《信息系统安全》第四讲
计算机容错技术
2013年3月28日
周亚建
zhouyajian@https://www.doczj.com/doc/7c6849204.html,
School of Computer Science, BUPT
Overview of Last Class
可靠性的定义
可靠性模型：串联、并联
提高硬件、软件可靠性的途径
可靠性的量化指标：MTTF 、MTBF 、
Availability
一个惨痛的教训
1967年，宇航员科马洛夫驾驶联盟1号返回
地球。在降落到预定高度时，意外情况发生了：
飞船的降落伞系统失灵，主降落伞没有拉出，而
备用伞也无法打开。联盟1号返回舱高速撞向地
面，起火燃烧。
当科马洛夫面对无可躲避的厄运的时候，在
土耳其监听的美国特工人员听到了他愤怒的呼喊：
诅咒那些让我乘坐这个拙劣太空船的人们！
弗拉基米尔·米哈伊洛维奇·科马
洛夫（ВладимирМихайлович
Комаров/Vladimir Komarov 1927
年3月16日–1967年4月24日）。
他是第一名因载人航天遇难的宇
航员，也是第一个多次进入太空
的苏联宇航员。
?神州飞船上的降落伞有主伞和备份伞两套：
主伞1200平方米，备份伞760平方米，分别装
在两个伞舱里。主伞如果不能正常工作，就
会被切断抛掉，以免与随后打开的备份伞缠
在一起。
?当减速伞脱伞6秒钟，仍然没有拉出主伞，或
者主伞虽然工作但已大面积破损，备份伞系
统就会自动启动。
?伞舱底部装有一个气囊，返回舱溅落水里时
气囊会自动充气，膨胀成一个体积为150升的
大气包，不仅能把水挤出伞舱，还能充当浮
筏，让返回舱飘浮起来。
神州系列宇宙飞船的解决方案
软件可靠吗？
?1993年伦敦附近核电站的反应堆内，由于温度控制失灵，致使欧洲人口最为密集的地区面临巨大灾难。后经查明，在反应堆“主要保护系统中”
一个10万行代码的控制程序几乎有一半未能通过测试。
?1999年9月，火星气候轨道探测器消失了——由于火箭出现事故而燃烧，坠入火星大气层。后来美国宇航局在对探测器飞临火星前的6~8小时传回的数据进行分析后发现，这颗探测器之所以被烧毁，是因它距离火星的高度太低，大约只有60km，而安全要求的最低高度至少应该是85km。
导致这次事故的原因是洛马公司提供的主发动机点燃后推力的单位是英制而不是公制。
?2006年04月20日10时56分至17时30分，我国银联系统突发故障，北京、上海、杭州等大城市纷纷出现无法跨行取款、POS机无法消费等情况，导致全国数百万笔跨行交易无法完成。中国银联称，网络瘫痪是由于银联主机和网络出现故障所致。
类似事故还有，2007年1月，农业银行核心业务系统故障；2007年3月，交通银行信用卡系统的故障；2007年6月，中国建设银行总行转账系统故障。
如何实现系统的可靠性？
排错
容错即使采用了排错技术，计算机系统还是迟早会发生故障。因此在设计计算机系统时应考虑一旦发生故障能自动检测出故障并使系统自动恢复正常运行。这样设计出来的计算机系统在发生故障后仍能正确运行。
通过对组成系统的部件
进行严格的筛选、对系
统进行严格的测试、对
系统进行屏蔽以减少外
界的干扰等方法来提高
系统的可靠性。避免故障发生故障后能正确运行
容错技术与排错技术并不是相互对立的，它
们可以相互补充，构成高可信的计算机系统
容错的概
念
容错技术
发展
概况
容错技术的
应
用
容错技术的
主要内容
计算机容错
技术概述
12
3
4
容错的概念
计算机容错
技术概述
容忍故障，即故障一旦发生时能够自动检
测出来并使系统能够自动恢复正常运行。
?当出现某些指定的硬件故障或软件错误时，系统仍能执行规定的一组程序，或者说程序
不会因系统中的故障而中止或被修改
?并且执行结果也不包含系统中故障所引起的差错。
容错
（Fault-tolerance ）容错设计的软件可以有某些规定数目的故障但不
导致失效，但对无容错的软件而言，故障即失效。
?在发生故障或存在软件错误的情况下仍能继续正确完成指定任务的计算机系统称为容错计算机系统。
?设计与分析容错计算机系统的各种技术称为容错技术。
实现容错计算的四个方面不希望事件是指失效、故障、
差错等等。为容忍系统中的
不希望事件，应首先对其进
行检测。
由于一个故障的出现和它的失效结果之间可能存在延迟，故障可能已经传播到该系统的其他地方，导致故障的扩大。确保已被恢复的不希望事件
效应不会立即再现，以使系
统继续提供规定的服务。在不希望事件检测和损坏估价之后，应采用不希望事件恢复技术，把目前的
错误系统状态转换成一个
正确的系统状态。
不希望事
件的检测损坏估价不希望事
件处理和
继续服务
不希望事件的恢复因此，在作出一个被检测的故障有关的决定之前，有必要判定系统已被破坏的程度，这依赖于系统设计者的策略和
已有的探测技术。
容错技术
发展概况
2
计算机容错
技术概述
容错技术的发展概况
1970-第四代计算机
1957-1964第二代计算机
1964-1970第三代计算机
现在
1946-1957第一代计算机
1956、世界第一台容错计算机SAPO
在捷克投入运行，它有三个CPU 同时
工作，对运算结果进行表决，存储器
采用奇偶校验，具有单条指令重复执
行的功能措施：特别设置的硬件故障检测和人工恢复特点：元件的失效率相当高，并易受瞬时故障的影
