Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
Эксплуатация и техническое обслуживание систем
465
рудования, применимы и к программным средствам. Например, разработка надежного оборудования требует технологическою-контроля и непрерывного уточнения значений интенсивности отказов отдельных деталей. При сборке из этих деталей ремонтопригодных узлов требуется обращать особое внимание на секционирование аппаратуры, модульность конструкции, а также на обеспечение достоверного контроля в информативных контрольных точках.
В области программного обеспечения имеются также свои методы борьбы со сложностью и свои подходы к обеспечению контролепригодности. Одна из плодотворных идей — это конструирование по принципу «сверху вниз», что подразумевает разбиение всей системы на ряд небольших модулей, которые должны последовательно реализовывать требования вышестоящего уровня. Можно ожидать также, что нисходящий подход будет способствовать обеспечению автономности модулей. Свой вклад вносит и структурное программирование, основанное на использовании относительно небольшого числа программных структур. Часто оно рассматривается как удобный инструмент управления разработкой программ; теоретически оно должно способствовать изменениям в сторону повышения удобства обслуживания программных систем, так как обеспечивает создание небольших программных модулей и использование стандартных структур [71]. В некоторых случаях структурное программирование радикально изменяет всю проблему надежности программного обеспечения. Ронбек [53] приводит в своей книге блок-схему, показанную на рис. 8.6. Соответствующая ей программа содержит 8 решающих блоков и два вложенных цикла; чтобы даже грубо протестировать каждую ее ветвь, потребовалось бы более 500 лет. Реальный способ проверки модуля состоит в том, чтобы рассматривать его как систему из 13 блоков, каждый из которых имеет один вход и один выход. Если известно, что для каждого блока правильный выходной сигнал формируется при всевозможных входах, то в этом случае программу можно считать проверенной. Для таких блочных проверок удобно использовать сетевые программные средства.
Существуют формулы для прогнозирования числа программных ошибок, подобные формулам, в соответствии с которыми по вероятностям отказов отдельных блоков оценивается коэффициент готовности системы в целом. Приведем простой пример: можно ввести понятие «словарь» и определить его как суммарное число операторов tii и операндов пъ, появляющихся в программе; тогда «длина» программы есть общее число вхождений (Ni и ,V2 соответственно) терминов словаря в программе. При таких исходных предпосылках максимально возможное количество ошибок Е может быть выражено формулой
466 Глава 8
Рис. 8.6. Блок-схема программного модуля, насчитывающего 1,6- 10,э возможных путей. При тестировании каждого путн за 10~9 с потребовалось бы 500 лет для полной проверки всего модуля.
? N log2 (ni + пг)
(2nz/n1N2.)
а ожидаемое число ошибок в программе равно В = ?2/3/300.
Такие формулы не имеют пока серьезного практического обоснования, о чем свидетельствует и критический обзор [62], касающийся моделирования надежности ПО.
Еще один метод—анализ «паразитных цепей» — представляет собой совокупность методов обнаружения нежелательных, но уже фактически существующих связей в электронном оборудовании. «Паразитные связи» присутствуют и в программах, известны системные методы их обнаружения. Удивительно то,
Эксплуатация и техническое обслуживание систем
467
что в аспекте топологической структуры имеется очень небольшое число основных типов «паразитных связей»: пять в электрических схемах и четыре в ПО. Было также установлено, что существует относительно немного реакций на тесты, идентифицирующих паразитные ветви и цепи. Топологический анализ схем в поисках таких реакций выполняет ЭВМ с использованием методов распознавания образов. Технология обнаружения паразитных связей еще только развивается, но она весьма перспективна для специалистов по техническому обслуживанию, которым приходится разрабатывать и отлаживать собственные программные средства. Среди различных типов идентифицируемых ошибок в программном обеспечении можно отметить неправильное ветвление, лишние команды и т. п. В будущем специалистам придется освоить подобные средства топологического анализа систем ПО.
8.5. Ввод системы в действие
Предположим, что системные аналитики и инженеры выполнили свою работу в рамках хорошо продуманного проекта и что технические аспекты ремонтопригодности в проекте учтены. В этом случае все равно остается задача физической реализации запланированной системы с сохранением всех ее необходимых свойств в реальных условиях. Это может оказаться одной из наиболее трудоемких стадий в работе, поскольку разработка системы и ввод ее в действие — это совершенно различные задачи. Никто не знает, сколько хорошо продуманных планов обучения, вспомогательных технических устройств, графиков профилактического обслуживания и способов использования оборудования так и не было реализовано после проведения приемосдаточных испытаний, демонстрирующих «высокую» ремонтопригодность; но во всех этих погибших начинаниях наверняка имелось много и «технических достижений», и «практических ошибок». В этом разделе мы коснемся некоторых факторов, имеющих важное значение для полной реализации всех возможностей, обеспечиваемых должным уровнем ремонтопригодности п удобства эксплуатации систем.
