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知识路径： > 计算机系统综合知识 > 系统配置与性能评价 > 可靠性设计 >
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考试要求：掌握
相关知识点：6个
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实现容错的主要手段就是冗余。冗余是指所有对于实现系统规定功能来说是多余的那部分的资源，包括硬件、软件、信息和时间。通过冗余资源的加入，可以使系统的可靠性得到较大的提高。主要的冗余技术包括结构冗余、信息冗余、时间冗余、冗余附加四种。
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结构冗余是常用的冗余技术，按其工作方式，可分为静态冗余、动态冗余和混合冗余三种。
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（1）静态冗余。常用的有三模冗余和多模冗余。静态冗余通过表决和比较来屏蔽系统中出现的错误。例如，三模冗余是对三个功能相同，但由不同的人采用不同的方法开发出的模块的运行结果进行表决，以多数结果作为系统的最终结果。即如果模块中有一个出错，这个错误能够被其他模块的正确结果“屏蔽”。由于无需对错误进行特别的测试，也不必进行模块的切换就能实现容错，故称为静态容错。
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（2）动态冗余。动态冗余的主要方式是多重模块待机储备，当系统检测到某工作模块出现错误时，就用一个备用的模块来顶替它并重新运行。这里须有检测、切换和恢复过程，故称其为动态冗余。每当一个出错模块被其备用模块顶替后，冗余系统相当于进行了一次重构。各备用模块在其待机时，可与主模块一样工作，也可不工作。前者叫做热备份系统（双重系统），后者叫做冷备份系统（双工系统、双份系统）。在热备份系统中，两套系统同时、同步运行，当联机子系统检测到错误时，退出服务进行检修，而由热备份子系统接替工作，备用模块在待机过程中其失效率为0；处于冷备份的子系统平时停机或者运行与联机系统无关的运算，当联机子系统产生故障时，人工或自动进行切换，使冷备份系统成为联机系统。在运行冷备份时，不能保证从程序端点处精确地连续工作，因为备份机不能取得原来的机器上当前运行的全部数据。
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在实现正常功能所需要的信息外，再添加一些信息，以保证运行结果正确性的方法。例如，纠错码就是信息冗余的例子。
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使用附加一定时间的方法来完成系统功能。这些附加的时间主要用在故障检测、复查或故障屏蔽上。时间冗余以重复执行指令（指令复执）或程序（程序复算）来消除瞬时错误带来的影响。
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指为实现上述冗余技术所需的资源和技术，包括程序、指令、数据、存放和调动他们的空间和通道等。
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系统一旦发生故障，就需要采用某种方法进行恢复。故障的恢复策略一般有两种，分别是前向恢复和后向恢复。前向恢复是指使当前的计算继续下去，把系统恢复成连贯的正确状态，弥补当前状态的不连贯情况，这需要有错误的详细说明；后向恢复是指系统恢复到前一个正确状态，继续执行，这种方法显然不适合实时处理场合。
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