Fehlererkennung

Fehlererkennung beschreibt Verfahren und Mechanismen, mit denen das Vorliegen von Fehlern in Daten, Signalen, Prozessen oder Systemzuständen erkannt wird. Sie spielt in der Informations- und Kommunikationstechnik, der Datenspeicherung, der Softwareentwicklung und den Betriebssystemen eine zentrale Rolle, um Integrität, Verlässlichkeit und Sicherheit zu erhöhen.

In der Datenübertragung und -verarbeitung werden Fehler durch Redundanz und Prüfsummen erkannt. Typische Methoden sind einfache Parität, Checksummen und zyklische Redundanzprüfungen (CRC). Erweiterte Verfahren verwenden fehlererkennende Codes wie den Hamming-Code, der neben der Erkennung auch eine Fehlerkorrektur ermöglicht. Die Implementierung hängt von Bandbreite, Fehlerraten und Systemanforderungen ab.

Bei der Datenspeicherung werden Fehler erkennende Codes eingesetzt, häufig in Form von ECC-Speicher, der Parität oder Hamming-Codes nutzt, sowie in Dateisystem- und Speichersystemen mit Prüfsummen oder RAID-Architekturen. Ziel ist es, einzelne Bitfehler zu identifizieren und, falls möglich, zu korrigieren oder deren Auswirkungen zu begrenzen.

In Software und Betriebssystemen erfolgen Fehlererkennung durch Laufzeitprüfungen, Assertions, Integralitätstests, Logging und Monitoring. Netzwerke nutzen Protokolle mit Integritätsprüfungen, etwa TCP mit einer Prüfsumme, um beschädigte Pakete zu erkennen und zu verwerfen.

Fehlererkennung unterscheidet sich von der Fehlerkorrektur, die zusätzlich aktive Korrekturmaßnahmen bereitstellt, sowie von der Fehlervermeidung, die auf Design- und Prozessmaßnahmen abzielt. In vielen Systemen wird Fehlererkennung als Vorstufe der Fehlerbehandlung genutzt, um Stabilität und Zuverlässigkeit sicherzustellen.