SISTEM PENGESANAN RALAT DALAM SISTEM KAWALAN PROSES

SISTEM PENGESANAN RALAT

DALAM SISTEM KAWALAN PROSES

Md. Yazid Mohd Saman*, Azizi Abas', Mohamed Othman dan Azizol Abdullah i Fakulti Sains Komputer dan Teknologi Maklumat

Universiti Putra Malaysia 43400 Serdang, Selangor

+Sekolah Teknologi Maklumat, Universiti Utara Malaysia Sintok, Kedah I i

Abstrak: Sislem kawalan proses (SKP) adalah safu sisrem masa nyata )mng sentiasa beradu dolam

keadaan kritikal dun yang sentiusa berjitngsi secara berterusan. la sangal rnemerlukan satu persekitaran tahan rosak. Pengguna tidak perlu mengetahui apabila sistern tersebut berada dalam kerosakan, Kertas kerja ini inembincangkan satu rangka kerja sislem pengesanan ralat (SPR) dun perlaksanaannya dalam satu SKP. la adalah sebahagian dari implementasi ciri kornponen sisiern aha an rosak (STR) dalam SKP yang memberikan alternutif proses baik pulih dengan segera. S P R ini telah dibangunkan sebagai satu sistem sokongan yang d a p a ~ mengendali proses pengawasan ralat dun metnbaik pulihnya dengan segera. lni akan rnenzastikan bahawa kawalan proses sentiasa berada dolanl keadaan masa mat, yang minima. Ciri ini adalah sangat mustahak dalam industri pembuatan yang rnemerlukan pengelliaran produk yang tinggi.

Abstract: A process control system (P CS) is a real time system that is always in critical conditions and running continuously. It greatly requires a fault tolerance environment. Users do not hnve to know (ha!

;

the systern fails. This paper discusses a framework of an error detection system (EDS) and its

implementation in a PCS. It is part of an implementation of a characteristic of a fault tolerance system (FTS) for a PCS that gives an allernalive of a quick recovery process. The EDS has been developed as a supporl s)vtem that manages a monitoring process of error detection and its fast recovety. This will ensure that the control system has a minimum down time. This characteristic is par~icularlv important in a manufacturing industry that requires high product output.

Kata kunci : Sistem Tahan Rosak, Proses Kawalan, Pengesanan Ralat, Rangkaian Komputer

1.0 PENGENALAN

Dengan meningkatnya penggunaan sistem komputer yang meluas, cabaran pembangunan sistem yang selamat dan boleh dipercayai amat dititikberatkan (Ashok, 1994; Cassel, 1990). Komputer penting dalam industri perniagaan dan

' Surat rnenyurat: ernail yazid@fsktm.uprn.edu.rny

---

pembuatan kerana ia memerlukan aplikasi tertentu untuk menyelesaikan masalah dengan cepat dan tepat. Komputer juga menjadi satu teknologi terkini yang penting kerana ia sentiasa mengembangkan kebolehan manusia. Mesin ini sangat pantas dan harr~pir sempurna hasil daripada reka bentuk yang bercirikan kebolehpercayaan dan ketepatannya (Davis, 1997).

Sistem kawalan proses (SKP) adalah satu sistem yang membantu operator mengawal dan mengendali proses khususnya dalam proses pengeluaran dan pembuatan. Untuk memastikan kawalan proses berfungsi tanpa gangguan, ia sangat memerlukan sistem yang bercirikan tahan rosak. Sistem tahan rosak (STR) ditakrifkan sebagai satu sistem (perkakasan atau perisian) yang masih boleh berfungsi dengan baik walaupun terdapat bahagian sistem yang gagal berfungsi (Baharom, 1995; Freedman, 1998; Newton, 1998). STR amat penting dan diperlukan untuk mengelakkan kerugian organisasi, kehilangan nyawa dan sebagainya. Ia juga digunakan untuk mengelak dan mengurangkan berlakunya ralat perisian dan kerosakan perkakasan. Selain daripada itu, sistem dapat dilaksanakan walaupun berlaku sebarang kerosakan. Ini adalah penting bagi sistem yang mempunyai komponen yang kritikal. Walau bagaimana pun, satu masalah utama dalam S-TR ialah kos penyelenggaraannya yang tinggi. Pada asasnya, setiap komponen dalam bahagiannya disediakan sekurang-kurangnya berpasangan atau lebih. Di samping itu, STR masih sukar untuk dicapai sepenuhnya dan akan menjadi satu pembaziran, khususnya jika tidak berlaku kegagalan.

Kertas k e j a ini membincangkan satu kajian mengenai komponen utama dalam STR, iaitu sistem pengesanan ralat (SPR) (Abas, 1999). Sistem yang otomatik dan yang bercirikan tetingkap telah direka bentuk untuk mempertingkatkan proses pengesanan ralat. Tindakan pemulihan akan dapat diambil dengan cepat, cekap dan betul. Model pembangunan perisian telah diimplimentasi di

.$z

PenJehdkan dun Pemndngaa '~'USI1 227

"s

s, *.$-A

MODENAS Gurun, Kedah, yang merupakan satu industri pembuatan yang '

I

memerlukan STR yang teguh. Industri ini juga memerlukan prosedur ! pemulihan yang mudah difahami oleh pengguna yang bukan-teknikal dan yang memberi makna kerana sebarang kesukaran akan menyebabkan masa yang lama akan diambil untuk pemulihan. Jika proses pengeluaran diberhentikan akibat sebarang ralat teknikal, maka bilangan pengeluaran barangannya akan berkurangan daripada yang dirancangkan.

Dalam kertas keja ini, konsep asas berkenaan SKP dan STR akan diberikan dalam seksyen 2. Seksyen 3 membincangkan implementasi SKP di MODENAS. Cadangan rangka keja sistem pengesanan ralat (SPR) diberikan dengan terperinci dalam seksyen 4. Seksyen 5 menunjukkan beberapa sampel output serta perbincanggannya. Dalarn seksyen 6, satu sistem lain dibincangkan sebagai perbandingan dan akhir sekali dalarn seksyen 7, rumusan diberikan.

