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一、可靠性相关基本概念
二、可靠性指标 1、串联系统与并联系统可靠性指标计算 2、混合系统
三、可靠性设计 1、影响软件可靠性的主要因素#xff1a; 2、增加可靠性的解决方案 2.1 避错技术 2.2 降低复杂度设计 2.3 检错技术 2.4 容错技术 3、双机容错 一、可靠性相关…目录
一、可靠性相关基本概念
二、可靠性指标 1、串联系统与并联系统可靠性指标计算 2、混合系统
三、可靠性设计 1、影响软件可靠性的主要因素 2、增加可靠性的解决方案 2.1 避错技术 2.2 降低复杂度设计 2.3 检错技术 2.4 容错技术 3、双机容错 一、可靠性相关基本概念 【可靠性】可靠性是软件系统在应用或系统错误面前 在意外或错误使用的情况下维持软件系统的功能性的基本能力。 【可用性】可用性是系统能够正常运行的时间比例。 软件可靠性 ≠ 硬件可靠性 1复杂性软件复杂性比硬件高大部分失效来自于软件失效。 2物理退化硬件失效主要是物理退化所致软件不存在物理退化。 3唯一性软件是唯一的每个COPY版本都一样而两个硬件不可能完全一样。 4版本更新周期硬件较慢软件较快。 二、可靠性指标 【失效率】λλ N / TN表示在某个时间段内失效的总数T则是相应时间段的总时间。 【平均无故障时间】MTTFMTTF 1 / λλ为失效率 【平均故障修复时间】MTTRMTTR 1 / μμ为修复率 【平均故障间隔时间】MTBFMTBF MTTR MTTF 【系统可用性】MTTF / MTTR MTTF* 100% 在实际应用中一般MTTR很小所以通常认为MTBF ≈ MTTF。 1、串联系统与并联系统可靠性指标计算 串联 可靠性R R1 * R2 * ... * Rn 使效率近似公式λ λ1 λ2 ... λn 并联 可靠性R 1 -1 - R1*1 - R2* ...*1 - Rn 2、混合系统 三、可靠性设计 1、影响软件可靠性的主要因素 1软件的开发方法和开发环境2运行环境 3软件系统的规模4软件的内部结构5软件的可靠性投入 2、增加可靠性的解决方案 2.1 避错技术 例如使用CMMI能力成熟度模型集成规范管理过程、应用测试等。 2.2 降低复杂度设计 设计层面降低系统复杂度。 2.3 检错技术 出错后报警人工处理成本较低。 2.4 容错技术 1N版本程序设计静态冗余 多个版本同时计算获得到结果通过表决器算法最终确定采用结果。主要应用在可靠性要求极高的场景成本高。例飞行控制系统、高铁信号系统。 与通常软件开发过程不同的是N版本程序设计增加了三个新的阶段相异成分规范评审、相异性确认、背对背测试。 N版本程序的同步、N版本程序之间的通信、表决算法全等表决、非精确表决、Cosmetie表决、一致比较问题、数据相异性。 2恢复快设计动态冗余 设计时应保证实现主块和后备块之间的独立性避免相关错误的产生使主块和备份块之间的共性错误降到最低程度。 必须保证验证测试程序的正确性。 【N版本程序设计与恢复快方法区别】 前向恢复使当前的计算继续下去把系统恢复成连贯的正确状态弥补当前状态的不连贯情况。 后向恢复系统恢复到前一个正确状态继续执行。 3防卫式程序设计 对于程序中存在的错误和不一致性通过在程序中包含错误检查代码和错误恢复代码使得一旦错误发生程序能撤销错误状态恢复到一个已知的正确的状态中去。 实现策略错误检测、破坏估计、错误恢复。例代码中 try / catch 函数 冗余 1结构冗余硬件冗余、软件冗余 2信息冗余校验码 3时间冗余重复多次进行相同计算 3、双机容错 1双机热备模式主系统、备用系统 2双机互备模式同时提供不同服务心不跳则接管 3双机双工模式同时提供相同的服务集群的一种 双机模式是集群的前身
