Надежность программного средства.

Надежность ПС - это его способность безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью. При этом под отказом в ПС понимают проявление в нем ошибки. Таким образом, надежная ПС не исключает наличия в ней ошибок - важно лишь, чтобы эти ошибки при практическом применении этого ПС в заданных условиях проявлялись достаточно редко. Убедиться, что ПС обладает таким свойством можно при его испытании путем тестирования, а также при практическом применении. Таким образом, фактически мы можем разрабатывать лишь надежные, а не правильные ПС.

Разрабатываемая ПС может обладать различной степенью надежности. Как измерять эту степень? Так же как в технике, степень надежности можно характеризовать вероятностью работы ПС без отказа в течении определенного периода времени. Однако в силу специфических особенностей ПС определение этой вероятности наталкивается на ряд трудностей по сравнению с решением этой задачи в технике. Позже мы вернемся к более обстоятельному обсуждению этого вопроса.

При оценке степени надежности ПС следует также учитывать последствия каждого отказа. Некоторые ошибки в ПС могут вызывать лишь некоторые неудобства при его применении, тогда как другие ошибки могут иметь катастрофические последствия, например, угрожать человеческой жизни. Поэтому для оценки надежности ПС иногда используют дополнительные показатели, учитывающие стоимость (вред) для пользователя каждого отказа.

Критерии надежности программ.

Критерии, ис­пользуемые в теории надежности, являются статистическими и в том или ином виде учитывают временные показатели. В зави­симости от целевого назначения систем для анализа показателей надежности их целесообразно разделить на два класса: невос­станавливаемые и восстанавливаемые. Для оценки надежности восстанавливаемых систем (программ) необходимо знать харак­теристики многократных отказов и восстановлений в процессе их функционирования. Процесс восстановления достаточно полно описывается показателями: вероятностью восстановления за некоторое время, плотностью распределения времени восстанов­ления и средним временем восстановления.

Факторы, снижающие надежность функционирования про­грамм. На надежность функционирования КП влияют, прежде всего, факторы, вызывающие сбой или отказ при исполнении программы:

· искажения исходной информации, поступающей от внешних абонентов;

· самоустраняющиеся отказы или сбои в аппаратуре ЭВМ;

· не выявленные ошибки в программах.

Искаженные данные в ряде случаев могут являться причиной только ошибок в результатах, выдаваемых внешним абонентам или накапливаемых в памяти ЭВМ, и не влияют на надежность КП. Однако некоторые искажения выходят за область допусти­мых значений переменных. При этом возрастает вероятность того, что искаженная величина будет обрабатываться некото­рым сочетанием команд, приводящих либо к отказу, либо к сбою функционирования.

Первопричинами искажений данных, поступающих от внеш­них абонентов, могут быть:

· искажения данных на первичных носителях информации при их подготовке;

· сбои и частичные отказы в аппаратуре ввода данных с пер­вичных носителей информации;

· шумы и сбои в каналах связи при передаче сообщений по телекодовым линиям связи;

· сбои и частичные отказы в аппаратуре передачи или приема телекодовой информации;

· потери или искажения сообщений в ограниченных буферных накопителях ЭВМ;

· ошибки в документах, используемых для подготовки данных, вводимых в ВС.

Самоустраняющиеся отказы и сбои в аппаратуре ЭВМ явля­ются заметным фактором, влияющим на надежность функцио­нирования программы. Существуют ВС, характеризующиеся средним временем наработки на отказ аппаратуры, исчисляе­мым десятками тысяч часов. Однако, для однопроцессорных ЭВМ наработка на устойчивый отказ, как правило, измеряется сотня­ми или тысячами часов. В однопроцессорных ЭВМ значительно чаще происходят сбои или трудно обнаруживаемые кратковре­менные отказы. Некоторая часть аппаратных сбоев может приво­дить к искажениям исполнения программ или к искажениям данных. Сбои, которые не удается обнаружить и зафиксировать при функционировании КП в процессе нормальной обработки информации, происходят на Один-два порядка чаще, чем устой­чивые отказы, т. е. наработка на сбой оценивается десятками часов.

Не выявленные ошибки в сложных КП, являются основной причиной ненадежности функционирования большинства из них. Хотя в процессе отладки основная часть ошибок в программах обнаруживается и устраняется, всегда есть риск проявления какой-то ошибки при некотором, ранее не испытан­ном сочетании исходных данных. Разнообразие и внешняя слу­чайность реальных сочетаний переменных в исходных данных, об­рабатываемых программой, создают такие ситуации, при которых последствия отдельных ошибок в программах проявляются аналогично последствиям сбоев в аппаратуре ЭВМ.