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安全关键系统的错误检测与处理及设计安全状态

1. 系统恢复机制 - 重启（Rejuvenation）

在系统运行过程中，我们的目标是防止错误演变成故障，若无法避免，也要尽可能以可控的方式应对故障。重启就是一种可控地打破错误与故障之间联系的方法，简单来说，重启就像是定时按下“复位”按钮。

大多数使用计算机的人都知道，重启电脑能解决很多软件问题，这种原理同样适用于嵌入式系统。不过，像嵌入式心脏起搏器这类设备，重启可能并不现实。

重启的目的在于在错误引发故障之前将其拦截并消除。代码中的错误可能会导致诸如僵尸线程、数据碎片化、内存损坏、资源泄漏等问题，这些问题虽已出现，但尚未引发系统故障。例如，澳航72号航班的问题就是通过重启解决的。根据澳大利亚运输安全局的报告，当故障模式启动后，飞机的大气数据惯性基准单元（ADIRU）的异常行为会一直持续，直到该单元关闭，重新启动电源后，单元恢复正常运行。

1.1 何时进行重启

多数嵌入式系统都有自然的运行周期。例如，飞机飞行时间不超过36小时，医疗设备连续使用不超过一个月，汽车行驶不超过几小时等。鉴于这些周期性，在这些合适的时间点将重启纳入运行要求似乎是合理的。但部分原因是设计师往往倾向于追求完美，很多人认为要求系统定期重启是一种失败。

1.2 重启的作用

从可用性分析师的角度看，重启类似于硬件维护中的定期更换。例如，轻型飞机的活塞发动机每1800小时必须更换，而不是等到它出现故障再进行维修。

通过比较两个马尔可夫模型（图8.9）可以说明重启的效果：
-无重启情况：系统以每小时r1的速率从全新