系統(tǒng)可靠性計(jì)算是軟件設(shè)計(jì)師考試的一個(gè)重點(diǎn)，近些年幾乎每次考試都會(huì)考到，但這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的難度不高，了解基本的運(yùn)算公式，即可輕松應(yīng)對(duì)。
可靠性計(jì)算主要涉及三種系統(tǒng)，即串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)，其中串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算都非常簡(jiǎn)單，只要了解其概念，公式很容易記住。冗余系統(tǒng)要復(fù)雜一些。在實(shí)際的考試當(dāng)中，考得多的就是串并混合系統(tǒng)的可靠性計(jì)算。所以要求我們對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)有基本的了解，對(duì)其計(jì)算公式能理解、運(yùn)用。下面將對(duì)這些計(jì)算的原理及公式進(jìn)行詳細(xì)的說明。
1.串聯(lián)系統(tǒng)
假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)由n個(gè)子系統(tǒng)組成，當(dāng)且僅當(dāng)所有的子系統(tǒng)都能正常工作時(shí)，系統(tǒng)才能正常工作，這種系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)，如圖1所示。
2.并聯(lián)系統(tǒng)
假如一個(gè)系統(tǒng)由n個(gè)子系統(tǒng)組成，只要有一個(gè)子系統(tǒng)能夠正常工作，系統(tǒng)就能正常工作，如圖2所示。
在并聯(lián)系統(tǒng)中只有一個(gè)子系統(tǒng)是真正需要的，其余n-1個(gè)子系統(tǒng)都被稱為冗余子系統(tǒng)。該系統(tǒng)隨著冗余子系統(tǒng)數(shù)量的增加，其平均無故障時(shí)間也會(huì)增加。
3.串并混合系統(tǒng)
串并混合系統(tǒng)實(shí)際上就是對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。我們?cè)诖艘詫?shí)例說明串并混合系統(tǒng)的可靠性如何計(jì)算。
例1：
某大型軟件系統(tǒng)按功能可劃分為2段P1和P2。為提高系統(tǒng)可靠性，軟件應(yīng)用單位設(shè)計(jì)了如下圖給出的軟件冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，其中P1和P2均有一個(gè)與其完全相同的冗余備份。若P1的可靠度為0.9，P2的可靠度為0.9，則整個(gè)系統(tǒng)的可靠度是 。
供選擇的答案
A. 0.6561 B. 0.81 C. 0.9801 D. 0.9
試題分析
當(dāng)系統(tǒng)采用串聯(lián)方式時(shí)，其可靠度R可由公式R=R1R2…Rn求得。當(dāng)系統(tǒng)采用并聯(lián)方式時(shí)，其可靠度R可由公式R=1-(1-R1)*(1-R2)…(1-Rn)求得。這個(gè)系統(tǒng)總的來說是串聯(lián),但分成兩個(gè)并聯(lián)部分。第一部分的可靠度為：R1=1-(1-0.9)*(1-0.9)=0.99;第二部分的可靠度也為：R2=0.99;所以整個(gè)系統(tǒng)的可靠度為：R=R1*R2=0.9801 ，C答案。
試題答案
C
上面的例題是屬于常規(guī)形式的可靠性計(jì)算題，如果把這種試題再撥高一個(gè)層次，可以。
例2：
1臺(tái)服務(wù)器、3臺(tái)客戶機(jī)和2臺(tái)打印機(jī)構(gòu)成了一個(gè)局域網(wǎng)(如圖4所示)。在該系統(tǒng)中，服務(wù)器根據(jù)某臺(tái)客戶機(jī)的請(qǐng)求，數(shù)據(jù)在一臺(tái)打印機(jī)上輸出。設(shè)服務(wù)器、各客戶機(jī)及各打印機(jī)的可靠度分別為a、b、c，則該系統(tǒng)的可靠度為 。
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)
例題分析
在試題給出的系統(tǒng)中，客戶機(jī)之間是并聯(lián)的(任何一臺(tái)客戶機(jī)出現(xiàn)故障，對(duì)其他客戶機(jī)沒有影響)，同理，打印機(jī)之間是也并聯(lián)關(guān)系。然后，客戶機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)之間再組成一個(gè)串聯(lián)關(guān)系。因此，我們可以把該系統(tǒng)簡(jiǎn)化為：
已知服務(wù)器、各客戶機(jī)及各打印機(jī)的可用性分別為a、b、c，因此整個(gè)系統(tǒng)的可用性為：
例題答案
D
更多的例題請(qǐng)參看《軟件設(shè)計(jì)師考試試題分類精解》。
4.模冗余系統(tǒng)
m模冗余系統(tǒng)由m個(gè)(m=2n+1為奇數(shù))相同的子系統(tǒng)和一個(gè)表決器組成，經(jīng)過表決器表決后，m個(gè)子系統(tǒng)中占多數(shù)相同結(jié)果的輸出可作為系統(tǒng)的輸出，如圖5所示。
在m個(gè)子系統(tǒng)中，只有n+1個(gè)或n+1個(gè)以上的子系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)就能正常工作并輸出正確結(jié)果。假設(shè)表決器是完全可靠的，每個(gè)子系統(tǒng)的可靠性為R0，則m模冗余系統(tǒng)的可靠性為：