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容错机制以及事务语义详解
容错机制以及事务语义详解错误容错机制是指系统检测故障并恢复正常状态的一种机制，也可以称为容错机制。
容错机制意味着系统能够容忍诸如硬件故障、软件故障等各种故障，并能在最短的时间内恢复正常的正常工作状态，从而确保数据安全性。
容错机制可以归结为以下四个基本原则：容错性，可恢复性，幂等性和事务隔离性。
容错性：容错性指的是系统在发生故障时，能够检测出故障原因，并采取适当的应对措施，从而确保系统的可用性。
可恢复性：系统可恢复意味着在发生故障后，系统可以完整地恢复到正常运行状态，以便确保数据安全性。
幂等性：幂等性指的是系统维护操作的结果不会随着次数的增加而发生变化，因此在多次操作是正确结果也不会发生变化，从而确保数据的完整性。
事务隔离性：事务隔离性是指在多个用户或Transactions共同访问同一数据库时，其中一个Transaction完成之前，另一个Transaction将不会被激活，确保了各个Transaction的数据完整性和独立性。
在此基础上，事务语义指的是用于指导事务处理行为的一种概念性框架，旨在确保完整性、原子性、隔离性和可持续性等事务属性。
完整性：完整性要求事务不会导致数据库状态的损坏，即不会导致数据更新中断或数据库状态可能子失败的情况发生。
原子性：原子性要求事务的所有操作要么都成功，要么都失败，即事务的所有操作应该是不可分割的，可以将整个事务称为一个整体，事务的任何变化都需要通过完成整个事务才能得到更新，因此，在整个事务执行过程中，这些操作必须是有序的，并且不受外界的影响。
隔离性：隔离性要求系统中的事务之间的干扰尽量小，即在一个事务未完成之前，另外一个事务的操作不能对它产生影响，以确保每个事务的操作都可以以某种方式正确完成。
可持续性：可持续性意味着即使系统发生故障，事务所做的更改仍然可以持续保持。
当故障发生时，系统会恢复状态并确定哪些更改在故障发生之前就已经完成了，可以恢复并继续执行。
通过容错机制和事务语义，可以确保系统在遇到故障时能够正确的处理，并确保数据完整可靠，从而使系统能够较好的运行。
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1.6 分布式系统硬件
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1.6.3 基于开关的多处理器
则交叉点开关必须有n2个，当n较大时,交叉点的数目 将急剧增加。所以，人们试图寻找一个需要更少开关 的开关网络。
多级互连网络（Multi-stage Interconnection Networks,简称MINs）:An N☓N MIN consists of several columns(called stages) of switch elements(SEs) and links that connect the N
第二类：单指令流、多数据流SIMD。这一类是指只有一
个指令单元的处理器阵列。指令单元取一条指令，
然后控制多个数据单元并行地进行数据处理,每个数
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1.6 分布式系统硬件
据单元均有自己的数据。这种机器对多组数据的重复 计算相当有用，例如64个独立向量的所有元素求和 。某些超级计算机也属于SIMD(757向量机)。
优点：多个CPU可以同时访问存储模块。
缺点：当两个CPU要同时访问相同的存储模块时，它 们当中之一必须等待。如果有n个CPU和n个存储模块 15
1.6 分布式系统硬件
存储器 CPU
存储器
CPU
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交叉点开关
2╳2 开关
（a)
(b)
图1-6 (a)一个交叉干开关 (b)一个Omega 开关网络
outputs from a stage to the N inputs of the next stage in a certain pattern(2☓2 SEs are commonly used).典型的多级互连网络就是N☓N Omega 网络。
