I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 ,   p p .   1 7 8 5 ~1 796   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 37. i 3 . p p 1 7 8 5 - 1 7 9 6          1785     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   Co mm unica tion i nduced  checkpo i nting ba sed  fault  tolera nce  mecha nism  using   deep - lea rni ng  in  I o T  a pplica tions       So wj a ny a   L a k s hm i A 1 ,  Va ni priy a   Ch 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   S i r   M .   V i s v e s v a r a y a   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   M a st e r   o f   C o m p u t e r   A p p l i c a t i o n ,   S i r   M .   V i s v e s v a r a y a   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   11 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct   5 ,  202 4   Acc ep ted   Oct   9 ,   2 0 2 4       In tern e t  o f  t h i n g s  (I o T)  is  i n c re a sin g l y   u se d   in   d iv e rse   e n v iro n m e n ts  su c h   a s  h e a lt h c a re ,   i n d u stry   a n d   a g r icu lt u re .   T h e y   c a rry   a   risk   o f   a d v e rs e   e ffe c ts  if   th e y   m a k e   d e c isio n s  b a se d   o n   fa u lt y   i n fo rm a ti o n .   S o f twa re   fa u lt s,  e sp e c ially   tran sie n t  fa u lt s  a re   a   p r ima ry   c o n tri b u to r  t o   d e ficie n t  d e c isio n - m a k in g .   T h e   e x isti n g   fa u lt   t o lera n t  m e c h a n ism s o ften   su ffe r  fr o m   c h e c k p o in t  o v e rh e a d s a s  c h e c k p o i n ts  a re   p lac e d   in   a ll   t h e   n o d e s.  Th is  p a p e r  d e sc rib e s   a   n o v e l   c o m m u n ica ti o n   in d u c e d   c h e c k p o in ti n g   b a se d   fa u lt   t o lera n c e   m e c h a n ism   (CIC - F TM )  d e sig n e d   to   e fficie n tl y   re c o v e r   fro m   tran sie n t   fa u lt s,  wh i le   m in imiz in g   u se les s  a n d   f o rc e d   c h e c k p o in ts.  L o n g   sh o rt - term   m e m o ry   (LS TM )  b a se d   d e e p   lea rn i n g   a l g o rit h m   is  u se d   i n   o u r  a p p ro a c h   t o   p r e d ict  fa u l t   o c c u rre n c e s  a n d   stra teg ica ll y   p lac e   c h e c k p o i n ts.  T h e   p r o p o se d   m e th o d   a lso   in   tu rn   imp r o v e   s y ste m   re li a b il it y   a n d   p e rf o rm a n c e .   Ex p e rime n t a l  re su lt s   d e m o n stra te  th e   e ffe c ti v e n e ss   o f  p ro p o se d   CIC - F TM   in   Io T   e n v ir o n m e n t  b y   m in imiz in g   t h e   p ra c ti c a b le   o p e ra ti n g   ti m e   f o r  c h e c k p o in ti n g   a n d   b a c k   p ro p a g a ti o n ,   c o m p a re d   to   trad it io n a l  fa u lt - t o lera n c e   m e c h a n ism s.   K ey w o r d s :   C h ec k p o in t a t in ter m e d iate  node   C o m m u n icatio n   in d u ce d   ch ec k p o i n tin g   b ased   f au lt  to ler an ce   m ec h a n is m   L o n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   alg o r ith m   T r an s ien t f au lts   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   So wjan y a  L ak s h m i A   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,  Sir.   M .   Vis v esv ar ay a  I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   B en g alu r u   - 5 6 2 1 5 7 ,   I n d ia   E m ail:  s o wjan y a. en g g @ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  in ter n et  o f   t h in g s   ( I o T )   ap p licatio n s   ar e   p er v asiv e  in   v ar io u s   d o m ain s   s u ch   as   s m ar t  h o m es,   in d u s tr ies,  ag r icu ltu r e  an d   h e alth ca r e.   T h ese  a p p licatio n s   r ely   h ea v ily   o n   th e   in teg r ity   o f   a  d ata   tr an s ac tio n s   am o n g   in ter c o n n ec te d   d ev ices  to   f u n ctio n   co r r ec tly   [ 1 ] .   I n te r ac tio n s   o cc u r   th r o u g h   m ess ag e  ex ch an g es,  with   o p er atio n s   an d   d ec is io n s   r elia n t  o n   d ata  tr an s m itted   an d   r e ce iv ed   ac r o s s   I o T   n o d es  [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Sen s o r s   c o llect  u n s tr u ctu r ed   d ata ,   later   co n v er ted   to   s tr u ctu r ed   in p u t  f o r   I o T   p r o ce s s in g   u n its .   Pro ce s s o r s ,   l in k ed   v ia  s tan d a r d   n etwo r k s ,   ex ch a n g e  m ess ag es  th r o u g h   d ed icate d   c h an n els  t o   m in im ize  co m m u n icatio n   d elay s   [ 4 ] - [ 7 ] .   Fo g   co m p u tin g ,   p o s itio n in g   co m p u tatio n al  d ev ices  clo s er   to   I o T   d ev ices,  aid s   tim e - cr itical  ap p licatio n s .   Data   p r o ce s s in g   o cc u r s   in   f o g   co m p u tin g   i n s tead   o f   clo u d   co m p u ti n g   f o r   s wif t  d ec is io n - m ak i n g .   T h e  ar c h itectu r e   d iag r am ,   Fig u r e   1   f o r   ag r icu lt u r e  I o T   d ep icts   th is   s etu p .   I o T   s y s tem s   ar e  p r o n e  to   tr an s ien t  f au lts   d u r in g   d ata   tr an s ac tio n s ,   wh ich   ca n   lead   to   in co r r ec t  o p e r atio n s   an d   p o ten tial  s y s tem   d am ag e.   So f tw ar e  tr an s i en t  f au lts   ar is e  f r o m   is s u es  lik e  d ata  tr a n s ac tio n s ,   s er v er   f ailu r es  an d   b r ea ch es  [ 8 ] - [ 1 0 ]   ca n   d is r u p t   I o T   s y s tem s   b u t   ar e   ty p ically   r ec o v er ab le   b y   r estar tin g   task s .   T r an s ien t  f a u lts   lik e  s eq u en ce   n u m b er ,   c h ec k s u m ,   n u ll  c h ar ac ter   a n d   out - of - r an g e  er r o r s   th at  co n tr i b u te  to   r is k s   [ 7 ] ,   [ 10 ] - [ 1 3 ]   ar e  d etec ted   in   th is   p ap e r ’ s   f ir s t c o n tr ib u tio n .     Var io u s   ch ec k p o in tin g   b ased   f au lt  to ler an ce   m ec h an is m s   ( FTM )   ar e  ef f ec tiv ely   r ec o v er i n g   f au lts ,   b u t   n o t  ad d r ess in g   tr an s ien t  f au lt s   an d   also   r ec o v er y   is   at  th e  co s t  o f   ch ec k p o in tin g   o v er h ea d s   an d   s to r ag e   o v er h ea d s .   T h e  f o llo win g   o b s er v atio n s   ar e  f o u n d   in   th e  liter atu r e  r ev iew - v ar i o u s   s u cc ess f u l  FTM s   u tili ze   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 785 - 1 7 9 6   1786   r o llb ac k   v ia  ch ec k p o in tin g ,   ca teg o r ized   as  u n - c o o r d in ated ,   co o r d in ated   an d   co m m u n icatio n   i n d u ce d   ch ec k p o i n tin g   ( C I C )   b ased   FTM s   [ 6 ] ,   [ 10 ] ,   [ 14 ] - [ 2 1 ] .   C h ec k p o in tin g   s av es  cr u cial  in f o r m atio n   tem p o r a r ily ,   in clu d in g   co d e ,   d ata,   s tatu s ,   r e g is ter   co n ten ts ,   e n v ir o n m en t  c o n d itio n s ,   ac ce s s   co u n ts   o f   th e   f iles ,   f ile  p o in ter s   an d   f ile   r elate d   d etails,  en s u r i n g   co n s is ten t   s y s tem   s tate  [ 1 0 ] ,   [ 2 2 ] .   I n   u n - co o r d in ate d   ch ec k p o in tin g   FTM s ,   wh er e  ch ec k p o in ts   ar e  s et  at  f ix ed   in ter v als  o r   s tr ateg ically ,   in d ep en d en t  o f   p r o ce s s o r   o p er atio n s ,   ca u s in g   in ef f icien cy   d u e  to   in co n s is ten t  n o d es  an d   th e  Do m in o   ef f ec t  [ 8 ] ,   [ 10 ] ,   [ 11 ] ,   [ 23 ] - [ 2 5 ] .   C o o r d in ated   ch ec k p o i n tin g   s y n ch r o n izes  p r o ce s s es  th r o u g h   s y s tem   m ess a g es  to   en s u r e  a  co n s is ten t  g lo b al  s tate,   alb eit  w ith   s to r ag e  o v er h ea d s   [ 8 ] ,   [ 1 0 ] .   C I C   co m b in es  asp ec ts   o f   b o th   tech n iq u es,  p lacin g   ch ec k p o in ts   b ased   o n   ap p licatio n   m ess ag es  to   av o id   u n n ec ess ar y   o n es  b u t  r is k in g   m is s in g   u s ef u l   o n es,   n ec ess itatin g   f o r ce d   ch ec k p o in ts   p lace m en ts   f o r   f a u lt  r ec o v er y   [ 5 ] ,   [ 7 ] ,   [ 9 ] ,   [ 2 5 ] .   C I C   allo ws  d esig n er s   to   p lace   ch ec k p o in t s   b ased   o n   s p ec if ic   co n d itio n s   c o n v e y ed   b y   ex p l icit  m ess ag es  [ 8 ] ,   [ 1 8 ] ,   [ 20 ] ,   [ 23 ] - [ 29 ] .   W id ely   u s ed   in   v ar io u s   ap p licatio n s   in clu d in g   p ar allel  an d   d is tr ib u ted   co m p u tin g ,   C I C - FTM s   ar e  u n d er   co n s tan t r esear ch ,   esp e cially   in   I o T .           Fig u r e  1 .   Fo g   e n ab le d   clo u d   in f r astru ctu r e       E les  et  a l .   [ 2 4 ]   in teg r ates  er r o r   d etec tio n   an d   e q u id is tan t  ch ec k p o in tin g   with   r o llb ac k   r ec o v er y   a n d   ac tiv e  r ep licatio n   to   h an d le  f a u lts   in to   s o f twar e  ar ch itectu r e,   aim in g   to   m ee t  p er f o r m an ce   an d   co s t  co n s tr ain ts   in   s af ety - cr itical  ap p licatio n s .   T h is   ap p r o ac h   ass u m es  a  lim ited   n u m b er   o f   f au lts   an d   lea d s   to   p o ten tial  tim e   o v er h ea d s   ev en   th o u g h   it  p r i m ar ily   h an d les  tr an s ien t  f au lts .   Hela r y   et  a l.   [ 2 5 ]   f o c u s es  o n   o p tim izin g   th e   ch ec k p o i n tin g   m ec h an is m   in   d is tr ib u ted   s y s tem s   b y   id en tify i n g   an d   elim in atin g   r e d u n d an t  c h ec k p o i n ts   th r o u g h   a  co m m u n icatio n - b ased   FTM   ap p r o ac h .   T h is   m eth o d   h as  i n cr ea s ed   co m p le x ity   an d   d if f i cu lties   in   d y n am ic  en v ir o n m en ts .   T h e   co n tin u ed   r esear ch   [ 2 6 ]   f o cu s   o n   im p lem e n tatio n   o f   C I C   tech n iq u es  to   d eter m in e  co n s is ten t  s n ap s h o ts   ef f icien tly   b y   in iti atin g   ch ec k p o in ts   th r o u g h   m ar k er   m ess ag es,  lo g g in g   m es s ag es  in   tr an s it  an d   en s u r in g   co n s is ten cy   th r o u g h   r eg u lar   m o n ito r in g .   Hen ce   ch ec k p o in t  o v er h ea d s   ar e  r ed u ce d   an d   th e  ap p r o ac h   is   ad ap tab le  to   b o th   ce n tr alize d   an d   d ec e n tr alize d   s y s tem s   b u t,  s till   f ac es c o m p lex ity   is s u e s   in   im p lem en tatio n   to   f u r n is h   th e  co n s tr ain ts   an d   n o t  ef f ec tiv ely   h an d lin g   c o m p lex   f ailu r e  s ce n ar i o s .   Gar cia  e t  a l.   [ 2 2 ] ,   [ 30 ] ,   an d   Vieir a  et  a l.  [ 31 ]   ex p l o r es  a n   ad v a n ce d   c h ec k p o in tin g   te ch n iq u e   d esig n ed   to   e n h an ce   f au lt  to ler a n ce   in   d is tr ib u ted   s y s tem s   u s in g   lo ca l  ch ec k p o in ts   an d   r ec o v er y   lin es,  wh er e  ea ch   p r o ce s s   in d ep en d en tly   m an ag es  its   ch ec k p o i n ts   b ased   o n   lo ca l  k n o wled g e  an d   co o r d in atio n   is   u s ed   to   estab lis h   co n s is ten t  g lo b al  r ec o v e r y   lin es.   T h is   ap p r o ac h   r ed u ce   c h ec k p o in tin g   r elate d   o v e r h ea d s   a n d   c o m p lex ity   co m p ar ed   to   tr ad itio n al   g lo b al  ch ec k p o i n tin g   m eth o d s ,   b u t   f ac es  co o r d in atio n   co m p le x ity   an d   ch allen g es  in   h an d lin g   p ar tial  f ailu r es.     Simo n   et  a l.   [ 2 1 ]   in tr o d u ce s   d elay ed   C I C   ( D C I C )   b ased   FT M  to   im p r o v e  p er f o r m an ce   in   d is tr ib u ted   s y s tem s   b y   s tr ateg ically   p lacin g   ch ec k p o in ts   b ased   o n   co m m u n icatio n   d elay s   r ath er   th an   f ix ed   in ter v als.  T h is   ap p r o ac h   en h an ce s   f a u lt  to ler a n ce   an d   s e lf - h ea lin g   ca p ab i liti es  an d   m in im izes  th e  p er f o r m a n ce   o v er h e ad s   b u t  en co u n ter s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         C o mmu n ica tio n   in d u ce d   c h ec kp o in tin g   b a s ed   fa u lt to lera n c e  mec h a n is m  u s in g   …  ( S o w ja n ya   La ksh mi  A )   1787   u s eless   ch ec k p o in ts .   T h is   ap p r o ac h   is   also   n o t  ad d r ess in g   o v e r all  f au lt  s ce n ar io s   i n   d is tr ib u te d   s y s tem s .   R o b er to   B ald o n i  et  a l.   [ 5 ]   p r o p o s e  an   i n d ex - b ased   C I C   alg o r ith m   t o   r e d u ce   ch ec k p o in tin g   o v e r h ea d s ,   en h an ce   ef f icien cy   in   d is tr ib u ted   s y s tem s   with o u t  ce n tr alize d   co n t r o l.  Desp i te  its   in n o v ativ e  ap p r o ac h ,   t h e  alg o r ith m   f ac es  lim itatio n s   s u ch   as  p o ten tial  o v er h ea d ,   im p lem en tatio n   co m p lex ities ,   s ca lab ilit y   co n ce r n s ,   lim ited   f au lt  m o d el   co v er ag e,   s ig n if ican t r ec o v er y   tim e  an d   r eso u r ce   u tili za tio n   i s s u es.   L u o   an d   Ma n i v an n a n   [ 2 7 ]   in tr o d u ce s   a  f u lly   i n f o r m ed   a n d   e f f icien t  ( FIN E )   C I C   p r o to co l  d esig n ed   to   m in im ize  ch ec k p o in tin g   o v er h ea d   b y   r ed u cin g   f o r ce d   ch ec k p o in ts   an d   a v o id in g   th e   d o m in o   ef f ec t,  en s u r in g   co o r d in ate d   r ec o v er y   th r o u g h   a  f u lly   in f o r m e d   g lo b al  s tate.   T h is   ap p r o ac h   s till   f ac es  im p lem en tatio n   co m p lex ity   is s u es   a lo n g   with   co m m u n icatio n   o v er h ea d   an d   n etwo r k   d ep en d en cy ,   in   ad d itio n .   Ah n   [ 9 ]   p r o p o s es  a  FTM   th at  co m b i n es  C I C   wit h   m ess ag e  lo g g i n g   to   o v e r co m e  th e  lim itatio n s   in   ex is tin g   FTM s   in   d is tr ib u ted   s y s tem s .   Hi s   m eth o d o lo g y   in v o lv es  f o r cin g   ch ec k p o in ts   b ased   o n   c o m m u n icatio n   p atter n s   an d   lo g g in g   all   m ess ag es  f o r   r ep lay   d u r in g   r e co v er y   a n d   ad v an ce d   m ec h an i s m s   to   h an d le  d ep e n d en cies.  Desp ite  its   b en ef its ,   th e  ap p r o ac h   f ac es  u s eless   ch ec k p o i n t  o v er h ea d s ,   r ec o v er y   laten cy   an d   d e p en d e n cy   m an ag em en t  is s u es.   Ma lh o tr a  an d   B ala  [ 1 7 ]   p r o p o s e  a  C I C   FTM   tailo r ed   f o r   I o T   s y s tem s .   T h e  p r o to c o l  is   a  co m b i n atio n   o f   s p o n tan eo u s   c h ec k p o in tin g   wh er e  ea ch   n o d e  tak es  s p o n tan eo u s   ch ec k p o in ts   b ased   o n   a  l o g is tic  f u n ctio n   th at   esti m ates  th e  tim e  in ter v al  b et wee n   ch ec k p o in ts   an d   co o r d in ate d   ch ec k p o in tin g   wh er e  n o d es tak e  co o r d in ated   ch ec k p o i n ts   u s in g   th e  T ak a g i - Su g en o   ( T - S)  f u zz y   s y s tem ,   wh ich   g en e r ates  r esu lts   b ased   o n   d ef in ite - 3 9   r u les.   