Fehlertoleranz

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Du hast neue Nachrichten (Unterschied zur vorletzten Version).

Dieser Artikel oder Abschnitt bedarf einer Überarbeitung. Näheres ist auf der Diskussionsseite angegeben. Hilf bitte mit, ihn zu verbessern, und entferne anschließend diese Markierung.

In der Technik, besonders in der Datenverarbeitung, bedeutet Fehlertoleranz (von lat. tolerare, erleiden, erdulden), die Eigenschaft eines technischen Systems, seine Funktionsweise auch aufrechtzuerhalten, wenn unvorhergesehen Eingaben oder Fehler in der Hard- oder Software auftreten.

Fehlertoleranz erhöht die Zuverlässigkeit eines Systems, wie es beispielsweise in der Medizintechnik oder in der Luft- und Raumfahrttechnik gefordert ist. Fehlertoleranz ist ebenso eine Voraussetzung für Hochverfügbarkeit, die insbesondere in der Telekommunikationstechnik eine wichtige Rolle spielt.

[Bearbeiten] Ansätze auf verschiedenen Ebenen

Fehlertoleranz kann auf verschiedenen Ebenen erreicht werden. Je nach Einsatzgebiet (PC, Medizintechnik, Weltraumtechnik, ...) sind verschiedene Ansätze sinnvoll, auch Kombinationen bieten sich oft an.

[Bearbeiten] Fehlertoleranz in Hardware

Hardware, d. h. eine elektronische Schaltung, kann z. B. durch Hinzufügen von Redundanz fehlertolerant gemacht werden.

Laufen z. B. zwei Implementierungen einer Schaltung parallel (dual modular redundancy, DMR), so kann eine Entscheidungseinheit einen Fehler durch Vergleichen der Ausgänge der beiden Komponenten feststellen, jedoch nicht korrigieren.

Fügt man eine weitere Instanz der Komponenten hinzu (triple modular redundancy, TMR), so kann eine Entscheidungseinheit einen Fehler korrigieren. Wird die fehlerhafte Einheit als defekt markiert, ist ein weiter Fehler erkennbar (wie bei DMR).

[Bearbeiten] Fehlertoleranz in Software

Auf Software-Ebene kann Fehlertoleranz durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

Design-Diversität: verschiedene Implementierung eines Algorithmus laufen parallel
Daten-Diversität: die Eingabedaten werden leicht modifiziert mehrfach bearbeitet (z. B. gut gegen Rundungsfehler)
Temporale Diversität: ein Algorithmus wird mit denselben Daten mehrfach aufgerufen (z. B. gut gegen kurzzeitige Hardwarefehler)

[Bearbeiten] Fehlertoleranz in Benutzerschnittstellen

Häufig verursachen fehlerhafte Benutzereingaben, also menschliches Versagen, abnorme Betriebszustände. Fehlertoleranz ist daher eines der Gestaltungsprinzipien für Dialoge nach DIN EN ISO 9241, Abschnitt 10 (Grundsätze der Dialoggestaltung). Ein Dialog ist fehlertolerant, wenn das beabsichtigte Arbeitsergebnis trotz erkennbar fehlerhafter Eingaben entweder mit keinem oder mit minimalem Korrekturaufwand durch den Benutzer erreicht werden kann:

Unterstützung bei der Entdeckung und Vermeidung von Eingabefehlern (Plausibilisierung)
Keine Systemabbrüche oder undefinierten Systemzustände
Fehlererläuterungen zu Korrekturzwecken
Zusätzlicher Darstellungsaufwand zur Fehlerlokalisierung
Automatische Fehlerkorrektur mit Information, abschaltbar
Aufschiebbare Fehlerbehandlungen
Zusätzliche Erläuterungen auf Anforderung
Prüfung und Bestätigung vor Ausführung
Fehlerbehebung ohne Zustandsänderung des Dialogs

Siehe auch: Benutzerfreundlichkeit

[Bearbeiten] Literatur

Thomas Becker: Transparente Fehlertoleranz in verteilten Systemen, Shaker Verlag, ISBN 3-8265-1194-8
Jürgen Eich: Fehlertoleranz durch robuste Regelung am Beispiel eines redundanten elektrohydraulischen Stellantriebs, Shaker Verlag, ISBN 3-8265-6229-1
Stefan Petri: Lastausgleich und Fehlertoleranz in Workstation-Clustern, Shaker Verlag, ISBN 3-8265-2471-3
Alexander Krautstrunk: Fehlertolerantes Aktorkonzept für sicherheitsrelevante Anwendungen, Shaker Verlag, ISBN 3-8322-4203-1
Diskussionskreis Fehlertoleranz 2005, Shaker Verlag, ISBN 3-8322-4427-1
Sergio Montenegro: Sichere und fehlertolerante Steuerungen: Entwicklung sicherheitsrelevanter Systeme, Hanser Verlag, ISBN 3-446-21235-3
Karsten Grans: Das Duplexsystem mit Rückwärtsbehebung - ein kombiniert redundantes Fehlertoleranzverfahren für verteilte Systeme, Logos Verlag, ISBN 3-89722-591-3
Klaus Echtle: Fehlertoleranzverfahren, Springer, ISBN 3-54052-680-3
Jürgen Stoll: Fehlertoleranz in verteilten Realzeitsystemen - Anwendungsorientierte Techniken, Springer, ISBN 3-54052-331-6
Hubert Mäncher: Fehlertolerante dezentrale Prozessautomatisierung, Springer, ISBN 3-54018-754-5
Rolf Hedtke: Mikroprozessorsysteme: Zuverlässigkeit, Testverfahren, Fehlertoleranz, Springer, ISBN 3-54012-996-0
Winfried Görke, H. Sörensen: Fehlertolerierende Rechensysteme, Springer, ISBN 3-54051-565-8
J. Schneider: Fehlerreaktion mit Speicherprogrammierbaren Steuerungen - ein Beitrag zur Fehlertoleranz, Springer, ISBN 3-54058-170-7
Franz-Josef Markus: Verteilte dynamische und fehlertolerante Prozeßzuordnung für Multicomputer mit einer integrierten graphischen Entwicklungsumgebung, Tectum Verlag, ISBN 3-82881-082-9
Uwe Gläser, Uwe Steinhausen: Fehlererkennung und Fehlertoleranz beim assoziativen RAM-Speicher (ARAM), GMD-Forschungszentrum Informationstechnik GmbH, ISBN 3-88457-172-9
Jürgen Nikolaizik, Boris Nikolov, Joachim Warlitz: Fehlertolerante Mikrocomputersysteme, Verlag Technik, ISBN 3-34100-859-4
Sven Nilsson: Konzept und Architektur eines fehlertoleranten Mehrmikrorechner-Systems, ISBN 3-81072-148-4
Mario DalCin: Fehlertolerante Systeme: Modelle der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Diagnose und Erneuerung, ISBN 3-51902-352-0
Lavrentios Servissoglou: TUFT - Tübinger Fehlertoleranz für Nachrichtenaustauschsysteme, ISBN 3-89722-037-7
Norbert Becker: Entwurf und Implementierung eines fehlertoleranten Datenerfassungssystems für SPS-Steuerungen, ISBN 3-93121-634-9