Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A Survey on Fault-Tolerant Methodologies for Deep Neural Networks

Syed Rizwan Tariq, Ulbricht Markus, Piotrowski Krzysztof, Krstic Milos

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2023

|

R. 27, nr 2

89--98

EN

Asignificant rise in Artificial Intelligence (AI) has impacted many applications around us, so much so that AI has now been increasingly used in safety-critical applications. AI at the edge is the reality, which means performing the data computation closer to the source of the data, as opposed to performing it on the cloud. Safety-critical applications have strict reliability requirements; therefore, it is essential that AI models running on the edge (i.e., hardware) must fulfill the required safety standards. In the vast field of AI, Deep Neural Networks (DNNs) are the focal point of this survey as it has continued to produce extraordinary outcomes in various applications i.e. medical, automotive, aerospace, defense, etc. Traditional reliability techniques for DNNs implementation are not always practical, as they fail to exploit the unique characteristics of the DNNs. Furthermore, it is also essential to understand the targeted edge hardware because the impact of the faults can be different in ASICs and FPGAs. Therefore, in this survey, first, we have examined the impact of the fault in ASICs and FPGAs, and then we seek to provide a glimpse of the recent progress made towards the fault-tolerant DNNs. We have discussed several factors that can impact the reliability of the DNNs. Further, we have extended this discussion to shed light on many state-of-the-art fault mitigation techniques for DNNs.

PL

Znaczący rozwój sztucznej inteligencji (SI) wpływa na wiele otaczających nas aplikacji, do tego stopnia, że SI jest obecnie coraz częściej wykorzystywana w aplikacjach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa. Sztuczna inteligencja na brzegu sieci (Edge) jest rzeczywistością, co oznacza wykonywanie obliczeń na danych bliżej źródła danych, w przeciwieństwie do wykonywania ich w chmurze. Aplikacje o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa mają wysokie wymagania dotyczące niezawodności; dlatego ważne jest, aby modele SI działające na brzegu sieci (tj. sprzęt) spełniały wymagane standardy bezpieczeństwa. Z rozległej dziedziny sztucznej inteligencji, głębokie sieci neuronowe (DNN) są centralnym punktem tego badania, ponieważ nadal przynoszą znakomite wyniki w różnych zastosowaniach, tj. medycznych, motoryzacyjnych, lotniczych, obronnych itp. Tradycyjne techniki niezawodności implementacji w przypadku DNN nie zawsze są praktyczne, ponieważ nie wykorzystują unikalnych cech DNN. Co więcej, istotne jest również zrozumienie docelowego sprzętu brzegowego, ponieważ wpływ usterek może być różny w układach ASIC i FPGA. Dlatego też w niniejszym przeglądzie najpierw zbadaliśmy wpływ usterek w układach ASIC i FPGA, a następnie staramy się zapewnić wgląd w ostatnie postępy poczynione w kierunku DNN odpornych na błędy. Omówiliśmy kilka czynników, które mogą wpływać na niezawodność sieci DNN. Ponadto rozszerzyliśmy tę dyskusję, aby rzucić światło na wiele najnowocześniejszych technik ograniczania błędów w sieciach DNN.

2

Bernoulli Meets PBFT: Modeling BFT Protocols in the Presence of Dynamic Failures

Nischwitz Martin, Esche Marko, Tschorsch Florian

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2021

|

Vol. 25

291--300

EN

The publication of the pivotal state machine replication protocol PBFT laid the foundation for a body of BFT protocols. We introduce a probabilistic model for evaluating BFT protocols in the presence of dynamic link and crash failures. The model is derived from the communication pattern, facilitating an adaptation to other protocols. The state of replicas is captured and used to derive the success probability of the protocol execution. To this end, we examine the influence of link and crash failure rates as well as the number of replicas. A comparison in protocol behavior of PBFT, Zyzzyva and SBFT is performed.

