是 老锦关于思维模型的第19篇文章

1.冗余备份模型，来源于工程学

定义：

什么：复制系统的关键部件或功能

目标：提高系统的可靠性

手段：使用备份或自动防故障装置

实质：为了防患风险而作多重准备

2.

冗余种类

1.硬件冗余，如：DMR和TMR

DMR： 双重模块冗余（Dual Modular Redundant ）机器，通过复制元素、并行运作，来提供一种冗余。一个典型的例子是 复杂的电脑系统，它会复制很多节点，当一个节点发生故障，另一个节点就准备好接替它的工作。再举个例子：潜艇指挥系统 (SMCS :the Submarine Command System )，被用在皇家海军的潜艇上，采用复制中央计算节点，通过复制的局域网来互相毗连。

三重模块冗余（TMR）

在三重冗余系统中，系统拥有三个子部件。

除非三个子部件全部发生故障，否则系统将能够一直保持正常运转。

特点：故障几率超级低。

一个部件故障概率低，互相独立的三个部件同时故障的概率更低。

用途：在许多安全导向的系统上，比如飞机上的全数字电传操作和液压系统，控制系统上的某些部件会被一式三份。

航天卫星系统经常使用TMR。

2.信息冗余，如：错误检查和矫正法

3. 时间冗余，包括临时故障检查法 ，如候补逻辑

4.软件冗余，如：N版本编程。

N-version programming (NVP)

N版本编程(NVP)，也被称为多版本编程，是软件工程中的一种方法或过程：相同初始规格独立生成的多功能等价程序。

版本编程的概念是由陈立明与Algirdas Avizienis 在1977年的中心推测中提出的，独立编程的成果可以巨大的降低发生在两个或更多版本的相同软件中的故障几率。

NVP的目标在于通过建立容错或冗余机制来提高软件使用的可靠性。

3.功能冗余

功能冗余有被动冗余和主动冗余两种。

特点：不需人为介入而使用额外的能力。

被动冗余

被动冗余，使用额外的能力来减少组件故障所造成的影响。

桥梁设置的被动冗余：

在桥梁上使用超高强度的钢材和支柱，用于保障桥梁不会因为一些部件的老化而垮塌。

在设计中，冗余的能力被称为安全边际。

视觉与听觉系统的被动冗余：

一只眼睛受损不会导至完全失明，却深度知觉却会被损害；一只耳朵受损不至耳聋，但方向感却会受到损害。

缺点：被动冗余通常会带来性能的下降。

主动冗余

优点：通过监控单个设备性能的方法，消除性能下降问题。

表决逻辑系统就运用了这种监控。当发现某个设备性能下降，表决逻辑系统将通知与之相毗连的转换器自动更换新部件。

电力分配系统的主动冗余

发电厂通过电线将电力输送到消费者家中。

每条电线都设有电量监测仪和电路断接器。

一旦监测到某条电线超负荷，断电器就会切断电源。

这时，电力就会被重新分配到剩余的电线上。

这种电线组合可以提供冗余的输电能力。

参考资料：【工程学的的冗余备份模型?】https://www.zhihu.com/tardis/sogou/ans/35326876

是 老锦关于思维模型的第19篇文章

1.冗余备份模型，来源于工程学

定义：

什么：复制系统的关键部件或功能

目标：提高系统的可靠性

手段：使用备份或自动防故障装置

实质：为了防患风险而作多重准备

2.

冗余种类

1.硬件冗余，如：DMR和TMR

DMR： 双重模块冗余（Dual Modular Redundant ）机器，通过复制元素、并行运作，来提供一种冗余。一个典型的例子是 复杂的电脑系统，它会复制很多节点，当一个节点发生故障，另一个节点就准备好接替它的工作。再举个例子：潜艇指挥系统 (SMCS :the Submarine Command System )，被用在皇家海军的潜艇上，采用复制中央计算节点，通过复制的局域网来互相毗连。

三重模块冗余（TMR）

在三重冗余系统中，系统拥有三个子部件。

除非三个子部件全部发生故障，否则系统将能够一直保持正常运转。

特点：故障几率超级低。

一个部件故障概率低，互相独立的三个部件同时故障的概率更低。

用途：在许多安全导向的系统上，比如飞机上的全数字电传操作和液压系统，控制系统上的某些部件会被一式三份。

航天卫星系统经常使用TMR。

2.信息冗余，如：错误检查和矫正法

3. 时间冗余，包括临时故障检查法 ，如候补逻辑

4.软件冗余，如：N版本编程。

N-version programming (NVP)

N版本编程(NVP)，也被称为多版本编程，是软件工程中的一种方法或过程：相同初始规格独立生成的多功能等价程序。

版本编程的概念是由陈立明与Algirdas Avizienis 在1977年的中心推测中提出的，独立编程的成果可以巨大的降低发生在两个或更多版本的相同软件中的故障几率。

NVP的目标在于通过建立容错或冗余机制来提高软件使用的可靠性。

3.功能冗余

功能冗余有被动冗余和主动冗余两种。

特点：不需人为介入而使用额外的能力。

被动冗余

被动冗余，使用额外的能力来减少组件故障所造成的影响。

桥梁设置的被动冗余：

在桥梁上使用超高强度的钢材和支柱，用于保障桥梁不会因为一些部件的老化而垮塌。

在设计中，冗余的能力被称为安全边际。

视觉与听觉系统的被动冗余：

一只眼睛受损不会导至完全失明，却深度知觉却会被损害；一只耳朵受损不至耳聋，但方向感却会受到损害。

缺点：被动冗余通常会带来性能的下降。

主动冗余

优点：通过监控单个设备性能的方法，消除性能下降问题。

表决逻辑系统就运用了这种监控。当发现某个设备性能下降，表决逻辑系统将通知与之相毗连的转换器自动更换新部件。

电力分配系统的主动冗余

发电厂通过电线将电力输送到消费者家中。

每条电线都设有电量监测仪和电路断接器。

一旦监测到某条电线超负荷，断电器就会切断电源。

这时，电力就会被重新分配到剩余的电线上。

这种电线组合可以提供冗余的输电能力。

参考资料：【工程学的的冗余备份模型?】https://www.zhihu.com/tardis/sogou/ans/35326876