ЛЕКЦІЯ 4 НАДІЙНІСТЬ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Работа добавлена на сайт samzan.net:
PAGE \* MERGEFORMAT 2
ЛЕКЦІЯ 4. НАДІЙНІСТЬ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ.
План Лекції
1. Основні Поняття надійності програмного забезпечення.
2. Причини відмов програмного забезпечення.
3. Наслідки появи помилок в програмах.
1. Основні Поняття надійності програмного забезпечення.
Виконання будь-якої функції, покладеної на інформаційну систему, можливе тільки при відповідному взаємодії апаратних і програмних засобів. Тому при аналізі надійності виконання системою заданих функцій необхідно розглядати систему як єдиний комплекс апаратних і програмних засобів і враховувати, що надійність роботи інформаційної системи залежить як від надійності апаратури, так і від надійності програмного забезпечення.
Теорія надійності апаратури частково застосовна до проблеми надійності програмного забезпечення, з огляду на наступні відмінності між надійністю апаратури і програмного забезпечення:
1. елементи програмного забезпечення не старіють через зношення або втоми;
2. для контролю програмного забезпечення є набагато більше шляхів і способів, ніж для контролю апаратури;
3. в програмному забезпеченні є набагато більше об'єктів для контролю, ніж в апаратурі;
4. в апаратурі використання стандартних елементів поширене набагато ширше, ніж у системі програмного забезпечення;
5. кількість документації з програмного забезпечення величезна в порівнянні з кількістю документації по апаратурі;
6. ввести зміни до програм просто, але важко робити це коректно.
Надійність програмного забезпечення - властивість програми виконувати задані функції, зберігати свої характеристики в встановлених межах за певних умов експлуатації. Надійність програмного забезпечення визначається його безвідмовністю і відновлюваністю.
Безвідмовність програмного забезпечення або програми - властивість програми зберігати працездатність при використанні в процесі обробки інформації. Безвідмовність програмного забезпечення можна оцінити ймовірністю його роботи без відмов при певних умовах зовнішнього середовища протягом заданого періоду спостереження. У даному визначенні під відмовою програмного забезпечення розуміється неприпустиме відхилення характеристик процесу функціонування програми від необхідних. Певні умови зовнішнього середовища розуміються як сукупність вхідних даних та стану обчислювальної системи. Заданий період спостереження, як правило, відповідає необхідному для виконання програми.
Безвідмовність програмного забезпечення можна також характеризувати середнім часом між виникненням відмов у функціонуванні програми. При цьому передбачається, що апаратура інформаційної системи знаходиться повністю в працездатному стані.
З точки зору надійності принципова відмінність програмного забезпечення від апаратури полягає в тому, що програмне забезпечення не зношується і його вихід з ладу через поломку неможливий. Тому характеристики функціонування програмного забезпечення залежать тільки від його якості.
Безвідмовність програмного забезпечення визначається його коректністю (правильністю) і, отже, цілком залежить від наявності в ньому помилок, внесених на етапах його створення.
Значною мірою на функціонування програмного забезпечення впливають вхідні дані. Так прояв помилок програмного забезпечення пов'язано з тим, що в деякі моменти часу на обробку надходять сукупності даних, які раніше не зустрічалися, і які програма не в змозі коректно обробити.
Збільшення надійності програми є наслідком того, що в процесі експлуатації виявляються й усуваються приховані помилки
Важливою характеристикою надійності програмного забезпечення є його відновлюваність, яка визначається витратами часу і праці на усунення відмови через виявилася помилки в програмі і його наслідків. Відновлення після відмови в програмі може полягати в корегуванні та відновленні тексту програми, виправлення даних, внесення змін в організацію обчислювального процесу.
Відновлюваність програмного забезпечення може бути оцінена середньою тривалістю усунення помилки в програмі і відновлення її працездатності. Відновлюваність програмного забезпечення залежить від багатьох факторів, у тому числі від складності структури комплексу програм, структурованості самих програм, алгоритмічної мови, на якому розроблялася програма, стилю програмування, якості документації на програму і т.д.
