2025年系统架构师系统可靠性分析与设计备考题库

2025年系统架构师系统可靠性分析与设计备考题库一、单选题（共45题）以下哪种技术不属于提高系统可靠性的容错技术？（）A.冗余技术B.检错技术C.纠错技术D.加密技术答案：D解析：冗余、检错、纠错技术都是为了应对系统故障以提高可靠性，而加密技术主要用于信息安全保密，并非提高系统可靠性。某系统由三个部件串联组成，每个部件的可靠度分别为0.9、0.8、0.7，则系统的可靠度为（）A.0.504B.0.9C.0.8D.0.7答案：A解析：串联系统可靠度为各部件可靠度乘积，即0.9×0.8×0.7=0.504。（）是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。A.失效率B.可靠度C.平均无故障时间D.平均故障修复时间答案：B解析：可靠度的定义就是系统在规定条件和时间内完成规定功能的概率。采用双机热备份方式提高系统可靠性，这种方式属于（）A.硬件冗余B.软件冗余C.信息冗余D.时间冗余答案：A解析：双机热备份是通过额外硬件设备（两台机器）来保证系统可靠性，属于硬件冗余。平均故障间隔时间（MTBF）是指（）A.两次故障之间的平均时间B.从故障发生到修复的平均时间C.系统在规定时间内无故障运行的概率D.系统故障的平均次数答案：A解析：MTBF即两次故障之间的平均时间。以下关于软件可靠性的说法，错误的是（）A.软件可靠性与软件缺陷有关B.软件可靠性可以通过测试完全保证C.软件可靠性受运行环境影响D.提高软件可靠性可采用容错设计答案：B解析：软件测试只能发现部分缺陷，不能完全保证软件可靠性。某系统的失效率为λ，则该系统的平均无故障时间（MTTF）为（）A.1/λB.λC.1+λD.1-λ答案：A解析：MTTF与失效率λ互为倒数，即MTTF=1/λ。（）是一种通过增加资源来提高系统可靠性的方法。A.容错技术B.避错技术C.降额设计D.热设计答案：A解析：容错技术通常是通过增加冗余资源等方式来提高系统可靠性。系统可靠性设计中，（）是在设计阶段采取措施，避免故障发生。A.容错设计B.避错设计C.可靠性预计D.可靠性分配答案：B解析：避错设计旨在设计阶段预防故障，容错设计是在故障发生时维持系统运行。若一个系统由n个相同部件组成，且部件的可靠度为R，采用并联方式连接，则系统的可靠度为（）A.R^nB.1-(1-R)^nC.nRD.R/n答案：B解析：并联系统可靠度计算公式为1-(1-R)^n。以下哪种可靠性模型常用于硬件系统可靠性分析？（）A.马尔可夫模型B.故障树模型C.面向对象模型D.排队论模型答案：B解析：故障树模型常用于硬件系统可靠性分析，马尔可夫模型也常用但更侧重于状态转移分析。（）是指系统从故障中恢复到正常状态所需的时间。A.平均无故障时间B.平均故障间隔时间C.平均故障修复时间D.系统可用性答案：C解析：平均故障修复时间（MTTR）指从故障发生到修复的平均时间。提高系统可靠性的措施中，（）可以降低系统的复杂度，从而减少故障发生的概率。A.模块化设计B.冗余设计C.容错设计D.热设计答案：A解析：模块化设计将系统分解为多个模块，降低复杂度，减少故障发生概率。某软件系统经过测试后发现有n个缺陷，经过一段时间运行后又发现了m个新缺陷，该软件的缺陷密度是（）A.(n+m)/代码行数B.n/代码行数C.m/代码行数D.(n-m)/代码行数答案：A解析：缺陷密度=（总的缺陷数）/代码行数，这里总的缺陷数为n+m。在系统可靠性设计中，（）是根据系统的可靠性指标，对系统的各个组成部分进行可靠性指标分配。