謝建洲

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于計(jì)算機(jī)本身具有一定的性能，在固定運(yùn)行環(huán)境下，容易導(dǎo)致隨機(jī)性故障、不良運(yùn)作效果等問(wèn)題，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)在某種程度上解決了這一難題。為了進(jìn)一步研究本選題內(nèi)容，提高研究?jī)r(jià)值，本文概述了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)的基本內(nèi)容，分析了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)相關(guān)因素，并提出了相應(yīng)的可行性方法，以期達(dá)到研究的實(shí)效性。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；可靠性技術(shù)；攔截技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）30-0030-02

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加速，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)作為新時(shí)代革新的重要組成部分，已經(jīng)落戶到成千上萬(wàn)的家庭當(dāng)中，為人們帶來(lái)了極大的便利。計(jì)算機(jī)具有一定的穩(wěn)定性及可靠性，在信息化時(shí)代的當(dāng)下，予以處理社會(huì)中的各種事物均呈現(xiàn)出快捷、有效的效能，對(duì)信息化社會(huì)的實(shí)現(xiàn)起到一定的重要作用。然而，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身所存在的運(yùn)行故障不可小覷，直接關(guān)系到用戶的使用安全。鑒于此，本文的研究工作勢(shì)在必行。

1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)基本內(nèi)容概述

1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性內(nèi)涵分析

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要指的是由計(jì)算機(jī)以及相關(guān)配套設(shè)備、設(shè)施等組成，按照相應(yīng)的目標(biāo)以及規(guī)則對(duì)用戶信息予以采集、加工、處理等過(guò)程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性主要指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在一定的條件下，受時(shí)間、空間等因素的限制，但能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地完成一定功能的能力。在整個(gè)系統(tǒng)中，一定條件、時(shí)間空間等因素以及一定的功能等等這些為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的三要素。從某種意義上來(lái)說(shuō)，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性是建立在統(tǒng)一的可靠性基礎(chǔ)上而形成的。在現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的更新交迭比較頻繁，在很大程度上奠定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性技術(shù)的重要作用，也只有確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性，才能進(jìn)一步完善用戶的操作，才能確保用戶使用計(jì)算機(jī)安全[1]。

1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)影響因素

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)的影響因素主要包括以下幾個(gè)方面：首先，內(nèi)部環(huán)境影響因素。這一因素的存在主要在于系統(tǒng)構(gòu)成中需要較多的元件，而這些不同的元件被組合在一起，從而形成較為復(fù)雜的環(huán)境，在這種環(huán)境下，一旦某個(gè)元件出現(xiàn)故障或損傷都會(huì)或多或少的連帶附近的元件受損，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境不夠穩(wěn)定，進(jìn)而引發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障，無(wú)法保障其安全性能，其可靠性不足；其次，外部環(huán)境影響因素。該因素大多數(shù)情況下屬于人為因素，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，外界環(huán)境條件一旦突發(fā)變化，那么就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)故障。比如，運(yùn)行環(huán)境中溫度的變化、配電室供電出現(xiàn)異常情況，導(dǎo)致斷電發(fā)生等等[2]。不僅如此，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，操作人員出現(xiàn)操作失誤，或者出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)沒(méi)有及時(shí)地予以維護(hù)或檢修等，均會(huì)造成故障。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的外部器件損毀也會(huì)引發(fā)永久性故障的發(fā)生。所以，依據(jù)不同的影響因素，應(yīng)采取針對(duì)性的分析方式，并提出相應(yīng)的措施予以解決，以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性能、可靠性等。

2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)相關(guān)分析

2.1容錯(cuò)及避錯(cuò)的性能分析

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性技術(shù)分析過(guò)程中，容錯(cuò)及避錯(cuò)是重要的手段形式，可以更好的提升系統(tǒng)性能，進(jìn)而保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全操作。在實(shí)際操作過(guò)程中，如果想要盡可能地降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，同時(shí)在運(yùn)行時(shí)能夠最大程度的彌補(bǔ)器件自身存在的漏洞問(wèn)題，應(yīng)采取避錯(cuò)的方式。從某種意義上來(lái)說(shuō)，這種方式主要是采用高質(zhì)量的材質(zhì)，確保了材料的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，在科學(xué)、嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督及管控過(guò)程中，呈現(xiàn)出一個(gè)高效、節(jié)能的工作環(huán)境[3]。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于高質(zhì)量的器材價(jià)格比較昂貴，導(dǎo)致購(gòu)買成本相對(duì)較高，需要購(gòu)買的用戶支付大筆金額。與此同時(shí)，這種高質(zhì)量的器材生存環(huán)境相對(duì)有限，無(wú)法保障長(zhǎng)時(shí)間的使用，長(zhǎng)此以往，便會(huì)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠程度予以削減，呈現(xiàn)出一半的價(jià)值。相比避錯(cuò)形式來(lái)說(shuō)，容錯(cuò)的應(yīng)用相對(duì)較小多，依據(jù)其基本理念，可以明確其主要是借助外部資源的剩余情況執(zhí)行操作，以此來(lái)屏蔽故障對(duì)其產(chǎn)生的影響。兩種不同的方式，在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)了不同的應(yīng)用價(jià)值，但是就根本目的而言，都是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性[4]。