2.0 SISTEM TAHAN ROSAK DALAM KAWALAN PROSES

Sistem kawalan proses (SKP) adalah satu sistem yang membantu operator mengawal dan mengoptimakan sesuatu proses (Kim and Yaacob, 1989). Untuk mencapai tujuan ini, fungsi perlaksanaan dalam produktiviti dan kualiti produk perlu diopti~nakan. Kunci utamanya ialah menyediakan sistem dengan kebolehpercayaan yang jitu. Kebolehpercayaan sistem boleh memberikan perkhidmatan yang sentiasa ada, berfungsi dengan betul serta selamat digunakan dan tidak boleh gagal. Kegagalan kawalan proses ini boleh membawa kerugian. Kegagalan SKP boleh mengakibatkan kerosakan dalam industri dan membawa kepada kehilangan nyawa dan wang. Dalarn satu SKP, ketidakseimbangan reka bentuknya rungkin akan meninggalkan kerosakan yang tersembunyi. Oleh sebab itu beberapa tindakan perlu diambil untuk

meminimakan kerosakan tersembunyi ini dan memastikan kawalan proses ini berfungsi dengan betul walaupun kadang-kadang berlaku kerosakan.

Rajah 1 menunjukkan gambaran umum SKP (Kim and Yaacob, 1989). la dibina untuk mengawal proses pengeluaran sesuatu industri seperti loji petroleum, industri bijih besi dan lain-lain lagi. SKP menjalankan operasi secara berturutan. Pada masa yang sama ia menukarkan input kepada output. Input boleh dianggap sebagai maklumat tentang keadaan dunia luar yang diterima oleh pelbagai sensor seperti meter tekanan udara, termo pendua dan lain-lain. Output pula merupakan isyarat atau keputusan yang mendorong ke atas dunia luar (Kim and Yaacob, 1989). SKP beroperasi secara automatik dan ia dapat membantu manusia membuat keputusan dengan cepat dan tepat pada masanya. Operasi dan fungsi yang dilaksanakan oleh satu sistem komputer proses kawalan termasuk perkara berikut:

a) Pengambilan data sama ada digital atau analog. b) Per~~bahan data dan pengukurannya.

c) Paparan visual.

d) Had pemeriksaan dan pembunyian isyarat. e) Pemerhatian dan alirannya.

f) Perhitungan. g) Tindakan kawalan.

Karvalan Operator

Perseki taran

d l

Rajah 1: Sistem Kawalan Proses

2.1 Sistem tahan rosak

Ciri tahan rosak selalunya melibatkan istilah seperti kerosakan, ralat dan kegagalan. Istilah ini telah digunakan dalam pelbagai konteks yang berlainan. Ia selalunya digunakan secara bertukar ganti (Anderson dan Lee, 1981; Robinson, 1982; Laprie, 1985). Kerosakan ditakrifkan sebagai satu kejadian dalam perisian dan perkakasan (Siewiorek dan Wsarz, 1982). Kerosakan perkakasan berkait dengan masa, komponen, antara muka fizikal dalam persekitaran sistem. Kejadian kerosakan dalam perisian pula membawa kepada ralat dalam perlaksanaan sistem. Ia boleh disebabkan oleh kekaburan dalam struktur logik aturcara (Shrivastava, 1991). I a juga t e j a d i apabila berlaku dalam persekitaran yang tidak sempurna. Menurut Levi (1994) pula, kegagalan adalah satu kejadian yang berkait dengan perkara yang pertama sekali berlaku dalam pembentukan ralat. Definisi ralat perisian menurut Bell (1992) pula ialah perisian yang berada dalam keadaan yang tidak betul. Ini mungkir! berpunca dari satu atau beberapa bit dalam program atau data yang mempunyai nilal yang tidak betul. Selain dari itu, ia boleh berlaku apab~la has11 pemprosesan yang diperolehi adalah diluar daripada lingkungan capaian proses aturcara

tersebut. Ralat selalunya berpunca daripada kerosakan lojik dan kombinasinya akan menghasilkan kegagalan. Dalam Laprie et al (1990), kerosakan dianggap sebagai keupayaan sesuatu sistem yang tidak mengikut prosidurnya. Ia sepatutnya mampu untuk bertolak ansur dengan kerosakan sambil pengguna tidak sedar bahawa ralat telah berlaku.

Sistem tahan rosak (S-TR) adalah mustahak kerana ia mampu memberi proses penyelesaian tertentu jika berlaku kerosakan. Di antara bentuk kerosakan dalam sistem komputer yang boleh berlaku termasuk:

a) IYesin yang disambungkan ke komputer tidak berfungsi. b) Kerosa kan sistem komputer.

c) Putus bekalan elektrik. d) Ralat komunikasi data. e) Ralat data.

f) Ralat signal kawalan. g) Ralat jangka masa. : h) Ralat operator.

Kebolehpercayaan sistem boleh dicapai melalui proses pengelakan kerosakan dan sistem yang bercirikan tahan rosak (Avizienis, 1976, 1978; Carter, 1979; Siewiorek dan Wsarz, 1982; Lala, 1985). Ini bermula dengan memastikan adanya kebolehpercayaan dalam reka bentuk komponen sesuatu sistem. Seterusnya, pengujian komponen tersebut mestilah dijamin bebas daripada sebarang kerosakan. Sistem yang bercirikan tahan rosak akan dilaksanakan apabila kerosakan berlaku semasa operasi komputer sedang dijalankan. Maka

1

sistem perlu direka bentuk untuk meneruskan operasi walaupun kerosakan berlaku tanpa menurun taraf perkhidmatannya atau tercemarnya data pemprosesan. Salah satu teknik ialah pendekatan N-versi (Avizienis, 1985).

4

2.2 Keperluan Tahan Rosak dalam Kawalan Proses

1

I

Secara amnya, terdapat tiga konsep yang berlainan dalam kebolehpercayaan

i

dalam kawalan proses (Kim and Yaacob, 1989). I n i terdiri dari l'llengelakkan i masa tidak beroperasi yang tinggi, menahan sebarang masa pemberhentian i

yang panjang dan menahan berlaku kerosakan data. Dalam konteks proses ; kawalan, konsep kebolehpercayaan tertumpu kepada perkara untuk !

