异构分布式系统DAG可靠性模型与容错算法
异构分布式系统DAG可靠性模型与容错算法
作者：谢国琪， 李仁发， 刘琳， 杨帆
作者单位：湖南大学嵌入式与网络计算湖南省重点实验室 国家超级计算长沙中心 长沙 410082引用本文格式：谢国琪.李仁发.刘琳.杨帆异构分布式系统DAG可靠性模型与容错算法[会议论文] 2013
系统可靠性建模与预计
系统可靠性建模与预计某型欠压保护电路的建模
一．课程设计目标 1．复习可靠性建模和预计的理论方法； 2．基本掌握工程实例可靠性建模和预计过程； 3．明白任务可靠性建模与任务之间的相关性； 二．课程设计内容 1.课程设计原理： 某型电源的欠压保护电路 图1 欠压保护电路 电路原理： a.当该型电源电压正常时，系统电源电压信号Vi较高，二极管P2截止，VB > VC，运放Y输出为高电平，晶体管T导通，继电器J吸合，V0为低电平； b.当该型电源电压欠压时，系统电源电压信号Vi较低，相应的二极管P2导通，将B点电位箝位，VB< VC，运放Y输出为低电平，晶体管T截止，继电器J释放，V0为高电平。 该型电源正常时，输出V0为低电平，继电器J吸合； 电源欠压时，输出V0为高电平，继电器J释放，引起整机跳闸。 2.课程设计内容： a.建立欠压保护电路的基本可靠性框图。
b.针对误动故障和拒动故障，任选一种情况作为任务故障进行分析，建立欠压保护电路的任务可靠性框图。 c.预计欠压保护电路的MTBF。 d.根据建立的任务可靠性框图预计欠压保护电路的MTBCF。 条件说明: 以电路图中的元器件作为基本单元（方框）建立基本可靠性框图。 以电路图中的元器件及其特定故障模式作为基本单元（方框）建立任务可靠性框图 三．课程设计 1.建立基本可靠性框图 基本可靠性框图：用以估计产品及其组成单元故障引起的维修及保障要求的可靠性模型。系统中任一单元（包括储备单元）发生故障后，都需要维修或更换，都会产生维修及保障要求，故而也可把它看作度量使用费用的一种模型。基本可靠性模型是一个全串联模型，即使存在冗余单元，也按串联处理。 由此可得欠压保护电路的基本可靠性框图如图所示： 图2 基本可靠性框图 2.建立任务可靠性框图 任务可靠性框图：用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的程度，描述完
双机容错系统方案
双机容错系统方案 1.前言 对现代企业来说，利用计算机系统来提供及时可靠的信息和服务是必不可少的，另一方面，计算机硬件和软件都不可避免地会发生故障，这些故障有可能给企业带来极大的损失，甚至整个服务的终止，网络的瘫痪。可见，对一些行业，如：金融（银行、信用合作社、证券公司）等，系统的容错性和不间断性尤其显得重要。因此，必须采取适当的措施来确保计算机系统的容错性和不间断性,以维护系统的高可用性和高安全性，提高企业形象，争取更多的客户，保证对客户的承诺，减少人工操作错误、达到系统可用性和可靠性为99.999%。 2.双机容错系统简介 根据用户提出的系统高可用性和高安全性的需求，推出基于Cluster集群技术的双机容错解决方案，包括用于对双服务器实时监控的Lifekeeper容错软件和作为数据存储设备的系列磁盘阵列柜。通过软硬件两部分的紧密配合，提供给客户一套具有单点故障容错能力，且性价比优越的用户应用系统运行平台。 3.Cluster集群技术 Cluster集群技术可如下定义：一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统，并以单一系统的模式加以管理。此单一系统为客户工作站提供高可靠性的服务。 Cluster大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个共同的名称，集群内任一系统上运行的服务可被所有的网络客户所使用。Cluster必须可以协调管理各分离的组件的错误和失败，并可透明的向Cluster中加入组件。 一个Cluster包含多台（至少二台）拥有共享数据储存空间的服务器。任何一台服务器运行一个应用时，应用数据被存储在共享的数据空间内。每台服务器的操作系统和应用程序文件存储在其各自的本地储存空间上。 Cluster内各节点服务器通过一内部局域网相互通讯。当一台节点服务器发生故障时，这台服务器上所运行的应用程序将在另一节点服务器上被自动接管。当一个应用服务发生故障时，应用服务将被重新启动或被另一台服务器接管。当以上任一故障发生时，客户将能很快连接到新的应用服务上。 4.工作拓扑图
串并联可靠性模型的应用及举例
上海电力学院 选修课大型作业 课程名称：机电系统可靠性与安全性设计报告名称：串并联可靠性模型的应用及举例院系：能源与机械工程学院 专业年级：动力机械140101 学生姓名：潘广德 学号：14101055 任课教师：张建平教授 2015年4月28日
浅谈串并联可靠性模型的应用并举例 摘要 详细阐述了机械可靠性工程中串并联可靠性模型的应用，并详细的举例说明。系统可靠性与组成单元的数量、单元可靠性以及单元之间的相互联接关系有关。以便于可靠性检测，首先讨论了各单元在系统中的相互关系。在可靠性工程中，常用可靠性系统逻辑图表示系统各单元之间的功能可靠性关系。在可靠性预测中串并联的应用及其广泛。必须指出，这里所说的组件相互关系主要是指功能关系，而不是组件之间的结构装配关系。 关键词：机械可靠性串联并联混联应用举例 0前言 学技术的发展，产品质量的含义也在不断的扩充。以前产品的质量主要是指产品的性能，即产品出厂时的性能质量，而现在产品的质量已不仅仅局限于产品的性能这一指标。目前，产品质量的定义是：满足使用要求所具备的特性，即适用性。这表明产品的质量首先是指产品的某种特性，这种特性反应这用户的某种需求。概括起来，产品质量特性包括：性能、可靠性、经济性和安全性四个方面。性能是产品的技术指标，是出厂时产品应具有的质量属性，显然能出厂的产品就赢具备性能指标；可靠性是产品出厂后所表现出来的一种质量特性，是产品性能的延伸和扩展；经济性是在确定的性能和可靠性水平下的总成本，包括购置成本和使用成本两部分；安全性则是产品在流通和使用过程中保证安全的程度。在上述产品特性所包含的四个方面中，可靠性占主导地位。性能差，产品实际上是废品；性能好，也并不能保证产品可靠性水平高。反之，可靠性水平高的产品在使用中不但能保证其性能实现，而且故障发生的次数少，维修费用及因故障造成的损失也少，安全性也随之提高。由此可见，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家和广大用户所努力追求的目标。 1串联系统可靠性模型的工作原理 如果一个系统中的单元中只要有一个失效该系统就失效，则这种系统成为串联系统。或者说，只有当所有单元都正常工作时，系统才能正常工作的系统称为串联系统。 设系统正常工作时间（寿命）这一随机变量为t，则在串联系统中，要使系统能正常工作运行，就必须要求每一个单元都能正常工作，且要求每一单元的正常工作时间都大于系统正常工作时间t。假设各个单元的失效时间是相互独立的，按照概率的乘法定理和可靠性定
软件容错方法
容错方法： 1.Byzantine协议：有m个处理机（进程）出错的系统中要实现协同一致，至少需要2m+1 个正常处理机（进程）时才可能，也就是说至少需要的处理机（进程）总数是3m+1个。 2.微重启技术（Micro-reboot）：针对大型分布式应用软件系统发生故障时的快速恢复技术。 微重启技术有别与传统的重启方式（宏重启），它采用递归恢复的方法，即将系统划分为多个故障隔离的组件子集，首先重启可能引起故障的最小子集但不影响系统其他部分的正常运行，如果不起作用，再依照故障传播路径递近地重启更大范围子集，直到故障最终解决或者需要其他恢复策略的执行。微重启可以有效避免系统因全面重启而造成的数据丢失和事务进程的中断，并且极大地缩短了因全面重启而引起的冗长恢复时间；通过快速地解决局部故障以避免整体宕机，从而提高了应用系统的可用性。 3.软件抗衰技术（Software Rejuvenation）：在软件运行期间,系统可能出现资源逐渐耗尽或 运行错误逐步积累所导致的系统性能下降乃至挂起停机的现象,这种现象称为软件衰退（Software Aging）。软件抗衰是指为预防系统突然发生故障而预先采取的措施。它是一种前摄的容错技术,主要通过适时、适度地消除系统内部错误的运行状态来完成。主要措施有:周期性地暂停软件的运行,清除系统的内部状态,重新启动并恢复为干净的初始/中间状态。常见的内部状态清理手段有清除缓冲序列、内存垃圾收集、重新初始化内核表、清理文件系统等。最简单、常见的软件抗衰措施是计算机的重新引导。 4.回滚机制：可以周期性的对软件做检查点，检查点可以放在磁盘，远程内存，非易失性 的或者持久的内存中，也可以实时的对软件的操作以日志的方式进行记录。当软件出现错误时，可以根据检查点或者日志回滚到一个合适点并对先前出现的错误进行相应处理而不造成软件再次出错。 5.错误忽视技术（Failure-Oblivious Computing）：在一次计算中，当错误发生在不相关的 计算中，错误忽视技术能够保证服务忽视这些错误而继续执行该计算。当内存错误发生在该计算中，错误忽视技术能够产生一个能够导致服务能处理的无效输入请求，从而服务中的错误处理模块能够进行处理。该方法的缺陷是只能处理内存相关的bug，能够产生高负载，以及由于对内存接口进行了潜在的不安全修改而可能产生程序的非预期行为。 6.编译器级容错技术：如复制指令错误探测（Error Detection by Duplicated Instructions，简 称EDDI），基本思想是编译器复制程序指令并将源指令与复制指令合并(为了提高容错性能，两种指令放在不同的寄存器和内存的不同位置)。在一定的同步点(store指令处和branch指令处)，编译器插入检测指令来检查源指令与复制指令的执行结果是否一致。其优点是效率高，既可用于单机环境，又可用于分布式环境，而且可以根据不同环境加以定制。
分布式系统中容错技术导论
