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Les ordinateurs utilisent diverses méthodes pour rechercher les erreurs, couvrant plusieurs couches, du matériel au logiciel. Ces méthodes peuvent être globalement classées comme suit :
1. Détection et correction des erreurs matérielles :
* Bits de parité : Une méthode simple où un bit supplémentaire est ajouté à un octet de données. La valeur du bit est définie pour rendre le nombre total de 1 dans l'octet pair (parité paire) ou impair (parité impaire). Si la parité ne correspond pas à la réception, une erreur est détectée. Cela détecte uniquement les erreurs sur un seul bit ; plusieurs erreurs peuvent passer inaperçues.
* Sommes de contrôle : Une somme des octets de données est calculée et transmise avec les données. Le destinataire recalcule la somme de contrôle et la compare à celle reçue. Une incompatibilité indique une erreur. Comme la parité, il est sensible à certaines erreurs sur plusieurs bits.
* Contrôles de redondance cycliques (CRC) : Plus sophistiqués que les sommes de contrôle, les CRC utilisent la division polynomiale pour générer une valeur de contrôle. Ils sont nettement meilleurs pour détecter les erreurs en rafale (plusieurs bits consécutifs inversés). Couramment utilisé dans les réseaux et le stockage de données.
* Codes de correction d'erreurs (ECC) : Ceux-ci vont au-delà de la détection ; ils peuvent corriger les erreurs. Des techniques telles que les codes de Hamming ajoutent plusieurs bits de contrôle, permettant l'identification et la correction d'erreurs sur un seul bit, et parfois d'erreurs sur plusieurs bits. Largement utilisé dans la RAM et d'autres systèmes critiques.
* Matrices redondantes de disques indépendants (RAID) : Dans le stockage de données, RAID utilise plusieurs disques durs pour assurer la redondance. Différents niveaux RAID offrent différents degrés de protection des données et de performances. Si un disque tombe en panne, les données peuvent souvent être reconstruites à partir des autres.
2. Détection et correction des erreurs logicielles :
* Validation des données : Le logiciel vérifie les données d'entrée par rapport à des règles et contraintes prédéfinies (par exemple, type de données, plage, format). Les données invalides sont rejetées ou signalées comme une erreur.
* Affirmations : Les programmeurs intègrent des assertions dans le code pour vérifier les conditions qui devraient toujours être vraies. Si une assertion échoue, cela indique un bug.
* Gestion des exceptions : Le logiciel anticipe les erreurs potentielles (exceptions) et fournit des mécanismes pour les gérer correctement, empêchant ainsi le programme de planter.
* Outils de débogage : Les débogueurs permettent aux programmeurs de parcourir le code, d'examiner les variables et d'identifier la source des erreurs.
* Tests de logiciels : Diverses méthodologies de test (tests unitaires, tests d'intégration, tests système) visent à découvrir les erreurs avant la sortie du logiciel.
* Contrôle de version : Des systèmes comme Git permettent de suivre les modifications apportées au code, ce qui facilite l'identification de la source des erreurs introduites et le retour aux versions précédentes.
* Redondance et points de contrôle : Semblable à la redondance matérielle, le logiciel peut intégrer une redondance (calculs multiples) ou des points de contrôle (enregistrement périodique de l'état du programme) pour récupérer des erreurs.
3. Vérifications du niveau du système d'exploitation :
* Vérifications du système de fichiers : Les systèmes d'exploitation effectuent des vérifications sur les systèmes de fichiers pour détecter et réparer les incohérences (par exemple, « chkdsk » sous Windows, « fsck » sous Linux).
* Gestion de la mémoire : Le système d'exploitation gère l'allocation de mémoire et empêche les programmes d'accéder à la mémoire qu'ils ne devraient pas accéder, contribuant ainsi à prévenir les pannes et la corruption des données.
* Gestion des processus : Le système d'exploitation surveille les processus en cours et met fin à ceux qui se comportent anormalement ou consomment des ressources excessives.
Les mécanismes spécifiques de vérification des erreurs utilisés dépendent du contexte (matériel, logiciel, application), de la criticité des données et du coût de mise en œuvre de la détection et de la correction des erreurs. L’objectif est de maintenir l’intégrité des données et la fiabilité du système.
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