關于計算機系統的可靠性技術分析論文

　　計算機是由硬件系統(hardware system)和軟件系統(software system)兩部分組成的。傳統電腦系統的硬體單元一般可分為輸入單元、輸出單元、算術邏輯單元、控制單元及記憶單元，其中算術邏輯單元和控制單元合稱中央處理單元(Center Processing Unit,CPU)。

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　　關于計算機系統的可靠性技術分析

　　隨著現代社會科學技術的飛速發展，電腦作為新時代技術革新的重要組成部分，它所具有的穩定性、可靠性對信息化社會的實現起著至關重要的作用。

　　1 計算機系統可靠性技術的相關分析

　　所謂的系統可靠性，說的是電腦系統在一定的時間范圍內、限定性的條件之下所能產生功能多少的一種能力。計算機系統的可靠性無非是受到內外部環境和相關因素的影響。具體來說：第一個就是由構成系統的器件形成的內部穩定性，也就是內部因素;第二，器件的毀損會引發永久性系統故障的出現。另外，像震動、溫度、操作不當等外部因素則會導致暫時性系統故障的出現，即外部環境。根據不同的情況，我們應當合理分析，并采取有針對性的措施來保障系統的安全性、可靠性。

　　1.1 容錯和避錯

　　在實際的系統設計環節，容錯與避錯兩種手段能夠有效地提升系統可靠性。若想要盡可能地降低發生系統故障的可能性并彌補器件自身的漏洞，就可以選用避錯法的方式。具體來說就是采用更高質量的材質，在保證科學、嚴格的質量監督與管控的前提下，形成一個更加良好的工作環境的過程。然而，通常由于高質量器本文由論文聯盟http://www.LWlM.cOm收集整理件價格昂貴、成本費用較高等自身特點，加上其極為有限的生存環境，久而久之便會在無形之中削減計算機系統的可靠程度。此外，關于容錯的基本理念，就是借助外部資源的剩余以屏蔽故障的影響。

　　1.2 硬件的冗余

　　現階段我們一般會選取容錯的方式來提高系統可靠性和穩定性。一般情況下，我們會分析冗余結構并想辦法使系統硬件出現適度冗余。雙機結構是近來被廣泛地應用于實際操作當中的一種手段。它主要包括微同步、一備一用和任務分組。首先，是僅僅依靠一個主機來輸出控制、第二個主機在同一任務級上行使相同任務的微同步，其反饋內容經由通訊口傳遞到主機，進而同運行結果進行比較，若不一致則采取出錯分析，某種意義上起到了一種管控作用;其次，主機處理任務，備機備用的方法。如果主機被檢測出問題，那么備機將會被緊急啟用，立刻投入到工作中，然后進行主機的脫機維護處理。最后，任務分組這種特殊形式，相比其他手段具有更為明顯的優勢，不光能夠令資源被合理利用，也能使系統的運轉更加順暢，進一步提升可靠性。比如塔機遙控系統，我們可以進行對其兩種不同形態故障的可靠性分析，基本情況如下所示：

　　1.2.1 永久性故障

　　在這里，本文主要針對一備一用和任務分組兩種方式進行詳細的剖析。第一，一備一用在系統流暢運作時轉變成單工模式。若其中任何一個芯片或組成構造出現故障，那么整個系統將陷入永久癱瘓的狀態。第二，因為考慮到任務分組沒有能夠實現系統重組的功能，所以說對某特定的控制任務來講，針對其系統信息管理這一重要階段來說，依舊依照上述方法，即悲觀模型的處理方式，并且各個芯片之間依然是相互串聯的關系。

　　1.2.2 暫時性故障

　　首先，還是對一用一備的方式進行探究。如果計算機系統發生暫時性故障，那么我們可以經由有關程序進行屏蔽。頂部串聯的三個芯片出現暫時性故障時，可以依賴下方的HC251芯片進行檢驗。但是此芯片無法屏蔽87C51芯片上出現的錯誤。所以暫時性故障可靠性模型比永久性故障展現的更為復雜一些。在塔機系統當中，由于系統元件的損耗以及運作時間的增加、系統性能不夠穩定等因素的影響，我們可以直接得出結論：失效率隨著時間增加而不斷上升。其次，任務型方法。計算機系統內部的雙87C51芯片經由幾個不同的HC251芯片，采用相同的信號作為任務操作的輸入源，然后經串行復核的方式對具體結果進行審查，若結果無差異的話，則在最后環節送至87C51芯片進行輸出校檢。微同步方式在此不再贅述。

　　2 提高軟件可靠性的幾種可行性方法

　　如果僅憑借硬件冗余的方式想要提高計算機系統的可靠性和穩定性，形式過于單一，而且難度不小。尤其是對于應用條件、使用范圍、成本開銷等一系列因素，通常情況下它們是無法僅僅依靠冗余硬件的添加來達到提升可靠性的目的的。所以，提升軟件的可利用性成為了亟待解決的問題。實際情況中，我們可以著重考慮一下幾種方式。

　　2.1 指令信號冗余

　　它是指在某些較為重要的位置插入特定的單字節指令，或者把一些有效的指令信息進行復寫，并且讓相應程序自動走向正軌。

　　2.2 攔截技術

　　把某些處于非正常狀態的程序指向特定地方，然后針對出錯的地方進行重點處理的方法就叫做攔截。一般來說都是借助軟件漏洞來攔截相關程序，步驟為：適當計劃陷阱，再將其安置于合理的地方。

　　2.3 軟件“看門狗”技術

　　一旦亂飛的程序進入到一個死循環階段，一般使用“看門狗”技術實現程序分離。定期檢測這些程序運行的時間長度，如果程序循環的時長大于最大限度，那么我們就大膽地按照“死循環”進行出錯處理。

　　2.4 系統自動復位

　　選取等長度的時間差或者依照某些外部因素來實現計算機系統的復位功能。每當系統成功復位之后，系統便會執行對應的操作，之后進入到睡眠階段，以備下回復位。這一系列信息技術均可以有效解決計算機死機等系統漏洞。

　　3 結束語

　　總而言之，若想要進一步提升計算機系統的可靠性，最好依照系統確定的相關標準、成本費用等有關技術，來獲得更高的可靠性和穩定性。