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上述算法作用于如图所示的网络： 以为目标节点
初始： 令() ，将其他节点都标记为(.,∞)
P2 (., ∞)
4 (., ∞)
1
(., ∞)
(., 0)
P1
3
P4 2 P5
5
2 20
P3 (., ∞)
分布式算法： 举例：第一轮
对于，
邻节点为，由当前标记可知距离都为∞，则不能通过任何 节点到达，仍标记为(.,∞)
有一个消息拷贝到达目标。 必须保证有且只有一个拷贝被接收 非冗余型路由算法 对每个目标只需转发消息的一个拷贝。
死锁避免型路由和 非死锁避免型路由
死锁避免型路由算法 通过仔细设计的路由算法，保证不发生死锁。 非死锁避免型路由算法 没有特别的设施来预防或避免死锁。 可能发生死锁，也可能不发生死锁。
集中式算法： 算法举例
上述算法作用于如图所示的网络： 以为源节点
集合只包含源节点即 { }。
对不在中的节点计算： ()()∞； （由于和不与直接相连）
()( )
()()
P2
4
1
P1
3
P4 2 P5
5
2 20
P3
集中式算法： 算法举例（'）
2. 取()()()()中具最小值的对应节点加入到集合中, { }, 对不在中的其它节点更新
(){()()()} {∞∞}∞,
(){()()()} {∞},
P2
4
1
(){()()()} {}。
P1
3
P4 2 P5
5
2 20
P3
集中式算法： 算法举例（'）
3. 取()()()中具最小值的对应节点加入到集合中，{}, 对不在中的其它节点更新
容错性测试报告验证软件对错误和异常情况的容错和恢复能力
容错性测试报告验证软件对错误和异常情况的容错和恢复能力随着软件开发的不断进步，对于软件的稳定性和可靠性要求也越来越高。
容错性测试是评估软件在面对错误和异常情况时的表现，并验证其容错和恢复的能力。
本报告旨在详细分析和总结验证软件在容错和恢复方面的功能和性能。
经过针对性的测试和评估，我们对软件的容错和恢复能力做如下报告。
1. 引言容错性测试是通过创建适当的模拟环境和场景，验证软件在面对各种异常和错误情况下的表现。
容错性测试的目的是发现软件是否能够正确地处理错误输入、异常状态和其他不可预期情况，并能够从错误中恢复或最小化其影响。
2. 测试环境为了准确模拟真实使用情况下的错误和异常情况，我们搭建了一个包括多种操作系统和硬件设备的测试环境。
在这个环境中，我们使用了各种测试工具和脚本，以模拟用户的不同操作和输入。
3. 容错测试案例我们创建了一系列的容错测试案例，包括但不限于以下情况：- 错误输入：测试软件对于非法输入、格式错误等情况的处理能力。
- 异常状态：测试软件在面临系统故障、资源耗尽等异常状态下的表现。
- 非预期操作：测试软件对于用户的非预期操作和用户行为违规的响应。
- 并发访问：测试软件在多个用户同时访问时的稳定性和资源管理能力。
4. 测试结果和分析在容错测试中，我们评估了软件在每个测试案例下的表现，并记录了相关数据和测试日志。
根据测试结果，我们得出以下结论：- 对于错误输入，软件能够正确地检测和拒绝非法输入，并给出相应的错误提示，保护系统的安全性和稳定性。
- 对于异常状态，软件能够及时发现并处理系统故障，并通过备份和恢复机制来恢复系统正常运行。
- 对于非预期操作，软件能够在用户行为违规时及时做出响应，并保持系统的稳定性和安全性。
- 对于并发访问，软件能够合理分配资源，并保持系统的响应速度和稳定性。
5. 结论和建议根据我们的测试结果，在容错和恢复能力方面，软件表现出色，并能够有效地处理错误和异常情况。
了解计算机系统的高可用性和容错技术
了解计算机系统的高可用性和容错技术在当今数字化时代，计算机系统已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
然而，由于各种原因，计算机系统可能会出现故障或中断。
为了保证计算机系统能够持续运行并提供高质量的服务，高可用性和容错技术变得至关重要。
