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1.前言
如今,世界已經進入到信息化時代,計算機網絡的規模不斷擴大,并且其用戶也呈現逐年增加的趨勢,人們對計算機網絡有了更高的依賴性。這時,大量的信息技術需要不斷的進行完善,只有這樣才能確保為用戶提供一個安全可靠的網絡服務。隨著計算機技術的發展,其運行過程中的可靠性已經逐漸成為一門系統的理論知識和體系,并逐漸成為了人類關注的焦點。
計算機網絡運行可靠性的關鍵是確保網絡終端和節點之間的可靠性,并需要計算機網絡的順暢和連通性提供保障。信息時代的到來,為我們提供了豐富的信息資源和交流平臺,但是,所有的這一切都需要可靠的計算機網絡給予支撐,這就需要在計算機網絡的可維護性、耐久性以及容錯性上下功夫,進一步提升計算機網絡的高效運行。
2.計算機網絡運行可靠性的內涵
網絡運行的可靠性一般是指相關設備在規定的時間、空間范圍內能夠保證正常、可靠的運行。經過調查和研究發現,其一般包括網絡的可維護性、耐久性以及容錯性等三個方面。
2.1 網絡運行的可維護性
計算機網絡運行的可維護性一般是指在計算機網絡發生故障時,其可以通過相應的辦法對故障點進行定位,有效的對故障進行提前預報,為維修人員提供了可靠的借鑒。計算機網絡運行的可維護性不僅體現了網絡本身具有很強的維護功能,而且還為后期的維修人員提供參考建議。
2.2 網絡運行的耐久性
其耐久性一般是指設備自運行開始到發生故障截止所經歷的時間,其一般被看作系統耐久性高低的重要標志。
2.3 網絡運行容錯性
網絡運行容錯性一般是指計算機網絡運行過程中出現故障時,系統恢復運行的平均時間,其標志著系統解決故障能力的高低。
3.制約計算機網絡可靠運行的因素
3.1 計算機網絡的拓撲結構
決定計算機網絡能否可靠運行的關鍵因素就是計算機網絡的拓撲結構,其屬于計算機網絡各終端之間存在的主要連接方式。進行計算機網絡運行可靠性分析的前提和關鍵就是對計算機網絡的拓撲結構進行詳細的分析和研究。計算機網絡拓撲結構的有效性和可靠性不僅需要對拓撲的連通度進行限制,而且需要依賴拓撲的寬直徑和容錯直徑等參數??偟膩碚f,計算機網絡拓撲結構主要包括總線型拓撲結構、星型拓撲結構、網狀拓撲結構等三類,其中總線型拓撲結構成本相對較低,結構相對比較簡單,容錯性比較小,兼容性比較差,但是其擴展能力比較強。星型拓撲結構成本相對比較高,但是中間層級少,穩定性比較好,其對節點的要求比較高。網狀拓撲結構成本雖然高一些,但是運行起來的可靠性比較高。因此,在進行計算機網絡設計時,要首先對其網絡拓撲結構進行研究,因為優良的網絡拓撲結構能夠有效的提高計算機網絡運行的可靠性。
3.2 用戶終端因素的影響
計算機網絡的用戶終端對于計算機的正常運行和可靠性起著至關重要的作用,并且是用戶連接計算機網絡的重要媒介??煽啃阅茉礁叩挠脩艚K端其通信能力越強,網絡運行的可靠性能也就越強。然而,如果一個用戶終端沒有良好的運行性能將會導致網絡很難正常運行下去,用戶也就不可能獲得可靠的網絡信息,從而網絡運行的可靠性也就無從說起了。因此,為了提升計算機網絡運行的可靠性,就必須對計算機網絡的用戶終端給予足夠的重視。
3.3 計算機網絡運行的管理技術
一整的計算機一般是由不同廠商生成的不同設備和器件組成,其組成結構相對比較復雜,其規模較大。對計算機網絡進行管理需要選擇與之對應的管理軟件,并能夠很好的滿足網絡功能需求,其接口的選擇要與國標相吻合。計算機網絡管理的目的就是為了有效的降低故障發生的概率,盡可能的減少誤碼出現的概率,防止信息不必要的丟失,保證信息的完整性,從而有效的提高了網絡運行的可靠性。先進的計算機網絡管理技術,可以對計算機的基本參數進行規范的管理,而且能夠及時、準確的發現錯誤并給予改正,從而提高了設備的正常運行。
4.提高計算機網絡運行可靠性的措施
隨著計算機網絡的不斷發展,要想為用戶提供安全可靠的計算機網絡就需要對其潛在的影響因素進行分析,盡可能減少計算機網絡故障的發生,避免相關信息的丟失或被竊取。下面我們將會對一些影響因素進行分析,為相關研發人員提供一些借鑒,以更好的提高計算機網絡運行可靠性。
4.1 規劃拓撲結構,選用雙網絡冗余設計
為了更好的提高計算機網絡運行過程中的可靠性,我們一般在重要的節點部位選用冗余設計技術,通常是選用兩臺計算機進行冗余備份,這樣做不僅可以降低故障發生的概率,而且還可以提升設備的運行效率。計算機網絡中重要的節點主要包括服務器的核心交換機、接入交換機以及匯聚交換機等,這些節點都要盡可能的選用冗余設計。在進行信息傳輸的過程中,通常是采用主備用方式進行傳輸,如果計算機網絡發生故障時,才會采用另外一個網絡進行傳輸,這就有效的避免了故障的發生,保證了數據的及時準確傳輸,提高了設備的使用效率。必要的時候還可以將其余的線路也進行網絡冗余設計,這樣可以有效的避免單點故障的發生,但是其存在一定的缺陷,這樣做將會導致網絡結構比較復雜,這就需要研究人員對相關問題給予一定的研發,爭取推出一套先進的設計方案,有效的解決上述缺陷,以達到既美化網絡又可以提高計算機網絡運行的可靠性。
4.2 計算機網絡的體系結構和層次結構設計
可靠性能高的計算機網絡需要先進的體系結構和層次結構作為依據,其還可以將計算機網絡的潛在機能充分的發揮出來。反之,如果未采用先進的體系結構和層次結構作為依據,其不僅會降低計算機網絡運行的可靠性能,而且還會阻礙設備潛能的發揮。如今,隨著計算機網絡的用戶量不斷增加,導致以往的體系結構和層次結構很難適應計算機網路的發展,這就需要相關研究人員對其進行研究,以提高計算機網絡運行的可靠性。經過長時間的研究發現,可以通過增加網絡節點的方法來解決網絡容量增加的趨勢。雖然相對于網絡設備而言,網絡體系結構的作用不是那么的明顯,但是其仍然是確保計算機可靠運行必不可少的部分。
4.3 計算機網絡的容錯性設計
對于計算機網絡的容錯性設計,我們一般遵循“并行主干,雙網絡中心”的宗旨,這樣做的目的就是為了促進網絡的可靠運行。在計算機網絡的所有設備當中,廣域網、路由器和數據鏈路器等一般都會選用互聯的方式,保證某一設備發生故障時其余設備還可以正常的運行。對于網絡運行的管理軟件,通常一般會采用具有多處理器的網絡操作系統,這樣做可以實現對故障的及時、準確排查和維護,提高了計算機網絡運行的可靠性。
5.結束語
綜上所述,隨著計算機網絡的發展,采取有效的措施提升計算機網絡的可靠性運行,不僅可以為用戶提供高質量的網絡服務,而且還可以提升國家的整體綜合實力。因此,我們要努力研發新技術和新設備,以確保計算機網絡的可靠運行。
參考文獻
關鍵詞:云計算;體系架構;關鍵技術
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)33-0035-02
云計算相關概念早在1961年就有一定的思想雛形,人們預言計算資源可以發展為一種公共設施被人們使用,隨后出現的效用計算、服務計算以及網格計算等技術,均是云計算的發展基礎。就一般情況而言,云計算習慣利用計算機集群構成相應的數據中心,用戶通過付費獲得相應的服務,具體模式與用水、用電類似。云計算對于服務彈性具有一定的要求,還需綜合考慮經濟性、可用性、運行可靠性等內容。
