DİJİTAL BİLGİSAYARLAR İÇİN BAKIM YÖNTEMLERİ (1959)

Fred Liguori
Sperry Gyroscope Co., Marine Div.
Syosset, L.I., N.Y.

Karmaşık bir donanımın teslimiyle eşzamanlı ya da kısa bir süre sonrasında yeterli bir bakım kılavuzu sağlamak hiçbir zaman basit bir görev değildir. Gerçek çalışma koşullarını ve donanımın güvenilirliğini öngörme sorununun basit bir çözümü yoktur. Ancak dijital bilgisayarlar söz konusu olduğunda, iki ek etken sorunu daha da karmaşık hale getirir:

Kolayca değiştirilebilen, depolanmış bir programa dayalı neredeyse sınırsız çalışma esnekliği, bilgisayarın nihai kullanımını öngörülemez kılar.
Bilgisayarın çalışmasının depolanmış verilere bağımlı olması, fiziksel donanım üzerindeki alışılmış testlerin dışında testler gerektirir.

Kontrol ve bakım sorununa yönelik yaygın çözüm, sorunlu alanı yalıtmak ya da en azından yerelleştirmek için bilgisayarın kendisini kullanmaktır. Bu, bellek verilerinin yanı sıra sistem elektroniğini de denetleyen iyi geliştirilmiş bir test programını gerektirir. Ancak test programlarının kullanımı, kendi başına sorunlar doğurur.

Bu makalenin temel amacı, bakım sorununa yaklaşmanın çeşitli yöntemlerini ele almak ve değerlendirilen yöntemlerin üstünlüklerini ve sakıncalarını tartışmaktır.

Kalıcı Olarak Depolanmış Test Programlarına Dayalı Bakım

Bilgisayar belleğinde kalıcı olarak depolanan programlara dayalı, iyi tasarlanmış bir test yordamının arzu edilen özellikleri şunlardır:

Denetimin kapsamlılığı
Gerekli sürenin en aza indirilmesi
İnsan hatası olasılığının en aza indirilmesi
Gerçek çalışma koşullarının benzetilebilmesi
Teknisyen tarafından gerekli bilginin en aza indirilmesi
Gerekli test aygıtları ve bakım dokümantasyonunun en aza indirilmesi

(1) ve (2) maddeleri birbiriyle yakından ilişkilidir; çünkü programlanmış testlerin hızlı çalışması, tüm devrelerin ve her bir bellek hücresinin makul bir süre içinde denetlenebilmesini sağlar. Ortalama bir bilgisayar için, herhangi bir arıza ile karşılaşılmazsa bu tür testler yaklaşık on beş dakika sürer. Benzer bir denetim, manuel yordamlarla büyük bilgisayarlarda saatler hatta günler gerektirir.

Yalnızca bir seçim anahtarının kullanılması ve bir düğmeye basılmasını gerektiren yarı otomatik testlerle insan hatası açıkça en aza indirilir.

Bilgisayarın doğasında bulunan hesaplama hızı, sistemin normal hızda çalışırken denetlenebilmesini sağlar. Böylece programlanmış test, çalışabilirliğin en doğru göstergesini verir. Böyle bir test, otomatik yöntemler dışında başka araçlarla olanaksızdır.

Programlanmış testler, bilgisayar kuramı hakkında asgari bilgi gerektirdiğinden operatör tarafından yürütülebilir. Elde edilen sonuçlar, arızalı alanları belirlemek için öngörülen sonuçlarla karşılaştırılır. Bu tür testler, bilgisayarı "çevrimiçi" duruma almadan önce mükemmel bir kontrol yordamı görevi görür.

Basitlikleri nedeniyle testlerin işleyişini açıklamak için asgari düzeyde teknik literatür yeterlidir. Bilgisayar iyi tasarlanmışsa, kontrol ve arıza gideriminin ilk aşaması için yardımcı test aygıtlarına gerek yoktur. Ayrıntılı arıza yalıtımı için ise asgari düzeyde donanım yeterlidir. Genellikle hızlı taramalı bir osiloskop ve bir vakum tüplü voltmetre yeterli olur.