响元件：电子管、继电器及延迟线存储器1956年，IBM 开发的AN/FSQ-7 计算机用于全国防空系统（SAGE ），采用双机比较以检测故障，并配合以恢复技术
1949年设计的EDVAC 计算机采用
了双份运算部件，每次运算后两个
部件的结果进行比较以检测故障。
元件：
晶体管及磁芯存储器
特点：
失效率比第一代计算机元件大为降低
措施：
避错技术占统治地位，对故障一般采用诊断程序进行脱机检测
元件：
集成电路
特点：
元件的失效率继续降低，但计算机应用范围扩大，对计算机系统的可信性要求更高
措施：
容错技术重新提出，并得到了较快的发展，并出现了许多容错计算机
1964年1965年1969年
美国土星V号运载火箭导航计算机研制成功，该机采用三模冗余及奇偶校验来实现容错
贝尔实验室研制成功1
号ESS处理机，是用
于电话交换的计算机
系统，采用了双机比
较技术，采用专用硬
件及软件进行故障检
测、定位及识别。
美国喷射推进实验室
的STAR计算机，其处
理机采用三重表决加
备份的混合冗余方式，
并用算术检错码及双
机比较检测故障。
第三代计算机实例
第四代计算机（1970-）
元件：
大规模和超大规模集成电路
特点：
硬件可靠性大大提高而价格却大幅度降低，使采用各种容错技术在经济上更易接受。
需求：
容错技术应用范围扩展到银行事务处理及各种实时控制系统，甚至许多通用计算机系统也采用了容错技术
第四代计算机实例
……
(197519751976197819791980)
第四代计算机实例：80年代以来出现了商用容错
计算机
分布式容错
计算机系统
容错的VLSI技术
人工智能在容错技术上的应用
——计算机故障诊断专家系统
1、故障的本质是什么？ 故障指硬件元件损坏（或软件中的BUG），使该元件（或软件模块）不能完成指定逻辑功能的事件。它存在于“物理空间” （构成计算机的硬、软件全体组成它的物理空间）中，是客观存在的事件。其中：硬件故障一般是由元件的物理缺陷导致的，或因运行环境恶劣而引发的随机的故障，这些是可以通过冗余同样硬件加以蔽屏掉的；软件故障一般是由设计错误造成的，是设计时固有的而与干扰无关，一般采用异样的或非相似的软件设计来进行冗余管理。 2、举例说明故障、差错及失效有何不同，举例说明故障潜伏期和差错潜伏期有何不同，举例说明永久故障、间歇故障、瞬时故障有何不同。 故障：是系统的硬件中发生的物理缺陷，设计制造的不完善或软件中隐含的错误。 硬件故障的例子如线路的短路或开路、晶体管不能正常导通或截止等。软件故障的例子如程序的死循环等。 差错：差错是系统中由于故障而造成的信息或状态的不正确。 故障是差错的原因，而差错是故障的结果，如：计算机运行过程中指令区“漂”至数据区。 失效：失效是指系统未能正确提供预先指定的服务。 差错是失效的原因，而失效是差错的结果，如：系统不能正常工作。 从故障发生到由于该故障而产生差错的时间间隔称为故障潜伏期（fault latency）。 从差错出现到由于该差错而导致失效的时间间隔称为差错潜伏期（error latency）。 故障不一定立即引起差错，比如一个与门输出端发生了s-a-0故障，如果很长一段时间，该与门的n个输入不都为1，则在它的输出端并没有…错误?信号出现，因而也不会有差错信息产生。从差错产生后，并不一定立即失效，只有当错误的结果输出，或差错使系统无法继续运行下去，才会发生失效。 永久性故障：一旦发生即永久存在，如s-a-1/s-a-0 间歇性故障：重复的发生/消失，间竭地活动，如接触不良。依一定条件有时发生，条件成立就发生，如串扰故障。 瞬时故障：发生后很快就消失，持续时间短，如受电磁干扰、雷电干扰，空间粒子轰击存储器单元。 3、说明门级故障模型，它适合于什么场合？ 门级故障模型指：门级逻辑网络中每个门的每根输入输出线均可能发生两种故障，即该线固定为逻辑1或逻辑0；故障不改变门的基本功能；故障是永久故障。除逻辑固定型故障模型外，比较重要的门级故障模型还有桥接故障模型和信号翻转模型。 该故障模型的建立使用方便，可用布尔代数处理，为复杂的系统产生测试码，故适于不同电路技术。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7c6849204.html, 人工智能发展及其在计算机技术中的应用 作者：葛仲轩 来源：《文理导航》2018年第05期 【摘要】时代科技的进步使计算机技术日趋成熟，其应用范围已从单一领域迅速扩展到更多领域。人工智能虽然是一门新兴的科学技术，但由于其显著的优势，在计算机技术领域得到了很好的应用和发展，在计算机技术的发展中起着重要的作用。本文介绍了人工智能技术的发展，简要介绍了人工智能的独特优势及其在计算机技术中的应用，希望为人工智能的发展提供一些参考。 【关键词】人工智能；计算机技术；应用 1.引言 人工智能（AI）是一门综合性的学科，将计算机科学、语言学、控制论、神经生理学等学科的理论与应用相结合，并逐步渗透和发展。目前网络技术的飞速发展，使得人们早已习惯于使用网络来处理各种问题，如娱乐、聊天、办公等。人工智能技术由于其独特的学习能力、适应性和并行计算能力，可以解决复杂的系统问题和分析大规模数据，可以获得更可靠和可预测的结果。人工智能智能来自高度发达的计算机程序系统。