!

mengelakkan masa tidak beroperasi yang tinggi kerana perkhidmatan pengkomputeran yang sedia ada adalah mustahak. Kerosakan boleh merebak I

dalam sistem komputer kawalan dan ini akan mempengaruhi kerosakan dalam '

! sistem lain. Tambahan pula, kelusuhan dalam perkakasan dan perisian yang ; tidak boleh dielakkan mungkin akan melibatkan keseluruhan sistem berada

_,

dalam kerosa kan.

! Oleh itu, keperluan untuk satu sistem yang mampu menahan kerosakan adalah ;

i

mustahak dan ini boleh menjadi pendekatan kepada ciri tahan rosak. STR I sepatutnya mampu untuk mengesan sebarang kerosakan dan boleh mengenal

I

I

pasti kegagalan ini. Menahan kerosakan dalam proses kawalan bermaksud

i

menahan berlakunya kerosakan dalam perkakasan dan perisian atau kedua- duanya sekali. Pada dasarnya, sebelum reka bentuk sesuatu sistem dijalankan,

I 1 pengaturcara perlu mereka bentuk pengelakan kerosakan terlebih dahulu. I I I

I

3.0 SISTEM KAWALAN PROSES D I MODENAS

Motosikal dan Enjin Nasional Sdn. Bhd. (MODENAS), anak kumpulan DRB Hicom adalah merupakan salah sebuah industri pembuatan motosikal yang mula beroperasi pada bulan Disember 1996 bertempat di Gurun, Kedah. MODENAS

I

adalah salah satu projek nasional Malaysia yang mend,-pat kejasama daripada , Kawasaki Heavy Industries (KHI) bertempat di Akashi Jepun. I a menggunakan ,

teknologi maklumat untuk menyokong operasi di dalam industri ini. Kebanyakan urusannya menggunakan teknologi komputer bermula dari urusan tempahan barangan pembuatan hingga penjualan motosikal.

Industri pembuatan motosikal di MODENAS ini menggunakan teknologi kawalan proses dengan teknologi komputer dan robotik. Satu perisian telah direka bentuk dan diperkenalkan oleh KHI untuk memudahkan operasi pembuatan motosikal. Perisian tersebut ialah Sistem Kawalan Proses Pengeluaran (manufacturing process control system (MPCS)). I a menggunakan sistem pengoperasian AIX versi 4.1.4, bahasa pengaturcaraan C/C++ dan pangkalan data ORACLE versi 7.2.2. Dalam sistem ini, terdapat empat stesen k e j a yang mengawal proses pembuatan dan satu nod pelayan pangkalan data. I n i digambarkan dalam Rajah 2. Proses kawalan ini menunjukkan keadaan sebenar komputer dalam rangkaian yang mempunyai lima buah komputer. Lima komputer ini digunakan untuk melakukan tugas masing-masing dan terdiri dari:

(a) komputer pelayan pangkalan data dan perisian (KP), (b) komputer stesen ke j a ~ n j i n Line On (EON),

(c) komputer stesen ke j a Enjin Line Off (EOF), (d) komputer stesen kerja Frame Line On (FON), (e) komputer stesen ke j a Frame Line Off (FOF).

3.1 Perisian High Available Cluster Multi Processing

Untuk memastikan proses pembuatan di MODENAS bejalan lancar, satu perisian bernama High Available Cluster Multi Processing (HACMP) telah digunakan

sebagai satu perisian tahan rosak. Perisian ini berada dalam komputer pelayan (KP) yang menjadi sumber pencapaian dan penyimpanan data. Kompllter pelayan ini terdiri daripada 2 set komputer pelayan bejenis IBM RISC/6000

model G30. Satu menjadi komputer pelayan utama dan satu lagi menjadl

:

komputer pelayan sandaran. Stesen kerja FOlV, FOF, EON dan EOF akan mencapai maklumat dalam komputer pelayan ini. Ini adalah untuk menjaalkan sistem kawalan proses lebih anjal dan selamat. Rajah 3 menunjukkan kedua. dua unit komputer pelayan berserta satu unit storan luaran yang dihubungkan dalam satu raqgkaian setempat. Dalam proses tahan rosak, H A c M ~ membolehkan pelayan sandaran mengamb~l alih tugas pelayan utama apabila la

rosak. Contoh kerosakan termasuk kerosakan nod, kerosakan rangkaian penyesuai dan kerosakan rangkaian.

1 Petunjuk r.., ID ",,. '.,,l,i, B..dT"lr

i

7- -Yampul.! YRP A < '"T

1

Rajah 2: Sistem Kawalan Proses MODENAS

.- . - - - - . pusu t ~enjeiiiilkiln diln F'erurzhrga n i)Ul?il

Rangkaian Fungsi Jiran

I

- . . .

I

EON EOF EON F O F

Rajah 3: Struktur Sistem HACMP

Jadi, HACMP telah digunakan sebagai asas kepada sistem komputer pelayan yang mempunyai ciri-ciri kebolehsediaan yang tinggi dan masa matinya yang minimum. Ia akan mengesan kerosakan nod, rangkaian dan penyesuai rangkaiannya serta mengambil tindakan penting seperti ambil alih sistem fail. Jadual 1 menunjukkan jenis kerosakan dan perlindungan yang diambil oleh HACMP.

Jadual 1: Fungsi-fungsi dalam HACMP Jenis kerosakan Perlindunganf Ciri-ciri

Nod Melaksanakan pelayan sandaran dan memberi capaian kepada nod yang lain.

t ! *

Jenis kerosakan

J

Rangkaian Rangkaian awam -4

.

Disambungkan ke pelbagai nod dan membenarkan

pengguna mencapaikannya. _i

Rangkaian awam yang terlibat ialah Ethernet, Token-Ring dan Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Rangkaian Persendirian

Komunikasi titik ke titik antara dua nod.

Tidak membenarkan pengguna menggunakannya.

Rangkaian yang boleh ditakrifan ialah Token-Ring, FDDI dan Serial Optical Channel Connector.

Tujuannya ialah untuk halangan trafik

Rangkaian sesiri

Komunikasi titik ke titik antara dua gugusan untuk HACMP mengawal denyutan trafik antara gugusan

Talian sesiri ini menggunakan talian RS232.