T h is   s y s tem   u s es  p ar am eter s   s u ch   as  en e r g y ,   f ailu r e   r ate  a n d   r ec eiv ed   s ig n al   s tr en g th   i n d ica to r   ( R SS I )   to   a v o id   u n n ec ess ar y   c h ec k p o in ts .   T h is   ap p r o ac h   m in im izes th e   n u m b er   o f   ch ec k p o in ts ,   s y s tem   o v er h ea d   a n d   en s u r in g   non - b lo ck in g   p r o ce s s es  d u r in g   ch ec k p o in tin g .   I n   th is   p er m a n en t  ch ec k p o in ts   ar e  s to r ed   o n   I o T   d ev ices  wh ic h   also   in d ir ec tly   lead s   to   co n s id er ab le  u s eless   ch ec k p o in ts   af ter   f au lt  r ec o v er y   an d   also   f au l t  r ec o v er y   b ased   o n   s p ec if ic  p ar am eter s   d ep en d e n c y   an d   s in ce ,   th is   p r o to co l  is   d esig n ed   s p ec if ically   f o r   m o b ile  d is tr ib u ted   s y s tem s ,   h as  its   p er f o r m an ce   is   h i g h l y   d y n am ic  o r   lar g e - s ca le  n et wo r k s   with   s ig n if ican t  n u m b er   o f   n o d es  is   n o t  th o r o u g h ly   e v alu ated .   J ag g i  a n d   Sin g h   [ 1 3 ]   in t r o d u ce   an   a d ap tiv e  ch ec k p o in tin g   tech n iq u e  to   en h an ce   f au lt   to ler an ce   in   m o b ile  co m p u tin g   g r id   ( Mo G) .   T h is   ap p r o ac h   u s es  co o p er ativ e   ch ec k p o in tin g ,   wh er e  n o d es  in   t h e   s y s tem   co o p er ate  to   s to r e  ch ec k p o in t  d ata.   I f   a  n o d e  lac k s   s tab le  s to r ag e,   it  u s es  th e  s to r ag e  o f   o th e r   n o d es.  T h e   ch ec k p o i n t  d ata   is   r e p licated   a cr o s s   m u ltip le  n o d es  t o   e n s u r e  h ig h er   ch an ce s   o f   r ec o v er y   d e p en d in g   o n   r eso u r c e   av ailab ilit y .   T h e   ch ec k p o in tin g   s ch em e  a d ap ts   b ased   o n   t h e   av ailab ilit y   o f   r eso u r ce s   in   t h e  Mo G  m a k in g   it  f lex ib le  an d   ef f icien t.  B u t,  th is   ap p r o ac h   h ig h ly   r elies  o n   th e  a v ailab ilit y   o f   s tab le  s to r ag e  an d   r eso u r ce s   in   o th er   n o d es,  wh ich   m ig h t   n o t   alwa y s   b e  g u ar an teed   in   h ig h ly   d y n a m ic  o r   r eso u r ce - co n s tr a in ed   en v ir o n m e n ts .   R ep licatin g   ch ec k p o in tin g   d ata  at  m u l t i p le   n o d e s   c a n   l e a d   t o   i n c r e a s e d   n e t w o r k   t r a f f i c   a n d   o v e r h e a d   a n d   a s   t h e  n u m b e r   o f   n o d e s   i n c r ea s es ,   m an a g i n g   a n d   c o o r d i n a t i n g   c h ec k p o i n t s   ac r o s s   a  l a r g e   n u m b e r   o f   n o d e s   m a y   b e c o m e  c o m p l e x   a n d   l e s s   e f f i c ie n t .     T an   et   a l.   [ 3 2 ]   u s es  lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( L STM )   n et wo r k s   f o r   d etec tin g   f au lts   in   n o n - lin ea r   d y n am ical  s y s tem s .   T h e  m et h o d o lo g y   in v o lv es  tr ain in g   L S T M  m o d el  o n   n o r m al  o p er ati n g   d ata,   u s in g   it  to   p r ed ict  f u t u r e  s tates   an d   d etec tin g   p r e d ictiv e  f au lts .   T h is   ap p r o ac h   ca n   b e   r ed esig n e d   f o r   d if f er en t  s y s tem s   o n   r eq u ir em e n t  b asis   ev en   th o u g h   it  is   ch allen g in g .   Ab s ar   et  a l.   [ 3 3 ]   ass ess   th e  u s e  o f   L STM   m o d els  f o r   f o r ec asti n g   co n tag io u s   d is ea s e  o u tb r ea k s ,   f o cu s in g   o n   u tili zin g   h is to r i ca l  d ata  f o r   ea r ly   d etec tio n .   T h e  m eth o d o lo g y   in v o lv es  tr ain in g   L STM   m o d e ls   o n   d is ea s e  d ata,   m a k in g   p r e d ictio n s   an d   e v alu atin g   th e  m o d el’ s   p er f o r m a n c e  u s in g   ac cu r ac y   m etr ics.  Z h a n g   et  a l.   [ 3 4 ]   in tr o d u ce   an   L STM - b ased   au to en co d e r   f o r   n etwo r k   an o m al y   d etec tio n   aim in g   to   id en tify   u n u s u al  tr af f ic  p atter n s   with   h ig h   r ec o n s tr u ctio n   er r o r s   an d   r ec o n s tr u ct  n o r m a l   n etwo r k   tr af f ic.   T h is   ap p r o ac h   n o t   f ea s ib le  wit h   r esp ec t  to   p r ac tical  ap p licab ilit y   a n d   i n teg r atio n   in   r ea l - wo r l d   s ce n ar io s .   W an g   et  a l.   [ 3 5 ]   f o cu s   to   im p r o v e  p r ed ictio n   ac c u r ac y   an d   ef f icien cy   o f   an   L S T M  m o d el  u s ed   f o r   p r ed ictin g   tem p er atu r e  i n   d ata   ce n ter s   b y   o p tim izin g   its   h y p er p ar am eter s .   T h is   h y p e r p ar a m eter s   o p tim izatio n   tech n iq u e  ca n   b e  u tili ze d   b ased   o n   d o m ain   an d   r eq u ir e m en t  s p ec if ic  s in ce   it a d d s   o n   co m p u tatio n al  co s ts .   T h e  d etailed   s u r v ey   o u tlin e s   th at  co o r d in ated   an d   u n - co o r d in ate d   ch ec k p o in tin g   e n co u n ter s   ch ec k p o i n tin g   o v er h ea d s   an d   i n ef f ici en cies.  W h ile  ad d r ess in g   th e  c h allen g es  in   o p tim izin g   th e  ch ec k p o i n ti n g  b ased   FTM s ,   th e   ex is tin g   tech n iq u es  lik e  DC I C   en co u n ter s   u s eless   ch ec k p o in ts ,   in d ex - b a s ed   C I C   alg o r ith m s   f ac e  is s u es lik e  ch ec k p o in tin g   o v er h ea d s   an d   im p lem e n tatio n   co m p le x ities .   Ad ap t iv e  c h ec k p o in tin g   in   m o b ile   co m p u tin g   g r id s   is   r eso u r ce - d ep en d en t  a n d   m ay   n o t  alwa y s   b e  f ea s ib le  in   d y n a m ic  en v ir o n m en ts   lik e  I o T .   Pro to co ls   tailo r ed   f o r   I o T   s y s tem s   n ee d   to   m in im ize  n u m b er   o f   ch ec k p o in ts ,   u s eless   ch ec k p o in ts   an d   ef f icien tly   r ec o v er   tr an s i en t  f a u lts   with   m in im al  r eso u r ce   u tili za tio n .   T h e  m ai n   co n tr ib u tio n s   o f   th is   r esear ch   ar e   as   f o llo ws:   −   T h e  r esear ch   in tr o d u ce s   a  n o v el  ch ec k p o in t  at  in ter m ed iat e  n o d e  ( C I N )   C I C - FTM   f o r   I o T   en v ir o n m en ts   th at  s tr ateg ically   p lace   ch ec k p o in ts   o n ly   j u s t  b ef o r e   p r e d icted   f au lty   n o d es  b y   in teg r at in g   L STM - d ee p   lear n in g   alg o r ith m s .   T h is   m in i m iz es   u s eless   an d   f o r ce d   ch ec k p o in ts ,   u n lik e  t r ad itio n al  m et h o d s   th at  p lace   ch ec k p o i n ts   in d is cr im in ately   a cr o s s   all/m an y   n o d es ,   a n d   also   ad d r ess es th e  d ef icien cies o f   ex is tin g   FTM s.   −   Descr ib in g   tr an s ien t f au lt o cc u r r en ce   s ce n a r io s   an d   im p lem en tatio n   o f   t h e  f au lt  d etec tio n   alg o r ith m s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 785 - 1 7 9 6   1788   −   Ou r   ap p r o ac h   u s es  L STM - d ee p   lear n in g   f o r   tr ain i n g   u s in g   h is to r y   o f   f au lt  o cc u r r e n ce s   an d   n ew  m ess ag e   lo g s   an d   p r ed ictin g   n ew  f au lt  o cc u r r e n ce .   