3

Odporna na błędy grube transformacja Helmerta ze zmodyfikowaną korektą Hausbrandta

Janicka J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 1/II

159-168

PL

Transformacja współrzędnych oznacza przeliczenie współrzędnych z jednego układu do drugiego. Powszechnie stosowaną metodą estymacji parametrów transformacji jest metoda najmniejszych kwadratów. Metoda ta nie jest jednak odporna na błędy grube. Zatem estymowane parametry transformacji będą również obarczone tymi błędami. Uodpornienie procesu transformacji współrzędnych na ewentualne błędy grube, można uzyskać przez zastosowanie odpornej M-estymacji. Poprzez zastosowanie odpowiednich funkcji wagowych można zminimalizować wpływ obserwacji odstających na estymowane parametry przez nadanie im ekwiwalentnych wag. Po wykonaniu transformacji współrzędnych należy także wykonać korektę post-transformacyjną Hausbrandta w celu pozostawienia niezmienionych wartości katalogowych punktów łącznych. Jeżeli współrzędne punktów łącznych są obarczone błędami grubymi, poprawki do tych współrzędnych również będą obarczone wpływem tych błędów. Zatem należy również zmodyfikować korektę post-transformacyjną Hausbrandta aby „uodpornić” ją na wpływ ewentualnych obserwacji odstających.

EN

Transformation of coordinates allows to convert coordinates from one geodetic system to another. Determination of transformation parameters is performed by the least- squares method. Unfortunately, the least squares method isn’t immune to outliers. It means that if from any reason one or more of the reference point’s coordinate is not correct the transformation parameters will be estimated with this errors. Therefore there is a necessity to develop a method that will be immune to outliers. In this paper robust estimation method for coordinate transformation is proposed to complete this task. To avoid influence of blunders in coordinates of reference points, three types of robust estimation were analyzed. But to assure that reference point’s coordinates will remain unchanged after transformation, one needs to apply the Hausbrandt correction. The Hausbrandt correction algorithm also isn’t immune to outliers. So it has to be modified to ensure it’s robustness to a blunders. The results of coordinate transformation with robust estimation and modified Hausbrandt correction were compared with Helmert transformation with Hausbrandt correction.

4

Metoda zwiększania przeżywalności federacji symulacyjnej

Pierzchała D., Chlebicki K.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2011

|

Vol. 2, nr 4

225--234

PL

W pracy omówiono metodę wykrywania i obsługi błędów w federacji symulacyjnej oraz zwiększania przeżywalności eksperymentu polegającą na rozdzieleniu aplikacji symulatora od interfejsu komunikacyjnego służącego do pracy pod kontrolą RTI. Zaproponowane podejście pozwala na ukrycie awarii aplikacji, wstrzymanie wszystkich działań w ramach federacji do momentu odzyskania sprawności przez uszkodzonego federata, bez przerywania całego eksperymentu. Wydzielony interfejs komunikacyjny pracuje podczas awarii, reaguje na informacje napływające z RTI oraz odtwarza stan federata do ostatniego zapamiętanego. W czasie poprawnej pracy aplikacji symulatora wszystkie aktualizacje symulowanych obiektów oraz wymieniane komunikaty zostają zapisane, aby mogły być następnie użyte w procesie odtwarzania.

EN

The paper presents the method for detecting and handling errors in the simulation federation and especially to improve fault-tolerance of distributed experiment. It can be obtained using the separation of application from the communication interface simulator. The proposed approach allows to hide the application failures, the suspension of all activities within the federation until the recovery efficiency of the faulty federate, without interrupting the experiment. Dedicated communication interface operates during the failure, responding to information coming from the RTI. Moreover, it restores state of the federate to the last stored. During proper work of the simulator all updates of simulated objects and the messages exchanged are stored in order to be used during restoring process (roll-back).

5

Efficient data management on a multicomputer

Łukawski G., Sapiecha K.

Czasopismo Techniczne. Informatyka

|

2011

|

R. 108, z. 1-I

33-47

EN

High performance, fault tolerance and scalability are usual requirements for an application running on a multicomputer. The paper presents different variants of centralized SDDS LH* architecture in the light of all the requirements. Hence, the paper briefly summarizes already published features of SDDS that concern data scalability and fault tolerance, and then introduces a new option for SDDS called throughput scalability that can balance workload of nodes of a multicomputer. Finally, having met all the requirements for efficient management of data on a multicomputer the SDDS schemes are estimated as for the time and memory overhead.

