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Redundantie

Redundanz (Latein: überflüssig machen, 'Überlauf') ist das mehr als notwendige (Häufigkeits-)Vorkommen von etwas.

Technik

Technische Systeme können sowohl auf Komponenten- als auch auf Systemebene redundant realisiert werden. Dies bedeutet, dass bestimmte Teile (unter der Leitung eines speziellen Algorithmus) sind doppelt oder öfter vorhanden, damit das Ganze auch bei Ausfall eines Teils einwandfrei funktioniert. Beispiele sind: redundantes Array unabhängiger Festplatten (RAID) und Cluster-Computing.

Sprache

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Gesprochene und geschriebene Sprache enthalten manchmal auch Redundanzen. Das kann funktional sein, aber nicht immer. Die Redundanz tritt auf allen Sprachniveaus auf, insbesondere in Rechtschreibung, Aussprache, Syntax und Semantik.

Verteilung

In der Technik tritt Redundanz beispielsweise auf mit Trinkwasserunternehmen, findet man hier oft zwei oder mehr völlig unabhängige Systeme, so dass bei Ausfall eines Systems die Auslieferung zumindest teilweise fortgesetzt werden kann. Ebenfalls Kraftwerke sind miteinander verbunden durch a Hochspannungsnetzkoppel, so dass eine Zentrale ohne Unterbrechung der Versorgung komplett abgeschaltet werden kann.

Industrie

Auch Computer zur Steuerung und Überwachung industrieller Produktionsprozesse sind oft doppelt oder manchmal sogar dreifach redundant. Bei der Doppelausführung ist eines der beiden Systeme aktiv und es wird ständig überprüft, ob dieses System noch in Ordnung ist. Wenn nicht, übernimmt das Backup-System sofort die Kontrolle. Dreifache Redundanz beinhaltet oft a WählenSystem laufen alle drei Systeme und führen die gleichen Operationen synchron aus. Die Ausgangssignale werden ständig verglichen; normalerweise sollten alle drei Ausgänge gleich sein. Sobald man davon abweicht, besteht Grund zu der Annahme, dass dieses System nicht in Ordnung ist und dieses Signal nicht verwendet wird.

Redundanz wird auch innerhalb von Computern angewendet, die von vollständigen Fehlertoleranz bis hin zum einfach redundanten Multi-Disk-Storage (RAID).

In jedem Fall sind die Mehrkosten der Redundanz gegen die Kosten durch Daten- oder Funktionsverlust abzuwägen.

Flugzeuge

Systeme in Flugzeugen sind oft dreifach redundant;

  • Komponenten sind dreimal zu stark (Sicherheitsbeiwert = 3)
  • Betriebssysteme sind dreifach.[Quelle?]

Biologie

Es gibt viele verschiedene Arten Zytokine von verschiedenen Zelltypen produziert, einige von ihnen haben überlappende Funktionen und wirken auf mehrere andere Zelltypen. (Dieses verworrene Muster ist auch artenabhängig.) Dieser Überschuss wird als Redundanz bezeichnet. Nach Ansicht einiger Wissenschaftler entstand dieses Muster aus Ko-Evolution mit Krankheitserregern: als a pathogen es Immunsystem diesen Mechanismus umgehen konnte, musste der Organismus wiederum diesen Mechanismus übersteuern. Ein Beispiel dafür ist viral Chemokin-bindende Proteine.

Kryptographie

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Redundanz ist eines der wichtigsten Grundprinzipien innerhalb der Kryptographie. Das Redundanzprinzip bedeutet, dass der Empfänger die Nachricht durch einfaches Anschauen auf Korrektheit überprüfen kann.

Datei

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Zum Beispiel, wenn die Lohnbuchhaltung die Daten der Mitarbeiter verfolgt und Personalvertretung wenn ja, sprechen wir von Redundanz. Sollten sich Daten ändern, zB die Adresse, muss diese zweimal geändert werden. Wenn das nur an einer Stelle passiert, dann Dateninkonsistenz, so dass später nicht mehr klar ist, welche der beiden Daten richtig ist.

Ein Vorteil der Redundanz besteht darin, dass Datenverluste (teilweise) aufgefangen werden können – geht die Lohnbuchhaltung komplett verloren, können bei der Wiederherstellung die Daten der Personalgesellschaft verwendet werden. Die Redundanz wirkt hier als Sicherung. Zum Schutz vor Bitfehlern beim Speichern oder Transportieren von Daten kann absichtlich Redundanz hinzugefügt werden (siehe Codierungstheorie und RAID).

