計算機(jī)系統(tǒng)及容錯技術(shù)分析

　　摘要：隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)給人們生產(chǎn)及生活提供了極大的便利。現(xiàn)今，人們對計算機(jī)技術(shù)的要求不算增加，對于可靠性的要求越來越高，這就使得容錯技術(shù)的研究更加受到重視。本文從計算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)兩個方面，簡要的分析了計算機(jī)系統(tǒng)的容錯技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：計算機(jī)系統(tǒng)；容錯技術(shù)；分析

　　1.計算機(jī)系統(tǒng)容錯技術(shù)簡述

　　容錯技術(shù)是對計算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤時提供的有效服務(wù)，并通過相應(yīng)的處理指施，防止錯誤對于計算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響，避免系統(tǒng)失效的重要技術(shù)。容錯技術(shù)的應(yīng)用在很多領(lǐng)域中都有著重要的意義，尤其在航空航天、國防軍事、醫(yī)療急救、化工生產(chǎn)等重要領(lǐng)域中，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障并導(dǎo)致系統(tǒng)失效將極有可能造成極為嚴(yán)重的后果，造成巨大的損失，因此在這些領(lǐng)域中容錯技術(shù)的有效應(yīng)用尤為重要。

　　計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，也使現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)在社會各領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，工業(yè)化生產(chǎn)、信息化管理、智能化控制的社會生產(chǎn)模式已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代社會生產(chǎn)發(fā)展的主流趨勢，計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率直接關(guān)系著社會生產(chǎn)的效率，也關(guān)系著工業(yè)化生產(chǎn)的安全性與可靠性，容錯技術(shù)的有效應(yīng)用為計算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行提供了保障。

　　2.計算機(jī)硬件錯誤的容錯技術(shù)分析

　　2.1信息冗余

　　信息冗余是指通過在原始數(shù)據(jù)上添加冗余信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計算機(jī)故障檢測或者故障恢復(fù)等目的的容錯方法，主要包括檢錯編碼以及糾錯編碼兩種。檢錯編碼能自主的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，而糾錯編碼在主動發(fā)現(xiàn)錯誤的基礎(chǔ)上，還具有糾正錯誤的能力，對計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性起到保障作用。信息冗余這種容錯方法通常是通過將冗余信息編寫在初始數(shù)據(jù)中，主要應(yīng)用在信息的傳輸以及處理中，其中具有代表性的編碼技術(shù)包括奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼等，通過這些編碼技術(shù)的不斷發(fā)展，能促使信息冗余技術(shù)在計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中充分發(fā)揮作用。信息冗余技術(shù)與其他容錯方法相比，具有以下優(yōu)勢：第一，代價小。只需要具有少量的冗余信息或者少量額外編碼線路就能實(shí)現(xiàn)信息冗余技術(shù)的有效應(yīng)用，與大規(guī)模的計算機(jī)系統(tǒng)容錯技術(shù)相比具有較小的應(yīng)用成本；第二，速度快。信息冗余技術(shù)的檢查錯誤、糾正錯誤等通常在同一時間段完成，減少了錯誤恢復(fù)過程產(chǎn)生的時間浪費(fèi)。

　　2.2硬件冗余

　　硬件冗余技術(shù)可以按照冗余程度的不同分為部分冗余以及完全系統(tǒng)冗余。其中完全系統(tǒng)冗余包括冷備、溫備、熱備和雙工等，如系統(tǒng)完全冗余對應(yīng)的工作方式主要有雙系統(tǒng)冷備、雙系統(tǒng)雙工等。雙系統(tǒng)雙工的工作方式主要是針對要求計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行安全性較高的系統(tǒng)，如果對系統(tǒng)的要求不高，可以合理的應(yīng)用雙系統(tǒng)冷備、雙系統(tǒng)熱備等技術(shù)?，F(xiàn)階段，研究學(xué)家針對計算機(jī)冗余方法的研究較多，并且該技術(shù)在計算機(jī)安全運(yùn)行方面已經(jīng)取得良好應(yīng)用。因此，在進(jìn)行容錯技術(shù)選擇時，通常選擇硬件冗余技術(shù)。例如，硬件冗余技術(shù)能實(shí)現(xiàn)及時替代故障硬件，降低系統(tǒng)故障造成的危害，通常將其應(yīng)用在飛機(jī)的自檢邏輯電路中，能有效提高系統(tǒng)的安全性，保證飛機(jī)內(nèi)計算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　2.3時間冗余

　　時間冗余技術(shù)通常應(yīng)用在對計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性以及實(shí)時性不高的系統(tǒng)中，能實(shí)現(xiàn)容錯機(jī)制。在時間冗余技術(shù)應(yīng)用在實(shí)踐中時，可以實(shí)現(xiàn)同種類型硬件的基礎(chǔ)上的相同數(shù)據(jù)在不同的時間段內(nèi)執(zhí)行一定的指令，并利用系統(tǒng)中的相關(guān)電路以及數(shù)據(jù)延遲單元，根據(jù)兩者有效結(jié)合處理后的結(jié)果拷貝出與延遲數(shù)據(jù)相對應(yīng)的版本，再將不同版本輸送到表決器進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)對計算機(jī)系統(tǒng)錯誤的判斷。時間冗余技術(shù)的重點(diǎn)在于延遲時間的判斷，即延遲時間出現(xiàn)誤差將導(dǎo)致表決器的輸出結(jié)果出現(xiàn)錯誤不利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容錯。因此在應(yīng)用時間冗余技術(shù)時應(yīng)該根據(jù)計算機(jī)系統(tǒng)的具體時間需求來確定適當(dāng)?shù)臅r間冗余進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容錯能力的提高。

　　5.結(jié)語

　　總之，計算機(jī)系統(tǒng)正在不斷發(fā)展中，已經(jīng)普遍應(yīng)用在人們的日常生活以及辦公中，并且對其安全性的要求較高，因此應(yīng)該加強(qiáng)容錯技術(shù)在計算機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行中應(yīng)用的研究，進(jìn)而保證計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2]田麗娜,王海龍.計算機(jī)系統(tǒng)容錯技術(shù)分析[J].科技展望,2016,26(13):14.

　　作者孫亞楠

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