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  第44题      
  知识点:   计算机系统的可靠性   可靠性   容错   系统的可靠性
  关键词:   故障   计算机系统   可靠性   热备份   容错        章/节:   可靠性与系统性能评测基础知识       

 
容错技术可以提高计算机系统的可靠性,利用元件冗余保证在局部故障情况下系统还可工作,其中带有热备份的系统称为双重系统,(44)是双重系统的特点。
 
 
  A.  两个子系统同时同步运行,当联机子系统出错时,由备份子系统接替
 
  B.  备份子系统处于开机状态,一旦联机子系统出错,立即切换到备份子系统
 
  C.  两个子系统交替处于联机和自检状态,当一个出错时,由另一系统工作
 
  D.  两个子系统并行工作,一旦一个子系统出错,放弃同时工作
 
 
 

 
  第51题    2015年下半年  
   56%
以下关于容错技术的叙述中,错误的是(51)。
  第47题    2020年下半年  
   48%
下列(47)是带有热备份的双重系统。
  第44题    2020年下半年  
   57%
关于容错技术,下面叙述中不正确是(44)。
   知识点讲解    
   · 计算机系统的可靠性    · 可靠性    · 容错    · 系统的可靠性
 
       计算机系统的可靠性
        计算机系统的可靠性是指在某一使用状态下,在用户所希望的时间里满意地完成了它的性能,这个所希望的时间和性能必须与使用者支付的费用相平衡。如把系统的状态简单地分为正常状态和故障状态来考虑的话,可靠性就是在时间间隔t内保持正常状态的概率,写作Rt),则从正常状态转向故障状态的概率就叫做不可靠性(fallacy),记为Ft),即Ft)=1-Rt)。衡量系统可靠性的指标是平均无故障时间(MTBF)和故障率(λ)。
               平均无故障时间(Mean Time Before Failures,MTBF)
               假设ti是第i次无故障间隔时间,N为故障次数,则
               一般情况下,用户都希望MTBF越大越好。
               故障率(λ
               MTBF和λ的关系是:
               λ=1/MTBF
               故障率的单位为1 FIT(failure unite)。
 
       可靠性
        (1)完备性。完备性评价指标及测量,如下表所示。
        
        完备性评价指标及测量
        (2)连续性。连续性评价指标及测量,如下表所示。
        
        连续性评价指标及测量
        
        (3)稳定性。稳定性评价指标及测量,如下表所示。
        
        稳定性评价指标及测量
        (4)有效性。有效性评价指标及测量,如下表所示。
        
        有效性评价指标及测量
        (5)可追溯性。可追溯性评价指标及测量,如下表所示。
        
        可追溯性评价指标及测量
        
 
       容错
        提高计算机可靠性的技术可以分为避错技术和容错技术。避错是指预防和避免系统在运行中出错。容错是指系统在其某一组件故障存在的情况下不失效,仍然能够正常工作的特性。简单地说,容错就是当计算机由于种种原因在系统中出现了数据、文件损坏或丢失时,系统能够自动将这些损坏或丢失的文件和数据恢复到发生事故以前的状态,使系统能够连续正常运行。容错功能一般通过冗余组件设计来实现。计算机系统的容错性通常可以从系统的可靠性、可用性和可测性等方面来衡量。
        冗余技术是计算机容错技术的基础,一般可分为下列几种类型。
        (1)硬件冗余。以检测或屏蔽故障为目的而增加一定硬件设备的方法。
        (2)软件冗余。为了检测或屏蔽软件中的差错而增加一些在正常运行时所不需要的软件。
        (3)信息冗余。除实现正常功能所需要的信息外,再添加一些信息,以保证运行结果正确性的方法。纠错码就是信息冗余的例子。
        (4)时间冗余。使用附加一定时间的方法完成系统功能。这些附加的时间主要用在故障检测、故障屏蔽等方面。
        在20世纪60年代,主要利用双处理机或双机的方法来达到容错的目的。例如把关键的元件(处理机、存储器等)或整个计算机设置两套:一套在系统运行时使用,另一套用做备份。根据系统的工作情况又可分为热备份和冷备份两种。
        (1)热备份(双重系统):两套系统同时同步运行,当联机子系统检测到错误时,退出服务进行检修,而由热备份子系统接替工作。
        (2)冷备份(双工系统):处于冷备份的子系统平时停机,或者运行与联机系统无关的运算,当联机子系统产生故障时,人工或自动进行切换,使冷备份系统成为联机系统。在冷备份时,不能保证从程序端点处精确地连续工作,因为备份机不能取得原来机器上当前运行的全部数据。
        20世纪70年代中期出现了软件和硬件结构的容错方法。该方法在操作系统的层次上支持联机维修,即故障部分退出后运行、进行维修并重新投入运行都不影响正在运行的应用程序。该结构的特点是系统内包括双处理器、双存储器、双输入输出控制器、不间断工作的电源,以及与之适应的操作系统等。因此上述硬件的任何一部分发生故障都不会影响系统的继续工作。系统容错是在操作系统控制下进行的,在每个处理机上都保持了反映所有系统资源状态的表格,以及本机和其他处理机的工作进程。
 
       系统的可靠性
        系统的可靠性是只保证系统正常工作的能力。这是对系统的基本要求,系统在工作时,应当对所有可能发生的情况都予以考虑,并采取适当的防范措施,提高系统的可靠性。系统的可靠性主要分系统硬件和软件的可靠性。衡量系统可靠性的重要指标是系统的平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure, MTBF)和平均维护时间(Mean Time To Repair,MTTR)。前者指平均的系统前后两次发生故障的间隔时间,后者指发生故障后平均没修复所需要的时间。系统平均故障间隔时间越长,系统可靠性就越高;系统平均维护时间越短,则说明系统的可维护性就越高。
        要提高系统的可靠性需要从多个方面进行考察,采取多种相应的措施,可以选用可靠性较高的设备;在设计中尽可能地避免出错,在程序中设置各种检验措施,防止误操作和非法使用;采取软件和硬件的各种安全保障措施和操作,例如,对输入数据进行完整性检验,建立运行日志和审计跟踪,规定文件存取权限以及定期备份,等等。
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