Теория надежности

Модель основана на следующих допущениях:в начальный момент компоновки программ в систему программного обеспечения в них имеется Е ошибок; в ходе корректировок новые ошибки не вносятся;общее число I машинных команд в программах постоянно;интенсивность отказов программы пропорциональна числуошибок, оставшихся в ней после отладки в течение времени τ, т. е.где εс(τ) – отношение числа ошибок, устраненных в течение времени отладки τ, к общему числу команд на машинном языке.Таким образом, в модели различаются два значения времени:время отладки τ (обычно измеряется месяцами) и время работыпрограммы t – суммарная наработка программы (часы, доли часа).Время отладки включает затраты времени на выявление ошибокс помощью тестов, контрольные проверки и т. п. Время исправногофункционирования при этом не учитывается.Значение интенсивности отказов считается постоянным в течение всего времени функционирования (0, t). Значение λ изменяетсялишь при обнаружении и исправлении ошибок (при этом время tвновь отсчитывается от нуля). В этом случае вероятность отсутствия ошибок программ в течение наработки (0, t). Средняя наработка программы до отказа.Для практического использования предыдущей формулы необходимооценить С и Е по экспериментальным данным. Для этого можно использовать метод моментов или метод максимального правдоподобия.Применяя метод моментов и рассматривая два периода отладкипрограмм τ1 и τ2 при τ1 < τ2, получаем:, , где t1, t2 – продолжительности работы системы, соответствующиеτ1 и τ2; n1, n2 – число ошибок в ПО, обнаруженных соответственнов периодах τ1 и τ2.Модель основана на ряде допущений – постоянстве числа команд в программе, уменьшении числа ошибок после исправлений (новые ошибки не вносятся), пропорциональности отказов программы числу оставшихся ошибок. Тогда основные надежностные характеристики определяются по формулам:,где Е0 – число ошибок в начале отладки; I – число машинных команд в модуле; И() и () – число исправленных и оставшихся ошибок в расчете на одну команду; Т – средняя наработка на отказ; – время отладки; С – коэффициент пропорциональности. Чтобы определить величины Е0 и С надо использовать результаты отладки, что зачастую недоступно пользователям готового ПОИсходными данными для модели Шумана, которая относится к динамическим моделям дискретного времени, собираются в процессе тестирования АСОД в течение фиксированных или случайных временных интервалов. Каждый интервал – это стадия, на котором выполняется последовательность тестов и фиксируется некоторое число ошибок. Модель Шумана может быть использована при определенным образом организованной процедуре тестирования. Использование модели Шумана предполагает, что тестирование поводиться в несколько этапов. Каждый этап представляет собой выполнение на полном комплексе разработанных тестовых данных. Выявление ошибки регистрируется, но не исправляются. По завершении этапа на основе собранных данных о поведении АСОД на очередном этапе тестирования может быть использована модель Шумана для расчета количественных показателей надежности. При использовании модели Шумана предполагается, что исходное количество ошибок в программе постоянно, и в процессе тестирования может уменьшаться по мере того, как ошибки выявляются и исправляются. Предполагается, что до начала тестирования в АСОД имеется Et ошибок. В течении времени тестирования t1 в системе обнаруживается Ec ошибок в расчете на комманду в машинном языке. Достоинство этой модели заключается в том, что можно исправлять ошибки, внося изменения в текст программы в ходе тестирования, не разбивая процесс на этапы, чтобы удовлетворить требованию постоянства числа машинных инструкции.ЗаключениеПроблема надежности систем управления приобретает особое значение из-за большой значимости выполняемых ими функций и значительных последствий в результате отказа информационных технологий и снижения надежность информационных систем в целом. Даже в незначительном количестве отказов ущерб при отключении системы управления или ее неправильного срабатывания, может привести к значительным финансовым убыткам организации. Например, ущерб, который был вызван отказом оборудования управления производственным процессом в химической,энергетической и металлургической промышленности, может в 100 раз превысить стоимость самогооборудования управления. Отказ релейной защиты энергосистемы северо-восточной части США вызвал перебои энергоснабжениянескольких штатов и принес убытки размером 300 млн. долларов. Хорошо, что в данной ситуации не возникло серьезных экологических последствий и не было человеческих жертв, что очень даже возможно.Наконец, отметим, что теория надежности — это общетехническая дисциплина, имеющая собственный предмет исследования, собственные методы и свою область применения. Поэтому многие излагаемые далее результаты имеют более широкое применение, чем область АСОИУ. Составление подходов к построению грамотных моделей надежности, соблюдение правил отказоустойчивости и правильное применение тестирования при отказах – залог высокой надежности информационных систем и, как результат – не допущение человеческих жертв. Список литературыСанжапов Б.Х., Рашевский Н.М. (сост.) Качество и надежность информационных систем. Методические указания к лабораторным занятиям. — Волгоград: ВолгГАСУ, 2016. — 45 с.Нечаев Д.Ю., Чекмарев Ю.В. Надежность информационных систем: учебное пособие / Д.Ю. Нечаев, Ю.В.Чекмарев. - М.: ДМК-Пресс, 2012. - 63с. Федотов А. Ю. Проблемы надежности в рамках различных типов научной рациональности. Психопедагогика в правоохранительных органах. – Омск. – 2018, С. 24–28.Кириллов, В.И. Прогнозирование показателей надежности технических систем:учеб.-метод. пособие / В. И. Кириллов. –Минск:БГУИР, 2018. –164с.Смирнов А.А. Прикладное программное обеспечение: учебно-практическое пособие/А.А. Смирнов. - М.: Евразийский открытый институт, 2011. - 384с. Бочкарев С.В. Диагностика и надежность автоматизированных систем. Учеб. Пособие / С. В. Бочкарев, А. И. Цаплин. – 2-е изд., перераб. и доп. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. – 485 с. (Оценка надежности программ по наработке (модель Шумана))Усенко О.А. Модели и методы оценки надежности программного обеспечения информационных систем. Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. – 40 с. (Экспоненциальная модель Шумана)