电脑的发展带动了人工智能产业向前发展。同时，人工智能的发展也推动了计算机网络技术充分发挥其巨大的网络技术影响力。 2.人工智能的发展 “人工智能”一词最早的出现要感谢几位年轻有远见卓识的科学家，是他们在1956年的一个夏天，在一起讨论使用机器来模拟情报和其他问题时而提出的。人工智能技术现在已成为最热门的高度交叉性的前沿科学。人机对弈、自动工程、模式识别和知识工程是人工智能目前的主要成果。其中，人机对弈是机器人与人类选手的对抗，当前机器人的对弈水平随着计算机技术和人工智能的发展，现在已处于顶尖水平，人类选手的赢面也是越来越小。自动化工程和模式识别的成果主要是在原有理论基础上利用人工智能技术得到一个质的飞跃，如自动驾驶系统、热门的智慧城市等。知识工程包含的面相对更宽泛一些，它是以知识为处理对象，覆盖专家系统、计算机视觉与图像等前沿的处理技术，以把人工智能和软件技术完美相结合为目标，在软件层面解决问题。人工智能近几年的发展速度超出了我们大部人的预期，百度的无人汽车、阿里的达摩院、华为的5G布局等等这些围绕人工智能展开大项目正在颠覆和美好我们的生活。 3.计算机技术中应用人工智能的优点 3.1精准的处理模糊信息
Stratus ftServer –世界上最可靠的计算机系统 一．Sales points ftServer采用Stratus Technologies,Inc（美国容错技术公司）30年的可靠性设计技术，在Intel的IA架构上推出的具有无可匹敌的稳定性的计算机运行平台。同时得益于Intel Xeon 多核芯片技术的强大处理能力，保障用户对运算能力需求。 容错— Fault Tolerance 设计方案（永不停顿方案） 在计算机系统的设备或某一部件出现故障的情况下，计算机系统仍能保持程序的正确运行，并给出正确结果。可靠性达到99.999或以上。 高可用性－High Availability 设计方案（故障恢复方案） 采用内部冗余的计算机或部件，通过硬件组合软件的方法，在运行模块（服务器主机）出现问题时，通过另外备用的模块或机器来恢复原来的程序运行。可靠性达到99.9或99.99。 “真正”容错服务器– ftServer 1）通过芯片和高效的容错技术设计，在一个或多个不同设备产生故障的情况下，系统运行稳如泰山； 2）像单机一样的使用和管理环境，极大降低IT部署，操作和维护难度； 3）全部在线维护故障设备，系统不会停止运行。 二．ftServer 体系结构（DMR双模设计）
三．Stratus （美国容错）ftServer的技术特点及优势 1） Stratus ftServer 采用全冗余的部件级别容错技术设计，使得整台服务器的任何部件不会出现单点故障。 2） ftServer采用Stratus独有的时钟同步（lock step）专利技术，让整台服务器时刻在双工状态下运行，为你提供业界具有最高可靠性的计算机运行平台。 3） ftServer的独特技术设计，使得整套系统变成一个像单机一样的平台，操作系统和应用软件的使用就像单机，安装，维护，使用简单；应用部署快捷，简便。 4） ftServer提供整套系统所有主要部件的联机更换。 包括CPU, 内存，I/O控制器，主板，磁盘，网卡，电源等。更换部件自动 回复同步，无需太多人工干预；应用系统不会产生任何切换，动态运算数据 和静态磁盘数据完整保护，绝无丢失。 5） ftServer提供状态指示灯和图形化的状态管理，机器运行状态一目了然。 6） ftServer可以提供联机的实时故障自动报告，并可提供随时的强有力的远程服务支持，让你使用更加放心。 7） ftServer采用开放式平台设计架构，支持Windows，Redhat Linux, VMWare等主要操作系统应用平台，应用程序方案简单，不需要为在操作系统之上复杂的高可用设计方案付出额外的软件和维护成本。 8） Stratus ftServer是为用户的生产、IT运行环境中提供安全为稳定运行环境的理想选择。
2018年厦门大学智能系计算机技术考研初试经验分享 先简单说下今年的复试及录取情况，今年厦门大学智能系计算机技术专硕复试进41人，淘汰16人，录取25人，复试比例在1:1.5到1:2之间。初复试竞争都很激烈，复试中有不少低分逆袭，高分被逆袭的，不过被刷的考生中主要还是初试低分的。在此建议广大考生吧初试目标定在350+，这样初复试录取会更稳妥一些，如果考生有其他疑问，可以联系芙蓉厦大考研网的咨询老师。 一、初试指定教材 《数据结构》，严蔚敏，清华大学出版社 建议订购芙蓉厦大考研网的《复习指南》、《备考题库》、《模拟押题卷》一起复习，这样会更有针对性，复习会更有效率。 二、初试专业课考察范围 数据结构（100分）：绪论、线性表、栈、队列、串、数据和广义表、树与二叉树、图、查找、内部排序等 操作系统基础（50分）：1、操作系统概述2、进程管理3、内存管理4、文件管理5、输入输出（I/O）管理6、分布式操作系统基础 三、专业课复习经验分享 专业课可能是同学们比较迷茫的科目。迷茫主要在于对考试的内容不了解上。我考的875数据结构与操作系统。这个科目厦大才考了两年。我花了很多时间和精力收集了17届的一些信息，但都是只言片语，能知道个大概的考试方向。总的来说考的不难，今年内容与去年内容安排上并不相同。去年两门课分值一样，今
