Изготовление (реализация) МС
Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 5.
| |
Выбор оборудования системы и описание процедуры интеграции модулей
Математическое моделирование системы и детальное проектирование схем модулей
Математическое моделирование может проводиться на разных стадиях проектирования МС. Оно подразумевает создание систем уравнений, описывающих поведение и характеристики как основных блоков системы (общее математическое моделирование), так и элементов подсистем (детальное моделирование). Чаще всего детальное моделирование ММ производят с помощью методов и средств, описанных в теории автоматического управления систем.
На основании общей структурной схемы производят разделение электромеханической системы на звенья направленного действия. Эти звенья – электродвигатель, получающий энергию от преобразователя, регуляторы тока и скорости и цепи обратных связей с соответствующими коэффициентами передач.
После определения структурных схем отдельных звеньев, составляем структурную схему полной электромеханической системы, дающую наглядное представление об отдельных звеньях и процессах, проходящих внутри – внутренних переменных, что позволяет достичь наилучшего решения при оптимизации параметров. (Подробнее рассказано в разделе 3).
После разработки структурных схем и математического аппарата проекта приступают к выбору оборудования на основе проведенных расчетов и требований ТЗ. Основными критериями выбора типов, проивздителей и марок оборудования являются следующие:
- соответствие характеристик расчетам.
- масса и линейные размеры;
- потребляемая мощность, тип потребляемого тока и т.д.;
- стоимость;
- надежность и качество;
- доступность приобретения и доставки и т.д.;
- возможность сопряжения без дополнительных блоков и программного обеспечения с модулями системы и т.д.
При выборе оборудования (особенно при модернизации МС) очень важно подобрать линейные размеры и выходные характеристики (скорость вращения вала, максимальная нагрузка и т.д.), соответствующие возможностям модернизируемой системы.
Для повышения надежности системы необходимо стремиться к минимизации промежуточных звеньев при интеграции системы и построению интерфейсных преобразователей.
Изготовление (реализация) МС обычно проводятся в несколько этапов :
- изготовление макета – упрощенной модели МС для физической проверки ее основных эксплуатационных свойств;
- изготовление пилотного проекта;
- массовое производство МС.
Тестирование МС
Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 12.
| Тестирование — это процесс исполнения программы, с целью обнаружения ошибок. Тестирование процесс деструктивный (разрушительный), направленный на отыскание ошибок. Поэтому желательно чтобы процедуру тестирования осуществляли не заинтересованные в программе лица. Достоверность тестирования систем определяется тем, кто будет ее тестировать и каков его образ мышления. Вопросы психологии тестирования выдвигаются на первый план. Одновременно, если мы тестируем МС, то к существующей стоимости МС нужно добавить дополнительную стоимость, связанную с затратами времени на тестирование. тестирование проводится как для аппаратной части, так и для программной части МС. По стадиям различают следующие виды тестирования: - отладка – проводится в процессе разработки модулей системы и ее сборки; - итоговое тестирование работоспособности – проводится после полной сборки системы; - тестирование предельных показателей – прогон системы с использованием экстремальных показателей окружающей среды и технологических процессов ( при повышенных/пониженных температурах, вибрациях, запыленности, в магнитных полях, в воде/тумане/дожде и т.д.); - эксплуатационное тестирование – проводится при внедрении системы путем установки системы на место эксплуатации и прогон работы системы в течение определенного периода с использованием реальных задач и данных (изготовление изделий необходимого качества с необходимой скоростью из конкретного металла и т.