Материал: Моделирование, анализ и оценка надежности информационных систем и технологий. Некравцева Т.А., Толстых Т.О

180

Сертификация качества систем и инструментальных средств автоматизации управления и обработки информации представляет достаточно сложную научно-практическую задачу.

В соответствии с определением 1, для того чтобы оценить качество системы или инструментального средства, необходимо выделить и проанализировать их свойства, наиболее значимые с точки зрения пользователя (заказчика). Если оценивается качество индивидуального проекта системы или инструментального средства, сделать это относительно не трудно, так как все наиболее существенные желаемые свойства определяются в ходе предпроектного обследования объекта автоматизации управления и отражаются в техническом задании, утверждаемом заказчиком. