Показатели качества и надежности ПС

В международном стандарте ISO 9126: 1991 г. выделяется 6 характеристик, которые детализируются субхарактеристиками: 1 Функциональная пригодность: 1.1) пригодность для применения, 1.2) точность, 1.3) защищенность, 1.4) способность к взаимодействию, 1.5) соответствие стандартам и правилам проектирования; 2 Надежность: 2.1) уровень завершенности или отсутствие ошибок, 2.2) устойчивость в ошибкам, 2.3) перезапускаемость; 3 Применимость: 3.1) понятность, 3.2) обучаемость, 3.3) простота использования; 4 Эффективность: 4.1) ресурсная экономичность, 4.2) временная экономичность; 5 Сопровождаемость: 5.1) удобство для анализа, 5.2) изменяемость, 5.3) стабильность, 5.4) тестируемость; 6 Переносимость: 6.1) адаптируемость, 6.2) структурированность, 6.3) замещаемость, 6.4) внедряемость.Близким к этому стандарту является ГОСТ 28195 – 89: на верхнем уровне выделено 6 показателей факторов качества: 1) надежность, 2) корректность, 3) удобство применения, 4) эффективность, 5) универсальность, 6) сопровождаемость. Эти 6 факторов детализируются 19-ю критериями качества на втором уровне. На третьем уровне показатели качества представлены метриками и оценочными элементами, которых насчитывается около 240 штук. Каждый из этих показателей экспертно оценивается от 0 до 1. В ГОСТе 28806-90 даются общие понятия программы, программного средства, программного продукта и их качества и 18 наиболее употребляемых терминов, связанных с оценкой характеристик программ. Функциональная пригодность – это набор атрибутов определений: - назначение ПС; - основные необходимые и достаточные функции ПС; - номенклатура ПС, заданных техническим заданием заказчика или потенциальным пользователем. Эти атрибуты численно могут быть представлены: 1) точностью вычислений, 2) относительным числом поэтапно изменяемых функций. В наиболее общем виде функциональная пригодность проявляется в корректности и надежности ПС. Понятие корректной программы рассматривается статически вне ее исполнения во времени. Степень некорректности программ определяется вероятностью попадания реальных исходных данных в область, которая будет задана требованиями спецификации и технического задания, однако, не была проверена при тестированиях и испытаниях. Надежная программа должна, прежде всего, обеспечивать низкую вероятность отказа в процессе функционирования в реальном времени. Быстрое реагирование на искажение программ, данных или вычислительного процесса и восстановления работоспособности за время меньше, чем порог между сбоем и отказом обеспечивает высокую надежность программы. В реальных условиях по различным причинам исходные данные могут попадать в области значений, вызывающих сбои. Если в этом случае происходит быстрое восстановление, то такие события не влияют на основные показатели надежности (наработка, отказ и коэффициент готовности). Следовательно, надежность функционирования программ является понятием динамическим, проявляющимся во времени и отличается от понятия корректной программы. Первопричинные нарушения работоспособности программ при безотказной аппаратной части является конфликт между реальными и исходными данными, подлежащими обработке, и программой, осуществляющей обработку. Работоспособность ПС гарантируется только при исходных данных, которые использовались при отладке и испытаниях. Непредсказуемость вида, места и времени проявления дефекта ПС в процессе эксплуатации приводит к необходимости создания специальных систем оперативной защиты от непредумышленных случайных искажений программ. Системы оперативной защиты предназначены для выявления и блокирования негативных последствий дефектов и для этого в ПС должна вводиться временная, программная, информационная избыточности. С помощью систем оперативной защиты осуществляется обнаружение дефектов функционирования, их идентификация, автоматическое восстановление (рестарт) нормального функционирования ПС. Эффективность такой защиты зависит от: 1) используемых методов защиты, 2) координированности их применения, 3) выделяемых вычислительных ресурсов на их реализацию.

Основным принципом классификации сбоев и отказов в программах при отсутствии их физического разрушения является разделение по временному показателю длительности восстановления после любого искажения программы, регистрируемого как нарушение работоспособности. При длительности восстановления меньше заданного порога дефекты относят к сбоям. А при длительности, превышающей порог, – отказ. Пороговое время восстановления работоспособного состояния, при превышении которого следует фиксировать отказ, близко к периоду решения задач для подготовки информации соответствующему абоненту. Надежность функционирования ПС характеризуется устойчивостью или способностью к безотказному функционированию и восстановлению работоспособного состояния после сбоев и отказов. Устойчивость зависит от количества неустранимых дефектов и ошибок, способности ПС реагировать на появление дефектов и ошибок так, чтобы это не сказалось на конечном результате. Восстанавливаемость характеризуется полнотой и длительностью восстановления функционирования в процессе рестарта, на это требуются дополнительные ресурсы ЭВМ и средства. Показатели надежности ПС в значительной степени аналогичны показателям надежности технических систем: 1) Для определения наработки на отказ измеряется время работоспособного состояния ПС между последовательными отказами или началом функционирования после них. 2) Критерий надежности восстанавливаемых систем учитывает возможность многократных отказов и восстановлений. Основным показателем процесса восстановления является длительность восстановления. 3) Коэффициент готовности – это вероятность иметь восстанавливаемую систему в работоспособном состоянии в произвольный момент времени. Значение коэффициента готовности соответствует доле времени полезной работы ПС на достаточно большом интервале, содержащем отказы и восстановления. Качество произведенной отладки программ отражает значение длительности между потерями работоспособности программ – наработка на отказываемую ситуацию. В реальных ИС наработка на отказ ПС должна быть соизмерима с наработкой на отказ аппаратной части, на котором выполняется программа. Для систем обработки информации и управления наработка на отказ программ измеряется сотнями часов, а для особо важных программ – десятки тысяч часов.

Априори невозможно абсолютное отсутствие дефектов в проектировании сложных программ, поэтому надежность всегда имеет конечное значение. Ошибки функционирования программ могут быть потенциальными источниками катастроф при применении ПС, влияющих на техн-кую безопасность систем.

Дата добавления: 2015-08-05