книги из ГПНТБ / Зингер И.С. Обеспечение достоверности данных в автоматизированных системах управления производством

ки обработки данных) должны быть охвачены обратными связями. Величина участка обработки данных, после про­ хождения которого производится контроль и, если надо, приводится в действие контролирующая обратная связь, зависит от надежности работы используемых на этом участ­ ке устройств. Чем больше надежность устройств и меньше вероятность их сбоя, тем больше может быть величина

и определения величины неконтролируемого участка об­ работки данных.

Пусть обработка данных .4 (или интересующая нас часть обработки данных) требует времени Т непрерывной обработки, если она не контролируется. Будем считать, что ошибки при обработке данных могут возникать на раз­ личных отрезках времени независимо и с одинаковыми вероятностями на равных промежутках времени. Тогда ошибки возникают в системе в соответствии с законом Пуассона и вероятность достоверной обработки данных-на отрезке времени продолжительности т равна

Яг (т) = е - " .

Вероятность достоверной обработки данных на всем

то рассматриваемую обработку данных можно не охваты­ вать контролирующей обратной связью.

Если это не так, то обработку данных на интервале Т необходимо контролировать.

Рассмотрим сначала следующую структуру контроля. Обработка А, требующая времени Т, разбивается\.на п оди­ наковых интервалов. Каждый из этих интервалов обра­ ботки подвергается контролю с возвратом (в случае ошибки) на начало интервала.

Будем считать, что при контроле с вероятностью q обнаруживается неправильная обработка данных на кон­ тролируемом участке, а с вероятностью Р = 1 — q ошиб^. ка не обнаруживается. Если на каком-либо интервале обнаружена ошибка, обработка данных на этом интервале повторяется. Если ошибка не обнаружена, то система

112

переходит к обработке данных на следующем интервале. Найдем среднюю продолжительность обработки данных А с указанной структурой контроля. Вычислим также вероятность выдачи достоверных данных в конце обра­ ботки при условии, что исходные данные достоверны.

Для этого воспользуемся методологией, разработан­ ной в п. 6, гл. 2. Каждый контролируемый участок обра­ ботки данных имеет одну и ту же продолжительность

! — I , одну и ту же вероятность получить достоверные данПные после одного прохода этого участка, равную

-О Т/71

иодну и ту же вероятность обнаружения ошибки при контроле, равную q. Поэтому если мы вычислим среднюю продолжительность обработки данных на одном таком участке, обозначим ее через Q (имеется в виду продол­ жительность обработки с контролем и повторной обработ­ кой в случае обнаружения ошибки), то полная средняя

продолжительность обработки данных на всех п участ­

т

Следовательно, полная продолжительность обработки данных с пунктами контроля и контролирующими обрат­ ными связями исчисляется так:

Очевидно, что наибольшая продолжительность будет при п = 1. Эта продолжительность равна

Р+ де -аТ

Сувеличением п продолжительность уменьшается,

ипри достаточно большом значении она близка к Т. Вероятность того, тчто после выхода из интервала

обработки данных (0, —) с контролем не будет искажения

113

информации, равна

Вероятность получения достоверных данных после полной обработки всех п интервалов равна д'\ т. е.

е - о Т . п

Очевидно, что наибольшая вероятность получения достоверных данных получается при п = 1. Эта вероят­ ность равна

Наименьшая вероятность получения достоверных дан­ ных приблизительно равна е - а Т Р при достаточно больших п.

Пусть заданный уровень достоверности обработки дан­ ных А равен д0. Это означает, что искажение информации при обработке данных А может происходить с вероят­ ностью, не большей 1 — qQ. Тогда из соотношения

и наибольшую бесконтрольную обработку данных в ус­ ловиях принятой структуры контроля. Это значение наи­ более выгодное, так как оно дает наименьшую полную продолжительность обработки данных.