高可用性是指系统在遇到故障或中断时能够持续运行并提供服务的能力。
为了实现高可用性，计算机系统通常会采用冗余设计。
冗余设计包括硬件冗余和软件冗余。
硬件冗余是通过使用备份组件来确保系统的可用性。
例如，服务器集群可以同时运行多个服务器，当其中一个服务器出现故障时，其他服务器可以接管其工作，从而保证系统的连续性。
另外，还可以使用冗余电源供应或热备份等技术来增加系统的鲁棒性。
软件冗余是通过复制关键软件组件来提高系统的可用性。
例如，可以在不同的服务器上安装相同的应用程序，当一个服务器崩溃时，另一个服务器可以接管其工作。
此外，还可以使用负载均衡器等技术来将流量合理分配给不同的服务器，以避免某台服务器过载而导致系统故障。
容错技术是指通过纠错机制和恢复机制防止系统崩溃或数据丢失的技术。
容错技术可以分为硬件容错和软件容错两种类型。
硬件容错是指通过硬件设计来提高系统的可靠性和容错能力。
例如，RAID（冗余磁盘阵列）技术可以实现数据的冗余存储，当某个硬盘故障时，系统可以从其他硬盘中恢复数据。
此外，还可以使用ECC（错误检测和纠正）内存来检测和纠正内存中的错误，以防止数据损坏和系统崩溃。
软件容错是通过使用算法和技术来提高系统的容错性。
例如，检错码和纠错码可以在传输数据时检测和修复错误，从而防止数据丢失和传输错误。
此外，还可以使用备份和恢复策略来防止系统故障和数据丢失。
除了冗余设计和容错技术，还有其他一些技术可以提高计算机系统的高可用性。
例如，监控和警报系统可以实时监测系统状态并及时通知管理员，以便他们采取措施解决问题。
同时，自动故障转移和自动扩展等技术可以在系统发生故障或负载增加时自动调整系统资源，以保证系统的可用性和性能。
容错概述 课件
8.4.1 FT概述
8.4Fault Tolerance概述
FT实际应用
8.4Fault Tolerance概述
8.4.1 FT概述
FT指导原则
➢ 存储设备可用多种方式标识： ➢ 检查 FT 的要求和限制。 ➢ 确保容错虚拟机拥有足够的 ESXi 主机：
• 任何一个主机上的容错虚拟机（主虚拟机或辅助虚拟机）都不能超过四 个
➢ 在共享存储器上存储 ISO 以连续进行访问： • 尤其是用于重要操作时
8.4Fault Tolerance概述
FT定义
8.4.1 FT概述
➢ 容错系统的设计目标是：当出现计划外中断时，某个备份虚拟机可以立即接 管任务，确保不出现服务中断。（备份虚拟机也称为辅助虚拟机。）
➢ 提供比 vSphere HA 级别更高的业务连续性 ➢ 实现应用程序的零停机和零数据丢失 ➢ FT 可用于任何需要始终可用的应用程序。
容错概述
Fault Tolerance概述
目录 课程回顾 技能要点 知识讲解 技能操作 课程小结
1、FT的定义 2、FT的优势 3、FT的工作方式 4、FT与DRS配合使用
Fault Tolerance概述
目录 课程回顾 单元目标 知识目标 知识讲解 技能操作 课程小结
1、理解什么是FT 2、理解FT的工作方式 3、理解高可用性工作方式 4、配置使用高可用性
当群集启用了 EVC 时，DRS 将为容错虚拟机提出初始放置位置建议、在 重新平衡群集负载期间移动这些虚拟机，并允许您为主虚拟机分配 DRS 自 动化级别。
第5章 容错、备份和恢复
第5章 容错,备份和恢复技术 容错,
容错可以划分为以下集中类型:
(1)实时容错(real-time fault tolerance):这是容错 (1)实时容错(real- tolerance):这是容错 最一般的定义,在发生故障之后,系统立即可 以得到修复并继续运行 (2)短时间容错(short-time fault tolerance):是指 (2)短时间容错(short- tolerance):是指 系统可以挂起两三小时.系统能够修复或被人 工转移到另一台服务器或工作站. (3)长时间容错(long-time fault tolerance):在这 (3)长时间容错(long- tolerance): 种情况下,所有数据和程序可以允许在几小时 或几天只能才得到恢复.容错就是在预期的一 段时间内对所有服务器的完全恢复.
