计算机系统的可靠性与可用性
软件工程中的软件可靠性与可用性
软件工程中的软件可靠性与可用性在当今数字化时代，软件已经渗透到了我们生活的方方面面。
从个人手机上的应用程序到大型企业的业务系统，软件的可靠性与可用性成为了至关重要的考量因素。
本文将探讨软件工程中的软件可靠性与可用性，包括概念、重要性以及实现方法等。
一、概念1.1 软件可靠性软件可靠性指的是软件在规定的条件下，经过测试和验证后能够在一定时间内正常运行的能力。
换句话说，软件可靠性就是指软件系统产生正确结果的能力。
一个可靠的软件应该能够正确地响应用户的输入，并确保不会导致系统崩溃或数据丢失等问题。
1.2 软件可用性软件可用性是指软件对用户的便利程度和易用性。
一个软件的可用性好，意味着用户能够轻松学习和使用该软件，同时能够高效地完成所需的任务。
软件可用性的提高能够提升用户体验，降低用户对软件的抵触情绪并增加软件的市场竞争力。
二、软件可靠性与可用性的重要性2.1 保障系统稳定性软件工程从根本上来说是为了设计和构建稳定可靠的软件系统。
一个稳定的软件系统能够有效地运行，并且在长时间的使用过程中不会出现故障或崩溃。
软件的可靠性与可用性是保障系统稳定性的重要因素。
2.2 提高用户满意度软件用户对于软件的可靠性和可用性有着很高的期望。
如果软件频繁崩溃、出错或者难以使用，用户就会感到失望和不满意，从而失去信任并转向竞争对手的产品。
因此，软件的可靠性与可用性直接关系到用户的满意度和忠诚度。
2.3 减少成本与风险软件的不可靠和不可用往往会导致严重的后果，包括数据丢失、社会经济损失等。
而软件的可靠性与可用性的提升可以减少这些风险和成本。
例如，在金融领域，一个不可靠的软件系统可能会导致交易错误和巨大的经济损失，而一个可靠的软件系统则能够避免这些问题。
三、实现软件可靠性与可用性的方法3.1 合理的软件设计软件可靠性与可用性的实现需要从软件设计阶段开始。
在软件设计中，需要考虑到用户需求、系统架构、模块化设计等因素，以确保软件系统的稳定性和可用性。
系统与安全
安全的关注点:通信保密、计算机安全、网络安全、信息保障计算机系统安全：保护计算机的硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄漏，系统正常连续运行。
安全需求（属性）：可靠性、可用性、保密性、安全性、不可抵赖性；其他安全需求:可控性、可审查性、认证、访问控制……可靠性：指信息系统在规定条件和规定的时间内完成规定的功能的特性。
包括抗毁性、生存性、有效性。
提高可靠性的措施：避错、容错可用性：指信息可以被授权实体访问并按需求使用的特性，是系统面向用户的安全性能。
（一般用系统的正常使用时间和整个工作时间之比来度量）机密性：指信息不被泄漏给非授权的用户、实体或过程，或供其利用的特性。
完整性：指网络信息未经授权不能进行改变的特性，即信息在存储或传输的过程中保持不被偶然或蓄意地删除、修改、伪造、乱序、重放、插入等破坏和丢失的特性。
不可抵赖性：指在信息交互过程中，确信参与者的真实同一性，即所有的参与者都不可能否认或抵赖曾经完成的操作或承诺。
威胁的分类：●从威胁的来源分：内部威胁和外部威胁●从攻击者的行为分：主动威胁和被动威胁●从威胁的动机分:偶发威胁和恶意威胁威胁的表现形式：假冒、未授权访问、DoS、抵赖、窃听、篡改、复制与重放、业务流量、流向分析、人为失误、自然灾害还和人为破坏、后门、恶意代码、不良信息两种安全模型：●P2DR：策略、保护、检测、响应●PDRR：保护、检测、响应、恢复OSI体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
