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第一章　失效问题1

1.1 引言1

1.1.1　浴盆曲线1

目录1

1.2　理论可靠性预测2

1.2.1　处理机模块2

1.2.2　整个处理机2

1.2.3　外围设备和系统4

1.2.4　软件5

1.2.5　失效定义问题5

1.3　用户发现的故障7

1.3.1　失效模式7

1.4 失效概率9

1.4.1　指数分布9

1.4.2　泊松分布11

2.1.1 早期故障13

第二章　随时间变化的可靠性13

2.1 可靠性的稳定过程13

2.1.2　处理机群的可靠性16

2.1.3　第一台产品模型17

2.1.4　试用期19

2.1.5　打扰故障20

2.2　耗损性故障与寿命预测20

2.2.1　一般电子设备20

2.2.2　计算机21

2.2.3　备份器件23

2.2.4　外围设备23

2.2.5　维护支援23

2.2.6　维护费用24

2.2.7　工作量的增加和改变24

2.2.8　空调、电源等问题25

3.1　设计问题26

3.1.1　方法26

第三章　质量考虑26

3.1.2　最终的可靠性27

3.1.3　设计质量27

3.1.4　利用率的影响28

3.1.5　新技术30

3.2　更改31

3.2.1　大型处理机32

3.2.2　超小型计算机33

3.2.3　最佳情况35

3.3　质量保证35

3.3.1 质量管理35

3.3.2　设计限制36

3.3.3 元件选择38

3.3.4　购件质量控制39

3.3.5　模块测试40

3.3.6　部件测试41

3.3.7　系统测试42

3.3.9　故障信息反馈和故障分析43

3.3.8　包装和交货43

3.3.10　被忽略的方面44

第四章　环境条件46

4.1　空调46

4.1.1　环境的影响46

4.1.2　中型或大型系统的机房条件47

4.1.3　适用于小型和超小型系统的机房条件48

4.1.6　小型计算机、超小型处理机和微型处理机的设计规范49

4.1.4　设计条件49

4.1.5 中型和大型处理机的设计技术规范49

4.1.7　大型系统外围设备设计技术规范51

4.1.8　超小型和微型计算机的外围设备的设计技术规范56

4.2　热损耗和空间要求57

4.2.1　处理机57

4.2.2　可靠性和热损耗59

4.2.4　主机外围设备61

4.2.3　外围设备控制器和主存储器61

4.2.5　整个计算机系统62

4.2.6　小型和超小型计算机系统热耗和空间要求62

4.2.7　微处理机系统的热损耗和环境空间要求63

4.3　空调要求63

4.3.1　最大容许温度和热损耗64

4.3.2　最小相对湿度65

4.3.3　最大相对湿度66

4.3.4　灰尘67

4.3.5　空调装置费用67

4.4　总电源68

4.4.1　技术规范68

4.4.2　保护措施69

4.4.3　断开和接通对可靠性的影响70

4.5　电磁辐射71

4.5.1　技术规范71

4.5.2　接地要求71

4.6　冲击和振动72

第五章　软件可靠性73

5.1　与硬件比较73

5.1.1　故障机理73

5.1.2　错误率74

5.1.3　校正75

5.1.4　软件的早期情况75

5.2　软件错误分类75

5.2.1　用户发现的问题76

5.2.2　用户提出的错误报告76

5.2.3　厂家接受的错误报告78

5.2.4　确定和校正的问题79

5.2.5　总错误率80

5.3　软件质量保证80

5.3.1　体系配置80

5.3.2　测试内容80

5.3.6　测试的效用81

5.3.5　测试组织机构81

5.3.3　测试持续时间81

5.3.4　测试合格标准81

5.4　软件服务82

5.4.1　积压82

5.4.2　响应时间82

5.4.3　优先权83

5.4.4　可服务性、停机时间和系统故障83

5.5　可靠性随时间的变化85

5.5.1　平均长期效应85

5.5.2　平均短期效应85

5.5.3　单个系统短期效应88

5.6　与硬件比较的软件可靠性差异89

5.6.1　不同厂家之间的差异89

5.6.2　长期间变化91

5.6.3　在相同型号计算机上的变化91

5.6.4　短期间的变化92

5.7　软件可靠性的技术规范93

第六章　故障征兆94

6.1　失效后果94

6.2　不可检错误94

6.2.1　处理机95

6.2.2　外围设备97

6.2.3　厂家技术规范99

6.2.4　总系统101

6.3　用户记录的故障征兆101

6.3.1　处理机101

6.3.2　外围设备102

6.4　软件故障征兆105

6.4.1　控制操作系统106

6.4.2　编译程序和汇编程序107

第七章　停机时间和维修时间108

7.1　停机时间定义108

7.1.1　匹配的停机时间和故障分类110

7.2.1 小型计算机111

7.2　探查时间111

7.2.2　超小型计算机112

7.2.3　大型计算机113

7.2.4 外围设备115

7.3　用户观察到的停机时间115

7.3.1 分布情况117