PL

Wysoka wydajność, odporność na błędy i skalowalność to typowe wymagania aplikacji dla multikomputerów. W artykule zaprezentowano różne odmiany struktur SDDS LH* o architekturze scentralizowanej w świetle wszystkich tych wymagań. Podsumowano znane już możliwości struktur SDDS dotyczące skalowalności danych i odporności na błędy oraz przedstawiono nową funkcjonalność SDDS nazwaną skalowalnością przepustowości, pozwalającą na zrównoważenie obciążenia węzłów multikomputera. Ostatecznie, po spełnieniu wszystkich wymagań w kwestii efektywnego zarządzania danymi w obrębie multikomputera, struktury SDDS są analizowane pod względem kosztów czasowych i pamięciowych.

6

SEU - the phenomenon omitted by modern operating systems

Borzęcki M., Świercz B., Napieralski A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 7

534-536

EN

Modern operating systems are expected to provide one of the key features: performance, meeting time constraints or reliability. Sometimes, the operating systems designers may embed a mix of the listed features, but very few of them are aware of the adverse influence of the environment. In this paper, neutron radiation and cosmic rays are considered as the external factors. A software method of countering the environment induced errors is presented, together with a discussion of the implementation possibilities based on the Linux kernel.

PL

W zależności od przeznaczenia systemu operacyjnego, projektanci skupiają się na jednej z kluczowych cech: wydajności, determinizmie czasowym lub niezawodności. Często projektanci systemów operacyjnych uwzględniają kilka z przytoczonych cech jednocześnie, lecz zazwyczaj zapominają o niekorzystnym wpływie otoczenia na sprzęt elektroniczny. Celem artykułu jest omówienie wpływu jednego z czynników zewnętrznych, jakimi są promieniowanie neutronowe lub kosmiczne, na pracę systemów operacyjnych. Zamiarem autorów artykułu jest przedstawienie programowego algorytmu ochrony systemów przed błędami oraz omówienie możliwości implementacji algorytmu na przykładzie jądra systemu Linux.

7

Automatic metrological diagnostics of sensors

Taymanov R., Sapozhnikova K.

Diagnostyka

|

2008

|

nr 3(47)

37-41

EN

As the number of sophisticated technical complexes with automatic control systems grows, the number of embedded sensors increases. The specific scientific problems that emerge while developing the sensors characterized by fault tolerance and long-term lifetime without metrological maintenance are considered. The possible ways of solution of these problems are outlined. The features of metrological diagnostics are demonstrated.

PL

W miarę wzrostu liczby skomplikowanych technicznych kompleksów z automatycznymi systemami sterowania zwiększa się liczba wbudowanych czujników. Rozpatrywane są problemy naukowo-techniczne związane z konstrukcją czujników charakteryzujących się długim czasem pracy bez obsługi metrologicznej i odpornością na uszkodzenia. Zostały zarysowane drogi rozwiązania tych problemów i możliwości diagnostyki metrologicznej.

8

Cause-effect operational fault analysis for Range Partitioning Scalable Distributed Data Structures

Łukawski G., Sapiecha K.

Czasopismo Techniczne. Informatyka

|

2007

|

R. 104, z. 1-I

35-44

EN

Scalable Distributed Data Structures (SDDS) consists of two components dynamically spread across a multicomputer: data records belonging to a file and a mechanism controlling record placement in file space. Record (data) faults may lead to invalid computations at most, while faults concerning record placement mechanisms may lead whole SDDS file to crash. In this paper, cause-effect analysis of record placement faults concerning SDDS RP* (Range Partitioning) file is given.

PL

Skalowalne Rozproszone Struktury Danych (SDDS) składają się z dwóch komponentów rozproszonych dynamicznie w obrębie multikomputera: danych należących do pliku oraz mechanizmu kontroli położenia rekordów w pliku. Błędy rekordów (danych) mogą co najwyżej doprowadzić do błędnych obliczeń, podczas gdy błędy związane z mechanizmem rozmieszczania rekordów mogą doprowadzić cały plik SDDS do zniszczenia. W niniejszym artykule dokonano analizy przyczynowo-skutkowej błędów rozmieszczania rekordów dotyczących struktur SDDS typu RP* (z podziałem na zakresy).

