SISTEM KRITIS

Defenisi

• Yaitu Sistem yang apabila terjadi kegagalan, maka dapat mengakibatkan kerugian ekonomi yang besar, kerusakan fisik atau mengancam hidup manusia.

Ada 3 tipe utama sistem kritis

• Sistem kritis dalam hal keselamatan– Sistem yang kegagalannya dapat mengakibatkan

cedera, kematian atau kerusakan lingkungan. Contoh : sistem kendali untuk pabrik kimia

• Sistem kritis dalam hal misi– Kegagalannya dapat mengakibatkan kegagalan pada

suatu kegiatan yang diarahkan pada suatu tujuan. Contoh : Sistem navigasi pesawat udara

• Sistem kritis dalam hal bisnis– Kegagalannya dapat mengakibatkan kegagalan pada

bisnis yang menggunakan sistem tersebut. Contoh : Sistem rekening nasabah pada sebuah bank

Biaya Kegagalan Sistem

• Langsung– Karena sistem harus diganti

• Tidak langsung– Biaya proses pengadilan– Kerugian bisnis yang terjadi karena sistem

tidak tersedia

Komponen sistem yang rentan terhadap kegagalan

• Hardware: disebabkan karena :– Kesalahan dalam perancangan

– Komponen rusak karena kesalahan manufaktur

– Komponen telah mencapai akhir masa pakai

• Software : karena kesalahan dalam perincian, perancangan, atau implementasi

• Operator sistem : gagal menjalankan sistem dengan benar

Dependabilitas Sistem Kritis

• Dependabilitas– Properti dari sistem– Sama dengan keterpercayaan

(trustworthiness)– Yaitu derajad kepercayaan user bahwa

sistem yang akan beroperasi sebagaimana yang mereka harapkan

– Atau sistem tidak akan gagal dalam penggunaan yang normal

Dimensi dependabilitas :

• Ketersediaan (Availability)– Probabilitas bahwa sistem dapat bekerja dan

memberikan layanan yang berguna setiap saat

• Keandalan (Reliability)– Probabilitas bahwa dalam jangka waktu

tertentu bahwa sistem akan memberikan layanan dengan benar sesuai harapan user

• Keselamatan (Safety)– Penilaian pada seberapa besar kemungkinan

sistem akan menyebabkan kerusakan terhadap orang dan lingkungan sistem

• Keamanan (Security)– Penilaian pada seberapa besar kemungkinan

sistem dapat bertahan terhadap campur tangan yang disengaja atau tidak disengaja

Contoh: sistem penyaluran insulin untuk mengontrol diabetes :

• Sistem otomatis

• Memonitor tingkat gula darah dan menyalurkan dosis insulin saat dibutuhkan

• Bekerja dengan sensor mikro yang terpasang dalam tubuh pasien

• Ada 3 dimensi dependabilitas yg berlaku– Ketersediaan :

• Sistem hrs tersedia untuk memberikan insulin saat dibutuhkan

– Keandalan :• Sistem hrs bekerja andal dan mengalirkan jumlah

insulin yang tepat

– Keselamatan :• Kegagalan sistem dapat mengakibatkan

pemberian dosis yg berlebihan shg mengancam hidup pasien

KETERSEDIAAN & KEANDALAN

• Keandalan mencakup ketersediaan

• Krn jika suatu layanan yg telah ditentukan tidak diberikan, maka sistem tidak akan berjalan sebagaimana mestinya

• Namun ada sistem yg dapat mentolerir kegagalan yg relatif sering terjadi, namun memiliki persyaratan ketersediaan yg cukup tinggi cth : saklar hub telepon

• Jika sistem A gagal sekali setahun dan sistem B gagal sekali sebulan, maka A lebih dapat diandalkan dibanding B

• Tetapi jika A membutuhkan 3 hari untuk dapat bekerja kembali sementara B membutuhkan 10 menit,maka ketersediaan B selama setahun jauh lebih besar ketimbang A

• Keandalan :– Probabilitsas sistem yg bebas dr kegagalan

dlm kurun waktu tertentu pada suatulingkungan tertentu dan untuk tujuan yg tertentu pula

• Ketersediaan :– Probabilitas bahwa suatu sistem pada suatu

waktu akan bekerja dan dapat memberikan layanan yang diminta

• Tiga pendekatan yg saling melengkapi yg dapat digunakan untuk memperbaiki keandalan sistem :

– Penghindaran kesalahan menghindari konstruksi bhs pemrograman yg rentan thd eror (pointer, rekursi, dll)

– Deteksi dan buang kesalahanPengujian dan debug sistem

– Toleransi kesalahanMenjamin bahwa kesalahan sistem tidak menghasilkan eror atau menjamin bahwa eror sistem tidak mngakibatkan kegagalan

• Tidak semua kesalahn PL memiliki kemungkinan yang sama untuk mengakibatkan kegagalan PL

• Sebuah program mungkin mengandung kesalahan yg diketahui namun tetap dapat diandalkan oleh usernya

• User yg berpengalaman seringkali “berputar menghindari” kesalahan PL yg diketahui akan menyebabkan kegagalan.

KESELAMATAN

• Yaitu atribut sistem yg merefleksikan kemampuan sistem untuk beroperasi secara normal atau abnormal tanpa membahayakan manusia atau lingkungan

• Contoh : sistem kontrol dan monitor pada pesawat udara, sistem kontrol proses pada pabrik kimia dan farmasi, dan sistem kontrol pada mobil

PL lunak yg kritis dalam hal keselamatan terbagi atas :1.PL kritis keselamatan primer

– PL yg menyatu sbg kontroler pada sistem– Malfungsi PL menyebabkan malfungsi PK – Menyebabkan cedera pada manusia atau kerusakan

pada lingkungan

2.PL kritis keselamatan sekunder– PL yg secara tidak langsung dapat menimbulkan

cedera– Cth : malfungsi sistem perancangan berbasis

komputer yg mengakibatkan kesalahan pd objek yg dirancang

Fakta menunjukkan bahwa :

“Kita tidak akan pernah 100% yakin bahwa suatu sistem PL bebas dari kesalahan dan

bertoleransi terhadap kesalahan”

Ada beberapa alasan lain mengapa sistem PL yg dapat diandalkan belum tentu menjamin keselamatan

1.Spesifikasi mungkin tidak lengkapTingkat persentase malfungsi sistem yg tinggi merupakan akibat dari eror spesifikasi, bukan eror perancangan.

2.Malfungsi perangkat kerasShg menyebabkan PL menghasilkan suatu lingkungan yg tidak dapat diantisipasi

3.Operator sistem

Ada 3 hal yg perlu dilakukan utk menjamin bahwa kecelakaan tidak akan terjadi atau bahwa konsekuensi kecelakaan akan minimal, yaitu :1.Menghindari bahaya2.Deteksi dan membuang bahayaCth : sistem pabrik pengolahan bahan kimia yg dpt mendeteksi tekanan yg berlebihan dan akan membuka sebuah katup untuk mengurangi tekanan ini.

3.Membatasi kerusakanDgn menyertakan fitur proteksi yg akan meminimalisasi kerusakan

cth : pemadam api otomatis, sebelum melukai penumpang dan awak pesawat

KEAMANAN

• Yaitu penilaian sampai sejauh mana sistem melindungi diri dari serangan eksternal yg disengaja atau tidak.

