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冗餘度

鎖定
冗餘度,就是從安全角度考慮多餘的一個量,這個量就是為了保障儀器、設備或某項工作在非正常情況下也能正常運轉。網絡傳輸的冗餘如概述圖所示。
中文名
冗餘度
外文名
redundancy
作    用
提高數據代碼的抗干擾能力
公    式
R=1-(Q/mn)

冗餘度簡介

在數據傳輸中,由於衰減或干擾會使數據代碼發生突變,此時就要提高數據代碼的抗干擾能力.
這必須在原二進制代碼長度的基礎上增加幾位二進制代碼的長度,使相應數據具有一定的冗餘度,也稱做富裕度.

冗餘度概念

簡單地説,所謂冗餘度,就是從安全角度考慮多餘的一個量,這個量就是為了保障儀器、設備或某項工作在非正常情況下也能正常運轉。大多現代產品和工程設計中都應用了冗餘度這個思想和理論。在許多醫療單位中藥品存量不足,衞生材料存量不夠,一遇突發事件,就會造成缺貨,造成漲價風波,影響社會安定。在我們的醫院中,由於各項費用都與經濟效益掛鈎,醫療設備等衞生裝備冗餘度很不夠,基本上只能按平時的正常運轉設置,甚至有的都沒達到。一遇突發事件,這點裝備就顯得嚴重不足。 [1] 

冗餘度計算公式

冗餘度,通俗的講就是數據的重複度。在一個數據集合中重複的數據稱為數據冗餘
地理信息系統中,數據冗餘度的計算公式是
R=1-(Q/mn)
式中:Q為相鄰屬性值變化次數的累加和,m為行數,n為列數 [2] 

冗餘度技術

冗餘,即“一個具有相同設備功能的備用設備系統”,指重複配置系統的一些部件,當系統發生故障時,冗餘配置的部件介入並承擔故障部件的工作,由此減少系統的故障時間,保證系統更加可靠、安全地工作。

冗餘度冗餘技術

冗餘技術就是增加多餘的設備,以保證系統更加可靠、安全地工作。冗餘的分類方法多種多樣,按照在系統中所處的位置,冗餘可分為元件級、部件級和系統級;按照冗餘的程度可分為1:1冗餘、1:2冗餘、1:n冗餘等多種。在當前元器件可靠性不斷提高的情況下,和其它形式的冗餘方式相比,1:1的部件級熱冗餘是一種有效而又相對簡單、配置靈活的冗餘技術實現方式,如I/O卡件冗餘、電源冗餘、主控制器冗餘等。因此,國內外主流的過程控制系統中大多采用了這種方式。當然,在某些局部設計中也有采用元件級或多種冗餘方式組合的成功範例。

冗餘度分類

按照在系統中所處的位置,冗餘可分為元件級、部件級和系統級;
按照冗餘的程度可分為1:1冗餘、1:2冗餘、1:n冗餘等多種。
在當前元器件可靠性不斷提高的情況下,和其它形式的冗餘方式相比,1:1的部件級熱冗餘是一種有效而又相對簡單、配置靈活的冗餘技術實現方式,如I/O卡件冗餘、電源冗餘、主控制器冗餘等。
因此,國內外主流的過程控制系統中大多采用了這種方式。當然,在某些局部設計中也有采用元件級或多種冗餘方式組合的成功範例。 系統配件
電源:高端服務器產品中普遍採用雙電源系統,這兩個電源是負載均衡的,即在系統工作時它們都為系統提供電力,當一個電源出現故障時,另一個電源就承擔所有的負載。有些服務器系統實現了DC的冗餘,另一些服務器產品如 Micron公司的NetFRAME 9000實現了AC、DC的全冗餘。
存儲子系統:存儲子系統是整個服務器系統中最容易發生故障的地方。以下幾種方法可以實現該系統的冗餘。
磁盤鏡像:將相同的數據分別寫入兩個磁盤中;
磁盤雙聯:為鏡像磁盤增加了一個I/O控制器,就形成了磁盤雙聯,使總線爭用情況得到改善;
RAID廉價冗餘磁盤陣列(Redundant array of inexpensive disks)的縮寫。顧名思義,它由幾個磁盤組成,通過一個控制器協調運動機制使單個數據流依次寫入這幾個磁盤中。RAID3系統由5個磁盤構成,其中4 個磁盤存儲數據,1個磁盤存儲校驗信息。如果一個磁盤發生故障,可以在線更換故障盤,並通過另3個磁盤和校驗盤重新創建新盤上的數據。RAID5將校驗信息分佈在5個磁盤上,這樣可更換任一磁盤,其餘與RAID3相同;
I/O卡:對服務器來説,主要指網卡和硬盤控制卡的冗餘。網卡冗餘是在服務器中插上雙網卡。冗餘網卡技術原為大型機及中型機上的技術,也逐漸被PC服務器所擁有。PC服務器如 Micron公司的NetFRAME9200最多實現4個網卡的冗餘,這4個網卡各承擔25%的網絡流量。康柏公司的所有 ProSignia/Proliant服務器都具有容錯冗餘雙網卡;
PCI總線:代表Micron公司最高技術水平的產品NetFRAME 9200採用三重對等PCI技術,優化PCI總線的帶寬,提升硬盤、網卡等高速設備的數據傳輸速度
CPU:系統中主處理器並不會經常出現故障,但對稱多處理器SMP)能讓多個CPU分擔工作以提供某種程度的容錯。
參考資料
  • 1.    丁漢, 熊有倫. 具有冗餘度機器人最佳力矩的控制[J]. 機器人, 1989(4):22-27.
  • 2.    倪受東, 文巨峯, 顏景平. 四自由度冗餘度機器人雅可比矩陣的建立[J]. 儀器儀表學報, 2001, 22(s1):381-382.