T h e  r em ai n in g   s ec tio n s   ar e   ar r an g ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   d escr ib es  th e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   th at   in clu d es  tr an s ien t  f au lt  d etec tio n ,   L STM   alg o r ith m   f o r   p r ed ictin g   f au lt  o cc u r r en ce   a n d   C I N  C I C - FT M   o p er atio n al  m ec h an is m   f o r   p lacin g   ch ec k p o in ts   a n d   f a u lt  r ec o v er y .   Sectio n   3   ex p lain s   e x p er im en tal  s etu p ,   s ec tio n   4   ab o u t r esu lts   an aly s is   an d   f in ally   s ec tio n   5   co n cl u d es th e  r esear ch   wo r k .       2.   M E T H O D   T h e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   in teg r ates  n o v el  C I N  C I C - FTM   t h at  s tr ateg ically   p lace   ch ec k p o in ts   b ased   o n   L STM   p r ed ictio n s   th at  m in im izes c h ec k p o in tin g   o v e r h ea d s   an d   en h an ce s   s y s tem   p er f o r m an ce   b y   tr an s ien t   f au lt  r ec o v er y .   T h e  s tep - by - s tep   d escr ip tio n   s tar ts   with   s y s t em   ar ch itectu r e  d iag r am ,   Fig u r e  2   s tar ts   f r o m   d ata   co llectio n ,   p r e - p r o ce s s in g   th at   in clu d e   h an d lin g   m is s in g   v al u es,  r em o v in g   o u tlier s   a n d   e n s u r in g   co n s is ten cy ,   tr an s ien t  f au lt   d etec tio n ,   p r ed ictio n   o f   f a u lt  o cc u r r en ce s   u s in g   L STM   an d   ch ec k p o in t   p l ac em en t  an d   f au lt  r ec o v er y   u s in g   C I N  C I C - FTM .           Fig u r e   2 .   B lo ck   d iag r am   o f   C I N  C I C - FTM   u s in g   L STM       Data   co llectio n   a n d   p r o ce s s in g :  in it ially ,   th e   s en s o r s   r ea d i n g s   lik e  tem p er atu r e,   h u m id ity ,   w ater   lev el,   lig h t  an d   m o is tu r e  in   I o T   ag r i cu ltu r e  s ce n ar io ,   ar e  co n f ig u r e d   an d   co llected   ev er y   m in u te  ( ad ap tab le  b ased   o n  ap p licatio n   r eq u ir e m en t) .   W e  s im u late  th e  p r o p o s ed   m o d el   o n   Go o g le   C o lab   u s in g   Py t h o n   3 . 7 ,   u tili zin g   Py th o n   lib r ar ies  in clu d in g   Pan d as,  OS ,   Pick le,   So c k et,   Nu m p y ,   C r c m o d e,   T r ac em allo c,   Ps u til,  M atp lo tlib ,   Ker as  a n d   T en s o r Flo w.   Me s s ag es  b etwe en   p r o ce s s es  wer e  g en e r ated   u s in g   ex p o n en tial  d is tr ib u tio n   s p an n in g   b etwe en   4   to   1 0 0   p r o ce s s es.  Per io d ically   s av e  th e  s tate  o f   ea ch   s en s o r /e d g e  n o d e  an d   co m m u n icatio n   s tate  u s in g   ‘ Pick le’   lib r ar y   to   s er ialize  an d   s to r e  th e  s tate.   Me s s ag es e x ch an g ed   u s in g   ‘ So ck et’   lib r a r y   b etwe en   n o d es we r e  lo g g ed   in   lo ca l a n d   ce n tr al  d atab ase  t o   en ab le  r ec o v er y .   A  co o r d in a to r   n o d e  is   d esig n ated   to   m an a g e  ch ec k p o in tin g .   T r an s ien t  f au lt  d etec tio n :  f a u lt   d etec tio n   alg o r ith m s   ( r e f er   Alg o r ith m   1   to   4 )   ar e  im p le m en ted   to   id en tify   tr a n s ien t  f au lts .   T r an s ien t  f au lts   ar e  s o f twar e  f a u lts   an d   tem p o r ar y   th at  o cc u r   d u r in g   r u n tim e   o f   t h e   s y s tem .   T r an s ien t  f au lts   ap p ea r   to   b e  u n p r ed ictab le  f o r   a  v er y   s h o r t  p er io d   o f   tim e  wh o s e  im p ac t  is   an o m alo u s ly   lar g e  o n   I o T   s y s tem   wh ile  d ec is i on - m ak in g   an d   ac tu atin g .   A ls o ,   f r eq u en c y   o f   th ese  tr an s ien t  f au lt  o cc u r r en ce s   is   ex p o n en tially   p r o p o r tio n al  t o   ab n o r m ality   i n   s y s tem   ac tio n s   [ 4 ] ,   [ 8 ] - [ 10 ] ,   [ 12 ] ,   [ 36 ] .   I n   I o T   ap p licatio n s   th e  m o s t  f r eq u en tly   ap p ea r in g   tr a n s ien t  f au lts   ar e   i )   if   th er e  is   in co r r ec t/m is s in g   s eq u e n ce   n u m b er   in   p ac k et   o f   in f o r m atio n   f lo w,   th e  s y s tem   r esp o n d s   d if f e r en tly ,   an d   th en   th e  s eq u en ce   n u m b er   f a u lt  –   F1   is   d etec ted .   T h e   in f o r m atio n   is   o f   two   ty p es  –   p ay lo ad   a n d   co m m an d   s eq u e n ce   n u m b er .   ii)  I f   in teg r ity   o f   th e  in f o r m ati o n   is   af f ec ted ,   ch ec k s u m   f au lt  –   F2   is   d etec ted   an d   ch ec k s u m   b as ed   f au lt  d etec tio n   tech n i q u e  is   u s ed .   iii)  I n teg r ity   o f   th e  in f o r m atio n   is   also   v er if ied   b y   ch ec k in g   th e  len g th   o f   t h e  m ess ag e.   I f   th e  len g th   o f   th e  m ess ag e  r ec eiv ed   o r   tr an s m itte d   is   n o t  as  ex p ec t ed   o r   r ec eiv e d   d ata  is   ir r elev a n t  with   its   p r ev io u s ly   g en er ate d   p atter n ,   th e n   s u ch   f au lt  is   r ep r esen ted   as  n u ll  ch ar ac ter   f au lt  –   F3 .   ( iv )   W h en   th e  in f o r m atio n   r ec eiv ed   o r   t r a n s m itted   is   b ey o n d   th e  p ay lo a d   r an g e,   th e  o u t  o f   r an g e  f a u lt  –   F4   is   d etec ted .   T h e  tr an s ien t  f a u lts   d etec ted   u s in g   th e  f au lt  d etec tio n   alg o r ith m s   af f ec t  th e   f au lt   o cc u r r en ce   s ce n ar io s   b y   d esig n in g   o cc u r r en ce   s em an tics   in   m y   wo r k .   T h e   d etec ted   f au lts ,   th eir   o cc u r r en ce   a n d   f a u lt st ates a r e  lo g g ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         C o mmu n ica tio n   in d u ce d   c h ec kp o in tin g   b a s ed   fa u lt to lera n c e  mec h a n is m  u s in g   …  ( S o w ja n ya   La ksh mi  A )   1789   Alg o r ith m   1 .   T o   d etec t   f au lt F1   Initialize:  expected_seq_num = 0   tolerance_threshold = 5  // Adjust as needed   Function  detect_seq_num_fault(received_seq_num):      if received_seq_num = = expected_seq_num:        // Received sequence number is as  expected       expected_seq_num += 1        return NO_FAULT   else if received_seq_num < expected_seq_num:     // Received a duplicate sequence number     return "Duplicate Sequence Number Detected"      else if received_seq_num  -   expected_seq_num > tolerance_threshold:   // Sequence number gap exceeds the  tole rance threshold     return "Sequence Number Gap Detected"   else:       // Sequence number gap is within the  tolerance threshold          expected_seq_num =  received_seq_num + 1          return NO_FAULT     Alg o r ith m   2 .   T o   d etec t f au lt F2   Alg o r ith m   3 .   T o   d etec t f au lt F3   Function calculate_chksum(data):   //Calculate a checksum value for the given  data          chksum = 0          for each byte in data:     chksum += byte       // Add the value of each byte to the  checksum     return checksum   Function  detect_chksum_fault(received_data,  received_chksum):   expected_chksum =  calculate_chksum(received_data)   if received_chksum == expected_chksum:      //Checksum matches, data is intact         return NO_FAULT      else:       //Checksum mismatch, data is corrupted        return "Checksum Mismatch Detected"   fault =  detect_chksum_fault(received_data,  received_chksum)   if fault != NO_FAULT: print(fault)   while true:     // Wait for incoming data        trg_data = receiveData()        src_data = sentData()   // Check for null character        if hasNullCharacter(src_data,trg_data):    logError("Null character detected in the  transmitted data")   else:   // Null character not detected, pro cess the  data            processData(data)   // Function to check for null character   function  hasNullCharacter(src_data,trg_data):         if length(src_data) !