При таких условиях система может серьёзно пострадать даже из-за незначительной ошибки в коде. Под надежностью программного обеспечения (ПО) будем понимать свойство программы выполнять заданные функции, сохранять свои характеристики в установленных переделах при определенных условиях эксплуатации. Эмпирические модели строятся на анализе полученных данных о процессе функционировании ранее созданного ПО. Наиболее часто используемая, особенно в середине 90-х, эмпирическая модель устанавливает количество ошибок в ПО в объеме машинописных листов или в количестве операторов.
Тестирование ПО не предоставляет нужных гарантий надежности и качества в принципе, эта проблема рассматривалась еще классиками программирования [14]. Многие разработанные методы предусматривают оценку надежности созданной программы в целом [3,11,16]. Ошибки в ПО, которые приводят к снижению надежности, обычно находятся в какой-либо части, поэтому целесообразно выделить отдельные функциональные блоки в программе и проводить процедуру оценки надежности по ним. При таких условиях надежность ПО в целом складывается из надежности его частей [1]. Моделирование надёжности — это процесс прогнозирования или исследования надёжности системы и её составных частей до ввода в эксплуатацию. Наиболее часто для моделирования надёжности систем используются методы анализа деревьев отказов и структурных схем надёжности.
Существуют алгоритмы, которые допускают ошибки во входящих данных[10] или во время вычислений[11]. В этом случае вычисления в конечном итоге сходятся к правильному выводу. Это Устойчивость (Robustness) явление было названо «правильностью притяжения» (англ. correctness attraction)[11]. Надёжное машинное обучение обычно относится к надёжности алгоритмов машинного обучения.
Определение Надёжности Программного Обеспечения В Структуре Современной Информационной Системы
Другой формой подготовки специалистов в области надёжности могут быть аккредитованные при высших учебных заведениях или колледжах учебные программы или курсы. Инженер по надёжности может иметь профессиональный диплом именно по надёжности, но для большинства работодателей это не требуется. Проводятся многочисленные профессиональные конференции, реализуются отраслевые программы подготовки кадров по вопросам надёжности. К международным организациям инженеров и учёных в области надёжности относятся IEEE Reliability Society, American Society for Quality (ASQ) и Society of Reliability Engineers (SRE). Системы любой сложности разрабатываются организациями, такими, как коммерческие компании или государственные учреждения.
Одной из наиболее важных технологий проектирования является введение избыточности или резервирование. Резервирование — это способ обеспечения надёжности изделия за счёт дополнительных средств и (или) возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функций (ГОСТ 27.002). Путём введения избыточности совместно с хорошо организованным мониторингом отказов, даже системы с низкой надёжностью по одному каналу могут в целом обладать высоким уровнем надёжности. Однако введение избыточности на высоком уровне в сложной системе (например, на уровне двигателя самолёта) очень сложно и дорого, что ограничивает такое резервирование. На более низком уровне системы резервирование реализуется быстро и просто, например, использование дополнительного соединения болтом. Менеджер проекта или главный инженер проекта может иметь в непосредственном подчинении одного или более инженеров по надёжности.
Для любой системы одной из первых инженерных задач надёжности является адекватное нормирование показателей надёжности, например, в терминах требуемой готовности. Нормирование надёжности — это установление в проектной или иной документации количественных и качественных требований к надёжности. Например, требования по ремонтопригодности могут включать в себя показатели стоимости и времени восстановления. Оценивание эффективности процессов технического обслуживания и ремонта является частью процесса FRACAS (failure reporting, evaluation and corrective motion system — система отчётов об отказах, анализа и коррекции действий). Экспериментальный метод определения надёжности (Experimental reliability assessment) основан на статистической обработке данных, получаемых при испытаниях или эксплуатации системы или её составных частей и элементов. Улучшение первого качества достигается хорошей технологией, предупреждающей ошибки (fault-avoidance).
В таких случаях могут быть использованы ускоренные испытания, методы планирования экспериментов и моделирование. Разработка ПО должна учитывать такое качество программы в обязательном порядке, но как оценить эту характеристику, от чего она зависит? Проблема усугубляется тем, что в настоящее время программное обеспечение усложняется, круг его задач расширяется.
Надёжность в инженерной практике отличается от безопасности по рассматриваемым в этой дисциплине видам опасностей. Испытания на надёжность проводятся для того, чтобы на более ранних этапах жизненного цикла изделия обнаружить потенциальные проблемы, обеспечить уверенность, что система будет отвечать заданным требованиям. При анализе параметров системной надёжности учитывается структура системы, состав и взаимодействие входящих в неё элементов, возможность перестройки структуры и алгоритмов её функционирования при отказах отдельных элементов. Надёжный дизайн сети — это исследование дизайна сети в условиях переменных или неопределенных требований[9]. В некотором смысле, надёжность в проектировании сети является такой же широкой, как и в проектировании программного обеспечения, благодаря огромным возможностям изменений или вводимых данных. Надежность работы вычислительной аппаратуры следует рассматривать совместно с программным обеспечением как надежность вычислительного процесса.
Иначе говоря, надёжность объекта заключается в отсутствии непредвиденных недопустимых изменений его качества на стадии эксплуатации (при его использовании, обслуживании, хранении, транспортировании). Неисправность аппаратуры – неисправности, возникающие при работе аппаратуры, используемой для реализации вычислительного процесса, оказывают влияние на характеристику надежности ПО. Появление отказа или сбоя в работе аппаратуры приводит к нарушению нормального хода вычислительного процесса и во многих случаях к искажению данных и текстов программ в основной и внешней памяти. Безотказность программы или программного обеспечения есть его (ее) свойство сохранять работоспособность при использовании в процессе обработки информации на компьютере.
Указанные свойства обеспечивают путём использования разных форм резервирования наиболее важных функций в сочетании с мерами повышения надёжности и охвата контролем составных частей объекта техники. Восстановление после отказа в программе может заключаться в корректировке и восстановлении текста программы, исправлении данных, внесении изменений в организацию вычислительного процесса. В связи с этим следует рассматривать аспект повышения надежности ПО, учитывая основные системные принципы [4,8]. «Внутренняя» характеристика — число оставшихся ошибок (безошибочность)— абсолютное или относительное. Считается, что в хорошо отлаженной программе — не более одной ошибки на 1 тыс. Например, для СОИ этот показатель был задан как не более 2,5 ошибок на 103 операторов языка Ада.
Одним из способов адаптации биологических систем к окружающей среде является использование избыточности[4]. Многие органы функционально избыточны в биологическом организме. Людям, как правило, нужна только одна почка, но наличие второй почки сохраняет возможности организма при отказе первой. Этот же принцип может быть применен к программному обеспечению, но есть некоторые проблемы. При применении принципа избыточности к информатике слепое добавление кода не рекомендуется.
Лекция “надежность Программного Обеспечения”
Причины отказов программного обеспечения, признаки появления ошибок. Также количество найденных ошибок зависит от времени эксплуатации ПО, что неразрывно связано со стадиями жизненного цикла (см. рис1). Единицы системы, зависящей от программы, выполнять требуемую функцию в заданных пределах. Для исследования средней части распределения, которая чаще всего определяется свойствами материалов, необходимо применять повышенные нагрузки на достаточно малом отрезке времени.
Качественные не выражаются в виде числовых показателей, но указывают на способность ПО выполнять поставленные перед ним задачи. Порядковые позволяют расположить изучаемые варианты системы с учётом возрастания надёжности. Всесторонняя оценка софта требует учёта и количественных, и порядковых, и качественных показателей. Повреждение (Fault) — неисправность уже появилась, но еще не проявилась вовне.
Получите Свидетельство О Публикации Сразу После Загрузки Работы
В современных условиях возможным методом повышения качества тестирования ПО являются встроенные в ИС аппаратные или программные средства автотестирования, запускаемые как на начальном этапе работы программы, так и на стадии выполнения. Необходимость мониторинга за целостностью кода вводится в существующие стандарты на встроенные ИС управления [10]. ПОН разрабатывается на ранних стадиях проектирования и реализуется на всех этапах жизненного цикла изделия.
- Время нахождения в неисправном, но работоспособном состоянии называется латентным (скрытым) периодом отказа.
- Разработка ПО должна учитывать такое качество программы в обязательном порядке, но как оценить эту характеристику, от чего она зависит?
- По возможности восстановления и обслуживания системы подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые, обслуживаемые и необслуживаемые.
- В современных условиях возможным методом повышения качества тестирования ПО являются встроенные в ИС аппаратные или программные средства автотестирования, запускаемые как на начальном этапе работы программы, так и на стадии выполнения.
- Программы и программное обеспечение являются инструментами, ориентированными на очень специфическую задачу, и поэтому не являются обобщенными и гибкими[4].
С точки зрения надежности принципиальное отличие ПО от аппаратуры состоит в том, что программы не изнашиваются и, следовательно, не выходят из строя из-за поломки. Важным аспектом надежности ПО является их непосредственная техническая реализация, применяемая при производстве ИС управления. В современных условиях уровень надежности ПО считается допустимым для ввода ИС в эксплуатацию, если на 1000 операторов будет приходиться одна ошибка. С ростом вычислительной мощности и развитием алгоритмических языков стало возможным разработать автономную и практически необслуживаемую ИС. Такие решения чаще всего используются во встроенных ИС управления, потребительские качества которых во многом определяются ПО [1].
Надёжное Программирование[править Править Код]
Используя эти числа для тестирования программного обеспечения таким образом, разработчик обобщает набор всех случаев тремя числами. Это более эффективный и управляемый метод, но более подверженный сбоям. Обобщение тестовых примеров является примером только одного метода для решения проблемы с отказом, а именно с ошибкой из-за неправильного ввода данных пользователем. Системы обычно также могут выходить из строя по другим причинам, таким как отключение от сети.
В Поморье на 2024 год запланированы мероприятия по повышению надежности работы коммунальной … – dvinanews.ru
В Поморье на 2024 год запланированы мероприятия по повышению надежности работы коммунальной ….
Posted: Thu, 25 Jan 2024 08:00:00 GMT [source]
Эти сообщения об ошибках позволяют пользователю легче настраивать программу. В настоящее время компьютерные технологии не направлены на создание надежных систем[4]. Скорее они стремятся сосредоточиться на масштабируемости и эффективности. Одна из главных причин того, почему сегодня не уделяется внимания надежности, заключается в том, что это трудно сделать в общем виде[4].
Эмпирические данные свидетельствуют о том, что на начальном этапе альфа тестирования ПО, на каждые one hundred операторов имеется 1 ошибка [17]. Из формулы (3) следует, что оценка надежности программы растет с увеличением числа ее запусков по гиперболическому закону. Для безопасности в связи с отказами объектов техники используют понятия отказобезопасность или отказоустойчивость.
Инженерные исследования проводятся для определения оптимального баланса между надёжностью и другими требованиями и ограничениями. Существенную помощь при инженерном анализе надёжности могут оказать программные средства проектирования, обеспечивающие работу с моделями надёжности. Несмотря на это, сложные системы должны обрабатывать любые ошибки.
По Теме: Методические Разработки, Презентации И Конспекты
Остальные отказы называются устойчивыми (по умолчанию отказ — устойчивый). В электронной аппаратуре сбои происходят на порядок чаще устойчивых. Их причины — флюктуации питания, ситуации «гонок» сигналов, альфа-частицы https://deveducation.com/ и др. В программах аналогично сбоям ведут себя времязависимые ошибки — их иногда называют «мерцающими» (blinking bugs). Некоторые высшие учебные заведения подготавливают инженеров по надёжности.
При этом используют структурные схемы надёжности или деревья отказов, при помощи которых представляется взаимоотношение между различными составными частями объекта (системы). Интуитивно надёжность объектов связывают с недопустимостью отказов в работе. Это есть понимание надёжности в «узком» смысле — свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Программа Обеспечения Надёжности[править Править Код]
Данные о надёжности и оценки параметров являются ключевыми входами для модели системной логистики. Общей практикой моделирования «ранней» интенсивности отказов является использование экспоненциального распределения. Это менее сложная модель для распределения времени отказа, содержащая только один параметр — постоянную интенсивность отказов. В этом случае в качестве критерия согласия может быть использован критерий хи-квадрат для оценки постоянства интенсивности отказов.
Примечания[править Править Код]
Основные понятия и определения надежности программного обеспечения. Учитывая, что в процессе разработки ПО подвергается целому списку комбинированных внешних воздействий, требуется финальное тестирование ИС в целом. Проведение всеобъемлющих тестов, повторяющих систему тестов в процессе разработки технологического цикла, приведет к увеличению времени на их проведение, а также росту стоимости ИС. Поэтому в настоящее время достаточно остро стоит вопрос о разработки методологии ускоренных тестов ИС [1]. Безопасность связана с опасностями, которые могут привести к гибели людей и иным катастрофическим последствиям отказов.
Безотказность программного средства можно также характеризовать средним временем между возникновениями отказов в функционировании программы. При этом предполагается, что аппаратура компьютера находится полностью в работоспособном состоянии. Безотказность ПО можно оценивать вероятностью его работы без отказов при определенных условиях внешней среды в течении заданного времени наблюдения. Качество ПО задается на этапе логического проектирования алгоритма функционирования ИС управления [13,15]. Типичный пример восстановления — с помощью резервной (backup) копии данных. Если выполнить восстановление в латентном периоде отказа, то он никогда не проявится вовне — в этом состоит идеальная отказоустойчивость.