2012年软考软件设计师重点难点:系统可靠性计算 |
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软件设计师重点难点――系统可靠性计算 系统可靠性计算是软件设计师考试的一个重点,近些年几乎每次考试都会考到,但这个知识点的难度不高,了解基本的运算公式,即可轻松应对。 可靠性计算主要涉及三种系统,即串联系统、并联系统和冗余系统,其中串联系统和并联系统的可靠性计算都非常简单,只要了解其概念,公式很容易记住。冗余系统要复杂一些。在实际的考试当中,考得最多的就是串并混合系统的可靠性计算。所以要求我们对串联系统与并联系统的特点有基本的了解,对其计算公式能理解、运用。下面将对这些计算的原理及公式进行详细的说明。 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1所示。 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=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,如图2所示。 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=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn) 。 假如所有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个子系统都被称为冗余子系统。该系统随着冗余子系统数量的增加,其平均无故障时间也会增加。 串并混合系统 串并混合系统实际上就是对串联系统与并联系统的综合应用。我们在此以实例说明串并混合系统的可靠性如何计算。 例1: 某大型软件系统按功能可划分为2段P1和P2。为提高系统可靠性,软件应用单位设计了如下图给出的软件冗余容错结构,其中P1和P2均有一个与其完全相同的冗余备份。若P1的可靠度为0.9,P2的可靠度为0.9,则整个系统的可靠度是 。 A. 0.6561 B. 0.81 C. 0.9801 D. 0.9 试题分析 当系统采用串联方式时,其可靠度R可由公式R=R1R2…Rn求得。当系统采用并联方式时,其可靠度R可由公式R=1-(1-R1)*(1-R2)…(1-Rn)求得。这个系统总的来说是串联,但分成两个并联部分。第一部分的可靠度为:R1=1-(1-0.9)*(1-0.9)=0.99;第二部分的可靠度也为:R2=0.99;所以整个系统的可靠度为:R=R1*R2=0.9801 ,C答案。 试题答案 C 上面的例题是属于常规形式的可靠性计算题,如果把这种试题再拨高一个层次,可以。 例2: 1台服务器、3台客户机和2台打印机构成了一个局域网(如图4所示)。在该系统中,服务器根据某台客户机的请求,数据在一台打印机上输出。设服务器、各客户机及各打印机的可靠度分别为a、b、c,则该系统的可靠度为 。 A.ab3c3 B.a(1-b3)(1-c2) C.a(1-b)3(l-c)2 D.a(1-(1-b)3)(1-(l-c)2) 例题分析 在试题给出的系统中,客户机之间是并联的(任何一台客户机出现故障,对其他客户机没有影响),同理,打印机之间是也并联关系。然后,客户机、服务器、打印机之间再组成一个串联关系。因此,我们可以把该系统简化为: 已知服务器、各客户机及各打印机的可用性分别为a、b、c,因此整个系统的可用性为:R=(1-(1-b)3)a(1-(1-c)2)=a(1-(1-b)3)(1-(1-c)2) 例题答案D 4.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可作为系统的输出,如图5所示。 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
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