Відмови ПО при його експлуатації мають ряд відмінностей від відмов технічних елементів:
· Відмова ПЗ не призводить до руйнування або поломці програмного елемента. Відмови ПО не пов'язані з фізичним зносом елемента (зокрема носія програм).
· Відмова ПЗ не коррелирован з процесорним і, тим більше, астрономічним часом (з процесорним часом або числом прогонів ПО програм користувачем).
· При тривалій експлуатації ПО всі його помилки можуть бути усунені і програми стають абсолютно надійними. Якщо позначити через N (t) число не виявлених помилок ПЗ в довільний момент процесорного часу t, то формально має місце співвідношення lim N (t)=0, справедливе за умови, що в процесі відновлення програм у них не вносяться нові помилки.
Досвід створення та експлуатації ПЗ реального часу показує, що при усуненні одних помилок вносяться інші. Тому, при тривалій експлуатації ПЗ, загальне число помилок може залишатися постійним або навіть зростати.
Для опису надійності ПЗ використовують такі ж функціональні та числові характеристики, як і при дослідженні надійності технічних елементів.
Основні показники надійності ПЗ:
1. функція ненадійності або відмови ПО Q (t)=Вер {того, що відмова ПО з'явиться до моменту часу t};
2. функція надійності ПЗ P (t)=Вер {того, що відмова ПО з'явиться після моменту часу t);
. інтенсивність відмов ПО l (t)=dQ/dt:
. середнє напрацювання на відмову ПО: t =? t f (t) dt =? P (t) dt
Програмне забезпечення АСУТП складається з великої кількості програм, підпрограм і модулів, що знаходяться під управлінням операційної системи реального часу або програми-диспетчера. Виконання кожної з цих програм здійснюється послідовно в часі на одному і тому ж процесорі. Якщо ці програми мають взаємні інформаційні зв'язки або призначені для отримання одного результату y (обчислення однієї функції), то в надежностной відношенні такий програмний комплекс являє собою просту систему без надмірності і ймовірність його безвідмовної роботи дорівнює добутку ймовірностей безвідмовної роботи кожної i-ой програми:
де m - загальне число програм.
Надійність такого ПО визначається надійністю відмов самої «ненадійною» програми, що має найбільше значення l, i=1, m.
Для підвищення надійності нерезервіірованного ПО слід в першу чергу поліпшити характеристики самих «ненадійних» програм (більш жорстке динамічне тестування «ненадійних» програм, розширюючи при цьому набір тестових завдань). Якщо тестування не зменшує інтенсивність прояву помилок, то переписують «ненадійну» програму, прагнучи посилити її структурованість шляхом збільшення числа готових і добре вивчених програмних модулів і стандартних підпрограм і застосування апробованих міжмодульних інтерфейсів. Зниженню інтенсивності l сприяє і перехід на інший більш високий мова програмування.
Інший шлях підвищення надійності ПЗ пов'язано з резервуванням і введенням в програмну систему деякої надмірності.
Стосовно до ПО АСУТП розрізняють три види резервування:
1. тимчасове;
2. інформаційне;
. програмне.
Тимчасове резервування ПО полягає в багаторазовому прогоні одних і тих же «ненадійних» програм і порівнянні результатів розрахунку. Таке навантажене резервування дозволяє усувати вплив випадкових збоїв і виявляти випадкові помилки, які потребують відновлення програм.
Інформаційне резервування ПО засноване на дубльованих вихідних і проміжних даних. Ці дані можуть проходити доповни тельную обробку, наприклад, усереднення, до введення в ПЗ, де вони обробляються один раз; або оброблятися однієї і тієї ж програмою двічі, тобто інформаційне резервування підкріплюється тимчасовим.
Програмне резервування передбачає наявність в ПО двох або більше різних програм для отримання одного і того ж результату у або реалізації однієї функції. Тут можливе навантажене і ненавантажених резервування.
Резервування програмного забезпечення розподілених АСУТП часто супроводжується апаратурним резервуванням. При відмові ПО якоїсь локальної технологічної станції або при виході з ладу технічних засобів цієї станції, операційна система РАСУ передає виконання відповідальних функцій відмовила ЛТС іншої станції.
6. Загальна характеристика умов роботи автоматичних систем
Автоматичні системи, а також їх окремі елементи при експлуатації перебувають під впливом різних факторів, які будемо називати навантаженнями. Характерною особливістю електронних автоматичних систем в порі...
