ОЦЕНКА И ВЫБОР CASE

ТЕМА 6.
Заключительные стадии
жизненного цикла ИС.
Лекция 21.
Надежность ИС.
1
Понятие надежности ИС


Надежность – комплексное свойство системы,
состоящее в ее способности выполнить
заданные функции, сохраняя свои основные
характеристики в установленных пределах.
Особенности ИС с точки зрения надежности:
 многофункциональность;
 разнородность элементов;
 множественность связей;
 возможность возникновения критических
ситуаций.
2
Надежность функциональных
подсистем ИС



Функциональная подсистема ИС представляет
собой комплекс экономических задач с высокой
степенью информационных обменов между
задачами.
Функциональная подсистема (ФП) ИС –
совокупность технических, программных и
человеко-машинных элементов ИС, выделяемая из
всего состава ИС по признаку участия в выполнении
некоторой функции системы.
Анализ надежности ИС в реализации ее функций
проводят по каждой ФП ИС в отдельности с учетом
уровня надежности входящих в нее элементов.
3
Вопросы надежности в проектной
документации
Согласно ГОСТ 34.602-89 в ТЗ в разделе «Требования к
системе в целом» указывают требования к надежности
системы:
 состав и количественные значения показателей надежности
для системы в целом или ее подсистем;
 перечень аварийных ситуаций, по которым должны быть
регламентированы требования к надежности, и значения
соответствующих показателей;
 требования к надежности технических средств и
программного обеспечения;
 требования к методам оценки и контроля показателей
надежности на разных стадиях создания системы в
соответствии с действующими нормативно-техническими
документами.
4
Факторы уровня надежности
Уровень надежности зависит от:
 состава и уровня надежности используемых технических
средств, их взаимосвязи (КТС ИС);
 режимов технической эксплуатации КТС ИС;
 состава и уровня надежности используемых программных
средств, их содержания и взаимосвязи (ПО ИС);
 уровня квалификации персонала, организации работы и
уровня надежности действий персонала ИС;
 рациональности распределения задач, решаемых
системой, между КТС ИС, ПО ИС и персоналом ИС;
 степени использования различных видов резервирования
(структурного, информационного, временного,
алгоритмического, функционального);
 степени использования методов и средств технической
диагностики.
5
Комплекс технических
средств электронновычислительной
техники
(серверы и рабочие
станции)
Комплекс технических
средств
коммуникационной
инфраструктуры
(сетевое
оборудование)
Компоненты
ИС
Программное
обеспечение
Человекомашинные
интерфейсы
6
Надежность технических средств электронновычислительной техники определяется:
техническими характеристиками аппаратных
средств;
 качеством сборки и правильностью
эксплуатации;
 техническими характеристиками
работоспособности периферийных устройств;
 обеспеченностью расходными материалами.

7
Надежность технических средств
коммуникационной инфраструктуры
определяется:
качеством каналов связи;
 качеством коммутационных устройств;
 наличием и соблюдением протоколов обмена
данными;
 балансом интенсивности потока отказов в сетях
передачи данных и интенсивности
восстановления их способности к передаче
данных при заданных объемах и скоростях.

8
Надежность программного обеспечения
определяется:
применением лицензионных программных
продуктов с соответствующей гарантией фирмыизготовителя;
 соответствием возможности технических средств
вычислительной техники потребностям
программного обеспечения;
 применением программных средств защиты
информации от преднамеренного и
непреднамеренного искажения.

9
Надежность человеко-машинных
интерфейсов определяется :
их эргономическими характеристиками;
 сервисными возможностями;
 уровнем требований к квалификации
пользователей;
 возможностью взаимодействия с другими
сетевыми технологиями.

10
Понятие сбоя системы


Сбоем функционирования ИС называется событие,
состоящее в кратковременном нарушении процесса
решения задачи.
Причинами сбоя функционирования ИС являются:





сбой компонента КТС;
отказ компонента ПО, имеющего резерв;
ошибка пользователя;
ситуационная ошибка, обусловленная конструктивной
недоработкой в ПО.
Для восстановления функционирования ИС после
сбоя необходимо возобновить решение задачи с
помощью процедур, указанных в
эксплуатационной документации.
11
Понятие отказа системы


Отказом функционирования ИС называется
событие, состоящее в устойчивом нарушении
процесса решения задачи пользователя.
Причинами отказа могут быть:



отказы компонентов КТС, входящих в рабочую
конфигурацию ИС,
ошибки, обусловленные конструктивной недоработкой в
компонентах ПО, не устраняемой пользователем с
помощью средств и процедур восстановления
работоспособности, указанных в эксплуатационной
документации.
Под конструктивной недоработкой понимается
ошибка, возникшая в процессе проектирования,
конструирования или изготовления компонентов ИС
и содержащаяся в технических, программных
средствах, данных или в эксплуатационной
12
документации.
Аварийные ситуации в ИС
Аварийная ситуация заключается в долговременном
отклонении ИС от нормального режима
функционирования.
Программноаппаратный комплекс
1) отказы, сбои,
внешние помехи
2) несовместимость
компонентов комплекса;
3) вирусные атаки.
Персонал
1) нарушение регламента
работ;
2) неумение, невнимание;
3) отсутствие технической
поддержки;
4) несанкционированный
доступ.
13
Признаки аварийной ситуации в ИС








полное или частичное прекращение выполнения
функциональных задач;
нештатный режим работы системы, связанный с изменением
нормальной последовательности действий;
попытка решения двух или более задач с одновременным
обращением к одним и тем же ресурсам;
отсутствие подтверждения полномочий, повлекшее
нарушение завершенности и точности передачи транзакций
и информации;
несвоевременность получения пользователями
запрашиваемой информации и ее неадекватность;
полная или частичная потеря информации;
несанкционированный доступ к системе, предумышленное
искажение или уничтожение информации;
расхождение между запросами пользователей и
фактическими возможностями системы.
14
Свойства надежности



Безотказность – свойство объекта сохранять
работоспособность в течение некоторого времени
или вплоть до выполнения объема работы без
вынужденных перерывов.
Ремонтопригодность – приспособленность
объекта к проведению работ по его
обслуживанию и ремонту.
Долговечность – свойство объекта сохранять
работоспособность в течение определенного
времени или вплоть до выполнения
определенного объема работ при условии
проведения технического обслуживания.
15
Показатели надежности


Показатели надежности характеризуют
надежность реализации функций системы и
опасность возникновения в системе
аварийных ситуаций.
Описание надежности ИС по функциям (по
ФП ИС) осуществляют, с одной стороны:
по отдельным свойствам надежности с помощью
единичных показателей;
 по нескольким свойствам надежности с
помощью комплексных показателей.

16
Единичные показатели безотказности



средняя наработка системы на отказ в
выполнении i-й функции (средняя наработка
на отказ i-й ФП ИС) — То;
вероятность безотказного выполнения
системой i-й функции (вероятность
безотказной работы i-й ФП ИС) в течение
заданного времени τ – Рσi;
интенсивность отказов системы в
выполнении i-й функции (интенсивность
отказов i-й ФП ИС) — λi.
17
Единичные показатели
ремонтопригодности


среднее время восстановления
способности системы к выполнению i-й
функции после отказа (среднее время
восстановления i-й ФП ИС) — Твi;
вероятность восстановления в течение
заданного времени способности системы к
выполнению i-й функции после отказа
(вероятность восстановления i-й ФП ИС за
время τ) — Pвi(τ).
18
Комплексные показатели
безотказности и ремонтопригодности



Коэффициент готовности системы к выполнению
i-й функции (коэффициент готовности i-й ФП ИС)
— KZi;
коэффициент технического использования
системы по i-й функции (коэффициент
технического использования i-й ФП ИС) – КТСi;
коэффициент сохранения эффективности системы
по i-й функции (коэффициент сохранения
эффективности i-й ФП ИС) – Кэфi.
19
Показатели долговечности
Основные единичные показатели долговечности:


средний ресурс i-й подсистемы ИС — Tpi;
средний срок службы i-й подсистемы ИС — Тссi.
Показатели долговечности вводят, если по условиям
функционирования системы ремонт или замена
отказавших или выработавших свой ресурс (срок
службы) технических средств, необходимых для
выполнения функций системы, невозможны без
капитального или среднего ремонта или без
реконструкции и замены системы.
20
Описание надежности ИС по
аварийным ситуациям
Комплексные показатели надежности:





средняя наработка системы до возникновения в ней j-ой
аварийной ситуации при нормальных условиях
функционирования ИС - Taвj;
вероятность возникновения в системе j-й аварийной ситуации
в течение заданного времени τ при нормальных условиях
функционирования ИС — Qj(τ);
вероятность возникновения в системе j-й аварийной ситуации
в результате воздействия s-го экстремального фактора φs Qj(φs).
вероятность отсутствия (невозникновения) в системе j-й
аварийной ситуации в течение заданного времени τ при
нормальных условиях функционирования ИС — Рj(τ);
вероятность отсутствия (невозникновения) в системе j-й
аварийной ситуации в результате воздействия s-го
экстремального фактора φs - Pj(φs).
21
Требования к надежности ИС
Выбор состава
показателей
На основе установленных ТЗ:
· перечня функций системы;
· перечня видов их отказов;
· перечня аварийных
ситуаций
Определение количественных
значений показателей
На основе анализа влияния
отказов ИС в выполнении ее
функций на эффективность
функционирования объекта
управления, а также затрат,
связанных с обеспечением
надежности.
22
Исходные данные для определения
требований надежности





Виды и критерии отказов по всем функциям
системы;
уровень эффективности по всем функциям системы
и величины ущербов по всем видам отказов;
состав технических, программных и человекомашинных элементов, участвующих в выполнении
каждой функции системы;
возможные пути повышения надежности для
каждой ФП ИС и связанные с ними затраты;
возможные пути снижения опасности
возникновения аварийных ситуаций и связанные с
ними затраты на противоаварийные мероприятия.
23
Виды оценки надежности ИС
Вид оценки
Стадия ЖЦ
Проектная
(априорная)
Предпроектная Прогнозирование
Проектная
Реализация
Цель оценки
ожидаемого уровня
надежности ИС
Экспериментальная Ввод в
(апостериорная)
Определение фактически
эксплуатацию достигнутого уровня
надежности ИС,
проверка его соответствия
требованиям,
установленным в ТЗ.
24
Проектная оценка надежности
Проектную оценку надежности ИС в
зависимости от особенностей системы и
стадии ее создания проводят с учетом
свойств:
 только комплекса технических средств ИС;
 КТС ИС и персонала ИС;
 КТС ИС и программного обеспечения ИС;
 КТС ИС, ПО ИС и персонала ИС.
25
Этап ЖЦ
Элементы Цель оценки
ИС
Предпроектное
обследование
Эскизное
проектирование
КТС ИС
Предварительное определение состава
и структуры КТС ИС
Определение целесообразного уровня
КТС ИС;
автоматизации управления объектом,
персонал ИС распределения задач между
техническими средствами и
персоналом ИС в выполнении
функций системы.
Уточнение состава и структуры КТС
ИС, определение требований к
надежности.
Техническое
проектирование
КТС ИС;
ПО ИС
Рабочее
проектирование
Уточнение взаимодействия
КТС ИС;
компонентов ИС в реализации
ПО ИС;
функций системы
персонал ИС
26
Методы проведения проектной
оценки надежности




Аналитические
Методы вероятностного моделирования
Комбинированные (сочетание
аналитических методов и методов
моделирования)
Экспертные
27
Экспериментальная оценка
надежности
Экспериментальная оценка надежности ИС
учитывает совместное воздействие на уровень
надежности системы следующих факторов:
 КТС ИС;
 ПО ИС;
 действия персонала ИС;
 реально воздействующие факторы внешней среды;
 режимы и параметры технической эксплуатации;
 режимы функционирования системы;
 внешние помехи.
28
Методы экспериментальной
оценки надежности
Экспериментальную оценку надежности
АЭИС допускается проводить:
 путем организации и проведения
специальных испытаний на надежность
всех ее компонентов;
 путем сбора и обработки статистических
данных о надежности ИС и ее компонентов
в условиях опытного и промышленного
функционирования;
 расчетно-экспериментальными методами.
29
Перечень работ по обеспечению
надежности ИС








анализ состава и содержания функций разрабатываемой ИС;
определение конкретного содержания понятия «отказ» и критериев
отказа по каждому виду отказов для всех функций системы;
анализ аварийных ситуаций в ИС;
определение конкретного содержания понятия «аварийная
ситуация» для данной ИС и критериев аварийной ситуации по
каждой из рассматриваемых ситуаций;
выбор состава показателей надежности по всем функциям,
структурным компонентам ИС и аварийным ситуациям и
определение требований к уровню их значений;
выбор методов оценки надежности ИС и ее компонентов на
различных стадиях ее создания и функционирования;
проведение проектной оценки надежности ИС при разработке
технического проекта системы;
определение режимов и параметров технической эксплуатации ИС.
30