• Contoh serangan : virus, penggunaan yg tidak syah atas layanan sistem, modifikasi yg tidak diijinkan thd data atau sistem

• Cth sistem yg memerlukan jaminan keamanan tinggi : sistem militer, sistem e-commerce, dan sistem yg melibatkan pertukaran informasi rahasia

Ada 3 jenis kerusakan yg dapat disebabkan oleh serangan eksternal :

1.Penolakan layanan–Sehingga layanan normal sistem tidak

tersedia

2.Korupsi program atau data–Karena perubahan komponen PL

3.Penyingkapan informasi rahasia

• Keamanan semakin penting dgn beragamnya sistem yg terhubung dgn internet

• Atribut yg yg terpenting utk utk sistem berbasis internet adalah “kemampuan bertahan”

• Yaitu kemampuan sistem untuk terus meberikan layanan pada saat diserang atau pada saat sebagian sistem telah dilumpuhkan.

SPESIFIKASI SISTEM KRITIS

• Karena biaya potensi kegagalan sistem tinggi, maka penting untuk menjamin bahwa spesifikasi sistem kritis harus berkualitas tinggi dan dgn akurat merefleksikan kebutuhan user sistem yg sebenarnya

Spesifikasi keandalan PL

• Perlunya dependibilitas pd sistem kritis menimbukan :– Persyaratan fungsional

• Dibuat utk mendefenisikan pemeriksaan eror dan fasilitas pemulihan serta fitur2 yg memberikan proteksi thd kegagalan sistem

– Persyaratan non-fungsional• Untuk mendefenisikan keandalan dan

ketersediaan sistem yg dibutuhkan

• Persyaratan lain yg hrs dipertimbangkan adalah persyaratan “tidak akan”, yaitu :– Sistem tidak akan memperbolehkan user

mengubah ijin akses terhadap file manapun yg tidak mereka buat (keamanan)

– Sistem tidak akan memperbolehkan dipilihnya metode mendorong ke belakang (reverse thrust mode) ketika pesawat sedang terbang (keselamatan)

– Sistem tidak akan membolehkan aktivasi lebih dari tiga sinyal alarm secara bersamaan (keselamatan)

• Ada 3 dimensi ketika menspesifikasikan keandalan sistem secara menyeluruh :– Keandalan PK– Keandalan PL– Keandalan operator

• Kegagalan PK dpt menyebabkan sinyal palsu yg berada diluar kisaran input

• Shg PL dp berprilaku spt yg tidak diharapkan• Prilaku sistem yg tidak diharapkan dpt

membingungkan operator dan mengakibatkan stres operator

• Eror operator sangat mungkin terjadi dalam kondisi stres, shg akan memberikan input yg tidak benar.

Spesifikasi keselamatan PL

• Operasi yg selamat mrpk karakteristik yg dibutuhkan pada sistem PL yg berhubungan dgn keselamatan

• Setiap bahaya harus dinilai terhadap resiko yg dimiliki

• Selanjutnya mendeskripsikan bagaimana PL harus berprilaku utk meminimalisasi resiko atau mempersyratkan bahwa bahaya tidak boleh terjadi

Analisa biaya dan resiko

• Tujuannya utk menemukan bahaya potensial yg mungkin muncul, akar penyebab bahaya, dan resiko yg berhubungan dgnnya.

• Proses iteratif dr analisis biaya dan resiko :– Identifikasi bahaya petir, gempa bumi, dll

– Analisis resiko dan klasifikasi biaya– Penguraian bahaya penyebab

– Penilaian reduksi resiko

Analisa Pohon kesalahan

Incorrectsugar levelmeasured

Incorrectinsulin doseadministered

or

Correct dosedelivered atwrong time

Sensorfailure

or

Sugarcomputation

error

Timerfailure

Pump signalsincorrect

or

Insulincomputation

incorrect

Deliverysystemfailure

Arithmeticerror

or

Algorithmerror

Arithmeticerror

or

Algorithmerror

Pohon kesalahan yg dapat diidentifikasi utk bahaya yg meungkin muncul yg berhubungan dgn PL pada sistem penyaluran insulin

