计算机系统的可靠性概述.ppt

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1、计算机系统的可靠性计算机系统实体的安全是指为了保证计算机系统安全、可靠地运行，确保系统在对信息进行采集、传输、存储、处理、显示、分发和利用的过程中，不致受到人为的或自然因素的危害而使信息丢失、泄漏和破坏，对计算机系统设备、通信与网络设备、存储媒体设备和人员所采取的安全技术措施。3.1计算机系统的可靠性要保证计算机系统的安全性，首先必须保证计算机系统实体，即计算机及其外部设备和网络及通信线路可靠、无故障和无差错。3.1计算机系统的可靠性3.1.l计算机系统的可靠性可靠性基本指标：可靠度，失效概率，失效密度，平均寿命（或平均无

2、故障时间）等可靠度：是指计算机在规定的条件下和给定的时间内完成预定功能的概率。“平均寿命”也叫故障间隔平均时间（MTBF），或平均无故障工作时间（MTTF）。如果用n个元件进行一次寿命试验，直到全部元件损坏为止，把每个元件损坏以前的工作时间记为t1，t2，…，tx，其平均寿命公式：3.1计算机系统的可靠性计算机系统可靠性各指标的关系3.1计算机系统的可靠性影响计算机可靠性的因素有内因和外因内因是指机器本身的因素，包括设计、工艺、结构、调试等因素，元件选择和使用不当、电路和结构设计不合理、生产工艺不良、质量控制不严、调试不当

3、等都会影响计算机的可靠性；外因是指所在环境条件对系统可靠性、稳定性和维护水平的影响。环境条件包括：空气条件、机械条件、电气条件、电磁条件等几个方面。在系统的可靠性工程中，元器件是基础，设计是关键，环境是保证。因此，要提高信息系统的可靠性，除了保证系统的正常工作条件及正确使用和维护外，还要采取以下两种技术：一是容错技术，二是故障诊断。3.1计算机系统的可靠性容错技术：是指用增加冗余资源的方法来掩盖故障造成的影响，使系统在元器件或线路有故障或软件有差错时，仍能正确的执行预定算法的功能。容错技术也称为冗余技术或故障掩盖技术。计算

4、机信息系统的容错技术通常采用硬件冗余（多重结构、表决系统、双工系统等）、时间冗余（指令复执、程序重试等）、信息冗余（校验码、纠错码等）、软件冗余（多重模块、阶段表决等）等方法。故障诊断：是通过检测和排除系统元器件或线路故障，或纠正程序的错误来保证和提高系统可靠性的方法。3.1计算机系统的可靠性3.1.2计算机系统的故障分析故障（Fault）是失效的根本原因。计算机故障，是指造成计算机功能错误的硬件物理损坏或程序的错误。差错（Error）是计算机故障造成的后果。故障可分为两大类：硬故障、软故障。硬故障：元器件、电路、机械、介

5、质等部分的物理损坏。软故障：因电磁干扰、偶而落入的尘埃、温度变化、电源掉电或病毒感染而导致系统功能不正常，不能正常运行的故障。3.1计算机系统的可靠性实践表明，在计算机的运行中，软故障占60％～70％。据试验统计，在硬故障中，电连接方面的断路、短路故障占23.4％，虚焊故障占33％，孔化故障占28.6％，其它类型的电连接故障占15％。在元器件方面的故障中，半导体器件占37.65％，电容器占20.68％，电阻器占17.36％，开关接插件占4.99％，变压器等电感性元件占2.67％，其它元件占16.65％。3.1计算机系统的可

6、靠性3.1.3计算机系统故障的原因对2000多台微机的故障情况进行分析，可知导致信息系统发生故障的原因大致有以下几种因素：1．集成电路本身的缺陷2．硬件故障3．静电感应使元器件击穿失效4．电气干扰使计算机出错5．环境条件方面的原因6．管理不善3.2计算机的故障诊断计算机的故障诊断采用人工诊断和自动诊断两类方法。自动诊断包括功能测试法、结构测试法和故障诊断专家系统等方法。3.2.l人工诊断1．拔插法2．分段查找法3．逻辑测试法4．同类比较法5．跟踪追击法6．压缩隔离法7．振动敲击法8．拉偏法9．背片法10．直接判断法3.2计

7、算机的故障诊断3.2.2功能测试法计算机规模的扩大和复杂性增加，人工诊断法逐渐由自动诊断法所取代。自动诊断法先后采用功能测试法、结构测试法（也叫故障位测试法）和故障诊断专家系统。1．功能测试原理根据莫尔的“思维试验”设计的。功能测试法，按其诊断程序的组成，可分为指令级功能测试和微指令级功能测试。2．诊断程序测试（1）高级诊断程序（2）QAPLUS诊断测试3.2计算机的故障诊断3.2.3微程序诊断1．微诊断测试原理用微指令组成的微诊断程序对计算机执行微程序的功能正确性进行测试，以此来判断机器有无故障。2．微诊断方法微诊断方法

8、有手工测试和自动测试两种方法。手工微诊断也叫静态微诊断，它是在机器停机以后，由手工扳动机器开关或按键，进行单条微指令或单脉冲检查。自动微诊断也称动态微诊断，它不需要停机，而是用一条特定的诊断指令就可以调用微诊断程序。3.2计算机的故障诊断自动微诊断与手工微诊断不同。第一，自动微诊断进行诊断的时间尽可能地