免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络工程师 > 2019年下半年 网络工程师 上午试卷 综合知识
  第5题      
  知识点:   系统可靠性基础   可靠性   系统可靠性
  关键词:   系统可靠性   可靠性        章/节:   系统管理       

 
衡量系统可靠性的指标是( )。
 
 
  A.  周转时间和故障率λ
 
  B.  周转时间和吞吐量
 
  C.  平均无故障时间MTBF和故障率λ
 
  D.  平均无故障时间MTBF和吞吐量
 
 
 

 
  第2题    2017年上半年  
   30%
某系统由下图所示的冗余部件构成。若每个部件的千小时可靠度都为R ,则该系统的千小时可靠度为( )。



  第46题    2016年上半年  
   36%
设备A的可用性为0.98,如下图所示将设备A并联以后的可用性为(46)。
  第46题    2012年上半年  
   36%
网络的可用性是指(46)。
   知识点讲解    
   · 系统可靠性基础    · 可靠性    · 系统可靠性
 
       系统可靠性基础
               基本概念
               关于系统可靠性的基本概念如下。
               (1)系统的可靠性。系统的可靠性是指从系统开始运行(t=0)到某时刻t这段时间内能正常运行的概率,用Rt)表示。
               (2)失效率。失效率是指单位时间内失效的元件数与元件总数的比例,通常用λ表示。当λ为常数时,可靠性与失效率的关系为Rt)=et
               (3)平均无故障时间(MTBF)。平均无故障时间是指两次故障之间系统能正常工作的时间的平均值。它与失效率的关系为MTBF=1/λ。
               (4)平均失效前时间(MTTF)。平均失效前时间是指从故障发生到机器修复平均所需要的时间。通常用平均修复时间(MTTR)来表示计算机的可维修性,即计算机的维修效率。
               (5)可用性。可用性是指计算机的使用效率,它以系统在执行任务的任意时刻能正常工作的概率A来表示,即A=MTBF/(MTBF+MTTR)。
               系统可靠性模型
               系统可靠性模型有以下几种。
               (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。
               (2)并联系统。假如一个系统由N个子系统组成,只要有一个子系统正常工作,系统就能正常工作。
               (3)N模冗余系统。由N个(N=2n+1)相同的逻辑线路和一个表决器组成,只要有n+1个或n+1个以上能正常工作,系统就能正常工作,输出正确的结果。
 
       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
        
 
       系统可靠性
        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。这里的故障是系统行为与需求的不符,故障有等级之分。系统可靠性可以通过历史数据和开发数据直接测量和估算出来,与之相关的概念主要有平均无故障时间、平均故障修复时间、平均故障间隔时间、系统可用性等。
        (1)平均无故障时间。可靠度为Rt)的系统的平均无故障时间(Mean Time To Failure, MTTF)定义为从t=0时到故障发生时系统的持续运行时间的期望值,计算公式如下:
        
        如果Rt)=e-λt,则MTTF=1/λλ为失效率,是指器件或系统在单位时间内发生失效的预期次数,在此处假设为常数。例如,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。失效率为10/(1000×1000)=1×10-5。因为平均无故障时间与失效率的关系为MTTF=1/λ,因此,MTTF=105小时。
        (2)平均故障修复时间。可用度为At)的系统的平均故障修复时间(Mean Time ToFix, MTTR)可以用类似于求MTTF的方法求得。设A1t)是在风险函数Zt)=0且系统的初始状态为1状态的条件下At)的特殊情况,则
        
        此处假设修复率μt)=μ(常数),修复率是指单位时间内可修复系统的平均次数,则:
        MTTR=1/μ
        (3)平均故障间隔时间。平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure, MTBF)常常与MTTF发生混淆。因为两次故障(失败)之间必然有修复行为,因此,MTBF中应包含MTTR。对于可靠度服从指数分布的系统,从任一时刻t0到达故障的期望时间都是相等的,因此有:
        MTBF=MTTR+MTTF
        在实际应用中,一般MTTR很小,所以通常认为MTBF≈MTTF。
        (4)系统可用性。系统可用性是指在某个给定时间点上程序能够按照需求执行的概率,其定义为
        可用性=MTTF/(MTTF+MTTR)×100%
        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复,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。
               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,如下图所示。
               
               串联系统
               设系统各个子系统的可靠性分别用R1R2,…,Rn表示,则系统的可靠性为:
               R=R1×R2×…×Rn
               如果系统的各个子系统的失效率分别用λ1λ2,…,λn来表示,则系统的失效率为:
               λ=λ1+λ2+…+λn
               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,如下图所示。
               
               并联系统
               设系统各个子系统的可靠性分别用R1R2,…,Rn表示,则系统的可靠性为:
               R=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn
               假如所有的子系统的失效率均为λ,则系统的失效率为:
               
               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。
               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,如下图所示。
               
               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。
               在实际应用系统中,往往是多种结构的混联系统。例如,某高可靠性计算机系统由下图所示的冗余部件构成。
               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R=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn),可得到3个部件并联的可靠度为1-(1-R3,2个部件并联的可靠度为1-(1-R2。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:R×(1-(1-R3)×(1-(1-R2)×R
               
               某计算机系统
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