, СК-сигнал контроля.Показатели надежности. Факторы, влияющие на надежность информационных систем, влияние контроля и диагностики на надежность обработки, передачи и хранения информации.
Надежность – сложное свойство, которое определяется безотказностью, долговечностью, живучестью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, достоверностью, в зависимости от назначения и условий применения объекта.
В соответствии с ГОСТ 27.002-89, под надежностью понимают свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки. Программное обеспечение с точки зрения оценки надежности существенно отличается от технических средств. Если характеристики технических средств с течением времени эксплуатации меняются, накапливаются изменения, которые могут привести к отказам, то программные средства с течением времени не меняются. Однако, допущенные при разработке, отладки и загрузки программ ошибки могут в процессе эксплуатации привести к отказам или сбоям. Так как и в данном случае, отказы и сбои события случайные, последовательности этих событий описываются с помощью понятий потоков, то и для определения надежности программного обеспечения применяют методы, разработанные для оценки надежности технических средств. В перечне параметров и количественных оценок надежности следует обратить внимание на:
Вероятность безотказной работы P(t),определяет то ,что невосстанавливаемый объект вероятно не откажет в течение заданного времени t.Для определения вероятности P(t) в зависимости от учета тех или факторов используют Экспоненциальное распределение плотности вероятности случайной непрерывной величины, Гамма-распределение, Равномерное распределение, распределение Вейбулла и нормальное распределение. При определении количественной оценки надежности важен не только факт потери работоспособности(отказ или сбой),но и время через которое это произошло. Так время величина непрерывная, то необходимо пользоваться законами распределения.
Параметром надежности является интенсивность отказов – количество отказов в единицу времени. Находит применение и величина обратная интенсивности отказов – наработка на отказ, математическое ожидание времени между отказами.
Показателем долговечности служит суммарная наработка устройства от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние.
Для определения надежности восстанавливаемых устройств и систем помимо рассмотренных находят применение следующие показатели: интенсивность восстановления, вероятность восстановления, плотность распределения времени восстановления комплексный коэффициент готовности и коэффициент использования.
Надежность программного обеспечение может быть определена как свойство программы выполнять заданные функции в заданных условиях работы и на заданной вычислительной системе. Данное определение аналогично определению понятия надежности технических средств. Однако механизмы возникновения отказа аппаратуры и отказа ПО существенно отличаются друг от друга. Отказ аппаратуры обусловлен, как правило, разрушением или старением каких-либо элементов аппаратуры. Отказ (появление ошибки) ПО обусловлен, в большинстве случаев, несоответствием ПО поставленным задачам. Несоответствие может возникнуть по двум причинам: либо разработчиком программы допущено нарушение спецификации–технических требований к программе, либо спецификация неточная или неполная.
Надежность зависит от технологии изготовления, внешних воздействий (высокой температуры, влажности, загрязнения воздуха, ударов и вибраций, термоударов), от ошибок при разработке программ, от неправильных действий обслуживающего персонала и т. д.
К факторам, определяющим надежность ПО, можно отнести факторы, связанные с разработкой ПО (качество программирования, объем программ, логическая сложность, опыт персонала), эксплуатационные факторы (полнота и качество документации, степень адаптации документации, простота изучения и использования, степень выполнения стандартов, защищенность информации, временные ограничения).
Следует обратить внимание на изменение показателей надежности во времени. Имеется интервал времени, когда происходит приработка, выявление браков в материале и технологии, далее наступает стабильный процесс с постоянной интенсивностью отказов, после которого наблюдается рост отказов из-за старения.
На надежность восстанавливающих систем значительное влияние оказывают средства контроля, диагностирования, эффективность профилактических работ и регламентных проверок, степень резервирования систем.
За последние два десятка лет актуальность проблемы повышения надежности стала очень острой. Внедрение информационных систем, АСУ на разных уровнях управления и особенно ответственных САУ без решения задач обеспечения надежности и повышения производительности было невозможно.
Стали применяться различные методы и средства обеспечения требуемой надежности.
Интеграция элементов (БИС и СБИС) способствовала повышению надежности устройств. Немаловажное значение имело также усовершенствование механических, электромеханических и оптомеханических, устройств ПУ и ВЗУ. Для повышения надежности ИВС значительную роль сыграло резервирование – способ повышения надежности при помощи аппаратуры, готовой в любой момент заменит отказавшую аппаратуру. В последние годы разрабатываются отказоустойчивые информационно-вычислительные системы, в которых высокая надежность достигается за счет автоматизации процесса восстановления
В повышении надежности очень важную роль играет контроль в системах. Под контролем ИВС понимают процессы, обеспечивающие обнаружение ошибок в работе ИВС, вызванных отказом или сбоем аппаратуры, ошибкой оператора, ошибкой в программе или другими причинами. В сочетании с мерами по включению резерва, восстановлению отказавшей аппаратуры и корректировке ошибочных программ или данных контроль является одним из самых эффективных средств повышения надежности и достоверности обработки информации.
К способам обеспечения надежности ПО относятся:
1.Усрвершенствование технологии программирования;
2.Выбор алгоритмов, не чувствительных к различного рода нарушениям вычислительного процесса;
3.Резервирование программ, введение структурной избыточности;
4. Контроль и тестирование программ с последующей коррекцией.
Решая вопросы обеспечения надежности, следует учитывать человеческие факторы. Многие из скрытых ошибок в действующих системах имеют место, когда внезапно создаются новые условия как результат непредвиденных действий пользователя.
Контроль ИС-процессы, обеспечивающие обнаружение ошибок в их функционировании, вызванные отказами аппаратуры, ошибками программ и другими причинами.
Ошибки
проектирования:
-программные-порождаемые неправильным
использованием команд, операторов, адресации.
-алгоритмические-возникают из-за неадекватности модели реальному процессу, неправильному выбора численного метода решения задачи.
-системные-появляются вследствие неправильного взаимодействия алгоритмов друг с другом при функционировании системы.
Ошибки проектирования. К ним относят ошибки в документации, аппаратуре или программном обеспечении.
Ошибки операторов возникают вследствие плохой организации технической эксплуатации.
Ошибки исходных данных возникают в ИС, гад большое кол-во исходной инф-и подготавливается вручную.
Средства контроля ИС:программные, аппаратные, смешанные.
Характеризуются 3 параметрами:
1)полнота. Оценивается как доля отказов, обнаруживаемых в результате контроля, от общего числа отказов.
2)время обнаружения ошибки. Определяется как интервал времени от момента возникновения до момента ее обнаружения.
3)сложность средств контроля характеризуется массой, размерами, стоимостью потребляемой энергии, памятью и др.параметрами ап-х среств.
По характеру контроль бывает: оперативный и тестовый. Оперативный – осуществляется в процессе работы. Тестовый – осуществляется в специально отведенные промежутки времени.
По способу организации: прямой, обратный, смешанный.
1.Прямой контроль:
, СК-сигнал контроля.
Недостатки: -необходимость дополнительного аппаратного обеспечения
-если оба элемента работают неверно, они могут выдать одинаковый неверный результат
2.Обратный контроль:
Недостатки:
- дополнительная ап.часть
-по времени выполняется дольше
-ограниченность по классу решаемых задач.