ekz-puch

21

характеристики в течение определенного времени хранения и эксплуатации.

Сохранность машины - свойство ЭВМ сохранять исправное состояние при хранении в условиях, оговоренных технической документацией.

Эксплуатационные ресурсы - это ресурсы, необходимые для нормальной эксплуатации машины: площадь помещений, штат обслуживающего персонала, особые требования к параметрам окружающей среды в помещениях (температура, вентиляция, пылезащищенность и др.)

15.Выбор показателей надежности.

Надежность ВСопределяется, с одной стороны, отсутствием отказов, сбоев и ошибок в ее работе, с другой - возможностью быстрого восстановления аппаратуры и вычислительного процесса.

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.

Безотказность—свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.Наработка —объем работы объекта.

Достоверность функционирования - это свойство машины,

определяющее безошибочность производимых ЭВМ преобразований информации и характеризуемое закономерностями появления ошибок из-за случайных сбоев. Сбой сопровождается искажением информации при операциях передачи, хранения и обработки. Достоверность функционирования ЭВМ можно оценить средним временем наработки на один сбой Тс или средним временем восстановления достоверности информации после сбоя Тв.с..

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Как правило, отказ вызван физическим разрушением элемента ЭВМ (внезапный отказ) или постепенным ухудшением ее характеристик (постепенный отказ).

Сбой — кратковременное нарушение правильной работы вычислительного устройства или ее элемента, после которого его работоспособность самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта (ГОСТ 19542—83).Считается, что

22

сбои вызваны внутренними или внешними помехами электромагнитного характера.

Ремонтопригодность ЭВМ- это степень приспособленности ЭВМ к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и характеризуется потерей времени на устранение неисправностей, т.е. средним временем восстановления работоспособности после отказа:Tb.o.(t) = ti/m, гдеtiвремя восстановления (ремонта) послеi-го отказа,m- число отказов за времяt.

Долговечность ЭВМ - свойство машины при установленном для нее обслуживании сохранять указанные в технической документации характеристики в течение определенного времени хранения и эксплуатации.

Сохранность машины - свойство ЭВМ сохранять исправное состояние при хранении в условиях, оговоренных технической документацией.

Эксплуатационные ресурсы - это ресурсы, необходимые для нормальной эксплуатации машины: площадь помещений, штат обслуживающего персонала, особые требования к параметрам окружающей среды в помещениях (температура, вентиляция, пылезащищенность и др.)

16.Математические модели надежности ПС. Зависимость надежности от времени.

Прогнозирующие модели

Эти модели надежности основаны на определении технических характеристик создаваемой программы: длина, сложность, количество циклов и степень их вложенности, количество ошибок на страницу операторов программы и др.

23

Модель Холстеда оценивает количество ошибок, оставшихся в программе по окончании ее разработки:

Измерительная Данный тип моделей предназначен для измерения надежности ПО в процессе его сопровождения в составе ИС. Сопровождение ПО осуществляется в течение длительного времени эксплуатации ИС. Отсюда повышенный интерес именно к измерительным моделям надежности. Все они основываются на статистических данных, полученных в результате множества прогонов программы. Среди измерительных моделей наиболее распространены модели Коркорэна, Нельсона [10] и мозаичная модель Пальчуна [13], которые базируются на выборе областей входных значений. Широко известна также модель Миллса, в основу которых положен «подсев» ошибок без изменения входных значений.

Модель Муса относят к динамическим моделям непрерывного времени. Это означает, что в процессе тестирования фиксируется время выполнения программы (тестового прогона) до очередного отказа. Но в данной модели считается, что не всякая ошибка программного средства может вызвать отказ, следовательно допускается нахождение более одной ошибки при выполнении программы до возникновения отказа.

На протяжении всего жизненного цикла программного обеспечения может быть выявлено М0 отказов. Так же будут выявлены все N0 ошибок, которые были найдены до начала тестирования.

17.Способы обеспечения и повышения надежности ПС. Методы введения структурной избыточности.

Дуальное, N-версионное и модифицированное дуальное программирование.

Способы обеспечения и повышения надежности программ могут быть разделены на следующие основные категории:

1)усовершенствование технологии программирования;

2)выбор алгоритмов, не чувствительных к различного рода нарушениям вычислительного процесса (использование алгоритмической избыточности);

3.резервирование программ — дуальное иN-версионное программирование, другие методы введения структурной избыточности;

4.контроль при вводе по диапазону изменения входных данных;

5.контроль за зацикливанием программ, возникновением самоблокировок и т.д.;

6.контроль и тестирование программ с последующей коррекцией.

Многоверсионное программирование Концепция многоверсионного программирования.

Цель многоверсионного программирования состоит в обнаружении и маскировке остаточных ошибок проекта программного обеспечения в течение выполнения программ, чтобы предотвратить критически опасные отказы системы и продолжать работу с высокой надежностью. Во многоверсионном программировании данная спецификация программы реализуется по-разному N раз.

24

Многоверсионное программирование (N-версионное программирование) — стиль программирования, при котором по единой спецификации независимо создаются несколько различных версий программы.

18.Повышение надежности ПС с помощью избыточности ОС. Метод контрольных функций.

комплексы программ в процессе функционирования находятся под воздействием шумов-возмущений различных типов. Для снижения их влияния на результаты следует применять фильтры, позволяющие обнаруживать искажения, устранять или уменьшать их вредные последствия. Разнообразие видов искажений приводит к необходимости построения систем фильтров, каждый из которых способен селектировать некоторые виды искажений.

Для реализации фильтров, обеспечивающих повышение надежности функционирования программ и защиту вычислительного процесса и информации программно-алгоритмическими методами, используется программная, информационная и

временная избыточность. Основная задача ввода избыточности состоит в исключении возможности аварийных последствий от возмущений, соответствующих отказу системы. Любые аномалии при исполнении программ необходимо сводить до уровня сбоя путем быстрого восстановления.

Временная избыточность состоит в использовании некоторой части производительности ЭВМ для контроля исполнения программ и восстановления вычислительного процесса. Величина временной избыточности зависит от требований к надежности функционирования системы и находится в пределах от 5-10% производительности однопроцессорной ЭВМ до трех-четырех кратного дублирования производительности машины. Временная избыточность используется на обнаружение искажений, их диагностику и на реализацию операций восстановления. На это требуется в общем случае небольшой интервал времени, который выделяется либо за счет резерва, либо за счет сокращения времени решения функциональных задач.

Метод контрольных функций.

Контроль гладкости.

25

Контроль длительного выполнения: основан на том, что для каждой программы каждой программы есть контроль длительного выполнения. Всякое число, которое превышает этот контроль, приведет к зацикливанию программы, останову и не правильному выполнению программы. Превышением длительности выполнения может служить сбой в этой программе. Поэтому есть контроль сравнения номеров подпрограмм.

Метод контрольных функций.

Основан на том, что результаты, в программе должны быть проверены определенным функциональным соотношением. Например, решение системы дифференциальных уравнений может быть проверено по критерию, образованному в виде суммы удовлетворяющих исходному решению.

Контроль гладкости.

Основан на том, что если ряд вычислений представляет собой более или менее гладкую функцию, все это свидетельствует об ошибке.

Программно аппаратное комбинирование.

Контроль использует рационально объединенное программирование и поддержку аппаратных средств, что позволяет определить их недостатки. При использовании этого метода аппаратные средства могут служить для обнаружения ошибок и их устранения, а программные средства анализируют или могут указывать ошибки на этапе производства и использовать программные методы, которые позволяют, в том числе их использовать.

Мажоритарное резервирование.

Мажоритарное резервирование это к параллельно подключенным идентичным схемам, выходы которых соединены со входом решающего органа, реализующего по пороговую функцию с реальными весами по входам (можно построить решающий орган с разными весами по входам).

19.Тестирование ПС. Стратегии тестирования. Виды тестирования. Аксиомы тестирования.

Отладка и тестирование ПС деятельность, направленная на обнаружение и исправление ошибок в ПС с использованием процессов выполнения его программ. Тестирование ПС - это процесс выполнения его программ на некотором наборе

данных, для которого заранее известен результат применения или известны правила поведения этих программ. Указанный набор данных называется тестовым или просто тестом.

Отладка = Тестирование + Поиск ошибок + Редактирование Существуют следующие методы тестирования ПС:

1)Статическое тестирование – ручная проверка программы за столом.

2)Детерминированное тестирование – при различных комбинациях исходных данных.

3)Стохастическое – исходные данные выбираются произвольно, на выходе определяется качественное совпадение результатов или примерная оценка.

Имеется два подхода к тестированию:

1)Структурное тестирование – метод «белого ящика», тестируется логика программы, внутренняя структура программы.

2)Функциональное тестирование – метод «черного ящика»- тестируется спецификация, т.е. вход/выход без учета знаний о ее структуре.

В нашей стране различаются два основных вида отладки (включая тестирование): автономную и комплексную отладку ПС.