OSI安全体系结构中的5种服务：认证服务、访问控制服务、机密性服务、完整性服务、非否认服务认证服务：提供实体的身份的保护（同等实体认证服务，数据起源服务）访问控制服务：防止对资源的非授权使用机密性服务：对数据提供保护使之不被非授权的泄露完整性服务：保护数据，防止未授权的改变、删除或替代非否认服务：提供凭证，防止发送者否认或接收者抵赖已经接收到的相关信息。
软件测试中的可靠性与可用性测试
软件测试中的可靠性与可用性测试在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机上的各种应用程序，到企业使用的复杂业务系统，软件的质量和性能直接影响着用户的体验和工作效率。
而在软件质量的众多属性中，可靠性和可用性是两个至关重要的方面。
本文将深入探讨软件测试中的可靠性与可用性测试，帮助您更好地理解它们的重要性、测试方法以及如何确保软件在实际使用中能够满足用户的需求。
一、可靠性与可用性的概念可靠性是指软件在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
简单来说，就是软件能够稳定、持续地正常运行，不会出现意外的错误或故障。
例如，一个在线购物网站在高峰期能够承受大量用户的访问，并且不会出现崩溃或数据丢失的情况，这就体现了较高的可靠性。
可用性则侧重于用户能够方便、有效地使用软件来完成他们的任务。
它包括软件的易学性、易用性、可操作性等方面。
一个可用性好的软件，用户能够轻松上手，操作流程简洁明了，并且能够快速找到所需的功能。
比如，一款手机应用的界面设计简洁美观，操作按钮清晰可见，用户无需花费过多的时间和精力去学习如何使用，这就是可用性的体现。
二、可靠性测试1、压力测试压力测试是通过模拟大量的用户请求或数据负载，来评估软件在高压力环境下的性能和稳定性。
例如，对一个网站进行压力测试，可以使用工具模拟成千上万的用户同时访问，观察服务器的响应时间、资源利用率以及是否出现错误。
2、容错测试容错测试是检查软件在遇到错误或异常情况时的处理能力。
比如，当输入的数据不符合规范时，软件是否能够给出友好的提示并正确处理；当网络连接中断时，软件是否能够自动恢复并保存数据。
3、恢复测试恢复测试主要关注软件在出现故障或灾难后，能否快速恢复到正常运行状态。
这包括数据的恢复、系统的重启以及服务的重新启动等方面。
例如，测试一个数据库系统在遭遇硬件故障后，能否通过备份数据快速恢复，并且保证数据的完整性和一致性。
三、可用性测试1、用户体验测试用户体验测试通过观察和收集用户在使用软件过程中的反馈和行为，来评估软件的可用性。
计算机信息管理及安全防护策略
计算机信息管理及安全防护策略
计算机信息管理及安全防护策略是指通过合理的信息管理和安全防护措施，保护计算
机系统和数据的安全性、可靠性和可用性。
下面是一些常见的计算机信息管理及安全
防护策略：
1. 访问控制策略：设定访问权限，限制非授权用户的访问，包括用户账号管理、密码
策略、多因素认证等。
2. 数据备份策略：定期备份重要数据，以防止数据遗失或损坏，同时要对备份的数据
进行加密保护。
3. 病毒和恶意软件防护策略：安装并定期更新杀毒软件和防火墙程序，及时检测和隔
离病毒和恶意软件。
4. 网络安全策略：建立网络安全体系，包括网络拓扑规划、网络设备和服务的配置、
网络流量监控等。
5. 安全更新策略：定期更新操作系统、应用程序和安全补丁，以修复系统漏洞，提高
系统的安全性。
6. 审计和监控策略：建立日志记录和监控系统，对计算机系统的活动进行审计和监控，及时发现和应对异常事件。
7. 员工培训策略：加强员工的安全意识培训，教育员工正确使用计算机系统和防范安
