Надёжность (компьютерные науки)

В целом, создание надежных систем, охватывающих каждую точку возможного отказа, затруднено из-за огромного количества возможных входов и их комбинаций[4]. Поскольку для тестирования всех входов и их комбинаций потребуется слишком много времени, разработчики не могут исчерпывающе исследовать все случаи. Вместо этого разработчик попытается обобщить такие случаи[5]. Например, представьте, что вы вводите целочисленные значения. Некоторые выбранные входные данные могут состоять из отрицательного числа, нуля и положительного числа. Используя эти числа для тестирования программного обеспечения таким образом, разработчик обобщает набор всех случаев тремя числами. Это более эффективный и управляемый метод, но более подверженный сбоям. Обобщение тестовых примеров является примером только одного метода для решения проблемы с отказом, а именно с ошибкой из-за неправильного ввода данных пользователем. Системы обычно также могут выходить из строя по другим причинам, таким как отключение от сети.

Несмотря на это, сложные системы должны обрабатывать любые ошибки. Есть много примеров таких успешных систем. Некоторые из самых надежных систем являются развивающимися и могут быть легко адаптированы к новым ситуациям[4].

Программы и программное обеспечение являются инструментами, ориентированными на очень специфическую задачу, и поэтому не являются обобщенными и гибкими[4]. Однако наблюдения за такими системами, как Интернет или биологические системы, демонстрируют такую важную характеристику, как адаптация к окружающей среде. Одним из способов адаптации биологических систем к окружающей среде является использование избыточности[4]. Многие органы функционально избыточны в биологическом организме. Например, почка является одним из таких примеров. Людям, как правило, нужна только одна почка, но наличие второй почки сохраняет возможности организма при отказе первой. Этот же принцип может быть применен к программному обеспечению, но есть некоторые проблемы. При применении принципа избыточности к информатике слепое добавление кода не рекомендуется. Слепое добавление кода приводит к большему количеству ошибок, усложняет систему и усложняет её понимание[6]. Код, который не обеспечивает подкрепления уже существующему коду, нежелателен. Вместо этого новый код должен обладать эквивалентной функциональностью, чтобы в случае нарушения функции код, предоставляющий ту же функцию, смог заменить её, используя ручное или автоматическое разнесение программного обеспечения. Для этого новый код должен знать, как и когда следует учитывать точку сбоя[4]. Это означает, что в систему необходимо добавить больше логики. Но поскольку система добавляет больше логики, компонентов и увеличивается в размерах, она становится все более сложной. Таким образом, при создании более избыточной системы она также становится более сложной, и разработчики должны учитывать балансирование избыточности со сложностью.

В настоящее время компьютерные технологии не направлены на создание надежных систем[4]. Скорее они стремятся сосредоточиться на масштабируемости и эффективности. Одна из главных причин того, почему сегодня не уделяется внимания надежности, заключается в том, что это трудно сделать в общем виде[4].