容錯并行程式設計英文解釋翻譯、容錯并行程式設計的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 failure-tolerant parallel programming

分詞翻譯：

容錯的英語翻譯：

【計】 fault tolerance

并行程式設計的英語翻譯：

【計】 concurrent programming; parallel programing

專業解析

容錯并行程式設計 (Fault-Tolerant Parallel Programming)

從漢英詞典角度看，“容錯并行程式設計”是一個複合計算機科學術語，可拆解并解釋如下：

容錯 (Fault-Tolerance / Róngcuò):
- 漢義：指系統或程式在部分組件（硬件或軟件）發生故障或錯誤時，仍能繼續正确運行或提供降級但可接受服務的能力。核心在于“容忍錯誤”，而非完全避免錯誤。
- 英義： The property that enables a system or program to continue operating properly in the event of the failure of some of its components (hardware or software). It emphasizes the ability to "tolerate faults" rather than preventing all faults.
并行 (Parallel / Bìngxíng):
- 漢義：指多個計算任務或進程在同一時間段内同時執行。通常利用多核處理器、多處理器系統或分布式計算環境來實現，旨在提高計算速度和效率。
- 英義： Refers to the simultaneous execution of multiple computational tasks or processes during the same time period. It is typically achieved using multi-core processors, multiprocessor systems, or distributed computing environments, aiming to increase computational speed and efficiency.
程式設計 (Programming / Chéngxù shèjì):
- 漢義：指設計和編寫計算機程式的過程，涉及算法設計、數據結構選擇、代碼實現、測試和維護等。
- 英義： The process of designing and writing computer programs, involving algorithm design, data structure selection, code implementation, testing, and maintenance.

綜合定義：容錯并行程式設計 (Fault-Tolerant Parallel Programming) 是指設計和實現能夠在包含多個并行執行單元（如進程、線程）的計算系統中，即使遇到部分硬件故障（如處理器失效、内存錯誤、網絡中斷）或軟件錯誤（如進程崩潰、死鎖），也能通過特定的機制和策略，保證整個計算任務最終能夠正确完成或達到預期目标的一種程式設計方法學。其核心目标是同時實現高性能（通過并行）和高可靠性（通過容錯）。

核心設計原理與技術：容錯并行程式設計依賴于一系列關鍵技術來檢測、隔離和恢複錯誤：

冗餘 (Redundancy): 這是容錯的基礎。通過複制計算（進程/線程複制）、數據（多副本存儲）或時間（重試執行），在出現故障時提供備份資源。例如，關鍵任務可以由多個進程并行執行相同計算，通過投票機制确定正确結果。
錯誤檢測 (Error Detection): 需要機制來識别故障的發生。常用方法包括：
- 超時 (Timeouts): 檢測無響應的進程。
- 校驗和/奇偶校驗 (Checksums/Parity): 檢測數據傳輸或存儲中的錯誤。
- 斷言 (Assertions): 在代碼中檢查程式狀态是否滿足預期條件。
- 心跳機制 (Heartbeats): 進程定期發送信號表明其存活。
錯誤恢複 (Error Recovery): 檢測到錯誤後，系統需要恢複到一緻狀态并繼續執行。主要策略有：
- 前向恢複 (Forward Recovery): 利用冗餘信息（如糾錯碼、多副本數據）直接糾正錯誤并繼續執行，無需回退。
- 後向恢複 (Backward Recovery): 回滾到之前保存的、已知正确的狀态（檢查點），然後重新執行。這是并行容錯中最常用的方法。
  - 檢查點/卷回恢複 (Checkpointing/Rollback-Recovery): 定期将進程的完整狀态（内存、寄存器等）保存到穩定存儲。發生故障時，所有相關進程回滾到最近的一緻檢查點集重新執行。需要解決多米諾效應（一個進程回滾迫使其他進程回滾）和孤兒進程（與失效進程通信過的進程）問題。
  - 消息日志 (Message Logging): 記錄進程發送或接收的消息，結合檢查點，可以更精确地恢複到故障前的狀态，減少重做工作量。
故障隔離與重構 (Fault Isolation and Reconfiguration): 将故障組件（如失效進程）标記為不可用，并将任務重新分配給其他健康的并行單元，系統繼續運行（可能性能下降）。

應用場景：容錯并行程式設計對運行在大型并行或分布式系統（如超級計算機、雲計算平台、關鍵任務服務器集群）上的長時間運行、高可靠性要求的應用至關重要，例如：

大規模科學計算（氣候模拟、物理建模）
金融交易處理系統
大型數據庫管理系統
關鍵基礎設施監控系統

權威來源參考：

網絡擴展解釋

容錯并行程式設計是一種結合并行計算與容錯機制的技術，旨在提高系統在多個處理單元同時運行時的可靠性和穩定性。以下從核心概念、實現機制和挑戰三個方面詳細解釋：

一、核心概念

并行程式設計
通過将任務分解為多個子任務，利用多處理器或計算核心同時執行，以提高效率（）。其核心模型包括共享存儲、消息傳遞、數據并行等（）。
容錯機制
用于檢測、隔離和恢複系統錯誤，确保程式在硬件/軟件故障時仍能正确運行（）。主要分為硬件容錯（如冗餘組件）和軟件容錯（如檢查點）兩大類。

二、實現機制

錯誤檢測
- 冗餘執行：重複執行任務并對比結果（如時間冗餘投票）（）。
- 編碼校驗：使用奇偶校驗、海明碼等檢測數據錯誤（）。
錯誤恢複
- 自動重試/切換：故障時自動遷移任務或切換至備用節點（）。
- 檢查點與回滾：定期保存狀态，故障後回退到最近正常狀态（）。
資源管理
- 動态資源分配：通過容器化技術（如Kubernetes）實現故障節點的自動替換（）。
- 消息隊列：保障任務執行的原子性和一緻性（）。

三、主要挑戰

性能開銷
冗餘計算、狀态保存等操作會引入額外延遲（）。
實現複雜度
需協調并行任務間的依賴關系與容錯邏輯，設計難度較高（）。
資源消耗
冗餘硬件或備份數據可能占用更多存儲和計算資源（）。

四、典型應用場景

分布式計算框架：如Hadoop通過任務重試和副本機制實現容錯。
高性能計算（HPC）：在科學計算中通過檢查點避免長任務因故障中斷。
雲原生應用：容器編排平台結合健康檢查與自動擴縮容提升可靠性。

通過以上機制，容錯并行程式設計在提升計算效率的同時，降低了系統因局部故障導緻整體失效的風險，尤其適用于金融交易、航天控制等高可靠性需求的領域。