計算機可信性系統運行的可信性評測與管理方法

王 超

遼寧裝備制造職業技術學院（沈陽 110161）

隨著計算機和互聯網的高速發展，計算機已經深入到我們的生活和各行各業，其可信性技術是實現信息化社會的關鍵，在許多應用領域，如果計算機系統不能在規定的時間內穩定可信地工作，將會造成巨大的損失和嚴重的后果。

在工業領域、銀行、保險、電力、航空、航天等部門計算機技術的大量的應用提高了這些領域的效率和安全，但是任何硬件或軟件的故障都可能導致嚴重的后果，小則導致系統癱瘓，大到影響人民的生命安全。

1 計算機系統的可信性技術概念

計算機系統可信性是描述系統能提交正確服務的性質，用于表征系統可提交用戶有足夠理由依賴的期望服務能力。所謂系統提交的服務是指所有由用戶提到的系統行為。根據應用目標的不同用可靠性、可用性、安全性、保能性、可維性、可測性等描述。

1.1 計算機故障

故障(Fault)是失效的根本原因。計算機故障，是指造成計算機功能錯誤的硬件物理損壞或程序的錯誤。差錯(Error)是計算機故障造成的后果。

計算機故障可以分為以下類別：按照故障部位可以分為獨立故障、局部性故障、全局性故障。按照故障發生時間可以分為暫時、永久性、邊緣性故障。按照故障原因可以分為硬件故障、機械故障、人為故障、軟件故障、病毒故障。

1.2 可信性技術

(1)避錯技術 采用正確的設計和質量控制方法盡量避免把錯誤引進系統。減小故障出現的概率，解決器件本身缺陷或失效就可用避錯法，即選用高品質的器件，在裝配階段進行嚴格的質量管理與控制，并創造系統良好的工作環境。

(2)容錯技術 利用外加資源的冗余技術使系統中發生故障時仍能提供正確的服務。容錯的基本思想是利用外加資源的冗余來掩蔽故障的影響。

(3)評價技術 對系統采用的機制提供預期服夯的能力進行測試、驗證和確認。評價技術根據評價目標的不同分為功能評價、性能評價、可信性評價三種。討論高可信計算機系統開發過程中的可信性評價技術，即評價采用避錯／容錯技術的系統是否滿足預定的可信性目標信息，防止他的數據被別的用戶無意中讀得或破壞。

2 計算機系統可信度與評估

可信度數，有以下幾個緯度，可用度、可靠性安全、保密、完整度和可維護性，很重要一點是安全問題。它和可用度和保密、完整度都是相關的，要選擇相應的可信度，銀行的可擴展性，坐飛機的時候安全性，相關的重點不同，因此針對不同行業背景要選擇相應的可信度。

3 提升計算機系統可信性的管理方法

提高計算機的可信性主要通過前期的設計階梯和后期的測試階段來完成。

在設計階段需要考慮各個方面從軟件，硬件，環境不同方向考慮可靠度，這需要一個系統工程綜合考慮。大多數研究僅關注于系統的某一個方面，而較大地忽略或者犧牲了其他方面。例如，一些研究在提高計算機系統的安全性同時，卻對于系統的功能，后向兼容性以及易用性方面帶來較大的限制，使得其較難應用到實際系統中去。

3.1 硬件的可信性管理方法

硬件系統的可信性設計主要是在系統元器件的設計、選取、系統的布局等方面。計算機系統的徹底失效都是以元器件的失效而告終的。所以，在設計和研制嵌入式系統的時候，合理地使用元器件，是保障系統可靠性的基本技術。合理地使用一方面是指設計階段，根據應用條件，選擇合適的器件及其工作點；計算機系統結構級的研究，致力于通過對當前處理器結構、設備、總線等進行擴展以提供硬件級的安全，容錯等解決方案。

3.2 軟件的可信性管理方法

目前僅靠硬件的設計實現系統可信性的提高是極其有限的，使用環境、應用領域、費用等諸多因素往往不允許。因此提高軟件的可信性迫在眉睫。

衡量軟件質量好壞的首要指標是可靠性。通常在理解可靠性時，要考慮兩個基本概念：軟件的正確性和健壯性。軟件可信性評估的目的是對軟件實體的可信狀態有較為全面的主觀認知,最終給出改進方案。而軟件可信性評估指標系統固有的復雜層級特征，導致我們需要采用全局靈敏度分析等方法找出影響軟件可信度的關鍵失信元并標定其不確定度，進一步給出軟件可信性改進方案，最終給出一個較為完善的基于評估結果的可信性問題發現、預測和改進機制。

軟件可信性建模已成為構造可信軟件的先決條件和必要手段。

4 結 語

由此可見計算機系統的可信性是在各個應用領域十分重要的話題，對于其評估和提高對于生產領域都有十分重要的意義，同樣的我們要注意系統的差異化來提出綜合的解決方案，這樣才能多維度的真正提高其可信性，使其在安全，性能，可靠性上都真正的得到滿足，同時隨著新技術的應用，如互聯網，云技術的發展，可信性技術一定會有更重要的位置和更豐富的技術。

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