收稿日期:2004 07 14 作者简介:刘俊丽(1972 ),女,毕业于黑龙江大学计算数学及其应用软件专业,黑龙江省黑河学院计算机系讲师,从事计算机教学工作。 分布式系统中容错技术导论 刘俊丽 (齐齐哈尔大学黑河学院,齐齐哈尔164300) 摘 要 本文讲述的是分布计算系统出现部分失效的时候,系统应该能自动从失效中恢复过来,并且不会对整个系统的性能产生严重的影响。 关键词 分布式系统;故障;失效;容错 Abstract The article is abou t the fault tolerance that the system can recover from the crash automatically and won t have a serious influence on the function of the whole system. Key words the distribu ted system;the crash;the failure;the fault tolerance 中图分类号 TP392 文献标识码 A 文章编号 1008-0821(2004)10-0223-03 分布计算系统区别于单机系统的一个特点是在分布式系统中存在着部分失效的情况。当分布式系统某个部件出现问题的时候就发生了部分失效。虽然部分失效对分布式系统的性能有一定的影响,但同时,它应该不会影响分布式系统中整个应用程序的正确执行。相反,在单机系统中,如果系统中的一个关键部件出现问题,整个应用程序就无法继续执行。 分布计算系统的一个重要设计目标是当系统中出现部分失效的时候,系统应该能自动从失效中恢复过来,并且不会对整个系统的性能产生严重的影响。故此在这里我们讨论分布计算系统中的容错技术。 容错是计算机科学中一个重要的研究领域。首先介绍与故障处理有关的一些基本概念和分布计算系统中的故障模型。关于分布计算系统中容错的一些非常有用而详细的介绍可以参见文献[J ALOTE,1994]。 1 基本概念 分布计算系统应该是一个可信赖的系统(dependable system),容错是与可信赖系统紧密相联系的一个概念。分布计算系统的可信赖性(dependability )包括如下几个方面[KOPETZ,1993]: 1 1 可用性(availability) 可用性反映的是系统随时可被用户使用的特性。也就是说,在任何给定的时刻用户都可以使用此系统正确地执行用户给定的任务。 1 2 可靠性(reliability) 可靠性指的是在错误存在的情况下,系统持续服务的能力。尽管可靠性和可用性容易混淆,但它们并不是同一个概念。可靠性反映的是一段时间的特性,而可用性反映的是某个时刻的特性。高可靠性系统能够持续运行一个相当长的时间而不会中断。如果一个系统,每个小时都有并 且仅有1毫秒时间失效,那么它的可用性可达99 9999%,但是它仍然是一个高度不可靠的系统。同样地,如果一个系统从来不崩溃,但是在8月份中,有2个星期的假期需要关机,这个系统是高可靠性的系统,但是它的可用性只有96%。 1 3 安全性(safety) 安全性指的是在系统出现暂时错误的情况下,不出现灾难性后果的能力。例如核电厂的控制系统和宇宙飞船的控制系统要求具有很高的安全性。 1 4 可维护性(maintainability) 可维护性指的是系统一旦出现故障,系统易于修复的能力。高可维护性的系统意味着具有高的可用性。对于高可维护性系统来说,要求它具有自动检测错误和自动修复的能力。 1 5 保密性(security) 保密性要求系统资源不被非法用户访问。 系统失效指的是系统不能提供它所固有的服务功能。例如,分布式系统是为用户提供一系列服务的,但其中某一个服务或某些服务功能不能完全正确提供时,就说系统失效了。 一般来说,从错误的时间特性来看,错误可分为暂时性的(transient)、间歇性的(intermittent)和永久性的(per manent)。暂时性的错误一旦发生之后就会消失,当相关的操作重复执行之后,错误就消失了。间歇性的错误是一会儿出现,一会儿又消失的错误,这种错误是十分令人烦恼的一种错误,因为它十分难于诊断。永久性错误是一种持续性错误,这种错误一旦出现,将会长时间存在,直到出现错误的部件被修复为止。像集成芯片被烧坏、软件缺陷、磁盘磁头损坏等都是永久性错误。 223 2004年10月第10期October 2004No .10 现代情报 情报纵横
软件可靠性模型地的综述
软件可靠性模型综述 可靠性是衡量所有软件系统最重要的特征之一。不可靠的软件会让用户付出更多的时间和金钱, 也会使开发人员名誉扫地。IEEE 把软件可靠性定义为在规定条件下, 在规定时间内, 软件不发生失效的概率。该概率是软件输入和系统输出的函数, 也是软件中存在故障的函数, 输入将确定是否会遇到所存在的故障。 软件可靠性模型，对于软件可靠性的评估起着核心作用，从而对软件质量的保证有着重要的意义。一般说来，一个好的软件可靠性模型可以增加关于开发项目的效率，并对了解软件开发过程提供了一个共同的工作基础，同时也增加了管理的透明度。因此，对于如今发展迅速的软件产业，在开发项目中应用一个好的软件可靠性模型作出必要的预测，花费极少的项目资源产生好的效益，对于企业的发展有一定的意义。 1软件失效过程 1.1软件失效的定义及机理 当软件发生失效时，说明该软件不可靠，发生的失效数越多，发生失效的时间间隔越短，则该软件越不可靠。软件失效的机理如下图所示： 1）软件错误（Software error）：指在开发人员在软件开发过程中出现的失误，疏忽和错误，包括启动错、输入范围错、算法错和边界错等。 2）软件缺陷（Software defect）：指代码中存在能引起软件故障的编码，软件缺陷是静态
