4549
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И. Г. Куклина
НАДЕЖНОСТЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Надежность программного обеспечения»
по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль)
Технология разработки информационных систем
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И. Г. Куклина
НАДЕЖНОСТЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Надежность программного обеспечения»
по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль)
Технология разработки информационных систем
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
1
УДК 681.3 (075)
Куклина, И. Г. Надежность программного обеспечения: учебнометодическое пособие / И. Г. Куклина; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. 10 с.: ил. – Текст: электронный.
Даются тематика лекций, их краткое содержание, планы практических занятий, а также методические рекомендации по организации самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Надежность программного обеспечения». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Надежность программного обеспечения» по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Технология разработки информационных систем.
И.Г. Куклина,ННГАСУ, 2022.
2
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Надежность программного обеспечения» предназначены для студентов второго курса, обучающихся по направлению 09.04.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.
Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Надежность программного обеспечения».
Целями освоения дисциплины «Надежность программного обеспечения» являются изучение студентами основных идей и методов, лежащих в основе разработки надежных и доступных отказоустойчивых систем, получение навыков
вобслуживании аппаратных устройств.
Влекциях излагается общая характеристика вопросов тем, даются практические примеры применения стандартов. Главной целью лекции является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.
На лекциях по дисциплине «Надежность программного обеспечения» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.
Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.
Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины: ПК-1. Способен распределять задания по выполнению разработки программного обеспечения, осуществлять общее руководство и контроль
выполнения заданий; ПК-2. Способен составить общий план тестирования создаваемого
программного обеспечения и следить за его выполнением.
Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине: -систематическая проработка лекций, основной и дополнительной
литературы; -подготовка к зачету.
Содержание разделов дисциплины «Надежность программного обеспечения» представлено в таблице 1.
3
Таблица 1 Содержание разделов дисциплины
|
|
|
Аудиторны |
работа |
|
|||
|
|
|
е занятия |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
(в часах) |
|
Перечень |
|||
п/п№ |
|
|
Лекции |
Лабораторные |
семинар,Практика |
Самостоятельная |
||
Наименование раздела учебной |
Всего |
компетенций, |
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
формируемых в |
|||
|
дисциплины |
часов |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
процессе освоения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
раздела |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные определения теории |
|
|
|
|
|
|
|
|
надежности. Испытания на |
|
|
|
|
|
|
|
|
надежность. Классификация отказов |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
1 |
информационных систем. Основные |
9 |
2 |
|
|
7 |
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|
|
причины ошибок программного |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
обеспечения. Методы обеспечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
устойчивости к ошибкам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Комплексные показатели надежности |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
2 |
информационных систем. Основы |
9 |
2 |
|
|
7 |
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|
|
расчета информационных систем. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристики надежности при |
|
|
|
|
|
|
|
|
внезапных и постепенных отказах. |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
|
Характеристики надежности при |
|
|
|
|
|
||
3 |
9 |
2 |
|
|
7 |
|
||
внезапных и постепенных отказах. |
|
|
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Сложность системы. Методы |
|
|
|
|
|
|
|
|
предупреждения ошибок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатели надежности при |
|
|
|
|
|
|
|
|
хранении информации. |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
4 |
Отказоустойчивые диски |
9 |
2 |
|
|
7 |
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|
|
независимых массивов. RAID |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
массивы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатели надежности при |
|
|
|
|
|
|
|
|
хранении информации. |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
|
Отказоустойчивые диски |
|
|
|
|
|
||
5 |
9 |
2 |
|
|
7 |
|
||
независимых массивов.. Источники |
|
|
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
бесперебойного питания. Различные |
|
|
|
|
|
|
|
|
типы систем защиты электропитания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Комплексные показатели надежности |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
6 |
информационных систем. Основы |
9 |
2 |
|
|
7 |
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|
|
расчета информационных систем. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
Влияние контроля и диагностики на |
|
|
|
|
|
|
|
надежность обработки, передачи и |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
7 |
хранения информации. Применение |
9 |
2 |
|
|
7 |
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
|
теории вероятности в расчетах на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
надежность ИС. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применение теории вероятности в |
|
|
|
|
|
ОПК-4, ОПК-7, |
|
расчетах на надежность ИС. |
|
|
|
|
|
|
8 |
9 |
2 |
|
|
7 |
|
|
Экспоненциальный закон |
|
|
ПК-2 (ПК-4и), УК-3 |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
распределения надежности ИС. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по лекционному материалу.