д.). Стратегически можно подойти к процедуре построения тестов по двум направлениям. Стратегия “Черного ящика”, тестирование с управлением по данным или по входу/выходу. Такое тестирование имеет целью выяснить обстоятельства, в которых поведение МС не соответствует ее внешним спецификациям. Стратегия “Белого ящика” позволяет исследовать внутреннюю структуру МС и направлена на исчерпывающее тестирование всех маршрутов программы МС. Но эти стратегии не могут однозначно сказать, что МС, сданная в эксплуатацию, не имеет ошибок. Исчерпывающее тестирование в принципе не возможно по причине: - количество тестов при сложной МС может превысить возможное время на их реализацию; - за правильность логики отвечает человек; - обнаружение ошибок, которые зависят от обрабатываемых данных тоже может быть неполной. Традиционно объединяют методы “Черного” и “Белого ящика”, при этом руководствуясь рядом принципов. 1. Тест должен включать обязательно две компоненты: - описание входных данных и объектов; - описание точного результата. 2. Следует избегать тестирования МС ее автором за исключением процесса отладки. 3. Необходимо досконально изучать результаты применения каждого теста. 4. Тесты для неправильных и не предусмотренных входных данных следует разрабатывать также тщательно как для правильных и предусмотренных; необходимо проверять делает ли программа то, что она должна делать или то, что она не должна делать. 5. Вероятность наличия не обнаруженных ошибок в части МС пропорциональна количеству ошибок уже обнаруженных в этой части. 6. Данный процесс творческий в том смысле, что процесс применения методов тестирования должен быть творческим. Традиционно при составлении крупных МС обязательно проводится процедура инспекции и сквозных проверок, в рамках которой инспекция из 4-х человек слушает доклад авторов о целях и задачах МС, логике программы и задает вопросы по заранее сформулированному перечню возможного блока ошибок (ошибки описания данных, интерфейса и т.д.) , каждому из блоков задаются вопросы. Задача инспекции состоит в том, чтобы обнаружить возможные ошибки. При сквозном просмотре группа инспекторов выполняет роль вычислительных машин. Автор предлагает набор тестов, а инспекторы осуществляют просмотр по всему алгоритму (или программе). Тесты должны быть простые и небольшие. Проверка за столом как правило осуществляется одним специалистом (желательно не разработчиком программы). Такой метод менее эффективен, чем два предыдущих, но используется в случае отсутствия кадров (специалистов, тестирующих МС). Оценка посредством просмотра служит для проведения квалификационной самооценки специалистов. Это метод оценки анонимной МС в терминах ее общего качества, ремонтопригодности, простоты эксплуатации и ясности. |
Проектирование тестов. Стратегии проектирования тестов заключается в том, чтобы попытаться уменьшить полноту тестирования настолько, насколько это возможно. При этом, если ввести ограничения на время, стоимость машинного времени и т.п., то ключевым вопросом тестирования становится: “Какое подмножество всех возможных тестов имеет наивысшую вероятность обнаружения большинства ошибок”.
Традиционно процедура отладки предшествует процедуре тестирования и направлена на обнаружение ошибок осуществляется в два этапа:
1. определяется природа и местонахождение подозреваемой ошибки в программе;
2. ошибка фиксируется и исправляется.
Существуют следующие методы отладки МС :
1 Методы “грубой силы”. Являются довольно неэффективными поскольку не требуют большого влияния и умственных затрат.
- метод и использование распечатки всей памяти;
- отладка в соответствии с общим предположением;
- использование автоматических средств отладки.
2 Методы индукции. Метод индукции представляет собой тщательный анализ возможно даже без выхода на машину. Процесс анализа от частного к целому. При использовании метода рассматриваются детали (симптомы ошибки, установление одним или несколькими методами и взаимосвязи между ними). Метод реализуется в два этапа:
- определения данных и процессов, имеющих отношение к ошибке, а не всех данных;
- организация данных и процессов, т.е. структурирование данных, имеющих отношение к ошибке, с целью выявления закономерности.
Процедура структурирования осуществляется по вопросам:
- Что — список общих симптомов ошибки;
- Где — место, в котором эти симптомы обнаружены;
- Когда — содержит все, что известно о времени появления ошибки;
- Какова степень — область распространения и степень вложенности ошибок.
