Fault Handling（缺陷處理）

Jan. 26 21:45~22:15

 

系統失效的原因是因為程式的執行引爆了某個fault，導致error，最後形成failure。當例外發生之後，如果希望系統可以持續提供服務，除了修正error狀態，還需要進一步把存在於系統中的fault給排除，否則系統繼續執行下去還是有很高的機會再度引爆同一個fault，結果還是產生failure。

Fault handling就是探討如何排除fault的方法，雖然屬於比較偏向容錯處理的領域，但是在某些特定的狀況之下，例外處理還是可以應用fault handling的技巧來提升系統的強健度。

依據Avizienis等人[1]的分類，fault handling包含以下四個操作：

• 診斷（diagnosis）：鑑定與紀錄錯誤發生的原因，包含錯誤發生的位置與種類。
• 隔離（isolation）：將失效的元件從系統中隔離，以防止後續的操作繼續使用到這個失效的元件。
• 重新組態（reconfiguration）：如果系統有冗餘或是備用的元件，則將系統重新組態以便使用這些冗餘或備用元件。或是重新指派工作，讓沒有發生問題的元件來取代被隔離的元件。
• 重新初始化（reinitialization）：確認重新組態之後的系統是可運作的之後，重新設定系統以便採用這個新的組態。

Fault handling的四個操作在日常生活中也經常會套用。例如，鄉民們連續三天使用電腦打報告或是寫程式，最後搞到自己的右手很痛，幾乎無法使用滑鼠（發生failure）。經過醫生或是自己自行檢查之後（診斷），判斷是手腕出了問題，要休息一個禮拜不能使用滑鼠（隔離）。但是公司並不會因此允許你一個禮拜不用上班，你還是要想辦法維持自己處在強健度等級三。因此你嘗試重新調整工作模式，改用左手來使用滑鼠（重新組態）。改變之後發現雖然工作速度變慢了一些，但是至少還可以繼續幫公司賣命。最後你決定重新安排桌面，把滑鼠和滑鼠墊移到左邊，改用左手來操控（重新初始化）。

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雖然容錯設計的成本比例外處理要高出許多，但了解一些容錯設計的方法，有時候對於例外處理設計還是很有幫助的。

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友藏內心獨白：不找出內奸，當然會屢戰屢敗啊。

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[1] A. Avizienis, J.-C. Laprie, B. Randell, and C. Landwehr, “Basic Concepts and Taxonomy of Dependable and Secure Computing,” IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, vol. 1, no. 1, 2004.