8、计算机系统可靠性与稳定性全解析

计算机系统可靠性与稳定性全解析

在计算机系统的运行中，可用性、可靠性以及稳定性是衡量其性能的关键指标。下面将深入探讨这些指标的相关概念和计算方法。

1. 可用性指标

可用性指标 (A) 的取值范围为 (0 ≤ A ≤ 1)。例如，若一个计算机系统的正常运行时间为 41.25 天（即 990 小时），停机时间为 10 小时，那么其平均可用性 (A) 为：
[A = \frac{990}{990 + 10} = 0.99]
这意味着该系统的可用时间占比为 99%。然而，仅使用可用性指标存在两个缺点。一是对于大多数生产操作而言，99.0% 的可用性并不足够；二是存在多种不同的正常运行时间 (T_{up}) 和停机时间 (T_{down}) 组合，却能满足相同的可用性标准。

2. 高可用性要求与“九的暴政”

为满足实际计算机系统的可用性需求，需要在可用性指标 (A) 的小数点后引入更多位数。商业计算系统通常要求在一年（7×24 小时运行）内达到 99.99% 的可用性。以下是不同可用性对应的年停机时间：
| 可用性 | 年停机时间 |
| ---- | ---- |
| 99.9% | 32,000 秒（约 9 小时） |
| 99.99% | 3,200 秒（约 1 小时） |
| 99.9999% | 32 秒 |

可用性为 99.X% 等同于每年发生 (10^{-(2 + X)}) 次故障。这里的 (2 + X) 恰好是可用性数字中 9 的个数，由此得出记忆口诀：99.99…9% = (10^{-(9 的个数)}) 次故障/年。实现并维持这样的高可用性水平，对计算机制造商来说是一项