26

Автономная отладка ПС означает последовательное раздельное тестирование различных частей программ, входящих в ПС, с поиском и исправлением в них фиксируемых при тестировании ошибок. Она фактически включает отладку каждого программного модуля и отладку сопряжения модулей.

Комплексная отладка означает тестирование ПС в целом с поиском и исправлением фиксируемых при тестировании ошибок во всех документах (включая тексты программ ПС), относящихся к ПС в целом. К таким документам относятся определение требований к ПС, спецификация качества ПС, функциональная спецификация ПС, описание архитектуры ПС и тексты программ ПС.

20.Протоколы тестирования. Отчет о тестировании.

Протоколы тестирования

Протоколы по каждому тесту должны содержать информацию, достаточную для повторения теста. Данная информация должна включать:

•план тестирования или технические {SITELINK-S432}требования (спецификацию) к тестированию{/SITELINK}, содержащие контрольные примеры (для каждого контрольного примера указаны его цели);

•все результаты, связанные с контрольными примерами, включая все ошибки, выявленные при выполнении теста;

•штат персонала, вовлеченного в тестирование.

Отчет о тестировании

В отчете о тестировании должны быть суммированы цели и результаты тестирования (описанные в протоколах тестирования для каждого теста). Отчет о тестировании должен иметь следующую структуру.

1.Обозначение продукта.

2.Вычислительные системы, использованные при тестировании (технические средства, программные средства и их конфигурация).

3.Использованные документы (включая их обозначения).

4.Результаты тестирования описания продукта, документации пользователя, программ и данных.

5.Перечень несоответствий требованиям.

6.Перечень несоответствий рекомендациям либо перечень не учтенных в продукте рекомендаций, либо формулировка того, что продукт не был протестирован на соответствие рекомендациям.

7.Дата окончания тестирования.

27

21.Понятие рынка ПС. Сертификация ПС.

Рынок программного обеспечения включает все виды программной продукции:

коммерческие программные продукты;

программы с открытым кодом.

Модели стандартов:

ISO 9001:2000 (ориентирована на процессы разработки из любых областей человеческой деятельности);

ISO/IEC 15504 — стандарт качества процессов программной разработки (отличается высоким уровнем детализации);

модель зрелости процесса конструирования ПО (Capability Maturity Model

—СММ) Института программной инженерии при американском университете Карнеги-Меллон.

Имеется два сертификационных документа: сертификат соответствия и знак соответствия.

Сертификат соответствия – это документ, выданный по правилам системы сертификации для подтверждения соответствия сертифицированной продукции установленным требованиям.

Знак соответствия – это зарегистрированный в установленном порядке знак, которым по правилам определенной системы сертификации подтверждается соответствие маркированной им продукции установленным требованиям

Система сертификации – совокупность участников сертификации, которые проводят сертификацию продукции по устанавливаемым в этой системе определенным правилам в соответствии с законом. Система сертификации создается федеральными органами исполнительной власти.

Сертификация включает следующие этапы:

1)подача заявки на сертификацию;

2)рассмотрение и принятие решения по заявке;

3)проведение необходимых проверок (анализ документов, испытания, проверка и т. п.);

4)анализ полученных результатов и принятие решения о возможности выдачи сертификата соответствия;

5)выдача сертификата и лицензии (разрешения) на применение знака соответствия;

6)инспекционный контроль за сертифицированным объектом в соответствии со схемой сертификации.

28

22.Модели качества процессов конструирования.

В современных условиях, условиях жесткой конкуренции, очень важно гарантировать высокое качество вашего процесса конструирования ПО. Такую гарантию дает сертификат качества процесса, подтверждающий его соответствие принятым международным стандартам. Каждый такой стандарт фиксирует свою модель обеспечения качества. Наиболее авторитетны модели стандартов ISO 9001:2000, ISO/ IEC 15504 и модель зрелости процесса конструирования ПО (Capability Maturity Model —

СММ) Института программной инженерии при американском университете Карнеги-Меллон.

Модель стандарта ISO 9001:2000 ориентирована на процессы разработки из любых областей человеческой деятельности. Стандарт ISO/IEC 15504 специализируется на процессах программной разработки и отличается более высоким уровнем детализации. Достаточно сказать, что объем этого стандарта превышает 500 страниц. Значительная часть идей ISO/IEC 15504 взята из модели СММ.

Базовым понятием модели СММ считается зрелость компании [61], [62]. Незрелой называют компанию, где процесс конструирования ПО и принимаемые решения зависят только от таланта конкретных разработчиков. Как следствие, здесь высока вероятность превышения бюджета или срыва сроков окончания проекта.