1 云計算基本特征分析
云計算具體特征與其實際使用要求關系緊密,具體包含彈、資源池化、可計費服務、按需服務、泛在接入等。
1)彈特征分析
云計算相關服務可依據業務負載實際變化,自動完成相應的快速伸縮變化,具有良好的服務彈性。這種彈可有效增強用戶使用與業務需求的一致性,從而避免因服務器性能冗余或過載,造成的資源浪費或服務質量下降問題。
2)資源池化特征分析
云計算所有資源均通過共享資源池模式進行管理,以保障管理的系統性和統一性。這種管理模式借助虛擬化技術,實現不同用戶的資源分享,并保障資源的管理、放置以及分配對用戶完全透明。
3)可計費服務特征分析
云計算可自動完成用戶實際資源使用量的監控,并依據相應的收費標準,對用戶使用的服務進行計費。
4)按需服務特征分析
云計算系統可依據用戶的實際需求,完成資源的自動分配,以資源服務的形式,為不同用戶提供基礎設施、應用程序以及數據儲存等資源。云計算相關服務不需要系統管理員進行干預。
5)泛在接入
云計算系統對于終端設備并無具體要求,在互聯網條件允許情況下,用戶可使用筆記本電腦、智能手機以及PC電腦等設備訪問云計算服務。
2 云計算體系架構分析
云計算以一系列的服務集合為主要表現形式,從而滿足彈性資源、按需服務的實際需求,結合當前云計算相關研究、應用分析,其體系架構主要分為三層,具體包括服務管理、核心服務以及用戶訪問接口三部分內容,如圖1所示。核心服務層主要負責間應用程序、硬件基礎設施以及軟件運行環境抽象為可用性高、可靠性高且規??缮炜s的服務,以充分滿足云計算的應用需求;服務管理層負責給予核心服務層相應的支持,以提高服務的安全性、可用性及可靠性;用戶訪問接口主要負責實現用戶端到云的有效訪問。
1)核心服務層
就一般情況而言,核心服務層具有三個子層,分別是平臺即服務層(PaaS,platform as a service)、軟件即服務層(SaaS,software as a service)、以及基礎設施即服務層(IaaS,infrastructure as a service)。
基礎設施即服務層主要負責提供硬件基礎設施相關的部署服務,根據不同用戶的實際需求,為其提供虛擬或實體的網絡、儲存、計算等相關資源。用戶在實際使用基礎設施即服務層過程中,需將基礎設施相應的配置信息提交給IaaS層的提供商,同時包含基礎設施運行的程序代碼及其他數據。就基礎設施即服務層而言,數據中心是基礎,其優化及管理問題一向是該部分的研究重c。隨著云計算研究不斷深入,IaaS層應用了虛擬化技術,以進一步提高硬件資源分配的科學性,同時為用戶提供規模可擴展、可靠性更高的優質服務。
平臺即服務層是指應用程序的具體運行環境,主要負責相關管理服務及程序部署服務的提供。借助平臺即服務層的開發語言和相應的軟件工具,應用程序開發者通過上傳具體數據和程序代碼即可獲得相應的服務,有效避免了底層操作系統、存儲以及網絡的管理問題。
軟件即服務層是一種在云計算基礎平臺基礎上,開發的應用程序,主要用于解決企業的信息化問題。企業主要通過租賃的形式實現該平臺的使用,以GMail為例,企業并不需要對服務器相關的維護、管理問題分心,均有Google數據中心負責。
2)服務管理層
服務管理層主要負責保障核心服務層的安全性、可靠性、及可用性,具體分為安全管理和服務質量保障兩部分內容。
云計算用戶客觀要求其實現高可用性、高可靠性,且成本低廉的個性化服務。但云計算本身結構復雜且規模龐大的系統平臺,提高了這些要求實現的難度。因襲,云計算服務提供商常需圍繞服務質量與用戶進行有效的協商,并通過服務水平協議的形式,名列雙方的服務需求,以控制雙方需求的一致性。如提供商未能遵照協議提供相應質量的服務,用戶可依據協議內容獲得賠償。
安全性也是用戶重點關注的問題。采用資源集中式管理模式會導致云計算平臺出現單點失效問題,即發生停電、地震等突發事故時,可能導致數據中心的數據丟失問題。因此,云計算平臺還需加強個性化安全管理相關探索,利用隱私保護、數據隔離等技術,提高平臺使用的安全性。
3)用戶訪問接口層
用戶訪問接口層是云計算平臺實現泛在接入功能的基礎,具體包含Web門戶、Web服務以及命令行等形式。其中Web服務和命令行模式,既可作為應用程序的開發接口,又具備多種服務組合的能力。Web門戶則是另一種訪問接口形式,借助Web門戶,云計算可實現用戶桌面至互聯網的遷移,完成這種遷移之后,用戶可借助瀏覽器完成相關程序及數據的訪問,不受時間和空間的影響,從而極大地提高用戶的實際工作效率。隨著云計算的發展,其計算接口逐漸趨向統一化標準發展,從而實現了不同企業間的無縫合作。
3 云計算關鍵技術
云計算平臺的最終目標就是低成本條件下為用戶提供可靠、安全、彈性的個性化服務。為全面滿足不同用戶的使用需求,云計算廣泛應用了虛擬化技術、數據中心管理技術、QoS保障技術等關鍵技術。
3.1 基礎設施即服務層關鍵技術分析
IaaS層是整合云計算平臺的基礎,承擔著海量硬件資源提供、按需配置硬件資源以及個性化基礎設施服務的重要職能。該層應用的關鍵技術,主要包含以下幾點內容。
1)數據中心關鍵技術分析
數據中心作為云計算的絕對核心,其運行可靠性及資源規模,關乎于云計算服務的整體質量。該部分內容的技術應用要點主要分為兩點,其一數據中心網絡拓撲應滿足成本經濟性、運行可靠性要求,其二加強節能技術研究,以減少環境污染。
就現階段云計算數據中心而言,通常由近萬個計算節點組成,且隨著云計算平臺不斷發展,節點數量有進一步上漲的趨勢。在這種背景下,傳統的樹形網絡拓撲結構具有較大的應用局限性,包括可靠性地、可擴展性差以及網絡寬帶有限等。為解決數據中心網絡拓撲問題,相關研究人員相繼提出了PortLand、BCube、VL2等網絡拓撲結構。這些創新性網絡拓撲結構,通過類似mesh構造的融入,相同提高了節點間的容錯能力和連通性,增強了節點負載的均衡性。此外,這種形式的拓撲結構通過小型交換機即可完成,進一步降低了建設成本。
云計算平臺數據中心普遍規模較大,在實際運行過程中,涉及計算機設備、制冷裝置、通風系統、不間斷電源等多項耗電單元,會消耗大量的電力能源。因此,加強綠色節能技術的研究,具有重要的現實意義。
2)虛擬化技術分析
數據中心作為大規模資源的提供基礎,需滿足平臺資源按需分配的實際需求,即虛擬化技術的應用,包括虛擬機快速部署以及在線遷移兩部分技術內容。虛擬機模板技術的應用,極大地簡化了其部署過程、縮短了部署時間;在線遷移技術具體是指保持虛擬機運行狀態下,實現不同物理機轉移的技術,其應用意義主要包括以下幾點:(1)增強系統運行可靠性;(2)促進負載均衡;(3)便于節能方案設計。
3.2 平臺即服務層關鍵技術分析
平臺即服務層在核心服務層中處于中間位置,需同時滿足上層分布式編程框架和下層復雜數據調度管理的雙重需求,該層的技術重點在于數據的儲存與處理。
1)數據存儲技術分析
