НАДЕЖНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Консультации Гвоздков Игорь

НАДЕЖНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Консультации • Гвоздков Игорь Вячеславович • Четная среда 13. 00 - 14. 45 • Кабинет 643

Прохождение дисциплины • 10 Лекций • 6 лабораторных занятий • Зачет

Содержание дисциплины 1. Основные определения теории надежности; 2. классификация отказов информационных систем; 3. характеристики надежности при внезапных и постепенных отказах; 4. показатели надежности при хранении информации; 5. комплексные показатели надежности информационных систем;

Содержание дисциплины 6. факторы, влияющие на надежность информационных систем; 7. влияние контроля и диагностики на надежность обработки, передачи и хранения информации; 8. элементы теории восстановления;

Содержание дисциплины 9. основы расчета надежности информационных систем; 10. испытания на надежность; 11. методы повышения надежности информационных систем; 12. влияние человека-оператора на функционирование информационных систем.

Литература 1. ГОСТ 27. 002 -89 Основные понятия. Термины и определения 2. ГОСТ 27. 003 -90 Состав и общие правила задания требований по надежности 3. ГОСТ Р 27. 403 -2009 Планы испытаний для контроля вероятности безотказной работы

Лекция № 1 • ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Вопросы лекции 1. Основные определения теории надежности; 2. классификация отказов информационных систем;

1 Вопрос • Основные определения теории надежности;

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ 1. 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ • 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

Информационная система (ИС) – это сложная программно- аппаратная система, включающая в свой состав человеко-машинные звенья, технические или аппаратные средства и программное обеспечение.

Состав информационной системы • Элемент – один или несколько однотипных устройств, предметов, учитываемые при расчете надежности всего соединения. • Ячейка – отдельная конструкция, не имеющая самостоятельного функционального назначения. • Узел – несколько деталей, ячеек, объединенных для выполнения определенных функций, но не имеющих самостоятельного эксплуатационного назначения(регистр команд, регистр флагов).

Состав информационной системы • Устройство – соединение деталей, узлов, имеющее самостоятельное эксплуатационное назначение (блок питания). • Прибор – группа блоков, имеющая конструктивно самостоятельное назначение. • Установка – группа приборов. • Система – устройство, состоящее из нескольких установок. Надежность его имеет самостоятельное значение. • Различают системы восстанавливаемые (после отказа их можно ремонтировать) и невосстанавливаемые. • Системы могут быть однократно и многократно использованы.

Стороны (свойства) надежности 1. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Наработка – время работы объекта до первого отказа. 2. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к предупреждению и обнаружению отказов и восстановлению работоспособности объекта либо путем проведения ремонта, либо путем замены отказавших элементов. 3. Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленном режиме технического обслуживания и ремонта.

Стороны (свойства) надежности 4. Сохраняемость - свойство объекта сохранять работоспособность в течение и после его хранения и (или) транспортирования. 5. Работоспособность - такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, удовлетворяя требованиям нормативно технической документации. Работоспособность - это характеристика состояния объекта в некоторый момент времени.

Дополнительные стороны надежности: (применяются для оценки надежности ИС) 1. Живучесть - свойство объекта или системы сохранять работоспособность (полностью или частично) в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормативными условиями эксплуатации. 2. Сбой - кратковременное нарушение работоспособности системы, после которого работоспособность восстанавливается оператором без проведения ремонта или самовосстанавливается. 3. Отказ - событие, заключающееся в том, что система полностью или частично теряет свойство работоспособности. 4. Ошибка - проявление сбоя или отказа компонента ИС. 5. Достоверность информации - свойство системы выдавать достоверную информацию при возникновении в ней сбоев.

Дополнительные стороны надежности: (применяются для оценки надежности ИС) 6. Отказоустойчивость - свойство системы продолжать выполнение заданных функций после возникновения одного или нескольких сбоев или отказов отдельных элементов. 7. Конфигурация - совокупность и способ взаимодействия программных и аппаратных средств системы, направленных на выполнение рабочего задания. 8. Реконфигурация - изменение состава и способа взаимодействия программных и аппаратных средств системы с целью исключения отказавших элементов. 9. Ремонт - восстановление работоспособности системы с помощью специалистов.