=  length(trg_data):     return true                  for character in trg_data:                     if character  == ' \ 0'                 return true        return false     Alg o r ith m   4 .   T o   d etec t f au lt F4   //For different types of sensors   it is  essential to configure range values. Based  on configuration, error is detected    // Initialize variables   expectedMinValuea = 0, expectedMaxValue =  100   receivedMinValue = 0, receivedMaxValue =  0   // Function to check if the received data is  within the  expected range   function isDataInRange(data):        if data >= expectedMinValue and data  <= expectedMaxValue:            return true        else:            return false   // Function to calculate the checksum   function calculateChecksum(data):        checksum = 0        for value in data:            checksum += value        return checksum % 256   // Main program loop   while true:     // Wait for incoming message        message = receiveMessage()   // Extract the data, received minimum value,  received maximum value, a nd checksum from  the message        data = extractData(message)        receivedMinValue =  extractMinValue(message)        receivedMaxValue =  extractMaxValue(message)        receivedChecksum =  extractChecksum(message)     // Verify the checksum        calculatedChecksum =  ca lculateChecksum(data)        if calculatedChecksum ==  receivedChecksum:     // Checksum is valid, now check for data  range            if receivedMinValue >=  expectedMinValue and receivedMaxValue <=  expectedMaxValue:     // Data range is within the expected range                 if isDataInRange(data):     // Data is within the expected range,  process the data                    processData(data)                else:                    // Data is out of range                    logError("Received data  is out of range")            else:   // Received range is out of the expected  range                logError("Received data range  is out of the expected range")        else:   // Checksum is invalid            logError("Invalid checksum  detected")     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 785 - 1 7 9 6   1790   Pre d ictio n   o f   f a u lt  o cc u r r en ce :   th e  L STM   n etwo r k   tak es  co lle cted   s eq u en tial  in p u t  d ata  at  v a r io u s   tim e  s tam p s   an d   h is to r ical  d ata  o f   f a u lt  o cc u r r en ce s   f o r   tr ain in g   p u r p o s es  an d   tr ai n ed   with   m u ltip le  ep o ch s   to   p r ed ict  th e  n ex t  f a u lty   n o d e.   T h is   p r e d icted   o u tp u t  is   lo g g ed   as  a  h i s to r ical  d atas et  o n   ev er y   n ew  p r ed ictio n .   Data s et  also   in clu d es  tim estam p s   a n d   lab els  in d icatin g   w h eth er   a  f au lt  o cc u r r ed .   Sp lit  th e   d ataset  in to   tr ain in g ,   v alid atio n   an d   test   s ets.  T h e  tr ain in g   s et  is   u s ed   to   tr ain   th e  L STM   m o d el,   th e  v alid atio n   s et  is   u s ed   to   tu n e   hyp er p ar am eter s   an d   t h e  test   s et  is   u s ed   to   ev alu ate  th e  m o d el.   T h e  L STM   m o d el  h as  an   i n p u t  lay er ,   lay er s   o f   L STM   an d   a  d e n s e  o u tp u t   lay e r .   T r ai n   th e   L STM   m o d el  o n   th e  tr ain in g   d ata   an d   v alid ate   it  u s in g   th e  v alid atio n   d ata.   T h e  m o d el  is   ev alu ated   o n   th e  test   d ata  u s in g   r elev an t  m etr ics  as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all  an d   F1 - s co r e.     L STM ,   an   ad v a n ce d   r ec u r r en t  n eu r al  n etwo r k   ( R NN)   v er s io n ,   r etain s   v ital  d ata,   d is ca r d in g   l ess   u s ef u l.  L STM   in clu d es  in p u t,  f o r g et  an d   o u tp u t  g ates  [ 3 4 ] .   T h e  f o r g et  g ate,   r ep r esen ted   b y   “f t ” ,   d is ca r d s   ir r elev an t  d ata.   I t’ s   d eter m in e d   b y   a   s ig m o id   f u n ctio n   b ased   o n   weig h ts   an d   b ias.  I n p u t “ X t ”   f ee d s   in to   th e   n etwo r k ,   with   th e  f o r g et  g ate  d ec id in g   if   “h t− 1 ”  o u tp u t  is   r el ev an t  to   cu r r en t  d ata.   Activ atio n   f u n ctio n     “( h t - 1 +X t ) ”  d eter m in es  r elev an ce ,   clo s er   to   ze r o   im p lies   ir r el ev an ce ,   o th e r wis e  r elev an ce .   Fig u r e   3   s h o ws  th e  L STM   u n it with   its   co m p o n e n ts .           Fig u r e  3 .   B asic L STM   c ell       T h e  “ f t ”  is   a  f o r g et  g ate  f u n ctio n ,   th at  f o r g ets,  o r   ig n o r es  th e  ir r elev an t  in f o r m atio n .   “ Wt f ” ,   ar e  th e   weig h ts   an d   “ bs f ”  th e   b ias o f   t h e  f o r g et  g ate,   σ   is   a  s ig m o id   cu r v e,   an d   ". "  im p lies   m u ltip li ca tio n   o f   th e   m atr ix .   T h e  n e x t  s tep   is   t o   d ete r m in e ,   u s in g   two   p r o ce d u r es,  wh ic h   n ew  k n o wled g e  is   p r esen t  in   th e  ce ll   s tate.   T h e   in p u t  g ate  f ir s t  d eter m in es  wh i ch   s tates  ar e  u p d ate d ,   an d   th en   th e  “ ta n h ”   ac tiv atio n   f u n ctio n   is   u s ed   to   g e n er ate   a  v ec to r   o f   p o te n tial n ew  v alu es.  T h e  cu r r en t c ell  s tate  “ C t ”   is   th en   ch an g ed   u s in g   o u tp u ts   f r o m   th e  in p u t g ate,   th e  f o r g et  g ate ,   an d   th e  “ ta n h ”   lay er .   Fin ally ,   th e  o u tp u t  g a te  an d   a  “ ta n h ”  f u n ctio n   ar e  u s ed   to   ca lcu late  th e  o u tp u t  o f   n etwo r k   “h t ” ,   W h er e  “ Wt o ”,   is   th e  in p u t w eig h t a n d   “ bs o ”  th e  b ias o f   th e  o u tp u t  g ate,   r esp ec tiv ely .     =   (  . [ ℎ − 1 ,   ] +    ( 1 )     =   (  . [ ℎ − 1 ,   ] +    ( 2 )     ~ =    ℎ (  . [ ℎ − 1 ,   ] +    ( 3 )     =   ∗   − 1   + ∗   ~   ( 4 )     =   (      . [ ℎ − 1 , ] +    )   ( 5 )     ℎ =   ∗  ℎ   ( )   ( 6 )     +   =     (   , + 1 , + 2 … . + − 1 )   ( 7 )     Dr o p o u t   r eg u la r izatio n   co m b at s   o v er - f itti n g   b y   r em o v in g   ce r t ain   n eu r o n s .   E ac h   h id d en   u n it  i n   a  n e u r al  n etwo r k   is   t r ain ed   u s in g   a  r a n d o m   s am p le   o f   o t h er s .   L STM   n etwo r k s   p r ed ict  ‘ n ’   tim e  s tep s   ah ea d ,   co n tr asti n g   p r o jecte d   with   ac tu al  v al u es.  I n p u t  d ata“ X t ”at   tim e  s tam p   “t ”is  p r o ce s s ed   s eq u en tially   with   a  s lid in g   win d o w  m eth o d .   L STM   p r e d icts   th e  n e x t  f au lty   n o d e   with in   th e   e  ( s iz e - 15) .   T h e  f ir s t  s am p le  o f   in p u t  is   x 1 ,   s ec o n d   is   x 2   an d   s o   X t ={x t - 1 ,   x t ,   x t+ 1 }.   T h is   i n p u t  tak e n   at  “W L ”  win d o w  le n g th   is   {x t− w ,   x t+ 1 - w ...x t− 1 }  u s ed   f o r   p r ed ictio n .   