就云計算平臺實際需求而言,其數據存儲需綜合考慮文件的可用性、可靠性要求,和系統I/O性能要求。以Google公司的數據存儲技術GFS(google file system)為例,在其實際運行過程中,大文件被有效分為若干數量的數據塊,每塊數據塊具有統一的標準大小,分布存儲于節點對應的本地硬盤中,且每一塊數據塊均具有多個副本,以確保數據存儲的可靠性。這種技術的優勢在于:一,數據存儲能力強,通過文件分塊,GFS可滿足PB級的存儲要求;二,并行讀取模式;三,可有效解決數據塊副本同步的簡化問題;四,數據存儲可靠性提升。
2)數據處理技術分析
除數據存儲外,平臺即服務層還包括相應的數據處理功能,由于該平臺建立在大規模硬件資源上,故而其數據處理要求相應的抽象處理過程,同時要求規模擴展功能。
以Google公司的數據處理技術MapReduce槔,是一種建立在GFS之上運行的數據處理技術。在實際運行階段,可將完整的作業分解為多個Map任務及Reduce任務,從而通過兩個階段的數據處理過程完整相應的數據處理工作。第一階段為Map階段,該階段主要讀取Map任務,并完成相應的處理,其中間結果通常保存在對于的Map節點中;第二階段為Reduce階段,讀取Reduce任務的同時,完成Map中間結果的合并。
3.3 SaaS層關鍵技術分析
SaaS層主要面向用戶終端服務,負責互聯網軟件應用服務的提供,在Web服務、Mashup、Ajax等技術飛速發展的背景下,帶動了SaaS應用的迅猛發展。
4 結語
綜上所述,云計算是一種新型的信息技術,具有彈、資源池化、可計費服務、按需服務、泛在接入等特性。云計算體系架構主要分為三層,具體包括服務管理、核心服務以及用戶訪問接口三部分內容,分別對應不同的服務功能。同時為進一步滿足不同用戶的實際使用需求,云計算廣泛應用了虛擬化技術、數據中心管理技術、QoS保障技術等關鍵技術。目前,云計算還處于研究發展階段,針對其運行可靠性、可用性、成本經濟性要求,仍需相關人員不斷進行探究,以促進云計算的進一步發展。
參考文獻:
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當云計算成為業內趨勢和廠商競相追逐對象的時候,近日,相關報道披露了2008年10個最糟糕Web2.0網絡故障事件。從這10個網絡故障中,筆者發現其中至少有多項就是當今的云計算應用或者與云計算有關。例如亞馬遜S3服務的中斷、GoogleApps(在線辦公應用軟件)的中斷服務、Gmail服務的中斷等。這讓那些還處在“云霧”中的多數業內人士和用戶對于云計算的可靠性和安全性再度產生了憂慮和懷疑。
因此,盡管云計算的概念因各公司的定義而有所不同,但其實質都是利用網絡為企業和用戶提供服務或應用。這些應用中既有軟件的,也有硬件的。例如亞馬遜的S3服務就是通過網絡為用戶提供服務器存儲的服務,采用每個計算小時收取10美分、每個存儲單元15美分的標準費用。而Google提供的GoogleApps則是類似微軟的Office的軟件應用。但就是這兩個應該說是云計算最早的倡導者和提供者則無一例外地在今年發生了因網絡而導致服務中斷的問題。這里先不說它們提供的服務如何,單就網絡這一提供服務的途徑就明顯缺乏可控性(網絡依賴于電信運營商)和可靠性(網絡中斷導致服務的不可用)。而這種可控性和可靠性的缺乏往往會給用戶,尤其是大的企業用戶造成不可估量的損失,這也就很好地解釋了,為何云計算發展到今天,其用戶多是開始創業的Web2.0公司或是中小企業。
現如今,云計算的安全性至今仍被多數的企業和用戶所質疑。日前,研究機構Gartner特為此了一份名為《云計算安全風險評估》的報告,列出了云計算技術存在的七大風險:
第一大風險——特權用戶的接入
第二大風險——可審查性
第三大風險——數據位置
第四大風險——數據隔離
第五大風險——數據恢復
第六大風險——調查支持
第七大風險——長期生存性
其實在Gartner列出的七大風險中,有的已經發生了。例如對于第三大風險———數據位置,Gartner認為,在使用云計算服務時,用戶并不清楚自己的數據儲存在哪里,用戶甚至都不知道數據位于哪個國家。用戶應當詢問服務提供商數據是否存儲在專門管轄的位置,以及他們是否遵循當地的隱私協議。可就在去年,法國政府頒布法令禁止政府官員使用黑莓手機,因為保存黑莓信息的服務器位于美國、英國和加拿大,在某些情況下,那可能會給法國政府造成威脅,比如國家安全署或者聯邦調查局可能會竊取其中的數據。所以小國家和公司在將敏感數據儲存到那些服務器和應用之前,應認真考慮好其中的問題。
美國軍事安全專家格雷格·康蒂(GregConti)特別針對有關隱私安全相關的第四、五大風險數據隔離和數據恢復于近日表示,云計算在給人們帶來巨大便利的同時,該服務中所存在的不足也將危及企業用戶和普通網民的隱私安全。眾所周知,目前網上最流行的基于網絡的商業應用是工資和客戶賬戶管理,這是最敏感的商業信息之一。此類信息泄露事件已經發生了不止一起,并且每次都是大規模的數據外泄。例如去年,美國零售商TJX約有4500萬份用戶信用卡號被黑客盜取;英國政府丟失2500萬人的社會保障號碼等資料;在線軟件公司salesforce.com也丟失了100萬份用戶的Email和電話號碼。
而在第七大風險長期生存性方面,Gartner認為,理想情況下,云計算提供商將不會破產或是被大公司收購。但是用戶仍需要確認,在發生這類問題的情況下,自己的數據會不會受到影響。用戶需要詢問服務提供商如何拿回自己的數據,以及拿回的數據是否能夠被導入到替代的應用程序中。這里筆者認為,互聯網應用的發展速度和競爭的殘酷性,至少會使小規模的提供云計算服務的公司或企業在未來存在著被整合或自滅的可能,Gartner擔心的問題一旦出現,屆時該如何解決對于目前的云計算提供者提出了挑戰。也許未來真的像托馬斯沃森所預測的:這個世界只需5臺電腦———它們分別是Google、Yahoo、微軟、IBM和亞馬遜。如果真是這樣的話,目前依靠其他云計算提供商提供服務的用戶應該有所警惕和準備了。
關鍵詞:粉煤灰;非線性回歸分析;抗劈裂;可靠性計算
我國是一個資源相對緊缺的國家,研究利用粉煤灰和秸稈制作成輕質復合材料是我國建材工業發展的方向之一。我國對粉煤灰秸稈復合材料的研究處于起步階段,此材料的開發應用將產生巨大的社會、經濟及環境效益,市場發展潛力巨大,對推動粉煤灰和秸稈的綜合利用,搞好環境保護,變廢為寶、節約能源將發揮重要的作用。本文主要從抗劈裂方面對粉煤灰秸稈復合材料進行試驗研究,并對材料的抗劈裂可靠性進行計算和分析。
1 粉煤灰秸稈復合材料抗劈裂試驗
1.1 試驗材料
本試驗所用材料主要包括:濕排粉煤灰、秸稈、水泥等。試驗采用32.5#普通硅酸鹽水泥,濕排粉煤灰的主要化學成分和物理性質見表1、2。
(13)
確定三個因素f(x1),f(x2),f(ym)的概率密度函數后,三者的乘積就是聯合概率密度函數,如公式(14)所示。根據結構失效概率公式(5),得出復合材料的抗劈裂試驗的失效概率如公式(15)所示。
(15)