Можна також говорити про стійкість функціонування програмного забезпечення.
Стійкість функціонування - здатність програми обмежувати наслідки власних відмов і несприятливих впливів зовнішнього середовища (несправність апаратури, некоректність вхідних даних, помилки оператора) або протистояти їм.
Стійкість програмного забезпечення може бути підвищена за допомогою різних форм структурної, інформаційної та тимчасової надмірності (дублюючі модулі програм, альтернативні програми для вирішення одних і тих же завдань, контроль за процесом виконання програми).
2. Причини відмов програмного забезпечення.
Основними причинами, безпосередньо викликають порушення нормального функціонування програми є:
• помилки, приховані в самій програмі;
• спотворення вхідної інформації, що підлягає обробці;
• невірні дії користувача;
• несправності апаратури установки, на якій реалізується обчислювальний процес.
Розглянемо першу причину відмов ПЗ.
Приховані помилки програми. В процесі налагодження складних програмних засобів неможливо виявити і ліквідувати всі помилки. В результаті в програмах залишається деяка кількість прихованих помилок. Вони можуть викликати неправильне функціонування програм при певних поєднаннях вхідних даних.Наявність прихованих помилок програмного забезпечення є головним фактором порушення нормальних умов його функціонування.
Можна виділити наступні основні класи помилок в програмах:
1.помилки обчислень, що містяться в закодованих математичних виразах або в одержуваних з їх допомогою результатів.Прикладами таких помилок є:
а) неправильне перетворення типів змінних, невірний знак операції, помилка у виразі індексу, переповнення або втрата значущості при обчисленнях;
2. логічні помилки є причиною викривлення алгоритму рішення задачі. Такого роду помилки виникають у зв'язку з невірною передачею управління, невірним завданням діапазону зміни параметра циклу, невірною умовою і тощо;
3. помилки введення-виведення пов'язані з такими діями як, управління вводом-висновком, формування вихідних записів, визначення розмірів записів і т.д. Прикладами помилок вводу-виводу є неправильна форма введення (виведення), помилка в завданні числа формованих рядків (сторінок) при друку, відсутності ознаки кінця файлу і т.д.;
4. помилки маніпулювання даними. Прикладами таких помилок є невірна певна кількість елементів даних; невірні початкові значення, присвоєні даними; невірно зазначені довжина операнда, ім'я змінної і т.д.;
5. помилки сумісності пов'язані з відсутністю сумісності з операційною системою або іншими прикладними програмами, що використовуються в даній програмі;
6. помилки сполучень, що викликають невірну взаємодію програми з іншими програмами (підпрограмами), з системними програмами, пристроями системи, вхідними даними і т.д. В якості прикладів помилок сполучення можуть бути названі несумісність аргументів і параметрів підпрограми, відсутність в системі необхідної підпрограми, порушення синхронізації при асинхронному виконанні програм.
Щодо другої причини відмови , то Спотворення інформації, що підлягає обробці, викликає порушення функціонування програмного забезпечення, коли вхідні дані не потрапляють в область допустимих значень змінних програми. В цьому випадку між вихідною інформацією і характеристиками програми виникає невідповідність.
Причинами спотворення інформації, що вводиться можуть бути наступні: збої і відмови в апаратурі введення даних, шуми і збої в каналах зв'язку при передачі повідомлень по лініях зв'язку, збої і відмови в апаратурі передачі або прийому інформації, помилки користувачів при підготовці вихідної інформації і тощо.
Третя причина відмови це Невірні дії користувача, що призводять до відмови в процесі функціонування програмного забезпечення, пов'язані насамперед з неправильною інтерпретацією повідомлень, з неправильними діями користувачів в процесі роботи з системою і т.д.
Відмови програмного забезпечення, обумовлені помилками користувача, називають помилками використання. Часто ці помилки є наслідком неякісної програмної документації (невірне опис можливостей програми, режимів роботи, форматів вхідний і вихідний інформації, діагностичних повідомлень і т.д.).