3.2

Masalah Dengan Sistem Yang Ada

Salah satu masalah utama berkaitan dengan HACMP ialah apabila berlakunya kerosakan dalam kawalan proses, pegawai teknikal yang bertugas terpaksa mengkaji data yang dijana dan menganalisis secara manual kenapa tejadinya kerosakan. Ini adalah satu tugas yang rumit dan tidak mampu dilaksanakan oleh pegawai yang bukan teknikal. Proses pengesanan ralat ini mengambil

+

mass yang panjang kerana kod data penyebab kerosakan susah difahami. Untuk

mempercepatkan pembaikan kerosakan, proses mengenal pasti kerosakan ini perlu dijalankan secara otomatik dan bukan manual. Secara khususnYa1

masalah yang telah dikenal pasti tejadi dalam kesahihan data dan kerosakan perkakasan serta perisian. Berikut adalah rumusan masalah yang ada.

a) Tiada sistem kawalan utama yang bersifat otomatik dan mesra ditempatkan di pejabat utama MODENAS yavg mampu mengesan dan mengeluarkan isyarat apabila berlaku kerosakan komputer di setiap stesen k e j a atau komputer pelayan MPCS. Ini menyukarkan pihak penyelerrggara mengawasi keadaan setiap stesen ke j a dan komputer pelayan tersebut kerana kedudukan masing-masing be jauhan antara satu sama lain.

b) Apabila berlaku satu masalah, penyelesaian dijalankan secara manual dan maklumatnya ditulis dalam buku laporan ralat yang tidak disusun secara teratur. Apabila kegagalan yang sama berulang, kesukaran timbul ~ ~ n t u k

memperolehi catatan penyelesaian yang terdahulu.

c) Perisian MPCS yang dibekalkan oleh KHI menggunakan sistem pengoperasian AIX versi 4.1.4 sepenuhnya. Sistem AIX ini memerlukan kemahiran untuk dikendalikan dan tidak berasaskan tetingkap. I a menyukarkan proses penyelenggaraan dan penyelesaian masalah kerana bilangan kornputer yang menggunakan pengoperasian ini adalah terhad.

Sebagai penyelesaiannya, satu sistem yang otomatik dan bercirikan tetingkap perlu ada untuk mempertingkatkan proses pengesanan ralat. Tindakan pemulihan akan dapat diambil dengan cepat, cekap dan betul. Jika proses pengeluaran diberhentikan maka bilangan pengeluaran niotosikal akan berkurangan daripada yang dirancangkan. Prosedur pemulihan yang niudah difahami dan bermakna adalah perlu kerana sebarang kesukaran akan

menyebabkan masa yang diambil untuk pernulihan lama dan proses pengeluaran barangan akan tertangguh.

4.0 SISTEM PENGESANAN RALAT

Untuk rnernudahkan proses rnengenal pasti ralat dan tindakan pernulihan sistem

1

kawalan proses, satu perisian bernarna Sistem Pengesanan Ralat (SPR) telah

1

dibangunkan dan diintegrasi dengan sistern HACMP yang ada. _{I a}

I

₁

I

rnenggunakan data ralat yang tejana dalam persekitaran kawalan proses. i

I

1

Sistern ini akan rnernbantu rnengenal pasti proses kerosakan yang tejadi dan i

I

rnencadangkan penyelesaiannya. Model ini akan rnernpercepatkan tindakan yang I

I

akan diambil oleh pengguna. Riqjah 4 rnenunjukkan penjanaan data MPCS dan

₁

pengesanan ralat oleh SPR.

4.1 Rangka Ke j a SPR

Terdapat dua kaedah pengesanan ralat yang dapat dilakukan. Data ralat dan kerosakan akan dihantar rnelalui arahan kelornpok kornputer stesen keja supaya fail log dapat dihantar ke kornputer pelayan atau rnelalui arahan pada butang yang tersedia untuk rnengarnbil fail dari kornputer stesen keja. Melalui arahan kelornpok kornputer stesen keja, data akan dihantar ke direktori di kornputer SPR iaitu dalarn cakera D:/EON, D:/EOF, D:/FON dan D:/FOF. Proses rnenghantar fail log ini dilakukan setiap lirna rninit supaya data-data ralat dan kerosakan akan sentiasa dikernaskini. Rajah 5

Rangka k e j a SPR ditunjukkan dalam Rajah 5 dan ia direka bentuk bagi rnengawasi kerosakan pada proses kawalan di kornputer stesen k e j a FOIU, FOF, EON dan EOF dan kornputer pelayan. Dalarn setiap lirna rninit kornp~~ter pelayan atau stesen ke j a FON, FOF, EON dan EOF akan rnenghantar maklurnat

(fail log) ke sistem antara muka SPR untuk diproses dan dikesan jika berlakunya sebarang ralat. Rajah 6 menunjukkan aliran keseluruhan proses dalam proses pengesanan ralat ini. Di antara ralat yang akan diawasi terrnasuk:

a) IYengesan data berganda yang dimasukkan dua kali atau lebih. Jika perkara ini berlaku maka jurnlah pengeluaran akan bertarnbah.

b) Mengawasi cakera keras cukup ruang storannya untuk mengisikan datanya.

c ) Mengesan pencetak jurnal supaya berfungsi dengan bai k tanpa sebarang

masalah.

d) Memastikan data dapat dikemaskini di pangkalan data dengan jayanya. Kod ralat akan dikeluarkan jika berlaku ralat semasa pengemaskinian sedang dijalankan.

e) Ralat akan dikeluarkan jika pengimbas barkod tidak dapat berinteraksi dengan komputer.

f) Mengesan status komputer sarnada di pelayan atau stesen k e j a . Contoh ralatnya ialah kerosakan cakera keras, penyesuai rangkaian dan lain lain lagi.

g) Memastikan aturcara yang tertentu tidak dilarikan secara serentak dalam sebuah komputer di dalarn sistem kawalan proses.

h) Data yang dihantar oleh kornputer ke rnesin "pokayoke" dapat diterima tanpa sebarang masalah. "Pokayoke" ialah rnesin yang digunakan untuk memproses data yang diterima daripada komputer dan menukarkan kepada gerak kerja (robotik) untuk melaksanakan sesuatu proses mengikut kod yang telah diberikankan

