简要分析冗余备份和自动修复

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。简要分析冗余备份和自动修复　　【摘要】本文简要地对冗余备份的必要性作出了初步分析，并以自动修复为设计目标建立模型并加以论证。　　【关键词】VHDL：VeryhighspeedintegradedcircuitHardwareDescriptionLanguage;超高速集;成电路硬件描述语言;FPGA：Field-ProgramableGateArray;现场可编程门阵列　　1

2、.绪论　　在当前电子产品日新月异的飞速发展下，社会生产力得到了急速的提升。在我们享受电子产品带来的各种便利的同时，其副作用也开始逐步凸现出来，最明显的外在表现就是随着电子产品集成度越来越高，速度越来越快，功能变得极度细化，各种专业的单功能芯片越来越多，这使得最终的产品的组成也不断趋于复杂化。　　复杂化的副作用就是因元器件的种类和数量不断攀升造成产品可靠性的不断下降。依据串联结构的可靠性模型计算可以使用下面的公式：　　λGs=ΣNiλGiΠQi　　其中各参数的定义如下：　　λGs：设备总失效率;　　Ni：第i种元器件数量;　　λGi：第i种元器件的通用失

3、效率;为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　ΠQi：第i种元器件的通用质量系数。　　从公式中我们可以看出，随着元器件的种类和数量增加，设备的失效率呈非线性变化，也就是说，即使每一个元器件的可靠性都很高，在数量的堆积下也会导致设备

4、整体的可靠性下滑。这里有一个简单的例子，那就是美国的航天飞机，据说上面的每一个元器件的可靠性都达到了六个9以上，但整个航天飞机的可靠性却不足50%。同理，现在的集成电路的使用的硅单晶纯度达到14个9甚至更高，却因为集成的晶体管规模动辄数以亿计，从而使得良品率过于低下而导致造价高昂。　　解决这个问题一般依靠两种方式，其一是继续通过提升单个组成部分或元器件的可靠性来完成，另一种则是在这种串联模型的基础上增加一个或多个并联模型，从而降低整体故障的风险。我们在这里只讨论后一种，这种方式通常也被称作冗余备份设计。　　2.冗余备份设计的历史和发展　　冗余备份设计起

5、源很早，已经很难考证其由来，但是真正让人们大规模认识到其必要性还是来自19世纪后期发生的“爱迪生电灯事件”。事件起源于发明大王爱迪生发明白炽灯后，为了推广白炽灯成立了专门的公司花大力气进行推销，初期却应者寥寥。通过分析发现，爱迪生的电灯公司采用的是这样的控制模型，如图1所示。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到

6、位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　图1　　这是一个标准的串联模型，从发电厂到控制开关再到一长串用户，所经过的各个节点都是串在一起，用户没有独立的控制权，所有的电灯开关都掌握在发电厂的手里。同时，尽管爱迪生的白炽灯在走出实验室的时候已经拥有了上千小时的寿命，但是在庞大而脆弱的串联结构下表现糟糕，失效率和接入用户数量成正比，结果就是只要其中一处发生故障，整个线路就全部瘫痪，令维修人员疲于奔命。　　为了解决这个问题，爱迪生的电灯公司将控制模型作了这样的改进如图2所示。　　图2　　经过改进以后，用户接入模式由

7、串行改为并行，单个用户故障不会影响其他用户，大大提升了整个配电系统的可靠性。这也成为现代供电系统的基本模型。从某种意义上来讲，假设用户的功能和用电级别相同，就可以把并联在同一供电网络内的用户视作互为备份。这就好比几条相互独立的生产线生产相同的产品时，其中一条故障，其余正常工作的生产线可以接替其任务继续维持生产，有必要的情况下，在建立生产线的同时就需要提前建立备用的生产线以备随时接替故障的生产线。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育

8、等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、