Рекомендуется проработать конспект лекций, затем повторить теоретический материал, пользуясь рекомендованной основной и дополнительной литературой. Если после этого остаются вопросы, рекомендуется выписать их и обратиться к преподавателю на консультациях или по электронной почте istkuklina@rambler.ru.
В конце семестра студенты проходят опрос по всем разделам курса. В конце опроса студент понимает, в каких разделах и сколько ошибочных ответов он дал и получает балл в диапазоне от 0,0 до 5,0. Перед зачетом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к зачёту.
Студент допускается к зачету, если он хорошо ориентируется в теоретическом материале. При подготовке к зачету после получения перечня вопросов рекомендуется:
1.внимательно прочитать материал лекций;
2.постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами, используя рекомендованную литературу;
3.выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.
Перечень примерных вопросов, выносимых на зачет:
1.Основные определения теории надежности.
2.Настройка и оптимизация информационной системы.
3.Отказы информационных систем.
4.Факторы, определяющие надежность информационных систем.
5.Расчет показателей надежности информационных систем.
6.Расчет и построение графиков комплексных показателей надежности информационных систем.
7.Резервирование и дуплексирование информационных систем.
8.Влияние контроля и диагностики на надежность обработки, передачи и хранения информации.
9.Элементы теории восстановления информационных систем.
5
10.Влияние контроля и диагностики на надежность обработки, передачи и хранения информации.
11.Элементы теории восстановления информационных систем.
12.Аппаратно-программные средства повышения надежности информационных систем.
13.Программы обслуживания и проверки дисков на наличие ошибок.
Показатели оценки по зачету представлены в таблице 2.
Таблица 2 Описание шкал оценивания
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
Баллы |
Оценка |
Критерий оценки |
||||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результаты освоения |
4,5 - 5,0 |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
|
|
|
показавшему |
|
|
глубокие |
|
соответствует |
|
|
|
систематизированные |
|
знания |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного материала, |
владеющему |
||||
|
|
|
|
творческим |
анализом |
фактов, |
||
|
|
|
|
умеющему |
|
|
|
обобщать |
|
|
|
|
информацию, |
аргументировано и |
|||
|
|
|
|
практически |
без |
|
ошибок |
|
|
|
|
|
ответившему на все вопросы. |
||||
Результаты освоения |
3,5 - 4,4 |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
|
|
|
продемонстрировавшему |
|
|||
соответствует |
|
|
|
достаточно |
полное |
знание |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
|
|
материала, |
||
|
|
|
|
допустившему негрубые ошибки и |
||||
|
|
|
|
недочеты. |
|
|
|
|
Результаты освоения |
2,5 - 3,4 |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
|
|
|
показавшему |
|
минимально |
||
соответствует |
|
|
|
необходимый |
уровень |
знаний |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
материала, |
владеющего |
|||
|
|
|
|
навыками логического мышления |
||||
|
|
|
|
и |
|
допустившего |
||
|
|
|
|
непринципиальные ошибки при |
||||
|
|
|
|
ответе на вопросы. |
|
|
||
Результаты освоения |
0,0 - 2,4 |
«незачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
НЕ |
|
|
продемонстрировавшему |
|
|||
соответствует |
|
|
|
существенные |
пробелы |
в знании |
||
требованиям ФГОС |
|
|
основного |
учебного |
материала, |
|||
|
|
|
|
допустившему |
принципиальные |
|||
|
|
|
|
ошибки при изложении материала. |
||||
Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины.
