关于计算机系统的可靠性技术分析

谢建洲

摘要：随着国民经济水平的提升，计算机的应用已相当广泛，在实际应用过程中，由于计算机本身具有一定的性能，在固定运行环境下，容易导致随机性故障、不良运作效果等问题，而计算机系统的可靠性技术在某种程度上解决了这一难题。为了进一步研究本选题内容，提高研究价值，本文概述了计算机系统的可靠性技术的基本内容，分析了计算机系统的可靠性技术相关因素，并提出了相应的可行性方法，以期达到研究的实效性。

关键词：计算机系统；可靠性技术；拦截技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）30-0030-02

随着全球经济一体化进程的加速，网络技术的普及，计算机作为新时代革新的重要组成部分，已经落户到成千上万的家庭当中，为人们带来了极大的便利。计算机具有一定的稳定性及可靠性，在信息化时代的当下，予以处理社会中的各种事物均呈现出快捷、有效的效能，对信息化社会的实现起到一定的重要作用。然而，计算机系统本身所存在的运行故障不可小觑，直接关系到用户的使用安全。鉴于此，本文的研究工作势在必行。

1 计算机系统的可靠性技术基本内容概述

1.1计算机系统可靠性内涵分析

计算机系统主要指的是由计算机以及相关配套设备、设施等组成，按照相应的目标以及规则对用户信息予以采集、加工、处理等过程。计算机系统可靠性主要指的是计算机系统在一定的条件下，受时间、空间等因素的限制，但能够准确无误地完成一定功能的能力。在整个系统中，一定条件、时间空间等因素以及一定的功能等等这些为计算机系统可靠性的三要素。从某种意义上来说，整个计算机系统的可靠性是建立在统一的可靠性基础上而形成的。在现阶段的社会发展中，计算机系统的更新交迭比较频繁，在很大程度上奠定了计算机系统可靠性技术的重要作用，也只有确保计算机系统的可靠性，才能进一步完善用户的操作，才能确保用户使用计算机安全[1]。

1.2计算机系统的可靠性技术影响因素

计算机系统的可靠性技术的影响因素主要包括以下几个方面：首先，内部环境影响因素。这一因素的存在主要在于系统构成中需要较多的元件，而这些不同的元件被组合在一起，从而形成较为复杂的环境，在这种环境下，一旦某个元件出现故障或损伤都会或多或少的连带附近的元件受损，导致系统内部环境不够稳定，进而引发计算机系统故障，无法保障其安全性能，其可靠性不足；其次，外部环境影响因素。该因素大多数情况下属于人为因素，当计算机系统处于运行状态时，外界环境条件一旦突发变化，那么就会导致内部系统出现故障。比如，运行环境中温度的变化、配电室供电出现异常情况，导致断电发生等等[2]。不仅如此，当计算机系统在运行时，操作人员出现操作失误，或者出现运行故障时没有及时地予以维护或检修等，均会造成故障。计算机系统的外部器件损毁也会引发永久性故障的发生。所以，依据不同的影响因素，应采取针对性的分析方式，并提出相应的措施予以解决，以保障计算机系统的安全性能、可靠性等。

2 计算机系统的可靠性技术相关分析

2.1容错及避错的性能分析

在计算机系统可靠性技术分析过程中，容错及避错是重要的手段形式，可以更好的提升系统性能，进而保障计算机系统的安全操作。在实际操作过程中，如果想要尽可能地降低系统故障发生率，同时在运行时能够最大程度的弥补器件自身存在的漏洞问题，应采取避错的方式。从某种意义上来说，这种方式主要是采用高质量的材质，确保了材料的稳定性的基础上，在科学、严格的质量监督及管控过程中，呈现出一个高效、节能的工作环境[3]。但是，在实际应用过程中，由于高质量的器材价格比较昂贵，导致购买成本相对较高，需要购买的用户支付大笔金额。与此同时，这种高质量的器材生存环境相对有限，无法保障长时间的使用，长此以往，便会将计算机系统的可靠程度予以削减，呈现出一半的价值。相比避错形式来说，容错的应用相对较小多，依据其基本理念，可以明确其主要是借助外部资源的剩余情况执行操作，以此来屏蔽故障对其产生的影响。两种不同的方式，在实际应用中体现了不同的应用价值，但是就根本目的而言，都是提高计算机系统的可靠性[4]。

2.2硬件冗余现象

当前，人们为了提高计算机系统的可靠性及稳定性，大多数情况下，会选取容错的方式。通常情况下，对冗余结构的分析、对系统硬件出现适度冗余具有一定的期待。在现阶段的应用中，双机结构形式应用较为广泛，是实际操作中的重要手段形式。其主要包括微同步、一备一用以及任务分组。双机结构，顾名思义，主要是由两个主机予以控制，其中一个主意是用以输出控制，而另一个主机主要是在同一任务级上行使相同任务的微同步，并将反馈的内容传递到主机，如果运行结果不同，那么可以直接分析出出错现象。除此之外，主机在处理任务过程中，备机备用的方法尤为重要。而任务分组属于一种特殊形式，在应用过程中，更具优势，对可靠性的提升具有一定的帮助。为进一步分析，以塔机遥控系统为例，对不同故障形式的可靠性予以综合分析，具体如下。

