系統(tǒng)可靠性計(jì)算

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1、系統(tǒng)可靠性計(jì)算是軟件設(shè)計(jì)師考試的一個(gè)重點(diǎn)，近些年幾乎每次考試都會(huì)考到，但這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的難度不高，了解基木的運(yùn)算公式，即可輕松應(yīng)對(duì)?？煽啃杂?jì)算主要涉及三種系統(tǒng)，即串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)，其中串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算都非常簡(jiǎn)單，只要了解其概念，公式很容易記住。兀余系統(tǒng)要復(fù)雜一些。在實(shí)際的考試當(dāng)屮，考得最多的就是串并混合系統(tǒng)的可靠性計(jì)算。所以要求我們對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)冇基本的了解，對(duì)其計(jì)算公式能理解、運(yùn)用。系統(tǒng)可靠性是指從它可是運(yùn)行(t=0)到某時(shí)刻t這段時(shí)間內(nèi)能正常運(yùn)行的概率，用R(t)表示。所謂失效率，是指單位時(shí)間內(nèi)失效的原件數(shù)與元件總數(shù)

2、的比例，用入表示，當(dāng)入為常數(shù)時(shí)，可靠性與失效率的關(guān)系為R(t)=eA(-Xt)計(jì)算機(jī)的RAS技術(shù)就是指用可靠性R、可用性A和可維護(hù)性S三個(gè)指標(biāo)衡量一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。下面將對(duì)這些計(jì)算的原理及公式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。1.串聯(lián)系統(tǒng)假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)由n個(gè)子系統(tǒng)組成，當(dāng)且僅當(dāng)所有的子系統(tǒng)都能正常工作時(shí),系統(tǒng)才能止常工作，這種系統(tǒng)稱(chēng)為串聯(lián)系統(tǒng)，如圖1所示?Rn—輸出■R■■■局輸入1*圖1串聯(lián)系統(tǒng)設(shè)系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性分別用甩怎…，凡表示,則系統(tǒng)的可靠性R=&x…如果系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的失效率分別用無(wú)無(wú)，…，無(wú)來(lái)表示,則系統(tǒng)的失效率久=加+久2+…+弘系統(tǒng)越多可靠性越茅，失

3、效率越大。1.并聯(lián)系統(tǒng)假如一個(gè)系統(tǒng)Ftin個(gè)子系統(tǒng)組成，只要有一個(gè)子系統(tǒng)能夠正常工作，系統(tǒng)就能正常工作，如圖2所示。圖2并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性分別用尺，忌，…，凡表示，則系統(tǒng)的可靠性A=l-(1-Ai)x(l-氏2)x???x(1—RJ假如所有了系統(tǒng)的失效率均為I，則系統(tǒng)的失效率為在并聯(lián)系統(tǒng)屮只冇一個(gè)子系統(tǒng)是真正需要的，英余個(gè)子系統(tǒng)都被稱(chēng)為冗余子系統(tǒng)。該系統(tǒng)隨著冗余子系統(tǒng)數(shù)量的增加，其平均無(wú)故障時(shí)間也會(huì)增加。吊聯(lián)就是一個(gè)有問(wèn)題就會(huì)癱瘓，并聯(lián)只要有一個(gè)能用就沒(méi)有問(wèn)題。2.串并混合系統(tǒng)串并混合系統(tǒng)實(shí)際上就是對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。我們?cè)诖艘?/p>

4、實(shí)例說(shuō)明串并混合系統(tǒng)的口J靠性如何計(jì)算。例仁某人型軟件系統(tǒng)按功能口J劃分為2段P1和P2。為提高系統(tǒng)口J靠性，軟件應(yīng)用單位設(shè)計(jì)了如下圖給岀的軟件冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，其中P1和P2均有一個(gè)與其完全相同的冗余備份。若P1的可靠度為0.9,P2的可靠度為0.9,則整個(gè)系統(tǒng)的可靠度是。圖3串并混合系統(tǒng)供選擇的答案A.0.6561B.0.81C.0.9801D.0.9試題分析當(dāng)系統(tǒng)采用串聯(lián)方式吋，其可靠度R可由公式R=R1R2...Rn求得。當(dāng)系統(tǒng)采用并聯(lián)方式時(shí)，其可靠度R可由公式R=1?(1-R1)*(1-R2)...(1-Rn)求得。這個(gè)系統(tǒng)總的來(lái)說(shuō)是串聯(lián)，但分成兩

5、個(gè)并聯(lián)部分。第一部分的可靠度為：R1=1-(1-0.9)*(1-0.9)=0.99；第二部分的可靠度也為:R2=0.99；所以整個(gè)系統(tǒng)的可靠度為:R=R1*R2=0.9801,C答案。試題答案C上面的例題是屈于常規(guī)形式的可靠性計(jì)算題，如杲把這種試題再撥高一個(gè)層次，可以。例2：1臺(tái)服務(wù)器、3臺(tái)客戶(hù)機(jī)和2臺(tái)打印機(jī)構(gòu)成了一個(gè)局域網(wǎng)(如圖4所示)。在該系統(tǒng)中，服務(wù)器根據(jù)某臺(tái)客戶(hù)機(jī)的請(qǐng)求，數(shù)據(jù)在一臺(tái)打印機(jī)上輸岀。設(shè)服務(wù)器、各客戶(hù)機(jī)及各打印機(jī)的可靠度分別為a、b、c,則該系統(tǒng)的可靠度為。圖4串并混合系統(tǒng)A.ab3c3C.a(1-b)3(l-c)2B.a(1-b3)(

6、1-c2)D.a(1-(1-b)3)(1-(l-c)2)例題分析在試題給出的系統(tǒng)中,客戶(hù)機(jī)之間是并聯(lián)的（任何一臺(tái)客戶(hù)機(jī)出現(xiàn)故障，對(duì)其他客戶(hù)機(jī)沒(méi)有影響），同理，打印機(jī)之間是也并聯(lián)關(guān)系。然后，客戶(hù)機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)之間再組成一個(gè)串聯(lián)關(guān)系。因此，我們可以把該系統(tǒng)簡(jiǎn)化為：D1.模冗余系統(tǒng)m模冗余系統(tǒng)曲力個(gè)門(mén)+1為奇數(shù)）相同的子系統(tǒng)和一個(gè)表決器組成,經(jīng)過(guò)農(nóng)決器農(nóng)決后，m個(gè)子系統(tǒng)中山多數(shù)相同結(jié)果的輸出可作為系統(tǒng)的輸出，如圖5所示。5模冗余系統(tǒng)在m個(gè)子系統(tǒng)屮，只有n+1個(gè)或n+1個(gè)以上的子系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)就能正常工作并輸出正確結(jié)果。假設(shè)表決器是完全可靠的，每個(gè)子系

7、統(tǒng)的可靠性為R0,則m模冗余系統(tǒng)的可靠性為：2=n+l提高計(jì)算機(jī)的可靠性一般采取如卜?兩項(xiàng)措施。1、提高元器件質(zhì)量，改進(jìn)加工工藝與工藝結(jié)構(gòu)，完善電路設(shè)計(jì)。2、發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)，使得在計(jì)算機(jī)駛件冇故障的情況下，計(jì)算機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)行，得出正確的結(jié)果。