Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство

Методология оценки надежности иерархических информационных систем

Акимова Г.П.1, Соловьев А.В.2

Статья содержит описание разработанной методики оценки надежности иерархических информационных систем на примере Гос автоматической системы Русской Федерации «Выборы». В рамках проделанной Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство работы проведена оценка надежности как отдельных частей системы, так и системы в целом с указанием степени воздействия частей системы на общую надежность системы. В предлагаемом материале излагается аналитический подход к оценке надежностных характеристик (коэффициента готовности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, вероятности неотказной работы за время выполнения основной задачки, коэффициента оперативной готовности). Используемый подход основан на независящем учете потока отказов (сбоев) за счет разных причин (технических, программных средств, ошибок оператора), воздействующих на Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство программно-технические средства.

^ Обозначения и сокращения

КСА - комплекс средств автоматизации

ПО - программное обеспечение

ПТС - программно-техническое средство

СПО - особое программное обеспечение

ОПО - общее программное обеспечение

ЗИП - запасные части, инструменты, принадлежности и материалы

ТО - техническое обеспечение

АРМ - автоматическое рабочее место

ПТК - программно-технический Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство комплекс

РУК - региональный узел коммутации

ТУК - территориальный узел коммутации

^ 1. Главные определения и избранные характеристики надежности

Для огромных информационных иерархических территориально – распределенных систем понятие надежности работы системы является одним их определяющих. Это в особенности принципиально, так как Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство такие системы нуждаются не только лишь в сопровождении, да и в конкретном участии человека в технологическом процессе.

Все расчеты выполнялись применительно к гос автоматической системе (Угасал) «Выборы» (дальше Система), повлекшее за собой Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство введение неких допущений и ограничений, что, вобщем, не преуменьшает значения работы как такой.

Определим надежность как свойство системы сохранять во времени в установленных границах значения всех характеристик, характеризующих ее способность делать основное Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство предназначение [8] при воздействии дефектов (отказов и сбоев) технических средств, ошибок в программках и данных, ошибок персонала и юзеров в данных режимах и критериях эксплуатации при узнаваемых свойствах системы технического обслуживания и ремонта Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство [9].

Надежность системы, как всеохватывающее свойство, содержит в себе последующие характеристики: безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность.

Остановимся на оценке 2-ух параметров надежности: безотказность (свойство системы безпрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некого времени Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство) и ремонтопригодность (приспособленность системы к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния методом технического обслуживания и ремонта).

Введем ряд определений, характеризующих надежность работы автоматической распределенной информационной системы в целом.

^ Возможность неотказной работы P(t Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство) – возможность того, что система будет работоспособна в течение данного времени работы при данных критериях эксплуатации. Возможность неотказной работы – это черта безотказности системы. Данный показатель будем использовать для оценки безотказности системы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство во время проведения избирательных кампаний как отрезка времени, когда она употребляется по собственному основному предназначению.

^ Коэффициент готовности К г – возможность того, что система окажется в работоспособном состоянии в случайный момент времени. Это всеохватывающая Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство черта безотказности и ремонтопригодности системы, которая характеризуется показателями ремонтопригодности: Т о – среднее время выработки на отказ и Т в – среднее время восстановления после отказа. Так как времени на ремонт отказавших частей системы во Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство время проведения избирательных кампаний нет, то этот показатель оценивает возможность работоспособности Системы в случайный момент времени, не ограниченный только временем проведения выборов.

^ Коэффициент оперативной готовности К о.г.(t) – возможность того Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, что система окажется работоспособной в случайный момент времени, и, начиная отныне, будет работоспособной еще в течении данного времени. К о.г.(t) = К г P(t). Это также всеохватывающая черта Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство безотказности и ремонтопригодности системы. В нашем случае К о.г.(t) охарактеризовывает возможность выполнения Системой собственной основной задачки во время подведения итогов голосования по избирательным кампаниям с учетом того, что Система будет в работоспособном состоянии Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство в момент начала подведения итогов выборов.

Положим малое значение норматива времени, при котором производится требование к вероятности своевременной обработки результатов работы системы, равным t = 69 часам для расчетов вероятности неотказной работы системы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство и ее отдельных частей.

Математический аппарат методики разработан для оценки надежности на базе статистических данных о ремонте программно – технических средств, отказах оборудования каналом связи, сбоях программного обеспечения.

Избранные модели расчетов надежности дают стабильно Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство заниженные (пессимистические) оценки надежности.

^ 1.1. Понятие отказов и сбоев в Угасал «Выборы»

Определим понятие отказа для системы в целом и для каждого элемента схемы надежности (см. Набросок 1).

Так как мы рассматриваем сложную территориально Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство - распределенную функциональную систему, то у нее не считая состояний «Полная работоспособность» и «Полный отказ» существует огромное количество промежных состояний с разными уровнями работоспособности и надлежащими им уровнями эффективности функционирования Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство.

Под состоянием «Полная работоспособность» понимается такое состояние, при котором работоспособны все составные части и составляющие системы.

«Полным отказом» именуется состояние, в каком внедрение системы по предназначению становится неосуществимым либо нецелесообразным из-за Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство дефектов ПТС, линий связи, воздействия людского фактора. В данном случае восстановление работоспособности может произойти только после выполнения особых ремонтно - восстановительных работ.

Для системы в целом можно выделить последующие элементы надежности (назовем их элементами надежности верхнего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство уровня): КСА верхнего уровня, каналы связи средний – нижний уровень, КСА среднего уровня, каналы связи нижний уровень – средний уровень, КСА нижнего уровня.

На рисунке 1 представлена схема надежности системы в целом. Номера на этой Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство схеме служат для определения количества разных КСА и количества каналов связи.

^ Набросок 1. Структурная схема надежности территориально-распределенной иерархической системы

Таким макаром, схема надежности системы можно представить в виде графа, в каком узлами Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство являются КСА, а дугами графа –.каналы связи. При этом этот граф, не содержащий внутри себя замкнутых циклов, – ни что другое, как дерево (либо иерархия) с корнем в верхушке КСА верхнего уровня (для схемы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство надежности принимаем допущение, что узлы графа 1-го уровня меж собой не соединены, т.е. горизонтальные связи отсутствуют. Хоть каким подграфом основного графа будет также дерево (к примеру, с корнем в одной верхушке Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство КСА среднего уровня). Схожее деление общей схемы на подграфы позволяет оценить возможность неотказной работы системы в усеченной схеме надежности, к примеру, в нашем случае, когда выборы проводятся в одном отдельном регионе страны Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство либо городском образовании.

Элементы надежности верхнего уровня в себе также делятся на отдельные элементы. Подробное деление каждого элемента верхнего уровня на элементы надежности и список вероятных отказов, приводящих к отказу Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство элемента верхнего уровня, описаны в соответственных разделах.

Отказы и сбои частей надежности можно найти в целом последующим образом.

Признаком нарушения функционирования элемента надежности является прекращение решения задачки юзера либо возникновение не устраняемой (без Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство вмешательства человека) ошибки в результатах ее решения.

Разделение потока дефектов на отказы и сбои делается в согласовании со последующими определениями.

Отказом элемента надежности именуется событие, состоящее в устойчивом нарушении процесса решения Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство задачки юзера либо из-за отказа какого-нибудь ПТС, входящего в конфигурацию элемента и не имеющего резерва, либо из-за отказа резервированной группы ПТС, либо из-за появления ошибки, обусловленной конструктивной Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство недоработкой, обесценивающей итог решения задачки юзера и не устраняемой юзером при помощи оперативных средств и процедур восстановления работоспособности, обозначенных в эксплуатационной документации.

