- •Оглавление
- •3.3. Математические модели надежности аппаратуры ис 36
- •4.Расчет аппаратурной надежности ис на этапе проектирования 45
- •4.5. Расчет надежности ремонтируемых систем 57
- •5. Методы обеспечения контроля и диагностики аппаратуры ис 66
- •1. Основные понятия, термины и определения
- •1.1. Система и ее элементы
- •1.2. Понятия надежности и отказа системы (элемента)
- •1.3 Основные определения в области качества и надежности программного обеспечения (по) ис
- •1.4. Основные определения в области надежности подсистемы человек - оператор ис
- •1.5. Проблема стандартизации в области надежности и качества
- •2. Факторы, влияющие на надежность информационных систем
- •2.1. Общая характеристика факторов, влияющих на надежность ис
- •2.2. Влияние внешних воздействующих факторов при эксплуатации ис
- •2.3. Общие принципы обеспечения надежности сложных технических систем
- •Показатели надежности аппаратуры ис и используемые модели надежности
- •Основные показатели надежности невосстанавливаемых объектов
- •3.1.1. Вероятность безотказной работы
- •3.1.2. Вероятность отказа
- •3.1.3. Средняя наработка до отказа
- •3.1.4. Интенсивность отказов
- •3.2. Показатели надежности восстанавливаемых объектов
- •3.2.1. Показатели безотказности восстанавливаемых объектов
- •3.2.1.1. Параметр потока отказов
- •3.2.1.2. Средняя наработка на отказ объекта
- •3.2.2. Показатели ремонтопригодности
- •3.2.2.1. Вероятность восстановления
- •3.2.2.2. Среднее время восстановления
- •3.2.2.3. Интенсивность восстановления
- •3.2.3. Показатели долговечности
- •3.2.3. Комплексные показатели надежности
- •3.2.3.1. Коэффициент готовности
- •3.2.3.2. Коэффициент оперативной готовности
- •3.2.3.3. Коэффициент технического использования
- •3.2.3.4. Коэффициент сохранения эффективности
- •3.3. Математические модели надежности аппаратуры ис
- •3.3.1. Модели потоков событий
- •3.3.1.1. Простейший поток отказов
- •3.3.1.2. Потоки Эрланга
- •Законы распределения дискретных случайных величин
- •3.3.2.1. Биномиальный закон распределения числаn появления событияАвmнезависимых испытаниях.
- •3.3.2.2. Пуассоновское распределение появления n событий за время наблюдения t
- •3.3.3. Законы распределения непрерывных случайных величин
- •3.3.3.1. Экспоненциальное распределение
- •3.3.3.2. Нормальное распределение
- •3.3.3.3. Гамма - распределение
- •3.3.4. Марковские процессы
- •Расчет аппаратурной надежности ис на этапе проектирования
- •4.1. Составление логических схем
- •4.2. Расчет надежности нерезервированной невосстанавливаемой системы
- •4.3. Учет влияния режимов работы элементов на надежность систем
- •4.4. Расчет надежности невосстанавливаемых резервированных систем
- •4.4.1. Резервирование с целой кратностьюk с постоянно включенным резервом или нагруженное резервирование замещением с абсолютно надежными переключателями
- •4.4.1.1. Общее резервирование
- •4.4.1.2 Раздельное резервирование
- •4.4.1.3. Общее резервирование с дробной кратностью
- •4.4.2. Резервирование замещением ненагруженное и облегченное с абсолютно надёжными переключателями.
- •4.4.2.1.Общее ненагруженное резервирование замещением
- •4.4.2.2. Облегченное резервирование замещением
- •4.4.3. Резервирование с учетом надежности переключателей.
