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系统故障模型

系统可靠性模型

可靠性指标与评估

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系统故障模型

系统故障是指由于部件的失效、环境的物理干扰、操作的错误或不正确的设计引起的硬件或软件中的错误状态。

故障或错误有如下几种表现形式：

永久性：描述连续稳定的失效、故障或错误。在硬件中，永久性失效反映了不可恢复的物理改变。

间歇性：描述那些由于不稳定的硬件或变化着的硬件或软件状态所引起的、仅仅是偶然出现的故障或错误。

瞬时性：描述那些由于暂时的环境条件而引起的故障或错误。

 

故障模型是对故障的表现进行抽象，可以建立4级故障模型：

1. 逻辑级的故障模型。

2. 数据结构级的故障。

3. 软件故障和软件差错。

4. 系统级的故障模型。

 

系统可靠性模型

例：在某个程序中随机地人为植入10个错误(BUG)，然后由一个测试组进行测试，结果一共发现有120个错误，其中有6个是人为植入的错误，问程序中还存在固有错误数多少个？

(10*(120-6))/6 = 1140/6 =190

 190-114=76

 

例：甲和乙两组测试人员同时相互独立地测试同一份程序的两个拷贝，甲组发现的错误总数为330个，乙组发现的错误总数为320个，其中两个组发现的相同错误数目为300个。请大体上估算一下在测试前此程序原有多少个错误？

(330*320)/300=352

 

可靠性指标与评估

可靠性指标：系统可靠性是系统在规定的时间内及规定的环境条件下，完成规定功能的能力，也就是系统无故障运行的概率。

 

假设同一型号的1000台计算机，在规定的条件下工作1000小时，其中有10台出现故障。这种计算机千小时的可靠度R为(1000-10)/1000=0.99。

失效率λ为：10/(1000×1000)=1×10 ^(-5) 。

 

串联系统：

系统的可靠性为：R=R 1 X R 2 …. X R n

系统的失效率为：λ = λ 1 + λ 2 +…+ λ n

 

并联系统：

系统的可靠性为：R= 1-(1- R 1 )×（1- R 2 ）×…×（1- R n )

系统的失效率为：

 

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。

 

m模冗余系统的可靠性为：

 

例：如图中有任何2个或3个子系统输出相同，则选择该相同的输出作为系统输出，设单个子系统的可靠性为0.8，整个系统可靠性为（ 0.896）。