计算机系统及容错技术分析

　　摘要：随着计算机技术的不断发展，计算机技术给人们生产及生活提供了极大的便利。现今，人们对计算机技术的要求不算增加，对于可靠性的要求越来越高，这就使得容错技术的研究更加受到重视。本文从计算机硬件系统与软件系统两个方面，简要的分析了计算机系统的容错技术。

　　关键词：计算机系统；容错技术；分析

　　1.计算机系统容错技术简述

　　容错技术是对计算机系统出现错误时提供的有效服务，并通过相应的处理指施，防止错误对于计算机系统正常运行的影响，避免系统失效的重要技术。容错技术的应用在很多领域中都有着重要的意义，尤其在航空航天、国防军事、医疗急救、化工生产等重要领域中，一旦系统出现故障并导致系统失效将极有可能造成极为严重的后果，造成巨大的损失，因此在这些领域中容错技术的有效应用尤为重要。

　　计算机应用技术的快速发展，也使现代计算机系统在社会各领域扮演着越来越重要的角色，工业化生产、信息化管理、智能化控制的社会生产模式已经逐渐成为现代社会生产发展的主流趋势，计算机系统的运行效率直接关系着社会生产的效率，也关系着工业化生产的安全性与可靠性，容错技术的有效应用为计算机系统的稳定高效运行提供了保障。

　　2.计算机硬件错误的容错技术分析

　　2.1信息冗余

　　信息冗余是指通过在原始数据上添加冗余信息，进一步实现计算机故障检测或者故障恢复等目的的容错方法，主要包括检错编码以及纠错编码两种。检错编码能自主的发现系统故障，而纠错编码在主动发现错误的基础上，还具有纠正错误的能力，对计算机系统的可靠性起到保障作用。信息冗余这种容错方法通常是通过将冗余信息编写在初始数据中，主要应用在信息的传输以及处理中，其中具有代表性的编码技术包括奇偶校验码、循环冗余校验码等，通过这些编码技术的不断发展，能促使信息冗余技术在计算机系统的运行过程中充分发挥作用。信息冗余技术与其他容错方法相比，具有以下优势：第一，代价小。只需要具有少量的冗余信息或者少量额外编码线路就能实现信息冗余技术的有效应用，与大规模的计算机系统容错技术相比具有较小的应用成本；第二，速度快。信息冗余技术的检查错误、纠正错误等通常在同一时间段完成，减少了错误恢复过程产生的时间浪费。

　　2.2硬件冗余

　　硬件冗余技术可以按照冗余程度的不同分为部分冗余以及完全系统冗余。其中完全系统冗余包括冷备、温备、热备和双工等，如系统完全冗余对应的工作方式主要有双系统冷备、双系统双工等。双系统双工的工作方式主要是针对要求计算机系统运行安全性较高的系统，如果对系统的要求不高，可以合理的应用双系统冷备、双系统热备等技术。现阶段，研究学家针对计算机冗余方法的研究较多，并且该技术在计算机安全运行方面已经取得良好应用。因此，在进行容错技术选择时，通常选择硬件冗余技术。例如，硬件冗余技术能实现及时替代故障硬件，降低系统故障造成的危害，通常将其应用在飞机的自检逻辑电路中，能有效提高系统的安全性，保证飞机内计算机系统的正常运行。

　　2.3时间冗余

　　时间冗余技术通常应用在对计算机系统的可靠性以及实时性不高的系统中，能实现容错机制。在时间冗余技术应用在实践中时，可以实现同种类型硬件的基础上的相同数据在不同的时间段内执行一定的指令，并利用系统中的相关电路以及数据延迟单元，根据两者有效结合处理后的结果拷贝出与延迟数据相对应的版本，再将不同版本输送到表决器进行判断，从而实现对计算机系统错误的判断。时间冗余技术的重点在于延迟时间的判断，即延迟时间出现误差将导致表决器的输出结果出现错误不利于实现系统容错。因此在应用时间冗余技术时应该根据计算机系统的具体时间需求来确定适当的时间冗余进而实现系统容错能力的提高。

　　5.结语

　　总之，计算机系统正在不断发展中，已经普遍应用在人们的日常生活以及办公中，并且对其安全性的要求较高，因此应该加强容错技术在计算机系统安全运行中应用的研究，进而保证计算机系统的可靠性。

　　参考文献

　　[1]谢建洲.计算机系统容错技术研究[J].电脑知识与技术,2016,12(06):250-252.

　　[2]田丽娜,王海龙.计算机系统容错技术分析[J].科技展望,2016,26(13):14.

　　作者孙亚楠

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