Метод мониторинга корректности исполнения процессов в операционных системах на основе контроля систем размерностей переменных

Аннотация

Задача контроля корректности вычислений встает перед разработчиками программных продуктов для любой операционной системы. При этом возникает необходимость как определения момента некорректного вычисления, так и локализации команд процесса, приведших к некорректным вычислениям. Для решения данной задачи использование подходов, основанных на контрольном таймере, дублировании процессов или наложенных средствах контроля, является или избыточным, или не гарантирует локализацию нарушения вычислений в максимально короткие сроки.
В работе предлагается подход к мониторингу корректности функционирования процессов, основанный на методе контроля размерностей переменных процесса. Данный метод позволяет определять нарушения производимых процессом вычислений непосредственно после исполнения некорректной вычислительной команды. В основе предлагаемого метода лежит моделирование линейных участков программного кода с помощью размерностей переменных, используемых для организации вычислений. Определение нарушений корректности вычислений происходит во время мониторинга потока управления исполняемого процесса. В результате данный метод является способом контроля исполнения базовых блоков программного кода процесса.
Предложенный метод позволяет распознавать аномальное функционирование процессов, используя модель размерностей переменных. Обнаружение нарушений функционирования предложенным методом может происходить независимо от причин нарушения корректности исполнения процессом вычислительных инструкций. При этом данный метод не позволяет определить причины нарушения вычислений.
В работе рассмотрены подходы к реализации данного метода с помощью возможностей операционных систем и с использованием аппаратного обеспечения. Выявлено ограничение предлагаемого метода, заключающееся в требовании к возможности мониторинга исполняемых процессом вычислительных инструкций.