計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性技術(shù)研究

司尚東

摘要：現(xiàn)階段，計算機(jī)在人們學(xué)習(xí)、工作、生活中有著十分廣泛的應(yīng)用，顯著轉(zhuǎn)變了人們的生活方式，提高了人們學(xué)習(xí)和工作的效率，極大的推動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐。然而在計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程中容易受到多種因素的影響，出現(xiàn)故障的概率相對較高，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性也隨之下降。對此，本文將對影響計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的因素加以探討和分析，并提出提高計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的技術(shù)措施和有效途徑，以期能夠充分發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢，保證計算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，使之為廣大用戶提供完善優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)系統(tǒng)；可靠性；技術(shù)措施

引言：

計算機(jī)可以說是二十世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在短短幾十年間就全面入侵了人們的生活，已經(jīng)成為了人們生活中不可或缺的一個重要工具，與此同時，計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性也越來越受到人們的關(guān)注，如果用戶的安全意識薄弱，采取的安全管理方法不當(dāng)，將會給計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行帶來巨大的風(fēng)險。為了保證計算機(jī)系統(tǒng)得到科學(xué)合理的使用，必須要善于利用多種先進(jìn)的安全管理技術(shù)，將來自計算機(jī)內(nèi)部和外部的風(fēng)險予以嚴(yán)格的控制，從而給計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行創(chuàng)造良好的環(huán)境，促使計算機(jī)系統(tǒng)功能得以最大化的發(fā)揮出來。

一、影響計算機(jī)運(yùn)行的因素

1、內(nèi)部因素

一般來說，計算機(jī)系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩個部分，二者相輔相成，缺一不可，任何一個部分出現(xiàn)問題都會影響到計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，這可以歸結(jié)為內(nèi)部因素。其一，對于計算機(jī)軟件來說，需要根據(jù)用戶的需求選擇性的進(jìn)行下載，軟件通常來自于互聯(lián)網(wǎng)，有些軟件本身就攜帶病毒，軟件運(yùn)行后就會使計算機(jī)系統(tǒng)遭到病毒的感染，更容易受到黑客的攻擊，用戶私密信息將會被竊取；其二，中央處理器、存儲設(shè)備、對外設(shè)備共同構(gòu)成了計算機(jī)硬件系統(tǒng)，這些設(shè)備在運(yùn)行時極有可能會出現(xiàn)不兼容的情況，致使計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行速率遲緩，在一定程度上增加了計算機(jī)系統(tǒng)遭到外部攻擊的風(fēng)險，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性大大降低。

2、外部因素

計算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展滋生了大量的網(wǎng)絡(luò)犯罪現(xiàn)象，不法分子會竊取到他人計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中的信息，嚴(yán)重威脅到了用戶的生命財產(chǎn)安全，可以說網(wǎng)絡(luò)安全問題已經(jīng)日益彰顯出來，若不能得到及時的遏制，將會給社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展埋下巨大隱患。病毒和木馬是黑客攻擊他人計算機(jī)常用的工具，這些都屬于代碼，會給計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性造成不利影響，使得計算機(jī)系統(tǒng)中儲存的信息都將暴露于黑客的眼前。如若黑客成功入侵到某些商業(yè)機(jī)密中，將會給公司帶來不可磨滅的損失。

二、計算機(jī)系統(tǒng)安全管理技術(shù)

1、容錯與避錯

在對計算機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的可靠性技術(shù)設(shè)計方面，容錯與避錯是必要的手段之一。之所以容錯技術(shù)能夠提高計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，是因為該項技術(shù)可以構(gòu)建一個能夠自動排除非致命性故障的容錯系統(tǒng)，主要由兩臺獨(dú)立的服務(wù)器構(gòu)成，在每個服務(wù)器中對系統(tǒng)盤進(jìn)行設(shè)置，另外，兩臺服務(wù)器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)盤來對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。為了滿足容錯系統(tǒng)對數(shù)據(jù)冗余的需求，可以在硬盤柜中加入插拔硬盤，提升冗余空間。

避錯技術(shù)主要應(yīng)用在軟件方面，首先需要明確計算機(jī)系統(tǒng)組件的功能參數(shù)以及接口信息，通過避錯技術(shù)對軟件的組件進(jìn)行細(xì)化，對軟件單元進(jìn)行劃分，然后對軟件單元間的數(shù)據(jù)流以及相應(yīng)的操作進(jìn)行控制。完成以上工作之后可以對編程以及編碼風(fēng)格進(jìn)行設(shè)置，建立起各個軟件單元的追蹤關(guān)系。避錯技術(shù)能夠有效地降低軟件系統(tǒng)在設(shè)計過程中出現(xiàn)的邏輯錯誤。在應(yīng)用時，盡量采用主動查錯的方式對整個過程進(jìn)行實時檢測，通過監(jiān)測系統(tǒng)周期性、持續(xù)性地對系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測與排除。

