容错系统

容错系统

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作者: [美] Israel 著 , C.Mani Krishna 著 , 杨志译 , 唐宏译 , 王海龙译

出版社: 国防工业出版社

出版时间: 2015-05

版次: 1

ISBN: 9787118100754

定价: 86.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 292页

字数: 358千字

正文语种: 简体中文

分类: 工程技术

8人买过

　　随着信息技术的快速发展，计算机系统已经从国防、金融、能源、交通、工业制造等涉及国计民生的许多关键领域，延伸到教育、医疗、文化、娱乐等社会生活的方方面面，现代社会已经越来越离不开计算机系统。计算机本身由多种复杂的软硬件组成，按照目前的集成电路制造水平已经能够在很小的面积上集成几十亿个晶体管，并且集成规模仍以每18个月增加1倍的速度增长；同时在各个应用领域，随着大规模软件系统的开发，软件代码量急剧增长。现代计算机如此巨大的软硬件规模，已经无法杜绝各种软硬件部件内部的设计缺陷和运行失效。采用恰当的设计确保计算机系统作为一个整体能够处理这些缺陷和失效从而保持正确的工作，是《容错系统》研究的主要内容。
　　《容错系统》作者以其在该领域多年的理论研究成果和丰富实践经验，深入浅出地介绍了容错系统设计的技术和方法，从错误分类、冗余类型、容错量算等基本概念、基础知识出发，对硬件容错、信息冗余、容错网络、软件容错、检查点回滚等容错技术进行了系统介绍，随后给出了几个典型的实际案例，展示了所介绍容错技术的应用情况。接下来介绍了容错技术在VLSI设计和密码设备中的应用。*后介绍了评估一个容错系统可靠性的仿真试验技术。
　　《容错系统》可作为电子和计算机工程专业本科生、研究生的教科书；也为集成电路设计、计算机设计、存储设备制造、通信设备制造、网络系统设计、密码保密系统设计等领域的工程师提供了很好的实践指导。第1章预备知识
1.1故障分类
1.2冗余类型
1.3容错的基本度量
1.3.1传统度量
1.3.2网络度量
1.4本书要点
1.5补充读物
参考文献

第2章硬件容错
2.1硬件故障率
2.2故障率、可靠性和平均故障时间
2.3典型的和弹性的结构
2.3.1串行和并行系统
2.3.2非串行／非并行系统
2.3.3M-of-N系统
2.3.4表决器
2.3.5关于Ⅳ模块冗余的变异
2.3.6双工系统
2.4其他可靠性评价技术
2.4.1泊松过程
2.4.2马尔科夫模型
2.5处理器级容错技术
2.5.1看门狗处理器
2.5.2多线程同步容错
2.6拜占庭式故障
2.6.1具有消息认证的拜占庭协议
2.7补充读物
2.8习题
参考文献

第3章信息冗余
3.1编码
3.1.1奇偶校验码
3.1.2校验和
3.1.3M-of-N编码
3.1.4伯格码
3.1.5循环码
3.1.6算术码
3.2弹性磁盘系统
3.2.11级RAID
3.2.22级RAID
3.2.33级RAID
3.2.44级RAID
3.2.55级RAID
3.2.6关联错误建模
3.3数据复制
3.3.1表决：无等级组织
3.3.2表决：等级化组织
3.3.3主要备份方法
3.4基于算法的容错
3.5补充读物
3.6习题
参考文献

第4章容错网络
4.1恢复能力测量
4.1.1基于图论的测量
4.1.2计算机网络测量
4.2普通网络拓扑及其恢复能力
4.2.1多级和附加级网络
4.2.2交叉开关网
4.2.3长方网格和空隙网格
4.2.4超立方体网络
4.2.5立方体连接循环网络
4.2.6循环网络
4.2.7点对点网络
4.3容错路由
4.3.1超立方体容错路由
4.3.2网格中基于源的路由
4.4补充读物
4.5习题
参考文献

第5章软件容错
5.1接受测试
5.2单一版本容错
5.2.1封装器
5.2.2软件复位
5.2.3数据差异
5.2.4软件在硬件容错系统上的应用
5.3N版本编程
5.3.1一致比较问题
5.3.2版本独立性
5.4恢复块方法
5.4.1基本原理
5.4.2成功概率计算
5.4.3分布式恢复块
5.5先决条件、后决条件和论断
5.6异常处理
5.6.1异常处理器的要求
5.6.2异常和异常处理的基础
5.6.3语言支持
5.7软件可靠性模型
5.7.1杰林斯基-莫兰达模型
5.7.2利特尔伍德-弗罗尔模型
5.7.3穆萨-奥本模型
5.7.4模型选择和参数估计
5.8远程调用容错
5.8.1主-备方法
5.8.2马戏方法
5.9补充读物
5.10习题
参考文献

第6章校验点
6.1校验点简介
6.1.1校验点的重要性
6.2校验点级别
6.3*佳校验点——分析模型
6.3.1校验点之间的时间间隔——一阶近似
6.3.2优化校验点布局
6.3.3校验点间隔时间——一个更**的模型
6.3.4降低开销
6.3.5降低延迟
6.4错误恢复缓存辅助回滚法
6.5分布式系统中的校验点
6.5.1骨牌效应和活锁
6.5.2协调式校验点算法
6.5.3基于时间的同步
6.5.4无盘校验点
6.5.5消息日志记录
6.6存储器共享系统的校验点
6.6.1基于总线的一致性协议
6.6.2基于目录协议
6.7实时系统中的校验点
6.8校验点的其他应用
6.9补充读物
6.10习题
参考文献

第7章案例研究
7.1不间断系统
7.1.1体系结构
7.1.2维护和维修帮助
7.1.3软件
7.1.4不间断结构的修正
7.2Stratus系统
7.3卡西尼命令和数据子系统
7.4IBMG5
7.5IBMSysples
7.6Itanium处理器
7.7补充读物
参考文献

第8章超大规模集成电路缺陷容错
8.1制造缺陷与电路故障
8.2故障概率和临界区
8.3基本成品率模型
8.3.1泊松和混合泊松成品率模型
8.3.2简单成品率模型的变化
8.4通过冗余提高成品率
8.4.1具有冗余性的集成电路成品率预测
8.4.2具有冗余性的存储器阵列
8.4.3具有冗余性的逻辑集成电路
8.4.4修改平面布局图
8.5补充读物
8.6习题
参考文献

第9章密码系统中的故障检测
9.1密码综述
9.1.1对称密钥密码
9.1.2公钥密码
9.2通过植入错误进行安全攻击
9.2.1对称密钥密码的故障攻击
9.2.2公钥（非对称的）密码的差错攻击
9.3对策
9.3.1空间域和时间域复制
9.3.2错误检测码
9.3.3这些对策是否充分
9.3.4*后的说明
9.4补充读物
9.5习题
参考文献

第10章模拟仿真技术
10.1写一个模拟程序
10.2参数估计
10.2.1点对比区间估计
10.2.2矩方法
10.2.3*大似然法
10.2.4参数估计的贝叶斯法
10.2.5置信区间
10.3方差缩减法
10.3.1对偶变量
10.3.2利用控制变量
10.3.3分层取样
10.3.4重点采样
10.4随机数生成
10.4.1均匀分布随机数发生器
10.4.2测试均匀随机数发生器
10.4.3生成其他分布
10.5故障注入
10.5.1故障注入技术类型
10.5.2故障注入应用和工具
10.6补充读物
10.7习题
参考文献
内容简介:
　　随着信息技术的快速发展，计算机系统已经从国防、金融、能源、交通、工业制造等涉及国计民生的许多关键领域，延伸到教育、医疗、文化、娱乐等社会生活的方方面面，现代社会已经越来越离不开计算机系统。计算机本身由多种复杂的软硬件组成，按照目前的集成电路制造水平已经能够在很小的面积上集成几十亿个晶体管，并且集成规模仍以每18个月增加1倍的速度增长；同时在各个应用领域，随着大规模软件系统的开发，软件代码量急剧增长。现代计算机如此巨大的软硬件规模，已经无法杜绝各种软硬件部件内部的设计缺陷和运行失效。采用恰当的设计确保计算机系统作为一个整体能够处理这些缺陷和失效从而保持正确的工作，是《容错系统》研究的主要内容。
　　《容错系统》作者以其在该领域多年的理论研究成果和丰富实践经验，深入浅出地介绍了容错系统设计的技术和方法，从错误分类、冗余类型、容错量算等基本概念、基础知识出发，对硬件容错、信息冗余、容错网络、软件容错、检查点回滚等容错技术进行了系统介绍，随后给出了几个典型的实际案例，展示了所介绍容错技术的应用情况。接下来介绍了容错技术在VLSI设计和密码设备中的应用。*后介绍了评估一个容错系统可靠性的仿真试验技术。
　　《容错系统》可作为电子和计算机工程专业本科生、研究生的教科书；也为集成电路设计、计算机设计、存储设备制造、通信设备制造、网络系统设计、密码保密系统设计等领域的工程师提供了很好的实践指导。
目录:
第1章预备知识
1.1故障分类
1.2冗余类型
1.3容错的基本度量
1.3.1传统度量
1.3.2网络度量
1.4本书要点
1.5补充读物
参考文献

第2章硬件容错
2.1硬件故障率
2.2故障率、可靠性和平均故障时间
2.3典型的和弹性的结构
2.3.1串行和并行系统
2.3.2非串行／非并行系统
2.3.3M-of-N系统
2.3.4表决器
2.3.5关于Ⅳ模块冗余的变异
2.3.6双工系统
2.4其他可靠性评价技术
2.4.1泊松过程
2.4.2马尔科夫模型
2.5处理器级容错技术
2.5.1看门狗处理器
2.5.2多线程同步容错
2.6拜占庭式故障
2.6.1具有消息认证的拜占庭协议
2.7补充读物
2.8习题
参考文献

第3章信息冗余
3.1编码
3.1.1奇偶校验码
3.1.2校验和
3.1.3M-of-N编码
3.1.4伯格码
3.1.5循环码
3.1.6算术码
3.2弹性磁盘系统
3.2.11级RAID
3.2.22级RAID
3.2.33级RAID
3.2.44级RAID
3.2.55级RAID
3.2.6关联错误建模
3.3数据复制
3.3.1表决：无等级组织
3.3.2表决：等级化组织
3.3.3主要备份方法
3.4基于算法的容错
3.5补充读物
3.6习题
参考文献

第4章容错网络
4.1恢复能力测量
4.1.1基于图论的测量
4.1.2计算机网络测量
4.2普通网络拓扑及其恢复能力
4.2.1多级和附加级网络
4.2.2交叉开关网
4.2.3长方网格和空隙网格
4.2.4超立方体网络
4.2.5立方体连接循环网络
4.2.6循环网络
4.2.7点对点网络
4.3容错路由
4.3.1超立方体容错路由
4.3.2网格中基于源的路由
4.4补充读物
4.5习题
参考文献

第5章软件容错
5.1接受测试
5.2单一版本容错
5.2.1封装器
5.2.2软件复位
5.2.3数据差异
5.2.4软件在硬件容错系统上的应用
5.3N版本编程
5.3.1一致比较问题
5.3.2版本独立性
5.4恢复块方法
5.4.1基本原理
5.4.2成功概率计算
5.4.3分布式恢复块
5.5先决条件、后决条件和论断
5.6异常处理
5.6.1异常处理器的要求
5.6.2异常和异常处理的基础
5.6.3语言支持
5.7软件可靠性模型
5.7.1杰林斯基-莫兰达模型
5.7.2利特尔伍德-弗罗尔模型
5.7.3穆萨-奥本模型
5.7.4模型选择和参数估计
5.8远程调用容错
5.8.1主-备方法
5.8.2马戏方法
5.9补充读物
5.10习题
参考文献

第6章校验点
6.1校验点简介
6.1.1校验点的重要性
6.2校验点级别
6.3*佳校验点——分析模型
6.3.1校验点之间的时间间隔——一阶近似
6.3.2优化校验点布局
6.3.3校验点间隔时间——一个更**的模型
6.3.4降低开销
6.3.5降低延迟
6.4错误恢复缓存辅助回滚法
6.5分布式系统中的校验点
6.5.1骨牌效应和活锁
6.5.2协调式校验点算法
6.5.3基于时间的同步
6.5.4无盘校验点
6.5.5消息日志记录
6.6存储器共享系统的校验点
6.6.1基于总线的一致性协议
6.6.2基于目录协议
6.7实时系统中的校验点
6.8校验点的其他应用
6.9补充读物
6.10习题
参考文献

第7章案例研究
7.1不间断系统
7.1.1体系结构
7.1.2维护和维修帮助
7.1.3软件
7.1.4不间断结构的修正
7.2Stratus系统
7.3卡西尼命令和数据子系统
7.4IBMG5
7.5IBMSysples
7.6Itanium处理器
7.7补充读物
参考文献

第8章超大规模集成电路缺陷容错
8.1制造缺陷与电路故障
8.2故障概率和临界区
8.3基本成品率模型
8.3.1泊松和混合泊松成品率模型
8.3.2简单成品率模型的变化
8.4通过冗余提高成品率
8.4.1具有冗余性的集成电路成品率预测
8.4.2具有冗余性的存储器阵列
8.4.3具有冗余性的逻辑集成电路
8.4.4修改平面布局图
8.5补充读物
8.6习题
参考文献

第9章密码系统中的故障检测
9.1密码综述
9.1.1对称密钥密码
9.1.2公钥密码
9.2通过植入错误进行安全攻击
9.2.1对称密钥密码的故障攻击
9.2.2公钥（非对称的）密码的差错攻击
9.3对策
9.3.1空间域和时间域复制
9.3.2错误检测码
9.3.3这些对策是否充分
9.3.4*后的说明
9.4补充读物
9.5习题
参考文献

第10章模拟仿真技术
10.1写一个模拟程序
10.2参数估计
10.2.1点对比区间估计
10.2.2矩方法
10.2.3*大似然法
10.2.4参数估计的贝叶斯法
10.2.5置信区间
10.3方差缩减法
10.3.1对偶变量
10.3.2利用控制变量
10.3.3分层取样
10.3.4重点采样
10.4随机数生成
10.4.1均匀分布随机数发生器
10.4.2测试均匀随机数发生器
10.4.3生成其他分布
10.5故障注入
10.5.1故障注入技术类型
10.5.2故障注入应用和工具
10.6补充读物
10.7习题
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