4.2 Reka Bentuk Objek SPR

SPR direka bentuk berasaskan konsep berorientasi objek. Rajah / menunjl-~kkan reka bentuk objek-objeknya. Kebanyakan objek yang dibangunkan menggunakan kaedah arahan bahasa pengaturcaraan. Pada amnya algoritma dalam setiap objek adalah sama dengan objek-objek yang lain. Ini adalah kelebihan pengaturcaran objek. Walau bagaiman pun, terdapat beberapa prosedur yang berbeza di anatara satu dengan yang lain seperti prosedur kesan ralat, cadangan penyelesaian, cetakan dan salin data. Prosedur cetakan hanya berbeza dari segi nama dan kandungan fail laporan yang dikeluarkan pada pencetak. Perbezaan kandungannya ialah tajuk utama dan data yang dikeluarkan pada laporan tersebut. Bagi prosedur salin data, ia berbeza dari segi nama fail untuk dimuat paut dan alamat internet stesen k e j a sahaja. Prosedur cadangan penyelesaian juga berbeza dari segi kaedah pencapaian kodnya. Prosedur ini tidak digunakan pada objek kesan data berganda- kerana ia hanya memaparkan nombor bingkai atau enjin yang berganda sahaja. Ini sudah cukup untuk menerangkan bahawa motosikal ini mempunyai lebih dari satu. Cadangan penyelesaian dikeluarkan pada objek yang lain kerana ralat dan kerosakan yang dikeluarkan adalah berbeza-beza pada setiap objek tersebut. Prosedur yang ketara perbezaannya ialah prosedur kesan ralat. Prosedur ini berbeza kerana kaedah pengesanan ralatnya adalah berbeza-beza dan laporan yang dikeluarkan juga berbeza-beza.

,,

o

!

;

p$

-

~ t e r s n Ksrje EON S l e r s n K e r ~ v F O N Slsrsn Kerjn EOF S l e s e n K s v n FOF Peleyrn Pengknlan Deta

i1,nms

Petunjuk -- ...

i

i

-

Aliran Data ; I'rl~tyu8l I'ongkulan I>sra Sandurun

rw

Rajah 4: Penjanaan Data MPCS dan Ralat oleh SPR.

1'enyyun.t

'

C r r n k L a p o r n n Ralnr don I K r r o s n k a n

--

-- - I , I - I v Sistem Pengesanan r- I C r r n k L a p o r a n C n d n n g n n

L;

-2

Rnlat r - -

~

P e n y e l e s a i n n _{- - -} I - ' _ - - I

~

~

I . - / P n p a r m C a d a n g n n P e n y e l e s a i n n I P i n d o h Mtrat I-oil i; Ralnr d a n K r r o s n k m

r'

P m g k n l a n D a r a K a w a l n n

7

P r o s r s ( O U C L E ) ,~ .... - j - .,- .... - M e n u Ulmnd _PON , . P e n y e l e s n i n n R n n g k n i a n PC ----' > , n d a * ,_... I I-\-- . . . v . . . , , . - .... . A . . . - y a - . .- ~- M e n u U t m a I t S l e s e n Kerjn Knwnlnn EOF Pelayan P a n g k a l a n D a t a i P r o s e s (EON/FON/EOF/FOF) 1 _I I . . .. . - . . - - .~ . . . . ,~ - - ' . . . ..-YS- ~ ~- ~ I, M e n u LJiimu. ~ ~ - - ~ K o r n p u r r r P r l a y a n

f

_{Rajah 5: Kerangka Ke j a SPR}

\ Mula v Hantar data k e Sistem w P e n g a w a s a n 4 Ralat setiap 5 minir _{- -} I I _I - I- - I - 1'

Proses data B e r i cadangan I

penyelesaian

I'ldak A

7 _ . I . - - >

1 - A d a beroralcan? '--rm -4 Hantar Laporan

i

1 I -J

I _Tidak

I t

.

I----

-'Tarn at pro&;'-

YII

,/-v- --\ ,

(

Tarnat Proses ',

-- - .--

Rajah 6: Aliran Keseluruhan Proses Dalam Pengesanan Ralat

;

FONEOFIEONIEOF I Menu Utama 1 -. . ~ ~~ , -~ .-. - - . .- . - ~ . . - ~. . ~ ~. ., .. - . . . , ~ ~ .. - ~ . ,.- - . ~ - 1 .- ~ .~ .- ~~ .' C-- ' , 2- ; .. ~ i ~- ' ' . , r

,

, -- - --2. .

-1 ! Data Berganda ' I Mesin Pencetak I ; Cakera Keras I I 1 Kemaskini :

- ~... r - ~- - . -- _.- -- - ' . . , .- ~. D*, I

t - -3 - _{- I} - - .x

Pokayoke P e n g ~ m b a s Perkakasan Status I , Aturcara Larian

- - - - - - - I -- I -- - - - - I - - -- Kesan Ralat +- -- ---

i

J Y

I-

v

Papar Ralat _Pcnyelesaian Cadangan Cetak Laporan

- --- ---

1 Muat Pindah I

-7

Fail Ralat atau

Kerosakan

I--_______.

v. v

Papar

Cadangan Cetak Laporan Penyelesaian

Rajah 7: Reka Bentuk Objek dalam SPR

v_ -

Papan Pengelu-n

5.0 SAMPEL OUTPUT DAN PERBINCANGAN

Dalarn irnplementasi sistem SPR ini, komponen utamanya ialah komputer stesen ke j a (FON, FOF, EON dan EOF) dalam suatu persekitaran kawalan proses yang bercirikan STR. Ia digunakan sebagai surnber pernberi maklumat ralat dan kerosakan kepada SPR. Fail-fail ralat yang diperolehi diambil daripada komputer stesen k e j a dan ditejemahkan ke dalam bentuk yang mudah difarnahi oleh pengguna biasa oleh SPR. Proses kerja seperti ini diperlukan dalam pembangunan SPR kerana ia adalah komponen asas dalam mereka bentuk sistem STR ini. Jadi, ia akan dapat membantu rnengenal pasti jenis kerosakan yang terdapat pada persekitaran kawalan proses.

SPR dibangunkan dalarn persekitaran Windows 95/98 dengan menggunakan- bahasa pengaturcaraan Visual Basic 5 (VB5). VB5 telah menyediakan objek- objek untuk pengintegrasian sistern. Ini bersesuaian dengan model untuk mernbangunkan sistem pengesanan ralat yang berkesan dan efektif.

5.1 Sampel Fail Log Ralat

SPR yang telah direka bentuk bagi mengawasi kerosakan dengan cara rnembaca fail log yang mernpunyai data. Rajah 8 menunjukkan satu sampel fail log bagi ralat pada pengimbas di stesen kerja EON.

... <data lain> ...

17091997200231 1034MOlogin err 1709 19972002541034MOlogin err 240919971957301034MOlogin err 250919971957571034MOlogin err

101019971731560001sock send ( SOC-eon020 ) err < bye!

>

101019971732110001sock send ( SOC-eon012 ) err

27101997085444000lsock send ( SOC-eon020 ) err < dupl > 131119970834170001sock send ( SOC-eon020 ) err

<

deta F > ... <data lain> ...

Rajah 8: Sampel Kandungan Fail Log

i

Fail log ini sukar difahami oleh pengguna biasa kerana ia mempunyai aksara

I

_I

numerik yang panjang dan diikuti oleh aksara alphabet. Hanya pentadbir atau j

i pengguna yang benar-benar mahir dapat memahami apa yang terkandung di

₁

dalarn fall log ini. Untuk penjelasan lagi fail log ini, satu jadual telah dibentuk

i

agar dapat difahami. Jadual 2 menunjukkan fail sampel log ralat pengimbas pada stesen ke j a EON.

Jadual 2: Fail Log Ralat Pengimbas Pada Stesen Ke j a EON Aksa ra Keterangan 1 hingga 2 Hari 3 hingga 4 Bulan 5 hingga 8 Tahun 9 hingga 10 Jam 11 hingga 12 Minit 13 hingga 14 Saat

15 hingga 18 Kod Ralat

19 dan seterusnya Keterangan ralat

5.2 Antara Muka SPR

SPR yang telah direka bentuk bagi mengawasi kerosakan pada proses kawalan di komputer stesen k e j a dan pelayan memberikan beberapa sistern antara muka. Ia mengandungi proses-proses yang terdapat di antara muka setiap pengesanan ralat dan aliran proses perlaksanaannya. Beberapa sampel output bagi stesen k e j a EOlV untuk rnenerarcgkan proses output telah diambil. Sernua fungsi-fungsi output pada stesen ke j a EOF, FOlV dan FOF adalah sama dengan fungsi output untuk stesen k e j a EON. Dalam SPR, terdapat beberapa paparan yang terdiri daripada ralat dan kerosakan yang sering berlaku pada kawalan proses. Paparan tersebut terdiri daripada objek data berganda, mesin pencetak, cakera keras, kemaskini data, pengimbas, status perkakasan, aturcara larian, papan pengeluaran dan "pokayoke", cetakan, cadangan penyelesaian dan pertanyaan.

Rajah 9, 10 dan 11 menuujukkan beberapa gambaran output yang dillasilkan oleh SPR. Satu senarai menu utama SPR telah disediakan untuk memudahka proses atau kaedah pengesanan ralat yang terdiri daripada butang-butang perlaksanaan (Rajah 9). Ia merupakan antara muka yang pertama sekali d~hasilkan dan bertindak sebagai perantara kepada fungsi-fungsi proses pengesanan ralat yang akan dilaksanakan. Satu lagi antara muka yang ada ialah Antara Muka Aturcara Larian (Rajah 10). I a berfungsi untuk rnenerangkan status bilangan aturcara larian semasa dan mengesan samada berlaku pertindihan nama aturacara yang sedang drlarrkan. Contoh aturcara-aturcara larian yang dikesan ialah fon009, fon010, fonOll dan lain-lain lagi. Antara muka

I

yang iain ialah Antara Muka Kemaskini Data (Rajah 11) yang bertujuan untuk mengesan ralat atau kerosakan yang terjadi apabila data tidak dapat dikemaskini pada pelayan pangkalan 'data dengan cara memaparakan data log. Kegagalan ini mungkin disebabkan oleh stesen-stesen kerja tidak dapat disambungkan pada pelayan pangkalan data atau tidak memenuhi syarat status data dan perlaksanaan MPCS.

Rajah 10: Paparan Output Antara Muka Aturcara Larian bagi FOF

Rajah 11: Paparan Output Antara Muka Aturcara Kemaskini Data bagi FOF

5.3 Penilaian Prestai SPR

Penilaian prestasi SPR berasaskan kepada masa mati bagi MPCS secara keseluruhannya. Ini adalah maklumat yang penting untuk memahami keberkesanan SPR. Kadar minit dig~~nakan untuk menilai masa mati SPR.

Perangkaan ini diaktifkan dengan mengambil bilangan minit masa mati kejadian ralat dan kerosakan yang berlaku pada sistem MPCS bermula April, 1997 hingga Ogos, 1998. Secara umumnya, SPR siap dibangunkan dan dilaksanakan

f

sepenuhnya oleh pentadbir MPCS pada bulan Feb, 1998. Pada kajian ini, penulis i

t membahagikan kepada dua keadaan iaitu sebelum SPR dibangunkan dan

I

selepasnya. Kajian meliputi pengelasan jenis-jenis ralat yang sering berlaku

I

pada MPCS. Jenis-jenis ralat dan kerosakan ini berdasarkan kepada jenis-jenis

1

ralat yang terdapat pada SPR iaitu data berganda, cakera keras, pengimbas dan lain-lain lagi. Pecahan mengikut stesen k e j a MPCS juga dilaksanakan bagi

1

I

mengetahui sejauh mana keberkesanan SPR pada sistem stesen ke j a lY PCS I

I

i I

Satu sampel data telah diambil untuk mengenal pasti masa mati yang berlaku t I pada MPCS keseluruhan. Rajah 12 menunjukkan bilangan minit masa mati bagi I MPCS keseluruhan bermula April, 1997 hingga Ogos, 1998. Kadar ralat dan

I

I

kerosakan pada bulan Ogos mencatatkan bilangan masa mati yang tertinggi ! iaitu 675 minit. Jenis ralat tertinggi ialah cakera keras dan paparan pengeluaran

I

I

I

iaitu 600 rninit. Jika perbandingan d~lakukan di antara sebelum dan selepas I pembangunan SPR, boleh dikatakan bahawa kekerapan masa mati IYPCS lebih tinggi sebelum SPR dibangunkan. Di sini jelas menunjukkan SPR penting di dalam mengurangkan masa mati dalam MPCS.

