Номер 2, страница 48, часть 2 - гдз по алгебре 7-9 класс учебник Высоцкий, Ященко

2 Приведите примеры дублирования важных систем. Зачем это делается?

Примеры дублирования важных систем

Дублирование (или резервирование) — это принцип проектирования, при котором ключевые компоненты системы создаются в нескольких экземплярах. Вот несколько примеров из разных областей:

Авиация и космонавтика: В самолетах дублируются или даже троируются важнейшие системы: двигатели (на большинстве пассажирских лайнеров их два или четыре), системы управления (например, гидравлические системы, электроника), навигационные приборы. В космических аппаратах, таких как марсоходы или Международная космическая станция, дублируются бортовые компьютеры, системы жизнеобеспечения и связи.

Информационные технологии: В центрах обработки данных (ЦОД) широко используется дублирование для обеспечения непрерывной работы. Примеры включают RAID-массивы (данные хранятся на нескольких дисках так, что выход из строя одного диска не ведет к потере информации), резервные источники питания (ИБП и дизельные генераторы), дублирующие сетевые каналы и зеркалирование серверов, когда полная копия сервера готова в любой момент заменить основной.

Энергетика: В больницах, на военных объектах и других критически важных учреждениях устанавливают резервные электрогенераторы, которые автоматически включаются при отключении основной сети. Электрические подстанции и линии электропередач также часто дублируются для надежности энергоснабжения.

Биология: В живых организмах природа также использует принцип дублирования. У человека и многих животных есть парные органы: две почки, два легких, два глаза, два уха. Потеря одного из парных органов, хотя и снижает функциональные возможности организма, не является фатальной.

Автомобилестроение: Современные автомобили оснащены двухконтурной тормозной системой. Если один из контуров выходит из строя (например, из-за утечки тормозной жидкости), второй продолжает работать, позволяя водителю остановить автомобиль.

Ответ:

Зачем это делается?

Основная цель дублирования — повышение надежности и отказоустойчивости системы. Отказ одного элемента в сложной системе может привести к полному выходу ее из строя, что в некоторых случаях недопустимо и может иметь катастрофические последствия (гибель людей, огромные финансовые потери, потеря уникальных данных). Дублирование позволяет системе продолжать функционировать, даже если один из ее компонентов отказал.

Это достигается за счет нескольких ключевых преимуществ:

1. Предотвращение полного отказа: Если основной компонент выходит из строя, резервный (дублирующий) компонент немедленно берет на себя его функции. Это обеспечивает бесперебойность работы (высокую доступность).

2. Повышение безопасности: В системах, где ошибка может стоить жизни (авиация, медицина, атомная энергетика), дублирование является фундаментальным требованием безопасности.

3. Упрощение обслуживания: Резервирование позволяет проводить техническое обслуживание или замену вышедшего из строя компонента без остановки всей системы.

Математически преимущество дублирования можно показать на простом примере. Допустим, вероятность отказа одного компонента за определенное время равна $P_{fail}$. Тогда для системы без дублирования вероятность ее отказа равна $P_{fail}$. Если же мы используем два независимых идентичных компонента, то система откажет только в том случае, если выйдут из строя оба. Вероятность этого события равна $P_{system\_fail} = P_{fail} \times P_{fail} = (P_{fail})^2$. Поскольку $P_{fail}$ обычно является малой величиной (например, $0.01$, или 1%), то $(P_{fail})^2$ будет значительно меньше (в нашем примере $0.0001$, или 0.01%). Таким образом, надежность системы многократно возрастает.

Ответ: