Инновационная образовательная программа

Айзиковна, канд.техн.наук, доцент кафедры «Технологии и средства связи» УГТУ-УПИ
Екатеринбург

2008

Определение основных функций АСОИУ
Рассмотрение состояний технического объекта с

позиции ГОСТ 27.002-89
Определение надежности технических объектов

степень соответствия присущих характеристик продукции, процесса или системы установленным

требованиям.
Номенклатура основных групп показателей качества технической продукции:
показатели назначения – характеризуют свойства продукции, определяющие основные функции, для выполнения которых она предназначена;
показатели надежности – характеризуют свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости ;
экономические показатели – характеризуют затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию продукции;
эргономические показатели – характеризуют систему « человек - машина»;

оптимальное распределение материальных затрат, средств труда и времени при технологической

подготовке производства, изготовлении и эксплуатации;
показатели стандартизации и унификации – характеризуют насыщенность продукции стандартными, унифицированными решениями;
патентно-правовые показатели - характеризуют степень обновления технических решений, используемых в продукции, их патентную защиту и возможность беспрепятственной реализации как внутри страны, так и за рубежом;
показатели экологичности – характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающих при эксплуатации или потреблении продукции;
показатели безопасности – характеризуют особенности продукции, обуславливающие безопасность обслуживающего персонала или лиц ее использующих.

назначения, который рассматривается в течение всего жизненного цикла. Объектами могут

быть системы и элементы.
Система - совокупность совместно действующих объектов, предназначенных для выполнения определенной практической задачи.
Элемент - это часть системы, не имеющая специального эксплуатационного назначения, а выполняющая в ней определенную функцию.
Например, АСУ – это система, а ее элементами являются аппаратные средства (ЭВМ и разнообразное периферийное оборудование), программное обеспечение (ПО), человек- оператор.
Понятия элемент и система – относительны

однократного и многократного действия;
по способу обслуживания - восстанавливаемые и

невосстанавливаемые;
по способу изменения работоспособности (определение работоспособного состояния будет дано ниже) – простые и сложные.
Простая система имеет всего два состояния: работоспособное и неработоспособное.
Сложная система имеет несколько состояний, в каждом из которых работоспособность характеризуется различной эффективностью.
Эффективность - свойство системы давать некоторый полезный результат ( целевое назначение).

числе нетехнических компонентов: состояния программ, организация потоков информации, влияние человека-

оператора, стратегия обслуживания;
технические средства различной физической природы: механические, оптические, электрические, электронные;
  многообразие функциональных задач, решаемых системой;
  сложная сеть передачи информации;
 иерархическая структура управления;
  реальный масштаб времени работы ЭВМ;
периодическое решение относительно небольшого класса задач;
наличие различных видов избыточности.

случае можно разделить на управляющие, информационные и вспомогательные.
Целями реализации

управляющих функций является выработка и осуществление управляющих воздействий на объект.
Целями реализации информационных функций является сбор, обработка и представление информации о состоянии объекта.
Вспомогательные функции обеспечивают решение внутрисистемных задач, например, контроль состояния ИС.




-               -              ,
-               -               -              

« Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения» любое

состояние объекта относится к одному из ниже перечисленных: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное, предельное.
Исправное состояние. Состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Неисправное состояние. Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Работоспособное состояние. Состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять

заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Предельное состояние. Состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени в заданных условиях

эксплуатации.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

являются программное обеспечение и человек - оператор
Надежность программного обеспечения

определяется качеством алгоритмов и программ.
Надежность подсистемы человек-оператор зависит от качества обслуживания системы оператором.
Отказ – событие, характеризующееся нарушением работоспособного состояния объекта.
Рассматривая отказы ИС, будем выделять отказы аппаратуры, отказы ПО, отказы подсистемы человек-оператор.

ГОСТ ISO 9126: 1991 модель характеристик качества ПО состоит из

6 групп базовых показателей, каждая из которых детализирована несколькими нормативными субхарактеристиками:
Функциональная пригодность детализируется:
    пригодностью для применения;
    корректностью (правильностью, точностью);
   способностью к взаимодействию;
   защищенностью.
Надежность характеризуется:
       уровнем завершенности (отсутствием ошибок);
       устойчивостью к дефектам;
      восстанавливаемостью;
      доступностью-готовностью.
Эффективность рекомендуется отражать:
      временной эффективностью;
      используемостью ресурсов.

понятностью;
простотой использования;

изучаемостью;
привлекательностью.
Сопровождаемость представляется:
удобством для анализа;
изменяемостью;
стабильностью;
тестируемостью
Переносимость( мобильность) предлагается отображать:
адаптируемостью;
простотой установки – инсталляции;
сосуществованием – соответствием;
замещаемостью.

для всех типов программ применимы положения ТН. Их можно использовать

только для ПО, работающего в реальном времени и непосредственно взаимодействующего с внешней средой.
Основным фактором, определяющим надежность ПО, являются дефекты и ошибки проектирования и разработки, а не физическое разрушение программных компонент под влиянием внешней среды.
Специфика понятия отказа ПО – это утрата работоспособности по причине несовершенства программного обеспечения. Но идеального программного обеспечения не существует. Знания о возможных отказах ПО априорно отсутствуют. При исправлении ошибок в программах надежность ПО может быть снижена.

комплексов ПО особое значение имеют средства временной, информационной и программной

избыточности, которые уменьшают время восстановления ПО и преобразуют отказы в кратковременные сбои.
Понятие отказа и сбоя ПО разделяются по длительности периода восстановления относительно некоторого допустимого времени простоя при функционировании информационных систем.
Непредсказуемость места, времени и вероятности проявления сбоев и ошибок ПО, а также их редкое обнаружение при реальной эксплуатации надежного ПО. Поэтому традиционные методы априорного расчета показателей надежности технических систем для программ отсутствуют.

надежность комплексов программ четырьмя характеристиками: уровнем завершенности, устойчивостью к дефектам,

восстанавливаемостью, доступностью - готовностью.
Завершенность - свойство программного обеспечения не попадать в состояние отказа вследствие скрытых ошибок и дефектов в программах и данных. Завершенность ПО определяется качеством тестового покрытия как отдельных компонентов ПО, так и системы ПО в целом.
Устойчивость – свойство ПО автоматически поддерживать заданный уровень качества при проявлениях дефектов или ошибок функционирования или нарушениях установленного интерфейса.
Для повышения устойчивости в ПО должна вводиться временная, информационная и программная избыточность, которая обеспечивает оперативное обнаружение ошибок и автоматическое восстановление нормального функционирования ПО.

случае отказа возобновлять требуемый уровень качества функционирования, а также поврежденные

программы и данные. Восстанавливаемость характеризуется полнотой и длительностью восстановления после сбоев и отказов.

Доступность или готовность - свойство ПО выполнить требуемую функцию в данный момент времени при заданных условиях использования. Доступность определяется комбинацией вышеперечисленных свойств: завершенностью, устойчивостью к ошибкам и восстанавливаемостью.

сохранение человеком работоспособности на заданном уровне в течение требуемого времени;

устойчивость к воздействию факторов среды (температуры, давлению, влажности, уровню шума и т. д.);
работоспособность в экстремальных условиях работы, то есть способность принимать правильные решения при дефиците времени, в аварийных ситуациях;
помехоустойчивость – работоспособность оператора в условиях шумов, посторонней речи, движения предметов в поле зрения;
спонтанная отвлекаемость – способность оставаться внимательным, например, при длительном пассивном наблюдении;
переключаемость – способность быстрого вхождения в новую деятельность.

готовностью, восстанавливаемостью и своевременностью.

Безошибочность – способность работать без ошибок.

Готовность – способность быстро включаться в работу.
Восстанавливаемость – способность исправления ошибок, допущенных системой и собственно оператором.
Своевременность – способность выполнять задачу за определенное время.

Л.Н. Современные методы безотказности сложных технических систем: учебник. / Л.Н

Александровская, А.П. Афанасьев, А.А. Лисов. - М.: «Логос», 2003.
Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. /В.А. Острейковский.- М.: Высшая школа, 2003