الموثوقية

السمات هي خصائص النظام. ويمكن تقييمها لتحديد مدى موثوقيته الإجمالية باستخدام مقاييس نوعية أو كمية . (أفيزينيس وآخرون)حدد سمات الموثوقية التالية:

• التوافر - الجاهزية لتقديم الخدمة الصحيحة
• الموثوقية - استمرارية الخدمة الصحيحة
• السلامة - عدم وجود عواقب كارثية على المستخدمين والبيئة
• النزاهة - عدم وجود أي تغيير غير سليم في النظام
• سهولة الصيانة - القدرة على إجراء الصيانة (الإصلاح) بسهولة

كما تشير هذه التعريفات، فإن التوافر والموثوقية فقط هما ما يمكن قياسه كميًا بقياسات مباشرة، بينما تُعدّ العناصر الأخرى أكثر ذاتية. فعلى سبيل المثال، لا يمكن قياس السلامة مباشرةً عبر المقاييس، بل هي تقييم ذاتي يتطلب تطبيق معلومات تقديرية لتحديد مستوى الثقة، بينما يمكن قياس الموثوقية من خلال عدد حالات الفشل بمرور الوقت.

تُستخدم السرية ، أي عدم الكشف غير المصرح به عن المعلومات، أيضًا عند الحديث عن الأمن. الأمن هو مزيج من السرية والنزاهة والتوافر . يُصنف الأمن أحيانًا كصفة ^{[ 7 ]،} ولكن الرأي السائد حاليًا هو دمجه مع الموثوقية، والتعامل مع الموثوقية كمصطلح مركب يُسمى الموثوقية والأمن. ^{[ 2 ]}

عملياً، يؤدي تطبيق إجراءات الأمان على أجهزة النظام بشكل عام إلى تحسين الموثوقية عن طريق الحد من عدد الأخطاء الخارجية.

التهديدات هي أمور يمكن أن تؤثر على النظام وتؤدي إلى انخفاض موثوقيته. هناك ثلاثة مصطلحات رئيسية يجب فهمها بوضوح:

• العيب: العيب (الذي يُشار إليه عادةً باسم "الخلل" لأسباب تاريخية) هو خلل في النظام. قد يؤدي وجود عيب في النظام إلى فشل أو لا. على سبيل المثال، على الرغم من احتواء النظام على عيب، إلا أن مدخلاته وظروفه قد لا تتسبب أبدًا في تنفيذ هذا العيب، وبالتالي لا يظهر هذا العيب تحديدًا كفشل.
• الخطأ: هو اختلاف بين السلوك المتوقع للنظام وسلوكه الفعلي داخل حدوده. تحدث الأخطاء أثناء التشغيل عندما يدخل جزء من النظام في حالة غير متوقعة نتيجة لتفعيل عطل. ولأن الأخطاء تنشأ من حالات غير صالحة، يصعب رصدها دون آليات خاصة، مثل أدوات تصحيح الأخطاء أو تسجيل مخرجات التصحيح في السجلات.
• الفشل: الفشل هو حالة زمنية يُظهر فيها النظام سلوكًا مخالفًا لمواصفاته. قد لا يؤدي الخطأ بالضرورة إلى الفشل، فعلى سبيل المثال، قد يُصدر النظام استثناءً، ولكن يمكن رصده ومعالجته باستخدام تقنيات تحمل الأعطال، بحيث يتوافق أداء النظام بشكل عام مع المواصفات.

تُسجَّل حالات الفشل عند حدود النظام. وهي في الأساس أخطاءٌ انتقلت إلى حدود النظام وأصبحت قابلةً للملاحظة. وتعمل الأعطال والأخطاء وحالات الفشل وفق آليةٍ تُعرف أحيانًا بسلسلة العطل-الخطأ-الفشل. ^{[ 8 ]} وكقاعدةٍ عامة، قد يؤدي العطل، عند تفعيله، إلى خطأ (وهو حالة غير صالحة)، وقد تؤدي الحالة غير الصالحة الناتجة عن الخطأ إلى خطأ آخر أو فشل (وهو انحرافٌ ملحوظ عن السلوك المحدد عند حدود النظام). ^{[ 9 ]}

بمجرد تفعيل عطل، ينشأ خطأ. قد يتصرف الخطأ بنفس طريقة العطل، إذ يُمكنه إحداث حالات خطأ أخرى، وبالتالي قد ينتشر الخطأ عدة مرات داخل حدود النظام دون التسبب في فشل ملحوظ. إذا انتشر الخطأ خارج حدود النظام، يُقال إن فشلًا قد حدث. الفشل هو ببساطة النقطة التي يُمكن عندها القول إن خدمة ما لا تفي بمواصفاتها. بما أن بيانات الإخراج من خدمة ما يُمكن تغذيتها إلى خدمة أخرى، فإن الفشل في خدمة ما قد ينتشر إلى خدمة أخرى كعطل، وبالتالي يُمكن تكوين سلسلة على النحو التالي: عطل يؤدي إلى خطأ يؤدي إلى فشل يؤدي إلى خطأ، وهكذا.