下面對抗劈裂試驗的最優化配比所對應的復合材料試件進行可靠性分析。通過對非線性回歸方程(2)求極值,當x1=0.45,x2=0.06,ymax=3.8918KN。根據實際試驗情況,取所對應抗劈裂回歸方程最大值的60%作為設計值ym正態分布的均值,分析因素x1,x2,ym 的均值、均方差如下:
μ1=x1=0.45, σ1=0.0225 μ2=x2=0.06, σ2=0.003
μm=2.335, σm=0.1168
根據要求采用區間[μ-5σ,μ+5σ]作為積分變量的范圍,所以分析因素的范圍是0.388
采用計算機編程對公式(15)和(17)進行計算,本文運用FORTRAN語言對失效概率進行編程計算。計算機編制程序中,根據公式(9)將積分變量的區間劃分為500個等分區間,循環求和計算。對4號配比制成的試件進行計算,材料抗劈裂峰值的失效概率是Pf=1.0876×10-4;對優化配比所對應的試件進行計算,材料抗劈裂峰值的失效概率是Pf=2.6726×10-4。
3 結語
3.1 采用均勻設計法安排粉煤灰秸稈復合材料抗劈裂試驗,用1stOpt綜合優化軟件對試驗數據進行二元非線性回歸分析,擬合的抗劈裂回歸分析公式準確性比較高。
3.2 采用直接積分法進行粉煤灰秸稈復合材料的可靠性計算,主要考慮因素為粉煤灰含量x1和秸稈含量x2,以及材料達到實際工程要求的設計值ym。失效函數G(x1,x2,ym)表達材料的抗劈裂峰值與實際要求的抗劈裂峰值之間的數值關系。對失效函數進行可靠性分析,表明材料的抗劈裂性能處于安全狀態,符合《建筑結構可靠度設計統一標準》的要求。
3.3 根據試驗設計方案,對4號配比制成的試件進行可靠性計算,材料抗劈裂峰值的失效概率是Pf=1.0876×10-4;對優化配比所對應的試件進行可靠性計算,材料抗劈裂峰值的失效概率是Pf=2.6726×10-4。
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關鍵詞:云計算 電力企業信息化管理 實際應用研究
中圖分類號:TM769 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)12-0000-00
在現代企業管理中,管理人員已經充分肯定了信息化技術帶來的便捷、高效的工作效率。在信息化進程不斷推進的社會體系之中,電力企業的管理方式也在不斷改變。在當前的電力企業中,信息化技術在管理、生產、經營等方面都發揮著重要作用。云計算作為傳統計算機技術和互聯網技術的結合產物,無疑是對客戶端服務器的又一次大型沖擊。
1云計算綜合概述
云計算是基于傳統計算機技術與網絡技術結合產生的一種模式,通過連接云計算的數據中心,用戶只需要輸入自己所掌握的相關數據,就可以享受到高速、精準的計算過程和計算結果。云計算的超常之處就在于,它不僅僅可以通過計算模擬現實情景,如天氣變化、市場趨勢等,最為重要的是,在應用云計算獲取資源配置時,用戶無須時刻分心進行管理操作,也不必與服務商進行頻繁的接觸也驗證數據的可靠性。當前社會普遍認可的定義式由美國國家研究院頒布的,具體概括為云計算是一種按照使用量進行收費的模式,這種模式可以為用戶提供便捷高效、符合需求的網絡訪問。由于云計算是一種虛擬化的資源,因此用戶可以不必擔心現實試驗的制約同樣可以得到最真實的結果。在云計算不斷發展的過程中,其性能、可用性、工作效率都在穩定提。從目前的情況來看,云計算的發展前景極為廣闊[1]。
2云計算的特點
2.1云計算的優勢
簡單來說,云計算可以算是一個能源集中地,分式式計算機在需要的情況下就可以通過與數據中心進行連接獲取自己需要的能量,它的信息資源是交互的,也是流通的。基于云計算的這種特性,企業數據中心的運行方式將會無限貼近網絡。云計算最為顯著的優勢一個是規模,一個是可靠。規模是決定云計算計算性能的一個關鍵因素,云計算的存儲功能和訪問功能的實現都是以服務器為基礎的,一些大型網站的云計算服務器至少需要幾十萬臺,甚至百萬之多才可以滿足眾多用戶的需要,即便是企業設置的私有云也需要與企業內部的諸多服器進行相連才能夠保證企業的管理應用??煽啃詿o疑是使得云計算受到廣大群眾歡迎的另一主要因素,為保證服務的可靠性,“云”采取了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施。云計算的可靠性同樣體現在信息的精準之上,作為掌控各行各界多種資源的儲存地,云計算會按照用戶的具體需要進行相應的服務,在用戶收到的資源中基本不存在無效信息,而且收費極其廉價。此外,虛擬化亦是云計算不可比擬的一大優勢,云計算沒有固定的表現形式,因此也不會對用戶的地理位置、終端性能提出過高的要求[2]。
2.2云計算的發展規劃
存儲功能是云計算的另一項吸引社會群眾目光的關鍵所在。客觀而言,計算與存儲之間本就無法做出清晰的界定,尤其是對信息化技術而言,利用信息技術進行管理計算的前提就是要借助云計算所掌有的龐大的信息資源。但是在云計算當前的形勢下,私人企業成為了壟斷云計算的主要機構,這在很大程度上弱化了云計算的功能,這也使得一些機構企業在選擇云計算服務時會產生猶豫,因為云計算雖然具有較高的安全性能與可靠性,但是作為云計算的中心機構仍然可以獲取到用戶的數據信息,這就成為了云計算一個潛在的危險。眾所周知,在現代企業管理中,信息就代表了先機甚至是成敗。因此,在云計算的發展路線中,應著重考慮這一問題的處理措施。
3云計算在電力企業信息管理化中的應用
3.1云計算的軟件系統
基于云計算環境的特殊性,與云計算相適應的軟件系統必須要符合云計算軟件技術與設計架構。因此,可以應用云計算的軟件首先要保證能夠與虛擬化為核心的云平臺進行結合,其次要具有一定的數據存儲、數據計算、數據處理能力,還要保證在互聯網環境下的安全性能。此外,云計算的軟件系統還要保證可以在移動終端等設備環境中正常運行。目前在電力系統中SOA軟件的各方面性能都能夠達到云計算的硬性要求,是在當前電力企業信息化管理中應用較為普遍的一款軟件[3]。
3.2供電企業云計算管理的實現方案
在電力系統中云計算的實現需要通過互聯網與電力傳輸中的組成一個整體,以動態分布的形式將不同計算任務分配給云計算平臺,在各項子任務結束后,系統會重新進行整合分析,然后完成反饋。將云計算應用到電力企業信息化管理中,基本儲存層、基本管理層、應用接口層、高級訪問層是四個基本組成部分。四個部分分工明確,與之前單一的計算機信息化技術管理相比,電力企業的工作效率與信息安全性都有了較大提升[4]。
4結語
云集算以超強的計算能力、存儲功能與先進科學的理論指導,在發展之初便引起了廣泛的關注,事實證明,云計算是信息化技術中名副其實的超強存在。電氣行業與信息化技術都是工業革命之下的產物,同樣是現代社會的重要標志,從某種程度上說,電力企業與信息化技術相輔相成,是可以共同發展、共同進步的。將云計算應用到電力企業信息化管理中無疑是一項高瞻遠矚的決定。
參考文獻
[1]袁建軍.云計算在電力企業信息化管理中的應用[J].中國電業(技術版),2012,09:41-43.