A.可靠性预计B.可靠性分配C.可靠性设计D.可靠性分析答案：B解析：可靠性分配就是将系统可靠性指标分配到各组成部分。以下关于可靠性预计的说法，正确的是（）A.可靠性预计只能在设计阶段进行B.可靠性预计不需要考虑环境因素C.可靠性预计是对系统可靠性进行定量评估D.可靠性预计结果与实际可靠性完全一致答案：C解析：可靠性预计是对系统可靠性定量评估，可在不同阶段进行，需考虑环境等因素，结果与实际有差异。一个系统的可用性为0.999，若一年按365天计算，该系统每年的停机时间约为（）A.8.76小时B.4.38小时C.1.44小时D.0.876小时答案：A解析：可用性=（正常运行时间）/（正常运行时间+停机时间），设停机时间为x小时，0.999=(365×24-x)/(365×24)，解得x≈8.76小时。采用（）技术可以在不影响系统正常运行的情况下对系统进行维护和升级。A.热插拔B.冗余C.容错D.负载均衡答案：A解析：热插拔允许在系统运行时更换或添加硬件，不影响系统正常运行。以下哪种不是提高软件可靠性的方法？（）A.进行充分的测试B.采用成熟的开发技术C.增加软件功能D.进行代码审查答案：C解析：增加软件功能可能引入新缺陷，不一定能提高可靠性，而测试、成熟技术、代码审查都有助于提高软件可靠性。系统可靠性分析中，故障模式及影响分析（FMEA）主要是（）A.分析故障发生的原因B.确定故障的影响程度C.预测系统的可靠性指标D.评估系统的可用性答案：B解析：FMEA主要是确定故障模式及其对系统的影响程度。（）是一种在系统运行过程中实时监测系统状态，当发现故障时及时采取措施的技术。A.在线监测B.冗余技术C.容错技术D.可靠性预计答案：A解析：在线监测实时监测系统状态，发现故障及时响应。某系统由两个子系统组成，若两个子系统都正常工作，系统才能正常工作，这种系统结构属于（）A.串联系统B.并联系统C.混联系统D.表决系统答案：A解析：串联系统特点是所有子系统都正常工作，系统才正常工作。提高系统可靠性的时间冗余技术中，（）是指重复执行相同的操作，通过比较结果来检测错误。A.指令复执B.程序卷回C.多版本程序设计D.双工系统答案：A解析：指令复执是重复执行指令对比结果检测错误。在软件可靠性模型中，（）模型考虑了软件缺陷的发现和修复过程。A.马尔可夫B.指数分布C.对数泊松D.正态分布答案：C解析：对数泊松模型考虑了软件缺陷的发现与修复。系统可靠性设计中，降额设计是指（）A.降低系统的性能要求B.降低部件的工作应力C.减少系统的资源配置D.降低系统的可靠性指标答案：B解析：降额设计是降低部件工作应力，提高其可靠性。（）是指系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。A.可靠性B.可用性C.可维护性D.安全性答案：A解析：这是可靠性的定义。某系统的平均故障间隔时间为1000小时，平均故障修复时间为10小时，该系统的可用性为（）A.0.99B.0.9C.0.1D.0.01答案：A解析：可用性=MTBF/（MTBF+MTTR）=1000/（1000+10）≈0.99。采用（）可以提高系统的可靠性，同时也能提高系统的性能。A.负载均衡B.冗余技术C.容错技术D.热设计答案：A解析：负载均衡既提高可靠性（避免单点故障）又提升性能（合理分配负载）。软件可靠性与硬件可靠性的主要区别在于（）A.硬件有老化磨损现象，软件没有B.硬件可靠性高，软件可靠性低C.硬件可靠性可测试，软件可靠性不可测试D.