Bu güçlü avantajlarla, depolanmış programlara dayalı arıza giderme yaklaşımını küçümsemek zordur. Yine de, depolanmış programlara dayalı arıza giderimine güvenmenin olanaksız olabileceği bazı hususlar dikkate alınmalıdır:

Test programında arızalar olabilir.
Gerekli test programlarını depolamak için alan bulunmayabilir.
Test programlarına aşırı bağımlılık, bakım personelinin gelişimini engeller.

Test programının kendisinin arızalanması her zaman olasıdır. Böyle bir arıza, belleğin hasar görmüş bir bölümünden ya da bilgisayar donanımındaki elektronik bir arızadan kaynaklanabilir. İyi tasarlanmış bir bellek, normal çalışmada neredeyse yok edilemezdir ya da en azından kullanım ömrü önceden oldukça iyi belirlenebilir. Yanlış arıza göstergeleri, kabul görmüş doğrulama yordamlarıyla ortadan kaldırılabilir.

Test programını engelleyen bir elektronik arıza, büyük olasılıkla bir çalışma arızasıyla da sonuçlanacaktır. Dolayısıyla böyle bir arıza, test programının var olma nedenidir. Arızanın meydana geldiği noktanın analiz edilmesiyle, soruna ilişkin iyi bir içgörü elde edilir. Ancak burada, test programı sonuçlarını gösterirken yanlış işaretlerden kaçınma yükü test programı tasarımcısının omuzlarındadır.

Programlanmış testlerde alan sorunu, bilgisayar belleğinde yeterli bir depolama olanağı varsa önem taşımaz. Ancak depolama alanı bulunmadığında, bu sorun yasaklayıcı derecede önemlidir. Bu sorunun çözümü, kulağa geldiği kadar basit bir "yeterli depolama sağlama" meselesi değildir. Operasyonel programlar için gereken depolama alanını öngörme sorunu, bilgisayar tasarımındaki en zor sorunlardan biridir. Bellek biriminin maliyeti, depolama gereksinimlerini tahmin ederken büyük bir güvenlik payı kullanmaya izin verecek kadar düşük değildir.

Depolamanın modüler tasarımı mümkündür; böylece tamamlanmış tasarımdan sonra alan eklenebilir. Ancak bu da, başlangıç tasarımında hiç kullanılmayabilecek maliyetli bazı ön hazırlıkları gerektirir. Ayrıca, makul kapasiteye sahip çoğu modüler bellek birimi hızlı erişimli bellekler değildir; bu nedenle test işlemini yavaşlatırlar. Sonuç olarak, uygun bir test yordamının zahmetli tasarımından sonra, operasyonel programla birlikte bilgisayara sığmaması ve bir ya da her iki programda maliyetli bir uzlaşma gerektirmesi olasıdır.

Son olarak, bakım personeli dikkate alınmalıdır. Silahlı kuvvetler tesislerinde olduğu gibi personel devrinin hızlı olduğu durumlarda, basit test yordamları zorunludur. Ancak basitleştirilmiş yordamlar üzerine aşırı güven, bakım personeline bilgisayar kuramına gerçekten aşina olma fırsatı tanımaz. Bunun sonucunda, yordamlar tarafından yalıtılamayan sorunlarla başa çıkmakta zorlanır. Bu durum, genel deneyim ve bilgi birikimine ek olarak bakım personelinden analitik yetenek gerektiren deneysel ya da sürekli değişen bilgisayar uygulamalarında daha da ciddi bir sorundur.