[2]李健華.云計算在供電企業信息化管理中的應用[J].通訊世界,2014,24:184-185.
關鍵詞:計算機技術;軟件技術;不可靠性
作者簡介:楊云卿,1994年生,女,漢族,遼寧省葫蘆島市人,渤海大學,軟件與服務外包學院,信息科學與技術(軟件開發)專業,本科生
1前言
計算機軟件技術是一項比較先進的技術,隨著當今社會的不斷發展,越來越多的領域都開始對計算機軟件技術加以利用,對于軟件技術的利用給人們的生產生活帶來了極大的便利,但同時,計算機軟件技術也有著一定的不可靠性。
2計算機軟件技術及其組成成分
所謂的計算機系統,是由硬件系統和軟件系統兩個方面的內容所組成的,其中,軟件技術就是指的計算機程序、規則和方法的穩定記載及計算機上運行時所必須的數據。從計算機誕生至今,人們對于軟件技術的研究主要包括了以下幾個方面的內容,第一是計算機設計語言、編譯技術和操作系統,第二是實用程序、數據庫技術、軟件工具及其實現技術等等。對于軟件技術而言,它大致分為了數據處理、過程處理、科學計算和人工智能幾個大類,所謂的軟件技術,就是將現實中的問題通過建立相應模型的方法,然后再針對相應的模型進行分析并提出解決方案,最后再通過程序的編制來對問題加以解決,最終通過計算機來顯示預期的處理結果。一個計算機系統離開了計算機軟件技術是不完整的,因為計算機各種功能的實現都必須要依靠軟件,而這些功能軟件都是在軟件技術的基礎上創造出來的。
3計算機軟件技術的特點
3.1高技術性
對于一個計算機軟件而言,在其創作過程中,必然是存在一定的組織性和程序性的,因此進行軟件設計時,工作人員的分工也是十分有序的,而且他們的操作都十分的精密。除此之外,在計算機軟件的設計過程中,往往還需要運用到一些高科技的工具,通過對這些高科技工具的利用,一方面可以使得工作的效率和質量得到提高,另一方面,也充分地保證了其精度。計算機軟件也是一種科技的產物,它是隨著科技的發展才得以誕生的,也是人類智慧的結晶,所以說在開發的過程中,難度也是相對較大的,而且其開發成本往往也較高,開發的周期相對較長,因此有著高技術性。
3.2強大的功能性
計算機的運行是離不開計算機程序的,計算機程序的設計不同于文學創作等,計算機程序的開發是具有非常大的價值的,因此對其進行設計必然要使其完成一定的功能。所以說計算機軟件主要是用來為人們提供服務的,人們可以通過對其功能的利用來實現人們的某些目的。所以說計算機軟件技術是有著很強大的功能性的,如果人們不能夠通過軟件來實現自己的一些目的,那么軟件的存在就是毫無意義的。計算機軟件的功能性主要體現在三個方面,第一是計算機的可執行性,簡而言之,就是說計算機軟件必須是在計算機能夠處理和執行的條件下,才是有價值的;第二是計算機軟件的序列性,序列性主要是指的代碼化的指令序列、符號化的指令序列和符號化的語言序列;第三是計算機軟件的目的性,計算機軟件在其運行過程中,都必然是圍繞著某一個明確的目標來展開的。
3.3互相滲透性
計算機軟件是一個整體,通過計算機軟件,可以充分地對人類的思維進行模擬,同時,計算機軟件也綜合了多種技術,它不但具有與文字相似的表現形式,同時還有這很強的使用性,所以說計算機軟件實現了這兩者的統一。相比于計算機硬件系統而言,軟件更加地能夠體現出人們的智慧,正是由于計算機軟件有著諸多的優勢,所以使得計算機軟件技術成功地滲透進了許多領域,任何領域都可以通過對自身需求的總結和對計算機軟件技術的利用來設計出相應的軟件,來幫助人們完成相應的任務,實現相應的目標,一方面大大地節省了人力和物力,另一方面,也使得工作效率得到了大大的提高。
4計算機軟件技術不可靠性的定義
要定義計算機軟件技術的不可靠性,我們可以通過對計算機軟件技術可靠性的分析來實現。所謂的計算機軟件的可靠性,指的是在規定的條件下和規定的時間內,軟件可以對用戶下達的指令加以完成。根據計算機軟件可靠性的定義我們可以看出要對一款軟件的可靠性進行衡量,主要應該依據兩個方面的內容,第一是指定的時間,第二是指定的條件。但是在軟件的實際應用過程中,往往會因為各方面的因素使得軟件不能夠在指定的時間內或者指定的條件下來完成相應的指令,這就是計算機軟件的不可靠性。正是因為計算機軟件技術存在一定的不可靠性,所以也就出現了市面上許多的軟件往往在其說明書中對其實際功能有所夸大,在軟件的實際運用過程中,并不能夠完全按照說明書來實現相應的功能。
5計算機軟件技術的不可靠性分析
5.1系統危險
所謂的系統危險,指的是有可能會導致人員傷亡或者設備財產遭受損失的現象。隨著我國當前計算機技術的不斷發展,軟件在各行各業中的使用頻率也越來越高,在各行各業中所扮演的角色也越來越重要,雖然軟件的使用可以帶來極大的便利,但是由于計算機軟件技術尚還存在著一些不可靠性,所以有可能因為軟件的問題而導致整個產業系統面臨著一些風險,使得系統工作不能夠正常的進行。
5.2安全性風險
計算機技術與信息技術有著密不可分的關系,二十一世紀是一個信息化的時代,隨著信息技術的不斷發展,在軟件運行的過程中,網絡的安全就顯得越來越重要。計算機網絡的意義就在于提供給用戶以相應的服務和信息資源,雖然網絡的使用給人們的工作和生活帶來了極大的便利,但同時網絡也在通過一些軟件來對人們的生活和工作造成一些不必要的負面影響。所以說當前計算機軟件技術的不可靠性還體現在安全風險方面,在對計算機軟件進行設計的過程中,如果沒有相應的網絡安全防范機制,就很可能使得軟件用戶面臨諸多的信息安全風險,給人們帶來一些不必要的損失,所以安全風險也是計算機軟件技術不可靠性的一個重要內容。
5.3程序容易被篡改
對于計算機技術而言,硬件技術主要是對硬件所使用的材料進行研究,而一般硬件出現不可靠情況的主要因素也是硬件的老化或者損耗,因此一般而言硬件的失效主要都是一些物理故障,它是物體物理變化的必然結果,而且硬件也會出現浴盆曲線現象;但軟件則不同,在軟件的開發和使用過程中,軟件是不發生變化的,不會出現像硬件一樣的磨損和老化,更沒有浴盆曲線現象的產生。但是由于軟件的核心是其代碼,如果代碼被人為地進行了改變,軟件就不能夠完成其相應的功能,或者在完成功能的同時會使得用戶的信息遭到泄露。軟件在遭到篡改之后,十分容易造成一些數據錯誤,從而使得軟件失效。
5.4人為影響較大