全威胁。
8. 物理安全策略：保护计算机系统的物理设备，如安装监控摄像头、设立访客区域等。
9. 版权和合规策略：遵守软件许可协议，合法使用软件，防止侵犯他人的知识产权。
10. 应急响应策略：建立应急响应预案，快速响应和处理安全事件，减少损失和恢复系统正常运行。
以上是一些常见的计算机信息管理及安全防护策略，根据实际情况和需求，可以进一步细化和完善。
可靠性Availability可用性-SJTUCS-上海交通大学
满足 软件开发过程中错误积累
2019/5/24
上海交通大学计算机系
3
软件质量
对软件系统可以从三方面描述：
描述系统如何工作的功能描述 功能如何提供的质量描述 花费在系统上的资源描述
问题：学院工资系统准备选用商品化软件。请定
ISO9126对每一特性规定了子特性
功能特性：
Compliance(依从性)指的是软件符合应用标准或法律的程度。
Interoperability（互操作性）指的是软件与其它系统交互 的能力
2019/5/24
上海交通大学计算机系
14
可靠性
ISO9126
Maturity（成熟性）指的是由于软件产品的问题而出现故障 的频率
而定义某些方法来完策划能够选择。
2019/5/24
上海交通大学计算机系
5
软件质量
软件质量可以包括：
运行质量
正确性
可靠性
集成性 可用性
问题：请指出质量特性中哪些是无关
修改质量
的，互补的和冲突的？
可维护性 可测试性
无关的：如可用性和可重用性
灵活性
转换质量
互补的：如灵活性与可维护性
复杂系统可以分成子部件，为了使这种分解工作正常，每个部件必
须自包含，同时只有一个进入点和一个退出点。
该观点进一步发展为IBM的净室软件开发，该方法将软件开发分为
三个小组：
分析小组
开发小组
校验小组
系统采用增量式方式开发，每个团队的产出都必须满足用户的需要。 开发小组不进行编译而代之以用数学方法来证明。校验小组不断的测 试直到满足特定的统计水平。
算力网络的可靠性、可用性和可维护性
07
结论与展望
研究成果总结
1 2 3
算力网络可靠性
通过优化算力网络架构和协议，可以显著提高算 力网络的可靠性，减少故障和中断。
算力网络可用性
通过负载均衡、容错技术和自动化部署等手段， 可以提高算力网络的可用性，保证算力的高效利 用。
算力网络可维护性
通过简化网络管理流程、实现智能化运维和自动 化升级等措施，可以提高算力网络的可维护性， 降低运维成本。
可靠性建模是指通过数学模型对算力网络的可靠性进行描述和预测。常见的可 靠性模型包括马尔科夫模型、概率模型、故障树模型等。
分析方法
分析方法包括故障模式与影响分析、故障树分析、可靠性框图等。这些方法可 以帮助我们深入了解算力网络中可能存在的故障模式以及其对整个系统可靠性 的影响。
可靠性优化与增强策略
硬件优化
评估指标
评估算力网络的可维护性时，通常考虑以下指标
1. 故障处理时间
指从故障发生到故障完全修复所需的时间。
2. 设备更换周期
指设备从开始使用到需要更换或升级的时间。
3. 维护操作频率
指在特定时间段内进行维护操作的次数。
4. 维护操作成功率
指每次维护操作的成功完成率。
可维护性建模与分析
建模
分析
Байду номын сангаас
为了评估算力网络的可维护性，需要 对网络进行建模。通常采用可靠性模 型或故障模式影响分析（FMEA）等 方法。
• 可维护性优化：通过采用模块化、标准化的设计，以及提供易于使用的监控、 调试和升级工具，可以提高系统的可维护性。此外，定期进行系统审计和健康 检查，以及实施持续改进和升级的策略，也有助于提升系统的可维护性。
06
计算机基础
1）字长：字长是计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。
字长越长，计算机的处理能力就越强。
微型计算机的字长总是8的倍数，如8位、16位、32位、64位等。
字长越长，数据的运算精度也就越高，计算机的运算功能也就越强，可行使的空间也就越大。
因此，微机的字长是一个很重要的技术性能指标。
2）主频：主频是指CPU的时钟频率。
它的高低在一定程度上决定了计算机速度的高低。
主频以兆赫兹（MHz)为单位，一般来说，主频越高，速度越快。
由于微处理器发展迅速，微机的主频也在不断提高。
3）运算速度：计算机的运算速度通常是指每秒钟所能执行加法指令数目，常用每秒百万次来表示。
这个指标更能直观反映机器的速度。
4）存储容量：存储容量包括内存容量和外存容量，主要指内存储器的容量。
内存容量越大，机器所能运行的程序就越大，处理能力就越强。
尤其是当前微机应用多涉及图像信息处理，要求的存储容量会越来越大，甚至没有足够大的内存容量就无法运行某些软件。
5）存取周期：内存储器的存取周期也是影响整个计算机系统性能的主要指标之一。
此外，还有计算机的可靠性、可维护性、平均无故障时间和性能价格比，也都是计算机的技术指标。
1．字长：字长是指计算机能直接处理的二进制信息的位数。
字长是由CPU内部的寄存器、加法器和数据总线的位数决定的。
字长标志着计算机处理信息的精度。
字长越长，精度越高，速度越快，但价格也越高。
当前普通微机字长有16位，32位，高档微机的字长是64位。
2．运算速度：运算速度是指计算机每秒钟能执行的指令条数。
单位是次每秒或百万次每秒。
百万次每秒（1秒内可以执行100万条指令）又称为MIPS。
一般来说，微机的运算速度已达200～300 MIPS。
3．时钟频率（主频）时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。
它在很大程度上决定了计算机的运算速度。
时钟频率越快，计算机的运算速度也越快。
主频的单位是兆赫兹（MHz）。
如80486为25～100 MHz，80586为75～266 MHz。
系统的可靠度概念
系统的可靠度概念系统的可靠度是指系统在一定时间内能够正常运行的概率或能够满足特定要求的能力。
可靠度是衡量系统质量的重要指标，对于各种系统，如电力系统、通信系统、交通系统、计算机系统等都具有重要意义。
在现代社会中，各种系统的可靠性要求越来越高，因为系统的故障可能会导致严重的经济损失、人身伤害甚至生命危险。
系统的可靠度可以从多个方面进行评估和衡量。
常见的可靠度指标包括故障率、平均无故障时间、平均修复时间、可用性等。
故障率是指在单位时间内系统发生故障的概率。
故障率越低，系统的可靠性越高。
故障率可以通过统计数据来计算，也可以通过实验和模拟来估计。
平均无故障时间（MTTF）是指系统在正常运行期间的平均时间，即系统在没有发生故障的情况下能够连续工作的时间。
MTTF越长，系统的可靠性越高。
平均修复时间（MTTR）是指系统发生故障后修复所需的平均时间。
MTTR越短，系统的可靠性越高。
可用性是指系统在给定时间内能够正常工作的概率。
可用性可以通过故障率、MTTF和MTTR来计算。
可用性越高，系统的可靠性越高。
为了提高系统的可靠性，可以采取以下措施：1. 设计合理的系统结构：合理的系统结构可以减少故障发生的可能性，提高系统的可靠性。
例如，采用冗余设计可以在一个组件发生故障时自动切换到备用组件，保证系统的连续工作。
2. 选择可靠的组件和材料：选择可靠的组件和材料可以减少故障的发生。
例如，选择高质量的电子元件和耐用的材料可以提高系统的可靠性。
3. 进行充分的测试和验证：在系统投入使用之前，应进行充分的测试和验证，以确保系统能够正常工作。