Выдвигается гипотеза или несколько гипотез о причине ошибки с учетом закономерностей, выявленных в структуре симптомов ошибки.
Доказательство гипотезы — путем сравнения ее с первоначальными симптомами ошибки или данными. Она должна полностью объяснять существование этих симптомов.
3 Метод дедукции. Позволяет на основании некоторых общих теорий и предпосылок используя операции исключения и уточнения прийти к определенному заключению, т.е. к обнаружению места ошибки.
Последовательность действий:
-перечисление возможных причин или гипотез (причины не должны полностью объяснять ошибку);
-начинается процесс исключения причин, использование данных для исключения, поиск противоречий, в итоге отсеиваются все причины кроме одной;
-уточнение выбранной гипотезы: для этого привлекаются дополнительные данные и составляются спецификации;
-доказательство выбранной гипотезы, выявление ошибки или исключение выбранной гипотезы и начала процесса снова.
4 Прослеживание логики в обратном порядке. Метод эффективен для локализации ошибки в небольших программах. Отладка программы начинается в точке, где была обнаружена ошибка. Мысленно программа выполняется в обратном порядке. Рассуждаем, если в этой точке значение переменных было таким, то в следующей точке их значения будут следующими и вычислить их. Таким образом можно будет обнаружить место в программе, где состояние ее соответствовало ожидаемому и соответственно отличалось от ожидаемого.
5 Метод сознательных ошибок. Специалист сознательно делает сбои в МС и ошибки в программе и тем самым могут обнаружится многие другие ошибки МС.
Оценка качества МС
Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 4.
| КачествоМС— это набор критериев, которым должно отвечать МС. Набор критериев качества зависит от категории критичности МС: - требует особо высокое качество МС по причине того, что от работы МС зависит жизнь людей (космические программы, управление работой атомных станций и т.д.); - важные программы, для которых появление ошибки приводит к большим материальным потерям; - наиболее массовые и широко распространенные программы качество и область применения которых измеряется в широких пределах. Каждый критерий, определяющий категорию критичности МС, может использоваться, если определена его метрика (название, указан способ измерения, значения с которыми следует сопоставлять и как сопоставлять. Следствие несоответствия МС тому или иному критерию является его сбой. Следовательно, основным методом измерения качества программы на любых этапах ее разработки является тестирование. В случае, если программа проходит государственную регистрацию, то она подвергается аттестации и сертификации. Аттестация представляет собой специальный организационный процесс испытаний программ с применением упорядоченной, стандартизированной совокупности тестов охватывающие все необходимые функции и режимы применения МС и его компонентов. Специальный коллектив гарантирует полное выполнение предписанных функций и режима применения МС и его компонентов. Результатом аттестации является присвоение категории качества с документальным оформлением. Сертификация является также испытанием программ, но по более жестокой схеме тестирования. При успешной сертификации оформляется сертификат соответствия, позволяющий юридически эксплуатировать МС по прямому назначению. К сертификату прикладывается паспорт МС с комплектом документации и проверочными тестами. В случае обнаружения ошибок при сопровождении сертифицированной программы после ее исправления требуется повторная сертификация.
Рисунок 2.10 – Показатели качества МС Качество любого изделия представляется набором показателей отражающих его свойства и определяющих возможность и эффективность его применения по прямому назначению. Для получения МС с определенным набором показателей качества мы должны рассмотреть оптимизационную задачу взаимосвязи исходного набора показателей качество МС соответствующего класса, возможных материальных и временных затрат и вариантов набора показателей качества на выходе. Рассматривается классификацию показателей уровня критичности можно выделить две группы критериев: 1. функциональные критерии, которые отражают специфику областей применения и степень соответствия программ их основному целевому назначению; 2. конструктивные критерии более независимые от целевого применения программы, отражают эффективности использования программных ресурсов, вычислительных средств, а также надежность функционирования МС. Наши рекомендации |
