探索分布式容错计算机余度管理技术研究

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1、分类号：U49长安大学硕士学位论文地盘坐指导教师姓名垫垡芏副教授————————————————————————————————————————一申请学位级别硕士学科名称交通信息工程及控制——————————’。‘——。。。—————_-———_-—：—一论：艾提交日期—三迦亟量址论文答辩日期2QQ互生委旦墨目学位授予单位——整安叁堂答辩委员会主席：垫竖堡盘塑学位论文评阅人：型耋塑型垫焦摘要计算机科学和技术的发展给人们的生活带来了迅捷和便利，人类对计算机也呈现出前所未有的依赖。但是，计算机的软件和硬件不可避免地发生故障，这些故障往往会带来不可

2、估量的损失。因此，提高计算机系统的可靠性成为计算机发展的一个目标，容错技术是提高计算机系统可靠性的一个有效方法。本文以飞行控制计算机为应用背景，对容错计算机进行研究，主要内容包括容错计算机的同步技术、表决技术和可靠性分析三个部分。同步技术可以保证各模块间保持步调一致地工作，这样容错系统的表决、故障模块切换、结构重构等操作才有意义。本文结合三余度容错计算机余度管理的方案设计了任务同步算法，算法的仿真结果表明：任务同步算法能够完成“同步”参加表决的各模块数据的功能，并为表决算法提供输入数据。表决技术是一种容错机制，它为容错计算机系统屏蔽计算机故障

3、提供技术支持。多数一致表决算法和复数表决算法是常见的表决算法，为了使这两种算法能得到一个较好的输出数据，本文设计了一种聚类算法，该算法通过对Ⅳ个模块分类，得出包含模块个数最多的类。算法的逻辑验证结果显示：聚类算法能完成预定功能，但是对阈值参数有较强的依赖性。可靠性分析为设计和建立容错计算机系统提供了理论依据，本文在所建立的故障树的基础上，采用割集和最小割集的方法定性和定量地分析了系统的可靠性。结果表明：采用容错技术在很大程度上能提高计算机系统的可靠性。关键词：容错计算机余度管理任务同步可靠性分析故障树分析ABSTRACTThedevelopm

4、entofcomputerbringsmanyadvantagestopeople’Slifeandhumanbeingbecomemoreandmorerelianttocomputers．TheSOflwareandhardwareofacomputersystemwouldcreatecertainfaultinevitably．Moreover,thiskindoffaultmaycauseincalculableloss．Hence，enhancingthereliabilityofcomputerisanothergoalinth

5、eprocessofcomputerdevelopment．FaulttoleraneeiSaneffectivemethodtoenhancethereliabilityofcomputers．Underthebackgroundofflightcontrolcomputer，threeaspects，synchronization，votingandreliabilityanalysis，ofTripleModularRedundancy(TMR、fault-tolerantcomputersystemarediscussed．First

6、，synchronizationwarrantseverymodulecanworkinstep．Inthisway，thevoting，changingbetweenmodulesandreconstructingofsystemwouldmakesense．Basedonredundancymanagementoftriplemodularredundancyfault-tolerantcomputersystem，atasksynchronizationalgorithmisdeveloped．Theresultofemluatorin

7、dicatesthatthisalgorithmcansynchronizethedatumofmodulesandprovideimputingdatumforvotingverywell．Second，votingisamechanismoffaulttolerant．Itcanmasksomefaultsofcomputersystem．Majorityvotingandpluralityvotingaretwovotingalgorithms．Inordertogetallappropriateoutputtingdataofthes

8、evotingalgorithms，aclusteringalgorithmisdesigned．TllisalgorithmdividesNmodulesinto