测试可以包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。
4. 建立完善的维护和保养制度：定期进行维护和保养可以及时发现和修复潜在的故障，提高系统的可靠性。
维护和保养可以包括清洁、润滑、校准、更换磨损部件等。
5. 建立健全的故障处理机制：当系统发生故障时，应建立健全的故障处理机制，及时进行故障诊断和修复，以减少故障对系统正常运行的影响。
保证可用性的措施
保证可用性的措施
背景
在今天的信息时代，对于计算机系统和网络的可用性需求越来越高。
无论是企业还是个人，都依赖于计算机系统和网络的正常运行，以保证工作和生活的顺利进行。
因此，采取一定的措施来提高系统和网络的可用性是至关重要的。
常见的措施
以下是一些常见的措施，可以帮助提高系统和网络的可用性：
1. 备份和容灾
定期备份数据并存储在不同的位置，以防止因意外故障导致数据丢失。
同时，建立容灾系统，以便在主系统故障时能够快速切换到备用系统，确保系统的连续性。
2. 安全漏洞管理
定期进行系统安全漏洞的扫描和修复，确保系统没有易受攻击的漏洞。
及时更新和升级系统和应用程序，以应对新的安全威胁。
3. 监控和警报
建立有效的监控体系，实时监测系统和网络的运行状态。
当系统或网络发生异常时，及时发送警报通知相关人员，以便及时采取措施解决问题。
4. 建立冗余系统和网络
建立冗余的系统和网络架构，以避免单点故障导致整个系统或网络的宕机。
通过使用负载均衡、集群等技术手段，确保系统和网络的高可用性。
5. 定期维护和保养
定期进行系统和网络的维护和保养工作，包括硬件设备的清洁
和维修，软件系统的优化和升级等。
通过定期的维护和保养，可以
保证系统和网络的稳定性和可靠性。
结论
保证计算机系统和网络的可用性是一项重要的任务，需要采取
一系列的措施来保护系统和网络免受故障和攻击。
通过备份和容灾、安全漏洞管理、监控和警报、建立冗余系统和网络，以及定期维护
和保养，可以有效提高系统和网络的可用性，确保工作和生活的正
常进行。
计算机系统有什么用？
计算机系统有什么用？谢勤1，2，3，4,*1广州市科技和信息化局，广州 510000 2第16届亚运会组委会信息技术部，广州 510000 3 广州生产力促进中心，广州 510000 4广州市科学技术信息研究所，广州 510000摘要：计算机是一种用于协助人类信息处理的工具。
计算机科技的发展在推动各学科和行业的发展方面发挥了重要的作用，人类也发展出关于计算机的学科和行业。
计算机科技和行业的发展存在着一系列隐忧，应进行深入研究，寻求相应的对策。
关键词计算机；过程存储和重组模型；中枢神经系统；信息处理；智力起源；大脑量化模型；文明；自动化；信息化中图分类号：TP3-0文献标识码：A文章编号：计算机是一种用于协助人类信息处理的工具。
计算机科技的发展在各学科和行业的发展方面发挥了重要作用，人类也发展出关于计算机的学科和行业。
计算机科技的发展、计算机系统的应用存在着一系列隐忧，应进行深入研究，寻求相应的对策。
一信息处理系统和计算机系统脑具备信息处理系统的功能，人类各种智力相关的活动可以归结为遵循着文献[1-3]及文献[1-3]的参考文献所述的基本运作原理的神经网络运作过程。
尽管人脑是一个不完美的信息处理系统，但脑实现了高效可靠处理信息的特性，实现了若干关键认知功能；在人类文明发展历史中也建立了各种制度法律体系、发展各种信息处理辅助工具等用于克服自身信息处理能力的缺陷；等。
这些使人类得以成为地球生物史上最成功的物种，极大提升了本物种中各个体的生存和生活状况，建立了灿烂的文明体系。
