冗余

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在工程中,冗余是指有意重复一个系统的关键部件或功能,目的是提高系统的可靠性,通常是以备份或故障保险的形式,或提高实际的系统性能,如在GNSS接收器的情况下,或多线程的计算机处理。 在许多安全关键系统中,如飞机上的电传操纵和液压系统,控制系统的某些部分可能是三重的,这在形式上被称为三重模块化冗余(TMR)。这样,一个部件的错误可能会被另外两个部件所淘汰。在三层冗余系统中,系统有三个子组件,这三个组件...

冗余

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在工程中,冗余是指有意重复一个系统的关键部件或功能目的是提高系统的可靠性,通常是以备份或故障保险的形式,或提高实际的系统性能,如在GNSS接收器的情况下,或多线程计算机处理。

在许多安全关键系统中,如飞机上的电传操纵和液压系统,控制系统的某些部分可能是三重的,这在形式上被称为三重模块化冗余(TMR)。这样,一个部件的错误可能会被另外两个部件所淘汰。在三层冗余系统中,系统有三个子组件,这三个组件都必须在系统失败之前失败。由于每个组件都很少发生故障,而且子组件预计会独立发生故障,因此计算出的所有三个组件发生故障的概率特别小;它往往被其他风险因素所抵消,如人为错误。冗余也可以被称为多数投票系统或投票逻辑

冗余有时会产生更少而不是更多的可靠性--它创造了一个更复杂的系统,容易出现各种问题,它可能导致人类的疏忽,并可能导致更高的生产需求,而这些需求通过对系统的过度施压可能使其变得不安全。

冗余的形式

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计算机科学中,有四种主要的冗余形式。

硬件冗余,如双模块冗余和三模块冗余 信息冗余,如错误检测和纠正方法 时间冗余,多次执行相同的操作,如程序的多次执行或数据传输的多个副本 软件冗余,如N版编程 软件冗余的改进形式,应用于硬件可能是。

独特的功能冗余,如汽车机械和液压制动。应用于软件的情况下,独立编写的代码明显不同,但对相同的输入产生相同的结果。 结构通常也设计有冗余的部分,确保如果一个部分失败,整个结构不会崩溃。没有冗余的结构被称为断裂临界,这意味着一个破碎的部件可以导致整个结构的崩溃。

平行系统和组合系统表现出不同程度的冗余性。这些模型是可靠性和安全工程的研究对象。

不同的冗余与传统的冗余不同,传统的冗余使用多个相同的东西,不同的冗余使用不同的东西。其想法是,不同的东西不太可能包含相同的缺陷。如果两件事情花费的时间不同,投票方法可能涉及额外的复杂性。异样冗余通常用于软件,因为相同的软件包含相同的缺陷。

通过使用至少两种不同类型的下列各项,可以减少故障的机会

处理器、操作系统、软件、传感器执行器的类型(电动、液压、气动、手动机械等)通信协议、通信硬件、通信网络、通信路径 地理上的冗余 地理上的冗余纠正了通过地理上分离备份设备而部署的冗余设备的脆弱性。

地理上的冗余位置可以是

相距62英里(100公里)以上,相距62英里以上,相距93英里(150公里)以下,相距62英里以下,但不在同一校园内,或在同一校园内相距300英尺(91米)以上的不同建筑物。 以下方法可以减少火灾大火的破坏风险。

冗余

大型建筑相距至少80英尺(24米) 高层建筑相距至少82英尺(25米)。12个开放空间,在物体两侧各200英尺(61米)内没有易燃植被 同一建筑物的不同侧翼,在相隔300英尺(91米)以上的房间 同一建筑物的不同侧翼,在水平方向上至少偏移70英尺(21米)的房间,在不同楼层的房间之间有防火墙 两个房间被另一个房间隔开。两个房间之间至少留有70英尺的空隙,应该至少有两道分隔的防火墙,并位于走廊的对面。 远程预警线是地理学上的冗余的一个例子。这些雷达站相距至少50英里(80公里),但提供重叠的覆盖。

冗余的功能

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冗余的两个功能是被动冗余和主动冗余。

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  1. 冗余
  2. 冗余的形式
  3. 冗余的功能

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