年数据结构100分。我对两门课根据考试内容，在笔记本上做了完整的概括，配合资料，可以完美的备战下一年的考试。 数据结构，之前看的别的，10月份开始我还美滋滋觉得时间足够，中旬偶然翻了下书。卧槽，树好难，图好难看不懂，各种压力下，换了专硕。每次刷书用不同颜色笔标注，黑，蓝，红。每次看都有不同收获。 然后不断补短板又是半个多月，之后就是做题了，把真题做一做，只挑一些应用题和选择题做就行了，总之不太难。导致最后我能手撕Dj，手撕树，图代码。 后期做题的时候就各种绿茶婊心里，这厦大以往的题怎么这么简单，好特么希望出图，出树的代码。
什么是人工智能计算机 )查看。 什么是人工智能计算机 著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义：“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。” 而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。” 这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。 人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪(基因工程、纳米科学、人工智能)三大尖端技术之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成
为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。 人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。 从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。 人工智能的三道坎 首先是大数据。从某种意义上来说，人工智能在近一两年的走红，与大数据的发展和被重视程度不无关系。随着以智能手机为代表的科技产品开始深入到人们生活的方方面面，用户在线上的行为越来越多，由此形成了大量的用户数据。而人工智能正好可以利用这些数据，建立数学模型和完成用户画像，让程序来做一些过去只有人能够做的事情。 大数据这个门槛，导致了人工智能只能是巨头的游戏，跟创业
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。
第1章绪论 1、为什么说可靠度高的系统其安全度必然高，但安全度高的系统其可靠度不一定高？ 答：可靠度：设在时刻t0系统正常运行，则系统在整个时间区间[t0 ,t]内正常运行的条件概率，称为系统在时刻t的～，记为R(t)。 安全度：设在时刻t0系统正常运行，则系统在时刻t的安全度S(t)指系统在[t0 ,t]内正常运行的条件概率加上系统在时刻t处于失效安全状态的条件概率，即S(t) = R(t) +FS(t)。 由二者的定义可以看出，当R(t)的值越大，即可靠度越高，且FS(t)值一定时，S(t) = R(t) +FS(t)的值必定会越大，即安全度会很高；反之，安全度高的系统是由R(t)和FS(t)两项参数共同决定的，R(t)的值可以是一个定值，而FS(t)的值可以取一个较高值时，可以满足高可靠度的要求。 2、可靠度高的系统是否可用度一定高？可用度高的系统是否可靠度一定高，为什么？ 答：设在时刻t0系统正常运行，则系统在整个时间区间[t0 ,t]内正常运行的条件概率，称为系统在时刻t的可靠度，记为R(t)。系统在时刻t的可用度：指系统在该时刻正确执行其功能的概率，记为A(t)，瞬时可用度。系统处于稳定状态时，其可用度不再随时间变化，称为稳态可用度，记为Ass。 可靠度高的系统，可用度一定高，而可用度高的系统，可靠度不一定高。 注意：可用度与可靠度的区别，可用度只考虑时刻t系统正确执行功能的概率，并不关心时刻t以前系统是否发生过时效。而可靠度则要考虑在整个时间区间【t0，t】内系统正常运行的概率。 3、系统可维度是如何影响系统的可用度的，试用公式予以说明。 答：系统的可维度M(t)是指系统失效后，在时间间隔t=Tf内被修复的概率。可用度A=T0/(T0+Tf)，T0：正常运行时间，系统完成功能的时间。Tf：故障时间，故障修理时间之和。 4、实现冗余有哪几种方式？ 答：（1）硬件冗余：应用附加硬件来实现故障检测及容错：典型的列子如双机比较系统，三模表决系统等。 （2）软件冗余：应用附加软件来实现故障检测及容错。典型例子如故障诊断程
