? ? 系統(tǒng)的性能并不是唯一指標(biāo)驻子，尤其是現(xiàn)在灿意，系統(tǒng)的移動(dòng)性、功耗也成為了都成為了最重要崇呵，甚至在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上是超過(guò)性能的指標(biāo)缤剧。對(duì)于一些極端的設(shè)備，性能可能是最次的考察指標(biāo)演熟，比如飛機(jī)上的黑匣子最重要的是穩(wěn)定性鞭执，南極科考站的系統(tǒng)最重要的是低溫情況下的運(yùn)作情況。對(duì)于我們一般人而言芒粹，最重要的可能是系統(tǒng)的容錯(cuò)性和安全性兄纺。

? ? 系統(tǒng)的容錯(cuò)主要是兩種方面，一個(gè)是數(shù)據(jù)的容錯(cuò)化漆，這是指系統(tǒng)能夠自動(dòng)糾正可能含有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)估脆；一個(gè)是控制的容錯(cuò)，這是指系統(tǒng)在控制出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候座云，能夠按照正常的方式運(yùn)行而不會(huì)崩潰疙赠。要處理這些錯(cuò)誤付材，勢(shì)必是要付出代價(jià)的，或者是通過(guò)冗余的方式在發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候進(jìn)行恢復(fù)圃阳，或者增加額外的控制方法來(lái)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的錯(cuò)誤厌衔。

? ? 數(shù)據(jù)通信中，是最常見(jiàn)發(fā)生錯(cuò)誤的部分捍岳。但第一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題就是富寿，如何知道數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生錯(cuò)誤了？
假設(shè)從設(shè)備A到設(shè)備B锣夹，發(fā)送的信息是XYZ的話：
? ? ? ? 設(shè)備A知道A發(fā)送的是什么
? ? ? ? 設(shè)備B知道B收到的是什么
? ? ? ? 但是設(shè)備A不知道B收到的是什么
? ? ? ? 設(shè)備B不知道A發(fā)送的是什么页徐。
雖然像繞口令，但是大概明確了這個(gè)問(wèn)題為什么是個(gè)需要解決的問(wèn)題银萍。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是：
? ? ? ? 設(shè)備A發(fā)送給B之后变勇，
? ? ? ? B返回給A他收到的內(nèi)容，
? ? ? ? A根據(jù)收到的內(nèi)容來(lái)判斷是否和發(fā)送的內(nèi)容一致贴唇，
? ? ? ? 如果一致的話搀绣，告訴B這是一致的。
這固然是可以的方法滤蝠，但是他將同樣的內(nèi)容發(fā)送了兩次豌熄，并且進(jìn)行了三次數(shù)據(jù)傳遞。如果原本一次數(shù)據(jù)傳遞發(fā)生錯(cuò)誤的概率是a%物咳，那么由于一次“被確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳遞”需要三次普通的數(shù)據(jù)傳遞，這個(gè)“被確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳遞”的只要其中一次傳遞發(fā)生錯(cuò)誤蹄皱，就會(huì)整體的錯(cuò)誤览闰，所以不僅數(shù)據(jù)傳輸?shù)男首兊土耍B數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸沧兊土恕?/p>

另外一種解決方法是巷折，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中压鉴，增加一些信息來(lái)校驗(yàn)前面的數(shù)據(jù)中是否發(fā)生了錯(cuò)誤。比如最簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)锻拘，對(duì)于每一個(gè)字節(jié)的8個(gè)bit油吭，計(jì)算這個(gè)字節(jié)中1的數(shù)量，奇數(shù)個(gè)1的話就在后面添上一位校驗(yàn)碼1署拟，偶數(shù)個(gè)1的話就在后面添上一位校驗(yàn)碼0婉宰。這樣做的效果是，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)增加了12.5%推穷，因?yàn)槊?位數(shù)據(jù)要添加一位校驗(yàn)心包；有50%的概率發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，因?yàn)楫?dāng)偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)位發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)馒铃，奇偶校驗(yàn)失效（這句話不正確蟹腾，實(shí)際上是奇偶校驗(yàn)碼和數(shù)據(jù)位錯(cuò)誤數(shù)一致時(shí)）痕惋。通過(guò)設(shè)計(jì)更好的校驗(yàn)方法，能有更高的糾錯(cuò)能力娃殖。

知道是否有錯(cuò)誤之后值戳，我們有兩個(gè)選擇，一個(gè)是直接丟棄這部分?jǐn)?shù)據(jù)炉爆，另一個(gè)是試圖修復(fù)這部分?jǐn)?shù)據(jù)堕虹。如果只考慮根據(jù)手中的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)糾錯(cuò)，那么必須要使用更多的冗余信息來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)叶洞。比如海明碼通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的多重校驗(yàn)鲫凶，來(lái)找到具體哪一位發(fā)生了錯(cuò)誤，當(dāng)然這會(huì)增加更多的數(shù)據(jù)冗余衩辟，并且只有有限的數(shù)據(jù)修復(fù)能力螟炫。

對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)，也許重新請(qǐng)求傳輸數(shù)據(jù)是一種更好的方法艺晴。如果是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)昼钻，就有更多的選擇。比如很多人使用的Ghost鏡像封寞，就是在系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候快速恢復(fù)系統(tǒng)的冗余然评，原理很簡(jiǎn)單，把所有東西都做備份狈究。硬件上可以采用多塊硬盤互相備份的方式碗淌，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的回復(fù)，比如RAID系統(tǒng)保障了系統(tǒng)內(nèi)一塊或幾塊硬盤毀壞抖锥，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失亿眠，由于采用了封裝的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)RAID操作就和對(duì)于一塊硬盤操作的方式一樣磅废。
如果從更大的維度上看纳像，類似于Google這樣的公司在全球各地設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)中心。這就將容錯(cuò)提升到了災(zāi)備的級(jí)別拯勉，即便有一個(gè)數(shù)據(jù)中心因?yàn)榈卣鸹蛘吒鞣N災(zāi)難毀壞了竟趾，其他數(shù)據(jù)中心也會(huì)繼續(xù)工作，用戶的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失宫峦。當(dāng)然這樣的冗余成本也是巨大的岔帽。

除了硬件上的容錯(cuò)機(jī)制之外，軟件上也會(huì)有對(duì)于操作的容錯(cuò)斗遏，比如通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的日志來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)山卦。此外就是一些軟件設(shè)計(jì)上的容錯(cuò)，比如支付寶在支付的時(shí)候需要經(jīng)過(guò)若干步驟，就是為了在錯(cuò)誤的下單后能夠及早發(fā)現(xiàn)和糾正账蓉。這些容錯(cuò)的手段枚碗，或者是通過(guò)冗余的信息使得操作能夠恢復(fù)到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，或者是通過(guò)冗余的流程來(lái)糾正錯(cuò)誤的操作铸本。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)容錯(cuò)性的原則實(shí)際上依然是依賴于分層與封裝肮雨。容錯(cuò)機(jī)制都是為了讓每一層和每一個(gè)模塊確保自己所存儲(chǔ)或者傳遞的信息是正確的，也基本都是發(fā)生在該層或者該模塊箱玷。比如網(wǎng)絡(luò)通信中怨规，這些校驗(yàn)碼都是在物理傳輸層面進(jìn)行的，這樣使用這一層的通信層就可以依賴完全正確的物理傳輸進(jìn)行傳遞锡足；這一層會(huì)進(jìn)行相互對(duì)話來(lái)確保A到B波丰，B到A的通信是暢通的，這樣更高的應(yīng)用層就可以依賴通信層互通的鏈接來(lái)傳遞更多的數(shù)據(jù)舶得。