T h e   L STM   n etwo r k   is   tr ain ed   with   “n ”  ep o c h s   an d   “ Y t ”  is   o u tp u t  – p r ed icted   f a u lty   n o d e  a n d   “ O n ”   is   L STM   n etwo r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         C o mmu n ica tio n   in d u ce d   c h ec kp o in tin g   b a s ed   fa u lt to lera n c e  mec h a n is m  u s in g   …  ( S o w ja n ya   La ksh mi  A )   1791   o u tp u t.  L STM ’ s   ad v an ta g e  lies   in   p r ed ictin g   f u tu r e  v alu es  wh ile  r em em b er in g   p ast  o n e s ,   u n til  th e  r eq u ir e d   m u lt is tep   p r ed ictio n s   ar e  m a d e.   C h ec k p o in t  p lace m en t  a n d   f a u lt  r ec o v er y   u s in g   C I N  C I C - FT M:  t he   co r e  o f   th e  C I N  C I C - FTM   is   th e   p r ed ictio n   o f   p o ten tial f au lt o c cu r r en ce s   u s in g   L STM   n etwo r k .   T h e  p r e d icted   f au lts   o cc u r r e n ce s   ar e  lo g g ed   as   f au lt  h is to r y .   I n itially ,   lo ca l  c h ec k p o in ts   ar e  p lace d   at  n o d es  af ter   s ig n if ican t  s y s tem   ev e n ts .   L ater   af ter   tr ain in g   L STM   m o d el,   f o r ce d   ch ec k p o in ts   ar e  p lace d   at  latest  co n s is ten t  n o d e  p r io r   to   p r ed icted   f a u lty   n o d e .   T h is   is   d o n e  d y n am ically ,   with   th e  m o d el  co n tin u o u s ly   u p d atin g   its   p r ed ictio n s   as  n ew  d ata   is   p r o ce s s ed .   T h e   ch ec k p o i n tin g   p r o ce s s   in v o lv es  s av in g   th e  cu r r en t  s tate  o f   th e  s y s tem ,   in clu d in g   th e  p r o ce s s   d ata  an d   cu r r en t   s tatu s   o f   th e  m ess ag es  b ein g   p r o ce s s ed .   T h e  s y s tem   u p o n   f au lt  d etec tio n   ch ec k s   wh eth er   th e  cu r r en t  n o d e  o r   its   p r ec ed in g   n o d e   h as  v alid   ch ec k p o in ts .   T h e  s y s tem   in itiates   a  r o llb ac k   to   th e  m o s t  r ec en t  ch ec k p o in t,  allo win g   th e  p r o ce s s   to   r estar t  f r o m   th e   k n o w n   g o o d   ( f a u lt  f r ee )   s tate  an d   p r e v en tin g   th e  s p r ea d   o f   f au lts   th r o u g h   th e   s y s tem .   Af ter   s u cc ess f u l  r ec o v er y   an d   th e  s tab ilizatio n   o f   t h e  p r o ce s s ,   th e  f o r ce d   c h ec k p o in ts   th at  ar e  alr ea d y   lo g g ed   as  f au lt  h is to r y   ar e  e r a s ed   f r o m   th e  lo ca l  m em o r y   an d   th e  s y s tem   co n tin u es  to   o p er ate  with   th e  L STM   m o d el  ad ju s tin g   its   p r e d ictio n s   b ased   o n   th e  f au lt  h is to r y .   T h is   ap p r o ac h   s p ec if ically   r ed u ce   th e  s to r a g e   o v er h ea d s   b ec a u s e  o f   ch ec k p o in ts .   T h e   alg o r ith m   is   g iv en   in   Alg o r ith m   5   an d   w o r k in g   p r i n cip le  is   ex p lain ed   as sh o wn   in   F ig u r e  4 .     Alg o r ith m   5 .   C I N  C I C - FTM   Import libraries: numpy, tensorflow ,  sequential, LSTM, dense, pickle, os   # Load historical data for fault  prediction   def load_dta(file_path):      load historical data related to  transient faults      data = np.load(file_path)      return data   # Build and train LSTM model   def build_lstm_model(input_ set):  model =  Sequential()      # predict fault occurrences   def predict_faults(model, x_input):      predictions = model.predict(x_input)      return predictions   # Place checkpoints based on predictions                def place_checkpoints(nodes,predictions,  thresho ld=0.65):      checkpoints = [ ]      for i, predictions in  enumerate(predictions):        if predictions > threshold:           checkpoints.append(nodes[i])      return checkpoints     # Save system state as checkpoint   def save_checkpoint(node, state,  checkpoint_dir):   checkpoint_path=os.path.join(checkpoint_di r, f’checkpoint_node_{node}.pk1’)      with open(checkpoint_path, ‘wb’) as  file:      pickle.dump(state, file)   # Fault detection   def  detect_faults(nodes,predictions,current_st ate):      faulty_nodes = [ ]       for i, node in enumerate(nodes):        if predictions[i] > 0.65 and  current_state[node]== ‘faulty’:         faulty_node.append(node)        return faulty_nodes   # Fault recovery using checkpoints   def recover_from_fault(node,  checkpoint_dir):   checkpoint_path=os.pa th.join(checkpoint_di r, f’checkpoint_node_{node}.pk1’)      with open(checkpoint_path, ‘rb’)as file:      state = pickle.load(file)   return state   model.add(LSTM(50,activation=’relu’,  input_set=input_set))      model.add(Dense(1))      model.compile(optimizer = ‘adam’,  loss =  ‘mse’)      return model   def train_lstm_model(model,x_train,y_train,  epochs=1000):      model.fit(x_train, y_train, epochs =  epochs, erbose =1)      return model   # Main process to run CIN CIC - FTM      def  cin_cic_ftm_process( nodes,fault_data_file,  checkpoint_dir, current_state):      data = load_data(fault_data_file)      x_train, y_train = data[‘x_train],  data[‘y_train’]      input_set = (x_train.set[1],  x_train.set[2])      # Build and train the LSTM model        model = build_lstm_model(i nput_set)        model = train_lstm_model(model,  x_train, y_train)      # Predict faults        predictions = predict_faults(model,  x_train)   # Place checkpoints based on predictions        checkpoints= place_checkpoints(node,  predictions)        for node in checkpoints:          state = current_state[node]          save_checkpoint(node, state,  checkpoint_dir)   # Detect faults   faulty_nodes=detect_faults(nodes,prediction s, current_state)   # Recover from faults      for node in faulty_nodes:   recovered_State=recover_from_fault(node,  che ckpoint_dir)   current_state[node] = recovered_state      return current_state   # Example usage   nodes = [‘node1’, ‘node2’, ‘node3’,  ‘node4’]   fault_data_file = ‘fault_data.npz’   checkpoint_dir = ‘checkpoints’   current_state   = {‘node1’: ‘normal’,  ‘node2’: ‘normal’, ‘node3’: ‘normal’,  ‘node4’: ‘normal’}   final_state=cin_cic_ftm_process(nodes,  fault_data_file, checkpoint_dir,  current_state)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 785 - 1 7 9 6   1792   T h is   alg o r ith m   p r o v id es  a  d etailed   f r am ewo r k   f o r   im p le m en tin g   th e  C I N  C I C - FTM   in   Py th o n ,   en ab lin g   ef f icien t  f au lt  p r ed ict io n ,   s tr ateg ic  c h ec k p o in t  p lace m en t  an d   f a u lt  r ec o v er y   in   I o T   ap p licatio n s .   T h e   ‘ lo ad _ d ata ’   f u n ctio n   lo ad s   h is to r ical  f au lt  d ata  f o r   tr ain in g   th e  L STM   m o d el.   T h e  d ata  is   ex p ec ted   to   b e  in   a   ‘ . n p z’   f ile  co n tain in g   tr ain in g   an d   test in g   d atasets .   T h e  L ST M  m o d el  is   b u ilt  u s in g   T en s o r Flo w’ s   Ker as  API ,   with   an   in p u t  la y er ,   L STM   lay er   an d   o u tp u t d en s e  lay er .   T h e   m o d el  is   tr ain ed   o n   th e  h is to r ical  f au lt  d ata.   T h e   ch ec k p o i n ts   ar e  p lace d   o n   n o d es  wh er e  th e  p r ed icted   f au lt  p r o b ab ilit y   ex ce ed s   a  ce r tain   th r esh o ld   ( 0 . 6 5 ) .   T h e   s tate  o f   th ese  n o d es is   s av ed   u s in g   th e  ‘ p ick le’   lib r ar y .   T h e  m ain   f u n ctio n   ‘ ci n _ cic_ f tm _ p r o c ess ’   in teg r ates a ll   s tep s   an d   p r o ce s s es th e  n o d es  in   th e  I o T   n etwo r k   to   p lace   c h ec k p o in ts   an d   p er f o r m   f au lt r e co v er y .   