计算机人工智能技术的应用与发展万营 发表时间：2019-07-09T11:40:56.923Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：万营苏圣明[导读] 摘要：科技革命促进了世界经济的发展，也有力地推动了科学技术的进步。 (中国石油辽阳石油化纤有限公司矿区管理部公用事务中心辽宁辽阳 111003) 摘要：科技革命促进了世界经济的发展，也有力地推动了科学技术的进步。进入互联网时代以后，计算机技术对现代社会发展中有着极其重要的影响，人们对于计算机技术的需求也不断增大，在这样的背景之下，人工智能技术应运而生。人工智能技术为人们提供了更加智能化的服务，使人们的生活更加便捷。基于此，本文就计算机人工智能技术的应用与发展做出一定的分析研究。 关键词：计算机；人工智能；应用发展 1 人工智能技术概述 1.1 人工智能技术的含义人工智能主要是指利用计算机来仿效或模拟人类的智能行为与思维过程的综合类学科，包括语言学、计算机科学、哲学、心理学等多个学科。人工智能主要对人的思维方式、感觉、触觉、听觉、视觉等进行模拟，最终实现机器的人工智能化，帮助人们解决工作和生活中遇到的难题，进而保证人身安全、提高工作效率，所以又称其为机器智能。人工智能通过模拟或编程人类的工作、生活环境，以完成系统的智能化、自动化操作。 1.2 人工智能技术的发展历程人工智能技术的发展总共历经了三个阶段：（1）针对机器如何代替人类完成推理计算工作进行研究，最终研发了机器定力证明与专家系统。（2）针对机器如何在变化的环境中有效获取所需信息进行研究。这一阶段的工作意义主要在于确保机器能够具备人类的思维能力，进而代替人类来与外界环境进行沟通与交流。（3）研发了智能数据计算体系，其具有全面系统化的自动分析功能，能够实现对大批量数据的准确分析，同时还能够为生产出货率的提升，为数据分析能力、识别能力与可视化能力的提升提供准确参考信息。 2 计算机人工智能技术的应用现状 2.1 在远程规划与控制中的应用在计算机网络时代日益发达的今天，计算机人工智能技术被不断应用于远程控制与规划工程当中，相比传统的人为操控，计算机人工智能技术能够更加准确地完成数据分析，并得出优良的规划方针。以航空航天事业为例，在美国，已成功通过计算机人工智能技术实现了卫星的远程操控，在具体操作过程中，计算机人工智能系统通过事先的数据分析，规划航空航天路线，同时，实时监督航天器的运行情况，从而发出指令完成调整与控制工作，确保航天器可以在外太空安全运行。 2.2 在汽车领域的应用计算机人工智能技术在汽车领域的应用，是对已知的信息进行分析处理，分析位置信息并寻求解决途径就是当前计算机人工智能技术研究的主要突破口。在西方一些国家，在这方面的应有已有所成效，如在美国，就研制出了一种自动驾驶人工智能软件，它被安放于小型汽车上，实时处理路上信息，目前在该技术的应用下，小汽车最远的自动驾驶距离已达到了2000km。因此，在未来计算机人工智能技术应用中，相关人员应投入更多的精力在这些实时信息分析处理工作上，更好地为人类服务。 2.3 在棋牌领域的应用人工智能技术在棋牌领域的运用，能够将下棋涉及的复杂问题分解为多个小问题，提供下棋数据信息，促使其朝着搜索和问题归纳等方向发展，从而为下棋者科学决策提供支持，近年来，这项技术发展速度及应用范围十分广泛。诚然，技术能够达到国际象棋锦标赛的水平，但是，还不能够很好的解决人类棋手的表达和洞察等能力，人们仅能够实现具体问题具体分析，基于此，还需要进一步提高。 2.4 在医疗领域的应用计算机人工智能技术在医疗领域中的应用，能够有效突破传统医疗诊断的弊端，进一步提高诊断水平，例如：建立在概率分析基础之上的医疗诊断程序已经得到了应用，且效果十分明显，在一定程度上提高了专家医师的实践水平。诚然，一部分医师对程序诊病这一事实并不认可，但是，程序通过对病人的检查，提出了影响判断的原因，并阐述了并发症状等，最后得到了医师的认可和肯定。技术在医疗领域的应用，不仅能够有效提高医疗水平，还能够更好的解决病人的疑难杂症。 2.5 在社交领域的应用人工智能技术中的智能AGENT十分重要，该项程序在机器人系统中的应用，能够通过了解人类的动机和情感状态，实现与人类的良好的沟通和交流，基础的礼貌性打招呼等都能够实现，具备正常情绪的机器人，在实现人机互动，完成高难度工作等方面发挥着积极的作用。不仅如此，计算机人工智能技术还能够在多个领域发挥有效性，由于技术自身具有哲学及心理学等方面内容，使得其具备与人类相似的想象力和创造力，在具体工作中，能够像人类一样发挥潜能，创造更多价值。 3 计算机人工智能技术的发展前景计算机人工智能技术是建立在多个学科的基础之上，比如哲学、数学、计算机科学、通信学等等，它具有良好的发展前景。对当下的发展趋势可以发现，在以后人工智能的发展会趋向下述几个方面：大型分布式多专家协同系统、并行处理、神经网络。尤其是大型分布式多专家协同系统，它将整个领域专家的专业知识通过计算机人工智能系统整合起来，构建了一个虚拟的图书馆，图书馆內有丰富的专业知识和经验。在需要解决问题时，计算机人工智能就可以自动从调去相关的知识和经验，模拟人类来完成对问题决策的制定。尤其是对于特定问题的处理方面，人工智能技术具有比人类更好的处理水平。 4 结束语 综上所述，计算机人工智能技术的发展对人们的日常生活有着非常重要影响，其应用及发展前景是光明的，作为一项比较先进的计算机技术，人工智能技术的使命重大，也将会引领新一代的技术革命，促进世界科技与人类文明的进步和发展。参考文献：
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
