Надежность является одним из основных показателей качества любых технических устройств и систем, в том числе автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ). От надежности зависит безопасность, экономичность, ресурс работы системы, ее конкурентоспособность.
Ведущей концепцией, на основе которой решается задача исследования и повышения надежности любого изделия, является системность. Системы обеспечения надежности охватывают весь жизненный цикл изделия от разработки до эксплуатации. При этом методы обеспечения надлежащего уровня надежности специфичны для каждого этапа жизненного цикла. Так, для обеспечения проектной надежности АСОИУ необходимо:
- для аппаратуры системы выбрать соответствующие материалы, запасы прочности, конструкции, оптимальные схемы резервирования, и т.д.,
- для разработки программного обеспечения избрать оптимальные алгоритмы работы системы.
Технологическая надежность аппаратуры обеспечивается бездефектными, стабильными технологическими процессами производства. Для разработки программного обеспечения (ПО) необходимо воспользоваться современными Case-технологиями.
Эксплуатационная надежность определяется организацией технического обслуживания аппаратуры и сопровождения ПО. Решение этих задач базируется на использовании всего опыта, накопленного к настоящему времени в научно-техническом направлении «надежность».
Наука о надежности – сравнительно молодая наука. Она занимается изучением причин, вызывающих отказы, определением закономерностей, которым они подчиняются, разработкой способов измерения надежности, методов расчета и испытаний, а также поиском средств по повышению надежности.
Первые шаги в области исследования надежности относятся к концу 40-х годов ХХ века и связаны с мощным развитием технических систем, вызванным окончанием Второй мировой войны. Можно выделить следующие основные направления развития теории надежности:
1. Развитие математических основ теории надежности. Обобщение статистических материалов об отказах, определение математических закономерностей, которым подчиняются отказы, а также разработка методов количественного измерения надежности и инженерные расчеты ее показателей. В результате сформировалась математическая теория надежности.
2. Развитие методов сбора и обработки статистических данных о надежности. Работы в этом направлении привели к формированию статистической теории надежности.
3. Наука о надежности не может развиваться без исследований физико-химических процессов, происходящих в аппаратуре и приводящих к отказу, изучению разнообразных внешних и внутренних воздействий, влияющих на работоспособность. Эти исследования послужили основой физической теории надежности.
4. В конкретных областях техники разрабатывались и продолжают разрабатываться прикладные вопросы надежности. При этом решается вопрос о наиболее рациональном использовании общей теории надежности в конкретной области применения, например в АСОИУ. Так возникли прикладные теории надежности.
Конспект лекций включает основные вопросы анализа и обеспечения надежности и качества АСОИУ. В первой главе вводятся основные понятия и определения, касающиеся показателей качества и надежности АСОИУ. Вторая глава определяет количественные характеристики надежности аппаратуры автоматизированных систем. В третьей главе рассматриваются основные модели надежности аппаратуры АСОИУ и условия их использования для различных типов систем и элементов. Четвертая и пятая главы посвящены применению основных моделей для расчетов надежности аппаратуры: неизбыточной и невосстанавливаемой, а также резервированной и подлежащей восстановлению. Шестая глава посвящена вопросам анализа и обеспечения надежности программ АСОИУ. Рассматриваются количественные показатели надежности программ, вводятся определения, касающиеся различных моделей надежности программного обеспечения, приводятся варианты эмпирических моделей, наиболее популярных для расчетов надежности программ, рассматриваются средства обеспечения надежности программ. В седьмой главе даются основные понятия и определения из области эргономического обеспечения надежности и качества технических систем. Рассматриваются различные технические средства и приемы анализа состояния человека-оператора технической системы, факторы, способствующие оптимальной работе системы «человек-ЭВМ», показано, как учитывается влияние человека-оператора на надежность АСОИУ.
Восьмая глава посвящена вопросам организации традиционных испытаний аппаратуры автоматизированных систем, прежде всего: контрольных и определительных. В девятой главе приводятся современные концепции обеспечения качества сложных технических систем.