了解服务器的内部冗余是非常有益的.出 现系统故障的一个最常见的原因就是电源故障. 电源故障能导致一些毫不相干的问题出现,通 常表现为频繁的自举,部件的突然失踪等等这 些很难处理和诊断的问题.
5.1 Windows NT容错,恢复技术简介 NT容错, 容错
2.外部电源的冗余 2.外部电源的冗余
引起数据丢失的系统故障有40%～45% 引起数据丢失的系统故障有40%～45% 是由于外部电源故障引起的.对于电源故障, 最好的解决方案就是买不间断电源UPS.大型 最好的解决方案就是买不间断电源UPS.大型 的网络UPS能够连续供电数小时. 的网络UPS能够连续供电数小时.
(1)IDE和EIDE IDE和 最初,IDE驱动器通过控制可编程I/O卡来实现. 最初,IDE驱动器通过控制可编程I/O卡来实现. 随后出现了EIDE驱动器,EIDE解决了IDE中存在的 随后出现了EIDE驱动器,EIDE解决了IDE中存在的 许多问题.EIDE以较小的成本代价换取IDE性能的 许多问题.EIDE以较小的成本代价换取IDE性能的 较大提高.
操作系统期末复习资料（全）
操作系统期末复习资料（全）第⼀章操作系统引论1.操作系统的设计⽬标及作⽤设计⽬的：(⽅便性和有效性是设计操作系统时最重要的两个⽬标)1．有效性：提⾼系统资源利⽤率；提⾼系统吞吐量。
2．⽅便性：配置OS后可使计算机系统更容易使⽤。
3．可扩充性：现代OS应采⽤新的结构，以便于⽅便的增加新的功能和模块。
4．开放性：系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。
作⽤：1.OS作为⽤户与计算机硬件系统之间的接⼝。
2.OS作为计算机系统资源管理者。
3.OS实现了对计算机资源的抽象。
2. 单道批处理系统和多道批处理系统特点及区别单道批处理系统特点：⾃动性顺序性单道性。
多道批处理系统特点（优缺点）：1.资源利⽤率⾼。
2.系统吞吐量⼤。
3.平均周转时间长。
4. ⽆交互能⼒。
★☆单道批处理系统中，内存中仅有⼀道作业，⽆法充分利⽤系统资源。
多道批处理系统中，作业按⼀定算法从外存的“后备队列”中调⼊内存，使它们共享各种资源。
1.分时系统和实时系统的特点特征⽐较：1>．多路性。
实时信息处理系统也按分时原则为多个终端⽤户服务。
实时控制系统的多路性则主要表现在系统周期性地对多路现场信息进⾏采集，以及对多个对象或多个执⾏机构进⾏控制。
⽽分时系统中的多路性则与⽤户情况有关，时多时少。
2>．独⽴性。
实时信息处理系统中的每个终端⽤户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独⽴地操作，互不⼲扰；⽽实时控制系统中，对信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不⼲扰。
3>．及时性。
实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以⼈所能接受的等待时间来确定的；⽽实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截⽌时间或完成截⽌时间来确定的，⼀般为秒级到毫秒级，甚⾄有的要低于100微秒。
4>．交互性。
实时信息处理系统虽然也具有交互性，但这⾥⼈与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专⽤服务程序。
它不像分时系统那样能向终端⽤户提供数据处理和资源共享等服务。
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4.1.2 处理机池模型