硬件可靠性与环境无关，软件可靠性与环境有关答案：A解析：硬件存在老化磨损，软件不存在，这是二者主要区别之一。系统可靠性分析中，故障树的顶事件是（）A.最严重的故障事件B.系统不希望发生的事件C.导致其他故障的事件D.发生概率最高的事件答案：B解析：故障树顶事件是系统不希望发生的事件。以下关于系统可靠性的说法，正确的是（）A.系统的可靠性只与硬件有关B.系统的可靠性只与软件有关C.系统的可靠性与硬件、软件都有关D.系统的可靠性与硬件、软件都无关答案：C解析：系统可靠性受硬件和软件共同影响。（）是通过增加信息的多余度来提高可靠性的技术。A.硬件冗余B.软件冗余C.信息冗余D.时间冗余答案：C解析：信息冗余通过增加信息多余度提高可靠性。某系统由三个相同部件组成，采用2取3表决系统，部件可靠度为R，则系统可靠度为（）A.R^3+3R^2(1-R)B.3R^2(1-R)C.R^3D.1-(1-R)^3答案：A解析：2取3表决系统可靠度=三个部件都正常的概率（R^3）+两个部件正常一个部件故障的概率（C_3^2×R^2×(1-R)，C_3^2=3），即R^3+3R^2(1-R)。提高系统可靠性的措施中，（）可以在故障发生时自动切换到备用设备。A.冗余技术B.容错技术C.热备份技术D.冷备份技术答案：C解析：热备份技术在故障发生时能自动切换到备用设备。在系统可靠性预计中，（）方法是根据经验数据来估计系统的可靠性。A.相似产品法B.元器件计数法C.应力分析法D.故障树分析法答案：A解析：相似产品法依据相似产品的经验数据估计可靠性。（）是指系统在规定的条件下和规定的时间内，保持正常运行的概率。A.可靠度B.可用性C.可维护性D.安全性答案：B解析：可用性强调在规定条件和时间内保持正常运行的概率。软件可靠性增长模型用于（）A.预测软件的可靠性B.评估软件的可靠性C.描述软件可靠性随时间的变化D.提高软件的可靠性答案：C解析：软件可靠性增长模型描述软件可靠性随时间变化情况。系统可靠性设计中，（）是为了防止因环境因素导致系统故障。A.热设计B.电磁兼容性设计C.防护设计D.以上都是答案：D解析：热设计应对温度等环境因素，电磁兼容性设计应对电磁环境，防护设计应对多种环境因素，都可防止因环境因素导致系统故障。某系统的失效率曲线中，早期失效期的特点是（）A.失效率高且逐渐下降B.失效率低且基本稳定C.失效率高且基本稳定D.失效率低且逐渐上升答案：A解析：早期失效期失效率高且逐渐下降。采用（）技术可以在系统出现故障时，通过重新配置系统资源来维持系统的部分功能。A.容错B.动态重构C.冗余D.热备份答案：B解析：动态重构在故障时重新配置资源维持部分功能。以下关于可靠性分配的原则，错误的是（）A.复杂度高的部件分配较低的可靠性指标B.重要度高的部件分配较高的可靠性指标C.工作环境恶劣的部件分配较高的可靠性指标D.维修困难的部件分配较低的可靠性指标答案：D解析：维修困难的部件应分配较高可靠性指标，以减少故障维修难度。（）是一种对系统的可靠性进行定性分析的方法。A.故障模式及影响分析（FMEA）B.故障树分析（FTA）C.马尔可夫分析D.可靠性预计答案：A解析：FMEA主要是定性分析故障模式及其影响。系统可靠性与（）成反比。A.失效率B.平均无故障时间C.平均故障修复时间D.可靠度答案：A解析：可靠度与失效率成反比关系。某系统采用容错技术，若容错系统的成本为C_1，非容错系统的成本为C_2，且C_1>C_2，则（）A.容错系统的可靠性一定高于非容错系统B.