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摘要：计算机控制系统的可靠性设计决定了计算机的运行效率和计算机的工作性能。本文首先对计算机控制系统的可靠性理论进行分析，得知可靠性设计的主要方向，然后结合当前实际情况，对计算机控制系统可靠性设计策略做出探讨。
关键词：计算机控制系统；可靠性设计；冗余容错
前言：随着经济的发展，科技的进步，计算机控制系统已经在人们的经济活动、生產活动中得到了充分应用，一方面，计算机控制系统对我国社会资源的人力、财力做到了有效整合，另一方面，计算机控制系统为我们带来了更为舒适便捷的生活方式。
一、计算机控制系统可靠性理论分析
对计算机控制系统进行可靠性分析，其可行性理论在于计算机系统的可靠性、元器件可靠性和提高与降低系统的MTTR。其一，就计算机系统而言，这是计算机最为重要的部分，因为计算机的可靠性对于系统的可靠性有较高的要求，确定系统可靠性需要对计算机相关参数与信息进行详尽的检测工作，减少由于外部因素对于系统稳定性的影响，为系统的升级与更新提供一定的空间；其二，就元器件可靠性而言，是保障系统可靠性的基本要求，对于元器件的性能与质量有着较高的要求，因而在选择过程中，不仅仅需要关注元器件的质量情况，还要确保元器件能够满足系统与应用的设计要求；其三，就提高系统内部个单元的MTYR而言，需要首先将系统进行合理分割，保证系统运行合理性的前提之下，将分割后的单元规划为能够简单运行的板块，从而便于分散控制与减少干扰。在实际的设计过程中，可以对设计方案进行一定程度的优化，采用CANBUS总线对其既有缺陷进行优化，以实现消息传递的任意性与及时性。同时，提高系统各单位的MTTR，会使系统各单元的主要性与次要性同化，能够确保系统各单元在任何适合、任何环境下能够进行信息的传递，以便于系统的冗余设计；其四，就降低系统内个单元MTTR而言，在模块化设计中，每个模块与单元都具备单一功能，能够降低各单元的MRRT，便于对系统故障或意外事故进行及时的定位与检测工作，便于后期为何不，提高系统的使用性能、可靠性及稳定性。
二、计算机控制系统可靠性设计策略
（一）冗余设计与容错设计
1.冗余设计
进行冗余设计时，可以从工作层面的冗余和后备层面的冗余两个方面着手，就前者而言，是指能够实现设备重复配置，能够保证工作情况下，一旦某台设备出现故障或其他因素，导致设备停止运行，则该设备能够脱离工作系统，不会影响到计算机系统的正常运行；就后者而言，是指提供备用设备，一台设备出现故障，备用设备能够立即投入工作，减少由于设备故障而产生的经济损失与时间成本。通常而言，冗余系统包括表决系统、备用系统与并联系统，其中，并联系统的应用较為简单便捷，而当计算机系统要求其稳定性与可靠性时，可以通过并联系统来进行冗余设计。
2.容错设计
是指在系统已然发生故障的情况下，系统依旧能够保持正常工作的一种设计，对与保证系统运行的可靠性具有重要作用，基于此，为了保证系统具备容错功能，通常可以在系统故障的高发单元设置冗余设计，故障一旦发生，冗余设备能够利益取代原有容错单元，保证系统能够正常运行，并保证故障单元能够合理自我修复。计算机系统的容错设计通常应用于对于可靠性与安全性要求较高的环境中，例如，飞机自驾控制系统、卫星星载系统等，在卫生医疗、国防领域、工业化工等方面的也能够起到极大的作用。
（二）诊断技术可靠性设计