بما أن آلية سلسلة الأعطال مفهومة، فمن الممكن ابتكار وسائل لكسر هذه السلاسل، وبالتالي زيادة موثوقية النظام. وقد تم تحديد أربع وسائل حتى الآن:

1. وقاية
2. إزالة
3. التنبؤ
4. تسامح

يتناول منع الأعطال منع حدوثها في النظام. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام منهجيات التطوير وتقنيات التنفيذ الجيدة.

يمكن تقسيم إزالة الأعطال إلى فئتين فرعيتين: الإزالة أثناء التطوير والإزالة أثناء الاستخدام. تتطلب الإزالة أثناء التطوير التحقق من الأعطال لاكتشافها وإزالتها قبل بدء تشغيل النظام. بعد بدء تشغيل الأنظمة، يلزم وجود نظام لتسجيل الأعطال وإزالتها من خلال دورة صيانة.

تتنبأ تقنية التنبؤ بالأعطال بالأعطال المحتملة بحيث يمكن إزالتها أو تجنب آثارها. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يتناول مفهوم تحمل الأعطال وضع آليات تسمح للنظام بالاستمرار في تقديم الخدمة المطلوبة في وجود الأعطال، على الرغم من أن هذه الخدمة قد تكون بمستوى متدهور.

تهدف وسائل الموثوقية إلى تقليل عدد حالات الفشل التي تظهر للمستخدمين النهائيين للنظام.

يتم تصنيفها على النحو التالي بناءً على كيفية ظهور الأعطال أو استمرارها:

• عابرة: تظهر دون سبب واضح وتختفي مرة أخرى دون سبب واضح.
• متقطع: تظهر عدة مرات، ربما بدون نمط واضح، وتختفي من تلقاء نفسها.
• دائمة: بمجرد ظهورها، لا تُحل من تلقاء نفسها

• ويلفريدو توريس-بوماليس: تحمل أعطال البرمجيات: دليل تعليمي ، 2002
• ستيفانو بوركاريلي، ماركو كاستالدي، فيليسيتا دي جياندومينيكو، أندريا بوندافالي ، باولا إنفيراردي نهج لإدارة إعادة التكوين في الأنظمة الموزعة المتسامحة مع الأخطاء

• الندوة الدولية حول الأنظمة والشبكات الموثوقة (DSN): ^{[ 14 ]} المؤتمر الرئيسي للمجتمع، الذي يعقد سنوياً منذ عام 1970.
• الندوة الدولية حول الأنظمة الموزعة الموثوقة (SRDS): ^{[ 15 ]} ستعقد دورتها الأربعين في عام 2021.

مؤتمرات أخرى تركز على المناطق:

• ندوة أمريكا اللاتينية حول الحوسبة الموثوقة (LADC): ستعقد دورتها العاشرة في عام 2021.
• ندوة المحيط الهادئ الدولية حول الحوسبة الموثوقة (PRDC): ستعقد دورتها الخامسة والعشرون في عام 2021.

• تُعد مجلة IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing (TDSC) المجلة الرئيسية التي تندرج تحت إشراف اللجنة الفنية IEEE المعنية بالحوسبة المتسامحة مع الأخطاء (TCFTC).
• مجلة التنبؤات هي مجلة مفتوحة الوصول توفر منتدى دوليًا للنشر الإلكتروني للأبحاث الأصلية ومقالات الخبرة الصناعية في جميع مجالات موثوقية الأنظمة والتنبؤات.
• المجلة الدولية للأنظمة الحاسوبية الحرجة

• جيه سي لابري، الموثوقية: المفاهيم الأساسية والمصطلحات ، سبرينغر-فيرلاغ، 1992. ISBN 0-387-82296-8
• دانيال ب. سيوريك، روبرت س. شوارتز، أنظمة حاسوب موثوقة  : التصميم والتقييم ، إيه كيه بيترز/سي آر سي برس، 1998. ISBN 978-1568810928

• ديسيريك ، الموثوقية والأمان من خلال إعادة التكوين المحسّنة ، مشروع متكامل ضمن برنامج الإطار السادس /معهد العلوم والتكنولوجيا 2006-2008
• العقد ، الشبكة على الأنظمة الموثوقة
• ESFORS، المنتدى الأوروبي للأمن لخدمات الويب والبرمجيات والأنظمة ، إجراء تنسيقي ضمن برنامج FP6/IST
• HIDENETS: شبكات وخدمات قائمة على بروتوكول الإنترنت عالية الموثوقية ، مشروع مستهدف ضمن برنامج الإطار السادس/تكنولوجيا المعلومات والاتصالات 2006-2008
• شبكة التميز RESIST FP6/IST 2006–2007
• بيئة تطوير مفتوحة صارمة للأنظمة المعقدة RODIN مشروع مستهدف ضمن برنامج الإطار السادس/التكنولوجيا المعلوماتية 2004-2007
• هندسة نظام SERENITY للأمن والموثوقية ، مشروع متكامل ضمن برنامج FP6/IST 2006-2008
• بنية ويلو للبقاء ، ونظام ستيلت للتدخل في مكافحة الإرهاب والعمل الجماعي واسع النطاق 2002-2004
• أنيكيتوس (ANIKETOS) مؤرشف بتاريخ 2019-12-02 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) - تركيبة خدمة موثوقة وآمنة ، مشروع متكامل ضمن برنامج الإطار السابع لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (FP7/IST) 2010-2014