容错系统的可靠性不一定高于非容错系统C.非容错系统的可靠性一定高于容错系统D.无法比较两者的可靠性答案：B解析：容错系统成本高，但可靠性受多种因素影响，不一定因成本高就可靠性高。以下关于系统可靠性测试的说法，正确的是（）A.可靠性测试只在系统开发完成后进行B.可靠性测试不需要考虑系统的使用场景C.可靠性测试的目的是发现系统的所有缺陷D.可靠性测试可以验证系统是否满足可靠性要求答案：D解析：可靠性测试可在开发各阶段进行，需考虑使用场景，不能发现所有缺陷，目的是验证是否满足可靠性要求。二、多选题（共30题）提高系统可靠性的设计技术包括（）A.冗余设计B.容错设计C.降额设计D.热设计E.电磁兼容性设计答案：ABCDE解析：冗余设计通过增加资源提高可靠性；容错设计应对故障维持运行；降额设计降低部件应力；热设计和电磁兼容性设计应对环境因素，均有助于提高系统可靠性。以下属于软件可靠性评估方法的有（）A.基于缺陷密度的评估B.基于故障树的评估C.基于马尔可夫模型的评估D.基于可靠性增长模型的评估E.基于代码审查的评估答案：ACD解析：基于缺陷密度可评估软件质量与可靠性；马尔可夫模型从状态转移角度评估；可靠性增长模型描述软件可靠性随时间变化用于评估。故障树主要用于硬件系统可靠性分析，代码审查是提高软件可靠性的措施而非评估方法。系统可靠性分析中，常用的可靠性模型有（）A.串联模型B.并联模型C.混联模型D.表决模型E.马尔可夫模型答案：ABCDE解析：串联、并联、混联、表决模型用于描述系统结构与可靠性关系；马尔可夫模型用于分析系统状态转移及可靠性。影响系统可靠性的因素包括（）A.硬件质量B.软件质量C.运行环境D.人员操作E.维护管理答案：ABCDE解析：硬件质量影响硬件故障概率；软件质量影响软件缺陷数量；运行环境如温度、电磁干扰等影响系统稳定性；人员操作失误可能引发故障；维护管理不到位也会降低系统可靠性。以下关于平均无故障时间（MTBF）和平均故障修复时间（MTTR）的说法，正确的有（）A.MTBF越长，系统可靠性越高B.MTTR越短，系统可用性越高C.MTBF和MTTR都与系统可靠性有关D.MTBF是从故障发生到修复的平均时间E.MTTR是两次故障之间的平均时间答案：ABC解析：MTBF越长说明系统无故障运行时间长，可靠性高；MTTR越短，系统故障修复快，可用性高；MTBF和MTTR都是衡量系统可靠性相关指标。MTBF是两次故障之间平均时间，MTTR是从故障发生到修复的平均时间。软件可靠性与硬件可靠性的区别有（）A.软件不存在磨损老化B.软件可靠性增长比硬件容易C.软件故障具有可重复性D.硬件故障定位比软件容易E.硬件可靠性主要受设计影响，软件可靠性主要受测试影响答案：AD解析：软件无磨损老化现象；硬件故障多因物理损坏，定位相对软件故障（多因逻辑错误）容易。软件可靠性增长需不断改进设计和修复缺陷，并不比硬件容易；软件故障因环境等因素不一定可重复；软件可靠性受设计、开发过程、测试等多因素影响，硬件可靠性也受制造、使用环境等多因素影响。系统可靠性设计中，容错技术包括（）A.硬件容错B.软件容错C.信息容错D.时间容错E.环境容错答案：ABCD解析：硬件容错如冗余硬件设备；软件容错如采用容错算法等；信息容错通过增加信息冗余度；时间容错如指令复执等，环境容错不是常见容错技术分类。以下哪些措施可以提高系统的可用性（）A.采用冗余技术B.缩短平均故障修复时间C.提高平均无故障时间D.进行定期维护E.