其實計算機軟件技術的可靠性與硬件技術的可靠性也有著一定程度上的相似。比如說二者都是通過復雜的函數來對其缺陷和故障標準進行定義的,而且也都是通過運行來對自身的不可靠性加以發現,計算機軟件技術的可靠性和硬件技術的可靠性都是系統在固定的條件下完成預定功能的可能性。在軟件的開發過程中,實質上就是將開發者的思維轉換為計算機語言,然后再編譯成相應的軟件,這是一個思考和創作的過程。軟件的開發是以用戶的需求為出發點的,然后通過設計師對于需求的分析和設計,最終將其通過計算機技術來加以實現。而在對軟件進行設計的每一個環節中,都離不開人的參與,人的思維對軟件有著極大的影響。但是往往由于人類認知和知識水平的有限,所以說在軟件的開發過程中,難免會出現一些遺忘和不合理的情況,所以說就使得設計出來的軟件不能夠完成預期的功能,進而使得計算機軟件技術的不可靠性增大。正是由于對軟件技術的利用過程離不開人的參與,所以也就使得軟件技術在很大程度上都會受到人為因素的影響,使得計算機軟件技術具有不可靠性。
5.5軟件界面不合理
一個實用的軟件除了能夠在指定的時間內和指定的條件下完成用戶的指令之外,還應該有著直觀和舒適的操作界面,因為它關系著人們的工作效率,如果軟件的界面設計不合理,那么其操作就會變得十分復雜,甚至于在短時間內用戶還不能夠對軟件的功能有一個全面的了解,這就極大的影響了人們對于軟件的使用,給用戶的使用帶來極大的不便,使得計算機軟件技術的不可靠性增加。
6計算機軟件不可靠性產生的原因
6.1軟件差錯
軟件技術的可靠性主要就是指的軟件在使用過程中的安全性、可靠性、穩定性和流暢性等等,如果軟件在運行過程中缺乏了以上特性,就說明其具有不可靠性。軟件技術之所以會產生不可靠性,主要就是因為軟件中的差錯引起了相應的軟件故障,而所謂的軟件差錯,就是指的在軟件的開發過程中,由于開發人員的疏忽所導致的人為錯誤。比如說對于用戶需求分析的錯誤,軟件設計者沒有很好地理解用戶的真正需求,因此所開發出的軟件必然是不能夠被用戶正常使用的,因而就導致了不可靠性的產生。還有就是測試錯誤,在軟件的測試階段,往往也會因為測試對象選取的錯誤而導致軟件差錯,最終使得軟件具有不可靠性。
6.2缺少相應的評審機制
為了使得軟件能夠更好地滿足用戶的需求,軟件的開發工作必須是按照一定的順序和流程來進行的,如果不按照相應的順序和流程來開展工作,就很容易使得所設計出來的軟件不能夠滿足用戶的需求。因此在軟件開發的各個階段,都必須要按照一定的評審機制來對軟件進行評審,從而保證軟件開發是朝著正確的方向在前進。但是當前的軟件開發往往是缺乏相應的評審機制的,許多的軟件開發僅僅是在初步設計階段和最后的測評階段有相應的專家參與,而在開發過程中是沒有相應的人員參與測評的,所以也就使得軟件產生了不可靠性。
6.3軟件質量監管不嚴
當前我國對于軟件質量的監管還不是很嚴,所以就使得許多功能不完善的軟件流入市場,許多軟件生產商都是在軟件被人們廣泛使用后才逐步地對其軟件所存在的問題進行修復。由于缺乏嚴格的質量監管體系,也使得軟件技術的不可靠性得以存在。
7結語
計算機軟件技術在我們的生活中發揮著越來越重要的作用,所以說我們必須要對計算機軟件技術的可靠性引起足夠的重視,尤其是當前我們正處在一個信息化的時代,信息的安全與否關系到每一個人,而當前人們對于軟件的使用頻率也越來越高,所以說必須加強各種軟件的可靠性,避免計算機軟件的不可靠性,使得計算機軟件技術能夠更好地服務于人類。
參考文獻:
1]余玫.論計算機軟件技術的不可靠性分析研究J].網友世界·云教育,2014.
關鍵詞:計算機網絡可靠性;方法;提高
如今的時代是一個信息化水平飛速發展的時代,在當今的大環境下,人們的各種社會行為都與計算機息息相關,換言之,在人們的社會活動中,計算機網絡越來越居于一個重要的地位[1]。因此,人們也就越來越關注網絡是否足夠可靠?;谶@種需要,相關工作者就應該進行深入探討計算機網絡的可靠性,并找出提高其可靠性的可行措施。
1保證可靠性的三大原則
計算機網絡在設計時需要遵循許多原則,盡管這些設計原則會隨著時代的發展與進步做出相應的調整,但是有三大原則是必須堅持的,即開放性原則、先進性原則、通用性原則。在進行網絡設計時,只有做到堅持這幾個原則,再結合科學合理的方法,計算機網絡的可靠性才有可能保障。
1.1開放性原則
當前我國的計算機技術水平在不斷進步,面對日新月異的趨勢,更應該做到堅持開放性原則。畢竟,當今社會是開放型的,我們只有通過利用周圍開放的資源,并對計算機網絡進行不斷的更新,才能保證網絡的可靠性。
1.2先進性原則
當今社會,計算機水平發展的速度十分驚人,更新換代速度也隨之加快。一旦計算機技術的先進性不足以支持其發展速度,不僅可能出現網絡環境差、運行速度慢等不利計算機進一步的狀況,甚至很有可能被不法分子利用網絡對用戶進行惡意攻擊,造成隱私泄露或者財產損失等不好的結果[2]。
1.3通用性原則
計算機網絡的兼容性一般被稱為通用性,通用性不但可以允許人們借助不同的通信協議而完成網絡連接,還可以為他們提供一定的存取信息功能。實際上,基于通用性,所有的兼容設備都可以通過互聯網保證其任務的運行。
2可靠性的影響因素
在計算機網絡可靠性的設計過程中存在各種影響因素,通過大數據分析發現,可靠性的影響因素主要有三點,即設備質量、運用技術以及拓撲機構,下面就針對這三個影響因素做出詳細闡述。
2.1設備質量
影響計算機網絡可靠性的第一個因素就是設備質量。用戶在使用終端進行網絡連接時,其設備性能可以在很大程度上對計算機的可靠性造成影響。一般來說,連接網絡的時候,設備信息交互比較高,難免給可靠性帶來不利影響。另外,計算機網絡應用符合國家標準的線路也可以促進可靠性的有效提升。
2.2運用技術
在實際應用中,計算機網絡一般都擁有比較大的規模。另外,因為計算機網絡來自于不盡相同的開發商以及各廠家,所以其結構具有一定的復雜性[3]。出于這種情況的考慮,技術先進與否對于計算機網絡的可靠性來說也具有巨大的影響力。因此,相關網絡工作者素質也有強化的必要,畢竟,計算機行業是一個專業性強、技術性高的行業從業人員專業與否,技術水平如何直接影響計算機網絡的設計與運行。
2.3拓撲機構
通過分析計算機的發展現狀,我們發現:計算機拓撲結構大致分為線型、星型以及混合型。一般來說兩臺計算機之間連接線路只需要一個,而且大部分都是點對點傳輸信息以及接收信息。其中,線型結構是計算機通過網卡連接到總線,這就存在一定的問題。所有的傳輸只通過一條總線,在傳輸過程中發生一些沖突就難以避免,造成傳輸失敗,嚴重者更可能引起計算機系統癱瘓[4]??傊?,拓撲結構也是影響網絡可靠性的因素之一,在進行計算機網絡設計的時候,必須把這個因素考慮進去。
3可靠性的提高措施
對于計算機網絡來說,其可靠性的提高并不單單只具有理論指導意義,其更有著巨大的實際應用意義。上文可靠性的影響因素做出了詳細的分析,下面就以此為基礎,談談可靠性的提高措施。
3.1設計容錯性
