计算机容错技术基础与应用

"容错计算课件1是关于计算机容错技术的一份教学资料，旨在教授如何通过理论和方法提高计算机系统的可信性。课程由尚利宏教授，内容涵盖故障表现与防御原理、错误避免技术、测试技术、故障掩蔽、分布式系统容错、软件容错、系统设计、可靠性评估和验证技术等多个方面。教学方式包括讲课、练习作业、课堂考核，同时提供了多本参考书籍供深入学习，并设有课程网站供学生访问。课程旨在培养学员设计、验证和评估高可信性系统的能力。" 在计算机领域，容错计算是确保系统即使在硬件或软件出现故障时仍能正常运行的关键技术。它主要关注如何在系统组件发生错误时，通过冗余和恢复机制来维持服务的连续性和完整性。容错计算的目标是提高系统的Dependability，即可信性，这是一个综合了可靠性、可用性、安全性和可维护性等多方面属性的概念。 课程首先介绍了可信性计算的研究体系，这是理解和评估系统性能的基础。然后，课程详细讲解了故障的表现形式以及如何通过防御性设计防止这些故障发生。错误避免技术包括错误检测和校正，旨在在错误发生之前或之后及时发现并修复它们。 测试技术和可测性设计是保证系统质量的重要环节，通过有效的测试手段能够找出潜在问题，而可测性设计则使系统更容易被诊断和修复。故障掩蔽技术允许系统在部分组件失效时仍能继续运行，通常通过冗余组件实现。系统重组技术则是在故障发生后重新配置系统资源以保持服务。 分布式系统容错技术探讨了在网络化和分布式环境中如何处理节点或通信链路的故障，软件容错技术则关注在软件层面实现容错，如通过冗余代码或恢复块来保护程序执行的正确性。容错系统设计涵盖了从架构到算法的所有层面，而容错系统可靠性评估和验证技术则是确保这些设计能够满足预定的可靠性标准。 课程还强调了课堂考核和实践操作，以确保学生不仅理解理论，还能掌握实际应用。提供的参考书籍覆盖了从基础理论到具体应用的多个角度，有助于深入学习。课程网站为学生提供了额外的学习资源和交流平台。 通过学习容错计算，学员将具备设计、验证和评估高可信性系统的能力，这对于构建和维护关键基础设施、航空航天、医疗设备等领域的系统至关重要。