Надежность информационных систем
(конспект лекций)
Содержание
1. Лекция 1. Введение. Задачи теории надежности в проектировании систем. Основные понятия и терминология
2. Лекция 2. Порядок расчета надежности объекта.
3. Лекция 3Описательные модели, применяемые при идентификации систем.
4. Лекция 4. Математические модели надежности
5. Лекция 5. Методы расчета показателей надежности с применением структурных схем надежности
6. Асимптотические методы расчета надежности. Расчет надежности систем с реккурентной структурой.
7. Лекция 7 Построение деревьев отказов для оценки надежности систем
8. Лекция 8 Расчет надежности как решение задачи построения реконструктивного семейства проектных вариантов
9. Лекция 9 Использование принципа максимальной энтропии в расчетах надежности
10. Лекция №9 Методы расчета надежности обслуживаемых (восстанавливаемых) систем
11. Лекция №11 Дискретные цепи Маркова в расчетах надежности
12. Лекция №12 Способы управления надежности
13. Лекция №13 Резервирование элементов информационных систем (СХД, серверов, каналов, задач)
14. Лекция №14 Оптимальное резервирование.
15. Лекция №15 Расчет надежности программных систем
16. Лекция №16 Выбор стратегии эксплуатации системы с целью обеспечения показателей надежности.
17. Лекция №17 Применение модели «СЧМ» в расчетах надежности информационных систем
Лекция 1.Введение. Роль и задачи теории надежности в проектировании систем
Надежность - итоговая характеристика по деятельности, например, по разработке систем. Количественная характеристика этого свойства является нормативной (задается в техническом задании на разработку).
Применение методов теории надежности позволяет обеспечить научное обоснование требований к вновь создаваемым образцам техники, проектирование систем с требуемым уровнем надежности, планирование объемов, сроков и способов отработки систем для достижения заданного уровня надежности, обоснование путей снижения экономических затрат и сокращение времени на разработку системы, повышение качества и стабильности производства, выбор и обеспечение наиболее эффективных мероприятий обеспечения надежности на этапах проектирования, конструкторской отработки, изготовления и эксплуатации систем, объективную оценку технического состояния находящуюся в эксплуатации техники, разработку оптимальных стратегий эксплуатации систем с точки зрения их надежности.
Задачи теории надежности па различных стадиях проектирования систем
На ранних этапах проектирования систем основной задачей теории надежности является построение структуры системы, определение алгоритмов эффективности функционирования системы. На этом этапе важнейшей задачей является создание достаточно точных объяснительных моделей системы (математические модели, информационные модели, физико-химические и т.д.)
На этапе технического проектирования задача методов теории надежности состоит в том, чтобы помочь разработчику принять окончательное решение по структуре системы, о необходимости испытания мощности вводимой избыточности, построение оптимальной системы контроля и т.п.
На этапе изготовления «опытных образцов» задача состоит во всестороннем рассмотрении вопросов будущей эксплуатации системы, что включает: определение частоты и глубины профильных и регламентных проверок, обоснование комплектности ЗИП (знания, имущества и принадлежности), оценка целесообразности принятых режимов использования и т.п.
Вопросы обеспечения надежности являются важным элементом системы управления качеством продукции, которая в соответствии с международным стандартом ISO 9000 должна входить в организационную структуру управления любым предприятием.
Основные понятия и терминологии
Надежность объекта - это свойство объекта, заключающееся в его способности выполнять определенные задачи, в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени. Говоря об определенных задачах, следует перечислить какие именно задачи, функции, параметры, требования должен выполнять или соблюдать объект.
Надежность - сложное свойство, чтобы упростить его используют описание через части. Надежность включает: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность.
Работоспособность - состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя знания в пределах, установленных нормами технических документаций.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.
Предельное состояние - это состояние объекта, соответствующее технической невозможности или нецелесообразности дальнейшей эксплуатации, обусловленной требованиями безопасности или неустранимым снижением эффективности.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к выполнению ремонтов и технического обслуживания.
Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять значение установленных показателей по качеству в заданных пределах в течение и после хранения и транспортирования.
Наработка - продолжительность или объем работы, выполненной объектом (в часах).
Ресурс - наработка объекта от определенного времени до наступления предельного состояния.
Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта от определенного времени до наступления предельного состояния.
Повреждение – нарушение исправности.
Исправность – состояние объекта, при котором он соответствует всем НТТ (требованиям нормативно-технической документации).
Отказ – нарушение работоспособности.
Классификация отказов: мгновенные, постепенные и т.д.
Восстановление – процесс обнаружения и устранения отказа.
Восстанавливаемый объект – объект, работоспособность в случае возникновения отказа подлежит восстановлению в рассмотренной ситуации.
Не восстанавливаемый объект – объект, работоспособность которого в случае отказа не подлежит восстановлению в рассмотренной ситуации.
Основные термины и определения – ГОСТ 27. 001 – 95 «Надежность в технике. Расчет надежности.»