采用热备份技术答案：ABCDE解析：冗余技术可在部分部件故障时维持系统运行；缩短MTTR使系统更快从故障恢复；提高MTBF减少故障发生频率；定期维护可预防故障；热备份技术在故障时自动切换，都能提高系统可用性。系统可靠性预计的方法有（）A.元器件计数法B.应力分析法C.相似产品法D.故障树分析法E.故障模式及影响分析法答案：ABC解析：元器件计数法、应力分析法、相似产品法是可靠性预计方法。故障树分析法和故障模式及影响分析法主要用于可靠性分析，不是预计方法。软件可靠性增长模型的特点包括（）A.能够描述软件可靠性随时间的变化B.考虑了软件缺陷的发现和修复过程C.可以预测软件的最终可靠性D.与软件的开发过程无关E.不同模型适用于不同类型的软件答案：ABE解析：软件可靠性增长模型描述可靠性随时间变化，考虑缺陷发现与修复；不同类型软件适用不同模型。不能准确预测软件最终可靠性，且与软件的开发过程密切相关。以下关于系统可靠性与安全性的关系，说法正确的有（）A.可靠性高的系统安全性一定高B.安全性高的系统可靠性不一定高C.可靠性关注系统能否正常运行，安全性关注系统免受威胁D.系统故障可能引发安全问题E.提高系统可靠性有助于提高系统安全性答案：BCDE解析：可靠性和安全性是不同概念，可靠性高不代表安全性一定高；安全性高的系统可靠性受其他因素影响不一定高；可靠性侧重于正常运行，安全性侧重于免受威胁；系统故障可能导致安全漏洞等问题；提高可靠性可减少因故障引发的安全风险，有助于提高安全性。系统可靠性设计中，避错设计的措施有（）A.采用成熟的技术和工艺B.进行严格的设计评审C.提高软件的可维护性D.进行全面的测试E.优化系统架构设计答案：ABE解析：采用成熟技术工艺可减少因技术不成熟带来的故障；严格设计评审可发现设计缺陷；优化系统架构设计可降低系统复杂度，预防故障。提高软件可维护性和全面测试主要是提高软件可靠性和质量的措施，不属于避错设计的直接措施。以下属于硬件冗余技术的有（）A.双机热备份B.多模冗余C.磁盘阵列D.备用电源E.指令复执答案：ABCD解析：双机热备份、多模冗余、磁盘阵列、备用电源都是通过增加硬件设备来提高可靠性，属于硬件冗余技术。指令复执属于时间冗余技术。系统可靠性分析中，故障树分析（FTA）的作用有（）A.确定系统故障的原因B.计算系统的可靠性指标C.评估系统的薄弱环节D.指导系统的改进设计E.预测系统的故障发生概率答案：ACDE解析：故障树分析通过分析故障原因，确定薄弱环节，指导改进设计，并可计算故障发生概率，但不能直接计算系统的可靠性指标（如可靠度等）。提高软件可靠性的方法包括（）A.采用结构化编程B.进行代码审查C.增加软件注释D.进行充分的测试E.采用面向对象编程答案：ABD解析：结构化编程、代码审查、充分测试都有助于发现和减少软件缺陷，提高软件可靠性。增加软件注释主要是提高代码可读性，对软件可靠性提高无直接作用；面向对象编程本身不一定直接提高软件可靠性，关键在于编程过程遵循良好规范和方法。系统可靠性设计中，可靠性分配的原则有（）A.复杂度高的部件分配较高的可靠性指标B.重要度高的部件分配较高的可靠性指标C.工作环境恶劣的部件分配较高的可靠性指标D.维修困难的部件分配较高的可靠性指标E.成本高的部件分配较高的可靠性指标答案：BCD解析：重要度高、工作环境恶劣、维修困难的部件应分配较高可靠性指标，以保证系统整体可靠性。复杂度高的部件因实现难度大，应分配较低可靠性指标；成本高与可靠性指标分配无必然联系。以下关于信息冗余技术的说法，正确的有（）A.奇偶校验是一种信息冗余技术B.循环冗余校验（CRC）是一种信息冗余技术C.信息冗余通过增加数据量来提高可靠性D.