Geçici Depolamadaki Programlara Dayalı Bakım

Kalıcı depolama alanının yanı sıra, bilgisayarlarda kalıcı depolamaya göre değişen oranlarda geçici depolama alanı da bulunur. Bu depolama geçicidir; çünkü normal bilgisayar çalışması sırasında ara ya da "scratch-pad" hesaplamaları için bu alana ihtiyaç duyulur. Dolayısıyla, programın yönlendirmesi altında bu hücrelere yeniden yazım yapıldığında içerikleri otomatik olarak yok edilir.

Test programları için geçici depolama alanını kullanmanın avantajları şunlardır:

GELECEĞİNİZİ

BİLGİSAYAR ALANINDA TARAMA YAPIN

Yeni bir statik durumlu dijital bilgisayarın tasarımı, özellikle enerji, petrol ve kimya alanlarında endüstriyel süreçlerin gerçek zamanlı denetiminde çeşitli olanaklar doğurmuştur. Bilgisayar, süreç denetimi için doğrudan bir araç olarak kullanılmasının yanı sıra bilimsel hesaplamalarda da görev yapmaktadır.

MANTIK TASARIMCISI

Müşteri gereksinimleriyle birlikte çalışarak bunları, çeşitli uygulama sorunlarını karşılayacak devre tasarımına dönüştürür. Bilgisayar tasarımı deneyimi ya da transistör ve anahtarlama devreleri, yüksek kazançlı doğrusal yükselteçler ve seçim matrisleri gibi ilgili deneyim tercih edilir.

PROGRAMCI

Zaman paylaşımlı programlama tekniklerinde deneyimli. Bilimsel problemler üzerinde analitik deneyim gereklidir. Kodlama teknikleri, sistem programlama, gerçek zamanlı benzetim, bilgi depolama ve geri çağırma konularına ağırlık verilir.

Kuruluşumuzun büyümesi ve bilgisayar çalışmalarımızın başarısı bu pozisyonları doğurmuştur. Gizli bir görüşme için ya da daha fazla bilgi almak üzere, eksiksiz bir özgeçmişi Personel Direktörü Sayın W. A. Wecker’e gönderiniz,

INFORMATION SYSTEMS, INC.
7350 N. Ridgeway
Skokie, Illinois

(1) Gerekli olan değerli kalıcı depolama alanının kullanımı en aza indirilir ya da gereksiz hale gelir.
(2) Kalıcı depolamadaki test yordamlarının avantajlarının büyük ölçüde tamamı elde edilebilir.

(1) maddesi, yalnızca geçici depolama alanı test programları için yeterliyse ya da kalıcı depolamada yeterli ek alan mevcutsa bir avantajdır. Ancak kapsamlı bir denetim yordamı için, geçici depolama olanakları genellikle yetersizdir.

Geçici depolama alanının kullanılması, yordamın her kullanım öncesinde belleğe yüklenmesi gerektiğinden, kalıcı olarak depolanmış test programlarının doğasında bulunan test hızını düşürür.

Geçici depolama alanının yetersiz olduğu durumlarda, kalıcı depolama alanını geçici depolama gibi kullanmak mümkündür; ancak bu, test programı çalışması tamamlandığında operasyonel programın yeniden yüklenmesi gereğiyle daha da karmaşık hale gelir. Böyle bir işlem, sürece bir miktar insan hatası olasılığı katar; ancak bu durum aşağıdaki şekilde en aza indirilebilir:

(a) Geçici programın, test programı tamamen yüklendiğinde otomatik olarak kendini durdurmasını sağlamak.
(b) Aynı giriş aygıtının (bant vb.) geri yüklenecek operasyonel programın ilgili bölümünü de içermesini sağlamak.
(c) Test yordamının bir parçası olarak, test işlemi tamamlandığında işletim verilerinin yeniden yüklenmesi döngüsü boyunca yükleme işlemini sürdüren basit bir anahtar hareketi tanımlamak.

Yeniden yüklenen programın doğrulanması yine zorunludur; ancak bunun için yerleşik ve iyi bilinen teknikler vardır.

