Zuverlässigkeitseigenschaften diversitärer Programmsysteme

Kurzfassung

Ein Verfahren zur Steiqerung der Softwarezuverlassigkeit besteht darin, diversitar zu programmieren, d. h. voneinander unabhangige Programme zu erstellen, die das gleiche Problem losen. Der Vergleich der Rechenergebnisse der einzelnen zueinander diversitaren Teile erlaubt es, wahrend des Programmeinsatzes auftretende Fehler zu erkennen.

Die zur Problemlosung erforderlichen Strategien konnen sich z. B. auf die KontrollfluBstruktur, die Datenstruktur oder die verwendeten Algorithmen stützen.

Bei der quantitativen Beurteilung der durch die Diversitat erzielten Zuverlässigkeitsgewinne geht man zweckmäßigerweise von den Programmei- genschaften aus. Man kann zeigen, daß sich gemeinsame Fehler in diversitaren Systemen hyper-geometrisch oder binomisch auf diese Eigenschaften verteilen. Hieraus lassen sich Wahrscheinlichkeiten, Erwartungswerte und Streuungen fur gemeinsame Fehler gewinnen.

Weitere Berechnungen führen auf Wahrscheinlich-keitsaussagen für gemeinsames Versagen diversitarer Programme im Betrieb und auf die Verfügbarkeit eines diversitären Programmsystems. Auch bei Abmilderung der zunächst zu treffenden strengen Unabhängigkeitsvoraussetzung für die Programmerstellung kann man noch zu quantitativen Aussagen kommen.

Der besondere Vorteil eines diversitären Programmsystems liegt in der relativ geringen Test-anzahl, die man brauchtr um bestimmte kleine Versagenswahrscheinlichkeiten pro Anforderung nachzuweisen. Bei Programmsystemen, die aus einer Mischung diversitärer und nicht diversitärer Teile bestehen, muß man die nicht diversitären Teile entweder mit Hilfe systematischer Verfahren verifizieren oder auf woanders gemachte Betriebserahrungen zurückgreifen.