Общие сведения о надежности информационной системы
При формировании любых технических систем, включая и этап их проектирования, проектировщики должны уделять существенное внимание показателю безотказности их работы, то есть, надежности функционирования систем в определенных условиях. Параметр надежности считается одним из самых важных технико-экономических показателей информационных систем, который определяет способность систем безотказно работать с заданными техническими характеристиками в течение определенного интервала при требуемых условиях эксплуатации.
Проблема надежности информационных систем может быть представлена как комплексная, системотехническая проблема. Производственный опыт и теоретические исследования показывают, что невозможно добиться существенного повышения уровня надежности при помощи отдельных разрозненных мероприятий. Совместное осуществление ряда мероприятий, которые объединены в систему, не только способно увеличить эффективность каждого из них, но и предоставляет возможность получения качественно новых результатов.
Надежность информационной системы должна определяться надежностью ее компонентов и аппаратуры, надежностью программного обеспечения, которое управляет исполнением вычислительного процесса, а также применением средств контроля и восстановления системы. Пользователи компьютерного оборудования заинтересованы только в получении правильных результатов вычислений за определенное время. Для того чтобы достигнуть данную цель, нужно, чтобы все приведенные выше составляющие имели необходимый уровень надежности. А, для того чтобы разработать эффективную систему мероприятий, способных обеспечить надежность информационной системы, требуется четкое понимание идей, заложенных в основу многих разных методик оценки и повышения уровня надежности.
Осуществление выбора модели надежности является сложной научно-технической проблемой. Ее можно удовлетворительно решить при помощи стандартных методик математической статистики, когда присутствует большое количество статистического материала об отказах изучаемых объектов. Из-за высокого уровня надежности информационных систем и их элементов, обычно, статистических данных об отказах достаточно мало. В последнем варианте при реализации выбора модели опираются на результаты ускоренных испытаний, которые проводились в наиболее тяжелых условиях работы объекта, физические соображения, предыдущий опыт.
Проектная оценка надежности информационных систем
Все технические системы подразделяются на следующие категории:
- ремонтируемые системы,
- неремонтируемые системы,
- восстанавливаемые системы,
- невосстанавливаемые системы.
Ремонтируемым является объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения может быть восстановлена.
Неремонтируемым является объект, исправность и работоспособность которого в случае появления отказа или повреждения не может быть восстановлена.
Восстанавливаемым является объект, работоспособность которого в случае появления отказа может быть восстановлена в рассматриваемой ситуации.
Невосстанавливаемым является объект, работоспособность которого в случае появления отказа не может быть восстановлена в рассматриваемой ситуации.
Для невосстанавливаемых систем наиболее часто применяются следующие показатели надежности:
- Уровень вероятности безотказной работы, обозначаемый как P(t).
- Уровень вероятности отказа, обозначаемый как Q(t).
- Уровень вероятности отказов (частоты отказов), обозначаемый как f(t).
- Частота отказов, обозначаемая как a(t).
- Интенсивность отказов, обозначаемая как λ(t).
- Усредненное время безотказной работы (средняя наработка на отказ), обозначаемое как T.
Вероятностью безотказной работы P(t) является вероятность того, что невосстанавливаемый объект не выйдет из строя к моменту времени t. Вероятностью отказа Q(t) является вероятность того, что время до возникновения отказа информационной системы будет меньше определенного времени t. Отказ и безотказная работа могут считаться несовместимыми и противоположным событиями, по этой причине справедливо следующее выражение:
Q(t) = 1 - P(t)
К восстанавливаемым системам следует отнести такие информационные системы, ремонтные работы на которых в случае отказов или выработки ими заданного срока эксплуатации производятся в соответствии с заданными технологиями и в требуемом объеме. По завершении ремонта эксплуатация информационной системы может быть возобновлена до ее предельного состояния или последующего ремонта.
Коэффициент готовности КГ применяется как показатель надежности, в том случае, когда кроме факта отказа информационной системы нужно учитывать время восстановления системы. Коэффициент готовности должен определяться как вероятность того, что в произвольный заданный момент времени t система будет находиться в состоянии работоспособности (исключая планируемые периоды, в течение которых использование системы по назначению не предусматривается):
КГ= tср/(tср +tв)
Здесь tср является временем средней наработки на отказ, tв является средним временем восстановления.
Коэффициент готовности КГ может быть использован как показатель надежности, когда определяющим значением обладает полезное время работы восстанавливаемой системы. Данный показатель может использоваться для универсальных информационных, в которых существенным значением обладают потери машинного времени.
Согласно определению, надежность может считаться сложным свойством. Именно благодаря надежности информационная система может выполнять определенные функции, делая это в течение некоторого срока, с заданным качеством.
