Gestione Errori. Nelle informazioni digitali

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1 Gestione Errori Nelle informazioni digitali

2 esempi Errori

3 ITALA raid Pechino-Parigi Km in due mesi! Quante gomme di scorta!

4 Gestione degli Errori Cosa è un errore? Che danni provoca? Rilevazione! Correzione?

5 Cos'è un errore? Una informazione digitale Bit, gruppo di bit Si corrompe, diventa illeggibile. DOVE si verificano gli errori? Memorie volatili Memorie permanenti Trasmissione dati

6 Che DANNI può provocare? Da quasi nulla (corruzione di qualche pixel in una immagine digitale da milioni di pixel) A disastri epocali (programma di gestione di una centrale nucleare o di un aeroporto che fanno pasticci )

7 Errori Ignorati Rilevazione Correzione

8 Gestione errori Introducendo una sufficiente ridondanza nei dati si possono rilevare e anche correggere certi errori Ogni volta che una informazione viene letta si verificano i codici di rilevamento errori Ogni volta che si scrive...vengono generati i codici

9 Errori hard e soft Hard error: ripetibile, da SEMPRE errore es: un bit che è sempre Zero qualunque cosa si cerchi di scrivergli sopra. Soft error: (transiente) errore subdolo e carognesco che a volte c'è e a volte no. Es: la memoria supera il test poi funziona male, ma non sempre.

10 Esempio delle memorie RAM RAM senza parità RAM con parità RAM ECC

11 Il controller di memoria A volte integrato nel chip del processore, deve supportare la gestione della parità o ECC. Ovvero controllare e generare i codici di parità/ecc

12 Memoria RAM: cosa accade in caso di errore? Memoria senza parità (quella del tuo PC, che fa schifo!) Nessuna rilevazione errore, si procede comunque (errori? Chi se ne frega! evviva!!) Con parità (1 bit in più per ogni byte) Rilevazione di alcuni errori (quelli doppi no) Nessuna correzione Con ECC: 8 bits in più per ogni quadword (64 bits) Rilevazione e correzione errori singoli Rilevazione errori doppi (molto rari)

13 Cosa accade in caso di errore su RAM? Errore correggibile: viene corretto Errore non correggibile: Rilettura dati da disco (retry) Terminazione processo Eliminazione della pagina di RAM guasta Terminazione sistema Diagnostici di memoria

14 Dove si usano le memorie ECC? Applicazioni in cui errori di elaborazione possono provocare gravi danni e quindi non sono ammessi Calcolo finanziario Calcolo scientifico Gestione di sistemi complessi e critici Vite umane, soldi

15 Parità ed ECC: quanto costano? Parità: un bit in più ogni 8. Ovvero 12,5% di ridondanza ECC: 8 bit ogni 64 Ovvero sempre 12.5% Prezzi: es: dimm ddr3 da 4GB su Amazon.it No Parity Parity (??) ECC 30

16 Memorie (serie) ECC: dove? Server, workstations, minicomputers, mainframes

17 Memorie di massa HDD, CD, DVD, BD, schedina, pennina USB ecc ECC per blocco Es BD: 64KB blocco xxx ECC Retry (ottico) e Correzione errori molto potente

18 A: traccia B: settori (blocchi) C: un settore D: cluster

19 Hard Disk Drive (HDD) Settori di 512, 1024, 2048, 4K bytes Per ogni settore ci sono header, dati e ECC Header: sync bytes, address identification, flaw flag e header parity bytes.

20 Hard disk Ogni hard disk ha settori di riserva in ogni traccia e tracce-cilindri di riserva Li utilizza per rimpiazzare settori-tracce rovinati

21 Memorie ottiche: Correzione errori Reed Solomon CD ROM: Blocchi di 2,048 Bytes, per ogni blocco ci sono 280 Bytes di ECC. corregge fino a 4000 bit consecutivi rovinati!!. DVD: BD: 64KB per blocco

22 Comunicazione dati Protocolli di rete HDLC, TCP, IP, ATM ecc Il checksum rileva errori e poi si richiede la ritrasmissione

23 Header TCP

24 La FEC Viene rilevato un errore: Avviene una Ri-lettura Si richiede una Ri-trasmissione Ma a volte non si può Allora FEC (Forward Error Correction) Esempi: trasmissioni monodirezionali broadcast radio, TV DVB, DAB, sonde spaziali

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26 Forward error correction (FEC) Codici Hamming Richiede molta ridondanza

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28 Nuovo tentativo Viene rilevato un errore: Avviene una Ri-lettura Si richiede una Ri-trasmissione Ma a volte non si può

29 Integrity check sui files Message Digest MD5 checksum, MD5 Hash ecc (firma digitale) 52bc309e11259af15e4623c7a0abc28c Ricava un codice di 128 bit dal contenuto del file Es: emule

30 CRC (32)

31 Memorie ottiche (CD, DVD, BD)

32 Il TOP della gestione errori Sono i sistemi Fault tolerant in cui tutto è ridondato e si può guastare ma il sistema continua a funzionare!!! Il livello di ridondanza è esteso a tutti i componenti: CPU, RAM dischi, alimentatori, rete ecc ecc TUTTO è almeno doppio Costano cari e si utilizzano dove un guasto può provocare perdita di vite umane e-o di una barca di soldi.

33 Sistemi fault tolerant

34 FINE