诊断技术是一种检测技术，它可以检测等待信号是否正常，可以让信号维持在系统可接受范围内，对系统发生事故的征兆予以判断，及时检测出系统故障，以方便工作人员对系统故障予以快速定位，以便利用最短时间对计算机控制系统故障进行修复，确保计算机控制系统运行的平稳性和可靠性。在设计方案时，还需要对外界影响使得程序跑飞现象予以考虑，可以设置监视跟踪定时器，让程序运行状态得到监视。计算机主要程序的循环周期时间应该稍微小于监视跟踪定时器的设定时间，在程序出现跑飞现象时，被破坏的程序可以采用定时终端程序进行修复。这种诊断修复技术在应用在各个领域时，可以避免严重错误发生，如我国长征三号火箭就在11次飞行中因发动机提前关机而实际的卫星送入轨道失败，造成了严重的经济损失。
（三）系统软件可靠性设计
1.软件编程
软件编程共有多个部分，如对自检程序进行设置，完成冗杂法的指令，对软件陷阱予以设置，对看门狗定时复位手段予以采用，输入信号和输出信号的抗干扰手段，利用这些技术手段，可以让软件可靠性得到保障。
2.软件容错
答错能力也就是系统在错误条件下依然可以进行正常工作的能力，对此进行设计，可以让计算机控制系统在出现错误时可以做到自行处理，进而提高系统可靠性。
（四）系统硬件可靠性设计
系统硬件的可靠性设计主要是冗余容错设计，在设计时，可将其分为三个方面进行考虑。（1）动态冗余容错设计。依照不同特点，可以把控制系统设计成具有多个相同模块组成的系统，可以利用一种故障定位、系统恢复的联合方案。（2）静态冗余容错设计。一般情况下，这种设计会采用表决模块，可以让系统的异常基本功能得到屏蔽，在设计中，可以使用三模冗余来替代一模冗余。（3）电路级冗余容错设计。在计算机控制系统中，模块电路三极管、二极管具有重要地位，应该对此进行可靠性设计，在一种模块发生损坏之后，可以容许电路对异常元件予以替代，继续进行工作。
结论：综上所述，通过冗余设计与容错设计、诊断技术的可靠性设计、系统软件的可靠性设计和系统硬件的可靠性设计，可以让计算机控制系统运行的稳定性和平稳性得到保障，符合计算机控制系统设计发展的必然趋势，进而让计算机控制系统在生活生产中发挥出更大的作用。
关键词：计算机控制系统；可靠性设计；冗余容错
前言：随着经济的发展，科技的进步，计算机控制系统已经在人们的经济活动、生產活动中得到了充分应用，一方面，计算机控制系统对我国社会资源的人力、财力做到了有效整合，另一方面，计算机控制系统为我们带来了更为舒适便捷的生活方式。
一、计算机控制系统可靠性理论分析
对计算机控制系统进行可靠性分析，其可行性理论在于计算机系统的可靠性、元器件可靠性和提高与降低系统的MTTR。其一，就计算机系统而言，这是计算机最为重要的部分，因为计算机的可靠性对于系统的可靠性有较高的要求，确定系统可靠性需要对计算机相关参数与信息进行详尽的检测工作，减少由于外部因素对于系统稳定性的影响，为系统的升级与更新提供一定的空间；其二，就元器件可靠性而言，是保障系统可靠性的基本要求，对于元器件的性能与质量有着较高的要求，因而在选择过程中，不仅仅需要关注元器件的质量情况，还要确保元器件能够满足系统与应用的设计要求；其三，就提高系统内部个单元的MTYR而言，需要首先将系统进行合理分割，保证系统运行合理性的前提之下，将分割后的单元规划为能够简单运行的板块，从而便于分散控制与减少干扰。在实际的设计过程中，可以对设计方案进行一定程度的优化，采用CANBUS总线对其既有缺陷进行优化，以实现消息传递的任意性与及时性。同时，提高系统各单位的MTTR，会使系统各单元的主要性与次要性同化，能够确保系统各单元在任何适合、任何环境下能够进行信息的传递，以便于系统的冗余设计；其四，就降低系统内个单元MTTR而言，在模块化设计中，每个模块与单元都具备单一功能，能够降低各单元的MRRT，便于对系统故障或意外事故进行及时的定位与检测工作，便于后期为何不，提高系统的使用性能、可靠性及稳定性。
