Основные понятия и определения теории надежности
 Скачать 1.89 Mb.
|
|
Задача контроля состоит в формировании входных характеристик ЭИС, определении выходных параметров (результатов функционирования ЭИС) и оценке ее состояний (или состояний параметров) по некоторому критерию в целях сравнения текущих состояний с допустимыми. При выполнении рабочих заданий человек-оператор может допускать ошибки, которые формируют тот или иной уровень надежности (либо качество) функционирования системы, причем контроль осуществляется путем организации контуров обратной связи. Различаются внутренние контуры обратной связи, т. е. контуры контроля и управления состояниями операторов, внешние контуры обратной связи, включающие в себя контуры результатов функционирования всей системы и контуры адаптации с внешней средой (социальной или экологической). Если сформировать критерий контроля состояний в виде наглядного образа - эргатического портрета (психофизического состояния) оператора, затем этот критерий вывести во внутренний контур обратной связи (контур контроля и управления состояниями операторов), то появляется возможность контролировать и управлять состояниями операторов ЭИС в диалоговом режиме, что позволяет резко повысить надежность и качество ее функционирования. Контроль - функция, с помощью которой определяется отклонение учетных данных от плановых целей и нормативов. Под контролем в информационных системах понимают процессы, обеспечивающие обнаружение ошибок в их функционировании, вызванных отказами или сбоями аппаратуры, ошибками в программе, ошибками оператора или другими причинами. В сочетании с мерами по резервированию контроль является одним из самых эффективных средств повышения надежности и достоверности обработки информации в вычислительных системах. В современных ИС применяют средства автоматизированного контроля и диагностики, называемые системой контроля и диагностики. Которые выполняют следующие функции: · Обнаружение ошибок; · Определение причин и характера ошибок; · Регистрация ошибок и ситуаций, в которых имело место возникновение ошибок (сбор статистики и информации об ошибках); · Исправление ошибок; · Поиск (диагноз) неисправностей; · Реконфигурация системы; · Ремонт (замена неисправных компонент); · Проверка работоспособности системы (после ремонта или конфигурации). «Ошибка» в ряде случаев целесообразно рассматривать как явление искажения информации, поддающееся с определенной вероятностью обнаружению и регистрации. Для обнаружения ошибок в работе информационных систем широко используют различные методы контроля, позволяющие зафиксировать наиболее типичные ошибки. Поэтому необходимо знание причин и характеристик возникающих ошибок для правильного выбора метода контроля. Сбои, зафиксированные системой контроля, устраняют, и тем самым не допускается их распространение на выход системы . При обнаружении систематической ошибки требуется локализовать и устранить причину ошибки. Средства контроля ИС подразделяются на аппаратные, программные и смешанные. Они характеризуются тремя основными параметрами: полнотой (глубиной) контроля, временем обнаружения ошибки и сложностью. Полнота контроля оценивается как доля отказов, обнаруживаемых в результате контроля, от общего их количества:  где MK - множество элементов, подлежащих контролю; M - множество всех элементов системы; ni - число элементов i-го типа; li - интенсивность отказов элементов i-го типа. Время обнаружения ошибки (время контроля) определяется как интервал времени от момента возникновения ошибки до момента ее обнаружения. Сложность средств контроля характеризуется массой, размерами, стоимостью, потребляемой энергией, памятью и другими параметрами аппаратных средств. ВИДЫ И СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЭИС. По характеру контроль в ИС подразделяется на оперативный и тестовый. Оперативный контроль осуществляется в ходе решения задач и позволяет в процессе их решения немедленно обнаруживать ошибку. Однако оперативный контроль в принципе является неполным, поскольку выполняется на случайных, не приспособленных для целей контроля задачах. Тестовый контроль осуществляется в специально отведенные промежутки времени на основе решения специальных, тестовых задач. Он основан на тестах, обеспечивающих контроль всех элементов системы (аппаратуры , команд программы) за короткое время. Недостаток тестового контроля - затраты дополнительного процессорного времени. По способу организации различают контроль прямой, обратный и смешанный. При прямом контроле основной вычислительный процесс О с исходными данными х и результатами у сопровождается параллельным вычислительным процессом П (рис а). В случае безошибочной работы системы результаты процессов О и П должны совпадать , что определяется устройством сравнения БС . Если результаты отличаются , то БС выдает сигнал об ошибке. Если процессы О и П осуществляются по одной и той же программе, то приведенная схема позволяет выявить только сбои и отказы аппаратуры. В случае, когда информация обрабатывается по различным, но функционально эквивалентным программам, прямой контроль позволяет, кроме того, выявлять и ошибки в программах.
Недостаток прямого контроля - большие затраты аппаратных средств. Они могут быть снижены, если параллельный процесс П будет упрощен за счет снижения точности: можно предположить, что большинство ошибок приведет к сильному отклонению результата О от правильного значения, такому , которое перекроет погрешность результата процесса П и ошибка будет обнаружена по расхождению между результатами процессов О и П . При обратном контроле параллельный процесс П1 с исходным данными у и результатами х осуществляет обратное преобразование результата контролируемого процесса О. Сопоставление обратного решения с исходными данными позволяет обнаружить ошибку. Недостаток обратного контроля, кроме ограниченности класса решаемых задач, заключается и в том, что время, необходимое на получение контролируемого решения, будет не меньше суммарного времени выполнения процессов О и П. В отдельных случаях целесообразен смешанный контроль. При смешанном контроле как исходные данные х, так и результаты y основного вычислительного процесса подвергаются некоторым преобразованиям П2 и П3, подобранным так, что они в случае безошибочных процессов дают сопоставимые результаты. Т.е осуществляется проверка их совпадения в пределах допустимой погрешности. По объекту контроля различают контроль аппаратуры, программного обеспечения и работы операторов. Поскольку все рассмотренные выше виды контроля имеют определенные ограничения, на практике применяют их комбинацию. |