پاورپوینت Fault Tolerance در سیستم های کامپیوتری شامل روش های مدیریت خطا، افزونگی، بازیابی از خطا، شناسایی و ایزوله سازی خطا برای تضمین عملکرد پایدار سیستم می باشد.
مقدمه
تحمل خطا (Fault Tolerance) یکی از ویژگی های حیاتی در طراحی و عملکرد سیستم های کامپیوتری است که تضمین می کند سیستم قادر است به عملکرد خود ادامه دهد حتی در صورت وقوع خطاهایی که ممکن است منجر به اختلال یا خرابی شوند. در واقع، یک سیستم مقاوم در برابر خطا (Fault Tolerant System) به گونه ای طراحی می شود که با شناسایی، ایزوله سازی و اصلاح خطاها، قادر باشد به عملکرد صحیح خود ادامه دهد و در صورت وقوع خطاها، از آسیب به عملکرد کلی جلوگیری کند.
خطا (Fault) به شرایطی اطلاق می شود که باعث بروز مشکلاتی در سیستم می شود و می تواند به صورت موقتی، دائمی یا ناپایدار باشد. این خطاها می توانند به انواع مختلفی همچون خطاهای نرم افزاری، سخت افزاری، و حتی خطاهای انسانی تقسیم شوند. زمانی که این خطاها به درستی مدیریت نشوند، منجر به وقوع یک خرابی (Failure) می شوند که باعث از کار افتادن سیستم یا سرویس می گردد. در این راستا، تحمل خطا با استفاده از تکنیک های مختلفی همچون افزونگی، شناسایی خطا، ایزوله سازی، و بازیابی از خطا به کار گرفته می شود.
سیستم های مقاوم در برابر خطا باید ویژگی هایی چون قابلیت دسترسی (Availability)، قابلیت اعتماد (Reliability)، ایمنی (Safety) و قابلیت نگهداری (Maintainability) را داشته باشند. قابلیت دسترسی تضمین می کند که سیستم در هر لحظه آماده استفاده باشد، در حالی که قابلیت اعتماد به این معناست که سیستم بدون توقف و خطا به طور پیوسته عملکرد خود را ادامه می دهد. ایمنی به جلوگیری از وقوع فاجعه یا آسیب جدی در سیستم اشاره دارد و قابلیت نگهداری به این معناست که سیستم به راحتی قابل ترمیم باشد.
برای مدیریت و مقابله با خطاها، روش های مختلفی وجود دارند که از جمله آن ها می توان به افزونگی سخت افزاری و نرم افزاری، کشف و شناسایی خطا، ایزوله سازی خطا و بازیابی از خطا اشاره کرد. افزونگی یکی از اساسی ترین روش هاست که می تواند به صورت افزونگی سخت افزاری، افزونگی داده، یا افزونگی زمان باشد. در افزونگی سخت افزاری، اجزای اضافی برای پشتیبانی از عملکرد سیستم در صورت وقوع خطا استفاده می شود. افزونگی نرم افزاری نیز به استفاده از نسخه های مختلف از نرم افزار برای جلوگیری از وقوع خرابی و حفظ عملکرد صحیح سیستم اشاره دارد.
تکنیک های طراحی متنوعی همچون بلوک های بازیابی (Recovery Blocks)، برنامه نویسی نسخه ای (N-Version Programming) و برنامه نویسی خود-بازبینی (N Self-Checking Programming) برای ایجاد سیستم های مقاوم در برابر خطا استفاده می شوند. این تکنیک ها با فراهم کردن امکان شناسایی و تصحیح خطاها در مراحل مختلف پردازش، به حفظ عملکرد سیستم حتی در مواجهه با مشکلات کمک می کنند.
در این مقاله به بررسی جزئیات تکنیک ها و روش های مختلف تحمل خطا و اهمیت آن در ایجاد سیستم های مقاوم و قابل اعتماد پرداخته می شود.
