Redundancja

Redundancja (łac. redundantio „powódź, nadmiar, zbytek”) – nadmiarowość w stosunku do tego, co konieczne lub zwykłe. Określenie może odnosić się zarówno do nadmiaru zbędnego lub szkodliwego, niecelowo zużywającego zasoby, jak i do pożądanego zabezpieczenia na wypadek uszkodzenia części systemu.

Zrównoleglone styki czujnika temperatury

Inżynieria

W celu zmniejszenia prawdopodobieństwa załamania pracy systemu stosuje się zdublowanie krytycznych elementów systemu. W systemach, w których w przypadku awarii zagrożone jest życie ludzi, niektóre części występują potrójnie. W konstrukcjach takich jak samoloty używające całkowicie skomputeryzowanego systemu sterowania – fly-by-wire – element generujący błędną decyzję zostaje przegłosowany przez dwa pozostałe. Inna możliwość to równoległa praca trzech komponentów, ponieważ oczekuje się, że jeśli awarie podsystemów będą rzadkie i niezależne w każdym, to prawdopodobieństwo jednoczesnej awarii trzech jest znikomo małe.

Nadmiarowość danych w bazach danych

Bazy danych są zwykle normalizowane, czyli doprowadzane do postaci bez nadmiarowości. W szczególności w odniesieniu do relacyjnych baz danych dąży się do sytuacji, gdy każda relacja zawiera unikalne informacje oraz klucze łączące z innymi relacjami. W szczególnych przypadkach, w celu przyspieszenia obróbki danych, relacje bywają denormalizowane, jednak może to być źródłem błędów i wewnętrznej niespójności bazy.

Programowanie

W programowaniu można się spotkać z pojęciem kodu nadmiarowego (ang. redundant code). Jest to:

• kod, który jest wykonywany, ale nie ma żadnego wpływu na wynik końcowy;
• kod zombie, który znajduje się w programie, ale nigdy nie jest wykonywany;
• kod zdublowany, gdzie wielokrotnie pojawia się taki sam fragment kodu, pełniący tę samą funkcję (lub bardzo zbliżony), a dający się zredukować przez zastąpienie go funkcją lub procedurą.

Niektórzy nie uznają kodu nadmiarowego za kategorię nadrzędną i nie zaliczają do niego kodu zombie i kodu zdublowanego, traktując je jako osobne kategorie. Nadmiarowy kod, oprócz tego, że zwiększa objętość programu oraz obniża jego czytelność, może prowadzić do wielu błędów (zwłaszcza kod zdublowany).

Nadmiarowość informacji w teorii informacji

W teorii informacji redundancja to ilość informacji przekraczająca wymagane do rozwiązania problemu minimum. Bardziej formalnie – liczba bitów w wiadomości minus liczba bitów faktycznej informacji.

Celowa redundancja danych jest stosowana w celu ułatwienia odtworzenia danych po ich częściowej utracie czy uszkodzeniu lub też do wykrycia takiego uszkodzenia (CRC, Suma kontrolna).

Redundancja ma zastosowanie głównie w przypadku bardzo ważnych, strategicznych dla danego systemu informacji. Szczególnie często mamy do czynienia z redundancją danych w systemach telekomunikacyjnych, gdzie niezawodność przesyłania odgrywa kluczową rolę podczas transmisji. W dzisiejszych czasach nadmiarowość jest cechą większości systemów informacyjnych przesyłających dane w postaci cyfrowej.

Usuwanie nieprzydatnej redundancji to kompresja danych. Paradoksalnie, wiele programów kompresujących może dodawać niewielkie informacje nadmiarowe, pozwalające wykryć uszkodzenie skompresowanych danych (sumy kontrolne).

Język

Zarówno mowa, jak i pismo zawierają redundantne informacje. Obecność w języku elementów nadmiarowych pozwala na efektywniejszą komunikację, szczególnie w przypadku, gdy przekaz jest zakłócony przez czynniki zewnętrzne (tzw. szum). Przykładem zjawiska redundancji jest powtarzanie informacji o rodzaju, liczbie i przypadku gramatycznym w połączeniach takich jak wysoki dom. Nadmiarowość bywa niekiedy stosowana również do podkreślenia znaczenia komunikatu. Niecelowa nadmiarowość, jak okres czasu czy miesiąc lipiec, uważana jest za niezręczność językową (zobacz też pleonazm, tautologia).

Komunikacja

Redundancja w komunikacji umożliwia definiowanie nadmiarowych tras komunikacyjnych, które mogą być używane wzajemnie zamiennie (rodzaj gorącej rezerwy) przy dostępie do danych czasu rzeczywistego (procesowych) w urządzeniach przemysłowych (np. PLC, DCS) przez stacje klienckie warstwy sterowania i zarządzania procesem (np. HMI, SCADA). Przesył danych przez różne trasy komunikacyjne wiąże się ze zróżnicowaniem kosztów, co musi być uwzględnione w algorytmie wyboru trasy. Ponadto wszystkie trasy muszą być okresowo sprawdzane, aby zapobiec sytuacjom, kiedy droga zapasowa jest z jakiegoś powodu niedostępna, a system o tym nie wie.

Zobacz też

• entropia
• OPC (standard komunikacyjny w automatyce przemysłowej)

Linki zewnętrzne

• Redundancja – czyli rzecz o potrzebie masła maślanego w języku. Dwójka – Program 2 Polskiego Radia, 2014-04-22. [dostęp 2015-12-10].