Основные аспекты надежности вычислительных средств (ВС)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 18:58, 5 декабря 2016.

В результате сбоев и отказов нарушается работоспособность технических средств, уничтожаются и искажаются данные и программы, нарушается алгоритм работы устройств. Нарушения алгоритмов работы отдельных узлов и устройств могут также привести к нарушению конфиденциальности информации. Вероятность сбоев и отказов (q) технических средств изменяется на этапах жизненного цикла ВС (рис. 1).

Рис. 1. Характер изменения вероятности отказов на этапах жизненного цикла ВС.Сбои и отказы ВС принято рассматривать, как сбои и отказы аппаратных средств и сбои ПС.

Ошибки при разработке аппаратных средств и ошибки в комплексах алгоритмов и программ приводят к последствиям, аналогичным последствиям сбоев и отказов технических средств.

Ошибки в комплексах алгоритмов и программ обычно классифицируют на:

  • системные, обусловленные неправильным пониманием требований автоматизируемой задачи ВС и условий её реализации;
  • алгоритмические, связанные с некорректной формулировкой и программной реализацией алгоритмов;
  • программные, возникающие вследствие описок при программировании на ЭВМ, ошибок при кодировании информационных символов, ошибок в логике машинной программы и др.;
  • технологические, возникающие в процессе подготовки программной документации и перевода её во внутримашинную информационную базу ВС.

Вероятность данных ошибок изменяется на этапах жизненного цикла ВС (рис. 1).

Ошибки пользователей и обслуживающего персонала

По статистике на долю этой группы угроз приходится более половины всех случаев нарушения безопасности информации.

Ошибки пользователей и обслуживающего персонала определяются:

  • психофизическими характеристиками человека (усталостью и снижением работоспособности после определённого времени работы, неправильной интерпретацией используемых информационных массивов);
  • объективными причинами (несовершенством моделей представления информации, отсутствием должностных инструкций и нормативов, квалификацией персонала, несовершениством комплекса аппаратно-программных средств, неудачным расположением или неудобной конструкцией их с точки зрения эксплуатации);
  • субъективными причинами (небрежностью, безразличием, несознательностью, безответственностью, плохой организацией труда и др.).

Ошибки данной группы приводят, как правило, к уничтожению, нарушению целостности и конфиденциальности информации.

Современная технология разработки аппаратных и программных средств, эффективная система эксплуатации ВС, включающая обязательное резервирование информации, позволяют значительно снизить потери от реализации непреднамеренных угроз.

В основе теории надежности аппаратных и программных средств лежат понятия о двух возможных состояниях объекта или системы: работоспособном и неработоспособном. Работоспособным называется такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными технической документации. В процессе функционирования возможен переход объекта из работоспособного состояния в неработоспособное и обратно. С этим переходами связаны события отказа и восстановления.

Определение степени работоспособности системы предполагает наличие в ней средств, способных установить соответствие ее характеристик требованиям технической документации. Для этого должны использоваться методы и средства контроля и диагностики функционирования системы. Глубина и полнота проверок, степень автоматизации контрольных операций, длительность и порядок их выполнения - влияют на работоспособность системы и достоверность ее оценки. Методы и средства диагностического контроля предназначены для установления степени работоспособности системы, локализации отказов, определения их характеристик и причин, и скорейшего восстановления работоспособности, для накопления, обобщения и анализа данных, характеризующих работоспособность системы. Диагноз состояния системы принято делить на тестовый и функциональный. При тестовом диагнозе используются специально подготовленные исходные данные и эталонные результаты, которые позволяют проверять работоспособность определенных компонент системы. Функциональный диагноз организуется на базе реальных исходных данных, поступающих в систему при ее использовании и по прямому назначению.

Основные задачи технической диагностики включают в себя:

  • контроль исправности системы и полного соответствия ее состояния и функций технической документации;
  • проверку работоспособности системы и возможности выполнения всех функций в заданном режиме работы в любой момент времени с характеристиками, заданными технической документацией;
  • поиск, выявление и локализацию источников и результатов сбоев, отказов и неисправностей в системе.

