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복구 블록 스키마

1975-06-01
  • Brian Randell
최신 사무실 환경에서 복구 블록 체계를 분석하는 소프트웨어 엔지니어.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

The recovery block scheme is a 소프트웨어 fault-tolerance technique based on design diversity and backward error recovery. It structures a program as a series of blocks, each with a primary module, an acceptance test, and one or more alternate modules. If the primary module’s output fails the acceptance test, the system state is restored, and an alternate module is executed.

브라이언 랜델이 도입한 복구 블록 개념은 소프트웨어 내결함성을 달성하기 위한 구조화된 접근 방식입니다. 이 개념은 특정 작업에 대해 대체 모듈이라고 하는 중복 소프트웨어 모듈을 제공하고, 작업 결과의 정확성을 검증하는 메커니즘을 결합하는 원칙에 기반합니다. 핵심 구성 요소는 인수 테스트(AT), 기본 대체 모듈(P), 그리고 일련의 보조 대체 모듈(Q1, Q2, ...)입니다. 기본 대체 모듈을 실행하기 전에 시스템은 현재 상태의 체크포인트를 저장합니다. P가 완료되면 출력에 대해 인수 테스트가 실행됩니다. AT는 결과가 허용 가능한지 검증하는 중요한 논리입니다. 절대적인 정확성을 증명할 필요는 없지만, 결과가 합리적이고 일관성이 있는지를 검증하는 것이 중요합니다.

AT(인식 테스트)를 통과하면 체크포인트는 폐기되고 프로그램은 계속 진행됩니다. 그러나 AT가 실패하거나 기본 대안 실행 자체가 실행되지 않으면(예: 런타임 오류 발생 시) 시스템은 롤백을 수행합니다. 저장된 체크포인트의 상태로 복원한 후 다음 대안 실행(Q1)을 순서대로 실행합니다. Q1의 출력은 동일한 승인 테스트를 거칩니다. 이 과정은 대안 실행 중 하나가 테스트를 통과하는 결과를 생성하거나 모든 대안 실행이 완료될 때까지 계속되며, 이때 시스템 수준의 오류가 선언됩니다.

복구 블록의 효과는 대체 모듈의 다양성에 달려 있습니다. 기본 모듈과 보조 모듈은 이상적으로는 서로 다른 팀에서 서로 다른 알고리즘이나 프로그래밍 언어를 사용하여 독립적으로 설계 및 구현해야 합니다. 이렇게 하면 모든 대체 모듈에 공통적인 설계 결함(버그)이 존재하여 인수 테스트에서 동일한 방식으로 실패할 가능성을 최소화할 수 있습니다. 인수 테스트 자체가 단일 실패 지점이므로 테스트 대상 모듈보다 더 단순하고 신뢰할 수 있어야 합니다. 또 다른 소프트웨어 내결함성 기법인 N-버전 프로그래밍과 비교했을 때, 복구 블록은 한 번에 하나의 모듈만 실행하므로 더 효율적일 수 있지만, 롤백 및 재실행 가능성으로 인해 지연 시간이 발생할 수 있습니다.

UNESCO Nomenclature: 1203
컴퓨터 과학

유형

소프트웨어/알고리즘

분열

점진적

용법

틈새/전문 분야

전구체

  • 프로그래밍 언어에서의 예외 처리 개념
  • 데이터베이스 트랜잭션 및 롤백 메커니즘
  • 프로그램 검증 및 정확성에 대한 초기 작업
  • 하드웨어 엔지니어링에서 비롯된 중복성의 일반 원칙

응용 프로그램

  • 철도 신호 시스템의 안전 필수 소프트웨어
  • 원자력 발전소 보호 시스템
  • 소프트웨어 오류가 치명적인 결과를 초래하는 항공우주 분야 애플리케이션
  • 실험적인 내결함성 운영 체제

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 주제: 복구 블록, 소프트웨어 내결함성, 설계 다양성, 인수 테스트, 역방향 오류 복구, 체크포인트, 브라이언 랜델, 안전 필수 소프트웨어, 중복 모듈, N 버전 프로그래밍.

역사적 맥락

복구 블록 스키마

1970
1970
1970-01-01
1975-06-01
1980
1980
1980
1970
1970
1970
1973
1980
1980
1980
1982-07-01

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

관련 발명, 혁신 및 기술 원칙

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