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第六章 故障容错设计技术实现 故障修复的可行性与有效性 上海大学通信与信息工程学院 张金艺 2018年05月 2018年3月15日 1 提要 一、复杂系统故障容错综述 二、存储系统中的故障容错设计 三、控制系统中的故障容错设计 四、其他热门领域中的故障容错设计 2018年3月15日 2 一、复杂系统故障容错综述 1. 复杂系统产品的故障隐患 a. 智能化与信息化使人类进入了复杂系统产品的应用时代 智能化家居：物联网的兴起加速了家庭自动化的发展。 娱乐数字化：娱乐呈现全面的数字化趋势。 * 数字音乐与视频，如MP3 、CD、3D 电影和数字电视等。 * 更颠覆传统的是，网络游戏成为主要娱乐方式之一。 信息化社区：医疗救护、公共设备监控、电子公告牌等更智 能便捷地形成了统一管理平台。 3 一、复杂系统故障容错综述 1. 复杂系统产品的故障隐患 b. 人们越发关注产品的质量、可靠性和安全性 2015年中国消费者协会第三季度受理投诉情况分析： * 产品质量问题占45.2%。 * 家用电器类投诉约2.7万余件，位居商品类投诉第一，占比36.9%。 品牌电脑、手机等信息化商品质量问题频发。 * 联想、惠普等品牌电脑均招投诉，联想更居投诉榜榜首。 * 新购iPhone 6s充电爆炸，三星手机Galaxy Note 7 电池爆炸。 * 大批存在质量问题的华为手机进入市场。 我国于2012年11月1 日正式实施新版电子产品安全标准。 * GB8898-2011 《音频、视频及类似电子设备安全要求》 * GB4943-2011 《信息技术设备的安全》等。 4 一、复杂系统故障容错综述 2. 复杂系统产品的高可靠性需求 a. 现代社会对复杂系统产品的安全可靠性有了更高的要求 我国已建立车辆事故深度调查体系、产品伤害监测体系，及产 品缺陷工程分析实验室，推广实行产品召回制。近年来 * 整车召回787次，供1676.6万辆。 * 儿童玩具召回191次，约11.99万件。 * 家用电器召回26次，共381.12万件。 据不完全统计，仅汽车召回就使厂家遭受直接经济损失超过200亿元。 其它复杂系统应用领域的安全可靠性事故依然频发。 * 福州五四路商场电梯主板故障7人被困40分钟。 * 美华盛顿因电脑程序故障提前释放3000多名囚犯。 5 一、复杂系统故障容错综述 2. 复杂系统产品的高可靠性需求 b. 部分抗干扰技术无法有效同步完善复杂系统的质量与可靠性 例如，数字电视中各种干扰源引起数据传输质量严重下降。 * 外界电磁波侵入，或网络失配造成的相位噪声干扰； * 电路系统固有的噪声干扰，或其它干扰源。 花点 静帧 黑屏 然而，大量抗干扰技术的应用，却会降低视频数据传输速率。 * 极度缓慢的数据传输速率，有时是用户无法接受的，更会使企业蒙 受巨大的经济损失。