Литература

  1. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения: Пер. с англ. /Под ред. А.А. Красилова. - М.:Радио и связь, 1985.
  2. Безопасность информации. Сб. материалов международной конференции. М.: Изд.РИА. 1997.
  3. Гантер Р. Методы управления проектированием программного обеспечения: Пер. с англ. /Под ред. Е.К. Масловского М.:Мир,1981.
  4. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных. Книга 1 и 2. М.: Энергоат-омиздат. 1994.
  5. Гласе Р. Руководство по надежному программированию: Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1982.
  6. Гласе Р., Нуазо Р. Сопровождение программного обеспечения: Пер. с англ. /Под ред. Ю.А. Чернышева. - М.: Мир, 1983.
  7. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировании. М.:Наука, 1985.
  8. Испытательные центры за рубежом.-М.: Изд. стандартов, 1989.
  9. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). М.: Изд.ЛОРИ. 1996.
  10. Ю.Карповский Е.Я., Сагач В.В., ЧернецкийА.А. Надежность алгоритмов управления. К.: Техника, 1983.
  11. Костогрызов А.И., Липаев В.В. Сертификация качества функционирования автоматизированных информационных систем. М.: Изд. Вооружение. Политика. Конверсия. 1996.
  12. Котляров В.П. CASE-технология и возможности современных CASE-средств в поддержке этапов проектирования программного продукта // Системная информатика. Новосибирск. ВО "Наука". Сибирская издательская фирма. Вып 4.1995.
  13. Леман М.М. Программы, жизненные циклы и законы эволюции программного обеспечения //ТИИЭР. Техника программного обеспечения: Пер. с англ. - М.:Мир, 1980. -Т.68. - N 9. - С.26-45.
  14. Липаев В.В. Надежность программного обеспечения АСУ. -М.: Энергоиздат, 1981.
  15. Липаев В.В., Потапов А.И. Оценка затрат на разработку программных средств. - М.: Финансы и статистика, 1988.
  16. Липаев В.В. Отладка сложных программ. - М.:Энергоатом-издат, 1993.
  17. Липаев В.В. Программно-технологическая безопасность информационных систем. М.: Изд.МИФИ.1997.
  18. Липаев В.В., Филинов Е.Н. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. М.: РФФИ. 1997.
  19. Липаев В.В. Документирование и управление конфигурацией программных средств. М.: СИНТЕГ. 1998.
  20. Лонгботтом Р. Надежность вычислительных систем: Пер. с англ. /Под ред. П.П. Пархоменко. М.: Энергоатомиздат, 1985.
  21. Майерс Г. Надежность программного обеспечения: Пер. с англ. /Под ред. В.Ш. Кауфмана.М.:Мир, 1980.
  22. Майерс Г. Искусство тестирования программ: Пер. с англ.-М.:Финансы и статистика, 1982.
  23. Мобильность программного обеспечения: Пер. с англ. /Под ред. Д.Б. Подшивалова. - М.:Мир, 1980.
  24. Пальчун Б.П.,Юсупов P.M. Оценка надежности программного обеспечения. СПб.: Наука, 1994.
  25. Применение имитационного моделирования для динамической отладки и испытания комплексов программ управления / П.Г.Гаганов, А.Н.Зубковский, А.М.Крылов, А.Б.Козлов. //Управляющие системы и машины. 1984.N3.С.56-61.
  26. Савицкий В.И. Автоматизированные системы управления воздушным движением. Справочник. - М.: Транспорт, 1986.
  27. Сертификация продукции. Международные стандарты и руководства ИСО/МЭК в области сертификации и управления качеством. -М.:Изд-во стандартов, 1990.
  28. Тейер Т., Липов М., Нельсон Э. Надежность программного обеспечения. Пер. с англ. М.:Мир, 1981.
  29. Характеристики качества программного обеспечения /Б.Боэм, Дж.Браун, Х.Каспар и др./ Пер. с англ. Е.К. Масловского. -М.:Мир, 1981.
  30. Шаракшанэ А.С, Шахин В.П., Халецкий А.К. Испытания программ сложных автоматизированных систем. - М.:Высшая школа, 1982.
  31. Штрик А.А., Осовецкий Л.Г., Мессих И.Г. Структурное проектирование надежных программ встроенных ЭВМ. -Л.:Машиностроение, 1989.
  32. Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем обработки данных. М.:Статистика, 1981.
  33. Щербо В.К., Козлов В.А. Функциональные стандарты в открытых системах. Часть 1. Концепция открытых систем. М.: Изд. МЦНТИ. 1997.
  34. Юсупов P.M., Пальчун Б.П. Безопасность компьюторной инфосферы систем критических приложений. // Вооружение. Политика. Конверсия. 1993. N 2. С.52-56. N 3. С.23-31.
  35. Beizer В. Software testing techniques. N.Y.: Van Nostrand Reinhold. 1990.
  36. Buckle J.K. Software configuration management. - London: Macmillan Press, 1982.
  37. Charett R. Software engineering risk analysis and management.N.Y.: McGraw - Hill, 1989.
  38. DoD Software Reuse Initiative Vision and Strategy. DoD USA.July 15, 1992.
  39. Dunham J.R. Verification and validation in next decade //IEEE Software. - 1989. - May. - P.47-53.
  40. Fisher A.S. CASE: using the newest tools in software development. - N.Y.: John Wiley & Sons, 1988.
  41. Gilb T. Principles of software engineering management.Wokingham, England: Addison-Wesley, 1988.
  42. House D.E., Newman W.F. Testing large software products //ACM Sigsoft. Software engineering notes. 1989. v. 14. N2. p.71-78.
  43. Howden W.E. Functional program testing and analysis. N.Y.: McGraw-Hill, 1987.
  44. Kit E. Software Testing in the Real World - Improving the Process. Addison-Wesley. 1996.
  45. Levendel Y. Reliability analysis of large software systems: defect data modeling// IEEE transaction on SE. 1990. v.l6. N2. p 141-152.
  46. Littlewood B. ed. Software Reliability - Achievement and Assessment. London. Blackwell Scientific Publications. 1987.
  47. Martin J., McClure C. Software maintenance, the problems and its solutions. - N.Y.: Prentice-Hall, 1983.
  48. Musa J.D., lannino A., Okumoto K. Software ReHability: Measurement, Prediction, Application.N.Y. McGraw Hill, 1990.
  49. Ng P.A., Yeh R.T. ed. Modern software engineering. Foundations and current perspectives. - N.Y.: Van Nostrand Reinhold, 1990.
  50. Parnas D.L. Software aspects of strategic defence systems //Communications of the ACM. - 1985. - V.28, - N 12. - p. 1326-1335.
  51. Quarterman J.S., Wilhelm S. Unix, Posix and open systems: The open standards puzzle. N.Y., Addison - Wesley. 1993.
  52. Shooman M.L. Software Engineering: Reliability, Developmen and Management. N.Y. McGraw-Hill. 1983.
  53. Sommerville I. Software engineering. Addison - Wesley. Lancaster University. 1992.
  54. Vincent J., Waters A., Sinclair J. Software quality assurance. Vol. П. A programme guide. - Englewood Cliffs, New Yersey: Prentice-Hall, 1988.

См. также