• Pengurangan resiko :– Penghindaran bahaya

• Sistem dirancang shg bahaya tidak muncul

– Deteksi dan pembuangan bahaya• Sistem dirancang shg bahaya terdeteksi dan

dinetralisasi sebelum menimbulkan kecelakaan

– Pembatasan kerusakan• Sistem dirancang shg konsekuensi kecelakaan

diminimalisasi

Spesifikasi Keamanan

• Tahap proses spesifikasi keamanan :– Identifikasi dan evaluasi aset (data dan

program)– Analisis ancaman dan penilaian resiko– Penggolongan ancaman– Analisis teknologi

PENGEMBANGAN SISTEM KRITIS

• Ada 2 pendekatan komplementer yg dapat dipakai jika tujuannya adalah mengembangkan PL yg dapat diandalkan :– Penghindaran kesalahan

• Meminimalisasi eror manusia dan membantu menemukan kesalahan sistem sebelum sistem dipakai

– Toleransi kesalahan• Sistem hrs dirancang sedemikian rupa shg kesalahan

selama eksekusi akan terdeteksi dan tertangani.

Minimalisasi Kesalahan

• PL yg bebas dr kesalahan adalah PL yg dgn tepat mengikuti spesifikasinya.

• Namun PL yg bebas dr kesalahan belum tentu bebas dari kesalahan

Persyaratan utk pengembangan PL yg bebas dr kesalahan :1.Harus ada spesifikasi sistem yg tepat2.Organisasi yg mengembangkan sistem hrs memiliki kultur kualitas organisasi3.Hrs digunakan pendekatan perancangan dan implementasi PL yg berdasarkan penyembunyian informasi dan enkapsulasi4.Gunakan bhs pemrograman yg strongly-typed (dpt mendeteksi kesalahan lebih banyak oleh kompilator)5.Menghindari penulisan yg potensial rentan thd eror6.Proses pengembangan hrs didefenisikan. Manajer kualitas hrs memeriksa kesesuaian proses

Penghindaran Eror

• Stetement goto merupakan konstruksi pemrograman yg secara bawaan rentan thd eror

• Pemrograman terstruktur berarti :– pemrograman tanpa penggunaan statement goto – Hanya menggunakan loop while dan statement if

sebagai konstruksi kontrol

• Pemrog terstruktur mrpk batu loncatan yg penting bagi pengembangan RPL

Penyembunyian Informasi

• Komponen2program harus diperbolehkan akses hanya ke data yg mereka butuhkan untuk implementasi.

• Peyembunyian informasi akan mengakibatkan inf yg disembunyikan tidak dapat dirusak oleh komponen2 program yg tidak seharusnya menggunakannya.

Toleransi Kesalahan

• Tujuannya utk menjamin bahwa kesalahan sistem tidak mengakibatkan kegagalan sistem

• Diperlukan pada situasi dimana kegagalan sistem dapat menyebabkan kecelakaan hebat

• Atau kerugian operasi sistem akan menyebabkan kerugian ekonomi yg besar

• Bebas kesalahan tidak berarti bebas kegagalan

Aspek toleransi kesalahan :

1.Deteksi kesalahan

2.Penilaian kerusakan

3.Pemulihan kerusakan status aman

4.Perbaikan kesalahan

VALIDASI SISTEM KRITIS

• Proses V&V harus mendemonstrasikan bahwa sistem memenuhi spesifikasinya dan bahwa layanan dan prilaku sistem mendukung persyaratan klien

• Shg diperlukan penambahan analisis dan pengujian normal, karena :– Biaya kegagalan jauh lebih besar dr pd sistem

non-kritis– Validasi atribut tingkat dependabilitas

meyakinkan user

• Lebih dari 50% biaya pengembangan total utk sistem PL kritis agar kegagalan sistem yg mahal terhindari

• Contoh : kegagalan sistem PL dalam hal misi pada roket Ariane 5 th 1996, yg mengakibatkan beberapa satelit rusak.

• Kualitas sistem dipengaruhi oleh kualitas proses yg dipakai untuk mengembangkan sistem.