二、计算机控制系统可靠性设计策略
（一）冗余设计与容错设计
1.冗余设计
进行冗余设计时，可以从工作层面的冗余和后备层面的冗余两个方面着手，就前者而言，是指能够实现设备重复配置，能够保证工作情况下，一旦某台设备出现故障或其他因素，导致设备停止运行，则该设备能够脱离工作系统，不会影响到计算机系统的正常运行；就后者而言，是指提供备用设备，一台设备出现故障，备用设备能够立即投入工作，减少由于设备故障而产生的经济损失与时间成本。通常而言，冗余系统包括表决系统、备用系统与并联系统，其中，并联系统的应用较為简单便捷，而当计算机系统要求其稳定性与可靠性时，可以通过并联系统来进行冗余设计。
2.容错设计
是指在系统已然发生故障的情况下，系统依旧能够保持正常工作的一种设计，对与保证系统运行的可靠性具有重要作用，基于此，为了保证系统具备容错功能，通常可以在系统故障的高发单元设置冗余设计，故障一旦发生，冗余设备能够利益取代原有容错单元，保证系统能够正常运行，并保证故障单元能够合理自我修复。计算机系统的容错设计通常应用于对于可靠性与安全性要求较高的环境中，例如，飞机自驾控制系统、卫星星载系统等，在卫生医疗、国防领域、工业化工等方面的也能够起到极大的作用。
（二）诊断技术可靠性设计
诊断技术是一种检测技术，它可以检测等待信号是否正常，可以让信号维持在系统可接受范围内，对系统发生事故的征兆予以判断，及时检测出系统故障，以方便工作人员对系统故障予以快速定位，以便利用最短时间对计算机控制系统故障进行修复，确保计算机控制系统运行的平稳性和可靠性。在设计方案时，还需要对外界影响使得程序跑飞现象予以考虑，可以设置监视跟踪定时器，让程序运行状态得到监视。计算机主要程序的循环周期时间应该稍微小于监视跟踪定时器的设定时间，在程序出现跑飞现象时，被破坏的程序可以采用定时终端程序进行修复。这种诊断修复技术在应用在各个领域时，可以避免严重错误发生，如我国长征三号火箭就在11次飞行中因发动机提前关机而实际的卫星送入轨道失败，造成了严重的经济损失。
（三）系统软件可靠性设计
1.软件编程
软件编程共有多个部分，如对自检程序进行设置，完成冗杂法的指令，对软件陷阱予以设置，对看门狗定时复位手段予以采用，输入信号和输出信号的抗干扰手段，利用这些技术手段，可以让软件可靠性得到保障。
2.软件容错
答错能力也就是系统在错误条件下依然可以进行正常工作的能力，对此进行设计，可以让计算机控制系统在出现错误时可以做到自行处理，进而提高系统可靠性。
（四）系统硬件可靠性设计
系统硬件的可靠性设计主要是冗余容错设计，在设计时，可将其分为三个方面进行考虑。（1）动态冗余容错设计。依照不同特点，可以把控制系统设计成具有多个相同模块组成的系统，可以利用一种故障定位、系统恢复的联合方案。（2）静态冗余容错设计。一般情况下，这种设计会采用表决模块，可以让系统的异常基本功能得到屏蔽，在设计中，可以使用三模冗余来替代一模冗余。（3）电路级冗余容错设计。在计算机控制系统中，模块电路三极管、二极管具有重要地位，应该对此进行可靠性设计，在一种模块发生损坏之后，可以容许电路对异常元件予以替代，继续进行工作。
结论：综上所述，通过冗余设计与容错设计、诊断技术的可靠性设计、系统软件的可靠性设计和系统硬件的可靠性设计，可以让计算机控制系统运行的稳定性和平稳性得到保障，符合计算机控制系统设计发展的必然趋势，进而让计算机控制系统在生活生产中发挥出更大的作用。