Наряду с простейшей структурой контроля могут быть применены и более сложные структуры контролирую­

структуре контроля, можно вычислить продолжительность обработки и вероятность достоверного перехода от начала

114

Рис. 2G

к ковгду без учета контролирующих связей, охватываю­ щих каждый из этих участков целиком. Обозначим эти участки обработки данных номерами 1, 2, . . ., т, а продолжительности обработки на каждом из этих участ­ ков и вероятности достоверного перехода от их начала к концу через

Далее рассмотрим структуру контроля, показанную на рис. 25. Вычислим продолжительность обработки данных на каждом участке 1, 2, . . . , т с учетом охватывающих их обратных связей, пренебрегая продолжительностью операций в контролирующем пункте. Обозначим про­ должительности обработки данных и вероятности досто­ верного перехода на каждом из участков 1, 2, . . . , т

„-аТ/т

Qe = ( P + g e - a T ) n

115

Получаем

Полная средняя продолжительность обработки дан­ ных при структуре контролирующих связей, показанных на рис. 25, в то раз больше вычисленной величины и равна

Вероятность достоверной обработки данных на каждом из участков 1, 2, . . •., то с учетом охватывающих их обратных связей равна

Считая, что ошибки контроля и искажения информации на участках 1, 2, . . ., то происходят независимо друг от друга, получим, что вероятность достоверности полной обработки данных А с учетом контролирующих связей равна

q=q\-q\- - •q1m =

.-а-Т

Полную среднюю продолжительность обработки дан­ ных при структуре контроля, приведенной на рис. 26, и вероятность достоверности выходных данных будем вы­ числять по методике, предложенной выше, исключая по-_ следовательно простые циклические структуры. Посл«т устранения циклической структуры, соответствующей уча-, стку обработки 1, получаем граф, показанный на рис. 27.

116

Вероятность достоверного перехода от входа в вершине 1 этого графа до выхода из нее равна

=е-аТ"п

Средняя продолжительность перехода от входа в ату вершину до выхода из нее равна

Затем таким же образом можно устранить простую циклическую структуру, соответствующую двум первым участкам (вершинам 1 и 2 графа на рис. 27) и т. д. Зная

Рно. 27

уровень достоверности обработки данных q0, можно найти значения т и п , которые дают структуру контроля, удов­ летворяющую заданному уровню достоверности и миними­ зирующую среднее время обработки данных О. Из выбран­ ных таким образом вариантов трех видов структур кон­ троля необходимо отобрать вариант с меньшей продолжи­ тельностью обработки данных.

Здесь следует заметить, что при обработке данных име­ ются, как правило, естественные точки, после которых следует контролировать участок обработки данных. Эти точки являются моментами окончания решения промежу­ точных задач и окончания передач полных (законченных в смысловом отношении) сообщений (записей) и массивов данных. В случае же слишком большой продолжитель­ ности непрерывной обработки данных при решении про­ межуточной задачи или при передаче массива данных следует прибегнуть к предлагаемой методике.

117

3.Контроль достоверности исходных данных

Контроль достоверности данных на входе в ЭВМ (во входной фазе) представляет наиболее ответственный и тру­ доемкий этап обеспечения достоверности информации в АСУП. Опыт формирования постоянных массивов нор­ мативно-справочных данных в памяти ЭВМ на ряде пред­ приятий страны, в частности на Таллинском экскаваторном заводе, свидетельствует, что примерно 30—40% времени работы программ ввода занимают процедуры контроля правильности исходных документов.

На этом этапе используются следующие методы про­ граммного контроля:

счетный контроль с получением контрольных сумм; счетный контроль с получением контрольных итогов; счет записей; контроль формата (макета) документа;

проверка предельных значений (метод «вилок»); метод статистического прогноза; смысловые проверки;

контроль обоснованности применения членов опреде­ ленного массива данных (метод шаблонов);

контроль по меткам; комбинированные методы контроля.

Блок-схема процедур контроля достоверности данных при формировании массивов экономических данных пред­ приятия (министерства, ведомства) в памяти ЭВМ пред­ ставлена на рис. 28.

С увеличением объемов исходных данных увеличива­ ется вероятность появления ошибок на всех стадиях подготовки и решения задачи: при составлении докумен­ тов, перфорации и вводе данных в ЭВМ. Если данные вводятся в машину частями, то наряду с достоверностью данных следует контролировать их комплектность, т. е. нужно следить, чтобы в конце концов все части были за­ гружены в машину.

