系統(tǒng)可靠性計算詳解

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1、系統(tǒng)可靠性計算是軟件設(shè)計師考試的一個重點(diǎn)，近些年幾乎每次考試都會考到，但這個知識點(diǎn)的難度不高，了解基本的運(yùn)算公式，即可輕松應(yīng)對。　　可靠性計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)的可靠性計算都非常簡單，只要了解其概念，公式很容易記住。冗余系統(tǒng)要復(fù)雜一些。在實(shí)際的考試當(dāng)中，考得最多的就是串并混合系統(tǒng)的可靠性計算。所以要求我們對串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)有基本的了解，對其計算公式能理解、運(yùn)用。系統(tǒng)可靠性是指從它可是運(yùn)行(t=0)到某時刻t這段時間內(nèi)能正常運(yùn)行的概率，用R（t)表示。所謂失效率，是指單位時間內(nèi)失效的原件數(shù)與元件總數(shù)的比例，用λ表示

2、，當(dāng)λ為常數(shù)時，可靠性與失效率的關(guān)系為R(t)=е^(-λt)計算機(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三個指標(biāo)衡量一個計算機(jī)系統(tǒng)。下面將對這些計算的原理及公式進(jìn)行詳細(xì)的說明?！　?．串聯(lián)系統(tǒng)　　假設(shè)一個系統(tǒng)由n個子系統(tǒng)組成，當(dāng)且僅當(dāng)所有的子系統(tǒng)都能正常工作時，系統(tǒng)才能正常工作，這種系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)，如圖1所示設(shè)系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的可靠性分別用表示，則系統(tǒng)的可靠性。　　如果系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的失效率分別用來表示，則系統(tǒng)的失效率。系統(tǒng)越多可靠性越差，失效率越大。　　　　2．并聯(lián)系統(tǒng)　　假如一個系統(tǒng)由n個子系統(tǒng)組成，只要有一個子系統(tǒng)能夠正常工作，系統(tǒng)就能正常工作，如圖2

3、所示。設(shè)系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的可靠性分別用表示，則系統(tǒng)的可靠性。　　假如所有子系統(tǒng)的失效率均為l，則系統(tǒng)的失效率為m：　　在并聯(lián)系統(tǒng)中只有一個子系統(tǒng)是真正需要的，其余n-1個子系統(tǒng)都被稱為冗余子系統(tǒng)。該系統(tǒng)隨著冗余子系統(tǒng)數(shù)量的增加，其平均無故障時間也會增加?！　〈?lián)就是一個有問題就會癱瘓，并聯(lián)只要有一個能用就沒有問題?！　?．串并混合系統(tǒng)　　串并混合系統(tǒng)實(shí)際上就是對串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。我們在此以實(shí)例說明串并混合系統(tǒng)的可靠性如何計算?！　±?：　　某大型軟件系統(tǒng)按功能可劃分為2段P1和P2。為提高系統(tǒng)可靠性，軟件應(yīng)用單位設(shè)計了如下圖給出的軟件冗余容錯結(jié)構(gòu)，其中P1和P2均

4、有一個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，則整個系統(tǒng)的可靠度是?！」┻x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)方式時，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，其可靠度R可由公式R=1-（1-R1）*(1-R2)…(1-Rn)求得。這個系統(tǒng)總的來說是串聯(lián),但分成兩個并聯(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；所以整個系統(tǒng)的可靠度為：R=R1*R2=0.9801，C答案?！　≡囶}答案　　C　

5、　上面的例題是屬于常規(guī)形式的可靠性計算題，如果把這種試題再撥高一個層次，可以。例2：　　1臺服務(wù)器、3臺客戶機(jī)和2臺打印機(jī)構(gòu)成了一個局域網(wǎng)（如圖4所示）。在該系統(tǒng)中，服務(wù)器根據(jù)某臺客戶機(jī)的請求，數(shù)據(jù)在一臺打印機(jī)上輸出。設(shè)服務(wù)器、各客戶機(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?！．a(chǎn)b3c3B．a(chǎn)(1-b3)(1-c2)　　C．a(chǎn)(1-b)3(l-c)2D．a(chǎn)(1-(1-b)3)(1-(l-c)2)　　例題分析　　在試題給出的系統(tǒng)中，客戶機(jī)之間是并聯(lián)的（任何一臺客戶機(jī)出現(xiàn)故障，對其他客戶機(jī)沒有影響），同理，打印機(jī)之間是也并聯(lián)關(guān)系。然后，客戶機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)

6、之間再組成一個串聯(lián)關(guān)系。因此，我們可以把該系統(tǒng)簡化為：D4．模冗余系統(tǒng)　　m模冗余系統(tǒng)由m個（m=2n+1為奇數(shù)）相同的子系統(tǒng)和一個表決器組成，經(jīng)過表決器表決后，m個子系統(tǒng)中占多數(shù)相同結(jié)果的輸出可作為系統(tǒng)的輸出，如圖5所示。在m個子系統(tǒng)中，只有n+1個或n+1個以上的子系統(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，每個子系統(tǒng)的可靠性為R0，則m模冗余系統(tǒng)的可靠性為：提高計算機(jī)的可靠性一般采取如下兩項(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。2、發(fā)展容錯技術(shù)，使得在計算機(jī)硬件有故障的情況下，計算機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)行，得出正確的結(jié)果。