分布式系统的故障注入方法研究

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2、......................................................................76哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明......................................................77哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书......................................................77致谢..........................................

3、......................................................................78--VI哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1课题背景及来源对于计算机系统而言，故障几乎无处不在。它们形态多样，表现方式各异，有的明显，潜伏期短，易于发现，危害相对较小；有的却很隐蔽，潜伏期很长，不容易发现，但一旦激活，就会致使系统崩溃，从而造成不必要的严重后果。如象航空航天，飞行器控制，核反应监控，生命医药，商业交易以及通信路由等领域，一旦出现计算机失效或停止运行等故障，

4、将会造成不[]1必要的人员伤亡和经济损失，因此，这些领域的计算机可靠性问题就显得尤为重要。1957年10月4日，世界第一颗人造地球卫星发射成功，开创了人类航天的新纪元。截至2001年底，世界各国和组织共成功发射了5459个航天[]2器，其中人造地球卫星占了航天器发射总数的90%。小卫星系统是一个漫游在太空的智能装置，是一个实时遥测、遥控系统，其特点是重量轻、体积小、成本低、功能密度大、研制周期短、发射灵[]3活。由于重量、体积、功能上的要求使得星上电子系统的集成度很高。[4]小卫星平台的核心部件是星载计算机系统，星载计算机

5、OBC(On-BoardComputer)是指卫星中完成控制和计算任务的现代数字计算机系统，包括星载计算机硬件部分和软件系统两部分，它是现代卫星系统的核心组成部分，主要负责完成姿态控制、轨道控制、遥测、遥控、校时以及相关数据处理等功能。星载计算机的称谓并不完全统一，欧洲空间局ESA(EuropeanSpaceAgency)称为星载数据管理系统OBDH(OnboardDataHandling)，NASA则称为指令和数据管理系统C&DH(Command&DataHandling)。随着星载计算机在航天器系统中的作用越来越重要，

6、能够胜任的任务也越来越多，基于更[]5加广义的考虑，将其称作星载计算机(系统)OBC会更加合适。现代卫星系统对星载计算机的新要求主要体现在以下三个方面:多功能、高性能和低成本。现代卫星应用的类型很多，比如通信、对地观测、空间探测、气象、军事等，这就要求卫星核心的星载计算机要能具有多功能的特点，要能很好地胜任卫星的多种不同的用途。卫星的星上控制、卫星测控和星上数据处理OBP主要集中在星载计算机，随着处理任务的日益复杂，-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文对星载计算机处理性能要求势必越来越高。传统星载计算机的设计成本高昂，因为

7、选用的器件必须是航天级的器件，为了保证足够的可靠性，系统一般设计为多机冗余的结构。系统的设计是全定制的，任务改变，就要重新进行设计。针对卫星系统对星载计算机的要求，设计新型星载计算机的方法是朝着COTS(CommercialOff-The-Shelf)产品应用的方向发展的。采用COTS产品的优点是利用COTS产品及设计方法的通用性、标准化和成熟性，可以大大降低传统定制设计航天产品的成本、缩短研制的周期、并且具有商用产品的高性能和兼容性。美国军方和NASA从1994年开始就采用COTS产品和设计方法来设计计算机系统了，PPC

8、750,G4,Pentium,CPCI总线、C和C++语言、面向文件的现代操作系统和相关的软件开发工具等很快在军方和航天领域得到应用。设计人员早期应用的抗辐射MCU如USAirForce开发的Mil-Std1750等已经被IBM86000,MIPS83000,IBM/MotorolaPowerPC603