存在的，只要不修改程序就一直留在程序当中。如不正确的功能需求，遗漏的性能需求等。3）软件故障（Software fault）：指软件在运行期间发生的一种不可接受的内部状态，是软件缺陷被激活后的动态表现形式。 4）软件失效（Software failure）：指程序的运行偏离了需求，软件执行遇到软件中缺陷可能导致软件的失效。如死机、错误的输出结果、没有在规定的时间内响应等。 从软件可靠性的定义可以知道，软件可靠性是用概率度量的，那么软件失效的发生是一个随机的过程。在使用一个程序时，在其他条件保持一致的前提下，有时候相同的输入数据会得到不同的输出结果。因此，在实际运行软件时，何时遇到程序中的缺陷导致软件失效呈现出随机性和不稳定性。 所有的软件失效都是由于软件中的故障引起的，而软件故障是一种人为的错误，是软件缺陷在不断的测试和使用后才表现出来的，如果这些故障不能得到及时有效的处理，便不可避免的会造成软件失效。而一个软件中存在的软件错误和缺陷总数是无法确定的，也不可能被完全排除掉，有时候排除掉一个故障甚至会引起更多的故障。 所以在软件开发周期中，软件错误是不可避免的，但可以通过学习改进，不断吸取经验教训，尽量减少程序中的错误特别是重大错误的数量。在测试阶段，测试人员应尽可能多的检测并排除掉软件中的故障，从而减少软件失效强度，提高软件的可靠性和质量。 1.2提高软件可靠性的途径 软件中的故障会导致软件功能不能正常实现，降低了软件的可靠度。软件故障一般是软件开发各阶段人为造成的，大概包括需求分析定义错误、设计错误、编码错误、测试错误和文档错误等。 因此要想获得高可靠性的软件，就要和软件中的故障做斗争。有以下三种直接的方式来
关键业务系统的容错或容灾措施
关键业务系统的容错或容灾措施 1.说明 为确保公司应用系统的正常高效运作，根据《计算机及网络信息系统管理规定》相关内容，特制定本措施。 2.服务器的容错与容灾 2.1每日检测UPS工作是否正常，定期对UPS进行断电测试，发现异常 及时联系供应商修复UPS。 2.2核心设备必须配置两条独立的电源供电，每日检查服务器的电源，对 供电异常的线路及时维修。 2..3每台服务器做Riad5确保数据完整，每日检查服务器的硬盘指示灯， 发现工作异常的硬盘须及时更换。 2.4为保证服务器系统正常运行，管理员需每日检查机房的温度与湿度， 若有系统，应及时调整相关设备调节温度与湿度。 2.5对于重要的服务器每日做全备份，每日检查备份日志，对备份过程中 出现的问题要及时处理。 2.6每半年做一次DRP恢复测试 2.7记录服务器的日常开关机 2.8定期检查服务器操作系统的更新，对于严重与重要的系统补丁要及时 安装，确保系统安全。 3.应用系统容错与容灾 3.1重要业务系统采用双机热备方案，以防止主服务器宕机后及时切换， 定期做系统切换测试。 3.2业务系统在开机后要确认应用的可用性。 3.3Web应用程序需部署在不同的服务器上，以便主服务器出现异常时用 户能够修改网址来继续使用系统，定期检查主备服务器的程序代码是否相同。 3.4数据库系统每日做完整备份，定期检验备份数据的完整性。
3.5应用程序源码根据备份策略每日备份。 3.6Exchange server 每月做全备份 3.7AD,DNS每日做全备份 3.8每日更新防毒软件病毒库，确保病毒库为最新，降低病毒对系统的危 害。 3.9定期更新防毒软件客户端病毒库。 4.线路容错与容灾 4.1每日定时检查网络通信质量，若出现网络不通、丢包、延时等现象， 要及时检查相关网络设备工作是否正常，对于需要更换的网络设备要及时更换。 4.2每日定时检查VPN隧道连接是否通畅，有无异常，对于异常情况及 时安排人员排查。
可靠性建模资料整理
软件可靠性建模 1模型概述 1.1软件可靠性的定义 1983年美国IEEE计算机学会对“软件可靠性”作出了明确定义，此后该定义被美国标准化研究所接受为国家标准，1989年我国也接受该定义为国家标准。该定义包括两方面的含义： （1）在规定的条件下，在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率； （2）在规定的时间周期内，在所述条件下程序执行所要求的功能的能力； 其中的概率是系统输入和系统使用的函数，也是软件中存在的故障的函数，系统输入将确定是否会遇到已存在的故障（如果故障存在的话）。 软件失效的根本原因在于程序中存在着缺陷和错误，软件失效的产生与软件本身特性、人为因素、软件工程管理都密切相关。影响软件可靠性的主要因素有软件自身特性、人为因素、软件工程管理等，这些因素具体还可分为环境因素、软件是否严密、软件复杂程度、软件是否易于用户理解、软件测试、软件的排错与纠正以及软件可靠性工程技术研究水平与应用能力等诸多方面。 1.2软件可靠性建模思想 建立软件可靠性模型旨在根据软件可靠性相关测试数据，运用统计方法得出软件可靠性的预测值或估计值，下图给出了软件可靠性建模的基本思想。 图软件可靠性建模基本思想
从图中可以看出软件失效总体来说随着故障的检出和排除而逐渐降低，在任意给定的时间，能够观测到软件失效的历史。软件可靠性建模的目标如下：（1）预测软件系统达到预期目标所还需要的资源开销及测试时间；（2）预测测试结束后系统的期望可靠性。 1.3软件可靠性建模基本问题 软件可靠性建模需要考虑以下基本问题： （1）模型建立 模型建立指的是怎样去建立软件可靠性模型。一方面是考虑模型建立的角度，例如从时间域角度、数据域角度、将软件失效时刻作为建模对象，还可以将一定时间内软件故障数作为建模对象；另一方面是考虑运用的数学语言，例如概率语言。 （2）模型比较 在软件可靠性模型分类的基础上，对不同的模型分析比较，并对模型的有效性、适用性、简洁性等进行综合权衡，从而确定出模型的适用范围。 （3）模型应用 软件可靠性模型的应用需要从以下两方面考虑：一是给定了软件的开发计划，如何选择适当的模型；二是给定了软件可靠性模型，如何指导软件可靠性工程实践。 软件系统的失效历史可以通过对测试得到的失效数据分析获得，而实际情况中，人们最为关注的是软件未来的失效趋势。软件可靠性模型基本都是建立在一定的假设基础之上，所以，即使花费了大量的时间和精力对软件的可靠性进行预计，也只是一种预测，这种预测的不确定性是许多未知原因交互作用的结果，根据软件可靠性模型的预测只能以概率形式表示。 1.4软件可靠性模型的特点 （1）与使用的程序设计语言无关。软件可靠性的应用与选用什么程序设计语言来编写软件之间没有什么直接关系。但对于根据同一个规格说明书，不管你用什么程序设计语言软件来编写软件，同一个软件可靠性模型应给出同样的估测结果。 （2）与具体用到的软件开发方法无关。软件开发是一个十分复杂的过程，涉及到许多的人为因素，从而使得对软件的质量难以进行预测。为了保证预测的精度，不妨假设待估测的软件系统是用最坏的软件开发方法开发出来的。 （3）测试方法的选择问题。实际上是无法通过彻底的测试来获得完全可靠的软件，所以不得不采用有限的测试，那么目标就是用最少的测试以求最大限度的软件可靠性。
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1）软件错误（Software error）：指在开发人员在软件开发过程中出现的失误，疏忽和错误，包括启动错、输入范围错、算法错和边界错等。 2）软件缺陷（Software defect）：指代码中存在能引起软件故障的编码，软件缺陷是静态存在的，只要不修改程序就一直留在程序当中。如不正确的功能需求，遗漏的性能需求等。 3）软件故障（Software fault）：指软件在运行期间发生的一种不可接受的内部状态，是软件缺陷被激活后的动态表现形式。 4）软件失效（Software failure）：指程序的运行偏离了需求，软件执行遇到软件中缺陷可能导致软件的失效。如死机、错误的输出结果、没有在规定的时间内响应等。 从软件可靠性的定义可以知道，软件可靠性是用概率度量的，那么软件失效的发生是一个随机的过程。在使用一个程序时，在其他条件保持一致的前提下，有时候相同的输入数据会得到不同的输出结果。因此，在实际运行软件时，何时遇到程序中的缺陷导致软件失效呈现出随机性和不稳定性。 所有的软件失效都是由于软件中的故障引起的，而软件故障是一种人为的错误，是软件缺陷在不断的测试和使用后才表现出来的，如果这些故障不能得到及时有效的处理，便不可避免的会
关于计算机服务器系统的容错技术
关于计算机服务器系统的容错技术 摘要随着时代的发展，信息技术的进步，计算机已经逐渐的成为了各行各业中不可取代的一部分，我国对于计算机技术的应用也十分的广泛。其中，计算机服务器系统是计算机中十分重要的一个技术，能够为国防、医疗以及金融等各个行业为计算机系统提供不间断的服务，如果它出现问题那么会造成十分严重的损失，因此应该对于计算机服务器系统的容错技术进行足够的重视并且对其进行进一步的发展。本文主要对其进行了详细的阐述。 关键词计算机服务器系统容错技术 中图分类号：TP302.8 文献标识码：A 1容错必要性 随着计算机技术的普及，通过计算机系统来进行信息的传输并提供服务逐渐应用的越来越广泛，但是计算机的软硬件都有可能会发生故障，这些故障如果没有及时的进行解决很容易造成巨大的损失，甚至会造成整个服务的终止网络也会因此而瘫痪，因此产生难以估量的损失。因此，系统的容错性以及不间断的性质显得尤为重要，为了能够更好地保证系统安全、可靠地运行，必须要采取一定的措施来保证计算机系统能够在出现故障的时候已然可以正常的使用。经过人
们地长时间的研究，总结出来了两种方法，一种叫做避错，就是使用正确的设计并且进行相应的质量控制尽可能的避免系统产生错误，防止将错误引进系统之中，但是在实际的运行中难免会产生一些意料之外的事情，因此这种方法在实施起来有着很大的难度。另外一种就是容错，在系统中出现了某些硬件或者软件的错误的时候，系统能够执行规定的一组程序，或者说这种程序不会因为系统的故障而被中断或者在中途被修改，且其执行的结果也不包含系统中的故障引起的差错。 随着科技的不断发展，计算机技术的逐渐普及，设备的安全性以及可靠性逐渐的引起了越来越多的人的重视，因此计算机服务器系统的容错技术十分重要。当系统的内部出现故障的时候，通过容错技术能够消除故障产生的影响并且使系统最终仍然能够给出正确的结果。按照时间进行故障的划分，故障可以分为以下几种类型：永久性的故障、间歇性的故障以及偶然性的故障。随着计算机的硬件技术的不断发展，容错计算机的系统开销逐渐的降低，同时纠错的速度变得越来越快。而软件方面的容错，对于硬件不会提出过高的要求。 2容错技术概述 容错指的是计算机系统的一个或者多个关键的部件发生故障或者将要发生故障的时候，仍然能够保持正常的工作
计算机数据库以及系统容错性处理
