Gerçek zamanlı sistemler için yüksek güvenirlikli çoklu yazılım sentezi

Abstract

Teknolojik gelişmeler ile birlikte, emniyet tedbirlerine duyulan ihtiyaç insan hayatının önemli bir parçası haline gelmiştir. Emniyet-kritiklik günlük yaşantıda sıklıkla karşılaşılan bir kavramdır. Bu çalışmada, emniyet-kritiklik hususunda sektördeki birçok standardın taban olarak kullandıgı IEC61508 standardı ile bu standardın önerdigi yöntemler ve araçlar incelenmiştir. Bölüm 1’de literatür taraması yapılarak tezin amacından ve literatürde görülen açık noktalardan bahsedilmiştir. Emniyet-kritik sistemler tanıtılarak IEC61508 standardının önemini vurgulayan literatür bilgileri değerlendirilmiştir. Bölüm 2’de IEC61508 stardardının genel yapısı anlatılmış ve bu standarda ihtiyaç duyulma sebebi hakkında bilgi verilmiştir. Güvenlik ve emniyet kavramları üzerinde durulmuştur. Emniyet taktikleri incelenmiş ve standart ile ilişkilerinden söz edilmiştir. IEC61508 standardının 3. bölümü olan yazılım bölümü incelenmiştir. Emniyet-kritik bir uygulama içerisinde, IEC61508-3 bölümünde önerilen yöntemler ile, C/C++ kullanılarak oluşturulan kodlar, V-model metoduna göre PC-lint programı aracılıgıyla analiz edilmiştir. IEC61508-3 standart parçasının önerilerinden olan senkron ve asenkron programlamalar hakkında bilgiler verilmiştir. Ayrıca standardın uygulanmasını önerdiği yöntemler benimsenerek yazılmış bir programlama dili olan SCADE Suit incelenmiştir. Bölüm 3’de, IEC61508-3 standardında önerilen yöntemlerden biri olan NVP tekniği açıklanmış ve çeşitleri hakkında bilgi verilmiştir. n sayıda farklı versiyondan gelen verileri analiz eden ve bu konuda karar veren, ayrıca NVP’nin başarısını belirleyen NVP seçicileri hakkında bilgi verilmiştir. SCADE programlama dili içerisinde örnek bir NVP uygulaması tasarlanmış ve davranışları incelenmiştir. Bölüm 4’de, uygulama sahasında karşılaşılan sorunlardan biri olan, n versiyon sayısını oluştururken hangi n tanesinin seçilmesi gerektigi sorununa çözüm aranmıştır. MCDM ˘ yöntemlerinden biri olan TOPSIS yöntemi ile örnek bir veri seti üzerinde uygulama yapılmıştır. Bölüm 5’de gerçek-zamanlı bir test ortamı oluşturulmuştur. Bu test ortamı, tilt-rotor ile dengede durması kontrol edilen bir yapıdadır. Matlab ortamında simule edilen kontrolcü, bu test ortamında gerçeklenmiştir. Ana motivasyon kaynağımız olan NVP-MV ile çoğunluk kararının sistemi kararsızlığa götürmesinin önüne nasıl geçilebilir sorusuna cevap aranmıştır. Geliştirilen algoritma ile bunun önüne geçilmiştir. Test senaryosunun sonuçları yorumlanmıştır. Son olarak, Sonuç ve Öneriler bölümünde, çalışma boyunca elde edilen sonuçlar sunulmuştur. IEC61508 ve IEC61508-3 standartları açıklanmıştır. SCADE programlama ortamında NVP yöntemi ile tasarlanan emniyet-kritik uygulama sonuçları verilmiştir. TOPSIS algoritması kullanılarak hangi n versiyonunun seçilecegi, tartışılmıştır. Son olarak ise gerçek-zamanlı bir uygulama üzerinde NVP-MV seçicisine göre daha yetenekli bir tasarım açıklanmıştır.