计算规模的扩大化、应用环境的复杂化使得关键任务系统的持续性受到严重的挑战。操作系统中任何进程出现问题都将导致整个程序的故障发生,而从头开始重新执行任务又将带来巨大的时间开销。尤其在大规模并行计算环境下,由于缺乏有效的容错手段,程序故障的发生极大的降低了系统执行任务的效率。微重启方法中所使用的检查点技术是针对完全重启所带来的时间开销问题而出现的一种关键性技术。以检查点为基础的微重启技术将执行过程中的程序状态数据保存在检查点文件中。待故障发生时,微重启技术以检查点文件为基础进行回卷恢复,以此来提高计算机系统的容错能力。然而,由于并行计算环境下各进程之间的关联关系,现有的微重启方法已经不能满足当前环境下的技术需求。本文以实现并行计算环境下程序状态的有效恢复为目的,提出了一种面向并行计算环境的微重启方法。该方法通过在现有的检查点技术基础上加入代码预处理机制,实现了并行计算环境下无数据污染的程序状态保存。并通过可移植变量的选取,有效地减小了检查点文件的大小,进而节省存储空间,减少外存读写所消耗的时间。此外,本文还提出了一种基于进程状态的程序故障判断机制和基于有效状态恢复线的程序恢复方法。通过这两种方法,实现了程序故障诊断与程序状态恢复的自动化执行,并提升了系统的可靠性与执行效率。