4.5. Расчет надежности ремонтируемых систем 57

4.5.1. Общая характеристика методов расчета надежности ремонтируемых систем 57

4.5.2. Вычисление функций готовности и простоя нерезервированных систем 59

4.5.3. Особенности расчета резервированных восстанавливаемых систем 62

4.5.3.1. Ненагруженное резервирование с восстановлением 62

4.5.3.2. Нагруженное резервирование замещением с восстановлением 64

4.5.4. Расчет надежности восстанавливаемых систем, перерывы, в работе которых в процессе эксплуатации недопустимы 65

4.5.5. Примеры решения типовых задач 66

5. Методы обеспечения контроля и диагностики аппаратуры ис 66

5.1. Контроль технического состояния ИС в процессе эксплуатации 66

5.1.1. Основные определения в области контроля ИС 66

5.1.2. Методы контроля аппаратуры ИС 67

5.1.2.1. Оперативные методы контроля аппаратуры 67

5.1.2.2. Тестовый контроль аппаратуры 69

5.2. Основы диагностирования информационных систем 70

5.2.1. Метод построения квазиоптимальных тестов Шеннона – Фано 71

5.2.2. Организация тестирования персонального компьютера 73

6. Основы моделирования и расчета надежности программного обеспечения 75

6.1. Модель анализа надежности программных средств 75

6.2. Статистика ошибок ПО ИС 76

6.3. Количественные характеристики надежности ПО ИС 77

6.4.Модели надежности программного обеспечения 78

6.4.1. О возможности построения априорных МНП 78

6.4.2. Непрерывные эмпирические модели надежности ПО (НЭМП) 79

6.4.3. Дискретные эмпирические модели надежности ПО (ДЭМП) 81

6.5. Способы обеспечения и повышения надежности ПО 83

6.5.1. Основы организации тестирования программ 83

6.5.1.1. Особенности тестирования « белого ящика» 84

6.5.1.2. Особенности функционального тестирования ПО ( методы тестирования «черного ящика») 85

6.5.1.3. Организация процесса тестирования программного обеспечения 85

6.5.2. Способы повышения оперативной надежности ПО 87

7. Основы организации испытаний ИС на надежность 89

7.1. Виды испытаний на надежность 89

7.2. Принципиальные особенности организации испытаний на надежность ИС 90

7.3.Основы организации определительных испытаний на надежность 91

Рис. 7.2. Классификация проведения определительных испытаний 91

7.3.1. Точечные оценки показателей безотказности и ремонтопригодности 92

7.3.2. Оценка показателей надежности доверительным интервалом 93

7.3.2.1. Определение доверительного интервала для средней наработки на отказ 94

7.3.2.2. Определение доверительного интервала для вероятности безотказной работы по числу обнаруженных при испытаниях отказов 95

7.4. Основы организации контрольных испытаний 95

8.Основы надежности подсистемы «человек-оператор» ИС 99

8.1.Основные понятия и определения 99

8.2. Влияние человека - оператора на надежность ИС 100

8.2.1. Показатели безошибочности человека-оператора 101

8.2.2. Способы борьбы с ошибками оператора 102

Заключение 104

Введение

Надежность является одним из основных показателей качества любых технических устройств и систем, в том числе информационных систем (ИС). От надежности зависит безопасность, экономичность, ресурс работы системы, ее конкурентоспособность.

Ведущей концепцией, на основе которой решается задача исследования и повышения надежности любого изделия, является системность.Системы обеспечения надежности охватывают весь жизненный цикл изделия от разработки до эксплуатации. При этом методы обеспечения надлежащего уровня надежности специфичны для каждого этапа жизненного цикла. Так, для обеспеченияпроектной надежностиИС необходимо:

- для аппаратуры системы выбрать соответствующие материалы, запасы прочности, конструкции, оптимальные схемы резервирования, и т.д.,

- для разработки программного обеспечения избрать оптимальные алгоритмы работы системы.

Технологическая надежностьаппаратуры обеспечивается бездефектными, стабильными технологическими процессами производства, для разработки программного обеспечения (ПО) необходимо воспользоваться современнымиCase- технологиями.

Эксплуатационная надежностьопределяется организацией технического обслуживания аппаратуры и сопровождения ПО. Решение этих задач базируется на использовании всего опыта, накопленного к настоящему времени в научно- техническом направлении « надежность».

Наука о надежности– сравнительно молодая наука. Она занимается изучением причин, вызывающих отказы, определением закономерностей, которым они подчиняются, разработкой способов измерения надежности, методов расчета и испытаний, а также поиском средств по повышению надежности .

Первые шаги в области исследования надежности относятся к концу 40-х годов ХХ века и связаны с мощным развитием технических систем, вызванным окончанием IIмировой войны. Можно выделить следующие основные направления развития теории надежности:

1. Развитие математических основ теории надежности. Обобщение статистических материалов об отказах, определение математических закономерностей, которым подчиняются отказы, а также разработка методов количественного измерения надежности и инженерные расчеты ее показателей. В результате сформировалась математическая теория надежности.

2. Развитие методов сбора и обработки статистических данных о надежности. Работы в этом направлении привели к формированию статистической теории надежности.

3. Наука о надежности не может развиваться без исследований физико-химических процессов, происходящих в аппаратуре и приводящих к отказу, изучению разнообразных внешних и внутренних воздействий, влияющих на работоспособность. Эти исследования послужили основой физической теории надежности.

4. В конкретных областях техники разрабатывались и продолжают разрабатываться прикладные вопросы надежности. При этом решается вопрос о наиболее рациональном использовании общей теории надежности в конкретной области применения, например в ИС. Так возникли прикладные теории надежности.

Конспект лекций включает основные вопросы анализа и обеспечения надежности информационных систем, в том числе:

• важнейшие понятия и определения теории надежности систем ( раздел 1);

• основные факторы, влияющие на надежность ИС (раздел 2);

• количественные показатели надежности аппаратуры и используемые модели надежности (раздел 3);

• расчет аппаратурной надежности ИС на этапе проектирования, включая резервированные и восстанавливаемые в процессе эксплуатации системы (раздел 4);

• методы обеспечения контроля и диагностики ИС ( раздел 5);

• основы обеспечения и расчета надежности программных средств информационных систем ( раздел 6);

• общие вопросы организации испытаний систем (раздел 7);

• основы обеспечения надежности подсистемы человек-оператор (раздел 8).