- •4.4.4. Скользящее резервирование
- •4.5. Расчет надежности ремонтируемых систем
- •4.5.1. Общая характеристика методов расчета надежности ремонтируемых систем
- •4.5.2. Вычисление функций готовности и простоя нерезервированных систем
- •4.5.3. Особенности расчета резервированных восстанавливаемых систем
- •4.5.3.1. Ненагруженное резервирование с восстановлением
- •4.5.3.2. Нагруженное резервирование замещением с восстановлением
- •4.5.4. Расчет надежности восстанавливаемых систем, перерывы, в работе которых в процессе эксплуатации недопустимы
- •4.5.5. Примеры решения типовых задач
- •5. Методы обеспечения контроля и диагностики аппаратуры ис
- •5.1. Контроль технического состояния ис в процессе эксплуатации
- •5.1.1. Основные определения в области контроля ис
- •Методы контроля аппаратуры ис
- •5.1.2.1. Оперативные методы контроля аппаратуры
- •5.1.2.2. Тестовый контроль аппаратуры
- •5.2. Основы диагностирования информационных систем
- •5.2.1. Метод построения квазиоптимальных тестов Шеннона – Фано
- •5.2.2. Организация тестирования персонального компьютера
- •6. Основы моделирования и расчета надежности программного обеспечения
- •6.1. Модель анализа надежности программных средств
- •6.2. Статистика ошибок по ис
- •6.3. Количественные характеристики надежности по ис
- •Модели надежности программного обеспечения
- •6.4.1. О возможности построения априорных мнп
- •6.4.2. Непрерывные эмпирические модели надежности по (нэмп)
- •6.4.3. Дискретные эмпирические модели надежности по (дэмп)
- •6.5. Способы обеспечения и повышения надежности по
- •6.5.1. Основы организации тестирования программ
- •6.5.1.1. Особенности тестирования « белого ящика»
- •6.5.1.2. Особенности функционального тестирования по ( методы тестирования «черного ящика»)
- •6.5.1.3. Организация процесса тестирования программного обеспечения
- •6.5.2. Способы повышения оперативной надежности по
- •7. Основы организации испытаний ис на надежность
- •7.1. Виды испытаний на надежность
- •7.2. Принципиальные особенности организации испытаний на надежность ис
- •Основы организации определительных испытаний на надежность
- •7.3.1. Точечные оценки показателей безотказности и ремонтопригодности
- •7.3.2. Оценка показателей надежности доверительным интервалом
- •7.3.2.1. Определение доверительного интервала для средней наработки на отказ
- •7.3.2.2. Определение доверительного интервала для вероятности безотказной работы по числу обнаруженных при испытаниях отказов
- •7.4. Основы организации контрольных испытаний
- •Основы надежности подсистемы «человек-оператор» ис
- •Основные понятия и определения
- •8.2. Влияние человека - оператора на надежность ис
- •Показатели безошибочности человека-оператора
- •8.2.2. Способы борьбы с ошибками оператора
- •Заключение
6.3. Количественные характеристики надежности по ис
Надежность ПО (см.п. 1.4) согласно международного стандарта ISO 9126 определяется такими свойствами программ, как завершенность, устойчивость, восстанавливаемость, доступность-готовность. Однако ни в международных, ни в отечественных стандартах не указывается, какие количественные показатели необходимо использовать для оценки вышеперечисленных свойств ПО. Поэтому разные авторы предлагают свои подходы для их количественного измерения. Здесь следует отметить следующее. Хотя ПО является чисто детерминированным объектом, а причиной его недостаточной надежности при функционировании – вполне конкретное для каждой программы количество дефектов, любые оценки показателей надежности ПО могут носить только вероятностный характер. Это объясняется тем, что информации о невыявленных дефектах ПО в принципе не существует, поэтому все предлагаемые ниже показатели являются вероятностными. Например, в [6.4] предлагаются следующие количественные оценки надежности ПО (см. табл.6.1).
Табл.6.1
Основные количественные показатели свойств надежности ПО
|
Свойства надежности ПО |
Мера |
Шкала |
|
Завершенность: наработка на отказ при отсутствии рестарта; степень покрытия тестами функций и структуры программ |
Час
% |
10 –1000
50 – 100 |
|
Устойчивость : наработка на отказ при наличии автоматического рестарта; относительные ресурсы на обеспечение надежности и рестарта
|
Час
% |
10 – 1000
10 – 90 |
|
Восстанавливаемость: длительность восстановления |
мин |
10-2 – 10 |
|
Доступность-готовность: вероятность работоспособного функционирования; коэффициент готовности |
Вероятность
Вероятность
|
0.9 – 0.999
0.9 – 0.999 |
В [6.5] рекомендуется по аналогии с надежностью аппаратуры количественно оценивать надежность ПО вероятностью правильного функционирования при определенных условиях эксплуатации ПО, средней наработкой на отказ и интенсивностью отказов.
Получение оценок показателей надежности ПО производится с помощью так называемых моделей надежности программ (МНП)
Модели надежности программного обеспечения
Модель надежности программ (МНП) – математическое выражение, связывающее значение одного из количественных показателей надежности ПО с непосредственно измеряемыми параметрами (ИП), характеризующими ПО в некоторой среде [6.5].
ИП могут быть различными: время, число испытаний, объем ПО, количество программистов, создавших ПО, и т.д.
Предлагается все МНП классифицировать следующим образом:
априорные МНП, с помощью которых можно оценивать показатели надежности до начала его испытаний ( тестирования), исходя из таких характеристик ПО, как его объем, сложность, используемые системы проектирования, условия и средства программирования;
эмпирические ( апостериорные) МНП, использующие информацию, получаемую в процессе функционирования ПО (отладки, доработки, опытной эксплуатации). Если одним из аргументов в эмпирических моделях является время, то такие модели называются непрерывными. Если время отсутствует, а используется как аргумент порядковый номер испытаний ПО, то такие эмпирические модели надежности называются дискретными.
При построении любой МНП всегда используется некоторые начальные допущения, в частности о предполагаемых законах распределения ошибок в ПО.