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系列与并行：你知道如何影响系统可用性吗？
在当今资讯与工业化快速发展的世界中，系统的可用性变得愈加重要。在可靠性工程领域，「可用性」这个名词在描述一个系统、子系统或设备的可操作状态时，有着多层次的意义。它不仅关乎设备的运行时间，还包括了众多影响因素。
可用性是确保系统在开始任务时可以正常运行的机率。
可用性通常被定义为系统的「运行时间」除以「总时间」，即运行时间加上下线时间。这个比率表明了系统在随机时刻开始任务时的可运行概率。一般来说，高可用性的系统会被设定在99.98%、99.999%或99.9996%这样的高水准上。相对的，无法使用的情况可以表示为可用性减去1。
系列与并行的影响
在分析系统可用性时，系列和并行组件的配置会产生不同的效果。以系列组件为例，当一个系统由A、B和C三个组件组成时，其可用性的计算方式为各组件可用性的乘积。因此，系列组件的综合可用性通常低于个别组件的可用性。
系列组件的可用性是各组件可用性的乘积，并且总是低于个别组件的可用性。
相对的，并行组件的配置则有助于提高整体系统的可用性。若A、B和C三个组件是并行的，那么其可用性计算公式为1减去各组件的不可用性乘积。这意味着，通过增加并行组件的数量，可以显著提高系统的整体可用性。在某些情况下，若每个组件的可用性仅为50%，那么配置十个并行组件后，整体可用性可以达到99.9023%之高。
冗余的角色
然而，冗余未必必然导致更高的可用性。事实上，冗余在增加系统的复杂性时，可能会反而降低可用性。要充分利用冗余，需要确保数个要素：首先，增强整体可用性，其次，冗余组件必须独立失效，且系统能准确检测健康的冗余组件，最后，系统必须具备可可靠地扩展与收缩冗余组件的能力。
要正确利用冗余，必须达成可用性上净增的改善。
可用性建模的方法与技术
在计算系统可用性及功能失效条件的过程中，常使用可靠性区块图或故障树分析等方法。这些方法考虑到多项因素，例如可靠性模型、维护性模型、冗余设计、诊断、维修状态等，分析过程中亦需考虑不确定性的参数。这些方法能有效识别出影响可用性的最关键项目及失效模式。
系统工程中的定义
在系统工程的背景下，「固有可用性」与「实现可用性」等术语广泛使用。固有可用性是指在理想的支持环境下，设备在特定时间能够正常运行的机率，而实现可用性则是考虑到实际运作情境对可用性的影响。通过理解这些定义，我们能够更好地掌握系统可用性的影响因素。
基本示例与实际应用
举例来说，若一设备的平均故障间隔时间为81.5年，而平均修复时间为1小时，那么其固有可用性可以计算为约99.999860%。这个数字高得惊人，显示出可靠性工程设计背后的深入思考。这种可用性因子在发电厂工程中被广泛使用。
可用性是衡量系统在开始任务时是否能正常运行的关键指标。
随着科技的进步，系统可用性已经成为工程设计与日常运营的重要考量因素。因为高可用性不仅意味着减少了运行故障带来的损失，还增加了用户的信赖度与满意度。然而，如何在复杂性和可用性之间取得平衡，仍然是一个值得深思的问题？