Apr Me, ' Jun Julai Ogos 'ok'obe'

, rnber r Nov Dis Jan

:

Feb Mar Apr May Jun Julai Ogos

.. . - .~ - , .-. ,!Lr33P .~2!0 , . . 2 0 ~ ~ ; 0 1 - 0 , O - 0 , O 0 G 1-30 , ~ . ! 0 . 6 0 ? . 0 ..-... 0 -0 -.-A

'--

0 O ~ L A _ . 2 ! - 1 . ~ 0 0 & . - 0 . . 0 :~0~-_ O - - 0 . .. 0 . -0 _

e

o

1 I ~ H ~ o ~ o ~ o ~ o

,

-.-. o

-

~ .-!- - o - ~ --- 1 8 0 1 2 0 ~ ~ _{4 5 ;} ~ ~ ~ ~ ~ o ~ o ~ o ~ o : o o Bulan 1997 1998 Q A --.B u c O D .E M F .G O H .I .J I

Rajah 12: Jumlah Kejadian (Minit) Masa Mati di MPCS Keseluruhan Bermula April 1997 Hingga Ogos 1998 di Dalam Bentuk Graf dan Jadual

Kod ralat:

A = Data Berganda B = Mesin Pencetak C = Cakera Keras D = Kemaskini Data E = Pengimbas 1 = Lain-lain H = Papan Pengeluaran (OFF) F= Status Perkakasan I = 'Pokayoke' (ON) G = Aturcara Larian

6.0 PERBANDINGAN DENGAN STR YANG L A I N

Sistem tahan rosak Novell adalah satu sistem dalam Netware di tahap pangkalan data. Untuk memastikan masa hidup pangkalan data dan kesahihan data, Netware menyediakan tiga peringkat di dalam sistem tahan rosak. Tiga peringkat tersebut ialah:

a) STR peringkat satu iaitu pasang panas atau hot fix Ia memastikan data ditulis pada cakera adalah sama dengan data yang dihantar untuk ditulis.

b) STR peringkat ke dua iaitu pencerminan cakera atau pengdupleksan cakera. Perlaksanaan pencerminan cakera dan pendupleksan cakera ', boleh dilakukan salah satu daripada duanya. Pencerminan 'cakera memerlukan set pemacu yang lebih yang berkomunikasi dengan satu kawalan pemacu. Kedua-dua pemacu dicerminkan oleh Netware dan semua data pada pemacu akan disalinkan ke pemacu lain semasa pemasangan. Pengdupleksan cakera biasanya mempunyai persamaan dengan pencerminan cakera tetapi berbeza dari segi pengawal cakera.

c) STR peringkat ke tiga iaitu pencerminan pelayan. Pencerminan pelayan adalah pilihan tambahan kepada sistem ini dan merupakan platform yang baik untuk menyediakan jaminan capaian data. memerlukan pelayan yang lain, sama seperti yang sedia ada. Setiap satu disambungkan titik ke titik pada rangkaian bersama rangkaian komunikasi yang lain. Setiap pelayan dicerminkan dan bukan sahaja pada cakeranya tetapi pada ingatan capaian rawak.

Sistem ini mempunyai persamaan dengan HACMP yang ada pada kawalan proses di MODENAS. Kebanyakan STR komersial menggunakan sumber-sumber sandaran bagi mengelakkan kerosakan pada data-data yang kritikal. Teknologi pencerrninan dan penggandaan mempunyai persarnaan dengan teknologi RAID (redundant array inexpensive disk).

7.0 KESIMPULAN

Sistem kawalan proses (SKP) adalah satu sistem yang sentiasa berfungsi secara berterusan. Satu persekitaran tahan rosak adalah diperlukan yang akan cuba mernastikan pengguna tidak mengetahui jika kerosakan berlaku. Pengesanan ralat yang otornatik rnenjadi sebahagian dari ciri komponen sistem tahan rosak (STR) dalarn SKP ini. Proses baik pulih dengan segera perlu disediakan. Kertas k e j a ini telah membincangkan konsep asas proses kawalan dan sistem tahan rosak. Satu rangka k e j a reka bentuk sistem pengesanan ralat atau SPR telah dicadangkan dan diimplementasi. SPR marnpu rnengesan ralat dalam satu sistem dengan ernpat stesen k e j a serentak dan satu pelayan pangkalan data pada satu rangkaian kawasan seternpat.

Sistern ini telah dilaksanakan di MODENAS sebagai sebahagian komponen tarnbahan dalam sistem MPCSnya. Pengintegrasian dengan kilang baru di kawasan lain akan memerlukan komponen-kornponen tambahan dalam MPCS ini. Sistem yang telah dibangunkan telah menunjukkan prestasi yang baik dalam memastikan sistem kawalan proses dapat dilaksanakan tanpa sebarang gangguan. Sistem antara rnukanya juga dapat memudahkan pengguna mengawas sebarang ralat yang berlaku semasa operasi.

- -

Dalam rekabentuk SPR, untuk memastikan ia bejaya dengan kos yang berkesan, perkara yang perlu diambikira ialah keperluan masa yang kritikal dan cadangan penggunaan perkakasan atau perisian. Tidak semua proses pengesanan dan pemulihan tahan rosak menepati keseluruhan ciri-ciri tahan rosak. Semua teknik dalam perisian tahan rosak dicampur aduk mengikut jenis pengeluaran industri, rangkaiannya dan kawalan proses.

Perkembangan teknologi rangkaian sekarang telah meningkatkan lagi kecanggihan penggunaan komputer. Rangkaian internet menjadi satu rangkaian yang penting untuk menghubungkan komputer pada lokasi yang bejauhan. SPR berupaya untuk rnenggunakan rangkaian internet. Kebaikannnya ialah MPCS akan dapat mengesan ralat dan kerosakan akan dapat dibaiki dengan cepat walau pun operator berada di luar kawasan industri.

