計算機系統運行的可靠性技術分析

陳健

摘 要：隨著互聯網時代的快速發展，計算機已經成為人們日常生活中不可缺少的實用工具，能夠有效地提升工作效率，推動社會的進步。計算機系統的運行會受到內部以及外部因素的影響，使系統出現故障或異常，導致系統運行的可靠性降低。文章對計算機系統運行可靠性的內涵進行分析，闡述計算機系統運行可靠性的影響因素，針對提升計算機系統運行可靠性的途徑進行具體研究。

關鍵詞：計算機系統；可靠性；技術分析

隨著經濟全球化的加速，計算機網絡技術已經得到全面普及，計算機作為新時代改革的重要組成部分，已經涉及人們生產生活的多個領域，給人們的生活帶來極大的便捷。計算機具有一定的穩定性與快捷性，在信息時代發展的背景下會起到非常重要的作用。但是，計算機系統的運行會存在一定的故障以及弊端，影響系統運行的可靠性，針對計算機系統的可靠性技術需要深入分析與研究，對現有的理論研究內容進行豐富具有非常重要的現實意義。

1 計算機系統運行可靠性內涵分析

計算機系統主要指由計算機以及相關的配套設備共同組成，根據相應的規則與目標對用戶信息進行采集、加工與處理。關于計算機系統的可靠性主要指在一定的時間、環境的條件下，準確完成一定功能的能力，從某種意義上來講，計算機的可靠性是建立在統一的可靠基礎上形成的。隨著社會的不斷進步與發展，計算機系統的更新比較頻繁，所以計算機系統運行的可靠性非常重要，只有確保系統的穩定運行，才能夠確保計算機安全。

2 計算機系統運行可靠性影響因素

2.1 內部因素

計算機系統主要由硬件系統與軟件系統共同組成，無論硬件還是軟件系統都會對計算機系統的安全可靠性造成影響。首先，計算機軟件系統的運行需要相應的操作程序進行配合，在操作程序的下載與安裝過程中，很容易受到病毒或木馬的入侵，破壞計算機系統的整體安全性，對系統可靠性造成嚴重影響。另外，計算機系統硬件包括中央處理器、存儲器以及外接設備。隨著科學技術的快速發展，計算機硬件系統會不斷地進行升級與換代，在此過程中，很容易出現系統構件不兼容的問題，導致計算機系統運行緩慢。

2.2 外部影響因素

計算機運行系統受到外部因素的影響比較嚴重，主要外部因素包括計算機病毒、黑客入侵等。目前，黑客群體比較猖獗，運用先進的技術手段來攻擊計算機運行系統，給社會公共秩序的穩定發展造成一定威脅，侵害公民隱私信息安全。而計算機病毒主要是在計算機程序編寫的過程中插入病毒代碼，一旦計算機病毒進入到系統中，勢必會在一定程度上對計算機系統的可靠性造成威脅。

3 計算機系統相關可靠性技術分析

計算機系統的可靠性技術能夠保證計算機系統的穩定性，針對不同的情況，需要采取相應的技術與措施來保障系統的安全性。

3.1 容錯與避錯

在對計算機運行系統的可靠性技術設計方面，容錯與避錯是必要的手段之一。為了有效地降低系統故障發生的概率，彌補系統自身的弊端，需要采用高質量的材質，確保科學嚴謹的監督方式，為計算機系統的運行提供良好的環境。

3.1.1 容錯技術

之所以容錯技術能夠提高計算機系統運行的可靠性，是因為該項技術可以構建一個能夠自動排除非致命性故障的容錯系統，主要由兩臺獨立的服務器構成，在每個服務器中對系統盤進行設置，另外，兩臺服務器可以實現數據共享的數據盤來對運行數據進行存儲。為了滿足容錯系統對數據冗余的需求，可以在硬盤柜中加入插拔硬盤，提升冗余空間。

3.1.2 避錯技術

避錯技術主要應用在軟件方面，首先需要明確計算機系統組件的功能參數以及接口信息，通過避錯技術對軟件的組件進行細化，對軟件單元進行劃分，然后對軟件單元間的數據流以及相應的操作進行控制。完成以上工作之后可以對編程以及編碼風格進行設置，建立起各個軟件單元的追蹤關系。避錯技術能夠有效地降低軟件系統在設計過程中出現的邏輯錯誤。在應用時，盡量采用主動查錯的方式對整個過程進行實時檢測，通過監測系統周期性、持續性地對系統故障進行檢測與排除。