计算机冗余容错 fault-tolerant computer rongCUO llSUQn』l 容错计算机(fault-tol~t computer)在硬件发生故障或软件产生错误时仍能继续运行并完成其既定任务的计算机系统。容错计算机的主要设计目标是为了提高计算机系统的可靠性、可用性和可信性等性能。提高计算 ·600· 容机可靠性的方法可以分为两大类:一类是排错技术，主要是通过使用可靠性高的元器件，严格的老化筛选等方法达到尽量减少发生故障的可能性; 另一类是容错技术，主要是运用元余技术来抵消由于故障而引起的影响。所谓冗余技术，简单地说，是在正常系统运行所需的基础上加上一定数量的信息、时间或后备硬件、后备软件的方法。冗余技术是容错计算机中容错技术的基础。冗余大致上可以分为下列几种类型: (l)硬件冗余以检测或屏蔽故障为目的而添加一定硬件设备的方法; (2)软件冗余为了检测或屏蔽软件中的错误而添加一些在正常运行时不需要的软件的方法; (3)信息冗余在实现正常功能所需的信息以外，再附加一些信息的方法，例如纠错码就是信息冗余的一种形式; (4)时间冗余使用附加一定的时间来完成系统的功能，这些附加的时间主要是用在故障检测或故障屏蔽上。 最常用的硬件冗余是硬件的重复。硬件冗余一般可以分为3种类型:静态冗余(也称为被动冗余)、动态冗余(也称为主动冗余)和混合冗余。静态冗余将已发生的故障屏蔽起来，使不影响运行的结果。被动冗余主要是依靠表决机制来屏蔽发生的故障，因而这种方法不需要故障检测也不必进行系统的重新配置等就可以获得容错的效果。被动冗余技术中使用最广的是三模元余TM[R。TMR的基本概念是使用3套完全相同的硬件系统执行相同的任务，然后由1个多数表决器对这3套系统的输出进行表决以确定整个系统的输出。多数表决器的表决原则是三中取二。也就是说三模冗余系统可以容许有1个模块发生故障而不至于影响到整个系统运行的正确性。三模冗余的关键是多数表决器本身的可靠性问题。提高多数表决器可靠性的方法有多种，其中最常用的方法是多数表决器本身也使用三模冗余，即利用3个独立的多数表决器，每个多数表决器分别接受来自3个模块的输出作为它的输人，然后再分别输出。这种系统通常被称为带三重多数表决器的三模冗余系统。除了三模冗余系统外，还有多于三模的冗余，称为N模冗余。主动冗余技术与被动冗余技术相反，它是通过故障检测、故障定位及故障恢复等手段达到容错的目的。因而在主动冗余技术中不是去防止故障引发的错误，而是暴露由故障引发的错误，从而去纠正错误。主动冗余技术中
浅谈计算机技术在智能交通系统中的应用 发表时间：2019-08-26T16:00:27.277Z 来源：《城镇建设》2019年12期作者：吴丽霞 [导读] 随着世界经济的不断增长，汽车已经被看作是现代社会的标志，但随着汽车数量的不断增多， 桂林市公路管理处广西桂林 541002 摘要：随着世界经济的不断增长，汽车已经被看作是现代社会的标志，但随着汽车数量的不断增多，随之而来的便是交通环境的恶劣，交通事故不断发生，交通压力不断增多，给人们的日常生活带来了很大的影响。另外随着人口的不断增多以及城市化进程的不断推进，可用于交通使用的土地变得越来越少。在此环境下开始注重智能交通系统的研发显得十分重要。基于此，文章就计算机技术在智能交通系统中的应用进行研究。 关键词：计算机；交通；管理；智能 伴随着世界经济水平的迅速提升以及人们生活水平的不断改善，汽车已经成为现代化社会的显著体现。汽车的使用变得越来越广泛，汽车的数量也呈现出爆发式增长的情况，然而也致使交通环境情况变得更加糟糕，交通事故发现率也在不断增加，城市也将难以承受巨大的交通压力，这一系列情况对人们的日常工作和生活带来了一定的干扰。并且城市内部人口愈加集中，可用于交通建设的土地变得很少，故通过扩建道路来解决交通拥挤等问题是不可行的，这时智能交通系统理念开始被人们所提出，并针对其展开了一系列探究。 一、智能交通系统的概念及组成 1、智能交通系统的概念。智能交通系统是人们为了更好地处理日益严重的交通问题而提出来的。其是通过运用最新的计算机技术和数据来进行交通管控，并在管理过程中综合探析行人与路和车之间的因素，从而得出比较合理的交通管制效果，进而建立起来的交通管理系统。该系统应用的范围比较广阔，且具有着非常良好的作用，同时运行效率不低。 2、智能交通系统的组成结构。智能交通系统是以过去的交通工程为基础而兴起的新型交通系统。其组成部分有智能交通管理系统、智能信息系统、智能公共交通系统、车辆管理系统、电子收费系统和应急管理系统。智能信息系统是智能交通系统中最重要的组成部分，其有助于各相关部分之间达成信息共享的目标。而智能交通管理系统则是智能交通系统制定相关决策的体系，其不仅能够在一定程度上确保用户的安全，还有助于改善交通拥堵的情况。 二、计算机技术在智能交通系统中的应用路径 1、事故检测系统 在交通系统中，事故问题需要引起注意，不仅会造成人身受到伤害，还会造成经济受损，因此，结合计算机技术，要践行更加系统化的处理机制，确保应用模型和管控措施符合标准。有一部分交通事故主要是由于路面交通堵塞所造成的，若是能对路面的情况进行及时预测和评估，就会一定程度上减少交通事故问题。正是基于此，在智能交通系统中，结合实际情况建立健全稳定的管控机制，能在保证技术模型优化运行的同时，提高交通质量。主要是借助摄像设备与计算机设备的连接，保证射频设备能有效对运动的车辆进行信息的采集和捕捉，能建立有效的视频跟踪，并且保证序列图像的完整性。只有强化数据分析，才能真正发挥计算机的实际价值和优势，对运动目标的连续帧图像进行统筹整合，并且将移动参数组合在一起，从而有效计算出运动目标的实际速度。针对具体的运动参数提出有效的管理措施，确保结构完整性的同时，为项目升级奠定坚实基础。 