网络工程师考试内容：可靠性计算

计算机系统是一个复杂的系统，而且影响其可靠性的因素也非常繁琐，很难直接对其进行可靠性分析。但通过建立适当的数学模型，把大系统分割成若干子系统，可以简化其分析过程。

1.串联系统

假设一个系统由n个子系统组成，当且仅当所有的子系统都能正常工作时，系统才能正常工作，这种系统称为串联系统，如图2-3所示。

图2-3 串联系统

设系统各个子系统的可靠性分别用R1.R2.…，Rn表示，则系统的可靠性

R=R1×R2×…×Rn.

如果系统的各个子系统的失效率分别用λ1.λ2.…，λn来表示，则系统的失效率λ=λ+1λ2+…+λn.

2.并联系统

假如一个系统由n个子系统组成，只要有一个子系统能够正常工作，系统就能正常工作，如图2-4所示。

图2-4 并联系统

设系统各个子系统的可靠性分别用R1.R2.…，Rn表示，则系统的可靠性

假如所有的子系统的失效率均为λ，则系统的失效率为μ：

在并联系统中只有一个子系统是真正需要的，其余n-1个子系统称为冗余子系统，随着冗余子系统数量的增加，系统的平均无故障时间也增加了。

3.模冗余系统

m模冗余系统由m个(m=2n+1为奇数)相同的子系统和一个表决器组成，经过表决器表决后，m个子系统中占多数相同结果的输出作为系统的输出，如图2-5所示。

图2-5 模冗余系统

在m个子系统中，只有n+1个或n+1个以上子系统能正常工作，系统就能正常工作，输出正确结果。假设表决器是完全可靠的，每个子系统的可靠性为R0 ,则m模冗余系统的可靠性为：

其中为从m个元素中取j个元素的组合数。

例如，某高可靠性计算机系统由如图2-6所示的冗余部件构成。

图2-6 某计算机系统

显然，该系统为一个串、并联综合系统，我们可以先计算出中间2个并联系统的可靠度，根据并联公式

，可得到3个部件并联的可靠度为

，2个部件并联的可靠度为

然后，再根据串联公式R=R1×R2×…×Rn,可得到整个系统的可靠度为