2.2硬件冗余現(xiàn)象

當(dāng)前，人們?yōu)榱颂岣哂?jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，大多數(shù)情況下，會(huì)選取容錯(cuò)的方式。通常情況下，對(duì)冗余結(jié)構(gòu)的分析、對(duì)系統(tǒng)硬件出現(xiàn)適度冗余具有一定的期待。在現(xiàn)階段的應(yīng)用中，雙機(jī)結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用較為廣泛，是實(shí)際操作中的重要手段形式。其主要包括微同步、一備一用以及任務(wù)分組。雙機(jī)結(jié)構(gòu)，顧名思義，主要是由兩個(gè)主機(jī)予以控制，其中一個(gè)主意是用以輸出控制，而另一個(gè)主機(jī)主要是在同一任務(wù)級(jí)上行使相同任務(wù)的微同步，并將反饋的內(nèi)容傳遞到主機(jī)，如果運(yùn)行結(jié)果不同，那么可以直接分析出出錯(cuò)現(xiàn)象。除此之外，主機(jī)在處理任務(wù)過(guò)程中，備機(jī)備用的方法尤為重要。而任務(wù)分組屬于一種特殊形式，在應(yīng)用過(guò)程中，更具優(yōu)勢(shì)，對(duì)可靠性的提升具有一定的幫助。為進(jìn)一步分析，以塔機(jī)遙控系統(tǒng)為例，對(duì)不同故障形式的可靠性予以綜合分析，具體如下。

2.2.1永久性的故障形式

為了提高分析效果，從一備一用及任務(wù)分組兩個(gè)方面予以研究。首先，一備一用在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)變方式，如果運(yùn)行流暢，將會(huì)轉(zhuǎn)變成單工模式，在很大程度上存在安全隱患。一旦其中一個(gè)芯片或者組件出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而呈現(xiàn)永久性癱瘓的局面；其次，采用任務(wù)分組的方式。這種方式的運(yùn)用無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重組功能，從某種意義上來(lái)說(shuō)，其具有一定的局限性。在使用過(guò)程中，只能依據(jù)特定的控制任務(wù)、特定的功能模式予以設(shè)置。而針對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的信息管理來(lái)說(shuō)，由于其處于重點(diǎn)階段，在實(shí)施處理過(guò)程中，應(yīng)采取悲觀模型的處理方式，將不同的故障任務(wù)予以分組，從而將不同的任務(wù)形式分別處理，并保證各個(gè)芯片之間具有一定的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)的效果[5]。

2.2.2暫時(shí)性的故障形式

與永久性故障形式的分析方法相同，同樣采用的一備一用及任務(wù)分組法，首先，采取一備一用的方式時(shí)，如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生了暫時(shí)性的故障，進(jìn)而影響到整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，那么應(yīng)采取相關(guān)程序屏蔽的方式。一旦頂部串聯(lián)的三個(gè)芯片發(fā)生故障，那么可以依據(jù)最下方的芯片實(shí)施檢驗(yàn)。但是，值得注意的是，這種芯片檢驗(yàn)方式無(wú)法進(jìn)行全面的屏蔽工作，對(duì)于87C51芯片中出現(xiàn)的錯(cuò)誤無(wú)法予以有效的排除。在這種情況下，直接明確了暫時(shí)性故障形式要比永久性故障復(fù)雜。由于塔機(jī)系統(tǒng)自身構(gòu)造問(wèn)題，其系統(tǒng)元件在使用過(guò)程中不斷損耗，同時(shí)伴隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，導(dǎo)致不穩(wěn)定因素較多，進(jìn)而嚴(yán)重影響系統(tǒng)可靠性；其次，任務(wù)分組法。由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部芯片可以實(shí)施分組，將雙87C51分成不同的HC251芯片，在具體實(shí)施過(guò)程中，可以采用相同的信號(hào)作為任務(wù)操作的輸入源，在完成該項(xiàng)工作以后，經(jīng)復(fù)核方式實(shí)施審查，無(wú)差異即可輸出校驗(yàn)[6]。