若是检测目标长期处于静止状态，则需要借助计算机技术中的图像捕捉功能，对其进行有效跟踪和图像反馈，确保信息的有效性和完整性。只有充分利用计算机技术，才能结合实际数据和信息，以最快的速率对交通事故展开深度处理，一定程度上减少事故发生频率。 2、车辆导航系统 随着科学技术的不断进步，车辆导航系统得到了全面普及，也是计算机技术在智能交通中的重要应用措施。利用车辆智能导航系统，能对车辆行驶道路的界限进行有效判定和识别；利用计算机内部相关元件和操作模块，能有效引导车辆向规定路线行驶，不仅能对车辆的安全距离进行系统化分析，也能保证导航驾驶过程的稳定性，并且为摄像机运动化识别结构的优化提供动力。在计算机车辆导航系统中，借助摄像机能对不同车辆的运动状态进行集中识别，并且保证检测点运行方式能符合模拟匹配点，从而一定程度上确保车辆的智能导航系统充分发挥其实际价值，为计算机技术中信息的提取提供动力，也能有效维护安全距离和运行速率，保证车辆的安全和稳定性。 3、车辆辅助驾驶系统 目前，许多智能汽车都开始配备智能辅助驾驶系统，能帮助驾驶人员对外界的环境和影响因素及时作出正确的反应。例如，在城市市区环境驾车，计算机内部的车辆辅助驾驶系统能对周围路过的道路标记进行记录和分析，确保能对相关交通指示展开综合性识别。然后利用计算机技术中的筛选功能，对相关信息进行集中的选择和调配，避免出现和其他车辆以及行人拥堵的问题。也就是说，正是基于这种辅助驾驶功能，在实际技术应用模型建立后，能在增强车辆安全驾驶的基础上，保证人机交互的同时性和完整程度。驾驶人员只有充分掌握路况信息，才能对驾驶操作给予正确的判断，保证驾驶行为符合标准，减少车辆拥堵和车辆事故的发生概率。 4、计算机技术智能交通收费系统 在交通收费系统中，RFID信息技术系统应用较为广泛，RFID系统主要由电子标签以及读写器和天线构成，通过无线信号之间进行阅读器与标签之间的信息传递，可对车辆进行识别。经过采集、整理以及分析相应的信息处理，广泛用于路况信息的发布与收费。ETC是RFID在智能交通系统中应用最为广泛的信息技术。当有车辆进入到ETC系统的入口时，车载中的标签将与阅读器之间进行信息传递和交换。其收费模式是：RFID阅读器对进入到入口的车辆进行车辆信息的识别并写入到车辆电子标签之中，当车辆进入到下一个ETC入口时，RFID阅读器进行车辆信息的读取，并通过系统处理形成相应费用，如果车辆信息与标签信息一致时，系统将在收费之后自动放行，反之则通知相应管理人员进行处理。 5、交通监控系统 将计算机技术应用在车辆监控中，具有非常重要的意义，主要是利用计算机的图像处理技术，能对运动的物体进行实时监督和控制。目前，在智能交通系统中，应用图像分差的方式，对车辆展开静态监督和动态监控，其运行机理都是视频图像序列的分差机制，从而借助相关参数对车辆的运动状态进行集中判定。这种计量方式的运算数量较小，借助一般的软件就能完成，且计算效果较好。在实际应用措施
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
人工智能技术在计算机中的发展和应用 【摘要】人工智能技术作为一项先进的技术,近年来在计算机当中有着非常广泛和深度的发展和应用,也在很大程度上促进了计算机技术的发展。本文根据这方面的内容,主要介绍人工智能技术的概念及其研究内容,分析该技术的发展过程和现状,并介绍了它在一些相关领域当中的实际应用。根据分析可以看出,人工智能技术虽然起步较晚,但是在近些年的发展当中取得了很大的进步,并且有着非常好的发展前景。 【关键词】人工智能;计算机;软件工程;实际应用 一、引言 在进入了二十一世纪之后,信息科学技术的发展越来越受到人们的重视,重视程度也超越了以往的任何时候。正是因为这样,人工智能技术的发展在进入新的世纪之后也有了非常快速的进步,那么,这项技术作为一种比较高端的信息科学技术,它主要是通过借助计算机的各种功能来非常形象的模拟我们人类的思维方式和思维结果,从而使人类的各种思维活动可以在计算机的程序当中得以实现[1]。 随着这项技术的不断发展和成熟,它在各个领域当中的应用也越来越广、其影响也越来越大,相对于其他的许多计算技术来说有着更大的发展空间,给人类带来的积极影响也是其他技术所无法比拟的。但是,我们不得不承认的是人工智能技术的发展还没有达到一个非常成熟的阶段,尤其是在国内,还处于起步阶段,不过这也意味着人工智能技术的未来发展潜力巨大,给我们留下的研究空间是无限的。 本文首先介绍了人工智能技术的概念和主要研究内容,分析其研究现状和未来的发展方向,结合人工智能系统的实际开发情况,讨论了其在企业和家居等方面的实际应用,并对计算机应用下的人工智能技术进行了一番探究,以期使相关研究人员,尤其是刚刚开始起步的研究人员对人工智能技术的巨大作用有一个更为详细直观的认识。
HUBEI NORMAL UNIVERSITY 期末论文 B achelor’s Thesis 论文题目智能计算机与智能计算作者姓名王子聪 指导教师许新山 所在院系计算机科学与技术学院专业名称计算机应用技术 完成时间2010年12月27日