Geçici test programlarına dayanmanın sakıncaları şunlardır:

(1) Kalıcı olarak depolanmış testler için tartışılan (1) ve (3) maddeleri.
(2) Yükleme ve olası yeniden yükleme ile doğrulama gereksinimi nedeniyle çalışma hızı büyük ölçüde azalır.
(3) İnsan hatası olasılığında en azından kısmi bir artış vardır.

Manuel Test Yordamlarına Dayalı Bakım

En iyi programlanmış test yordamlarıyla bile, arızanın nihai analizinin yardımcı test aygıtlarıyla uygulanan geleneksel arıza giderme tekniklerine dayandığı bir zaman gelir. Ancak bilgisayarda iyi tasarlanmış bir test programı varsa, bu yalnızca onarım yordamının son adımıdır. Ayrıntılı devre testleri başlamadan önce, modüler bir birim değiştirilerek bilgisayar normalde yeniden çalışır duruma getirilmiş olur. Modüler birimin kendisi, bilgisayarı yeniden "çevrimiçi" duruma getirme baskısı olmaksızın yardımcı aygıtlarla test edilir.

Görünüşte eski moda yaklaşımına rağmen, tamamen manuel bir arıza giderme tekniğinin belirli avantajları vardır. Bununla birlikte, bu avantajların çoğu, hesaplama sisteminin boyutu ve karmaşıklığı arttıkça göreli önemini yitirir. En önemli avantajlar arasında şunlar yer alır:

(1) Depolama alanına çok az ya da hiç gereksinim yoktur.
(2) Yordamların kurulması için programlama zamanından harcama yapılmaz.
(3) Test yaklaşımı, bilgisayarın kendisinden daha bağımsızdır.
(4) Teknisyen, sistem hakkında daha fazla şey öğrenmek zorundadır.
(5) Akıllı bir modüler tasarımla, bu yöntem geçici depolama programlarının kullanımından en az onun kadar hızlı olabilir.

COMPUTERS and AUTOMATION Aralık, 1959

Explorer VI

Güç için güneş ışığını yakalayan kanatçıklarıyla dünya etrafında yörüngede dolaşan uzay laboratuvarı

Bir gün evrenin en uç sınırlarına başarıyla ulaşmamızı sağlayacak bilimsel veriler, şu anda dünya etrafındaki yörüngesinde bulunan bir uydu olan Explorer VI uzay laboratuvarı tarafından kaydedilmekte ve iletilmektedir. Space Technology Laboratories tarafından, Hava Kuvvetleri Balistik Füze Bölümü’nün yönetimi altında, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi için yürütülen bu proje, insanın şu konulardaki bilgisini ileriye taşıyacaktır:

Dünya ve güneş sistemi
Uzaydaki manyetik alan şiddetleri
Dünya’dan uzakta kozmik ışın yoğunlukları
Gezegenler arası yolculukta karşılaşılan mikrometeorit yoğunluğu

Explorer VI, uzaya gönderilmiş en hassas ve benzersiz başarıdır. Üniversitelerle işbirliği içinde STL tarafından tasarlanıp donatılan 29 inçlik yük, öngörülen bir yıllık ömrü boyunca "ses verir" durumda kalacaktır.

Space Technology Laboratories

COMPUTERS and AUTOMATION Aralık, 1959

Nasıl mı? Çünkü Explorer VI’nin 132 libre ağırlığındaki elektronik bileşenleri, dört yelken ya da kanatçıkta yer alan ve toplamda 12,2 fit karelik alana eşdeğer 8.000 hücre üzerine düşen güneş ışınımı sayesinde şarjlı tutulan depolama pilleriyle beslenmektedir. Explorer VI’nin bilimsel ve teknolojik pek çok başka olağanüstü yönü, destansı uçuşunu sürdürdükçe dünyaya bildirilecektir.

STL teknik kadrosu, bu uzay araştırmasına; 1954’ten bu yana Atlas, Thor, Titan, Minuteman ve Pioneer I uzay sondası dâhil olmak üzere Hava Kuvvetleri Füze Programlarına sistem mühendisliği ve genel yönlendirme sağlamış olan aynı yetkinlikleri taşımaktadır.

