近年来,软件工具在新反应堆设计、开发以及现有反应堆升级和运行中的应用不断增加。总体而言,如果软件工具设计精良、开发细致、测试严格且使用得当,则其使用效率比传统开发流程更高,并且可能比手动工程流程产生更少的故障。但是,自动化工具或工具辅助工程活动中未检测到的故障可能会对核安全造成严重风险。对于核工业的所有利益相关者(包括设备供应商、公用事业许可证持有者和政府监管机构)而言,拥有良好的流程和一致的方法来评估软件工具在核安全系统中使用的安全性非常重要。但是,目前美国核工业中还没有针对软件工具资格或认证的具体、详细的标准和普遍接受的做法。
装备宙斯盾系统的 5 型舰艇在操作上有效且合适。所有性能阈值均已达到,并且该系统比目前部署的系统表现出更好的能力。MOS 系统在与尼米兹号航空母舰打击群中多达 26 个单元一起运行时运行正常且稳定。观察到的主要缺陷是 MOS 干扰保护功能 (IPF) 产生了错误的误导性指示,影响了系统的可靠性。在测试期间的几次中,IPF 状态框变红表示发生故障,而在其他时候,IPF 状态框保持不亮,表示没有故障。这些故障指示不能准确表示 Link 16 操作的真实运行状态。Link 16 控制台操作员无法清除其他 IPF 故障,需要 MOS 维护人员清除电子柜组件处的故障。
量子纠错码通常被设计用于纠正错误,而不管其物理来源如何。在大型设备中,这是一项基本功能。然而,在小型设备中,主要错误源通常是可以理解的,并且可以利用这些知识进行更高效的纠错。因此,优化量子纠错协议是小型设备中一种很有前途的策略。通常,这涉及通过解决适当的优化问题来针对给定的退相干信道定制协议。在这里,我们介绍了一种新的基于优化的方法,该方法可最大限度地提高恢复过程中对故障的鲁棒性。我们的方法受到最近实验的启发,在这些实验中,此类故障是逻辑错误的重要来源。我们用三量子比特模型说明了这种方法,并展示了近期实验如何从更强大的量子纠错协议中受益。
嵌入式系统的广泛部署对我们的社会产生了重大影响,因为它们在许多关键的实时应用中与我们的生活相互作用。通常,用于安全或任务关键型应用(例如航空航天、航空电子、汽车或核领域)的嵌入式系统在恶劣的环境中工作,在这些环境中,它们会频繁遭受瞬态故障,例如电源抖动、网络噪声和辐射。它们还容易受到设计和生产故障导致的错误的影响。因此,它们的设计目标是即使在发生错误的情况下也能保持及时性和功能正确性。容错对于实现可靠性起着至关重要的作用,而设计有效和高效的容错机制的基本要求是潜在故障及其表现的现实和适用模型。在这种情况下需要考虑的一个重要因素是故障和错误的随机性,如果在时序分析中通过假设严格的最坏情况发生场景来解决这些问题,可能会导致不准确的结果。同样重要的是,通过有效利用可用资源实现容错,解决嵌入式系统的功率、重量、空间和成本限制。本论文提出了一个框架,用于设计可预测的可靠嵌入式实时系统,同时解决及时性和可靠性问题。它提出了一系列容错策略,特别是针对嵌入式实时系统。通过考虑系统构建块的不同关键性级别,可以实现高效的资源利用。容错策略与所提出的概率可调度性分析技术相辅相成,这些技术基于全面的随机故障和错误模型。
手动调试量子程序是一项困难且耗时的过程。在本文中,我们介绍了一种基于增量调试和基于属性的测试的量子程序自动调试技术。我们的技术可以自动识别在量子程序更新中导致基于属性的回归测试失败的更改。为了评估我们的技术,我们将故障和保留语义的更改注入到三种量子算法中。在测量故障和保留语义的更改的百分比后,我们讨论了我们方法的可行性和有效性。我们的结果表明,我们的方法具有很高的真正例(称为敏感度)和真负例(称为特异性),并且在引入程序的更改量方面具有鲁棒性。此外,该方法的敏感度随着属性数量的增加而显著增加。而当增加属性和输入的数量时,特异性保持稳定。
