A rendszerszint diagnosztika alapjai Alapfogalmak Diagnosztika tbb jelents

A rendszerszintű diagnosztika alapjai

Alapfogalmak § Diagnosztika: több jelentés, ált. kontextus tisztázza § Aspektusok o Detektálás: hibahatás(/hibaok) jelenlétének felismerése o Lokalizálás: hibaokok lehetséges halmazának szűkítése o Izoláció: specifikus hibaok feltárása • Ált. javító akciók granularitásáig § Rendszerszintű diagnosztika: hierarchia!

Diagnosztika § A diagnosztika támogatására teszteket használunk § Az elméletileg lehetséges tesztek száma általában igen nagy o Elektronika vs szoftverrendszerek? o Offline vs online? o Szekvenciális vs párhuzamos tesztelés? § |I| teszt, m kimenet mindegyiknél. Lehetséges szekvenciák száma?

Diagnosztika § Hány hibafát tudunk felállítani |I| teszt, m kimenet esetén? § c = | C | konklúzió (hibaok esetén) esetén hány többszörös konklúzió lehetséges?

Diagnózis, mint információfúzió Összes diagnosztika válasz domainje Mindhárommal konzisztens Test a-val konzisztens konklúziók Test b-vel konzisztens konklúziók Test c-vel konzisztens konklúziók

Diagnózis, mint információfúzió § § F: konklúziók halmaza H: lehetséges konklúziók bármely pillanatban Kezdetben: F = H Hi: F ti-re vonatkozó részhalmaza § Igaz-e ez… o A „single failure” feltételezés sérülésekor? o False alarm-ok? o Diagnosztikai konklúziók nem megfelelő leképezése? o…

Diagnózis, mint információfúzió Összes diagnosztika válasz domainje Test a-val konzisztens konklúziók Test b-vel konzisztens konklúziók Test c-vel konzisztens konklúziók

Diagnózis, mint információfúzió § Bármely teszt által gyanún kívül helyezett hipotézisek eldobása (praktikusan: mi az, ami biztosan nem romlott el? )

Diagnosztika, mint korlátkielégítés § Constraint Satisfaction Problems § A diagnosztika egyik klasszikus mérnöki eszköze § Probléma-definíció és hatékony (keresés-alapú) megoldás szétcsatolása o Kész, hatékony kereskedelmi és nyílt/ingyenes eszközök § Itt: rövid bevezetés, CLP kitekintéssel

CSP § A CSP(X) séma: o X adattartomány és azon értelmezett o korlátok (relációk) X-en § Példák X-re o X = Q vagy R • lineáris egyenlőségek/egyenlőtlenségek • következtetés: Gauß elimináció és szimplex módszer o X = FD • korlátok = aritmetikai és kombinatorikus relációk • következtetés: MI CSP–módszerek o X=B • korlátok = ítéletkalkulusbeli relációk • Következetés: SAT-solving (a BME Nagyhatékonyságú Logikai Programozás kurzusának jegyzete alapján)

CLP(FD) = LP + CSP(FD) § Formálisan: o CSP = < X, D, C > o X változók halmaza o D értékek doménje o C korlátok halmaza o Korlát: <t, R>, ahol t változó n-es és R egy |t| szignatúrájú reláció o Változók egy lekötése: v: X D o Egy lekötés kielégít egy <(x 1, …, xn), R> korlátot, ha (v(x 1), …, v(xn)) R o Egy megoldás egy olyan lekötés, mely minden korlátot kielégít o FD: D véges halmaz

8 -queens § Cél: 8 királynő, egyik se támadja valamely másikat § Változók: királynő pozíciója a sorokban vagy oszlopokban § Domainek: 1… 8 § Korlátok? o xi != xj o xi – xj != i-j o xj – xi != i-j

EPA: CLP(FD) reprezentáció § Változók o Bemeneti/kimeneti szindrómák o Belső hibamódok § Domének o Bementi/kimeneti szindrómanyelvek o Belső hibamódhalmazok § Korlátok o Terjesztési szabályok belső hibamódokkal modulálva o Topológia: kimenetek és bementek egyenlősége § Megoldás o Lehetséges teljes diagnosztikai kép részleges diagnosztikai képből • Vagy teljesebb részlegesből o CSP-ben nincs „előre” és „visszafele” következtetés! • Hatásanalízis és diagnosztika keverhető

CSP megoldás § § § visszalépéses iteratív keresés (backtracking) korlát-terjesztés (constraint propagation) lokális keresés (local search) a gyakorlatban ezek együttműködése Általánosságban: NP-teljes probléma

CSP megoldás - visszalépéses iteratív keresés § § Változó kiválasztása Döntési pont: változó lehetséges értékei Lekötés, konzisztenciaellenőrzés Backtracking vagy CALL változó kiválasztása § Több változat o Változó-sorrendezés o Keresési stratégiák o Kiaknázhatóságuk?

CSP-megoldás - korlát-terjesztés § Változók/korlátok egy csoportja valamilyen konzisztenciájának fenntartása o Cél: keresési tér szűkítése § Általános lokális konzisztencia-megoldások o Csomópont (node): unáris korlát teljesül az érintett változó doménjén • X < 23 o Él (arc): egy változó élkonzisztens egy másikkal, ha minden megengedett értékéhez létezik a másiknak megengedett értéke o i-konzisztencia: i-1 lokálisan konzisztens változó konzisztens minden az i-1 változó és bármely i-edik változó közötti korláttal • i-ben exponenciálisan bonyolult § Terjesztés: (informálisan) a konzisztencia kikényszerítésének szükségessége változóról változóra „terjed”

Korlát-logikai programozás (kitekintés) § LP: Prolog rezolúció + visszalépés § általános modell § CSP: korlát-tár o új korlát felvétele: predikátum hívás o "osztott" változók o közös visszalépés • Prolog meghiúsulás: a tár is visszalép • tár inkonzisztenssé válása: visszalépés a legutolsó Prolog choicepoint-ig o tár-konzisztencia: automatikus o keresés: speciális predikátumok (pl. „labeling”)

CLP(FD) Prolog-ban (kitekintés) § Domének: egész számok véges halmazai § beépített korlátok o Aritmetikai, domén/tagsági, propozicionális, kombinatorikai o felhasználói kiterjesztések • indexikálisok • globális korlátok § monoton következtetés § belső megvalósítás

Rövid példa: diagnosztika TMR modell felett § Rövid GNU Prolog demo