2.2.1永久性的故障形式

为了提高分析效果，从一备一用及任务分组两个方面予以研究。首先，一备一用在计算机系统运行过程中会产生转变方式，如果运行流畅，将会转变成单工模式，在很大程度上存在安全隐患。一旦其中一个芯片或者组件出现故障，将会导致整个系统出现故障，从而呈现永久性瘫痪的局面；其次，采用任务分组的方式。这种方式的运用无法实现系统重组功能，从某种意义上来说，其具有一定的局限性。在使用过程中，只能依据特定的控制任务、特定的功能模式予以设置。而针对于计算机系统中的信息管理来说，由于其处于重点阶段，在实施处理过程中，应采取悲观模型的处理方式，将不同的故障任务予以分组，从而将不同的任务形式分别处理，并保证各个芯片之间具有一定的联系，实现串联的效果[5]。

2.2.2暂时性的故障形式

与永久性故障形式的分析方法相同，同样采用的一备一用及任务分组法，首先，采取一备一用的方式时，如果计算机系统发生了暂时性的故障，进而影响到整个系统时，那么应采取相关程序屏蔽的方式。一旦顶部串联的三个芯片发生故障，那么可以依据最下方的芯片实施检验。但是，值得注意的是，这种芯片检验方式无法进行全面的屏蔽工作，对于87C51芯片中出现的错误无法予以有效的排除。在这种情况下，直接明确了暂时性故障形式要比永久性故障复杂。由于塔机系统自身构造问题，其系统元件在使用过程中不断损耗，同时伴随着运行时间的增加，导致不稳定因素较多，进而严重影响系统可靠性；其次，任务分组法。由于计算机系统内部芯片可以实施分组，将双87C51分成不同的HC251芯片，在具体实施过程中，可以采用相同的信号作为任务操作的输入源，在完成该项工作以后，经复核方式实施审查，无差异即可输出校验[6]。

3 提升计算机系统可靠性的可行性方法

3.1指令信号冗余及拦截技术的应用

计算机系统的指令信号冗余主要指的是某些较为重要的位置处插入了特定的单字节指令形式，或者是将一些有效的指令信息予以复写，从而让相应程序自动步入正轨的过程。这种形式的应用，能够在很大程度上解决系统不稳定因素的产生，并结合相关的内容完善系统构造，确保其可靠性。与其不同的，在计算机系统可靠性维持方面，可行性的方法还包括拦截技术的应用。在计算机系统运行过程中，将某些处于非正常状态的程序指向特定的地点，在这个过程中，将这些出错的地点实施重点处理，这种方式就是拦截[7]。通常情况下，拦截技术是应用软件予以执行的，通过软件技术将相关漏洞予以弥补，从而有效地展现其效果，确保计算机系统可靠性的提升。

3.2开发“看门狗”技术软件

狗对于人类来说，具有看家护院的功能，而在计算机系统中开发“看门狗”技术软件，能够有效地确保系统内的相关信息不被侵入，从而提高其主要效能。在计算机系统运行过程中，一旦程序乱飞便会进入到死循环阶段，导致计算机故障产生，而应用“看门狗”技术可以最大限度实现程序分离，使错综复杂的程序、乱飞的程序更具合理化。该技术形式实现了定期检测的方式，可以检测到计算机系统中运行程度的时间，从而更好地确定程序的有序运行。在这个过程中，如果程序运行时长过大，在应用过程中，可以按照“死循环”的方式进行处理。以此来展现该技术软件的最大效能，发挥其关键作用，为进一步实现计算机系统安全、可靠运行提供帮助[8]。

3.3系统功能自动复位

计算机系统的优势在于其具有独特的功能形式，为了提升计算机系统的可靠性，实施系统功能的自动复位尤为关键。在具体实施过程中，可以选取长度相同的时间差，也可以按照特定的外部因素的方式，但是，无论采取哪种方式，都可以实现计算机系统的复位功能。在这个基础上，一旦复位成功，系统便会采取相应的操作，当操作完成以后，会自动进入到睡眠阶段[9]。当其进入到睡眠阶段以后并不意味着该工作已完成，而是等待下回的复位操作。通过这种操作方式，能够最大限度提升系统性能，从而有效解决计算机系统存在的漏洞问题，确保计算机系统的可靠性、安全性。

4 结束语

通过本文的研究可知，计算机系统的可靠性技术是受多种因素所影响的，在其运行过程中，由不同的构件所组成。依据对该技术形式相关内容的分析，发现该系统中的技术形式仍存在一定的缺陷，为了有效解决该缺陷，提出了可行性的方法，从而提高系统的技术性能。总之，如果想要进一步的提升计算机系统的可靠性，确保用户使用安全，还应参照相应的标准，还要加强相关的技术支持，以此确保计算机系统的可靠性及稳定性。

参考文献：

[1] 孔德岐，李亚晖，郭鹏.高可靠嵌入式计算机系统的发展[J].通信学报，2013，2（S1）：170-175.

[2] 张晶莹，张淼.计算机网络系统可靠性技术探讨[J].科技资讯，2014，4（31）：16.

[3] 于强，常万宇.计算机控制系统的可靠性设计[J].电子技术与软件工程，2015，8（5）：193.

[4] 黄永勤，金利峰，刘耀.高性能计算机的可靠性技术现状与趋势[J].计算机研究与发展，2010，4（4）：589-594.

[5] 陆阳，王强，张本宏，等.计算机系统容错技术研究[J].计算机工程，2010，3（13）：230-235.

[6]吴兴纯，杨燕云，吴瑞武.计算机测控系统的故障分析以及抗干扰技术研究[J].自动化与仪器仪表，2011，2（5）：26-29-35.

[7] 周小超，陆熊.非相似余度飞控计算机设计及可靠性分析[J].计算机与现代化，2013，6（5）：135-137.

[8] 张兴.自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子学文摘，2011，4（6）：163-242.

[9] 冯雪，王喜富.基于动态故障树的计算机联锁系统可靠性及性能分析研究[J].铁道学报，2011，3（12）：78-82.