Sistemas Confiáveis

Código:

M.EEC030

Sigla:

SCONF

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação e Controlo

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EEC	14	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	39

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

Esta unidade curricular tem como objetivo dotar os alunos de competências ao nível da análise, conceção e
desenvolvimento de sistemas confiáveis, aplicáveis nas diferentes fases do ciclo de vida. Será feita uma abordagem generalizada à obtenção de confiabilidade, mas nos exemplos e projeto será dada ênfase ao domínio de aplicação da automação industrial.

Será adotada uma estratégia de ensino/aprendizagem do tipo ‘learning by doing’ em que o estudante, ao longo do
semestre, vai aprendendo e aplicando os conceitos adquiridos através do seu trabalho individual com o apoio da equipa
docente. Esta atividade é complementada por uma abordagem do tipo ‘project based learning’ em que os alunos
trabalham em grupo para resolver problemas mais complexos e próximos da realidade prática.

Resultados de aprendizagem e competências

Ao completar esta unidade curricular o estudante deverá ser capaz de:
A) Justificar a necessidade de uma abordagem sistémica da Segurança (Safety).
B) Identificar e caracterizar os domínios de aplicação dos sistemas confiáveis.
C) Explicar e aplicar os conceitos de situação perigosa, risco e de nível de integridade.
D) Distinguir e selecionar as metodologias existentes para o desenvolvimento de sistemas confiáveis.
E) Explicar e aplicar as principais técnicas de tolerância a falhas baseadas em hardware e software.
F) Identificar os principais meios de validação de confiança no funcionamento.
G) Calcular métricas associadas à confiança no funcionamento.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1 ) Introdução
- Conceito de sistema confiável
- Discussão de casos de estudo de incidentes relevantes.
- Conceitos básicos e terminologia

2) Desenvolvimento de sistemas confiáveis
- Standards e organizações
- Ciclo de vida do sistema
- Análise de situações perigosas
- Análise de risco
- Níveis de integridade de segurança

3) Arquiteturas de hardware tolerantes a falhas
- Redundância de hardware: estática, dinâmica e híbrida
- Hardware industrial para sistemas confiáveis

4) Arquiteturas de software tolerantes a falhas
- Recuperação para a frente/trás
- Redundância de informação e temporal
- Diversidade na conceção e de dados
- Métodos de adjudicação de resultados

5) Validação e verificação da confiança no funcionamento
- Modelação: conceitos básicos
- Técnicas de modelação: blocos de fiabilidade & cadeias de markov
- Modelos de fiabilidade de componentes eletrónicos
- Modelos de fiabilidade do SW
- Modelação e avaliação de arquiteturas de HW/SW

Bibliografia Obrigatória

Neil Storey; Safety-critical computer systems. ISBN: 0-201-42787-7
Laura L. Pullum; Software fault tolerance techniques and implementation. ISBN: 1-58053-137-7
Martin L. Shooman; Realiability of computer systems and networks. ISBN: 0-471-29342-3
Martin L. Shooman; Reliability of computer systems and networks. ISBN: 978-0-471-29342-2
Rausand, M.; Reliability of Safety-Critical Systems: Theory and Applications, Wiley, 2014. ISBN: 978-1-118-55338-1
William R. Dunn; Practical design of safety-critical computer systems. ISBN: 0-9717527-0-2
Jean-Claude Geffroy; Design of dependable computing systems. ISBN: 978-1-4020-0437-7
David J. Smith; Safety critical systems handbook. ISBN: 978-0-08-096781-3
Macdonald, D.; Practical Machinery Safety, Elsevier, 2004. ISBN: 9780750662703

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas TP: exposição dos assuntos a tratar, acompanhados de exemplos práticos ilustrativos.

Uma parte do tempo letivo será reservada para a orientação dos estudantes no desenvolvimento de um projeto/caso de estudo (no domínio do desenvolvimento de software e/ou da automação industrial).

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	30,00
Trabalho prático ou de projeto	70,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	84,00
Estudo autónomo	39,00
Frequência das aulas	39,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Para obter frequência o estudante deverá cumprir seguintes condições em simultâneo:
 - Comclusão do projeto (i.e. entrega e cumprimento de todas as componentes de avaliação)
 - e presença em pelo menos a 60% das aulas laboratoriais

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação final: CF = 0.3 x EX + 0.70 x CE

EX : Exame
CE : Desenvolvimento de um caso de estudo de um sistema confiável. Esta componente é realizada em grupos de 2 a 4 estudantes.

A aprovação pressupõe a obtenção de uma classificação mínima de 7 valores em todas as componentes.

Observações