本文研究并分析了星载并行计算机硬件系统的可靠性设计。分析了星载并行计算机体系结构可靠性设计的特点。从空间环境与星载计算机抗辐射角度研究星载计算机器件级可靠性技术。结合星载微电子器件在空间应用中的主要失效机理，对作为星载计算机主要功能部件的航天级处理器、存储器以及FPGA的可靠性设计进行了研究。重点研究了星载处理器的片上容错高可靠性设计技术，探讨了冗余备份、故障检测等容错技术在星载计算机中的应用。容错技术是在体系结构上提高星载计算机可靠性的主要技术，本文对星载并行计算机的容错设计与实现作了介绍。在对可靠性特征量和计算机系统性能／可靠性模型进行分析的基础上，我们对不同的体系结构建立了可靠性组合模型并对其可靠性进行了比较。进一步建立了星载并行计算机硬件系统的马尔可夫可靠性模型，并基于此模型对星载并行计算机的可靠性进行了分析。本文最后分析了星载计算机的并行性能。