计算机系统的可靠性(1).pptx

计算机系统的可靠性是保证信息处理和传输过程正确无误的重要指标。它涉及多个方面，包括硬件设备、网络通信、数据存储和处理等多个环节。为了确保计算机系统在各种条件下能够安全可靠地运行，必须对其采取一系列的安全技术措施。 计算机系统实体的安全是指确保计算机系统及其中的设备、网络、通信线路以及存放信息的媒体设备，能够在各种内外部因素影响下保持稳定可靠的运行状态。为了达成这一目标，需要对设备进行精心设计和合理布局，选择合适的元件，并在生产、安装和调试过程中严格控制质量。 计算机系统的可靠性可以从多个基本指标来衡量，包括可靠度、失效概率、失效密度和平均寿命（即平均无故障时间，MTBF或平均无故障工作时间MTTF）。可靠度是指计算机在特定条件下和给定时间内完成任务的概率。平均寿命则是指元件或系统能够正常工作的平均时间。 系统可靠性受到多种因素的影响，其中内因包括设计、工艺、结构和调试等方面的问题，例如元件选择不当、电路结构设计不合理、生产工艺不良、质量控制不严格以及调试不当等。外因则是指环境条件对计算机系统可靠性的影响，这些条件包括空气质量、机械振动、电气特性、电磁干扰等。 为了提高计算机系统的可靠性，除了确保正常工作条件并进行正确的使用和维护外，还需实施容错技术和故障诊疗。容错技术旨在通过增加冗余资源来掩盖故障对系统运行的影响，确保系统在部分元器件或软件出错时仍能正确执行任务。常见的容错技术包括硬件冗余（如多重结构、表决系统、双工系统等）、时间冗余（如指令复执、程序重试等）、信息冗余（如校验码、纠错码等）和软件冗余（如多重模块、阶段表决等）。故障诊疗技术则侧重于通过检测和诊断系统中的故障来排除问题，提升系统可靠性，这通常包括人工和自动故障诊断方法。 计算机系统故障分析对于理解故障产生的原因和规律至关重要。故障可分为硬故障和软故障两大类。硬故障主要是由元件物理损坏或电路问题引起的，而软故障通常是由电磁干扰、尘埃、温度变化、电源问题或病毒感染等引起的系统性能异常。在实际运行中，软故障的比例相对较高，约占60%-70%。 在计算机系统故障的统计数据中，可以看到不同类型的故障分布和比例。例如，电连接问题中的断路、短路故障，虚焊故障和孔化故障占比较高。元件故障中，半导体器件、电容器、电阻器等是故障的主要组成部分。 故障原因的分析显示，集成电路的缺陷、硬件故障、静电感应、电气干扰、环境因素和管理不善都可能导致计算机系统出现故障。故障诊疗包括人工诊疗和自动诊疗两种方法，人工诊疗通常涉及拔插法、分段查找法、逻辑测试法、同类比较法、跟踪追击法、压缩隔离法、振动敲击法、拉偏法和背片法等多种诊断技术。 在实践中，故障的及时发现和排除对于保持计算机系统的可靠性至关重要。通过不断提高故障诊断和处理的能力，可以有效地减少故障发生的几率和影响，从而确保计算机系统能够安全、稳定地运行。