容错可应用于三个层面——硬件、软件和系统(用户界面)。这三个层面都容易受到设计、实施或维护错误的影响——人为错误以硬件、代码或用户界面故障的形式存在,并体现在系统行为中。硬件在这三个层面中是独一无二的,因为它容易“磨损”和损坏。传统的容错可以补偿计算资源(硬件)的故障。通过管理额外的硬件资源,计算机子系统提高了其持续运行的能力。确保硬件容错的措施包括冗余通信、复制处理器、额外内存和冗余电源 / 能源供应。这种冗余的管理通常涉及使用软件。硬件容错在计算发展的早期尤为重要,因为当时机器故障之间的时间以分钟为单位。
近年来,软件工具在新型反应堆设计、开发以及现有反应堆升级和运行中的应用不断增加。总体而言,如果软件工具设计精良、开发细致、测试严格且使用得当,则其使用效率比传统开发流程更高,并且可能比手动工程流程产生更少的故障。但是,自动化工具或工具辅助工程活动中未检测到的故障可能会对核安全造成严重风险。对于核工业的所有利益相关者(包括设备供应商、公用事业许可证持有者和政府监管机构)而言,拥有良好的流程和一致的方法来评估软件工具在核安全系统中使用的安全性非常重要。但是,目前美国核工业中还没有针对软件工具资格或认证的具体、详细的标准和普遍接受的做法。
随着电源电压的降低,集成存储单元的辐射敏感度急剧增加。尽管有一些纠错码 (ECC) 研究可以防止用于空间应用的存储器出现故障,但是对于选择最佳的具有二维汉明码的 ECC 产品类型来缓解存储器中的数据故障,并没有达成共识。这项工作引入了空间应用产品代码 (PCoSA),这是一种基于汉明码和行和列奇偶校验的 ECC 产品,用于具有空间应用可靠性要求的存储器。通过注入 (i) 文献中已有的三十六种错误模式和 (ii) 最多七位翻转的所有可能组合来评估 PCoSA 的潜力。PCoSA 已经纠正了三十六种错误模式的所有情况,它对任何三位翻转的纠正率为 100%,对四位翻转的纠正率为 82.67%,对五位翻转的纠正率为 69.7%。
摘要 航天器系统及其任务的复杂性日益增加,需要更高水平的性能和创新的解决方案。为确保可靠性、可用性和安全性,必须实现机载自主性和最少故障。故障检测和识别 (FDI) 对于在航天器故障导致重大故障之前识别它们至关重要。然而,由于太空环境和对系统信息的依赖,FDI 的设计和应用具有挑战性。为了提高准确性、速度和抗噪性,已经开发了基于人工智能 (AI) 技术的现代 FDI 方法。本文研究了航天器姿态确定和控制子系统 (ADCS) 和电力子系统 (EPS) 中的最新 FDI 技术。本文讨论了各种 FDI 方法和框架,强调了它们的优点、缺点以及实施 AI 的重要性。此外,本文还对不同的方法进行了彻底的分析和比较。
有三个级别可以应用容错功能 - 硬件、软件和系统(用户界面)。所有三个级别都容易受到设计、实施或维护错误的影响 - 人为错误以硬件、代码或用户界面中的故障形式存在,并体现在系统行为中。硬件在这三个级别中是独一无二的,因为它容易“磨损”和损坏。传统的容错可以补偿计算资源(硬件)中的故障。通过管理额外的硬件资源,计算机子系统可以提高其持续运行的能力。确保硬件容错的措施包括冗余通信、复制处理器、额外内存和冗余电源/能源供应。这种冗余的管理通常涉及软件的使用。硬件容错在计算机发展的早期尤为重要,当时机器故障间隔时间以分钟为单位。