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/ad4856030.html, 计算机数据库以及系统容错性处理 作者：洪雄 来源：《科教导刊·电子版》2018年第07期 摘要计算机在现在的生活中是非常普遍存在的事物，也是我们的生活工作所必需的，计算机是一个多种先进技术结合的产物，计算机中的很多应用对于其他领域来说，会有很大的借鉴意义。计算机的图形处理技术是一种很复杂的技术应用，在数据计算领域的应用，是此技术的一种有效利用，同时对于数据计算来说，也是一种有益的借鉴来源，二者在一定程度上，可以说是有效的结合使用，相互促进，相互提高。本文通过对计算机交互式的图形技术的分析，引出可视化技术在数据的挖掘中所起到的重要作用，进而阐述交互式技术在计算机的图形处理中的重要作用。 关键词计算机算法数据计算可视化 中图分类号：TP302 文献标识码：A 0引言 几年来，计算机的图形处理技术越来越频繁的被人们应用于其他的领域，也是现在这个科学技术非常发达的社会的一种形势所在。现代一种相对比较常见的数据的可视化技术，指的就是运用计算机的图形学和图像处理的技术，把数据转化为可以被识别的图像或者图形，进而可以在显示器的屏幕上显示出来，被看见的使用者所理解和接受，同时还要进行交互处理的技术。这样一种技术涉及的技术和领域比较广泛，计算机的图形学、图像处理技术、计算机设计、计算机视觉技术、人机交互技术等，多个领域的结合才是一种比较实用的技术。今年以来，随着网络科学技术和网上电子商务技术的发展，在以往科学计算可视化的基础之上，出现了信息可视化的概念，并且逐渐在吸引人们的眼球，成为科学技术领域研究的焦点问题。我们都知道，“可视化”就是使之可见，可以被看见，就是可视化的最基本的含义，那么，数据在挖掘过程中，很多活动都可以被认为是可视化，利用可视化的技术进行信息的传递、知识的发现等。 1计算机服务器系统容错系统的概述 我们所说的计算机故障，指的是由于计算机不见的物理实现、操作错误或者是设计错误等原因引起的计算机系统硬件或者是软件错误的状态。故障的诊断、检测和恢复技术主要是作为计算机容错技术的重要组成部分，如果计算机系统要进行故障恢复的操作，首先就要进行检测、诊断的技术来对故障所处的位置进行定位。作为恢复的前提，我们还应该在恢复技术的作用下使得计算机系统能够恢复到无故障时候的状态并且开始正常工作。当前运用的计算机容错技术最基本的方法是冗余技术，而硬件冗余、软件冗余、信息冗余以及时间冗余技术是作为冗余技术的四个主要组成部分。
容错控制系统
容错控制系统培训 2011年8月
3.1 容错控制系统 3.1.1 容错控制概述 容错原是计算机系统设计技术中的一个概念，指当系统在遭受到内部环节的局部故障或失效后，仍然可以继续正常运行的特性。将此概念引入到控制系统中，产生了容错控制的概念。 容错技术是指系统对故障的容忍技术，也就是指处于工作状态的系统中一个或多个关键部分发生故障时，能自动检测与诊断，并能采取相应措施保证系统维持其规定功能或保持其功能在可接受的范围内的技术。如果在执行器、传感器、元部件或分系统发生故障时，闭环控制系统仍然是稳定的，仍具有完成基本功能的能力，并仍然具有较理想的动态特性，就称此闭环控制系统为容错控制系统。 3.1.2 容错控制分类 根据不同的产品和客户需求，容错控制系统分类方式有多种，重点介绍两种： ?按设计分类：被动容错控制、主动容错控制； ?按实现分类：硬件容错、功能容错和软件容错。 3.1.2.1按设计分类的容错控制 1 被动容错控制介绍 被动容错控制是设计适当固定结构的控制器，该控制器除了考虑正常工作状态的参数值以外，还要考虑在故障情况下的参数值。被动容错控制是在故障发生前和发生后使用同样的控制策略，不进行调节。被动容错控制包括：同时镇定，完整性控制，鲁棒性容错控制，即可靠控制等几种类型。 2 主动容错控制介绍 主动容错控制是在故障发生后需要重新调整控制器参数，也可能改变控制器结构。主动容错控制包括：控制器重构，基于自适应控制的主动容错控制，智能容错控制器设计的方法。 3.1.2.2按实现分类的容错控制 1 硬件容错技术 容错控制系统中通常采用的余度技术，主要涉及硬件方面，是指对计算机、传感器和执行机构进行硬件备份，如图3所示。在系统的一个或多个关键部件失效时，通过监控系统检测及监控隔离故障元件，并采用完全相同的备用元件来替代它们以维持系统的性能不变或略有降级(但在允许范
(完整word版)系统容错和安全机制
网络系统的容错和安全设计 第一章网络系统的容错设计 一. 网络容错概述 采用用友网络财务软件NC(基金Web版)Web系统后，基金管理公司及托管行的所有数据都存放在数据库服务器中，服务器的宕机，会给企业带来巨大的损失；这就要求一旦生产用服务器产生任何形式的宕机或失效，网络上备用的服务器能够立即接管宕机的服务器使整个系统不至于崩溃，从而保证整个企业的业务连续运作。保证系统高可用性，应从以下几方面着手设计： 1、数据镜像 数据镜像是一种有效、高性能的高可用性解决方案，它不需要昂贵的RAID磁盘子系统，也无需考虑SCSI接口对缆线长度的限制。可扩展的磁盘镜像运行在两台相互独立又有备份逻辑的服务器之间。通过不断检测主系统磁盘或文件（源）的状态，而实时地将改动的信息镜像到目标机器的相应磁盘上或文件中。 为了保证数据的完整性，扩展镜像限制了用户对目标磁盘或文件的写操作。通过使用可扩展的磁盘镜像，源系统的任何数据更新将通过LANs和W ANs镜像到用户指定的目标系统上，当源系统发生数据丢失或硬盘损坏时在目标系统上将保留一份镜像数据。有些可扩展的磁盘镜像软件可以实现一对一、一对多、多对一及多对多的数据镜像而不需要任何附加的硬件设备。 2、故障切换 从系统确信不能收到来自主系统的”alive”心跳信号后，就开始启动从系统上的自动恢复功能，将主系统上的需要保护的资源自动转移到从系统上，并开始向客户提供服务。一个比较好的机制在于如果从系统感觉不到主系统的心跳后，试图通过其他途径做进一步地检测（例如检测其他客户机是否不能获得主系统的服务）。 故障切换的时间是指从系统自确信主系统“死掉”后，到完全接管主系统并向客户提供服务止所经历的时间，时间越短，热备份程度越高。当从服务器发生故障时，不应对主系统有任何影响。 3、失效切换 源要转移到从系统上去，这就不但要求系统中的核心数据能转移过来，还要求将其他资源转移过来。与客户关系比较密切的资源主要是：LAN局部网名，IP地址、应用程序、以及应用程序所依赖的数据。 4、自动恢复 要求在主服务器失效后，修复好后，IP地址、局部网名字、数据应用与服务应该方便地恢复到主服务器上