9

Zagadnienia przydziału i planowania zadań w systemach czasu rzeczywistego

Gajer M.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2001

|

Vol. 47, z. 4

433-461

PL

W artykule dokonano przeglądu rozwiązań stosowanych współcześnie w dziedzinie alokacji i szeregowania zadań dla systemów czasu rzeczywistego. Zamieszczono zwięzłe charakterystyki czterech podstawowych schematów postępowania podczas szeregowania zadań dla systemów czasu rzeczywistego. Omówiono podejścia oparte na: statycznym szeregowaniu z tablicą zadań, szeregowaniu z wywłaszczeniem priorytetowym, szeregowaniu dynamicznym z planowaniem oraz szeregowaniu dynamicznym ukierunkowanym na jak najlepsze działanie systemu. Dokonano także przeglądu technik bezpośrednio związanych z problematyką przy przydziału i szeregowania zadań, takich jak: szeregowanie z zapewnieniem odporności systemu na błędy oraz techniką obliczeń nieprecyzyjnych. Rozważano zagadnienia szeregowania zadań zarówno w systemach jednoprocesorowych, jak i wieloprocesorowych. Na zakończene artykułu podano warunek na szeregowalność zbioru niezależnych zadań okresowych.

EN

The paper summarises the state of real-time field in the areas of scheduling and operating system kernels. In the paper four paradigms underlying the scheduling approaches are presented. These are: static table driven scheduling, static priority preemptive scheduling, dynamic planning-based scheduling, and dynamic best effort scheduling. In the paper some other issues related with the field of task scheduling, like fault tolerant scheduling and imprecise computation technique, are also discussed. There are discussed task scheduling algorithms for both uniprocessor and multiprocessor systems. The condition for independent periodic task schedulability is also given

10

Wybrane zagadnienia analizy i projektowania rozproszonych systemów komputerowych czasu rzeczywistego

Gajer M.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2001

|

Vol. 47, z. 4

401-431

PL

W artykule dokonano przeglądu rozwiązań stosowanych w analizie i projektowaniu współczesnych systemów komputerowych czasu rzeczywistego. W artykule wprowadzono podstawowe pojęcia i koncepcje związane z dziedziną przetwarzania danych w czasie rzeczywistym. Szczególną uwagę zwrócono na te zagadnienia, które posiadają szczególne znaczenia z punktu widzenia niezawodności i bezpieczeństwa działania systemów czasu rzeczywistego. W artykule zamieszczono także krótką dyskusję rozwiązań zaproponowanych w literaturze przedmiotu. W artykule poruszono zagadnienia dotyczące systemów operacyjnych dla rozproszonych systemów komputerowych czasu rzeczywistego. Poruszono także zagadnienia związane z synchronizacją w takich systemach. Artykuł zakończono dyskusją o potencjalnych zastosowaniach rozproszonych systemów czasu rzeczywistego.

EN

The paper surveys the state of the art in real-time computing. In the paper some basic concepts related with real-time computing field are introduced. Further the basic key issues in the design of real-time systems are identified. Solutions proposed in literature for tackling these issues are also briefly discussed. In the paper the different types of distributed real-time systems architectures is discussed. The operation systems for distributed real-time systems are also discussed. The synchronisation issues in real-time systems are also taken into account. The article is terminated by the discussion of potential application of real-time systems.

11

Robust Stabilization for Uncertain Time-Varying Delay Constrained Systems With Delay-Dependence

Han Q. L., Mehdi D.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

1999

|

Vol. 9, no 2

293-311

EN

This paper is concerned with the problem of robust stabilization of linear time-varying delay systems containing saturating actuators in the presence of nonlinear parametric perturbations. Based on Razumikhin's approach to the stability of functional differential equations, we determine upper bounds on the time-varying delay such that the uncertain system under consideration is robustly globally or locally asymptotically stabilizable via memoryless state feedback control laws. The obtained bounds are given in terms of solutions to Lyapunov equations. Two numerical examples are included to illustrate the results.