17. Методы обеспечения надежности пс. Средства повышения надежности пс. Средства автоматизированного проектирования и тестирования пс.

В современных автоматизированных технологиях создания и развития сложных ПС с позиции обеспечения их необходимой и заданной надежности можно выделить методы и средства позволяющие:

• создавать программные модули и функциональные компоненты высокого, гарантированного качества;

• предотвращать дефекты проектирования за счет эффективных технологий и средств автоматизации, обеспечивающие весь ЖЦ комплексов программ и БД;

• обнаруживать и устранять различные дефекты и ошибки проектирования, разработки и сопровождения программ путем систематического тестирования на всех этапах ЖЦ ПС;

• удостоверять достигнутые качество и надежность функционирования ПС в процессе их испытаний и сертификации перед передачей в регулярную эксплуатацию;

• оперативно выявлять последствия дефектов программ и данных и восстанавливать нормальное, надежное функционирование комплексов программ.

Комплексное, скоординированное применение этих методов и средств в процессе создания, развития и использования ПС позволяет исключать некоторые виды угроз или значительно ослаблять их влияние. Тем самым уровень достигаемой надежности ПС становится предсказуемым и управляемым, непосредственно зависящим от ресурсов, выделяемых на его достижение, а главное, от качества и эффективности технологии, используемой на всех этапах ЖЦ ПС.

Предотвращение ошибок и улучшение технико-экономических показателей создания ПС обеспечивается применением современных технологий и систем автоматизированного проектирования, объединенных понятиями CASE и языки четвертого поколения (4GL).

Для обнаружения и устранения ошибок проектирования все этапы разработки и сопровождения ПС должны быть поддержаны методами и средствами систематического, автоматизированного тестирования. На этапах разработки ПС целесообразно применять различные методы, эталоны и виды тестирования, каждый из которых ориентирован на обнаружение, локализацию или диагностику определенных типов дефектов. Непредсказуемость конкретных дефектов и ошибок в программах приводит к целесообразности последовательного, методичного анализа возможности проявления ошибок любого типа и к необходимости их исключения на наиболее ранних этапах разработки при минимальных затратах. Надежность функционирования ПС непосредственно зависит от полноты применяющихся комплектов тестов и адекватности генераторов тестов реальным объектам внешней среды и условиям будущей эксплуатации.

Тестирование - основной метод измерения качества, определения корректности и реальной надежности функционирования программ на любых этапах разработки. Результаты тестирования и измерения показателей качества должны сравниваться с требованиями технического задания или спецификаций для определения степени соответствия предъявлявшимся требованиям, полученным разработчиком от заказчика. Такие достаточно полные эталоны, как совокупность требований технического задания и поэтапная их декомпозиция в спецификациях, необходимы для тестирования при промежуточных и завершающих испытаниях.

Имеет большое значение учет особенностей тестирования сложных ПС, которые отличается от традиционного процесса, применяемого для проверки аппаратуры и других технических систем. С этой позиции основными особенностями процесса тестирования программ являются:

• отсутствие полностью определенного достоверного эталона программы, которому должны точно соответствовать все результаты тестирования проверяемой программы;

• высокая сложность комплексов программ и принципиальная невозможность построения полных комплектов тестовых наборов, достаточных для их исчерпывающей проверки, в том числе, на надежность функционирования;

• относительно невысокая степень формализации критериев качества тестирования и достигаемых при этом корректности, надежности функционирования объектов испытаний.

Для удостоверения качества, надежности и безопасности применения сложных, критических ИС, используемые в них ПС, следует подвергать обязательной сертификации аттестованными, проблемно-ориентированными испытательными лабораториями. Такие испытания необходимо проводить, когда программы управляют сложными процессами или обрабатывают столь важную информацию, что дефекты в них или недостаточное качество могут нанести значительный ущерб.

Сертификационные испытания должны устанавливать соответствие комплексов программ документации и допускать их к эксплуатации в пределах изменения параметров внешней среды, исследованных при проведенных проверках. Эти виды испытаний характеризуются наибольшей строгостью и глубиной проверок и должны проводиться специалистами, независимыми от разработчиков и от заказчиков (пользователей). Испытания ПС должны опираться на стандарты, формализованные методики и нормативные документы разных уровней. Множество видов испытаний целесообразно упорядочивать и проводить поэтапно в процессе разработки для сокращения затрат на завершающих сертификационных испытаниях.

Если все испытания проходят успешно, то на соответствующую версию ПС оформляется специальный документ - сертификат соответствия. Этот документ официально подтверждает соответствие стандартам, нормативным и эксплуатационным документам функций и характеристик испытанных средств, а также допустимость их применения в определенной области.

Отсутствие гарантий достижения абсолютной надежности функционирования ПС в процессе создания за счет использования высоких технологий, тестирования и сертификации заставляет искать дополнительные методы и средства повышения надежности ПС. Для этого разрабатываются и применяются методы оперативного обнаружения дефектов и искажений при исполнении программ путем введения в них временной, информационной и программной избыточности. Эти же виды избыточности используются для оперативного восстановления искаженных программ и данных и предотвращения возможности реализации угроз до уровня, нарушающего надежность функционирования ПС. Основная задача ввода избыточности состоит в ограничении или исключении возможности аварийных последствий от возмущений, соответствующих отказу системы. Любые аномалии при исполнении программ необходимо блокировать и по возможным последствиям сводить до уровня сбоя путем быстрого восстановления.