软件可靠性模型算法分析与评价
尹晶杰：软件可靠性模型的算法分析与评价 139 软件可靠性模型算法分析与评价 尹晶杰 摘要：本文首先对三个经典的软件可靠性模型(J-M 、G-O 、S-W)进行参数计算的数值算法设计，在此基础上通过可靠性数学关系得到失效间隔时间的密度函数、分布函数、可靠性函数以及失效率函数。其次，分别采用未确知模型、J-M 模型、G-O 模型、S-W 模型针对具体实例的失效时间进行预测评估，并对各模型的可靠性评估曲线进行描绘。第三，利用Delphi 开发软件设计并开发完成了一个简易的软件可靠性评估工具。该工具嵌入了包括未确知模型在内的四个软件可靠性模型（J-M 模型、G-O 模型、S-W 模型），能够输出模型评估结果和评估曲线，并具有计算各模型评价准则值（KS 值、PL 值、模型噪声）和绘制用于模型评价的PLR 图、-u 结构图、 -y 结构图的功能。 关键词：软件可靠性；软件可靠性模型 Abstract: Here originally in the paper, model in three software reliability model (J-M, G-O , S-W ) at first ask the parameter algorithm to be designed , draw the parameter of each model, receive invalid density function of spacing interval , distribute function , reliability function and software failure rate function through dependability mathematics relation on this basis.Secondly, on the basis of the above function, including software reliability based on unascertained theory model , J-M model , G-O model , S-W model predict the assessment to the failure time of the concrete instance separately, design through Delphi one simple interface describe to every reliability assessment curve of model.Moreover , utilize Delphi to designed and development a simple software reliability estimation tool. This tool inlayed three traditional software reliability models: J-M model, G-O model, S-W model and the new model put forward in this paper. It is not only can exports the estimation results but also can provides assessment curve , including calculating every model appraise criterion value (KS value , PL value , model noise ) and PLR chart that is used to model comparison, u-plot and the y- plot. Keywords: Software reliability Software reliability model 1. 基本概念 1.1 软件可靠性的定义 关于软件可靠性的确切含义，学术界有过长期的争论，经过长期的争论和研究，1983年美国IEEE 计算机学会对 “软件可靠性”一次正式做出如下定义： (1) 在规定条件下，在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率，该概率是系统输入和系统使用的函数，也是软件中存在的错误的函数；系统输入将确定是否会遇到已存在的错误（如果错误存在的话）； (2) 在规定的时间周期内，在所述条件下程序执行所要求的功能的能力。 1.2 软件可靠性参数 下面对几个主要的软件可靠性参数进行介绍： (1) 可靠度 软件可靠度R 是指软件在规定的条件下、规定的时间段内完成预定的功能的概率。或者说是软件在规定时间内无失效发生的概率。 用随机变数ξ表示从软件运行开始到系统失效所经历的时间，用)(t F ξ表示ξ的分布函数，用t 表示任意给定的时刻，用)(t R ξ表示软件在t 时刻的可靠度，则数学公式如下： {})(1)(t F t P t R r ξξξ-=>= (1-1) (2) 失效率
