一、?計算機可靠性概述

計算機系統的可靠性指它開始運行( t = 0 )? 到某時刻 t 這段時間內能正常運行的概率。 用 R(t) 表示。失效率即單位時間內失效的元件數與總數的比例。用λ表示?

兩次故障之間系統能正常工作的時間的品均值稱為平均無故障時間(MTBF)? 即

????????????????????????????????????????????????????????MTBF? = 1 /?λ

通常用平均修復時間(MTBF)來表示計算機的可維修性 ,即計算機的維修效率，指從故障發生到機器修復平均所需要的時間。因此在計算機任意時刻能正常工作的概率A,可表示為

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?A? =? MTBF / (MTBF + MTRF)

如果一個系統有N個子系統，各個子系統的可靠性分別用 Rn 表示 。

對于 串聯系統，該系統的可靠性R，可表示為

? ? ? ? ? ? ? ? R? ?= R1 × R2??× R3 ...× RN? ? ?

失效率??λ 可表示為

? ? ? ? ? ? ??λ? ? ?=?λ1? ?+?λ2 +?λ3 .... +λn

對于并聯系統該系統的可靠性R，可表示為

? ? ? ? ? ? ?R? ? =? ?1-? ?(1-R1)(1-R2)(1-R3).....(1-Rn)

失效率??λ 可表示為

? ? ? ?

對于 N模冗余系統 ，N=2n+1個子系統，和一個表決器組成，表決器把N個子系統中占大多數的輸出多為系統的輸出，因此只要有n+1 個子系統能正常工作。假設表決器完全可靠的，每個子系統可靠性為R0，則N模冗余系統的可靠性為

?????????????????

?注：

例1：一個系統由3個子系統并聯構成，其可靠性為0.9，平均無故障時間為10000小時。求系統的可靠性和平均無故障時間

? ? ? ? ? ? ? R1? ?=R2 =R3 =0.9;

? ? ? ? ? ? ? 并聯系統的計算機可靠性：R =? ?1- (1-Ri)^3 =? 1? - 0.1 ^3 =0.999

? ? ? ? ? ? ? 子系統失效率? ??λ1?=?λ2=?λ3=1/10000

? ? ? ? ? ? ? ?系統失效率??λ? ?=? 1/(1/(1/10000) *(1/1 +1/2 +1/3))

? ? ? ? ? ? ? ?系統平均無故障時間? ?MTBF = 1/λ =?1/(1/10000) *(1/1 +1/2 +1/3)? ≈18333小時

二、計算機的性能評測的常用方法

1）時鐘頻率。一般來講主頻越高，速度越快。但是對于頻率相同，不同結構的機器，其速度可能差很多。

2）指令執行速度。即單位時間內執行指令的條數。對于不同的指令執行速率不同，但是在早期，通常用加法指令的運算速度來衡量計算機的速度，因為加法大體可以反映出乘法等其他運算速度。

3）等效指令速度法。統計各類指令在程序中所占比例，和各類指令的執行時間，那么等效指令的執行時間為

4）數據處理速率(PDR)法。在不同程序中的各類指令使用步履是不同的，而且數據長度與指令功能的強弱對解題速度影響極大。同時以上的方法不能反應出現代計算機中高速緩沖存儲器、流水線和交叉存儲等架構影響。因此，現代計算機不僅與指令的執行頻率有關，而且與指令的執行順序和地址分布有關。 PDR 值越大, 性能越好。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? PDR? ?=? L / R

其中 L=0.85G + 0.15H+ 0.4J +0.15K? ? ;? ?R =0.85M +0.09N +0.06 P

G：每條定點指令位數? ? ?;? ? ? ? ? ? ? ? ?M:平均定點加法時間? ? ? ??

H::每條浮點指令位數???????????????????????? N:平均浮點加法時間

J:定點操作數位數? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??N:平均浮點乘法時間

K:定點操作數位數

5）核心程序法：把應用程序中用的最頻繁的核心不同在不同的機器上運行，測其執行時間。作為各類機器性能評價依據

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计组原理 ： 计算机可靠性概述和性能评价的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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