Bu faaliyetlerle bağlantılı önemli kadro pozisyonları, itki, elektronik, termodinamik, aerodinamik, yapılar, astrofizik, bilgisayar teknolojisi ve diğer ilgili alan ve disiplinlerde üstün yeteneklere sahip bilim insanları ve mühendisler için artık mevcuttur.

Başvurular ve özgeçmişler kabul edilmektedir.
Space Technology Laboratories, Inc.
P. O. Box 95004
Los Angeles 45, California

Birçok bilgisayar yordamı depolama kullanımını gerektirdiğinden, geçerli bir testin de depolama alanını kullanması gerekir. Ancak bu tür basit depolama sorunları için geçici depolama yeterlidir. Bu yaklaşımda tüm komutlar elle girildiğinden, çoğu zaman uzun süren yükleme işlemi gerekli değildir.

Bilgisayar geliştirme sürecinin ilk aşamalarında bu tekniğin bağımsızlığı önemli bir avantajdır. Programlama süresi çoğu zaman değerlendirme ve işletim programlarıyla meşgul olduğundan, geliştirilmesi amaçlansa bile test programlarının mevcut olmadığı bir dönem ortaya çıkabilir.

Programlanmış testlerde, mevcut bir arıza nedeniyle kullanılamayabilecek temel bilgisayar işlemlerine her zaman bir bağımlılık vardır. Test programı tamamlanamadığında ortaya çıkan arıza göstergesi, prosedür tarafından her zaman öngörülemez. Bu karmaşıklık, elle test prosedüründe ortadan kaldırılır.

Avantaj (4) bir dezavantaj gibi görünebilir, ancak teknisyenin arıza giderme üzerinde çalışmasının değeri vardır. Programlanmış testlerin başarısız olduğu zor arızalarda, teknisyenin deneyim birikimi ve kurama aşinalığı değerli varlıklardır. Bu varlıklar yalnızca devrelerle çalışarak kazanılır.

Bilgisayarın yeniden çalışır duruma getirilme hızı, çalışma süresinin saat başına yüzlerce dolar olduğu büyük ölçekli bilgisayarlarda son derece önemlidir. Bu durumda, elle tekniklere ilişkin bu ciddi dezavantaj mevcuttur. Hatta çoğu zaman engelleyici niteliktedir. Ancak modüler tasarım yaygınlaştıkça, bilgisayarın büyük bölümleri, gücü kapatmadan bile takılabilir paketlerin değiştirilmesiyle yenilenebilir. İyi bir teknisyenin arızalı devreyi değiştirmek için çok fazla hesaplı tahmin yapmasına gerek yoktur. Bilgisayar yeniden çalışır duruma getirildiğinde geri kalanını test cihazları yapar.

İyi bir bakım kılavuzu, bu "zihinsel" arıza giderme sürecinde değerli bir yardımcıdır. İyi düşünülmüş "evet-hayır" türü arıza giderme çizelgeleri, düşünmenin büyük bir bölümünü üstlenebilir ve onarıma ilk girişimde baskının büyük kısmını ortadan kaldırabilir.

Testte tamamen elle yaklaşıma ait başlıca dezavantajlar şunlardır:

(1) Sistemin büyüklüğü, bu yöntemin yalnızca bu şekilde kullanılmasını neredeyse imkânsız kılabilir.
(2) Kullanılabildiği durumlarda, yöntem neredeyse her zaman daha yavaştır.
(3) Yüksek nitelikli bir teknisyen ve sistemle yakın aşinalık gerektirir.
(4) Ortalama üzeri bir bakım kılavuzu gerektirir.
(5) Depolama sistemi çok büyükse, depolanan verilerin elle kontrolü pratik olmadığından, neredeyse hatasız olmalıdır.

Testte tamamen elle yaklaşıma ait başlıca dezavantajlar şunlardır: