冗余
数据库中的数据冗余与冗余消除
数据库中的数据冗余与冗余消除引言：在数据库管理系统中，数据冗余是指数据库中存在重复的数据，即同一数据在不同的表或同一表的不同字段中重复出现。
虽然冗余可以提高查询速度和数据可用性，但同时也会造成空间浪费、数据不一致和难以维护等问题。
因此，冗余消除成为了数据库设计和优化中至关重要的一环。
一、数据冗余的危害1. 空间浪费：数据冗余导致存储空间的浪费，尤其在大规模数据库系统中会严重影响系统的资源利用效率。
2. 数据不一致：由于数据冗余，一旦数据发生变动，则需要多处更新，容易导致数据的不一致性，引发数据管理混乱。
3. 数据更新困难：冗余数据往往使得数据的更新变得复杂，增加了数据维护的难度和工作量。
4. 数据安全性下降：数据冗余可能会引发数据不完整或数据重复的情况，从而增加了数据被篡改或丢失的风险。
二、冗余消除的方法数据库设计者和管理员可以采取以下方法来消除或降低数据冗余：1. 规范化：通过数据库规范化设计，将冗余数据分解为更小粒度的表，避免重复存储相同的数据，从而达到消除数据冗余的目的。
2. 表关联：通过在不同的表中建立关联关系，避免数据的重复存储。
通过关联查询可以获取到相关的数据，从而避免冗余。
3. 压缩存储：利用压缩算法对数据进行压缩存储，减少数据存储时的物理空间占用。
4. 数据库视图：通过创建视图来避免数据冗余，视图是数据库中虚拟的表，其数据是根据查询实时生成的，不存储实际的数据。
5. 数据备份与恢复：合理进行数据备份，及时恢复丢失的数据，减少数据冗余带来的损失。
三、冗余消除的注意事项在进行冗余消除时，需要注意以下几点：1. 数据完整性：冗余消除应确保数据的完整性，防止由于消除导致数据丢失或不一致。
2. 性能影响：冗余消除可能会导致查询性能下降，因此需要权衡冗余与查询性能之间的关系，做出妥善的决策。
3. 可维护性：冗余消除应考虑到数据的维护成本，避免过于复杂，影响数据管理的可维护性。
4. 数据分析需求：冗余消除前需要充分了解数据的业务需求和分析场景，确保消除后的数据仍能满足相应的需求。
冗余解决方案
冗余解决方案冗余解决方案什么是冗余？在计算机领域中，冗余指的是系统中存在相同或相似的数据、功能或组件。
冗余一般是为了提高系统的可靠性和可用性而设计和实现的。
但冗余也可能导致资源的浪费和系统的复杂性增加。
冗余的问题冗余带来了以下几个问题：1.资源浪费冗余数据、功能或组件占用了额外的存储空间、计算资源和带宽等。
这些资源本可以被更加有效地利用，而不是被用于存储重复的数据或执行相同的功能。
2.系统复杂性增加冗余导致系统的结构变得更加复杂，难以理解和维护。
系统中的每个冗余组件都需要独立进行配置、管理和维护，增加了人力成本和出错的风险。
3.数据一致性问题当系统中存在冗余数据时，数据的一致性可能会成为一个问题。
如果更新了其中一个冗余数据副本，但没有及时更新其他副本，就会导致数据不一致的情况发生。
冗余解决方案为了解决冗余带来的问题，可以采取以下一些解决方案：1. 数据去冗余对于存在冗余数据的情况，可以采取数据去冗余的措施。
具体来说，可以通过以下方式进行：- 数据分析：对系统中的数据进行分析，找出其中的重复、冗余和无效数据。
- 数据清洗：将重复、冗余或无效的数据进行清理和去除。
- 数据归一化：对数据进行归一化处理，避免相同数据的多次存储和维护。
2. 功能去冗余对于存在冗余功能的情况，可以采取功能去冗余的措施。
具体来说，可以通过以下方式进行：- 功能分析：对系统中的功能进行分析，找出其中相似或重复的功能。
- 功能合并：将相似或重复的功能进行合并，避免重复的开发和维护。
- 功能优化：对功能进行优化，提高其性能和效率。
3. 组件去冗余对于存在冗余组件的情况，可以采取组件去冗余的措施。
具体来说，可以通过以下方式进行：- 组件分析：对系统中的组件进行分析，找出其中重复、相似或无效的组件。
- 组件替换：将重复、相似或无效的组件进行替换或删除，简化系统的结构。
- 组件整合：将相似或重复的组件进行整合，避免重复的配置和管理。
4. 数据备份和恢复冗余解决方案中，数据备份和恢复也起到了重要的作用。
四种冗余
数据冗余可以分为：空间冗余、视觉冗余、结构冗余、时间冗余。
①空间冗余：数据化图像中某个区域的颜色、亮度、饱和度等相同，则该区域里的像素点数据也是相同的，这样大量的重复像素数据就形成了空间冗余。
②结构冗余：有些图像从大域上看存在着非常强的纹理结构，如草席图像，在结构上存在冗余。
③视觉冗余：人类的视觉和听觉系统由于受到生理特征的限制，对于图像和声音信号的一些细微变化是感觉不到的，忽略这些变化后，信号仍然被认为是完好的。
我们把这些超出人类视（听）觉范围的数据称为视（听）觉冗余。
④时间冗余：图像序列中的两幅相邻的图像，后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关性，这表现为时间冗余，又如，在语音中，由于人在说话时，发音是一连续的渐变过程，也是一种时间冗余。
数据库冗余与冗余清除方法
数据库冗余与冗余清除方法在各种信息化应用的背后，数据库被广泛使用来存储和管理大量数据。
然而，随着数据规模的不断增长，数据库中的冗余数据问题变得越来越突出。
冗余数据不仅浪费存储空间，还增加了数据管理和维护的复杂性。
本文将介绍数据库冗余的概念、原因以及一些常见的冗余清除方法。
数据库冗余是指在数据库中存在多个相同或相似的数据副本的情况。
这种冗余可能发生在一个表中的不同记录之间，也可能发生在不同表之间的关联数据中。
冗余数据的存在可能是由于数据录入错误、业务流程的设计问题，或是由于系统的设计缺陷等原因引起的。
无论是哪种原因导致的冗余数据，都需要采取相应的清除方法来减少或删除这些冗余数据。
在解决数据库冗余问题之前，首先需要明确不同类型的冗余数据。
有两种常见的冗余数据类型，分别是重复冗余和嵌套冗余。
重复冗余指在同一表中存在多个记录，它们的某些字段具有相同的值。
嵌套冗余则是指在不同表之间的关联数据中，某个表中的字段值可以通过关联表查询得到。
冗余数据的存在带来了一系列问题。
首先，冗余数据占用了数据库的存储空间，导致数据库的整体性能下降。
其次，当需要更新冗余数据时，需要同步更新多处的数据，增加了维护的难度和风险。
此外，存在冗余数据还可能导致数据一致性的问题，当多处冗余数据中的某一处数据发生变动时，其他冗余副本可能无法及时更新，导致数据的不一致。
为了解决数据库冗余问题，下面介绍一些常用的冗余清除方法。
1. 数据范式化数据范式化是一种常见的冗余清除方法，它通过将重复的数据拆分成多个表来消除冗余。
范式化的过程中，需要对数据库设计进行重新调整，将关联的属性划分到不同的表中，并通过外键进行关联。
这样，每个表中的数据都是唯一的，不会存在冗余。
2. 索引优化索引是数据库中提高查询速度的重要机制。
在存在冗余数据的情况下，可以通过优化索引来减少查询时的冗余数据读取量。
通过仔细分析和设计索引，可以减少不必要的数据访问，提高查询效率。
3. 视图创建创建视图是另一种处理冗余数据的方法。
冗余设计的控制原理
冗余设计的控制原理冗余设计的控制原理可以概括以下几个方面:一、冗余设计的基本概念冗余设计是指在系统中增加额外的组成部件或功能单元,使系统总体功能不因局部元件失效而丧失。
当某一部件发生故障时,其余部件可以替代其工作,以维持系统正常运行。
二、冗余设计的分类1. 硬件冗余:指复制关键硬件模块,如双机热备、多路传感等。
2. 软件冗余:利用不同的软件版本执行相同功能,并互相监控,如多版本编程。
3. 信息冗余:利用编码、校验等方法增加额外检错信息,如汉明码等。
4. 时间冗余:允许系统有额外时间用来检测错误并恢复,如系统重启等。
5. 算法冗余:使用两个或多个不同算法并行处理,后比较结果。
三、冗余控制的主要方法1. 主备冗余控制:两个控制器并联,同时接收信号,同时处理,正常使用主系统输出,备用作为热备。
2. 平均冗余控制:多个控制器采用投票方式决定输出值,按平均值或多数决策则输出。
3. 交叉监控:N个控制器两两间成对监控,任一控制器失效其他的可检测并切断故障线路。
4. 动态冗余控制:备用模块在线检测功能,确保可随时切换替代发生故障的主模块。
四、冗余控制设计的主要内容1. 确定采用主备冗余还是多模块平行冗余。
2. 设计模块间信息交换方式、切换判断逻辑。
3. 设置冗余程度,模块数量的选择。
4. 模块硬件电路设计,确保兼容互换。
5. 编写故障检测、状态监控、动态切换的控制软件。
6. 模块间切换的稳定性分析。
7. 冗余控制的可靠性评估。
五、冗余控制的主要优点1. 提高了系统的可靠性、可用性。
2. 增强了系统容错能力和抗风险能力。
3. 避免了单点故障引起的整体失效。
4. 允许线上维修更换,不中断任务执行。
5. 提高了系统的安全性和事故容忍度。
6. 延长了系统的寿命,降低维护成本。
冗余设计已广泛应用于工业控制、交通运输、计算机、通信等领域,是一个行之有效的Fault Tolerance策略,可以显著提升系统可靠性。
冗余
冗余原意：冗余rǒngyú[redundancy redundance] 多余的重复或罗嗦话冗余，指重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间Redundan,自动备援,即当某一设备发生损坏时,它可以自动作为后备式设备替代该设备冗余系统配件主要有:电源:高端服务器产品中普遍采用双电源系统,这两个电源是负载均衡的,即在系统工作时它们都为系统提供电力,当一个电源出现故障时,另一个电源就承担所有的负载。
有些服务器系统实现了DC的冗余,另一些服务器产品如Micron公司的NetFRAME 9000实现了AC、DC的全冗余。
存储子系统:存储子系统是整个服务器系统中最容易发生故障的地方。
以下几种方法可以实现该子系统的冗余。
磁盘镜像:将相同的数据分别写入两个磁盘中:磁盘双联:为镜像磁盘增加了一个I/O控制器,就形成了磁盘双联,使总线争用情况得到改善;RAID:廉价冗余磁盘阵列（Redundant array of inexpensive disks）的缩写。
顾名思义,它由几个磁盘组成,通过一个控制器协调运动机制使单个数据流依次写入这几个磁盘中。
RAID3系统由5个磁盘构成,其中4 个磁盘存储数据,1个磁盘存储校验信息。
如果一个磁盘发生故障,可以在线更换故障盘,并通过另3个磁盘和校验盘重新创建新盘上的数据。
RAID5将校验信息分布在5个磁盘上,这样可更换任一磁盘,其余与RAID3相同。
I/O卡:对服务器来说,主要指网卡和硬盘控制卡的冗余。
网卡冗余是在服务器中插上双网卡。
冗余网卡技术原为大型机及中型机上的技术,现在也逐渐被PC服务器所拥有。
PC服务器如Micron公司的NetFRAME9200最多实现4个网卡的冗余,这4个网卡各承担25％的网络流量。
康柏公司的所有ProSignia/Proliant服务器都具有容错冗余双网卡。
PCI总线:代表Micron公司最高技术水平的产品NetFRAME 9200采用三重对等PCI技术,优化PCI总线的带宽,提升硬盘、网卡等高速设备的数据传输速度。
冗余的概念
冗余的概念，严格的来讲是采用成倍增加的元件的方式来参加控制，以期使得因控制设备的意外而导致的损失降到最低。
冗余的意思不是留有余量，设计院现在写标书，都把留有余量的意思表达为富裕量，以避免混淆。
从冗余部件来讲，有：A.处理器冗余：一用一备或一用多备，在主处理器（称热机）失效时，备用处理器（称备用机）自动投入运行，接管控制。
又因切换的机制和速度的快慢分为：冷冗余（冷备用）和热冗余（热备用）另有部分厂家打出温备用的口号，也是冷备用的方式，但切换速度较快而已。
B.通讯冗余：最常见的就是双通道通讯电缆。
如双缆Profibus通讯或双缆ControlNet通讯。
通讯冗余简单的分，单模块双电缆方式，两套单模块单电缆双工方式。
C.I/O冗余：相对处理器和通讯，I/O 的冗余是最不容易实现的。
通常较少使用I/O的冗余，成本增加较多。
但相对重要的场合，使用I/O 冗余的也不少。
如几乎所有的DCS都可以实现I/O冗余。
模拟量的冗余好实现一些，开关量不太好实现。
I/O冗余最常见的是1：1，但也有其他方式如1：1：1表决系统等。
一般的I/O 都实现了冗余的系统，处理器往往是热备用的。
一些含糊不清的概念：软冗余：一般指代处理器的冷备用。
冷备用采用软件方式切换。
处理器一般也是成双使用的，一个使用，一个备用。
主处理器失效时，通过软件的方式切换至备用处理器。
速度慢，成本低。
硬冗余：一般指代处理器的热备用。
热备系统采用硬件方式切换。
除了成双使用的处理器外，一般还有一套热备模块，或者叫双机单元，热备模块负责检测处理器，一旦发现主处理器失效，马上将系统控制权切换至备用处理器。
相对更稳定，更安全，但成本较高。
一般的热备模块如果只有一个，那么，2个处理器肯定是插在同一个底板上的，如欧姆龙CS1D和CVM1D。
如果热备单元有2个，那么，应该是分属于2套底板的，2个热备单元之间一般采用光纤通讯，保证数据传输的同步。
也有一个例外，S7-400H可以把2套系统（电源、处理器、热备单元、通讯单元）插在同一个底板上，但那个底板实质上是完全隔离的2个底板，只是为了节省空间，作成了一个而已。
冗余概念名词解释_概述及解释说明
冗余概念名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述冗余概念是指在语言和思维中经常会出现的重复概念或词汇。
它们与其他概念存在着某种相似或重叠的关联，尽管在表面上它们可能具有不同的形式或命名方式。
冗余概念的存在使得信息传递更加丰富和准确，同时也促进了思维的发展和认知过程的顺利进行。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来讨论冗余概念的相关内容。
首先，在引言部分将对本文的主题进行概述和介绍，同时简要说明文章后续各节的内容。
接下来，在第二部分将详细探讨冗余概念的意义和作用，包括其定义和特点以及在语言和思维中的作用，还将讨论冗余概念对信息传递和理解过程的影响。
第三部分将对冗余概念进行分类，并举例说明每一类别中具体的冗余概念；这些类别包括同义词、近义词以及反复使用和类比中产生的冗余概念。
在第四部分，我们将探究冗余概念在不同学科领域中的应用研究，包括语言学、心理学和认知科学以及计算机科学和人工智能等领域。
最后，在结论部分将总结对冗余概念的理解和认识，并展望研究的局限性和未来发展方向，同时评述冗余概念对日常生活和学科研究的重要性和价值。
1.3 目的本文的目的在于深入探讨冗余概念在语言和思维中的作用及其对信息传递和理解过程的影响。
通过分类和举例说明不同类型的冗余概念，我们希望读者能够更全面地了解它们在不同领域中的应用。
此外，本文还将回顾相关研究进展并提出未来研究方向，以促进对冗余概念及其重要性进行更深入的思考和探索。
2. 冗余概念的意义和作用冗余概念是指在语言和思维中存在多个相似或相同含义的概念。
虽然这些概念在表面上看起来重复，但它们在不同的语境中具有特定的作用和意义。
冗余概念在语言和思维中扮演着重要的角色，对于信息传递、理解和认知加工都有一定影响。
2.1 冗余概念的定义和特点冗余概念可以被定义为具有相似或相同含义的多个词汇或短语。
它们可能有不同的词性、用法或形式，但表达的基本含义是一致的。
例如，在英语中，“可见光”和“光波”就是指代相同现象的冗余概念。
冗余定理常用公式
冗余定理常用公式
以下是一些常用的冗余定理公式：
1. 总冗余度（Rt）= 冗余均值（Ra）+ 故障冗余度（Rf）
其中，冗余均值指系统中各个组件之间的冗余度的平均值，
故障冗余度指系统在出现故障情况下，能够保持正常运行的能力。
2. 组件冗余度（Ru）= 1 - （故障概率/平均失效时间）
其中，故障概率指系统中某个组件出现故障的概率，平均失
效时间指该组件平均运行时间到出现故障的时间。
3. 有效冗余度（Re）= 非冗余度（Nr）- 故障冗余度（Rf）
其中，非冗余度指系统中没有冗余机制的部分的可靠性，故
障冗余度指系统在出现故障情况下，能够保持正常运行的能力。
4. 故障切换时间（Ts）= 故障检测时间（Td）+ 故障恢复时间（Tr）
其中，故障检测时间指系统检测到故障并做出相应切换的时间，故障恢复时间指系统从故障状态恢复到正常状态的时间。
以上是一些常用的冗余定理公式，用于计算系统的冗余度以及故障处理时间等指标。
具体使用哪个公式取决于具体的冗余模式和系统特点。
信息技术中冗余的概念
信息技术中冗余的概念
数据冗余:在一个数据集合中重复的数据称为数据冗余. 数据冗余的目的：数据的应用中为了某种目的采取数据冗余方式。
1、重复存储或传输数据以防止数据的丢失。
2、对数据实行冗余性的编码来防止数据的丢失、错误，并提供对错误数据实行反变换得到原始数据的功能。
3、为简化流程所造成额数据冗余。
例如向多个目的发送同样的信息、在多个地点存放同样的信息，而不对数据实行分析而减少工作量。
4、为加快处理过程而将同一数据在不同地点存放。
例如并行处理同一信息的不同内容，或用不同方法处理同一信息等。
5、为方便处理而是同一信息在不同地点有不同的表现形式。
例如一本书的不同语言的版本。
6、大量数据的索引。
一般在数据库中经常使用。
其目的类似第4点。
7、方法类的信息冗余：比如每个司机都要记住同一城市的基本交通信息；大量个人电脑都安装类似的操作系统或软件。
8、为了完备性而配备的冗余数据。
例如字典里的字很多，但我们只查询其中很少的一些字。
软件功能很多，但我们只使用其中一部分。
9、规则性的冗余。
根据法律、制度、规则等约束实行的。
例如合同中大量的模式化的内容。
10、为达到其他目的所实行的冗余。
例如重复信息以达到被重视等等。
数据冗余或者信息冗余是生产、生活所必然存有的行为，没有好与不好的总体倾向。
而对于自然界，则是物质存在的一种形式，是客观存在情况。
例如每个人都有与其他人基本相同的基因。
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高可靠性是过程控制系统的第一要求。
冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术，是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。
为了达到高可靠性和低失效率相统一的目的，我们通常会在控制系统的设计和应用中采用冗余技术。
合理的冗余设计将大大提高系统的可靠性，但是同时也增加了系统的复杂度和设计的难度，应用冗余配置的系统还增加了用户投资。
因此，如何合理而有效的进行控制系统冗余设计，是值得研究的课题。
1：冗余技术冗余技术概要：冗余技术就是增加多余的设备，以保证系统更加可靠、安全地工作。
冗余的分类方法多种多样，按照在系统中所处的位置，冗余可分为元件级、部件级和系统级；按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。
在当前元器件可靠性不断提高的情况下，和其它形式的冗余方式相比，1:1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式，如I/O卡件冗余、电源冗余、主控制器冗余等。
因此，目前国内外主流的过程控制系统中大多采用了这种方式。
当然，在某些局部设计中也有采用元件级或多种冗余方式组合的成功范例。
控制系统冗余设计的目的:系统运行不受局部故障的影响，而且故障部件的维护对整个系统的功能实现没有影响，并可以实现在线维护，使故障部件得到及时的修复。
冗余设计会增加系统设计的难度，冗余配置会增加用户系统的投资，但这种投资换来了系统的可靠性，它提高了整个用户系统的平均无故障时间（MTBF），缩短了平均故障修复时间（MTTR），因此，应用在重要场合的控制系统，冗余是非常必要的。
二个部件组成的并联系统（互为冗余）与单部件相比，平均无故障时间是原来的1.5倍。
系统的可用性指标可以用两个参数进行简单的描述，一个是平均无故障时间（MTBF），另一个是平均修复时间（MTBR）。
系统的可用性可用下式表示：系统可用性＝MTBF/(MTBF+MTBR)当可用性达到99.999%时，系统每年停止服务的时间只有6分钟。
2：控制系统冗余的关键技术冗余是一种高级的可靠性设计技术，?1:1热冗余也就是所谓的双重化，是其中一种有效的冗余方式，但它并不是两个部件简单的并联运行，而是需要硬件、软件、通讯等协同工作来实现。
将互为冗余的两个部件构成一个有机的整体，通常包括以下多个技术要点：1）信息同步技术它是工作、备用部件之间实现无扰动（Bumpless）切换技术的前提，只有按控制实时性要求进行高速有效的信息同步，保证工作、备用部件步调一致地工作，才能实现冗余部件之间的无扰动切换。
在热备用工作方式下，其中一块处于工作状态（工作卡），实现系统的数据采集、运算、控制输出、网络通讯等功能；而另一块处于备用状态（备用卡），它实时跟踪工作卡的内部控制状态（即状态同步）。
工作/备用卡件之间的正/负逻辑是互斥的，即一个为工作卡，另一个必定是备用卡；而且它们之间有冗余控制电路（又称工作/备用控制电路）和信息通讯电路，以协调两块卡件同时而且有序地运行，保证对外输入输出特性的同一性，即对于用户使用而言，可以认为只有一个部件。
一般在设计中，工作、备用部件之间通过高速的冗余通讯通道（串行或并行）实现运行状态互检和控制状态的同步（如组态信息、输出阀位、控制参数等）。
2）故障检测技术为了保证系统在出现故障时及时将冗余部分投入工作，必须有高精确的在线故障检测技术，实现故障发现、故障定位、故障隔离和故障报警。
故障检测包括电源、微处理器、数据通讯链路、数据总线及I/O状态等。
其中故障诊断包括故障自诊断和故障互检（工作、备用卡件之间的相互检查）3）?故障仲裁技术和切换技术精确及时地发现故障后，还需要及时确定故障的部位、分析故障的严重性，依赖前文提到的冗余控制电路，对工作、备用故障状态进行分析、比较和仲裁，以判定是否需要进行工作/备用之间的状态切换。
控制权切换到冗余备用部件还必须保证快速、安全、无扰动。
当处于工作状态的部件出现故障（断电、复位、软件故障、硬件故障等）或者工作部件的故障较备用部件严重时，备用部件必须快速地无扰动地接替工作部件的所有控制任务，对现场控制不造成任何影响。
同时要求切换时间应为毫秒级，甚至是微秒级，这样就不会因为该部件的故障而造成外部控制对象的失控或检测信息失效等等。
另外，还需要尽快通过网络通讯或就地LED显示进行报警，通知用户出现故障的部件和故障情况，以便进行及时维护。
4）热插拔技术为了保证容错系统具有高可靠性，必须尽量减少系统的平均修复时间MTBR。
要做到这一点，在设计上应努力提高单元的独立性、可修复性、故障可维护性。
实现故障部件的在线维护和更换也是冗余技术的重要组成部分，它是实现控制系统故障部件快速修复技术的关键。
部件的热插拔功能可以在不中断系统正常控制功能的情况下增加或更换组件，使系统平稳地运行。
5）故障隔离技术冗余设计时，必须考虑工作、备用部件之间的故障应该做到尽可能互不影响或影响的概率相当小（0.01%），即可认为故障是隔离的。
这样可以保证：处于备用状态的部件发生故障时，不会影响冗余工作部件或其他关联部件的正常运行，保证冗余的有效性。
3：冗余技术在控制系统中的应用实现分析通过控制系统冗余原理与方法的具体分析可以看到，系统的可用性在很大程度上取决于那些MTBF值较低而能对系统正常运行造成重大影响的部件，如主控制卡、网络、电源、通讯转发卡等。
在系统设计中对关键部件进行冗余设计，可以大大提高系统的可用性。
下面以SUPCON?JX-300X?为例分析冗余的实现方式。
SUPCON?JX-300X?型集散控制系统[1]的各个部件的冗余，实现了从电源、主控制器、过程控制网络，直至I/O卡件的冗余。
JX-300X型DCS采用全智能化、全数字化设计，在此基础上成功地实现了卡件的热插拔、故障诊断、信息同步等前文提到的各项技术。
该系统采用典型控制系统三层模型，每个层次内均可冗余配置，而层次之间采用全冗余连接。