脑的信息处理功能是智力起源、文明出现和发展的基石。
[1-4]计算机是一种用于协助人类信息处理的工具。
计算机协助克服：1人脑信息处理能力的缺陷，例如高速处理大量信息能力的缺陷等；2人脑只能在符合一定要求的环境中处理信息的缺陷，等。
由于计算机能协助克服上述问题，因此在各学科和各行业中[5-6]，只要存在信息处理的地方，就有可能存在通过提高信息处理的质量、数量、效率、可实现性、可靠性等，等而协助提高学科或行业水平的计算机系统的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机系统的可靠性与可用性计算机系统在现代社会中起着至关重要的作用，很多组织和个人都依赖于计算机系统的正常运行。
因此，计算机系统的可靠性和可用性成为了关注的焦点。
本文将探讨计算机系统可靠性和可用性的概念、影响因素以及提高措施。
一、可靠性的概念和影响因素
可靠性指的是计算机系统在一定时间内按照既定要求正常工作的能力。
计算机系统的可靠性受多种因素的影响，包括硬件设备的质量、软件的设计、系统的维护等。
1.1 硬件设备的质量
计算机系统的硬件设备包括中央处理器、内存、硬盘等，其质量的高低直接影响着系统的可靠性。
如何选择高品质的硬件设备，以及对硬件设备的正确使用和维护，都是提高计算机系统可靠性的关键。
1.2 软件设计
计算机系统的软件设计是保证系统可靠性的另一个重要方面。
合理的软件设计能够提高系统的容错性和稳定性，减少系统出错的概率。
同时，及时修复软件的漏洞和错误也是确保系统可靠性的重要手段。
1.3 系统的维护
计算机系统的维护包括对系统的定期检查、更新补丁、备份数据等操作。
只有保持系统的健康状态，及时排除潜在问题，才能提高系统的可靠性。
二、可用性的概念和影响因素
可用性是指计算机系统在需要的时候能够正常使用的能力。
计算机系统的可用性受多种因素的影响，包括系统的可操作性、性能、可恢复性等。
2.1 系统的可操作性
一个易于操作的计算机系统能够提高用户的工作效率，增加系统的可用性。
因此，设计人员需要考虑用户界面的友好性、操作的简便性等因素。
2.2 系统的性能
计算机系统的性能包括处理速度、响应时间等，直接影响着使用者的体验。
较快的处理速度和短的响应时间能够提高计算机系统的可用性。
2.3 系统的可恢复性
当计算机系统遇到故障时，其可恢复性显得尤为重要。
可恢复性包括系统的故障自愈能力、数据的备份与恢复等。
通过提高系统的可恢复性，能够减少系统不可用的时间。
三、提高计算机系统可靠性与可用性的措施
为了提高计算机系统的可靠性与可用性，我们应采取以下措施：
3.1 定期维护与更新系统
定期维护是保持计算机系统稳定运行的必要手段。
维护包括对硬件设备的检查和维修，对软件进行及时更新和升级。
3.2 备份数据
数据的备份是预防数据丢失的重要步骤。
定期备份数据，确保数据的安全性和可恢复性，以防止因硬件故障、病毒攻击等原因导致数据丢失。
3.3 加强系统安全
计算机系统的安全性对于确保其可靠性和可用性至关重要。
采取合适的安全策略，包括使用防火墙、安装杀毒软件等，能够有效防止系统受到病毒和黑客的攻击。
3.4 增加冗余设计
引入冗余设计是减少系统单点故障的常用策略。
通过在关键组件上增加备用设备或备用通路，当出现故障时能够及时切换，从而保障系统的连续运行。
结论
计算机系统的可靠性和可用性是保证计算机系统正常运行的关键要素。
硬件设备的质量、软件的设计、系统的维护等都会对系统的可靠性产生影响；而系统的可操作性、性能和可恢复性则是影响系统可用
性的因素。
通过定期维护、数据备份、加强系统安全和增加冗余设计等措施，能够有效提高计算机系统的可靠性与可用性，确保系统能够稳定运行。