智能计算机 ——计算机未来发展方向Ξ 王子聪 (指导教师：许新山) （湖北师范学院计科系湖北黄石 435000） 摘要:现代的第四代计算机是大规模、超大规模集成电路的时代。集成电路由于体积的限制，愈发不能满足人们在日常生活和工作中的需要，因此， 研制“智能”计算机是计算机技术发展的重要方向。让计算机能够模拟 人类的智能活动，包括感知、判断、理解、学习、问题求解等内容。智 能计算机的研究将导致传统程序设计方法发生质的飞跃，使计算机突破 “计算”这一含义，从本质上扩充计算机的能力。智能计算机已经成为 一个动态的发展的概念，它始终处于不断向前推进的计算机技术的前 沿。 关键词:第四代计算机智能计算 中图分类号:TP18 Intelligent Computer ——the future direction of computer Wang Zicong （Tutor：Xu Xinshan） (Institute of Computer Science and Technology,Hubei Normal University,Huangshi 435002 , China) Abstract :The fourth generation of the modern computer is a large-scale, VLSI era. Integrated circuits due to volume constraints, increasingly unable to meet people in their daily life and work needs, therefore, develop "smart" computer is an important direction of development of computer technology. Let the computer can simulate human intelligence activities, including perception, judging, understanding, learning, problem solving, and so on. Intelligent computer research will lead to the traditional method of programming a qualitative leap in the computer break the "calculate"the
4 计算机网络安全课程设计 容错技术浅析 班级： 学号： 姓名： 分数： 2013年12月16日
容错技术浅析 摘要：计算机技术的发展是日新月异的，与此同时计算机系统的可靠性越来越受到人们的重视，而容错技术是提高可靠性的一种有效方法。本文首先阐述了计算机容错技术的历史和概念，而后还展示了两种容错技术的完成方法和现如今运用于网络上的容错技术产品，最后简要的概括了容错技术未来的发展趋势。 关键字：容错技术、冗余、磁盘镜像 1 引言 性能、价格和可靠性是评价一个网络的三大要素，为了提高网络系统上午高可靠性，人们进行了长期的研究，并总结了两种方法。一种叫做避错，即采用正确的设计和质量控制尽量避免把故障引进系统，但实际上这是不可能的。还有一种方法就是容错，所谓容错是指当系统出现某些指定的硬件或软件的错误时，系统能执行规定的一组程序，或者说程序不会因系统中的故障而中断或被修改，并且执行结果也不包含系统中故障引起的差错。随着现代工业技术的发展和计算机的普及，工业设备运行的安全性和可靠性越来越引起人们的重视，为了保证其安全、高效和可靠地运行，必须采用与之相适应的管理模式，容错技术为计算机系统提供了这样的能力：当计算机内部出现故障的情况下，计算机系统仍能正确工作。计算机容错技术是计算机系统可靠性提高的重要手段。
2 容错技术的历史 上世纪80年代，第一代容错技术就开始进入商用领域。美国Stratus（容错公司）在Stratus 独特的硬件级容错技术及VOS专有操作系统环境下,采用了Motorola M68000处理器。 1993年，英特尔I860处理器在Stratus的硬件级容错体系结构中成功应用，在软件环境方面，还能满足业界对开放性要求的Unix操作系统FTX，即AT&T UNIX SVR4。 1996年，容错技术得到HP的支持，共同推出Stratus Continuum系列，将Stratus容错结构结合HP PA－RISC对称多处理技术。 进入21世纪以来，制造、中小企业、能源、交通等领域对服务器，特别是中低端IA 服务器的需求激增，过去仅仅可以应用在RISC平台、HP－UX环境下的容错产品也面临着新的挑战。另一方面，企业越来越依赖信息系统来完成关键业务的应用，同时他们不可能配备更多的专业人员来进行专职维护。双机热备、集群服务器遇到难题。 如今，NEC通过与美国容错公司多年的合作，于2001年推出了业界第一台基于IA架构、支持Microsoft Win-dows Server 2000标准操作系统环境的容错服务器。NEC的Express5800/ft系列在Windows及Linux平台上的可靠性达到了99.999%，这种实时保护技术来源于STRATUS连续处理技术（Fundamentals of Continuous Pro-cessing Design），包括LOCKSTEP 技术，安全故障（FAILSAFE）软件激活服务（ACTIVE SERVICE ）。