Дополнительные стороны надежности: (применяются для оценки надежности ИС) • 9. Избыточность - дополнительные программные и аппаратные средства, возможности алгоритма для выполнения дополнительных функций, предназначенных для повышения надежности ИС. • Алгоритмическая избыточность - способность обеспечить правильный результат, несмотря на возможные отдельные ошибки в ходе вычислений. • Информационная избыточность - некоторое повторение информации в той или иной форме, позволяющее восстанавливать исходные данные в случае каких-либо нарушений в работе системы. Характерным способом введения избыточности является резервирование - использование дополнительных средств и возможностей с целью сохранения работоспособности системы при отказе одного или нескольких ее элементов.

Дополнительные стороны надежности: (применяются для оценки надежности ИС) • Различают статическую и динамическую избыточность. • Статическая избыточность реализуется автоматически сразу после возникновения отказа: система построена так, что после отказа ее не нарушенная часть позволяет продолжить выполнение задания. • Динамическая избыточность реализуется только после некоторой перестройки работы системы, получившей сигнал об отказе от устройства контроля.

Надежность и эффективность – взаимосвязанные понятия. • Эффективностью системы называется свойство выдавать некоторый полезный результат (эффект) при использовании ее по назначению. • Чем выше надежность, тем выше и эффективность системы, но до определенного уровня, так как дальнейшее повышение надежности сопряжено с существенными экономическими затратами.

Виды эффективности • Эффективность номинальная - это эффективность системы при безотказном ее состоянии. • Эффективность реальная - это эффективность реальной системы, т. е. не обладающей идеальной надежностью. • Эффективность техническая - это технический эффект, полученный при использовании объекта (количество переданной информации, снижение затрат времени и т. п. ). • Эффективность экономическая - степень выгодности экономических затрат при использовании системы.

Слияние показателей надежности и показателей эффективности в комплексный показатель позволяет получить – коэффициент сохранения эффективности: • К=Y/ Yiii • где Y. - реальное значение эффективности; • Yiii - номинальное значение эффективности. • В качестве показателей Y. и Yiii могут выступать, например, номинальная и реальная пропускные способности системы массового обслуживания.

2 Вопрос • классификация отказов информационных систем

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ Классификационный признак Значение классификационного признака Вид отказа 1. Характер изменения основных параметров объекта до момента возникновения отказа Скачкообразное изменение одного или нескольких параметров Внезапный отказ Постепенное изменение одного или нескольких основных параметров Постепенный отказ

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ Классификационный признак 2. Взаимосвязь отказов Значение классификационного признака Отказ элемента объекта не обусловлен повреждениями или отказами других элементов объекта Отказ элемента объекта обусловлен повреждениями или отказами других элементов объекта Вид отказа Независимый отказ элемента Зависимый отказ элемента

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ Классификационный признак Значение классификационного признака Нарушение установленных правил и (или) норм конструирования, несовершенство принятых методов конструирования 3. Происхождение отказов Нарушение установленного процесса изготовления или ремонта объекта, несовершенство технологии Нарушение установленных правил и (или) условий эксплуатации объекта Вид отказа Конструкционный отказ Производственный отказ Эксплуатационный отказ

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ Классификационный признак Значение классификационного признака Неработоспособность сохраняется устойчиво 4. Устойчивость неработоспособного состояния (характер отказа) Неработоспособность сохраняется кратковременно, после чего работоспособность самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта Неработоспособность одного и того же характера возникает и самоустраняется многократно Вид отказа Устойчивый отказ Самоустраняющийся отказ (сбой) Перемежающийся отказ

Отказы в ИС • Аппаратным отказом принято считать событие, при котором изделие утрачивает работоспособность и для его восстановления требуется проведение ремонта аппаратуры или замена отказавшего изделия на работоспособное. • Программным отказом считается событие, при котором объект утрачивает работоспособность по причине несовершенства программы (несовершенство алгоритма решения задачи, отсутствие программной защиты от сбоев, отсутствие программного контроля за состоянием изделия и т. д. ). Программный отказ устраняется путем исправления программы.