C o n s id er   Fig u r e   4   as  an   e x am p le  f o r   u n d er s tan d in g   C I N  C I C - FTM .   Firstl y ,   C I N  b ased   C I C   in d u ce s   ch ec k p o i n ts   C 1   an d   C 2   at  n o d e  N 2, 1  an d   N 3, 2  as  th ese  n o d es  ar e  p r ed icted   t o   h av e   f au lt s   b ased   o n   L STM   alg o r ith m .   T h e  s eq u en ce   o f   m ess ag e  tr an s m is s io n   is -   m ess ag e  M1   is   s en t  f r o m   p r o ce s s   P4   to   P3 ,   m ess ag e  M2   f r o m   P1   to   P3 ,   a n d   s o   o n .   I f   a t  M5 ,   a   f au lt   is   d etec ted ,   C I C - FTM   in itiate s   th e  r o llb ac k   p r o p a g atio n   [ 3 7 ]   a n d   will  r o llb ac k   to   th e  latest  p lac ed   ch ec k p o in t,  C 1   an d   r estar ts   f r o m   C 1 .   Ag ain ,   if   f au lt  is   n o t  r ec o v er ed   at  M5 ,   th e  s y s tem   will  r o llb ac k   to   n ex t  latest  ch ec k p o in t   C 2   an d   r est ar ts   f r o m   th er e.   Sti ll  if   f au lt   is   n o t  r ec o v er e d ,   th e n   FTM   r etu r n s   to   in itial  s tates  an d   r estar ts   th e  p r o ce s s   f r o m   in itial  s tates.  S till   if   f au lt  is   n o t  r ec o v er ed ,   th e  FTM   co n clu d es its   h ar d war e   f au lt.           Fig u r e  4 .   E x am p le  f o r   c h ec k p o in t a t in ter m ed iate  n o d e  b ased   C I C - FTM       3.   RE SU L T   AND  DI SCUS S I O N   I n   th is   s ec tio n ,   we  s im u late  t h e  p r o p o s ed   m o d el  o n   th e  G o o g le  C o lab   p latf o r m   u s in g   P y th o n   3 . 7 .   Dis cr ete  ev en t  s im u latio n   s p a n s   4 - 1 0 0   p r o ce s s es,  g en er atin g   m ess ag es  v ia  ex p o n en tial  d is tr ib u tio n .   Sen s o r   f r eq u e n cy ,   s et  to   o n e  m in u te,   a d ap tab le  b ased   o n   ap p lic atio n   r eq u ir em e n ts .   T h e  s en s o r s   u s ed   in   I o T   ag r icu ltu r e   in clu d e  tem p er at u r e,   h u m id ity ,   wate r   lev el,   lig h t,  an d   m o is tu r e  s en s o r s .   T r ain in g   in v o lv es  7 0 0 0 +  d ataset,   1 0 0 0 +   f o r   test in g   u n d er   d iv e r s e  s ce n ar io s .   E ac h   s ce n ar io   u n d er g o e s   1 - 1 5   test s ,   av er ag in g   p ar am e ter s   f o r   ass es s m en t.   R ec o n f ig u r in g   th e  s en s o r   f r eq u en cy   to   s u it th e  n ee d s   o f   th e  ap p licatio n   is   p o s s ib le.   T h e  p e r f o r m an ce   p ar am eter s   f o r   p r ed ictio n   o f   f au lt   n o d es u s in g   L STM   m o d el  a r e  i)   p r ec is i o n ,   “P”,   is   th e  p er ce n ta g e  o f   v alu es  i d en t if ied   p r ec is ely ;   ii )  r ec all,   “R”,  wh ich   is   th e  n u m b e r   o f   p o s itiv e  class   p r ed ictio n   o u t  o f   all  p o s itiv e  ex am p les ;   an d   iii)  F1 - s co r e,   “F1 ”,   wh ich   is   th e  h ar m o n ic  m ea n   o f   p r ec is io n   an d   r ec all,   p r o v id es   a  m o r e   ac cu r ate   p ic tu r e  o f   ca s es  th at   wer e  i n co r r ec tly   class if ied   th an   th e   a cc u r ac y   m etr ic.   T h e   ac cu r ac y   is   d ef in ed   as  in   ex p r ess io n   ( 1 1 ) ,   wh er e  tr u e   n eg ativ e =“ TN ”,  tr u e  p o s iti v e =“ TP ”  an d   f alse   p o s itiv e =“ F P ”,  f alse  n eg ativ e =“ F N ”.   Am o n g   th e  v ar io u s   lo s s   f u n ctio n s ,   r o o t  m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( R MSE )   is   th e  ap p r o p r iate  m e tr ic  to   ev alu ate   tim e  s er ies   [ 3 8 ]   p r ed ictio n   m o d els  an d   it  is   d ef in ed   as  in   ex p r ess io n   ( 1 2 ) ,   wh er e,   “n ”  is   n u m b er   o f   n o d es ,   “i”  is   n u m b er   o f   iter atio n s ,   “y i ”  is   r ea l  o u tp u t,  “ y p i ”  is   d esire d   o u tp u t.  T h e  lar g e r   R MSE   in d icate s   les s   ac cu r ac y   an d   least R MSE   in d icate s   h ig h e s t a cc u r ac y   [ 3 9 ] :       =           +       ( 8 )      =           +      ( 9 )     1    =   2 ∗ (  ∗    )   +      ( 1 0 )     (   ,      ) = ( (    +   +  +  +  ),   (    +   +  +  +  ) )   ( 1 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         C o mmu n ica tio n   in d u ce d   c h ec kp o in tin g   b a s ed   fa u lt to lera n c e  mec h a n is m  u s in g   …  ( S o w ja n ya   La ksh mi  A )   1793     = √ 1 ∑ ( −   ) 2 = 1   ( 1 2 )     Hy p er p ar a m eter s   ar e  u s ed   to   tu n e  t h e  L STM   b ased   p r ed ictio n   m o d els.  T h e  m o s t  im p o r tan t   h y p er p ar am eter   c o m b in atio n   t h at  h av e  d ir ec t  im p ac t  o n   m o d el  p er f o r m an ce   ar e  as  m e n tio n ed   in   T ab le  1   with   th e  th r esh o ld   v alu e  o f   0 . 6 5   f o r   wh ich   th e  p r e d ictio n   ac cu r a cy   o b t ain ed   is   9 8 . 5 %  as  tab u lated   in   T ab le  2   an d   s h o wn   in   Fig u r e  5 .   T h e  in teg r atio n   o f   th e  L STM - b ased   d e ep   lear n in g   al g o r ith m   s h o wed   h ig h   ac c u r ac y   in   p r ed ictin g   f a u lt  o cc u r r en ce s   as  s h o wn   in   Fig u r e  5 .   T h e  L ST M  m o d el  was  tr ain ed   an d   v alid ated   u s in g   h is to r ical   f au lt  d ata  an d   it  s u cc ess f u lly   id en tifie d   tr an s ien t  f au lt  o cc u r r en ce s   with   an   ac c u r ac y   o f   9 8 . 5 %   ac cu r ac y ,   as  m ea s u r ed   b y   s tan d ar d   m etr ics in clu d in g   p r ec is io n ,   r ec all  a n d   F1 - s co r e  as tab u lated   in   T ab l e  2 .        T ab le  1 .   Hy p er p ar a m eter   v alu es f o r   h ig h est ac cu r ac y   H y p e r p a r a me t e r s   V a l u e s   W i n d o w - si z e   15   D r o p o u t - r a t e   0 . 2   R e g u l a r i z e r   L2   R e g u l a r i z e r - r a t e   0 . 0 1 4   Ep o c h s   1 0 0 0   A c t i v a t i o n - f u n c t i o n   R e L u   Le a r n i n g - r a t e   0 . 0 1 2       T ab le  2 .   Av e r ag e  p e r f o r m an ce   m etr ics o f   L STM   m o d el   Ep o c h s   %  A c c u r a c y   R e c a l l   F1 - s c o r e   50   9 8 . 4   9 8 . 2   98   1 0 0   9 8 . 5   9 8 . 2 3   9 8 . 1 2   2 0 0   9 8 . 6   9 8 . 4   9 8 . 2   5 0 0   9 8 . 5   9 8 . 2   9 8 . 1   1 0 0 0   9 8 . 6   9 8 . 3   98   A v e r a g e   ( f r o m  5 0   t o   1 0 0 0   e p o c h s)   9 8 . 5 2   9 8 . 2 3   9 8 . 1       An   av er a g e  r ec all  o f   9 8 . 2 3 %   in d icate d   th at,   o u t  o f   all   th e  ac tu al  f au lt  o cc u r r en ce s ,   t h e  L S T M  m o d e l   s u cc ess f u lly   p r ed icted   9 8 . 2 3 %  o f   th em   an d   th is   h ig h   r ec all  v alu e  in d icate s   th at  th e  m o d el  is   v er y   ef f ec tiv e  at   d etec tin g   m o s t  o f   th e  f a u lts   th at  o cc u r ,   m in im izin g   th e  r is k   o f   u n p r e d icted   f au lts   wh ich   lead s   to   s y s tem   f ailu r es.  An   F1 - s co r e   o f   9 8 . 1 %  in d icate s   th at  th e  L STM   m o d el  h as  a   well - b alan ce d   p er f o r m a n ce ,   with   b o th   h ig h   r ec al l   an d   h i g h   p r ec is io n .   T h is   in d ic ates  th e  m o d el  is   r eliab le   in   p r ed ictin g   f au lts   with   m i n im al  f a ls e  alar m s ,   wh ich   is   cr itical  f o r   ef f icien t  f au lt  m an ag em en t  i n   I o T   s y s tem s .   