处理机池模型的另一优点 工作负载 Case1: 低任务量：发邮件 Case2: 大型工程开发 Make Matlab 人工智能程序
4.1.2 混合模型
工作站
交互工作
处理机池
大任务工作
优点：
响应时间短 资源利用率高 系统设计简单
一个重要的分析结果： 将n个独立排队系统集中起来 请求到达速率为nλ 处理机处理速率为nμ 那么，平时响应时间为T1=1/n〔μ-λ〕=T/n
4.1.2 处理机池模型
这个结果具有一定普遍性并已应用到很多的系统中 例：航空公司更愿意每5个小时飞一架300座的747飞
机，而不愿意每10分钟飞一架10座的商业飞机。
有限状态自动机 (FSM)
优点：
对于说明数据处理是非常理想的
限制：
固有地串行化了所有并发 明确假设一个输入的所有处理在下一个输入到达之前完成
4.1分布式系统模型
图模型
4.1分布式系统模型
图模型 局限性： 它没有表达“状态〞的概念
4.1分布式系统模型
分布式系统模型的分类
工作站模型 处理机池模型 两者混合模型
数学函数型
[y1,y2,…,yn]=f(x1,x2,…,xn) f(x1,x2,…,xn)=f1(f2(f3(x1,x2,x3,…,xn)))
特点：分层 分层的好处：
组织大量数据 检查层次间输入与输出的一致性
缺点：不保存数据
4.1分布式系统模型
有限状态自动机 (FSM)
4.1分布式系统模型
态访问的“空闲工作站〞。
4.1.2 处理机池模型
使用排队论来描述和分析 在一个排队系统中，用户随机地向效劳器请求效劳 当效劳器忙时，用户必须排队等待效劳 按顺序被效劳
软件测试中的容错性测试方法
软件测试中的容错性测试方法在软件开发过程中，容错性是一个非常重要的考量因素。
容错性测试旨在检查软件系统在面对异常情况下的表现和应对能力，以确保软件能够合理、安全地处理错误，并能够保持正常的运行状态。
本文将介绍几种常见的软件测试中的容错性测试方法。
一、界面测试界面测试是容错性测试的一种常见方法。
它主要验证软件系统在用户界面上的反应能力和容错机制。
通过界面测试，可以模拟用户对界面的各种异常操作，如无效输入、越界输入等，以验证软件系统在这些情况下的表现和应对能力。
界面测试还可以测试系统对于不同用户角色的权限管理，以及对于用户交互过程中的错误处理能力。
二、边界值测试边界值测试是一种常用的容错性测试方法。
它通过测试软件系统在边界参数上的表现，以揭示系统在处理临界值时可能存在的问题。
边界值测试要求测试人员选取各个参数的最小值、最大值和临界值进行测试，以确保系统在这些值上正确响应并保持稳定。
边界值测试也可以帮助发现系统在处理超出边界范围的输入时可能出现的异常行为。
三、异常处理测试异常处理测试是一种重要的容错性测试方法。
它主要验证软件系统在处理各种异常情况时的能力和可靠性。
异常处理测试可以模拟系统遇到各种异常情况，如网络中断、数据库故障、硬件故障等，以验证系统在这些情况下的表现和应对能力。
通过异常处理测试，可以发现系统在异常情况下可能出现的错误提示、日志记录、自动恢复等功能是否正常运作。
四、并发性测试并发性测试也是一种常见的容错性测试方法。
它主要验证软件系统在多个用户同时操作、同时访问共享资源的情况下的表现和应对能力。
并发性测试可以模拟不同用户同时对系统进行操作，以测试系统的并发处理能力和并发冲突解决机制是否正常工作。
通过并发性测试，可以发现系统在并发操作下可能出现的死锁、数据冲突、资源竞争等问题，并及时进行修复和优化。
五、恢复能力测试恢复能力测试是一种重要的容错性测试方法。
它主要验证软件系统在发生错误或崩溃后的自动恢复能力。