Robustnost (informatika)

Obecně platí, že vytváření robustních systémů, které zahrnují každý bod možného selhání, je obtížné kvůli obrovskému množství možných vstupů a jejich kombinací.[4] Protože prověřování všech vstupů a jejich kombinací by vyžadovalo extrémní množství času, není možné, aby vývojáři procházeli všechny případy. Místo toho se snaží různé případy zobecnit.[5] Představme si například zadávání celočíselných hodnot. Ze všech vstupů je třeba prověřit chování při zadání záporného čísla, nuly a kladného čísla. Pokud vývojář použije takováto čísla pro testování software, zobecňuje chování na všech vstupech z těchto tří čísel. Tato metoda je efektivnější a zvládnutelnější, ale také náchylnější na selhání. Zobecnění testovacích případů je příkladem pouze jedné oblasti, v niž je třeba řešit selhání – konkrétně selhání způsobené neplatným vstupem od uživatele. Systémy obecně mohou selhat i z jiných příčin, například kvůli odpojení od sítě.

I složité systémy by měly zpracovávat všechny myslitelné chyby elegantně. Existuje mnoho příkladů takových úspěšných systémů. Známkou robustnosti systému je to, že je možné jej snadno dále vyvíjet a upravovat pro nové situace.[4]

Programy a software jsou nástroje zaměřené na určitý úkol, a proto je jejich obecnost a flexibilita omezená.[4] V systémech, jako je internet nebo biologický systém, lze však pozorovat, jak se přizpůsobují změnám prostředí. Jedním ze způsobů, jak se biologické systémy mohou adaptovat na změny prostředí, je použití redundance.[4] V lidském těle jsou důležité orgány zdvojené, například ledviny. Člověku obecně stačí k životu pouze jedna ledvina, ale existence dvou ledvin zvyšuje pravděpodobnost, že případné selhání nebude fatální. Podobný princip lze použít i na software, i když může přinášet určité těžkosti. Slepé přidávání kódu při aplikaci principu redundance v informatice může být nebezpečné, protože obvykle přináší další chyby a činí systém složitějším a obtížnějším na pochopení.[6] Kód, který neposkytuje žádné posílení stávajícího kódu, je nežádoucí. Nový kód musí mít obdobnou funkčnost, takže pokud určitá funkce nefunguje dobře, bude možné ji nahradit využitím jiné funkce, ať již manuálním nebo automatickým přepnutím na jinou funkčnost (tzv. softwarová diverzita). Aby to fungovalo, nový kód musí vědět jak a kdy překlenout selhání.[4] To znamená, že do systému je třeba přidat více logiky. Ale jak se do systému přidává více logiky, komponent a zvyšuje se jeho velikost, stává se komplikovanějším. Zvýšení redundance tedy může vést k robustnějšímu systému, který však bude také komplikovanější, takže vývojáři musí dobře zvažovat vyvážení redundance a složitosti.

Matematická informatika se v současnosti příliš nezaměřuje na vytváření robustních systémů[4], ale spíše na škálovatelnost a efektivitu algoritmů. Jedním z hlavních důvodů, proč tomu tak je, je komplikovanost to dělat obecně.[4]