Под конструктивной недоработкой понимается не выявленная в процессе отладки и испытаний ошибка Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, появившаяся при конструировании и/либо изготовлении составных частей элемента, которая может содержаться в технических средствах, программках, данных, процедурах либо эксплуатационной документации.

Сбоем именуется событие, состоящее в неуравновешенном нарушении процесса решения Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство задачки юзера либо из-за сбоя какого-нибудь ПТС, входящего в конфигурацию элемента, либо из-за отказа ПТС, имеющего резерв, либо из-за ошибки оператора (юзера), либо из-за ситуационной ошибки, обусловленной конструктивной недоработкой в Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство ПТС.

При восстановлении функционирования после сбоя допускается менее чем троекратная попытка возобновления решения задачки юзера при помощи перезапуска вычислительного процесса. В неприятном случае фиксируется отказ.

При оценке надежности КСА принимаются Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство последующие допущения и ограничения:

На стадии эксплуатации в процессе сбора статистических данных должны региться все неисправности (сбои и отказы), не зависимо от обстоятельств их вызвавших. Но, при Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство расчете статистических значений характеристик надежности, в согласовании с действующими муниципальными эталонами, не учитываются:

Не считая того, в данной методике рекомендовано не учесть отказы, приводящие к ремонту оборудования, но не приводящие Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство к нарушению выполнения основной задачки (отказы устройств указания, клавиатур, мониторов, принтеров).

В приведенных ниже расчетах не учитывались нарушения работоспособности программного и технического обеспечения (не требующие вмешательства разработчиков либо сервисных центров в процесс восстановления Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство функционирования) на время наименьшее 0,5 часов.

^ 1.2. Математическая модель оценки надежности технического обеспечения

Функционирование технического обеспечения КСА и каналов связи может быть определено согласно [13], как повторяющаяся работа по предназначению. Тогда, применительно к избранным нами показателям надежности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, основными можно считать:

  1. Коэффициент оперативной готовности

(1.1)

где - коэффициент готовности, возможность того, что изделие будет работоспособно в случайный момент времени;

- возможность неотказной работы при наработке = 69 часов;

  1. Среднее время восстановления (по всем видам отказов)

Под Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство неотказной работой понимается способность технического (программного) обеспечения делать свои функции даже в критериях отказа (полного либо с восстановлением) отдельных частей.

Коэффициент готовности определяется как:

, (1.2)

где - средняя наработка на отказ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство (по всем видам отказов).

В свою очередь

То = ∑i=1N ti / N

Тв = ∑i=1N ti пр / N

ti – i-ый период времени непрерывной работы системы;

ti пр – время простоя системы, вызванное i-ой неисправностью;

N – количество Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство дефектов.

Для элемента надежности верхнего уровня рассчитывается как произведение, входящих в него одиночных и дублированных программно-технических средств (ПТС)

(1.3)

где n – количество дублированных ПТС.

  1. Возможность неотказной работы системы

Для элемента надежности верхнего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство уровня рассчитывается как произведение, входящих в него одиночных и дублированных ПТС

(1.4)

, (1.5)

где - возможность неотказной работы одиночного неремонтируемого ПТС (считаем, что на поведение ремонтных работ во время проведения выборов времени нет Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, потому употребляются только ЗИП и дублированные ПТС),

λ = 1/ То – интенсивность потока отказов для 1-го ПТС.

^ 1.3. Математическая модель оценки надежности программного обеспечения

Оценка надежности ПО отличается от оценки надежности ТО сначала из-за различия черт программного и Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство технического обеспечения. ПО не подвержено износу в отличие от ТО, в общем случае надежность программного обеспечения увеличивается зависимо от времени. Всякое программное обеспечение содержит ошибки (недостатки), но если они не Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство появляются, то оно может работать долгое время довольно стабильно. Потому его надежность содержит в себе понятие стойкости (программка устойчива к хоть каким наружным воздействиям юзера, т.е. не разрушается), безотказности (ошибки не Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство оказывают влияние на корректность функционирования), безошибочности (количество ошибок с течением времени миниатюризируется), безошибочность входных данных (даже безошибочная программка может дать неправильный итог при неверном наборе входных данных).

Хорошо отлаживаемое программное обеспечение равномерно Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство заходит в период стабильности, т.к. интенсивность ошибок в нем должна уменьшаться. Нрав зависимости количества изъянов от внесенных конфигураций должен быть «пилообразный», с общим рвением графика к нулю.

Свойства программного обеспечения (ПО) исходя из убеждений Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство надежности:

Все коэффициенты готовности (К г) и вероятности неотказной работы (P(t)) в формулах, приведенных ниже для определенной подсистемы либо оборудования, для которого не имеется статистических данных Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, можно принять равными 1 так, чтоб выполнение расчетов можно было провести без их учета.

Исходя из убеждений оценки надежности программного обеспечения для систем рассматриваемого класса разработана модель (дальше Модель) оценки надежности, основанная на Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство моделях Джелинского-Моранды и Шика-Волвертона [1], которая, согласно исследованиям [2], более близко подходит для оценки надежности крупномасштабных программных разработок с длительным периодом отладки. Данная Модель учитывает тот факт, что в процессе работы с Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство программкой повсевременно исправляются ошибки и вносятся новые. Не считая того, она позволяет дать оценку числа оставшихся в программке изъянов. Это принципиально в особенности для систем, которые, фактически повсевременно, находятся в состоянии отладки. В Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство пользу этого свидетельствует тот факт, что пакеты обновлений математического обеспечения могут поступать 1 раз в 2-3 недели.

Модель базирована на допущении, что интенсивность обнаружения ошибок пропорциональна числу ошибок, остающихся по истечении i-1 интервала времени, суммарному Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство времени, уже затраченному на отладку к началу текущего интервала, средней продолжительности поиска ошибки в текущем i-м интервале времени отладки ti и позволяет оценить возможность неотказной работы системы и коэффициент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство готовности. Необходимо отметить, что разработанная Модель дает заниженные (пессимистические) оценки надежности.

Возможность неотказной работы определяется как:

P(t) = exp(-(KJM (E0 – M)) t / 2) , где (1.6)

KJM – коэффициент пропорциональности;

E0 – количество ошибок сначала отладки;

M – общее Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство количество временных интервалов, на каждом из которых найдена хотя бы одна ошибка. В нашем случае оно равно количеству найденных ошибок, т.к. принимается допущение, что на каждом временном интервала произошла одна Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство ошибка.

Средняя наработка меж найденными ошибками:



Для оценки характеристик модели KJM и E0 нужно решить систему уравнений (решается итерационно, потом округляется E0` и выходит E0):






Коэффициент готовности опрелеляется как:

К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г по = Т о по / (Т о по + Т в по) , где

Т о по – среднее время выработки на отказ ПО,

Т в по – среднее время восстановления ПО после отказа,

К г по – коэффициент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство готовности ПО (оценивается по подсистемам).





ti – i-ый период времени непрерывной работы ПО;

ti пр – время простоя системы, вызванное i-ой ошибкой.

Оценка остаточного количества ошибок ПО:

Eост = E0 – M

^ 2. Схема надежности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство ПТС

Для каждого элемента надежности верхнего уровня, определенного в п. 1.1, составим свою схему надежности. Поначалу определим порядок расчетов частей надежности для КСА всех уровней.

На каждом уровне расчета надежности под элементом надежности будем осознавать Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство: техническое обеспечение, отдельные подсистемы ОПО и СПО для расчета надежности снутри АРМ, АРМ полностью для расчета надежности снутри КСА, КСА соответственного уровня для расчета надежности системы в целом.

^ 2.1. Схема надежности ПТС Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство КСА нижнего уровня

Для ПТС КСА нижнего уровня приведем схему расчета надежности, тщательно выделив схему расчета для программного и технического обеспечения, с разбивкой (по способности) по подсистемам.

Введем ряд допущений. Пусть имеется 2737 КСА нижнего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство уровня, состоящий из фактически схожих АРМ1 и АРМ2 (сервер БД и АРМ юзера сразу), снаряженных ПО. Элементами надежности схемы будем считать отдельные подсистемы ОПО и СПО, проявление отказов для которых может Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство быть совершенно точно установлено. Вводить более мелкое деление на элементы представляется не целесообразным, т.к. может внести неурядицу при определении задачки, в процессе решения которой наступил отказ (либо сбой). АРМ1 и АРМ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство2 фактически дублируют друг дружку.

Для примера представим, что не все узлы нижнего уровня однородны, и на 153 из 2737 КСА нижнего уровня дополнительно стоят схожие АРМ юзеров АРМ3, АРМ4 (9 из 153 узлов), АРМ5 (2 из 9 узлов).

Надежность АРМ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство1 можно выразить формулой:

К г АРМ1 = К г опо К г поиб К г спо К г то , где (2.1)

К г опо – коэффициент готовности ОПО АРМ1,

К г поиб – коэффициент готовности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системы безопасности АРМ1,

К г спо – коэффициент готовности СПО АРМ1,

К г то – коэффициент готовности ТО АРМ1.

Если допустить, что АРМ2 все-же вполне дублирует АРМ1, и решение задачки юзера в Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство случае отказа АРМ1 можно возобновить на АРМ2, то получим, что общая надежность ПО нижнего уровня выражается формулой (она справедлива по последней мере для 2584 КСА нижнего уровня):

К г н.у. = К г Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство ск (1 – (1 – К г АРМ1 )2) , где (2.2)

К г ск – коэффициент готовности сетевого коммутатора.

Учтем воздействие на надежность ПО нижнего уровня дополнительно установленных АРМ3, АРМ4, АРМ5. Исходя из убеждений решаемой задачки АРМ3 не является дублирующим звеном для Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство АРМ1 и АРМ2, но, в то же время, выход из строя АРМ3 скажется на высокоскоростных свойствах ввода начальных данных, а, как следует, косвенно все таки понизит надежность.

Надежность АРМ3 можно оценить формулой Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство:

К г АРМ3 = К г опо К г поиб К г то , где

К г то – коэффициент готовности технического обеспечения АРМ3.

Для общего варианта надежность группы схожих и взаимозаменяемых АРМ3 – АРМ5 оценивается по Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство формуле:

К г АРМ3-5 = 1 – (1 – К г АРМ3 )n , где n = [1, 3]

Если представить, что работа во время избирательной кампании умеренно распределена по всем АРМ КСА нижнего уровня, и выход из строя 1-го из Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство их сбавляет скорость работы на определенный процент, что является критическим для выполнения намеченной цели, то воздействие АРМ3 – АРМ5 на общую надежность программного обеспечения нижнего уровня можно выразить последующим образом:

К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г н.у. = К г ск ((1 – (1 – К г АРМ1 )2) (1 – (1 – К г АРМ3 )n)) , (2.3)

где n = 1 для 144 узлов n = 2 для 7 узлов, n = 3 для 2 узлов.

Определим отказы 1-го КСА нижнего уровня, работающего в режиме проведения выборов Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство. Отказом для этого уровня можно считать отказ (стабильно проявляемую неисправность) группы резервируемых ПТС АРМ1 и АРМ2, на которых находится БД либо отказ сетевого коммутатора. В свою очередь отказ АРМ1 (АРМ2) - это Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство отказ ТО компьютера 1-го АРМ, либо отказ ОПО АРМ, либо отказ СПО АРМ, либо отказ подсистемы безопасности 1-го АРМ. Дополнительно для больших узлов нижнего уровня с дополнительно установленными АРМ3, АРМ4, АРМ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство5 отказ этой группы резервируемых АРМ будут означать, что требование своевременности решения основной задачки системой не будет выполнено (в нашем случае это своевременность ввода протоколов участковых избирательных комиссий с плодами голосования, а, как следует, и Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство их отправки на последующий уровень иерархии системы). Отказом, также, можно считать отключение электропитания во время работы системы.

Сейчас оценим схему учета общей надежности программного обеспечения КСА нижнего уровня в целом. Будем Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство при всем этом исходить из догадки, что полный отказ системы в целом наступает с выходом из строя всех КСА нижнего уровня сразу (такое состояние системы делает неосуществимым подсчет результатов голосов при помощи Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство Системы). В то же время, выход из строя вполне 1-го либо нескольких КСА нижнего уровня приводит к частичной потере работоспособности, но не к отказу системы в целом. Полное огромное количество КСА Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство нижнего уровня представляет собой непересекающиеся огромного количества ПТС этих КСА.

Так как элементы огромного количества КСА нижнего уровня являются фактически типовыми (т.е. представляют собой однообразную структуру исходя из убеждений теории множеств) и Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство не пересекаются меж собой, то можно получить итоговую надежность, как сумму функций надежности F(Аi, K гi), где Аi – весовой коэффициент i-го элемента на огромном количестве всех частей нижнего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство уровня, К гi – коэффициент готовности (надежность) i-го элемента. Тогда итоговая надежность выражается формулой:

,

где N – количество частей нижнего уровня.

Исходя из убеждений Системы в целом, выход из строя КСА, обслуживающего огромное количество Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство избирателей, более критичен, чем выход из строя КСА, обслуживающего наименьшее количество избирателей. Потому в общей схеме надежности введем весовой коэффициент (Аi), учитывающий (приблизительно) количество избирателей, обслуживаемых данным элементом нижнего уровня.

С учетом Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство введенной неоднородности узлов (в нашем случае зависимо от количества избирателей), итоговая формула запишется как:

,

где M – количество множеств схожих узлов КСА.

Для Системы в целом получим, согласно формулам (2.1) и (2.2):

К г н.у. = (А Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство1 К г кс (1 – (1 – К г АРМ1 )2)) +

(А2 К г кс (1 – (1 – К г АРМ1 )2)) +

(А3 К г кс ((1 – (1 – К г АРМ1 )2) К г АРМ3 ) +

(А4 К г кс ((1 – (1 – К г АРМ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство1 )2) (1 – (1 – К г АРМ3 )2)) +

(А5 К г кс ((1 – (1 – К г АРМ1 )2) (1 – (1 – К г АРМ3 )3)) (2.4)

Должно строго производиться условие А5 + А4 + А3 + А2 + А1 = 1.

Вычисленные значения весовых коэффициентов: А5 = 0,005, А4 = 0,013, А3 = 0,16, А2 = 0,22, А1 = 0,602.

Для расчета Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство воздействия 1-го определенного КСА на общую надежность всей системы устанавливается весовой коэффициент, равный проценту обслуживаемых им избирателей. Это нужно для оценки степени воздействия отказа отдельного КСА нижнего уровня на общую надежность Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системы в целом.

Аналогично коэффициенту готовности рассчитывается и возможность неотказной работы P(t) методом произведения характеристик P(t) соответственных частей схемы надежности (аналогично формуле (2.4)).

Отказ всей системы, исходя из убеждений способности проведения Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство подсчета голосов с её внедрением, наступит после выхода из строя ВСЕХ КСА нижнего уровня системы. Выход из строя 1-го КСА будет считаться частичным отказом (либо отказом 1-го КСА), но не отказом всей Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системы.

^ 2.2. Схема надежности ПТС КСА среднего уровня

Для ПТС КСА среднего уровня приведем схему расчета надежности, тщательно выделив схему расчета для программного обеспечения, с разбивкой по подсистемам.

Согласно рисунку 1 в системе имеется Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство 89 КСА среднего уровня. Считаем, что схема всех КСА типовая и состоит из АРМ сервера, АРМ1 СПО и 4 АРМ2–10 для ввода данных, которые по мере надобности дублирую друг дружку. Тогда схему надежности можно представить Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство последующими формулами:

К г АРМ2-10 = 1 – (1 – К г АРМ2 )4 , надежность 1-го узла:

К г ср.у. i = К г сервер К г АРМ1 К г АРМ2-10 К г ск2, (2.5)

где К г ск – коэффициент готовности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство сетевых коммутаторов (соединены поочередно).

Определим отказы 1-го КСА, работающего в режиме проведения выборов. Отказом в таком случае можно считать отказ сервера, либо АРМ1, либо резервируемой группы АРМ2 – АРМ10, либо 1-го Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство из 2-ух сетевых коммутаторов. В свою очередь, отказ сервера – это отказ ТО компьютера сервера, либо отказ ОПО сервера, либо отказ СПО сервера, либо отказ системы безопасности сервера. Аналогично для АРМ1 – АРМ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство10 отказом каждого из этой группы АРМ считаем отказ ТО (компы), либо отказ ОПО, либо отказ системы безопасности для варианта, когда СПО находится на сервере. Отказом можно также считать отключение электропитания.

Сейчас приведем интегральную Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство оценку надежности огромного количества частей среднего уровня, руководствуясь соображениями, изложенными для интегральной оценки надежности огромного количества частей нижнего уровня (см. п. 2.1).

Так как элементы огромного количества являются фактически типовыми (т.е. представляют Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство собой однообразную структуру исходя из убеждений теории множеств) и не пересекаются меж собой, то можно получить итоговую надежность как сумму функций надежности F(Bi, K гi), где Bi – весовой коэффициент i-го элемента Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство на огромном количестве всех частей среднего уровня, К гi – коэффициент готовности (надежность) i-го элемента. Тогда итоговая надежность всего огромного количества выражается формулой:

,

где N – количество узлов среднего уровня.

Безусловно, что полным отказом Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системы, является выход из строя всех 89 частей среднего уровня. Выход из строя 1-го элемента не является, в общем случае, отказом всей системы в целом

Так как считаем, что все элементы имеют Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство однообразное техническое и программное оснащение, то степень воздействия 1-го раздельно взятого элемента на общую надежность системы определяется количеством избирателей, обслуживаемых данным элементом среднего уровня. Степень воздействия i-ого элемента на общую надежность системы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство в целом можно выразить весовым коэффициентом:

Bi = Избi / ∑i=189 Избi ,

где Избi – количество избирателей в i-ом субъекте РФ.

При всем этом должно строго производиться условие = 1.

Тогда общую надежность всего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство огромного количества можно выразить формулой:

(2.6)

Аналогично коэффициенту готовности рассчитывается и возможность неотказной работы P(t) методом произведения характеристик P(t) соответственных частей схемы надежности.

^ 2.3. Схема надежности ПТС КСА верхнего уровня

Работоспособность является важным, исходя из убеждений Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство надежности, звеном общей схемы надежности системы в целом, т.к. отказ приводит к отказу всей системы в целом, а, как следует, к надежности должны предъявляться более высочайшие требования.

Общая Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство схема надежности КСА верхнего уровня представлена ниже:

К г в.у. = К г сегм. пспд К г сегм. крипто К г ЭП К г сегм. серверов К г сои

К г сегм. администратор. К г Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство сегм. польз. (2.7)

Определим отказ для верхнего уровня во время работы системы как отказ сектора каналов связи, либо отказ сектора криптозащиты, либо отказ сектора электрической почты (если он находится в Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системе), либо отказ сектора серверов, либо отказ системы представления инфы (если такая находится в системе), либо отказ частей админов и юзеров.

^ 3. Схема надежности каналов связи

Для учета надежности территориально-распределенной информационной системы, нереально не учесть надежность Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство каналов связи и относящегося к ним оборудования и ПО подсистемы ПСПД. При всем этом нужно учитывать, что отказы всех каналов связи, связывающих узлы нижнего и среднего уровня, будут равнозначны выходу из Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство строя всех узлов нижнего уровня , выход из строя каналов связи, связывающих узлы среднего и верхнего, будет равнозначен выходу из строя всего узла среднего уровня (а означает и всех подчиненных ему узлов нижнего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство уровня).

В конце концов, полным отказом Системы, безусловно, считается выход из строя всех каналов связи меж всеми узлами нижнего уровня и всеми узлами среднего уровня, либо выход из строя всех каналов связи Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство меж всеми узлами среднего и верхнего уровня.

От работы ПСПД зависит возможность выполнения информационной системой намеченной цели в обозначенный временной просвет.

^ 3.1. Схема надежности каналов связи меж узлами нижнего и среднего Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство уровней

Своевременное получение достоверных данных из КСА узлов нижнего уровня является той отправной точкой, которая является базисной для всех процедур, производимых в рамках рассматриваемой информационной системы. Непременно, работу каналов связи можно поменять методом использования людского Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство труда - передачу данных создавать на дисках, в картонном виде, любым еще методом. Но, если гласить об автоматической системе, то нужно разглядеть надежность системы передачи данных на узлы нижнего уровня. Пусть Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство по собственному составу все огромное количество ПСПД узлов нижнего уровня делится на 2 однородных подмножества: с модемной связью и с цифровыми каналами связи.

3.1.1. Надежность ПСПД узлов нижнего уровня с модемной связью

Пусть ПСПД, в этом случае Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, будет содержать резервируемый модем и не резервируемый канал связи до узла среднего уровня. Оценка надежности таковой ПСПД проводится последующим образом

К г пспд н.у. 1 = К г ккс (1 – (1 – К г Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство модем)2) , где (3.1)

К г ккс – коэффициент готовности коммутируемого канала связи, при этом в канал связи включено так же оборудование промежных узлов (точки) связи и физические полосы связи (типа точка – точка);

К г модем – коэффициент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство готовности модема (резервируемый).

Определим отказ для 1-го канала модемной связи. Отказом будем считать выход из строя модемного (коммутируемого) канала связи либо выход из строя резервируемой группы модемов.

3.1.2. Надежность ПСПД узлов нижнего уровня Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство с цифровым каналом связи

Пусть ПСПД содержит маршрутизатор, высокоскоростной модем и цифровой не резервируемый канал связи. В случае отказа оборудования цифрового канала, его функции резервируются коммутируемым каналом связи, включающем не резервируемый Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство модем и не резервируемый канал связи до узла среднего уровня.

Тогда коэффициент готовности для ПСПД с цифровым каналом связи определяется по формуле

К г пспд н.у. 2 = 1 – ((1 – (К г кс К г cisco Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство К г смодем))

(1 – (К г ккс К г модем))) (3.2)

К г кс – коэффициент готовности цифрового канала связи

К г cisco – коэффициент готовности маршрутизатора,

К г смодем – коэффициент готовности высокоскоростного модема,

К г ккс – коэффициент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство готовности коммутируемого канала связи,

К г модем – коэффициент готовности модема.

Определим отказ для 1-го канала цифровой связи. Отказом будем считать выход из строя резервируемой группы ПТС цифровой связи (отказ цифрового канала связи, либо маршрутизатора Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, либо высокоскоростного модема) и группы ПТС запасной аналоговой связи (выход из строя модемного канала связи, либо выход из строя модема).

Оценим общую надежность ПСПД меж узлами нижнего и среднего уровня. Для этого Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство нужно ввести весовые коэффициенты, отражающие процентное соотношение (к примеру, процент обслуживаемых избирателей) ПСПД КСА нижнего уровня с цифровыми каналами связи и модемными каналами связи.

Надежность ПСПД КСА нижнего уровня Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство можно выразить последующей формулой:

К г пспд н.у. = C1 К г пспд н.у. 1 + C2 К г пспд н.у. 2 , где (3.3)

C1 - процент избирателей, обслуживаемых при помощи модемных каналов связи;

C2 - процент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство избирателей, обслуживаемых при помощи цифровых каналов связи.

^ 3.2. Схема надежности ПСПД каналов связи меж узлами среднего и верхнего уровней

Значимость надежной работы системы передачи данных на среднем уровне определяется тем, что отказ в ее работе может Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство привести к невыполнению основной задачки ИС. Пусть, по собственному составу все огромное количество ПСПД узлов среднего уровня также делится на два однородных подмножества: ПСПД с системой спутниковой связи и ПСПД с цифровыми Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство каналами связи.

3.2.1. Надежность ПСПД узлов среднего уровня с цифровым каналом связи

Пусть большая часть ПСПД КСА среднего уровня оборудовано цифровыми скоростными каналами связи.

Схема подсистемы передачи данных включает последующее оборудование. Не резервируемый Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство цифровой канал связи, маршрутизатор для связи с цифровым каналом, дублируемый в случае отказа маршрутизатором коммутируемого канала связи, два коммутатора локальной вычислительной сети, дублирующие друг дружку в случае отказа, не дублируемый криптошлюз Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство и не резервируемый сервер электрической почты, резервируемый высокоскоростной модем.

В согласовании со схемой КСА узла среднего уровня, при оценке надежности нужно учесть последующие характеристики:

К г кс – коэффициент готовности канала связи;

К г Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство cisco – коэффициент готовности маршрутизатора (резервируемый);

К г коммутатор лвс – коэффициент готовности коммутатора локальной вычислительной сети;

К г криптошлюз – коэффициент готовности криптошлюза;

К г эп – коэффициент готовности сервера электрической почты,

К г смодем – коэффициент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство готовности высокоскоростных модемов,


Тогда коэффициент готовности для общего варианта определяется по формуле

К г пспд ср.у. ц = К г кс (1 – (1 – К г cisco) 2)

(1 – (1 – К г коммутатор лвс)2) К г криптошлюз К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г эп

(1 – (1 – К г смодем)2) (3.4)

Определим отказ ПСПД от 1-го узла среднего уровня до узла верхнего уровня, оборудованного цифровой линией. Отказом будем считать отказ цифрового канала связи, либо криптошлюза, либо сервера электрической Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство почты, либо резервированной группы из 2-х маршрутизаторов, либо отказ резервированной группы коммутаторов локальной вычислительной сети, либо выход из строя резервированных групп высокоскоростных модемов.

3.2.2. Надежность ПСПД узлов среднего уровня со спутниковым каналом Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство связи

При оценке ПСПД, снаряженной системой спутниковой связи, раздельно нужно разглядеть ситуацию, когда сама система спутниковой связи находится в различных помещениях с узлом среднего уровня и имеет физическое соединение при помощи полосы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство связи.

Пусть согласно имеющейся конфигурации КСА узла со спутниковой системой связи, при оценке надежности работы подсистемы передачи данных нужно учесть последующие характеристики:

К г кс – коэффициент готовности канала связи,

К г cisco – коэффициент готовности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство маршрутизатора,

К г коммутатор лвс – коэффициент готовности коммутатора локальной вычислительной сети,

К г криптошлюз – коэффициент готовности криптошлюза,

К г эп – коэффициент готовности сервера электрической почты,

К г cisco тук – коэффициент готовности маршрутизатора,

К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г смодем – коэффициент готовности модема,

К г ср.у.-псс – коэффициент готовности физической соединительной полосы (меж узлом и ПСС),

К г модема сс – коэффициент готовности модема спутниковой связи (ПСС и ЦССС),

К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г псс-цссс – коэффициент готовности канала связи меж ПСС и ЦССС,

К г цссс-тук – коэффициент готовности физической соединительной полосы меж ЦССС и ТУК.

Тогда коэффициент готовности для ПСПД со спутниковой Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство связью в общем случае определяется по формуле

К г пспд ср.у. сс = К г кс (1 – (1 – К г cisco) 2)

(1 – (1 – К г коммутатор лвс)2) К г криптошлюз К г эп

К г cisco тук (1 – (1 – К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г смодем)2)3 К г ср.у.-псс

К г модема сс К г псс-цссс К г цссс-тук (3.5)

Определим отказ ПСПД 1-го узла среднего уровня, оборудованного системой спутниковой связи Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство и работающей в режиме проведения выборов. Отказом будем считать отказ каналов связи ЦССС – узел верхнего уровня, узел среднего уровня – ПСС, ПСС – ЦССС, ЦССС – ТУК, ТУК – узел верхнего уровня (см. Набросок 1), либо криптошлюза, либо Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство сервера электрической почты, либо резервированной группы из 2-ух маршрутизаторов, либо отказ резервированной группы коммутаторов локальной вычислительной сети, либо выход из строя резервированных групп высокоскоростных модемов узла среднего уровня, ПСС либо ТУК, либо Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство маршрутизатора ТУК, либо спутниковых модемов узла среднего уровня и ЦССС. Отказом можно считать отключение электропитания на промежных передающих узлах коммутации (ТУК, ПСС, ЦССС).

В конечном итоге, можно оценить общую надежность ПСПД Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство меж узлами среднего и верхнего уровня. Для этого нужно ввести весовые коэффициенты, отражающие процентное соотношение (к примеру, количество обслуживаемых избирателей) ПСПД меж узлами среднего и верхнего уровней с цифровыми каналами связи и системой Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство спутниковой связи.

Надежность ПСПД можно выразить последующей формулой:

К г пспд н.у. = D1 К г пспд ср.у. ц + D2 К г пспд ср.у. сс , где (3.6)

D1 - процент Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство избирателей, обслуживаемых при помощи цифровых каналов связи;

D2 - процент избирателей, обслуживаемых при помощи системы спутниковой связи.

^ 4. Учет воздействия людского фактора на надежность Системы

Человек, как звено системы (сисадмин, оператор), обладает последующими качествами: способность Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство к адаптации, способность к утомлению, способность к отдыху, возможность совершения ошибки, способность принимать решения, способность запоминания инфы, способность переносить информационную перегрузку [6].

К примеру, учет таковой свойства, как способность к утомлению осуществляется последующим образом. При работе Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство в подходящих критериях, средняя выработка в последние часы падает на 6-7% на каждый час удлинения рабочего денька сверх 6 часов (т.е. за 7-ой час производительность составляет 94%, за 8-ой – 88%, за 9-ый – 81% и т Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство.д.). Огромное воздействие на утомляемость оказывает эмоциональное возбуждение. Так, работа, выполняемая с энтузиазмом, утомляет меньше, чем кислая однообразная работа.

Степень воздействия на надежность системы людского фактора можно оценить по вероятности проявления Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство ошибок в процессе ручного ввода данных. Ошибка сисадмина всегда связана с неправильной интерпретацией поступивших и анализируемых им данных. Считается, что для сложных технических устройств и сложных компьютерных задач возможность ошибки может достигать 15%, для обычных Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство технических устройств и легких компьютерных задач возможность ошибки составляет от 1% до 5% [6].

Безошибочность действий сисадмина (оператора) находится в зависимости от многих причин:

Важную роль в уменьшении ошибок играет степень подготовленности оператора. Считается [6], что в процессе обучения частота ошибок имеет тенденцию к уменьшению Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, при этом эту зависимость можно аппроксимировать формулой:

q = qc + (q0 – qc) exp(-n/N) , где

q – частота ошибок после обучения;

q0 – изначальное значение частоты ошибок (до обучения);

qc – установившееся стационарное значение Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство частоты ошибок (для обученных СА);

n – скопленная сумма операций ввода, выполненных СА в прошлых циклах обучения (работы);

N – «постоянная обучения», характеризующая длительность обучения СА.

При n = N, разность q0 – qc миниатюризируется на Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство 63%. Считается, что значение qc достигается через 4 – 5 N (для нашего варианта – это 4 – 5 занятий работы с Системой). При всем этом, если обозначить за n1 – количество вводов инфы, при котором производится q = qc , то:

N Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство = -((lg e) / (lg(q0 – qc))) n1

По экспериментальным данным [7], приобретенным при отработке операторами зрительных сигналов, вычислены последующие значения вышеперечисленных характеристик:

q0 = 0,27 (новенькие, не умеющие работать с Системой),

qc = 0,018 (СА прошедшие 4 и Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство поболее занятий),

Совершенно не обученных с системой операторов нет, потому считаем, что процент ошибок q0 = 0,27 в нашем случае не достигается.

Тогда коэффициент учета ошибок шага ручного ввода можно вычислить по формуле:

Nн Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство.у.

К рв = 1 – q = (∑ (1 – qi)) / Nн.у. , где (4.1)

i=1

К рв – коэффициент учета воздействия ошибок шага ручного ввода (оценивается для каждого ручного процесса раздельно, если процессы поочередные, коэффициенты перемножаются, т.е. К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство рв = П i = 1M К рв i , где M – количество поочередных процессов ручного ввода),

Nн.у.– количество операторов, по которым собрана статистика об ошибках.

Возможность возникновения ошибки оператора значительно находится в зависимости от скорости поступления Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство инфы. Согласно [6], возможность проявления ошибки зависимо от скорости поступления инфы V (бит/с) можно представить последующей формулой:

q рв = 9,7 10-4 V1,77

Проведем оценочные расчеты для определения вероятности возникновения ошибки оператора Системы. Допустим Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, что протокол одной избирательной кампании содержит 20 числовых полей по 4 числа любая (любая цифра – б инфы) и 5 информационных полей по 50 знаков каждое (каждый знак – б). Тогда информационное содержание 1-го протокола равно 2640 бит. Пусть Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство скорость ввода протокола составляет в среднем 5 минут (300 секунд). Допустим, что половина сих пор уходит на чтение, а половина на ввод данных в Систему. Тогда скорость поступления инфы к оператору равна 17,6 бит/с (это Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство высочайшая нагрузка, обычная лежит в границах 8 – 15 бит/с), q рв = 0,15 либо возможность безошибочной работы P рв = 0,85, что соответствует проценту ошибок при работе со сложными техническими устройствами и программками [6]. Примем это значение Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство за нижнюю границу К рв . Тогда К рв будет лежать в спектре от 0,85 до 0,982.

Если представить, что 10% операторов в первый раз участвуют в выборах, и тем они не подготовлены, еще 10% прошли недостаточную тренировочную Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство подготовку, а другие 80% имеют достаточную компьютерную и тренажерную подготовку (роль как минимум в 4-5 выборах либо тренировках), то К рв = 0,2 * 0,85 + 0,8 * 0,982 = 0,9556 ≈ 0,96.

Ошибка оператора в общем случае не приводит к отказу на отдельном КСА, она Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство охарактеризовывает только повышение времени ввода в систему на 1/К рв. Сейчас оценим степень воздействия ошибок операторов на отказ 1-го КСА. Таковой ошибкой может быть:

При вводе данных в систему, осуществляются логические проверки на соответствие, рассчитываются контрольные соотношения. Потому часть ошибок отсекается при помощи Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство проверок, т.е. коэффициент К рв ≈ 0,96 оказывает влияние на повышение времени ввода из-за повторного выполнения работы [11]. Считаем, что при повторном выполнении работы происходит полная проверка данных некорректно введенного протокола и исправление Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство ошибок. При всем этом при исправлении ошибок оператор допускает новые, не выявляемые логическими проверками, ошибки с той же вероятностью 0,96.

В этих догадках составим таблицу работы оператора зависимо от времени.

Таблица Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство 1




Время работы (часы работы)

1 – 6

7

8

9

10

11

Производительность (% от нормы)

1

0,94

0,88

0,81

0,74

0,67

Процент ошибок

0,96

0,9

0,85

0,78

0,71

0,64

Реальное время ввода с учетом повторных работ (часов)

6,25

1,11

1,18

1,28

1,4

1,56

Достоверность результатов ввода (процент ошибок с учетом логических проверок и повторного ввода)

0,999

0,996

0,994

0,991

0,988

0,985

Верхняя граница достоверности

0,9995

0,998

0,997

0,995

0,993

0,991

Нижняя граница достоверности

0,997

0,993

0,991

0,987

0,983

0,979

Средняя «достоверность Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство» инфы при вводе данных итоговых протоколов выходит равной 0,995 (либо количество недостоверной инфы по подготовительной оценке составляет менее 0,5 % от полного количества введенной в БД Системы инфы, либо r = 5 ошибок на n Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство = 1000 вводов данных).

0,985 <= К рв <= 0,999

Если ввести доверительный интервал с квантилями уровня 90% рассредотачивания Фишера [14] (квантили уровня 90-95% выбираются для варианта, когда появляются сомнения в выполнении догадки, принятой для оценки уровня достоверности), получим верхнюю Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство и нижнюю оценки средней достоверности введенной инфы по формулам (для К рв = 0,995)

К рв ^ = 1 – 1 / (1 + (n – r + 1) (z(0.9, 2r + 2, 2r) / r)) = 0,998

К рв ~ = 1 – 1 / (1 + (n – r) / (z(0.9, 2r, 2r) (r + 1))) = 0,992

Данные, рассчитанные по этим Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство формулам, занесем в При вводе данных в систему, осуществляются логические проверки на соответствие, рассчитываются контрольные соотношения. Потому часть ошибок отсекается при помощи проверок, т.е. коэффициент К рв ≈ 0,96 оказывает влияние на повышение времени ввода Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство из-за повторного выполнения работы [11]. Считаем, что при повторном выполнении работы происходит полная проверка данных некорректно введенного протокола и исправление ошибок. При всем этом при исправлении ошибок оператор допускает новые, не выявляемые логическими Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство проверками, ошибки с той же вероятностью 0,96. (см. 2 последние строчки).

Разумеется, что появление отказа под воздействием людского фактора происходит еще пореже, чем обычное проявление ошибки ввода данных. Степень воздействия ошибки оператора на Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство отказ КСА нижнего уровня можно охарактеризовывать:

1 > К са P(t) ≥ К рв

Таким соотношением мы оценили воздействие людского фактора на ввод итоговых протоколов во время проведения выборов. Примем возможность появления отказов при всем Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство этом за верхнюю границу К рв , таким макаром,

К са P(t) = 0,999

Этот коэффициент оказывает влияние на возможность неотказной работы P(t) во время проведения выборов и может быть учтен Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство только для нижнего уровня. Не считая того, данная оценка воздействия людского фактора на надежность узла нижнего уровня является очевидно заниженной относительно настоящего значения.

Оценим воздействие коэффициента учета людского фактора К са на надежность Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системы в межвыборный период с учетом времени восстановления

К са в.у. ≈ 0,9995, К са ср.у. ≈ 0,995, К са н.у. ≈ 0,995

Тогда воздействие людского фактора на коэффициент готовности системы в целом можно Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство грубо оценить как:

К са = К са в.у. К са ср.у. К са н.у. ≈ 0,99

К са = 0,99 (будем считать нижней границей воздействия людского фактора на надежность системы в целом, при этом оценена Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство она для межвыборного периода, т.е. будет оказывать влияние на коэффициент готовности и коэффициенты оперативной готовности системы в целом и отдельных уровней КСА).

Отдельное место в решении вопроса учета воздействия людского Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство фактора на надежность работы системы занимает наличие средств защиты программных товаров от воздействий снаружи.

К защ = ( атак К г атак +  вир К г вир +  дост К г дост +  восст К г восст) /   (4.2)

К защ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство – коэффициент учета людского фактора подсистемы защиты ПО при вмешательстве снаружи,

 атак – коэффициент учета атак снаружи на систему (Internet и др.), к примеру, число в спектре [0, 1] (весовой коэффициент), назначаемое из Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство суждений значимости данного показателя,

К г атак – коэффициент готовности подсистемы отражения атак на систему (может рассчитываться на основании статистики простоев, сбоев и отказов, вызванных последствиями удачных атак снаружи),

 вир – коэффициент учета вирусных Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство атак на систему,

К г вир – коэффициент готовности антивирусных подсистем (может рассчитываться на основании статистики простоев, сбоев и отказов, вызванных последствиями «успешных» вирусных атак), отличается от К г атак , потому что чисто Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство на техническом уровне это 2 различных потока вероятных отказов,

 дост – коэффициент учета несанкционированного доступа к системе,

К г дост – коэффициент готовности подсистем предотвращения несанкционированных доступов (может рассчитываться на основании статистики простоев, сбоев и отказов, вызванных последствиями Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство несанкционированного доступа),

 восст – коэффициент учета восстановления системы,

К г восст – коэффициент готовности подсистемы восстановления данных (может рассчитываться на основании статистики простоев, вызванных процедурой восстановления),

  – сумма всех коэффициентов  I формулы (сумма Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство должна быть равной 1).

 I =  I /  I = 1n  I , ( 1 =  атак ,  2 =  вир и т.д.), где

 I – экспертная оценка значимости I-го показателя,

n – количество учитываемых характеристик.

Тогда, беря во внимание формулы (4.1) и (4.2) можно видоизменять формулы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство (2.4), (2.6), (2.7) с учетом воздействия людского фактора:

К г н.у. = К са н.у. К защ н.у.

((А1 К г ск (1 – (1 – К г АРМ1 )2)) +

(А2 К г ск (1 – (1 – К г АРМ1 )2)) +

(А Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство3 К г ск ((1 – (1 – К г АРМ1 )2) К г АРМ3 ) +

(А4 К г ск ((1 – (1 – К г АРМ1 )2) (1 – (1 – К г АРМ3 )2)) +

(А5 К г ск ((1 – (1 – К г АРМ1 )2) (1 – (1 – К г АРМ3 )3))) (4.3)

К г ср.у Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство. = К са ср.у. К защ ср.у. ∑I=189 (Bi К защ К г ср.у. I ) (4.4)


К г в.у. = К са в.у. К защ в.у. К г сегм Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство. пспд К г сегм. крипто К г ЭП К г сегм. серверов

К г сои К г сегм. администратор. К г сегм. польз. К защ (4.5)

^ 5. Схема надежности системы в целом

Согласно схеме, представленной Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство на рисунке 1, исходя из догадки равнозначности понятия полного отказа системы в целом можно составить общую схему надежности системы, выразив ее, согласно поочередной схеме включения всех частей схемы надежности, последующей формулой (согласно формулам Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство (2.4) либо (4.3), (2.6) либо (4.4), (2.7) либо (4.5), (3.3), (3.6)):

К г Системы = К г в.у. К г пспд ср.у. К г ср.у. К г пспд н.у. К г н.у. (5.1)

Аналогично Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство коэффициенту готовности (К г Системы) рассчитывается и возможность неотказной работы P(t) Системы методом произведения характеристик P(t) соответственных частей схемы надежности.

Формула (5.1) дает облегченный расчет надежности. Для более четкого расчета нужно учитывать Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, что отказ 1-го КСА среднего уровня и его каналов связи с нижним уровнем равнозначен отказу всех входящих в него частей нижнего уровня и связывающих их каналов связи. Для более четкого расчета Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство нужна информация о количестве частей в каждом звене среднего уровня и о процентном количестве избирателей данного элемента системы.

Исходя из этого, итоговая формула оценки надежности запишется в виде.

К г Системы = К г в.у Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство. ∑i=189 (Bi К г пспд ср.у. i К г ср.у. i

(∑ j=1Nн.у.i A ij К г пспд н.у. ij К г н.у Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство. ij)) , (5.2)

где Bi = Избi / ∑i=189 Избi (Избi – количество избирателей, обслуживаемых i-ым КСА среднего уровня, при этом ∑i=189 Bi = 1) – процент избирателей, обслуживаемых в i-ом КСА среднего уровня;

A ij = Избij / Избi - процент избирателей Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, обслуживаемых j-м элементом нижнего уровня в i-ом среднем звене (∑j=1Nн.у.i Aij = 1);

Nн.у.i – количество частей нижнего уровня в i-ом среднем звене.

Формулу (5.2) можно упрощенно Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство представить в виде

К г Системы = К г в.у. ∑i=189 (Bi К г пспд ср.у. i К г ср.у. i

(∑ j=1Nн.у.i К г пспд н.у. ij К Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство г н.у. ij) / Nн.у.i) , (5.3)

Формулы (5.2), (5.3) позволяют учитывать обоюдное воздействие среднего и нижнего уровня системы. По данным формулам можно высчитать надежность системы в случае проведения выборов в одном Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство элементе среднего уровня либо даже нижнего уровня. В данном случае получим формулу (5.4)

К г Системы ‘ = К г пспд ср.у. i К г ср.у. i

(∑ j=1Nн.у.i К г Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство пспд н.у. ij К г н.у. ij) / Nн.у. i (5.4)

^ 5.1. Оценка верхней и нижней границы характеристик надежности на базе имеющихся статистических данных отказов ТО, ПО и каналов связи

5.1.1. Оценка характеристик надежности в критериях Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство неполных статистических данных

Иногда анализ скопленной статистики отказов оборудования за год не позволяет прийти к выводу о полноте этих данных, но даже в этих критериях на основании неполных данных можно оценить надежность системы в Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство целом и оценить верхнюю и нижнюю границы надежности.

Для неполных статистических данных оценить границы надежности можно последующим образом. Нижняя граница оценивается, исходя из суждений, что предоставленная статистика отражает полную картину отказов в Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство системе в целом, и все другое оборудование работает не лучше того, по которому предоставлена статистика. Верхняя граница оценивается из суждений, что оборудование, по которому нет статистики отказов, работает полностью исправно Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство (возможность неотказной работы принимаем за 1).

^ 5.2. Оценка границ характеристик надежности на базе оценки стационарного простого потока отказов простых частей схемы надежности всех уровней

В этом случае под простейшими элементами схемы надежности будем осознавать элементы Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство схем надежности отдельных КСА и каналов связи всех уровней.

5.2.1. Черта потока отказов частей схемы надежности

Анализ скопленной статистики отказов показал, что пришествие нескольких отказов 1-го и такого же оборудования на малом промежутке времени – событие Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство очень редчайшее. Более 95% отказов технического оборудования происходило однократно в течение года. Из этого следует вывод, что поток отказов можно принять за стационарный и однородный.

5.2.2. Схема оценки границы характеристик надежности снизу

При случайном Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство числе отказов возможность того, что ПТС сохранит достаточную работоспособность для выполнения работы в срок, есть возможность, что текущее незапятнанное время восстановления (исключая время, когда нет отказов) не превзойдет резерв времени, отведенный для Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство восстановления отказов. Эта возможность для j-го вида отказов определяется соотношением:

(5.5)

где - интенсивность восстановления, зависящая от среднего времени восстановления (этот закон обширно употребляется в теории массового обслуживания)

 – интенсивность отказов в единицу Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство времени, связанная с наработкой на отказ соотношением ,

k – количество отказов,

j – вид отказов,

Т – время работы (48 либо 69 часов),

Т пр.в. – максимально допустимое время восстановления (на интервале работы оборудования Т).

5.2.3. Схема оценки границы характеристик надежности Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство сверху

Формула (5.5) дает нижнюю границу вероятности неотказной работы в критериях восстановления отказов ПТС, потому что исключает случаи, когда время восстановления меньше Т пр.в..j Потому в формуле (5.5) использован символ . С Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство другой стороны, заменяя в этом выражении интервал незапятанной работы на интервале времени Т, получаем верхнюю границу для этой вероятности:

(5.6)

где - интенсивность восстановления, зависящая от среднего времени восстановления (этот закон обширно употребляется в Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство теории массового обслуживания),

 – интенсивность отказов в единицу времени, связанная с наработкой на отказ соотношением ,

k – количество отказов,

j – вид отказов,

Т – время работы (48 либо 69 часов),

Т пр.в. – максимально допустимое время восстановления Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство (на интервале работы оборудования Т).

5.2.4. Схема расчета границ характеристик надежности

По формулам (5.5 и 5.6) делается расчет для каждого ПТС, потом расчет для каждого уровня иерархии схемы надежности Системы, а позже рассчитывается итоговая оценка. Данный расчет Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство позволит более точно вычислить границы надежности, но само проведение расчета довольно трудоемко. Примем время работы Т при расчетах за 48 (либо 69) часов. Для нашего варианта k будет равно 1, j следует принять равным 1 (потому что Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство виды отказов мы не дифференцируем), Т пр.в. равным 4 часа.

Заключение

Приведенный в работе методологический подход к оценке надежности разработан специально для расчета надежности гос автоматической системы «Выборы». Но, предложенный способ Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство разбиения иерархической системы на уровни, подсчет характеристик надежности снутри уровня с следующей поочередной интеграцией приобретенных результатов на все вышестоящие уровни иерархии, может быть использован для всех человеко-машинных территориально – распределенных информационных систем Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, построенных по иерархическому принципу.

Проведенные по методике оценочные расчеты проявили, что применение предложенной технологии позволяет получить довольно четкие оценки характеристик надежности.

Отличительной чертой предлагаемой методики является учет воздействия людского фактора при Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство оценке надежности работы автоматической информационной системы в целом. При всем этом, необходимо подчеркнуть, что в расчетах удалось получить быстрее оценку снизу воздействия людского фактора на надежность в виду дефицитности начальных данных, что, но, не Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство преуменьшает проведенных теоретических исследовательских работ.

Литература

  1. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. СПб.: Питер, 2005, с. 393-395.

  2. Sukert C.A. An investigation of software reliability models // Proc. Annual Reliability and Maintainability Symp. – P. 478-484.

  3. Выборы Президента Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство Русской Федерации. Электоральная статистика. М.: Весь мир, 2004, с. 99.

  4. Выборы Депутатов Гос Думы Федерального собрания Русской федерации. М.: Весь мир, 2004, с. 29.

  5. Кривулец В.Г., Полесский В.П. Квазиупаковочные оценки черт надежности сетей. // Передача Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство инфы в компьютерных сетях. / Информационные процессы, Том 1, №2, 2001, с. 126 – 146.

  6. Дружинин Г.В. Человек в моделях технологий. Часть I: Характеристики человека в технологических системах. – М.: МИИТ. 1996 – 124 с.

  7. Цибулевский И.Е. Неверные реакции Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство человека-оператора. – М.: Сов. Радио, 1979 – 208 с.

  8. Федеральный закон от 10 января 2003 года № 20-ФЗ «О Гос автоматической системе Русской Федерации «Выборы».

  9. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Главные понятия. Определения и определения. – М.: Изд-во эталонов, 1989. – 36 с Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство.

  10. Проект закона «О внесении конфигураций и дополнений в законодательные акты Русской Федерации» в части конфигураций Федерального закона «Об главных гарантиях избирательных прав и права на роль в референдуме людей Русской Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство Федерации», а именно статья 81.

  11. Дружинин Г.В. Надежность автоматических производственных систем. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 480 с. ил.

  12. Муниципальная автоматическая система Русской Федерации “Выборы”. Проектная оценка надежности, ИРЦВ.42 5100 5.013.Б1. ФГУП НИИ “Восход”, 2004, 48 с.

  13. Надежность в технике. Состав Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство и общие правила задания требований по надежности. ГОСТ 27.003-90. М., изд-во эталонов, 1990, 27 с.

  14. Болшев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983, 416 с.

1 117312, Москва, просп. 60-летия Октября, д. 9, ИСА РАН Кса комплекс средств автоматизации по программное обеспечение птс программно-техническое средство, galina@cs.isa.ru

2 117312, Москва, просп. 60-летия Октября, д. 9, ИСА РАН, alexsol@cs.isa.ru


ksa-kompleks-sredstv-avtomatizacii-po-programmnoe-obespechenie-pts-programmno-tehnicheskoe-sredstvo.html
kseniya-kirillova-ano-dsvp.html
kseniya-sobchak-prinesla-na-baraholku-barabaki-bronekupalnik-kak-stat-strojnoj-uspeshnoj-privlech-vnimanie.html