星載計算機系統(tǒng)可靠性評測方法的研究.pdf

1、可靠性是星載計算機系統(tǒng)的重要性能之一，它已經(jīng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域成為衡量系統(tǒng)質(zhì)量的一個重要指標(biāo)?？梢哉f只有一個安全可靠的系統(tǒng)才能保障一切工作的正常運行。然而對星載計算機系統(tǒng)可靠性評測是對可靠性進行的一個定量的計算。一個有效的可靠性評測方法不但可以提高工作效率，縮短檢測時間，而且可以真實地反映實際的工作情況。
　　傳統(tǒng)的星載計算機系統(tǒng)可靠性評測的方法主要有組合模型法和測試法。故障注入是一種新的用于評測星載計算機系統(tǒng)可靠性的方法。故障注入方

2、法是人為地將故障注入到目標(biāo)系統(tǒng)中，加速系統(tǒng)失效的方法。故障注入技術(shù)可以分為硬件故障注入、模擬故障注入和軟件故障注入。相比較而言，軟件故障注入方法具有開發(fā)成本低，操作簡單，不會對目標(biāo)系統(tǒng)造成損傷等優(yōu)點。過去對星載系統(tǒng)可靠性的評測采用硬件故障注入技術(shù)，它側(cè)重于對系統(tǒng)容錯機制的研究，而不涉及對系統(tǒng)可靠性的研究。由于本研究課題是以星載計算機系統(tǒng)為背景，所以本文建立了軟件故障注入系統(tǒng)仿真平臺SFIS，采取中斷的方法對目標(biāo)系統(tǒng)進行軟件故障注入。在S

3、FIS軟件故障注入系統(tǒng)中我們主要采取斷點中斷方法注入瞬時性故障，采取單步中斷方法注入永久性故障。
　　本文對可靠性性評測是在故障注入基礎(chǔ)上進行的。為了對注入故障后的系統(tǒng)進行可靠性評測，第一，首先本文對星載系統(tǒng)的可靠性模型進行了研究，在對軟件可靠性模型和硬件可靠性模型總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了星載系統(tǒng)三模冗余可靠性的計算方法。其次對軟件模型中失效關(guān)聯(lián)進行了分析，提出了基于馬爾可夫更新過程的軟件可靠性模型框架。第二，本文對馬爾可夫鏈進行了詳

4、細(xì)的分析，將故障的傳播對系統(tǒng)地影響在馬爾可夫鏈中描述出來，改變了以往在計算可靠性時采取的“故障一定導(dǎo)致失效”的假設(shè)。提出了基于統(tǒng)計檢測的路徑概率計算方法對星載系統(tǒng)可靠性進行評估。這種方法與JamesA.Whittaker提出的方法計算結(jié)果相等，但路徑概率的思想改變了迭代算法的復(fù)雜性。建立了星載計算機系統(tǒng)的可靠性檢測流程，對星載計算機系統(tǒng)的可靠性評測過程進行了詳細(xì)的闡述。第三，本文對操作框架進行了研究，提出了操作框架狀態(tài)圖表示法，這樣可以