Напротив, в зрелой компании работают ясные процедуры управления проектами и построения программных продуктов. По мере необходимости эти процедуры уточняются и развиваются. Оценки длительности и затрат разработки точны, основываются на накопленном опыте. Кроме того, в компании имеются и действуют корпоративные стандарты на процессы взаимодействия с заказчиком, процессы анализа, проектирования, программирования, тестирования и внедрения программных продуктов. Все это создает среду, обеспечивающую качественную разработку программного обеспечения.

Таким образом, модель СММ фиксирует критерии для оценки зрелости компании и предлагает рецепты для улучшения существующих в ней процессов. Иными словами, в ней не только сформулированы условия, необходимые для достижения минимальной организованности процесса, но и даются рекомендации по дальнейшему совершенствованию процессов.

Начальный уровень (уровень 1) означает, что процесс в компании не формализован. Он не может строго планироваться и отслеживаться, его успех носит случайный характер. Результат работы целиком и полностью зависит от личных качеств отдельных сотрудников. При увольнении таких сотрудников проект останавливается.

Для перехода на повторяемый уровень (уровень 2) необходимо внедрить формальные процедуры для выполнения основных элементов процесса конструирования. Результаты выполнения процесса соответствуют заданным требованиям и стандартам. Основное отличие от уровня 1 состоит в том, что выполнение процесса планируется и контролируется. Применяемые средства планирования и управления дают возможность повторения ранее достигнутых успехов.

Следующий, определенный уровень (уровень 3) требует, чтобы все элементы процесса были определены, стандартизованы и задокументированы. Основное отличие от уровня 2 заключается в том, что элементы процесса уровня 3 планируются и управляются на основе единого стандарта компании. Качество разрабатываемого ПО уже не зависит от способностей отдельных личностей.

29

С переходом на управляемый уровень (уровень 4) в компании принимаются количественные показатели качества как программных продуктов, так и процесса. Это обеспечивает более точное планирование проекта и контроль качества его результатов. Основное отличие от уровня 3 состоит в более объективной, количественной оценке продукта и процесса.

Высший, оптимизирующий уровень (уровень 5) подразумевает, что главной задачей компании становится постоянное улучшение и повышение эффективности существующих процессов, ввод новых технологий. Основное отличие от уровня 4 заключается в том, что технология создания и сопровождения программных продуктов планомерно и последовательно совершенствуется.

23. Основные направления интеллектуализации ПС. Упреждающие компьютеры.

Интеллектуальное обеспечение— совокупность интеллектуальных методов, приемов и технологий обеспечивающих решение задач данной предметной области при помощи компьютера. Существенным элементом интеллектуального обеспечения является формализация и наличие интеллектуальных интерфейсов на всех этапах решения задачи.

В качестве основных направлений возможных перспективных отечественных разработок, связанных с интеллектуализацией процессов автоматизированного проектирования (АП) систем и средств управления, следует указать следующие направления:

-интеллектуализация поискового конструирования;

-интеллектуализация методов специфицирования и моделирования дискретных процессов;

-интеллектуализация проектирования локальных систем управления (СУ) реального времени;

-интеллектуализация проектирования распределѐнных СУ;

-интеллектуализация проектирования микроэлектронных блоков СУ;

-интеллектуализация проектирования СУ опасными объектами по прототипам;

-интеллектуализация проектирования средств сбора и преобразования первичной информации для СУ;

-интеллектуализация проектирования инвариантных средств поддержки проектных решений;

-интеллектуализация проектирования графического взаимодействия и отображения графической информации в СУ.

30

24.Адаптивное и адаптируемое программное обеспечение. Общая характеристика состояния.

Адаптивное программированиенаправлена на проблему создания приложений, которые могут легко адаптироваться в меняющихся потребностей пользователей, желания и окружающей среды. Адаптивная программного обеспечения явно представляют действия, которые могут быть приняты, и цели, которые пользователь хочет достичь. Это дает возможность для пользователя, чтобы изменения целей без необходимости переписывать программы. Типичным применением является информационный фильтр, который ищет в Интернете или внутренней сети компании для сведения личных интерес для читателя. Обратите внимание, что большая часть поиска может идти о том, когда пользователь даже не прошли идентификацию приложение делает больше, от имени пользователя без постоянного взаимодействия, и изощренность приходит от расщепления обязанностей между программой и пользователем. Мы называем это агент приложения.