[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]診斷與容錯(cuò)技術(shù)(編輯修改稿)
2024-11-12 23:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 970） ? 現(xiàn)在 2021/11/10 22 第一代 計(jì)算機(jī) （ 19461957） ? 元件：電子管、繼電器及延遲線存儲(chǔ)器 ? 問題：元件的失效率相當(dāng)高，并易受瞬時(shí)故障的影響 ? 措施：特別設(shè)置的硬件故障檢測(cè)和人工恢復(fù) ? 例 : 2021/11/10 23 ? 1956， SAPO，捷克，三個(gè) CPU同時(shí)工作，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行表決，存儲(chǔ)器采用奇偶校驗(yàn)，具有單條指令重復(fù)執(zhí)行的功能 ? SAGE，美國(guó)，用于防空系統(tǒng)，采用雙機(jī)比較以檢測(cè)故障，并配合以恢復(fù)技術(shù) 2021/11/10 24 第二代計(jì)算機(jī)（ 19571964） ? 元件：晶體管及磁芯存儲(chǔ)器 ? 問題：失效率比第一代計(jì)算機(jī)元件大為降低 ? 措施：避錯(cuò)技術(shù)占統(tǒng)治地位，對(duì)故障一般采用診斷程序進(jìn)行脫機(jī)檢測(cè) 2021/11/10 25 第三代計(jì)算機(jī)（ 19641970） ? 元件：集成電路 ? 問題：元件的失效率繼續(xù)降低，但計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可信性要求更高 ? 措施：容錯(cuò)技術(shù)重新提出，并得到了較快的發(fā)展，并出現(xiàn)了許多容錯(cuò)計(jì)算機(jī) ? 例： 2021/11/10 26 實(shí)例 ? 1964美國(guó)土星 V號(hào)運(yùn)載火箭導(dǎo)航計(jì)算機(jī)研制成功，該機(jī)采用 三模冗余及奇偶校驗(yàn) 來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò) ? 1969，美國(guó)噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的 STAR計(jì)算機(jī)，其處理機(jī)采用 三重表決加備份 的混合冗余方式，并用 算術(shù)檢錯(cuò)碼及雙機(jī)比較檢測(cè)故障 。 ? 1965，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功 1號(hào) ESS處理機(jī)，是用于電話交換的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用了 雙機(jī)比較 技術(shù)，是專用的硬件及軟件進(jìn)行故障的檢測(cè)、定位及識(shí)別。 2021/11/10 27 第四代計(jì)算機(jī)（ 1970） ? 元件：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路 ? 問題：硬件可靠性大大提高而價(jià)格卻大幅度降低，使采用各種容錯(cuò)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上更易接受。 ? 需求：容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用范圍擴(kuò)展于銀行事務(wù)處理及各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，甚至許多通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也采用了容錯(cuò)技術(shù) 2021/11/10 28 實(shí)例 ? 1975，美國(guó)貝爾實(shí)現(xiàn)室的 3A號(hào) ESS處理 ? 1975，美國(guó) TANDEM 16容錯(cuò)事務(wù)處理系統(tǒng) ? 1976，美國(guó) AMDAHL 470V/6容錯(cuò)通用計(jì)算機(jī) ? 1978，容錯(cuò)空間計(jì)算機(jī) FTSC ? 1979， IBM推出容錯(cuò)的 4300通用計(jì)算機(jī)系列 ? 1980，容錯(cuò)多處理機(jī) FTMP及軟件實(shí)現(xiàn)的容錯(cuò)計(jì)算機(jī) SIFT研制成功 2021/11/10 29 80年代以來(lái) ? 出現(xiàn)了商用容錯(cuò)計(jì)算機(jī)市場(chǎng) ? 分布式容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn) ? 容錯(cuò)的 VLSI技術(shù) ? 人工智能在容錯(cuò)技術(shù)上的應(yīng)用 — 計(jì)算機(jī)故障診斷專家系統(tǒng) 2021/11/10 30 錯(cuò)誤的根源 失效 — 故障 — 錯(cuò)誤 2021/11/10 31 第二章 可靠性的基本知識(shí) 第一節(jié) 可靠性的定義和特性 廣義的定義： 系統(tǒng) （ 或設(shè)備 、 元件 ） 在 規(guī)定的條件和規(guī) 定的時(shí)間 內(nèi)完成預(yù)定功能的能力 2021/11/10 32 規(guī)定的條件： ? 運(yùn)行條件： 工作負(fù)荷 、 環(huán)境 （ 溫度 、 濕度 、 振動(dòng) 、 灰塵 ） ? 維護(hù)手段： 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù) 、 脫機(jī)維護(hù)等 運(yùn)行時(shí)間： 短時(shí)間運(yùn)行 （ 幾秒 、 幾分鐘 ） 中等時(shí)間運(yùn)行 （ 幾小時(shí) ， 幾天 ） 長(zhǎng)時(shí)間 （ 連續(xù)運(yùn)行數(shù)月 、 數(shù)年 ） 2021/11/10 33 嚴(yán)格的定義： ? 必須量化 將上面定義中 ‘ 能力 ’ 改成 概率 ? 必須明確 將 ‘ 可靠性 ’ 改為 ‘ 可靠度函數(shù) ’ 2021/11/10 34 可靠度函數(shù)和失效分布函數(shù) ?可靠度函數(shù)： 產(chǎn)品在時(shí)刻 t能完成規(guī)定功能的概率稱可靠度函數(shù) ， 用 R(t)表示 ?不可靠度函數(shù)： 產(chǎn)品在時(shí)刻 t不能完成規(guī)定功能的概率稱不可靠度函數(shù)，用 F(t)表示 根據(jù)定義有： F(t)=1R(t) 二、可靠性的基本函數(shù) 2021/11/10 35 設(shè) T為產(chǎn)品在規(guī)定條件下的壽命 ， 則： R(t)=P(Tt) F(t)=P(T≤t) 工程計(jì)算： 以頻率代概率 ， 在 t=0時(shí)刻有 N
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