切换系统容错控制性能分析与设计及其飞控应用
南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 系统故障，如执行器故障、转速饱和等，可能导致系统不稳定，性能恶化，在现代工业中可能导致严重的事故和经济损失。因此为了提高系统的安全性和稳定性，容错控制的研究越来越重要。切换系统作为一类混合系统，应用在越来越多的工业领域上，因此对于切换系统的容错控制的研究受到了广泛的关注。由于切换系统特性，本文首先提出了切换系统的广义分离原理，由于故障的发生，切换系统的性能会有一定的下降，对此本文对切换系统的性能降级进行了分析；针对高阶系统，研究中通常会对系统进行降阶处理，本文针对容错控制后的切换系统的模型降阶进行了一定的研究。 首先，介绍了本课题的研究背景、目的及意义，系统地阐述了故障、容错控制（Fault Tolerant Control，FTC）、广义分离原理、性能降级和模型降阶的相关概念，总结了切换系统的容错控制的研究现状。本文主要研究了切换系统的分离原理、性能降级及模型降阶的相关问题，得到了一定的研究成果，其中主要包括： （1）线性切换系统的广义分离原理研究。针对线性切换系统，当系统发生故障后，给出故障后系统满足广义分离原理的条件，并对故障后系统分别设计控制器、观测器和切换律保证系统稳定性。同时，利用NASA的HiMAT飞机的仿真实例来验证所给出的结论的有效性。 （2）切换系统的性能降级分析。针对切换系统，当系统发生故障，对系统进行容错控制后，系统的的性能会有所下降，针对这种情况，给出系统性能降级的评价指标，并给出系统性能降级可接受的条件。同时，利用HiMA T飞机的仿真实例验证所提出的结论的有效性。 （3）故障容错切换系统的模型降阶研究。针对高阶线性切换系统，可利用平衡截断方法对系统进行降阶，发生故障进行故障容错控制后，首先给出一个故障容错线性系统可用进行与故障前线性系统相同的平衡截断的条件，然后将该结论进一步推广到容错控制线性切换系统上，提出容错控制线性切换系统可进行与原线性切换系统相同平衡截断的条件，最后用数值仿真来验证所提出结论的有效性。 关键词：切换系统，容错控制，广义分离原理，性能降级，模型降阶 I
可靠性建模分析
目录 系统可靠性建模分析 (2) 摘要 (2) 关键词 (2) 1.可靠性框图 (2) 2.典型的可靠性模型 (3) 2.1串联模型 (3) 2.2并联模型 (4) 2.3旁联模型 (4) 2.4r/n(G)模型 (5) 2.5复杂系统/桥联模型 (6) 图1：自行车的基本可靠性与任务可靠性框图 (3) 图2：典型可靠性模型 (3) 图3：串联可靠性框图 (4) 图4：并联可靠性框图 (4) 图5：旁联可靠性框图 (5) 图6：r/n(G)系统可靠性框图 (5) 图7：桥联系统示例原理图及可靠性框图 (6) 图8：复杂系统实例 (7) 表1：复杂系统完全列举 (7)
系统可靠性建模分析 [摘要] 为了设计、分析和评价一个系统的可靠性和维修性特征，就必须明系统和它所有的子系统、组件和部件的关系。很多情况下这种关系可以通过系统逻辑和数学模型来实现，这些模型显示了所有部件、子系统和整个系统函数关系。系统的可靠性是它的部件或系统最底层结构单元可靠性的函数。 一个系统的可靠性模型由可靠性框图或原因——后果图表、对所有系统和设备故障和维修的分布定义、以及对备件或维修策略的表述等联合组成。所有的可靠性分析和优化都是在系统概念数据模型的基础上进行的。 [关键词]可靠性框图，串联，并联，表决，复杂系统，可靠度 系统是由相互作用和相互依赖的若干个单元结合成的具有特定功能的有机整体。对于系统管理者而言，系统完成预期任务可靠性以及对系统维修特征等因素的分析是必不可少的。这时就需要借助于系统逻辑及数学模型德理论进行评价分析。本文就是基于可靠性框图（RBD）理论对系统可靠性建立常见的数学分析模型，并结合一些实际例子予以解释说明。 1.可靠性框图 可靠性框图（RBD）是用一种图形的方式显示了系统所有成功或故障的组合，因此系统的可靠性框图显示了系统、子系统和部件的逻辑关系。目前跟据建模目的可分为基本可靠性模型和任务可靠性模型，并用RBD表示出来。 基本可靠性模型是用以估计产品及其组成单元可能发生的故障引起的维修以及保障要求的可靠性模型。可以看到，该模型是对系统每个单元发生故障都进行考虑维修，故其是一个大的串联模型，即使是冗余单元，也都按照串联处理。明显的，贮备单元越多，系统的基本可靠性越低。 任务可靠性模型是用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的概率，描述完成任务过程中产品各单元的预定作用并度量工作有效性的一种可靠性模型。其体现的是对任务完成的可靠度，故系统中对某一单元的冗余数越多，改子单元可靠性也就越大。图1给出了一辆自行车的基本可靠性框图和任务可靠性框图（只对简单的关键地方进行了分析，具体内容不作为实际衡量标准）。