信息冗余主要用于硬件系统E.信息冗余可检测和纠正数据传输中的错误答案：ABCE解析：奇偶校验、循环冗余校验都是信息冗余技术，通过增加数据量（校验位等）检测和纠正错误，提高可靠性，不仅用于硬件系统，在数据通信等软件相关场景也广泛应用。系统可靠性与可维护性的关系是（）A.可靠性高的系统可维护性一定高B.可维护性好有助于提高系统可靠性C.系统可靠性影响可维护性，反之亦然D.可维护性关注系统修复故障的能力，可靠性关注系统正常运行能力E.提高系统可靠性和可维护性都可提高系统可用性答案：BCDE解析：可靠性和可维护性相互影响，可维护性好能及时修复故障，有助于提高可靠性；可靠性高可减少故障发生，降低维护难度。可维护性侧重于故障修复，可靠性侧重于正常运行；提高二者都能提高系统可用性。可靠性高的系统可维护性不一定高，还受系统设计等其他因素影响。以下属于系统可靠性测试内容的有（）A.模拟系统故障，测试系统恢复能力B.测试系统在不同负载下的可靠性C.测试系统的平均无故障时间D.测试系统的平均故障修复时间E.测试系统在规定时间内的故障次数答案：ABCDE解析：模拟故障测试恢复能力；测试不同负载下可靠性；测试MTBF、MTTR以及规定时间内故障次数，都属于系统可靠性测试内容。软件可靠性与软件质量的关系是（）A.软件可靠性是软件质量的重要指标B.软件质量好则软件可靠性一定高C.提高软件可靠性有助于提高软件质量D.软件可靠性关注软件在规定条件和时间内的运行情况，软件质量涵盖更广泛E.软件质量和软件可靠性相互独立，没有关联答案：ACD解析：软件可靠性是软件质量重要方面；提高可靠性对提高软件质量有帮助；软件可靠性侧重特定条件和时间运行情况，软件质量涵盖功能、性能、可靠性等多方面。软件质量好不一定可靠性就高，二者相互关联并非独立。系统可靠性设计中，热设计的措施有（）A.选择合适的散热材料B.设计合理的散热结构C.控制环境温度D.采用风扇等散热设备E.进行热仿真分析答案：ABCDE解析：选择散热材料、设计散热结构、控制环境温度、采用散热设备以及进行热仿真分析都是热设计的常见措施，以保证系统在合适温度下可靠运行。以下关于故障模式及影响分析（FMEA）的说法，正确的有（）A.FMEA可用于识别系统的潜在故障模式B.FMEA可评估故障模式对系统的影响程度C.FMEA可确定故障模式的发生概率D.FMEA结果可用于指导系统的改进E.FMEA主要用于软件系统可靠性分析答案：ABCD解析：FMEA可识别潜在故障模式、评估影响程度、确定发生概率，其结果用于指导系统改进。FMEA不仅用于软件系统，在硬件等各类系统可靠性分析中都广泛应用。提高系统可靠性的时间冗余技术包括（）A.指令复执B.程序卷回C.多版本程序设计D.双工系统E.重试机制答案：ABE解析：指令复执、程序卷回、重试机制都是通过重复操作（时间冗余）来提高可靠性。多版本程序设计属于软件容错技术，双工系统属于硬件冗余技术。系统可靠性分析中，马尔可夫模型的应用场景有（）A.分析可修复系统的可靠性B.分析系统状态转移过程C.计算系统的稳态可用性D.预测系统的故障发生时间E.评估系统的可靠性增长情况答案：ABC解析：马尔可夫模型用于分析可修复系统，描述状态转移，计算稳态可用性等。不能准确预测系统故障发生时间，评估可靠性增长情况也不是其主要应用场景。以下关于系统可靠性与性能的关系，说法正确的有（）A.提高系统可靠性可能会牺牲一定性能B.提高系统性能可能会影响系统可靠性C.系统可靠性和性能之间没有必然联系D.合理设计可在提高可靠性的同时优化性能E