Щодо четвертої причини відмови, то це несправність апаратури. Поява відмови або збою в роботі апаратури призводить до порушення нормального ходу обчислювального процесу і в багатьох випадках - до спотворення даних і текстів програм в основній і зовнішній пам'яті.
В даний час є представницька статистика про помилки програмного забезпечення та їх причини. Процентні частоти появи помилок різного типу наведені в табл.1
Таблиця 1.
|
Причина помилки |
Частота появи,% |
|
Неповне або помилкове завдання |
28 |
|
Відхилення від завдання |
12 |
|
Нехтування правилами програмування |
10 |
|
Помилкова вибірка даних |
10 |
|
Помилкова логіка або послідовність операцій |
12 |
|
Помилкові арифметичні операції |
9 |
|
Брак часу для вирішення |
4 |
|
Неправильна обробка переривань |
4 |
|
Неправильні постійні або вихідні дані |
3 |
|
Неточна запис |
8 |
Всебічний аналіз помилок, що зустрічаються в програмах, можливий тільки при наявності точних даних про відмови програм, причини відмов, про самих програмах та умови їх розробки (кваліфікації програміста, терміни розробки та ін.)
Ці дані є основою для побудови математичних моделей надійності програм з метою її оцінки та прогнозування, а також для знаходження шляхів її забезпечення і підвищення.
3. Наслідки появи помилок в програмах.
Наслідком появи помилок у програмі є її відмова, що полягає у відхиленні від виконання програмою заданих функцій. Залежно від ступеня серйозності помилок (відмов) ці відхилення можна розділити таким чином:
• повне припинення виконання функцій на тривалий або невизначений час;
• короткочасне порушення ходу обчислювального процесу.
Ступінь серйозності наслідків помилок в програмі може бути оцінена співвідношенням між тривалістю відновлювальних робіт, які необхідно зробити після відмови в програмі, і динамічними характеристиками об'єктів, що використовують результати роботи програмних засобів. До таких характеристик об'єктів належать, наприклад, задана частота рішення задач обробки інформації, заданий час реакції обчислювальної системи на запити користувачів і ін
Найбільш типовими симптомами появи помилок у програмі є:
• передчасне (аварійний) закінчення виконання програми;
• неприпустиме збільшення часу виконання програми;
• зациклення на виконанні певної послідовності команд однієї з програм;
• повна втрата або значне порушення накопичених даних, необхідних для успішного виконання вирішуваних завдань;
• порушення послідовності виклику окремих програм, в результаті чого відбувається пропуск необхідних програм або непередбачені звернення до програм;
• спотворення окремих елементів даних (вхідних, вихідних, проміжних) в результаті обробки спотвореної вихідної інформації.
Література
1. Артемьев М.Ю., Самоделов В.П. Программное обеспечение управляющих систем электросвязи. - М..: Радио и связь, 1990.
Розробив проф..Кунах Н.І.
2. обязательные ' вина
3. восточную часть США
4. Теоретические основы социальной работы с детьмисиротами
5. Дипломная работа- Создание личного интернет-блога
6. СОШ 6 г Новодвинска Общие положения Настоящее Положение разработано на основании-
7. Российская Федерация Россия есть демократическое федеративное правовое государство с республиканской фо
8. На тему- Синтез цифровой следящей системы при неизменной части следящей системы и заданных характеристиках
9. ~о~амды~ денсаулы~ са~тау маманды~ы бойынша студенттерге арнал~ан емтиханды~ тесттер Тест 1
10. Этапы многофакторного корреляционного анализа
11. История философии II курс- Примечание- данные ответы существуют не для списывания во время экзамена а дл
12. История развития вычислительной техники. Физическая организация хранения и передачи данных в компьютере
13. Тема 14 Привлечение в качестве обвиняемого
14. Товарный ассортимент Разработка и управление
15. О хлебе насущном и хлебе духовном 1988 Твердый хорошее
16. вариант Do you know tht in deserts they get.
17. Microsoft Windows 98 укр
18. 15 марта 20 13 г
19. Синергетика и мозг
20. це процес видалення з матеріалу вологи що забезпечується її випаровуванням та відведенням пари що утворює