即整个系统内以冗余过程控制网络（SCnet）和冗余现场I/O总线(SBUS)为高可靠的连接通道，系统内各个部件的运行和部件之间点对点连接都可冗余。
根据控制系统内各个部件功能定位的不同，采用了具体方式有所差别，具体策略为：1)主控制卡的冗余??主控制卡是整个系统的核心控制单元，完成系统的控制任务。
而冗余技术各个设计要点在此得到充分应用。
互为冗余的两块主控制卡软件、硬件完全一致，它们执行同样的系统软件和应用程序，在工作/备用冗余逻辑电路的控制下，其中一个运行在工作状态（工作卡），另外一个运行在备用状态（备用卡），如图2所示。
工作卡和备用卡之间具有公共的冗余逻辑控制电路和专用的高速对等冗余通讯通道，同时也可以通过I/O总线和过程控制网络进行信息交互或故障诊测。
互为冗余的主控制卡都能访问I/O和过程控制网络，备用模式下的主控制卡执行诊断程序，监视工作卡的状态，通过周期查询工作卡件中的数据存储器，接受工作卡发送的实时控制运行信息。
备用处理器可随时保存最新的控制数据，以保证工作/备用的无扰动切换，但工作模式下的主控制卡起着控制、输出、实时过程信息发布，等决定性的作用（具有发言权）。
冗余技术的关键在于实现信息同步，而信息同步的最终目的是为了实现冗余部件之间无扰动切换。
我们把信息同步的方法分为“自然同步”和“强制同步”。
互为冗余的两个主控制卡作为一个整体与外界交换信息（网络通讯、I/O通讯?），共享进入这个整体的输入信息，这就是冗余部件的同一性（也可以称为单一性）。
对外输出信息时工作卡掌握主动权，代表这个整体发言，即冗余的协同性。
通俗地讲，两个互为冗余的部件，对于用户使用和外部控制对象而言，可被视为一个整体。
为了保证互为冗余的两个卡件具有平等获取外部信息（I/O通讯、网络通讯）的权利，冗余部件具有同样的通讯接口，保证卡件内输入信息的一致。
冗余的两块卡件有各自的通讯通路，只要保证相同的输入信息在两个通信通路上同时进行传输，两块卡件就可以获得相同的信息。
这种凭借外部设备实现输入信息的同步称为“自然同步”。
“自然同步”发生在冗余系统和外部设备之间。
工作卡掌握主动权，代表整体发言，并通过冗余通信将各种状态信息传送给备用卡，达到控制任务的同步，这就是“强制同步”。
“强制同步”通过冗余通信使备用卡内部控制状态与工作卡保持一致，它发生在互为冗余的卡件之间。
根据变量特性的不同，具体采用的同步方式也各不相同.2)?电源系统冗余。
电源是整个控制系统得以正常工作的动力源泉，一旦电源单元发生故障，往往会使整个控制系统的工作中断，造成严重后果。
要使控制系统能够安全、可靠、长期、稳定地运行，首先稳定的供电必须得到保证。
JX-300X型DCS采用可热插拔的冗余电源，正常工作时，两台电源各输出一半功率，从而使每一台电源都工作在轻负载状态，有利于电源稳定工作。
当其中一台发生故障，短时由另一台接替其工作，并报警。
设计为可热插拔的冗余电源，这样系统维护时可以在不影响系统正常运行的情况下更换故障的电源。
3)?网络系统冗余。
采用冗余网卡和冗余网络接口。
正常工作时，冗余的两条数据高速通路同时并行运行，自动分摊网络流量，并考虑了负载均衡的冗余设计，使系统网络通信带宽提高。
当其中一路故障（网卡损坏或出现线路故障）时，另一路自动地承担全部通信负载，保证通信的正常进行。
4)冷却系统冗余。
利用控制柜内可自动切换的冗余风扇，对风扇和机柜内温度进行实时监测，发现工作风扇故障或柜内温度过高时都会自动报警，并自动启动备用风扇。
5)?信息冗余。
除了硬件部件的冗余，JX-300X型DCS还采用了信息冗余技术，这也是提高系统可靠性的一个重要手段。
信息冗余技术是指在通信过程中或存放组态信息（重要信息）时，利用增加的多余信息位提供检错甚至纠错的能力。
该系统中SBUS总线通讯和SCnet控制网络都采用循环冗余码校验(CRC)方法。
而重要组态信息（如系统配置）在主控制卡内的存放采用1：1冗余存放，使重要信息具备故障（出错）自我恢复能力，保证系统运行过程中重要信息的安全性。
通过对以上关键部件的冗余设计，可以保证系统具有很高的可用性。