7.3.2　维护效果117

7.3.3　系统停机时间118

7.4 外围设备停机时间120

7.5 定期维护时间120

7.6　补充维护时间121

第八章　可服务性和可用性的比率123

8.1　定义123

8.2.1　早期的系统125

8.2.2　多道程序125

8.2　历史情况125

8.2.3　加权系数126

8.3　不同的结果127

8.3.1　不同的测量方法127

8.3.2　可服务性比率的范围128

8.3.3　不同可靠性的影响130

8.3.4　不同工作期限的影响132

8.3.6　最坏情况的影响133

8.3.5 不同停机时间分布的影响133

第九章　可维护性和容错特性137

9.1　定义137

9.2　故障诊断138

9.3　测试程序138

9.3.1 诊断测试程序139

9.3.2　功能测试程序139

9.3.3　练习测试程序140

9.3.5　联机测试程序143

9.3.4　交互式测试程序143

9.3.7　兼容性测试程序145

9.3.6　定时测试程序145

9.4　硬件测试设备146

9.4　练习器146

9.4.2　维护型处理机147

9.5　模块测试器147

9.6　结构模块化和功能模块化149

9.6.1　结构模块化149

9.6.2　功能模块化150

9.6.3　大规模集成电路152

9.7　边缘试验154

9.7.1 电压容限154

9.8　错误检测和校正155

9.8.1　寄偶检验155

9.7.3　温度容限155

9.7.2　时序容限155

9.8.2　错误校正157

9.9　故障记录158

9.9.1　历史记录158

9.9.2　错误记录158

9.9.3　操作台和显示设备159

9.10　冗余和再配置159

9.11　可恢复性161

9.12　维护组织162

9.12.1　维护费用162

9.12.2　所要求的资源162

9.13　维护和容错特性的效果163

9.13.1　测量方法163

9.13.2　短期效果164

第十章　接收试验167

10.1　试验的必要性167

10.1.1　可靠性试验168

10.1.2　设备检测和性能测量171

10.2　实际的接收试验172

10.1.3　支援服务172

10.3　CCA的标准验收规程173

10.3.1　演示174

10.3.2　周期试验176

10.3.3　监督员的作用179

10.3.4　记录180

10.3.5　试验计划表180

10.3.6　验收结果180

10.3.7　CCA验收规程的优缺点185

10.3.8　CCA标准验收规程之前的验收规程185

10.4　GSA验收规程186

11.1.1　概述188

11.1.2　中央处理机188

第十一章　实际可靠性计算188

11.1 电子设备188

11.1.3　主存储器192

11.1.4　体系结构的考虑194

11.1.5　外围设备控制器196

11.1.6　相对可靠性举例197

11.1.7　探查时间198

11.1.8　用户所观察到的异常现象和停机时间199

11.2.1　可换磁盘203

11.2　外围设备203

11.2.2　影响可靠性的系数204

11.2.3　磁带装置206

11.2.4　外围设备综述209

11.3　预测值举例209

11.4　软件可靠性预测值212

11.4.1　软件和硬件预测值的实例215

11.5　从用户观点看服务质量216

12.1　装置的并联和串联218

12.1.1　装置并联218

第十二章　复杂系统的实际可靠性和可服务性计算218

12.1.2　装置串联219

12.1.3　恢复系数220

12.1.4　复杂的情况222

12.2　总体系统计算223

12.2.1　中型系统223

12.2.2　短期的可服务性和可靠性231

12.2.3　损伤工作时间232

12.2.4 加权系数可服务性计算232

12.2.5　定期维修233

12.3　多处理机系统233

12.3.1　信息转换系统235

12.3.2　多超小型机系统236

12.4　通信子系统238

12.4.1　线路可靠性238

12.4.3　终端241

12.4.2　调制解调器241

附录一 用FORTRAN写成的实用测试程序247

A1.1 FOPR00处理机测试248

A1.2　FOPR01处理机和存储器测试250

A1.3 FOPR02处理机测试254

A1.4 FOPR03处理机测试256

A1.5 FOPR04处理机测试258

A1.6 FODK00随机磁盘测试264

A1.7 FODK01磁盘测试或FOMT01磁带装置测试270

A1.8 FODK02磁盘测试或FOMT00磁带装置测试280

A1.9 FODK03磁盘测试或FOMT02磁带装置测试282

A1.10 FOLP00行式打印机测试288

A1.11　FOCP00卡片穿孔机测试298

A1.12 FOCR00卡片阅读机测试301

A1.13 FOTP00纸带穿孔机测试306

A1.14 FOTR00纸带阅读机测试308

附录二 用可编程序计算器计算复杂系统的可服务性312

附录三 估算处理机的速度321