3 提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的可行性方法

3.1指令信號(hào)冗余及攔截技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令信號(hào)冗余主要指的是某些較為重要的位置處插入了特定的單字節(jié)指令形式，或者是將一些有效的指令信息予以復(fù)寫，從而讓相應(yīng)程序自動(dòng)步入正軌的過(guò)程。這種形式的應(yīng)用，能夠在很大程度上解決系統(tǒng)不穩(wěn)定因素的產(chǎn)生，并結(jié)合相關(guān)的內(nèi)容完善系統(tǒng)構(gòu)造，確保其可靠性。與其不同的，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性維持方面，可行性的方法還包括攔截技術(shù)的應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，將某些處于非正常狀態(tài)的程序指向特定的地點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中，將這些出錯(cuò)的地點(diǎn)實(shí)施重點(diǎn)處理，這種方式就是攔截[7]。通常情況下，攔截技術(shù)是應(yīng)用軟件予以執(zhí)行的，通過(guò)軟件技術(shù)將相關(guān)漏洞予以彌補(bǔ)，從而有效地展現(xiàn)其效果，確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的提升。

3.2開發(fā)“看門狗”技術(shù)軟件

狗對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，具有看家護(hù)院的功能，而在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中開發(fā)“看門狗”技術(shù)軟件，能夠有效地確保系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)信息不被侵入，從而提高其主要效能。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，一旦程序亂飛便會(huì)進(jìn)入到死循環(huán)階段，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)故障產(chǎn)生，而應(yīng)用“看門狗”技術(shù)可以最大限度實(shí)現(xiàn)程序分離，使錯(cuò)綜復(fù)雜的程序、亂飛的程序更具合理化。該技術(shù)形式實(shí)現(xiàn)了定期檢測(cè)的方式，可以檢測(cè)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行程度的時(shí)間，從而更好地確定程序的有序運(yùn)行。在這個(gè)過(guò)程中，如果程序運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)過(guò)大，在應(yīng)用過(guò)程中，可以按照“死循環(huán)”的方式進(jìn)行處理。以此來(lái)展現(xiàn)該技術(shù)軟件的最大效能，發(fā)揮其關(guān)鍵作用，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行提供幫助[8]。

3.3系統(tǒng)功能自動(dòng)復(fù)位

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于其具有獨(dú)特的功能形式，為了提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性，實(shí)施系統(tǒng)功能的自動(dòng)復(fù)位尤為關(guān)鍵。在具體實(shí)施過(guò)程中，可以選取長(zhǎng)度相同的時(shí)間差，也可以按照特定的外部因素的方式，但是，無(wú)論采取哪種方式，都可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位功能。在這個(gè)基礎(chǔ)上，一旦復(fù)位成功，系統(tǒng)便會(huì)采取相應(yīng)的操作，當(dāng)操作完成以后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到睡眠階段[9]。當(dāng)其進(jìn)入到睡眠階段以后并不意味著該工作已完成，而是等待下回的復(fù)位操作。通過(guò)這種操作方式，能夠最大限度提升系統(tǒng)性能，從而有效解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在的漏洞問(wèn)題，確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性、安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的研究可知，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)是受多種因素所影響的，在其運(yùn)行過(guò)程中，由不同的構(gòu)件所組成。依據(jù)對(duì)該技術(shù)形式相關(guān)內(nèi)容的分析，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)中的技術(shù)形式仍存在一定的缺陷，為了有效解決該缺陷，提出了可行性的方法，從而提高系統(tǒng)的技術(shù)性能。總之，如果想要進(jìn)一步的提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性，確保用戶使用安全，還應(yīng)參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，還要加強(qiáng)相關(guān)的技術(shù)支持，以此確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孔德岐，李亞暉，郭鵬.高可靠嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展[J].通信學(xué)報(bào)，2013，2（S1）：170-175.

[2] 張晶瑩，張淼.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性技術(shù)探討[J].科技資訊，2014，4（31）：16.

[3] 于強(qiáng)，常萬(wàn)宇.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，8（5）：193.

[4] 黃永勤，金利峰，劉耀.高性能計(jì)算機(jī)的可靠性技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2010，4（4）：589-594.

[5] 陸陽(yáng)，王強(qiáng)，張本宏，等.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程，2010，3（13）：230-235.

[6]吳興純，楊燕云，吳瑞武.計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的故障分析以及抗干擾技術(shù)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2011，2（5）：26-29-35.

[7] 周小超，陸熊.非相似余度飛控計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)及可靠性分析[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2013，6（5）：135-137.

[8] 張興.自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)[J].中國(guó)無(wú)線電電子學(xué)文摘，2011，4（6）：163-242.

[9] 馮雪，王喜富.基于動(dòng)態(tài)故障樹的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性及性能分析研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2011，3（12）：78-82.