設計容錯性是為了讓用戶終端在兩個網絡點進行連接,這樣的話,連接模式就會變成雙網絡形式,能夠大大提供網絡的可靠性。也就是說,如果有一位用戶在使用計算機的時候,網絡存在一定的故障導致不能正常使用,對其他用戶無影響。
3.2設計雙網絡
設計雙網絡也就是在原有基礎上,再增加一層網絡。采用這樣的設計,當主網絡發生故障造成死機的時候,甚至整個網絡因為不明原因不能使用的時候,就可以在極短的時間內運用備用的網絡來替代原網絡,在很大程度上保證了計算機數據的正常傳輸。
3.3設計網絡體系
在對計算機網絡進行設計時,網絡體系的設計往往是十分關鍵的。客觀來說,設備如果比較先進,網絡結構比較科學,這些因素都會相應的提高計算機的可靠性。其中,網絡結構如果采用了分散形式,比起以往的集中形式更符合時代的要求,更符合計算機網絡設計的標準,更好的滿足用戶對網絡的需要[5]。
4結語
總而言之,計算機網絡可靠性對于人們的生活來說至關重要,不僅與人們生產、生活息息相關,還關系到人們的隱私問題。因此,對與計算機網絡的設計,不僅要對其可靠性規定出定性指標,還要有專門的研究人員分析具體的提高可靠性的方法,這是當前計算機相關設計工作者面臨的一個嚴峻任務。而要想真正提升其可靠性,必須借助一定的重要原則和以及改進措施。相關工作人員在進行網絡設計時,要注意專業的對計算機容錯性、冗余性等進行合理安排。只有做到了這些,才有可能保證其可靠性達到行業標準。
參考文獻:
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[3]唐鏡雯.提高計算機網絡可靠性的方法研究.通訊世界,2013,2(12):95-97.
[4]朱云娜.提高計算機網絡可靠性的探討.計算機光盤軟件與應用,2012,5(23):148-149.
隨著鐵路的快速發展,信號設備也得到不斷更新。鐵路車站計算機聯鎖系統是以計算機技術為核心,采用通信技術、可靠性與容錯技術以及“故障—安全”技術實現鐵路車站要求的實時控制。目前,應用的較廣泛的計算機聯鎖系統有雙機熱備,二乘二取二,三取二系統等。由于車站計算機聯鎖控制系統直接關系到列車的運行安全,其可靠性和安全性指標是進行系統選型的重要因素,因此,對采用不同冗余結構的車站聯鎖控制系統的可靠性和安全性進行分析和比較,有著十分重要的現實意義。
1.計算機聯鎖系統的可靠性和安全性
鐵路車站計算機聯鎖控制系統的可靠性是指規定的時間內,規定的條件下,系統完成規定功能的概率;而其安全性,是指衡量系統在發生故障時不導致危險側輸出的能力,兩者關系緊密相連。如果系統的可靠性越高,其發生故障的概率就越小,故障發生時產生危險側輸出的概率也就越小,則系統的安全性也越高。
通常,系統的可靠性是通過可靠度R(t)與平均故障間隔時間MTBF這兩個指標來衡量;而系統的安全性則是通過安全度S (t)指標來描述。
我們假定采用不同冗余結構構成的系統是由相同的單機系統構成的,考慮到車站聯鎖控制系統中多為電子元器件,而元器件的失效分布可視為指數分布,因此,令計算機聯鎖控制系統的單機系統的可靠度為
R(t)=e-λt ,式中λ為失效率,則平均故障間隔時間為
MTBF= R(t) dt= ;
同樣地,如果用a表示單機系統發生的故障為危險側故障的概率,系統發生的故障為危險側的故障的檢出率為δ,其中a與δ有關,,則系統的可靠度和安全度之間的關系為
S(t)=1-a×[1-R(t)] ;
可見,系統的可靠性直接影響系統的安全性,必須將二者有機地結合起來,在對車站計算機聯鎖控制系統的可靠性進行分析的基礎上分析其安全性。
2.二乘二取二和三取二系統
計算機聯鎖系統一般采用冗余結構來提高其可靠性和安全性,其實質在于增加相同性能的模塊,這些模塊從完成系統功能的角度來看是多余的,但從提高系統運行的可靠性和安全性來看,卻是必要的。
(1)系統的可靠性冗余結構
計算機聯鎖系統的可靠性冗余結構,就是指為了使系統的可靠性指標達到或
者超過目標值而采用的冗余結構。系統的可靠性冗余結構,往往采用雙機熱備二重系統。
(2)系統的安全性冗余結構
計算機聯鎖系統的安全性冗余結構就是指為了使系統的安全性指標達到或超過目標值而采取的冗余結構,往往采用雙機同時工作并彼此間進行頻繁比較的二取二二重結構。
計算機聯鎖系統既要求有比較高的可靠性指標,又要求有比較高的安全性指標,就是將可靠性與安全性的系統結構結合起來,形成二乘二取二和三取二的系統結構。
3.兩種計算機聯鎖系統的可靠性和安全性分析
由以上系統圖和前面分析系統的可靠性和安全性指標計算,很容易得到二乘二取二系統和三取二系統的性能指標。
采用二乘二取二冗余結構構成的系統的可靠度為
R1= 1-(1-R2)(1-R2)=2R2-R4 ;
其平均故障間隔時間為
MTBF1= R1(t) dt = - = ;
其發生的故障為危險側故障的概率為
a1=4a2(1-δ) ;
則二乘二取二冗余結構構成的系統的安全度為
S1=1-a1×(1-R1)=1-4a2(1-δ)(1-R2)2 ;
而采用三取二冗余結構構成的系統的可靠度為
R2=R3 +3R2(1-R) =3R2-2R3 ;
其平均故障間隔時間為
MTBF2= R2(t) dt = - = ;
其發生的故障為危險側故障的概率為
a2=3a×2a×(1-δ)=6a2(1-δ);
則三取二冗余結構構成的系統的安全度為
S2=1-a2×(1-R2)=1-6a2(1-δ)(1-3R2+2R3);
對上面的計算結果進行比較分析,可以發現不同的冗余結構對車站計算機聯鎖控制系統可靠性和安全性的影響是不同的。由于鐵路車站計算機聯鎖控制系統所選取的單機系統,其可靠度指標通常可以達到R>85%,a95%,在這種情況下,三取二冗余結構構成的控制系統的可靠性,在可靠度指標和平均故障間隔時間指標上,都比二乘二取二結構構成的系統的相應指標要高。對于安全性指標,兩種控制系統由于串聯結構的引入使系統具有了雙機比較檢出危險側故障的功能,其安全度比單機系統的安全性要高,而且二乘二取二構成的控制系統優于三取二構成的控制系統。
4.結論
綜上所述,通過比較了兩種冗余結構的鐵路車站計算機聯鎖控制系統的可靠性和安全性,就可靠性而言,三取二結構的系統優于二乘二取二結構的系統。但就安全性而言,采用二乘二取二結構比三取二結構占優勢??梢姡煌哂嘟Y構的鐵路車站計算機聯鎖控制系統在可靠性和安全性方面是各有側重的。通過在系統的可靠性和安全性指標比較分析得出的結論,為工程人員進行系統選型提供了技術支持,但在具體的選型過程中,還必須綜合考慮系統對可靠性和安全性兩方面的具體要求,根據實際情況進行具體地計算分析和比較,以便作出最合理的選擇。
參考文獻
[1]胡昌華,許化龍著.控制系統故障診斷與容錯控制的分析和設計.北京:國防工業出版,2000.
