automatic generation of distributed, real-time, fault-tolerant and reliable schedules
Génération automatique de distributions/ordonnancements temps réel, fiables et tolérants aux fautes
Résumé
Reactive systems are increasingly used in fields such as automotive, telecommunication, and aeronautic. These systems carry out complex tasks which are often critical. Within catastrophic consequences that could involve a fault in these systems, due to the presence of hardware fault (processor and communication media), it is essential to take into account fault-tolerance in their design. Moreover, several fields require a quantitative evaluation of their system behavior with respect to fault occurrence and fault activation. In order to design dependable systems, I propose in this thesis three design methodologies, based on scheduling theory, and on active and passive software redundancy. These three methodologies allow me to solve the problem of automatic generation of fault-tolerant real-time and reliable schedules. This problem is NP-hard, so these three methodologies are based on list scheduling heuristics. More precisely, the first two methodologies deal with the problem of hardware fault-tolerance (processors and communication media faults), respectively for architectures with point-to-point and buses communication links. The third methodology deals with the problem of quantitative evaluation of schedules in terms of reliability through an original bi-criteria heuristic. These methodologies offer good performances on algorithm and architecture graphs radomly generated.
Les systèmes réactifs sont de plus en plus présents dans de nombreux secteurs d´activité tels que l´automobile, les télécommunications et l´aéronautique. Ces systèmes réalisent des tâches complexes qui sont souvent critiques. Au vu des conséquences catastrophiques que pourrait entraîner une défaillance dans ces systèmes, suite à la présence de fautes matérielles (processeurs et média de communication), il est essentiel de prendre en compte la tolérance aux fautes dans leur conception. En outre, plusieurs domaines exigent une évaluation quantitative du comportement de ces systèmes par rapport à l'occurrence et à l'activation des fautes. Afin de concevoir des systèmes sûrs de fonctionnement, j'ai proposé dans cette thèse trois méthodologies de conception basées sur la théorie d'ordonnancement et la redondance active et passive des composants logiciels du système. Ces trois méthodologies permettent de résoudre le problème de la génération automatique de distribution et d'ordonnancements temps réel, fiables et tolérants aux fautes. Ce problème étant NP-difficile, ces trois méthodologies sont basées sur des heuristiques de type ordonnancement de liste. Plus particulièrement, les deux premières méthodologies traitent le problème de la tolérance aux fautes matérielles des processeurs et des media de communication, respectivement pour des architectures à liaisons point-à-point et des architectures à liaison bus. La troisième méthodologie traite le problème de l'évaluation quantitative d'une distribution/ordonnancement en terme de fiabilité à l'aide d'une heuristique bi-critère originale. Ces méthodologies offrent de bonnes performances sur des graphes d'algorithme et d'architecture générés aléatoirement.
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