Der Erfolg von Datenkompression, hängt der korrekte Abbau von Redundanzen aus Effizienzgründen in erster Linie vom Typ ab Termine selbst. Einige Datentypen lassen sich besser und schneller komprimieren als andere. Im Allgemeinen sind eine Reihe von Elementen in Daten üblich und die meisten Komprimierungstechniken verwenden sie. Je höher die Redundanz der Daten ist, desto erfolgreicher ist die Komprimierung.

In dem Quellcode eines Computerprogramms redundanter Code Aussehen. Dies sind Codeteile, die ausgeführt werden, aber den Betrieb des Computerprogramms nicht beeinträchtigen.

Wenn Daten in a nicht normalisiertDatenmodell in einem Datenbank gespeichert werden, enthält die Datenbank redundante Information. Wenn beispielsweise Projektdaten zusammen mit Kundendaten in einem Datensatz gespeichert werden, kann die Tabelle die Adresse desselben Kunden mehrfach enthalten. Dies kann ein sogenannter aktualisieren- und/oder Insertionsanomalie Ursache. Redundanz ist normalerweise unerwünscht, aber da das Abgleichen von Daten aus verschiedenen Tabellen zeitaufwändig ist, werden manchmal solche unvollständig normalisierten Tabellen verwendet.

Fehlererkennung und -korrektur

Verwendung vieler Datenverarbeitungssysteme redundante Informationen um den Betrieb des Systems zu überprüfen. Allerdings gibt es hier einen Unterschied zwischen Fehlererkennung und Fehlerkorrektur, einige Mechanismen wie z Paritätsbit oder ein zyklische Redundanzprüfung (CRC) Prüfsumme erkennt nur, ob ein Fehler aufgetreten ist oder nicht. Andere Mechanismen wie Hamming-Code und Reed-Solomon-Code kann die Daten auch bei erkannten Fehlern in gewissem Umfang rekonstruieren. Ist das Signal jedoch zu stark verzerrt, ist eine Rekonstruktion nicht mehr möglich.

Computersysteme

In wichtigen Computersystemen wie Servern werden einige Komponenten (redundant) dupliziert, sodass bei Ausfall einer Komponente eine andere Komponente die Aufgaben übernimmt oder weiterführt. Es gibt Server wo alle Teile dupliziert sind und wo jede Komponente ausfallen kann. Der Server selbst kann auch redundant sein.

Ein Beispiel für Redundanz in Computerkomponenten ist a RAID, das den Ausfall einer Festplatte überwindet, indem Daten auf mehreren Festplatten gespeichert werden. In solchen Systemen sind der Plattencontroller und die Stromversorgung oft auch redundant.

Mögliche redundante Systeme

Tritt in einem redundanten System ein Fehler auf, kann dieses redundante System dieses Problem auf drei verschiedene Arten lösen:

  1. Ausfallsicher dh im Fehlerfall geht das System in den sichersten Zustand über.
  2. Passiv fehlschlagen bedeutet, dass das System aus zwei besteht AusfallsicherSysteme gebaut wird.
  3. Fehler in Betrieb bedeutet, dass das System weiterläuft und betriebsbereit bleibt.

Politik

In einer Koalition ist eine Partei überflüssig, wenn es nicht notwendig ist, den anderen Parteien zu einer Mehrheit zu verhelfen. Eine solche Partei beteiligt sich oft aus Gründen der Solidität, des politischen Gleichgewichts oder zur Erhöhung einer kleinen Mehrheit an der Koalition. Die Koalition muss daher durch die zusätzliche Partei robuster werden.

(Land-)Messung

In dem Vermessung und Geodäsie Es werden immer redundante Messungen durchgeführt. Dies wird als „Redundanz“ bezeichnet. Durch Gleichung der kleinsten Quadrate man erhält dann trotzdem eine eindeutige Lösung des überzähligen Beobachtungsgleichungssystems. Dadurch wird der Einfluss der Messrauschen gelegentlich (und die Präzision). Der Hauptgrund für die Redundanz ist jedoch, dass auf Messfehler getestet werden kann (Verlässlichkeit).

Siehe auch