Реферат - Надёжность Информационных Систем
Подождите немного. Документ загружается.
учетом операций контроля и восстановления можно представить графом состояний дуги которого
соответствуют возможным переходам между состояниями за некоторый интервал времени.
Основные состояния следующие:
1. состояние соответствует нормальному функционированию работоспособного комплекса
программ при полном отсутствии искажений - полезная работа
2. состояние имеет место при переходе комплекса программ в режим контроля
функционирования и обнаружения ошибок - состояние контроля
3. состояние соответствует функционированию программ при наличии искажений не
обнаруженных средствами контроля - состояние необнаруженного искажения данных или
вычислительного процесса которое в частности может соответствовать отказу
4. состояние характеризуется функционированием группы программ восстановления режима
полезной работы и устранения последствий искажения - восстановление после действительного
искажения
5. состояние соответствует также восстановлению режима полезной работы но после
ложного обнаружения проявления искажения когда в действительности состояние полезной работы
не нарушалось - восстановление после ложной тревоги
Переходы между состояниями могут происходить в некоторых направлениях случайно или
коррелированно с предыдущем переходом. Пребывание во всех состояниях кроме нулевого,
сопряжено с затратами производительности ЭВМ на выполнение операций не связанных с прямыми
функциональными задачами и может рассматриваться как снижение общей эффективности
комплекса программ и производительности ЭВМ.
При определении показателей надежности учитывается только такая цепочка
последовательных состояний вне работоспособности, которая оказывается протяженности больше.
Все остальные более короткие выходы из нулевого состояния не влияют на показатели надежности.
2.3 Основные показатели надежности программного обеспечения
Если рассматривать отказавшее ПО без учета его восстановления, а также случайный характер
отказов в программах, то основные показатели надежности в этом случае не отличаются от тех,
которые были рассмотрены. При этом характер изменения этих показателей во времени будет
зависеть от модели надежности ПО. Таким образом, основными показателями надежности ПО
являются:
-вероятность безотказной работы программы, представляющая собой вероятность того, что
ошибки программы не проявятся в интервале времени;
-вероятность отказа программы или вероятность события отказа ПО до момента времени;
-интенсивность отказов программы ;
-средняя наработка программы на отказ, являющаяся математическим ожиданием временного
интервала между последовательными отказами. При определении характеристик надежности ПО
учитывается тот факт, что возникающие при работе программ ошибки устраняются, количество
ошибок уменьшается и, следовательно, их интенсивность понижается, а наработка на отказ
программы увеличивается.
В связи с такими предположениями рассматривается несколько моделей надежности ПО:
модель с дискретно-понижающей частотой появления ошибок, модель с дискретным увеличением
наработки на отказ или ошибку ПО, экспоненциальная модель надежности ПО.
2.4 Методы испытаний программ на надежность
В теории надежности разработан ряд методов позволяющих определить характеристики
надежности сложных систем. Эти методы можно свести к трем основным группам
прямые экспериментальные методы определения показателей надежности систем в
условиях нормального функционирования;
форсированные методы испытаний реальных систем на надежность;
расчетно-экспериментальные методы при использовании которых ряд исходных данных
для компонент получается экспериментально а окончательные показатели надежности систем
надежности рассчитываются с использованием этих данных;
Прямые экспериментальные методы определения показателей надежности программ в
нормальных условиях функционирования в ряде случаев трудно использовать из-за больших
значений времени наработки на отказ (сотни и тысячи часов).
Форсированные методы испытаний надежности программ значительно отличаются от
традиционных методов испытаний аппаратуры. Форсирование испытаний может выполняться путем
повышения интенсивности искажений исходных данных, а также специальным увеличением
загрузки комплекса программ выше нормальной.
Особым видом форсированных испытаний является проверка эффективности средств
контроля и восстановления программ данных и вычислительного процесса. Для этого имитируются
запланированные экстремальные условия функционирования программ, при которых в наибольшей
степени стимулируется работа испытываемого средства программного контроля или восстановления.
Расчетно-экспериментальные методы. При анализе надежности программ применение
расчетно-экспериментальных методов более ограничено чем при анализе аппаратуры. Это
обусловлено неоднородностью надежностных характеристик основных компонент программных
модулей групп программ массивов данных и т.д. Однако в некоторых случаях расчетным путем
можно оценить характеристики надежности комплексов программ. Сочетание экспериментальных и
аналитических методов применяется также для определения пропускной способности комплекса
программ на конкретной ЭВМ и влияние перегрузки на надежность его функционирования.