Pusat Penyeli'di:(an dun Perundingan, UUm

252

PENGHARGAAN

Penghargaan kepada MODENAS Gurun dan pegawainya yang telah memberikan kerjasama dalam kajian ini. Penglibatan Dr AK Ramani dari India juga dihargai. Penghargaan juga ditujukan kepada UUM yang telah menyediakan kemudahan pembelajaran kepada salah seorang penulis.

RUJLIKAN

Abas, A. (1999) Satu kerangka ke@ sistem pengesanan ralat dalam sistem tahan rosak, Tesis Master Fakulti Sains Komputer dan Teknologi Maklumat UPM

Anderson, T. and P. A. Lee (1981) Fault Tolerance Principe and Practice. Eaglewood Cliffs, New Jersey, USA: Prentice Hall.

Ashok, A. (1994) "Towards an Object oriented Approach to Software Fault Tolerance."

Proceeding of IEEE Workshop on Fault Tolerance Parallel and Distributed System. June, 1994: pp. 25-35.

Avizienis, A. (1976) "Fault Tolerance System." IEEE Transactions on Computer. December, 1976. Volume C -25: pp. 1304-1312.

Avizienis, A. (1978) "Fault Tolerance: The Survival Attributes of Digital System':

Avizienis, A. (1985) "The N-Version Approach to Fault-Tolerant Software." IEEE

Transactions on Software Engineering. Decem be r 1985. Vo 1 urn

e

5 E - 1 1 Number 12: pp. 1491-1501.

Baharorn, N. (1995) Kamus Komputer. Kuala Lumpur, Malaysia: Dewan Bahasa dan

Pusta ka.

Bell, D. (1992) Software Engineering: A Programming Approach. Prentice Hall International Limited.

Carter, W. C. ( 1979) Hardware Fault Tolerance in Computing System Reliability,

Cambridge, England: Cambridge University Press.

Cassel, D. (1990) Understanding Computers. Yew Jersey, USA: Printice-Hall International Editions Incorporations.

Davis, G. B. (1977) Introduction to Computers: Second Editions. USA: Mc Graw Hill

Incorporations.

Dermin, 1. (1991) Software Engineering Reference Book. UK.: Butterworth Yeinemann.

Freedman, A. (1998) "Computer Desktop Encyclopedia." Computer Select. May, 1998.

USA.

Hariri, S. A., Choudhary and B. Sarikay (1992) "4rchitectural Support for Designing Fault Tolerant Open Distributed Systems." Computer June, 1992 Volume 25,

Number 6: pp. 23-30.

_____ .-~ .... . _.. -.

Kim, K. S. and Yaacob, M. "On Software Reliability I n Process Control System."

Proceedings of Somare Engineering. Kuala Lumpur, Malaysia. June, 1989.

Volume 1 IVurnber 1: pp. 181-189.

Lala, P. K. (1985) Fault Tolerant and Fault Testable Hardware Design. lVew Jersey, USA:

Prentice Hall.

Laprie, J. C. (1985) "Dependable Computing and Fault Tolerance: Concepts and Terminology

.

"

1Yh

International Symposium on Fault Tolerant Computing

System. Michigan, USA. June, 1985: pp. 2-11.

Laprie, J. C., J. Arlat, C. Beonus and K. Kanoun (1990) "Defination and Analysis of Hardware and Software." Fault Tolerance Architectures Computer. 1990. Vol u me

23 Number 7: pp. 39-51.

Levi, S. T. (1994) Fault Tolerance System. USA: Mc Graw Hill Series.

Nelson, V. P. (1990) "Fault Tolerant' Computing: Fundamental Concepts." compute^

July, 1990. Volume 23, Number 7: pp.34-37.

Newton, H. (1998) "Newton Telecom Directory." Computer Select. May, 1998. USA.

Pankaj, J. (1994) Fault Tolerant in Dktributed System. Kanpur, India: Prentice-Hall

International Incorporations.

Pyle, I. C. 'Methods For Design Of Control Software." Proceeding of the

fd

IFAC/IFIP Synposium On S o h a r e For Computer Control. 1979. Volume 1 Number 1 : pp. 51-58.

--

Rennels, D. A. (1984) "Fault-Tolerant Computing Concepts and Examples." IEEE

Transactions on Computers. December, 1984. Volume C-33: pp. 1116-1129.

Robinson A. S. (1982) "A User-Oriented Perspective of Fault Tolerant System Models and Terminologies. "

12"

International Sysmposium on Fault Tolerant Computing

Systems. 1982. Volume 1 Number 1: pp. 22-28.

Shrivastava, S. K. (1991) "An Overview of the Arjuna Distributed Programming System."

I

IEEESoftware. 1991. Volume 8 Number 1: pp. 66-73.

Siewiorek, D. P. and R. S. Wsarz (1982) The Theory and Practice o f Reliable System

Design" Bedford, USA: M . A. Digital.

Strigini, L. and A. Avizienis "Software Fault Tolerant and Design Diversity: Past Experience and Future Evolution." Proceeding o f IFAC Safe Computer

'85.

1985.

5

BIODATA

Md. Yazid Mohd Saman ialah pensyarah sains komputer di Fakulti Sains Komputer dan Teknologi Maklumat

Universiti Putra Malaysia 43400 Serdang, Selangor. Bidang kajian beliau ialah sistern teragih.

Mohamed Othman ialah pensyarah sains komputer di Fakulti Sains Komputer dan Teknologi IYaklumat Universiti Putra Malaysia 43400 Serdang, Selangor. Bidang kajian beliau ialah algoritma untuk sistem teragih.

Azizol Abdullah ialah pensyarah sains komputer di Fakulti Sains Kornputer dan Teknologi Maklurnat Universiti Putra Malaysia 43400 Serdang, Selangor. Bidang kajian beliau ialah sistem rangkaian komputer.

Azizi Abas ialah pensyarah sains komputer Sekolah Teknologi Maklurnat, Universiti Utara IYalaysia Sintok, Kedah. Bidang kajian beliau ialah sistem tahan rosak dan masa nyata

.

- -