No w,   th e  p r o p o s ed   C I N  C I C - FTM   p lace s   th e  ch ec k p o i n ts   at  th e  id en tifie d   f a u lty   n o d es.  T h e  Fig u r e   6   s h o w s   av er ag e  n u m b er   o f   c h ec k p o in ts   p lace d ,   av er a g e   n u m b er   o f   u s eless   ch ec k p o in t s ,   m em o r y   co n s u m p tio n   a n d   C PU  co n s u m p tio n   f o r   ch ec k p o in t in g   in   th e  n etwo r k ,   an d   a v er ag e   b ac k   p r o p a g atio n   tim e  an d   f au lt   r ec o v er y   tim e,   wh en   th e   n etwo r k   is   o f   d if f e r e n t n o d e  s izes lik e,   4   n o d es,  1 0   n o d es,  4 0   n o d es a n d   1 0 0   n o d es.           Fig u r e  5 .   L STM   f a u lt p r ed icti o n   ac cu r ac y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 785 - 1 7 9 6   1794       Fig u r e  6 .   C h ec k p o in ts   co u n t a n d   r eso u r ce   co n s u m p tio n   b y   C I N  C I C - FTM       T h e  o b s er v atio n s   ar e:   −   T h e  C I N  C I C - FTM   u s in g   L STM   p lace s   ch ec k p o in ts   at  p r e d icted   f au lty   n o d es  th at  ar e  1 5 %  o f   th e  to tal   n u m b er   o f   n o d es i n   th e   n etwo r k ,  h e n ce   s ig n i f ican tly   r ed u ce s   th e  n u m b er   o f   f o r ce d   an d   u s el ess   ch ec k p o in ts   co m p ar ed   to   e x is tin g   m eth o d s   [ 9 ] ,   [ 17 ] ,   [ 21 ] ,   [ 22 ] ,   [ 39 ]   t h at  o f ten   p lace   c h ec k p o in ts   in d is cr im in ately   ac r o s s   m u ltip le  n o d es.   −   T h e  C I N  C I C - FTM   m ak es  tar g eted   ch ec k p o in t  p lace m en t  j u s t  b ef o r e  n o d es  p r ed icted   to   b e  f au lty .   T h ese  ch ec k p o i n ts   b ec o m e  u s eless   o n ly   if   f au lt  r ec o v er y   is   s u cc ess f u l  b y   r estar tin g   f r o m   th e  m o s t   r ec en tly   p lace d   ch ec k p o i n t,  p r e v en tin g   t h e  n ee d   to   r o llb ac k   to   s u b s eq u e n t  o n es.  As  a  r esu lt,  th e  n u m b er   o f   u s eless   ch ec k p o i n ts   is   m in im ized - less   th an   1 0 % o f   th e  t o tal  n u m b er   o f   ch ec k p o in ts .   −   E x is tin g   ch ec k p o in tin g   m et h o d s   in v o lv e  f r eq u e n t,  p er io d ic   an d   in d is cr im in ate  ch ec k p o i n t  p lace m en ts   [ 5 ] ,   [ 9 ] ,   [ 13 ] ,   [ 17 ] ,   [ 21 ] ,   [ 22 ] ,   [ 24 ] ,   [ 25 ] ,   [ 27 ] ,   [ 32 ] ,   [ 39 ] ,   lea d in g   to   u n n ec ess ar y   m em o r y   co n s u m p tio n   d u e   to   th e  s to r ag e  o f   m u ltip le  an d   u s eless   ch ec k p o in ts .   T h e  C PU  is   lo ad ed   with   th e  co n tin u o u s   m o n ito r in g   an d   p r o ce s s in g   o f   th ese  ch ec k p o in ts ,   r ed u cin g   s y s tem   ef f icien cy   [ 5 ] ,   [ 9 ] ,   [ 13 ] ,   [ 17 ] ,   [ 39 ] .   I n   c o n tr ast,  th e  C I N  C I C - FTM ,   s in ce   th e  ch ec k p o in ts   ar e  p lace d   at  tar g eted   n o d es  b ased   o n   h ig h   ac cu r ately   p r ed icted   n o d es,   m in im izes  th e  m em o r y   c o n s u m p tio n -   b y   r e d u cin g   th e  n u m b er   o f   ch ec k p o in ts   s to r ed   an d   th e  C PU   co n s u m p tio n -   as  th e  s y s tem   i s   n o t  r eq u ir ed   to   co n s tan tly   p r o ce s s   an d   m an ag e  an   ex ce s s iv e  n u m b er   o f   ch ec k p o i n ts .     −   I o T   n etwo r k s   f ac e  ch allen g es  with   r esp ec t  to   its   d y n am ic  b eh av io r   an d   r eso u r ce   c o n s tr ain t s   [ 5 ] ,   [ 9 ] ,   [ 13 ] ,   [ 22 ] ,   [ 25 ] ,   [ 27 ] ,   [ 39 ] .   T h e  r e d u ctio n   in   m em o r y   an d   C P U  co n s u m p tio n   n o t  o n ly   im p r ess   th e  o v er all  ef f icien cy   o f   th e  s y s tem   b u t a ls o   en s u r es th at  th e  I o T   ap p licatio n s   ca n   co n tin u e  to   o p er ate  e f f ec tiv ely   ev en   in   r eso u r ce - lim ited   s ce n a r io s .   −   B ac k   p r o p a g atio n   tim e  r e f er s   to   th e  tim e   r eq u ir ed   to   r o llb ac k   to   t h e  r ec e n tly   p lace d   c h ec k p o in t  f r o m   th e  f au lt  d etec ted   n o d e.   Fau lt   r ec o v er y   tim e  r e f er s   to   th e   tim e  tak en   to   r ec o v er   f r o m   a   f au lt,   b y   lo ad in g   th e   p r ev io u s   c o n s is ten t c h ec k p o in t a n d   r esu m i n g   e x ec u tio n   f r o m   th at  ch ec k p o in t  o n war d s .   I t in clu d es th e  tim e  r eq u ir ed   to   tr a n s f er   d ata  f r o m   ch ec k p o i n t sto r ag e  to   th e  p r o g r am ’ s   m em o r y ,   r ein itialize  th e  ex ec u tio n   s tate  an d   co n tin u e  its   ex ec u tio n .   T h e  r esu lts   in d icate   th at  th e  C I N  C I C - FTM   r ed u ce s   th e  b ac k   p r o p ag atio n   tim e  an d   f a u lt  r ec o v er y   tim e   b y   c o n s id er ab le  m a r g i n   c o m p a r ed   to   ex is tin g   c h ec k p o in tin g   te ch n iq u es,  wh ic h   s u f f er   f r o m   i n ef f icien cies  d u e   to   in co n s is ten t  n o d e  s tates  an d   th e  d o m in o   ef f ec t   [ 5 ] ,   [ 9 ] ,   [ 13 ] ,   [ 24 ] ,   [ 39 ] ,   [ 40 ] .   B ec au s e  o f   p r ed icted   a n d   tar g ete d   ch ec k p o i n tin g   ap p r o ac h ,   t h e  o v er all  n u m b e r   o f   c h ec k p o i n ts   ar e   r ed u ce d   an d   ar e  p lace d   ju s t  b ef o r e  n o d es  p r e d icted   to   b e  f a u lty ,   th e  b ac k   p r o p a g atio n   tim e  a n d   f au lt  r ec o v er y   tim e  ar e  s ig n if ican tly   r ed u ce d   in   tu r n   allo win g   f o r   q u ick e r   s y s tem   r esp o n s e,   ev en   in   p r ese n ce   o f   tr an s ien t   f au lts .       4.   CO NCLU SI O N   T h e  in cr e asin g   r elian ce   o n   I o T   ap p licatio n s   ac r o s s   v a r io u s   s ec to r s   s u ch   as  h ea lth ca r e,   in d u s tr y   a n d   ag r icu ltu r e  f o cu s   o n   th e  cr itic al  n ee d   f o r   r o b u s t  FTM s .   T r an s ien t  s o f twar e  f au lts   p o s e  s ig n if ican t  r is k s   to   th e  p er f o r m an ce   a n d   r eliab ilit y   o f   th ese  s y s tem s .   T h e  ex is tin g   FTM s   s tr u g g le  with   in e f f icien cies  r elate d   to   ch ec k p o i n tin g   o v er h ea d s ,   as  ch ec k p o i n ts   ar e  ty p ically   p la ce d   f r eq u en tly ,   p e r io d ically   a n d   in d is cr im in ately   ac r o s s   all  n o d es,  lead in g   to   u s eless   an d   f o r ce d   ch ec k p o in ts ,   f o llo wed   b y   d o m in o   ef f ec t  an d   u n n ec ess ar y   r eso u r ce   co n s u m p tio n .   T h e  r e s ea r ch   in tr o d u ce s   a  n o v el  C I N   b ased   C I C - FTM   th at  in co r p o r ates  L STM   d ee p   lear n in g   alg o r ith m s   to   p r ed ict   f au lt o cc u r r en ce s   an d   s tr ateg ic ally   p lace   c h ec k p o in ts   b e f o r e   t h e  p r ed icted   f au lty   n o d es.  T h e  p r ed ictio n   ac cu r ac y   o b tain ed   is   9 8 . 5 %.  T h is   r ed u ce s   th e  n u m b e r   o f   c h ec k p o in ts   p lace d ,   th at  is   at  <1 5 %  n o d es  o f   th e  o v er all  n o d es  an d   <1 0 %  o f   th em   g o   u s e less ,   wh ich   p r o p o r tio n ally   r ed u ce s   r o llb ac k   tim e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.