В этих условиях счетный контроль рекомендуется осу­ ществлять следующим образом [29]. Перед перфорацией подочитываются контрольные суммы отдельно по каждой пачке вводимых документов. По исходным документам со вписанными контрольными суммами изготовляется только один комплект перфокарт. Перфокарты вводятся в ЭВМ, и весь дальнейший контроль осуществляется маши­ ной. В память ЭВМ попадают группы только с правиль-

118

нымп контрольными суммами. Все другие считаются оши­ бочными. Эти группы данных выпечатываются в специаль­ ную дефектную ведомость. Затем ошибки анализируют и классифицируют по следующим признакам: источник (причийа) ошибки, частота возникновения, где обнару­ жена (локализация ошибки), способ устранения (исправле­ ния) ошибки и т. д. В дефектной ведомости (наряду с со­ держанием группы) приводятся вспомогательные данные, облегчающие локализацию ошибки внутри этой пачки до­ кументов.

4.Методы контроля перфорации

при ручном перфорировании, вызываются либо невнима­ тельностью оператора — ошибки оператора ( 0 0 ) , либо отказами пли сбоями перфоратора — ошибки перфоратора (ОП). Процессы вывода информации из ЭВМ на перфора­ тор или в канал связи автоматизированы, ошибки в этом случае могут появиться из-за отказов или сбоев выходного перфоратора или сбоев в канале связи.

Ошибки оператора ( 0 0 ) в большинстве случаев заклю­ чаются в ошибочном нажатии клавиши или в несоблюде­ нии постоянной длины в записях постоянной длины.

При неисправностях перфоратора (ОП) ошибки вызы­ ваются:

1) неправильной работой механизма или схемы коди­ рования, в результате которой в строке появляются ошиб­ ки, связанные с искажением кодовых комбинаций;

2)неправильной работой механизма подачи перфолен­ ты, в результате которой лента либо не перемещается и вся информация перфорируется на одной и той же строке перфоленты, либо каждый раз перемещается больше чем на один шаг и перфорирование происходит с системати­ ческим пропуском строк;.

3)неправильной работой перфорационного механизма,

врезультате которого на перфоленте отсутствуют нужные или появляются лишние перфорационные отверстия.

Способы контроля перфоленты. На практике при обна­ ружении ошибок на этапе изготовления перфоленты (ПЛ)

120

контроле по этому способу участвуют два человека. Один из них считывает данные с изготовленной ПЛ, а дру­ гой сравнивает эти данные с данными исходной таблицы. Этот способ наиболее простой н не требует применения дополнительных устройств. Контроль возможен при из­ готовлении ПЛ практически на любом перфораторе и поз­

ловек в проверочной работе и необходимость иметь исход­ ную таблицу и легко читаемый код перфоратора. Кроме того, надежность контроля данным способом определяет­ ся субъективными факторами.

сравнением. При этом способе контроля по одним и тем же исходным данным изготовляются две ПЛ, которые затем сравниваются по совпадению перфорационных отверстий. Достоинства этого способа следующие.

Способ достаточно прост и не требует применил до­ полнительных устройств. Контроль по этому способу возможен как при ручном, так и при автоматическом изго­ товлении ПЛ на ЭВМ. Контроль позволяет с достаточной степенью вероятности обнаружить ошибки вида 0 0 и сбои вида ОП. Высокая эффективность контроля при обна­ ружении ошибок этого вида объясняется малой вероят­ ностью совпадения одинаковых случайных ошибок на одних и тех же местах ПЛ.

Недостаток этого способа в том, что при изготовле­ нии обеих ПЛ на одном и том же перфораторе не обнару­ живаются ошибки типа ОП. Для обнаружения этих оши­ бок приходится изготавливать сравниваемые ПЛ на раз­ ных перфораторах.

• Изготовление двух ПЛ с последующим автоматическим сравнением. При этом способе по одним и тем же исходным данным изготавливаются две ПЛ, которые автоматически сравниваются на контрольном считывающем устройстве (КСУ). Автоматическое сравнение ПЛ позволяет исклю­ чить влияние субъективных факторов. Для осуществле- >ния контроля этим способом необходимо в комплекте обо­ рудования для подготовки данных иметь устройство для автоматического сравнения ПЛ.

121