2、硬件的冗余

目前，大多選用容錯的方式來進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，通常會分析冗余結(jié)構(gòu)并且通過一備一用、任務(wù)分組以及微同步使計算機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)出現(xiàn)適度冗余。首先，需要通過一個主機(jī)對輸出進(jìn)行控制，第二個主機(jī)在同一任務(wù)級上行使相同任務(wù)的微同步，將反饋內(nèi)容直接通過通信口傳遞給主機(jī)，將反饋信息與運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)不統(tǒng)一，則需對錯誤進(jìn)行分析，這種操作能夠起到管控作用。其次，采取主機(jī)處理任務(wù)，備機(jī)進(jìn)行輔助的方法，一旦主機(jī)出現(xiàn)問題或故障，立即啟用備機(jī)，將備機(jī)投入使用，隨即對備機(jī)進(jìn)行維護(hù)。對于任務(wù)分組來講，較以上兩種方法優(yōu)勢更明顯，任務(wù)分組可以合理的利用資源，使系統(tǒng)的運(yùn)行更加順暢，提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

三、提升計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的有效途徑

1、指令信號冗余以及攔截技術(shù)的應(yīng)用

指令信號冗余主要是在一些重要的位置插入單字節(jié)指令形式，將有效的指令信息進(jìn)行復(fù)寫，從而使相應(yīng)程序自動步入正軌。指令信號攔截技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上可以解決計算機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。在計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，對比較容易出錯的點(diǎn)需要盡量處理，通過攔截技術(shù)可以對系統(tǒng)漏洞進(jìn)行彌補(bǔ)，確保計算機(jī)系統(tǒng)可靠性的提升。

2、系統(tǒng)功能自動復(fù)位

計算機(jī)系統(tǒng)具有獨(dú)特的功能形式，為了提升計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性，可以實施系統(tǒng)的自動復(fù)位。選取長度相同的時間差，按照特定的方式實施，實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位。只要復(fù)位成功，系統(tǒng)會采取相應(yīng)的操作，進(jìn)入到睡眠階段，然后等待下一次的復(fù)位，通過這種方式，能夠最大限度地提升系統(tǒng)性能，有效的解決系統(tǒng)存在的漏洞，確保計算機(jī)系統(tǒng)的安全性。

3、看門狗技術(shù)

Watch dog timer主要是處理計算機(jī)系統(tǒng)陷入死環(huán)節(jié)的程序，根據(jù)出錯的內(nèi)容進(jìn)行恢復(fù)操作。具體流程為：對看門狗T0節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，通過降低頻率，能夠縮短計算機(jī)運(yùn)行周期，盡快的發(fā)現(xiàn)異常。如果系統(tǒng)陷入死循環(huán)，但看門狗節(jié)點(diǎn)不能達(dá)到刷新時間，這時會向計算機(jī)發(fā)出預(yù)警信號?？撮T狗服務(wù)程序的設(shè)計僅需一條“無條件轉(zhuǎn)移”指令就可以完成操作，插入指令后會回到計算機(jī)系統(tǒng)主控程序并且在初始化之后執(zhí)行指令。

4、不良信息攔截技術(shù)

在計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程中一定會出現(xiàn)程序操縱錯誤或者黑客入侵的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象不利于計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定以及用戶個人信息的安全。為了避免不穩(wěn)定現(xiàn)象，計算機(jī)相關(guān)管理人員需要對指令進(jìn)行設(shè)定，通過相應(yīng)的指令對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理，對惡意信息進(jìn)行有效的攔截，解決計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的安全問題。

5、軟件自動診斷技術(shù)

軟件的自動診斷技術(shù)主要包含對中央處理器的檢測、對存儲區(qū)域的診斷以及將參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)按照規(guī)定進(jìn)行計算，以此檢測數(shù)據(jù)的正確性，另外自動診斷技術(shù)會對輸入與輸出通道進(jìn)行檢查。自行診斷技術(shù)會對數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行檢查，掌控采集的數(shù)據(jù)與運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)是否超限，從而對硬件故障進(jìn)行檢測。

6、合理選擇計算機(jī)元器件

計算機(jī)的電路系統(tǒng)是由元器件組成，元器件的選擇會決定計算機(jī)運(yùn)行的可靠性，所以需要優(yōu)先選擇高質(zhì)量的元件。對微處理器的選擇需要具有較強(qiáng)的抗干擾性。另外，對電源的選擇也要合理，需要優(yōu)先選擇波動電壓范圍大、功率充足的電源，減少電源自身產(chǎn)生的紋波與諧波的干擾。對電子元件的選擇要結(jié)合使用功能，優(yōu)先選擇集成度高、抗干擾能力強(qiáng)的元件。

結(jié)語：

綜上所述，計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的提升需要依靠于一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，如指令信號冗余以及攔截技術(shù)、看門狗技術(shù)、不良信息攔截技術(shù)、軟件自動診斷技術(shù)等，除此之外，還要合理選擇硬件設(shè)備，加強(qiáng)對計算機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件的維護(hù)更新，最大程度的削弱來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的風(fēng)險，致力于維護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，保證計算機(jī)在人們生產(chǎn)生活中能夠有效的發(fā)揮作用，從而創(chuàng)造更多的效益。

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（作者單位：黑龍江省鶴崗市人力資源和社會保障局）