[2]王永信,喻喜平著.車站信號自動控制.北京:中國鐵道出版社,2007.
[3]趙志熙等著,計算機聯鎖系統技術.北京:中國鐵道出版社,1999.
作者簡介
電力系統的計算任務繁重,實時性強,準確性高,對中心計算平臺的承載能力要求極高?,F有的電力系統主要采用嵌入式測量工具,可拓展性差,信息集成分析能力弱,升級空間小,因而傳統落后的電力計算結構、技術需要進行創新研究。
通過提高電力系統的互聯程度與智能化操控,加強電力系統分析數據的可靠性,建立計算分析模型,保證電力信息的采集、合成、分析、抵御等功能發揮,針對電力可靠指標的靈敏度、有效性等環節作出合理規劃,以云計算作為嶄新電力計算平臺的計算模式,成為整合動態虛擬抽象的電力資源的服務工具。云計算是以互聯網覆蓋技術為支撐,綜合運用若干計算技術的統稱。它是指分布式處理、并行處理和網絡計算的發展,或者說是這些計算機科學概念的商業實現,是基于網絡的超級計算模式。經由遠程操控有效地切換數據實用,協同區域網絡的共享資源,為每位用戶提供配套服務。
1 電力系統的云計算
電力云計算是根據國內電網管轄進行的仿真模型構制,各網絡都針對所轄區域內的電網建立了較為詳細的電力系統模型,而對相鄰電網的模型則在一定程度上進行簡化和等值,并在此系統模型的基礎上進行計算機仿真,為電力系統調度、運行、監控、保護、營銷提供重要依據。
1.1 電力云組成 本文由收集整理
由于電力具有分布自然、可靠性強、實時性高、生產、輸送、配置、使用同時完成的特點,因而電力系統的管理與控制的本質特征就是“分級管理、分層控制、分布處理”。根據電力系統的分布計算、集群應用的特征,構建云計算網絡的物理結構。
為保證電力系統的層次清晰、布局合理科學,以主云和子云的級別區分資源調度,優化電力系統的數據運行水平。如下圖所示,主云指電力系統終端整體結構,子云指各個節點資源分配,相互之間的數據切換是通過分級管理控制。
1.2 電力系統云體系結構
電力系統的云體系實質上是類似于金字塔結構形式,由基礎設施、服務平臺、應用程序組成。云體系按照層次劃分為高級訪問層、應用接口層、基礎管理層、物理儲存層,通過分層協同開發,能夠滿足各級電網的計算要求。
2 電力系統的云計算技術
針對傳統電網測量技術中存在的模糊、不完全覆蓋、損耗程度嚴重等問題,現行投入應用的智能化電網測量發展顯得更加靈活使用,特別是針對跨區域、跨平臺的電力數據計算,云計算具有高精度低損耗的特點,保證各級電網部門之間工作的協調性。
2.1 云計算的資源整合
電力系統是多用戶多節點復雜電力資源的集合體,這就要求電力云計算具備較強的自我組織能力、動態協同能力、資源共享能力,云計算可針對電力資源數據庫中存儲的數據,發出請求,進而接收反饋信息,調配云機制中的資源,加以整合。
2.2 云計算的資源調度
電力云計算需要就動態網絡環境中任務需求進行整理調度, 降低任務調配的重復率,簡化客戶需求 ,均衡云計算中可利用資源量。電力云需要針對資源的分布形式及客戶的參考要求,進行有效的調度管理。由于對云資源進行了虛擬化,云內部任意終端可以像本地資源一樣訪問。在實際訪問中,采用云調度來實現對云資源的管理。系統根據動態得到信息對系統中的資源進行優先排序,從而在得到計算請求后可以很快訪問到云中可用的資源。
2.3 云計算的技術標準
云計算具有安全性高、可靠性高、協作性高、通用性高、計算能力強、服務范圍廣等特點,配合電力系統的運用要求。云計算技術還具備自身的技術標準,首先采用規范化的數據模型,以iec cim國際標準為依據,穩態數據交換可采用e格式規范,暫態技術數據分析以綜合程序psasp的數據格式為準。電力云計算為電力系統規劃、調度、科研提供了強大的技術支撐與服務效率,節約電力系統的維護成本。
3 電力云計算的展望
國內關于電力系統的信息化建設仍然處在起步階段,各應用系統相互獨立運行,在系統內部形成了一個個信息孤島。重復處理交叉信息,容易造成系統數據庫信息的浪費與失效。因而在進行云計算技術拓展的同時,需要就云計算本身存在的問題進行有效地調節,對其未來發展進行積極的展望。
3.1 安全穩定
對于大規模電力系統而言,時域仿真的計算量很大,因此目前尚只能應用于離線分析。一方面在提高云計算控制協作效率,另一方面要保證云計算處理干擾問題的穩定性要求,特別是基于網絡隨機性的分析處理因素,更需要對電力處理中的穩定性和安全性進行保障。
3.2 調度監控
電力系統調度與監控的力度隨著分布式電源的增加呈現正比增強的要求,逐漸改變電力系統監理控制的集中式方式,通過云計算處理信息的能力實現大范圍的實時監控與調度。通過云計算,增強信息協作共享效果。
3.3 評估運行
相對于傳統的電力系統評估運行方式來說,存在評估效率低,運行成本高,制約信息可靠性分析。而基于網絡云計算的計算速度、實時性等功能能有效地解決計算瓶頸,達到評估的標準要求。
3.4 發展展望
云計算適用于電網公司、發電公司、市場投資監管企業等不同類型,為了促進信息共享與安全保障之間的協調性,必須在設計云計算平臺時,考慮計算數據吞吐量、負荷分配量、 廣闊度、精度等,統一規劃電力信息系統,解決云計算分析與控制能力。