Надежности программных средств

Надежность- свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимами условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Таким образом, надежность является внутренним свойством системы, заложенным при ее создании и проявляющимся во времени при функционировании эксплуатации.

Свойства надежности изучаются теорией надежности, которая является системой определенных идей, математических моделей и методов, направленных на решение проблем предсказания, оценки и оптимизации различных показателей надежности. Надежность технических систем определяется в основном двумя факторами:

ü надежность компонентов

ü дефекты в конструкции

Относительно невысокая физическая надежность компонентов, их способность к разрушению, старению или снижению надежности в процессе эксплуатации, привели к тому, что этот фактор оказался доминирующем для большинства комплексов аппаратуры.

Надежность сложных программных средств определяется этими же факторами, но основными являются дефекты и ошибки проектирования, т.к. физическое хранение программ на магнитных носителях характеризуется очень высокой надежностью. Программа любой сложности и назначения при строго фиксированных исходных данных и абсолютно надежной аппаратуре исполняется по однозначно определенному маршруту и дает на выходе строго определенный результат. Но при изменении исходных данных и накопленной при обработке информации создают огромное число различных маршрутов исполнения каждого сложного ПС. Источниками надежности являются непроверенные сочетания исходных данных, при которых функционирующее ПС дает неверные результаты или отказы.

При применении понятий надежности к ПС следует учитывать особенности и отличия этих объектов от традиционных технических систем, для которых первоначально разрабатывалась теория надежности:

• не для всех видов программ применимы понятия и методы теории надежности
• при оценке качества программных компонентов к ним не применимы понятия надежности функционирования
• главными факторами, определяющими надежность программ, являются дефекты и ошибки проектирования и разработки
• относительно редкое разрушение программных компонентов и необходимость их физической замены приводят к принципиальному изменению понятий сбоя и отказа программ
• для повышения надежности комплексов программ особое значение имеют методы автоматического сокращения длительности восстановления и преобразования отказов в кратковременные сбои путем введения в ПС временной, программной и информационной избыточности
• непредсказуемость места, времени и вероятности проявления дефектов и ошибок
• традиционные методы форсированных испытаний надежности систем путем физического воздействия на их компоненты не применимы для ПС, и их следует заменять на методы форсированного воздействия ИП внешней среды.

С учетом перечисленных особенностей применение основных понятий теории надежности сложных систем к жизненному циклу и оценке качества комплексов программ позволяет адаптировать и развивать эту теорию в особом направлении – надежности ПС.

К задачам теории и анализа надежности, сложных ПС можно отнести следующие:

Ø формулировка основных понятий, используемых при исследовании и применении показателей надежности ПС

Ø выявление и исследование основных факторов, определяющих характеристики надежности сложных ПС

Ø выбор и обоснование критериев надежности для комплексов программ разного типа и назначения

Ø исследование дефектов и ошибок, динамики их изменения при отладке и сопровождении

Ø исследование и разработка методов структурного построения сложных ПС

Ø разработка методов и средств определения и прогнозирования характеристик надежности в ЖЦ комплексов программ.

Также в основе теории надежности лежат понятия о двух возможных состояниях объекта или системы: работоспособном и неработоспособном. Работоспособным называется состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными технической документацией. Определение работоспособности системы предполагает наличие в ней средств, способных установить соответствие ее характеристик требованиям технической документации. Для этого должны использоваться

методы и средства контроля и диагностики функционирования системы. Глубина и полнота проверок, степень автоматизации контрольных операций, длительность и порядок их выполнения влияют на работоспособность системы и достоверность ее оценки.