2.5 Подход к повышению надежности программного обеспечения
Одним из вариантов решения обозначенной проблемы является предоставление
пользователям возможности работать с информационной системой еще на ранних этапах создания,
задолго до завершения разработки. Это становится возможным при применении технологии,
основанных на языке разметки XML (eXtensible Markup Language) в совокупности со средой
разработки Microsoft Visual Studio.NET для определения структуры данных предметной области, и
автоматического формирования логической и физической структуры базы данных. Чаще всего,
приложения баз данных (а именно таковыми являются большинство современных медицинских
информационных систем), состоят из нескольких частей: непосредственно базы данных, бизнес-
логики приложения (базы данных) и интерфейса пользователя. Соответственно, при изменении
некоторых спецификаций ПО, например, при добавлении группы полей в какую-либо программную
форму, необходимо вносить изменения на всех трех уровнях: в базу данных, бизнес-логику и
интерфейс. При помощи технологии, основанной на XML, разработчик меняет только XML-схему
(описание структуры данных согласно стандартам XML), а изменения в структуре базы данных и
бизнес-логике приложения происходят автоматически. Также упрощается процесс формирования
пользовательского интерфейса за счет применения технологии Data Binding. Использование на
практике указанных технологий помогает разработчику предоставить пользователям достаточно
функциональный и в то же время гибкий с точки зрения внесения изменений макет ПО, посредством
которого можно на практике проверять соответствие спецификаций требованиям конечных
пользователей. В процессе использования такого макета выявляются противоречия в спецификациях,
и у разработчиков появляется возможность создания программного продукта, максимально
удовлетворяющего требованиям конечных пользователей, в данном случае – врачей. Таким образом,
за счет применения технологии XML для итеративного описания структуры слабо формализованных
данных, можно добиться определенного повышения надежности как программного обеспечения в
частности, так и технических систем в целом.
2.6 Методы обеспечения надежности комплексов программ при
сопровождении
В этой стадии жизненного цикла программ расширяются условия их использования и
характеристики исходных данных, вследствие чего могут потребоваться изменения в программах.
Для сохранения и улучшения показателей надежности комплексов программ в процессе длительного
сопровождения необходимо четко регламентировать передачу комплексов программ пользователям.
Целесообразно накапливать необходимые изменения в программах и вводить их группами формируя
очередную версию комплекса программ с измененными характеристиками. Версии комплекса
программ можно разделить на эталонные и пользовательские (или конкретного объекта).
Эталонные версии развиваются, дорабатываются и модернизируются основными
разработчиками комплекса программ или специалистами, выделенными для их сопровождения. Они
снабжаются откорректированной технической документацией полностью соответствующей
программам и точным перечнем всех изменений введенных в данную версию по сравнению с
предыдущей версией.
Пользовательские версии. Необходимы также общие проверки работоспособности и
сохранности всех программ комплекса. Для корректности выполнения изменений они снабжаются
методиками проверки и правилами подготовки контролирующих тестов. Целесообразно
ограничивать доступ широких пользователей к технологической документации хранящей подробные
сведения о содержании и логике функционирования программ. Такие меры в некоторой степени
предотвращают возможность резкого ухудшения показателей надежности.
Заключение
Осуществление подхода к оцениванию и повышению надежности функционирования
программного обеспечения требует существенных затрат различного вида. Но, на мой взгляд, его
осуществление необходимо. Это обусловлено конечной точностью вычислений в современных и
перспективных компьютерах и другими факторами, из которых наиболее весомым является
лавинообразный рост сложности перспективных программ. Другого пути нет, пока не будут созданы
компьютеры с избыточностью, позволяющей организовать оперативный контроль и принятие
решений в условиях влияния помех различного вида, адаптирующиеся по точности в процессе
вычислений. Возврат к классической теории ошибок и дальнейшее ее развитие весьма необходимы в
интересах информатики и информатизации общества. Такой путь, на мой взгляд, может стать
источником новых конструктивных решений как в элементной базе, архитектуре вычислительных
средств, так и в программном обеспечении. Он также может стимулировать развитие новых методов
численной математики.
Список литературы
1. Липаев В.В. Надежность программных средств.- М.: Синтег, 1998.
2. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. М., 2005.
3. http://ru.wikipedia.org