3.2 硬件的冗余

目前，大多選用容錯的方式來進一步提高系統運行的穩定性與可靠性，通常會分析冗余結構并且通過某種手段使計算機運行系統出現適度冗余，比較常用的手段為雙機結構。主要包括一備一用、任務分組以及微同步。首先，需要通過一個主機對輸出進行控制，第二個主機在同一任務級上行使相同任務的微同步，將反饋內容直接通過通信口傳遞給主機，將反饋信息與運行結果進行比較，如果出現不統一，則需對錯誤進行分析，這種操作能夠起到管控作用。其次，采取主機處理任務，備機進行輔助的方法，一旦主機出現問題或故障，立即啟用備機，將備機投入使用，隨即對備機進行維護。對于任務分組來講，較以上兩種方法優勢更明顯，任務分組可以合理的利用資源，使系統的運行更加順暢，提升系統運行的可靠性。

4 提升計算機系統可靠性的有效途徑

4.1 指令信號冗余以及攔截技術的應用

指令信號冗余主要是在一些重要的位置插入單字節指令形式，將有效的指令信息進行復寫，從而使相應程序自動步入正軌。指令信號攔截技術的應用在一定程度上可以解決計算機系統的不穩定因素。在計算機系統運行的過程中，對比較容易出錯的點需要盡量處理，通過攔截技術可以對系統漏洞進行彌補，確保計算機系統可靠性的提升。

4.2 系統功能自動復位

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

4.3 看門狗技術

Watch dog timer主要是處理計算機系統陷入死環節的程序，根據出錯的內容進行恢復操作。具體流程為：對看門狗T0節點進行設置，節點參數的大小，會影響錯誤程序運行的檢查周期，頻率越大，錯誤查詢的時間就會越長。降低頻率，計算機運行周期會縮短，發現異常的概率就會提高。由于計算機系統由硬件及軟件系統構成，所以，程序循環的時間會存在較大差異，二者之間很難達成統一。如果系統陷入死循環，但看門狗節點不能達到刷新時間，這時會向計算機發出預警信號。看門狗服務程序的設計僅需一條“無條件轉移”指令就可以完成操作，插入指令后會回到計算機系統主控程序并且在初始化之后執行指令。

4.4 不良信息攔截技術

在計算機系統運行過程中一定會出現程序操縱錯誤或者黑客入侵的現象，這些現象不利于計算機系統運行的穩定以及用戶個人信息的安全。為了避免不穩定現象，計算機相關管理人員需要對指令進行設定，通過相應的指令對系統可能出現的問題進行處理，對惡意信息進行有效的攔截，解決計算機系統運行的安全問題。

4.5 程序分離技術

計算機系統的惡意程序發展到一定階段會對系統的運行造成嚴重影響，所以，一定要做到防患于未然，運用程序分離技術對計算機程序進行定期檢測，一旦程序運行時間超出限定最大值，需要通過特定措施進行維護。程序分離技術可以及時發現計算機系統中的惡意軟件，最大限度地保證計算機程序系統穩定運行。

4.6 軟件自動診斷技術

軟件的自動診斷技術主要包含對中央處理器（Central Processing Unit，CPU）的檢測、對存儲區域的診斷以及將參加運算的數據按照規定進行計算，以此檢測數據的正確性，另外自動診斷技術會對輸入與輸出通道進行檢查。其次是對定時器的監視，每個計算機中都會對監視定時器進行設置，計算機運行正常時，會發出脈沖信號，計算機運行異常，會發出報警信號。最后，自行診斷技術會對數據的有效性進行檢查，掌控采集的數據與運算結果數據是否超限，從而對硬件故障進行檢測。

4.7 合理選擇計算機元器件

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

5 結語

本文通過對計算機系統運行可靠性技術進行分析研究，最終得出計算機系統的可靠性技術受到多種因素影響的結論，計算機系統運行過程中，由不同的組件所構成，根據對該技術形式相關內容的分析，了解到技術形式中存在一定的缺陷。為了進一步提升計算機系統運行的可靠性，需要參照相應的標準，加強技術支持，充分發揮計算機系統可靠性運行技術的作用，來獲得更高的計算機運行穩定性。

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