计算机容错技术课后习题

计算机容错技术课后习题第1章绪论1、为什么说可靠度高的系统其安全度必然高，但安全度高的系统其可靠度不一定高？答：可靠度：设在时刻t0系统正常运行，则系统在整个时间区间[t0,t]内正常运行的条件概率，称为系统在时刻t的～，记为R(t)。安全度：设在时刻t0系统正常运行，则系统在时刻t的安全度S(t)指系统在[t0,t]内正常运行的条件概率加上系统在时刻t处于失效安全状态的条件概率，即S(t)=R(t)+FS(t)。由二者的定义可以看出，当R(t)的值越大，即可靠度越高，且FS(t)值一定时，S(t)=R(t)+FS(t)的值必定会越大，即安全度会很高；反之，安全度高的系统是由R(t)和FS(t)两项参数共同决定的，R(t)的值可以是一个定值，而FS(t)的值可以取一个较高值时，可以满足高可靠度的要求。2、可靠度高的系统是否可用度一定高？可用度高的系统是否可靠度一定高，为什么？答：设在时刻t0系统正常运行，则系统在整个时间区间[t0,t]内正常运行的条件概率，称为系统在时刻t的可靠度，记为R(t)。系统在时刻t的可用度：指系统在该时刻正确执行其功能的概率，记为A(t)，瞬时可用度。系统处于稳定状态时，其可用度不再随时间变化，称为稳态可用度，记为Ass。可靠度高的系统，可用度一定高，而可用度高的系统，可靠度不一定高。注意：可用度与可靠度的区别，可用度只考虑时刻t系统正确执行功能的概率，并不关心时刻t以前系统是否发生过时效。而可靠度则要考虑在整个时间区间【t0，t】内系统正常运行的概率。3、系统可维度是如何影响系统的可用度的，试用公式予以说明。答：系统的可维度M(t)是指系统失效后，在时间间隔t=Tf内被修复的概率。可用度A=T0/(T0+Tf)，T0：正常运行时间，系统完成功能的时间。Tf：故障时间，故障修理时间之和。4、实现冗余有哪几种方式？答：（1）硬件冗余：应用附加硬件来实现故障检测及容错：典型的列子如双机比较系统，三模表决系统等。（2）软件冗余：应用附加软件来实现故障检测及容错。典型例子如故障诊断程15、解释以下几个基本概念：答：（1）黄金电路：（2）等价故障类：（3）强故障和弱故障：（4）强测试和弱测试：（5）故障覆盖率，16、试设计一个工业控制器用来控制一个化学反应过程的温度。无冗余系统只需1个A/D转换器，1个处理机和1个D/A转换器，至少设计两种方案，使系统能容忍任何2个部件的故障（这里部件指A/D转换器、处理机或D/A转换器），并说明哪一种方案更好。17、试为1个8位存储器设计纠单错检双错汉明码。给出结果奇偶组及出错位与校正子的对应关系，并画出逻辑电路。18、用5个相同模块构成容错系统，试给出5种冗余方案并画出框图。试分析：（1）每种方案的容错能力；（2）每种方案的优缺点及适用场合。19、试分析码距为6的码的检错纠错能力。20、如下图示，2个处理机之间进行数据传送，缓冲器是由4位宽度的片子组成的先进先出（FIFO）的设备，通信链路宽度为40位（需10片4位宽度的片子），采用奇偶校验检测差错。假定40位中只有8位可作为校验位，试设计1个奇偶校验电路完成上述