এমবেডেড সিস্টেম রিলায়েবিলিটি ও ফল্ট টলারেন্স

def redundant_read(sensor_readings, tolerance=0.5):
    """তিনটি (বা তার বেশি) রিডানডেন্ট সেন্সরের রিডিং থেকে ভোটিং করে একটি বিশ্বাসযোগ্য মান বের করে।
    মিডিয়ানের tolerance-এর মধ্যে থাকা রিডিংগুলোকে 'একমত' ধরে তাদের গড় নেওয়া হয়;
    মিডিয়ান থেকে tolerance-এর বাইরের রিডিংকে আউটলায়ার হিসেবে বাদ দেওয়া হয়।"""
    median_val = sorted(sensor_readings)[len(sensor_readings) // 2]
    agreeing = [r for r in sensor_readings if abs(r - median_val) <= tolerance]
    outliers = [r for r in sensor_readings if abs(r - median_val) > tolerance]
    voted_value = sum(agreeing) / len(agreeing)
    return voted_value, agreeing, outliers


print("=== দৃশ্য ১: তিনটি সেন্সরই সুস্থ, সামান্য স্বাভাবিক নয়েজসহ ===")
readings_normal = [24.8, 25.1, 24.9]  # °C, তিনটি তাপমাত্রা সেন্সরের রিডিং
voted1, agree1, out1 = redundant_read(readings_normal)
print(f"রিডিং: {readings_normal}")
print(f"ভোটেড মান: {voted1:.4f}°C  |  একমত রিডিং: {agree1}  |  আউটলায়ার: {out1}")

print("\n=== দৃশ্য ২: একটি সেন্সর ফল্টি (অনেক দূরের একটি ভুল মান দিচ্ছে) ===")
readings_faulty = [24.8, 99.9, 25.0]  # দ্বিতীয় সেন্সরটি সম্ভবত ডিসকানেক্টেড/ফল্টি
voted2, agree2, out2 = redundant_read(readings_faulty)
print(f"রিডিং: {readings_faulty}")
print(f"ভোটেড মান: {voted2:.4f}°C  |  একমত রিডিং: {agree2}  |  বাদ দেওয়া আউটলায়ার: {out2}")

print(f"\nদৃশ্য ২-তেও ভোটেড মান ({voted2:.2f}°C) সত্যিকারের তাপমাত্রার কাছাকাছি থেকে গেছে -- "
      f"একটি সেন্সর সম্পূর্ণ ব্যর্থ হলেও সিস্টেম কাজ করা বন্ধ করেনি, শুধু কমিয়ে-আনা "
      f"রিডানডেন্সি নিয়ে (২টি সেন্সর) চলছে -- এটাই 'গ্রেসফুল ডিগ্রেডেশন'।")

def xor_checksum(data_bytes):
    """একটি বাইট সিকোয়েন্সের উপর সরল XOR চেকসাম -- সবগুলো বাইট একসাথে XOR করে একটি চেক-বাইট বানায়।"""
    checksum = 0
    for b in data_bytes:
        checksum ^= b
    return checksum


def make_frame(payload_bytes):
    """payload-এর শেষে checksum বাইট যোগ করে একটি 'ফ্রেম' বানায় (বাস্তব প্রোটোকলে ট্রান্সমিট হওয়া প্যাকেটের মতো)।"""
    return list(payload_bytes) + [xor_checksum(payload_bytes)]


def verify_frame(frame_bytes):
    """ফ্রেমের শেষ বাইট (checksum) বাদে বাকি অংশের উপর আবার checksum হিসাব করে,
    রিসিভড checksum-এর সাথে মিলিয়ে দেখে -- মিললে ফ্রেম অক্ষত, না মিললে করাপশন শনাক্ত।"""
    *payload, received_checksum = frame_bytes
    computed_checksum = xor_checksum(payload)
    return computed_checksum == received_checksum, computed_checksum


payload = [0x3F, 0x7A, 0x01, 0xE4, 0x88]  # সেন্সর থেকে পাঠানো ৫ বাইট ডেটা (উদাহরণ)
frame = make_frame(payload)

print("মূল payload:                     ", [format(b, '08b') for b in payload])
print("পাঠানো ফ্রেম (payload + checksum):", [format(b, '08b') for b in frame])

print("\n=== দৃশ্য ১: অক্ষত (uncorrupted) ফ্রেম রিসিভ হলো ===")
ok1, computed1 = verify_frame(frame)
print(f"রিসিভার computed checksum: {format(computed1, '08b')}, ফ্রেমে থাকা checksum: {format(frame[-1], '08b')}")
print(f"ভেরিফিকেশন পাশ করলো? {ok1}")

# একটি bit corrupt করা হচ্ছে -- ট্রান্সমিশনে নয়েজ/ইন্টারফেয়ারেন্সের সিমুলেশন
corrupted_frame = frame.copy()
corrupted_frame[2] ^= (1 << 3)  # payload-এর ৩নং বাইটের (index 2) bit 3 ফ্লিপ হলো

print("\n=== দৃশ্য ২: করাপ্টেড ফ্রেম রিসিভ হলো (byte 2-এর bit 3 ফ্লিপড) ===")
print("করাপ্টেড ফ্রেম:", [format(b, '08b') for b in corrupted_frame])
ok2, computed2 = verify_frame(corrupted_frame)
print(f"রিসিভার computed checksum: {format(computed2, '08b')}, ফ্রেমে থাকা checksum: {format(corrupted_frame[-1], '08b')}")
print(f"ভেরিফিকেশন পাশ করলো? {ok2}")