2.9.4 Диагностика функционирования комплексов программ

Для определения надежности любых систем необходимо проводить регулярный или эпизодический диагноз их состояния. Теория, принципы построения средств и методы организации процесса диагноза систем развиваются в технической диагностике. Их применение для анализа технического состояния комплексов программ имеет ряд особенностей. Основные задачи технической диагностики включают в себя:

• проверку исправности системы, т.е. установления факта отсутствия неисправностей и полного соответствия технической документации;

• проверку работоспособности системы и возможности выполнения всех функций с характеристиками, заданными технической документацией;

• проверку правильности функционирования в данном режиме работы в данный момент времени;

• поиск и локализацию неисправностей в системе.

Объем и последовательность проверок, а также методы анализа результатов определяются алгоритмами диагноза. Основная задача диагноза состоит в определении текущего состояния системы, как работоспособного так и неработоспособного, для выполнения функций, определенных технической документацией. Выбор алгоритма зависит от сложности системы и ресурсов, выделенных на диагностику.

Диагноз состояния систем можно разделить на тестовый и функциональный. При тестовом диагнозе используются специально подготовленные данные и контрольные результаты, которые позволяют проверить работоспособность определенных компонент системы. При тестовом диагнозе необходимы значительные ресурсы для подготовки исходных данных и проверки результатов, что ограничивает его применение в рабочих режимах.

Функциональный диагноз организуется на базе реальных исходных данных, поступающих в систему при ее использовании по прямому назначению. Путем анализа выходных данных, соответствующих рабочему функционированию, выявляются ситуации неработоспособного состояния. В процессе рабочего функционирования расширяются характеристики исходных данных, однако затрудняется достоверный контроль правильности выходных результатов и их соответствия входным. Функциональный диагноз связан с целевым назначением и спецификой использования конкретной системы, что затрудняет обобщение и упорядочение методов.

При тестовом диагнозе различаются прямая и обратная задачи.

2.9.5 Основные факторы, влияющие на надежность функционирования комплексов программ

Одни и те же типы сбоев и отказов при исполнении комплексов программ могут быть вызваны различными факторами, которые можно разделить на 3 группы.

В первую группу входят факторы, непосредственно вызывающие сбой или отказ при исполнении программы, причинами которых могут быть:

• искажения исходной информации, поступающей от внешних абонентов;

• самоустраняющиеся отказы или сбои в аппаратуре вычислительной системы;

• невыявленные ошибки в комплексе программ.

Ко второй группе факторов относятся архитектура комплекса программ и структурное построение его компонент. Структура программ определяет возможность расширения последствий искажений информации или вычислительного процесса, влияет на вероятность превращения искажения в отказ и на время восстановления после отказа.

Третья группа факторов влияет на длительность восстановления и глубину последствий от возникающих отказов. В эту группу входят факторы, определяющие качество контроля вычислительного процесса и обрабатываемых данных, запаздывание в обнаружении искажений, качество классификации искажений и длительность проявления их последствий. Они определяют прежде всего длительность восстановления, время наработки на отказ и способствуют быстрой локализации искажений.

Искажения исходной информации в большинстве случаев непосредственно не влияют на надежность исполнения программ. Искаженные данные могут обрабатываться и являться причиной ошибок в результатах, выдаваемых внешним абонентом или накапливаемых в памяти ВС. Однако, некоторые искажения выходят за область допустимых значений переменных. При этом возрастает вероятность того, что искаженная величина будет обрабатываться некоторым сочетанием команд, приводящим к отказу либо к сбою функционирования. Причины искажения данных, поступающих от внешних абонентов, могут быть различны, и подробно останавливаться на их рассмотрении в теме данного дипломного проекта нет необходимости.

Для некоторых типов систем значительная часть информации является символьной, описывающей логически связанные тексты, либо содержащей десятичные цифры. Стандартное кодирование таких чисел производится в пределах 1 байта на символ.

Таким образом, исходные данные преимущественно имеют объем, кратный целому числу байт. Во многих вычислительных системах интерфейс с внешними абонентами, как и процесс обработки информации, построен на байтовой структурной основе. Поэтому для оценки показателей достоверности исходной информации для комплексов программ в качестве наиболее целесообразной единицы следует выбрать вероятность искажения 1 байт.

На надежность функционирования программного обеспечения влияет структура и технология разработки комплексов программ. В зависимости от структурного построения комплекса программ последствия ошибки могут быть локализованы в некотором небольшом участке программ и данных либо распространиться на значительно большое расстояние от места расположения ошибки. Строгое иерархическое построение крупных комплексов программ на базе единообразно оформленных законченных программных модулей обеспечивает снижение вероятности ошибки в каждой команде программы и снижает возможность распространения последствий ошибок за пределы программного модуля и используемых в нем массивов данных.