Основная литература:
1. Баженова И. В.. Практика по получению первичных профессиональных
6
умений и навыков : Учебное пособие. / Баженова И. В. ; И. В. Баженова. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2018. – 124 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/84305.html. – ISBN ISBN 978-5-7638-3918-0.
2.Бедарев И.А.. Методы вычислений в пакете MathCAD : учебное пособие. / Бедарев И.А., Кратова Ю.В., Федорова Н.Н., Федорченко И.А. ; И.А. Федорченко; Н.Н. Федорова; Ю.В. Кратова; И.А. Бедарев. – Новосибирск : Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет
(Сибстрин), 2013. – 169 c. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/68893.html.
– ISBN ISBN 978-5-7795-0659-5.
3.Васюков, О. Г.. Надежность информационных систем : лабораторный практикум. / Васюков, О. Г. ; О. Г. Васюков. – Самара : Самарский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2019. – 71 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/111385.html. – ISBN ISBN 2227-8397.
4.Дьяконов В. П.. Mathcad 8—12 для студентов : учебное пособие. / Дьяконов В. П. ; Дьяконов В. П.. – Москва : СОЛОН-ПРЕСС, 2005. – 632 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/20845.html. – ISBN ISBN 5-98003-212-6.
5.Малышева Е. Н.. Проектирование информационных систем. Раздел 5. Индустриальное проектирование информационных систем. Объектноориентированная Case-технология проектирования информационных систем : Учебное пособие. / Малышева Е. Н. ; Малышева Е. Н.. – Кемерово : Кемеровский государственный университет культуры и искусств, 2009. – 70
с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/22067.html.
6.Минакова О. В.. Надежность информационных систем : Учебник. / Минакова О. В. ; О. В. Минакова. – Саратов : Вузовское образование, 2020. – 283 с. –
URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/91117.html. – ISBN ISBN 978-5-4487- 0673-8.
7.Нейман В. Ю.. Теоретические основы электротехники в примерах и задачах. Часть 2. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока : Учебное пособие. / Нейман В. Ю. ; Нейман В. Ю.. – Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2009. – 150 с. –
URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/45173.html. – ISBN ISBN 978-5-7782- 1225-1.
Дополнительная литература:
1.Куклина Ирина Геннадьевна. Автоматизированная обработка научной информации : учеб.-метод. пособие по подгот. к лекциям (включая рекомендации по орг. самостоят. работы) для обучающихся по дисциплине "Автоматизир. обраб. науч. информ." по направлению подгот. 09.03.02 Информ. системы и технологии, без профиля. / Куклина Ирина Геннадьевна ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2/.
2.Куклина Ирина Геннадьевна. Программирование в среде MATHCAD с использованием линейных и разветвляющихся алгоритмов : учеб.-метод. пособие по выполнению практ. работ для обучающихся по дисциплине
7
"Автоматизир. обраб. науч. информ." по направлению подгот. 09.03.02 Информ. системы и технологии, без профиля. / Куклина Ирина Геннадьевна ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2/.
3.Куклина Ирина Геннадьевна. Надежность программного обеспечения: учеб.- метод. пособие по по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине " Надежность программного обеспечения " по направлению подгот. 09.04.02 Информ. системы и технологии, направленность (профиль) Искусственный интеллект в системах и сетях передачи данных / Куклина Ирина Геннадьевна; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород :
ННГАСУ, 2022. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2/.
Перечень ресурсов информационно – телекоммуникационной сети «интернет» (далее - сеть «интернет»), необходимых для освоения дисциплины:
1.http://www.google.ru/ Поисковая система.
2.http://elibrary.ru/ Научная электронная библиотека.
3.http://www.scholar.ru/ Научные статьи, диссертации и авторефераты из электронных научных библиотек.
8
Куклина Ирина Геннадьевна
НАДЕЖНОСТЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Надежность программного обеспечения»
по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль)
Технология разработки информационных систем
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www.nngasu.ru, srec@nngasu.ru
9