Основные свойства надежности информационных систем

Историческая справка о развитии теории надежности и ее прикладном значении

1. Появл. связано с появл. сложных технических систем. В 30-е годы 20-го века строятся многомоторные самолеты. В связи с этим возникает задача: сколько необх. двигателей для оптимальной работы => появляются задачи теории вероятности исправности работы двигателей. Применяется так же теория мат. статистики (об отказах отдельных частей самолета). Используются такие показатели мат. статистики как частота отказов, мат. ожидание, дисперсия и т.д. Конец 30-х годов – первые статьи о надежности.

2. Великая отеч. война. Появляются ракеты ФАУ (управление ракетными снарядами) – Фон Брау (нем). Надежность ФАУ была < 50% и чтобы увеличить ее определяли слабое звено и его либо заменяли, либо усиливали.

3. Пополески (???) (польский ученый) предложил модель последовательного соединения элементов.

4. В начале 60-х годов появились книги по теории надежности (Гнеденко, Беляев, Соловьев и т.д.)

Надежность получила широкое распространение в радиоэлектронике, судостроении, самолетостроении и т.д.

Требуемый уровень надежности – порядка 3-5 тыс. суток наработки одного элемента.

Основные понятие и опред.

В настоящее время в теории надежности существует единая установившаяся терминология, которая охватывает важнейшие понятия и определения. Основные понятия теории надежности изложены в ряде стандартов [23 - 28]. Надежность системы является одной из основных составляющих его качества. Дадим определения понятиям согласно ГОСТа по надежности. Качество - совокупность свойств продукции, которая позволяет оценить пригодность продукции удовлетворять определенным потребностям в соответствии с её назначением (рис 1.1).

Одним из качеств изделия является надежность - особое свойство, которое позволяет определить стабильность всех других свойств качества изделия во времени.
Свойство - объективная особенность изделия, которое проявляется при его создании, эксплуатации и потреблении. Надежность системы (согласно ГОСТа 27.002-89) - свойство системы выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Исправное состояние - состояние, при котором система обладает полным набором свойств и выполняет все заданные функции с параметрами, установленными в технической документации.
Работоспособность - состояние, при котором система выполняет все заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации, но с отсутствием некоторых несущественных для нормального функционирования свойств. Отказ - событие, которое заключается в нарушении работоспособности. Следует отметить, что под отказом надо понимать не только полное нарушение работоспособности, но и выход параметров изделия за границы, установленные требованиями технической документации. Значит, после отказа система либо полностью прекращает свою работу, либо продолжает функционировать с пониженным качеством. Во многих случаях понятие отказа удобно подразделять на его виды в соответствии с классификационными признаками.

Неработоспособность-это сост.систем не выполн хотя бы 1 заданную функцию. Исправленное состояние-сост,когда сист выполн все задан фун-и,котор перечисл технич документации. Восстановлен.сист. – это сист.,кот.восстан.работоспособ.путем провед.техн.обслуж.ремонта. Невосстан.сист. – неподлежит восстан. Дефект – случ.соб.,заключ.в наруш.работосп.или исправ.сост. (отказ или неисправ.).

3Классификация отказов информационных систем.

Отказ - событие, которое заключается в нарушении работоспособности.

1. По характеру возникновения:

- Внезапные (катастрофические). Возникают в результате резкого (скачкообразного) изменения выходных показателей системы;

- Постепенные (параметрические). Образуются при постепенном снижении выходных параметров системы во времени и когда эти параметры пересекают критическое значение, считается, что отказ произошел.

2. По степени очевидности:

- Явные (очевидные). Явные отказы системы обнаруживаются при внешнем осмотре или включении системы;

- Скрытые (неочевидные). Выявляются инструментальными средствами.

3. По связи с отказами других элементов:

- Зависимые (вторичные отказы). Возникают под влиянием отказов других элементов;

- Независимые (первичные отказы).

4. По времени существования:

- Устойчивые (окончательные). Устраняются только в результате ремонта;

- Перемежающие отказы (самопроизвольно возникают и устраняются). Исчезают без вмешательства обслуживающего персонала (например, сбои ЭВМ).

5. По влиянию на ремонтопригодность:

- Неисправности. Устраняются путем мелкого ремонта;

- Аварии. Требуют длительного восстановления и больших ремонтных работ.

6. По природе возникновения:

- Физические. Проявляются в физическом нарушении работоспособности;

- Функциональные. Теряют способность системы выполнять некоторые или все функции (например, при отсутствии физического отказа ЭВМ может неправильно выполнять логические операции).

Основные свойства надежности информационных систем.

Надежность является комплексным свойством системы и включает в себя еще четыре других свойства (рис 1.2):

1. Безотказность.

2. Долговечность.

3. Ремонтопригодность.

4. Сохраняемость.

1. Безотказность - свойство системы не утрачивать работоспособность в течение заданной наработки без перерывов на обслуж.и ремонт.

2. Долговечность - свойство системы сохранять работоспособность до предельного состояния (до списания) с перерывами на техническое обслуживание и ремонт.

3. Ремонтопригодность - свойство системы обнаруживать, устранять и предупреждать неисправность и отказы путем проведения технического обслуживания и ремонта.

4. Сохраняемость - свойство системы сберегать свои эксплуатационные показатели в течение и после срока транспортирования или хранения на складе.

Рис. 1.2. Понятийная схема свойств надежности

Все системы подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Невосстанавливаемые системы эксплуатируются до первого отказа. У восстанавливаемых систем может быть поток отказов. Кроме того, системы делятся на ремонтируемые и неремонтируемые. Это технические термины, говорящие о возможности ремонта системы. Так как ремонт может быть дорогой или в условиях эксплуатации не возможным, то система может быть ремонтируемой, но относится к классу невосстанавливаемых.

Понятия восстанавливаемых и невосстанавливаемых систем применяются для расчетов их надежности.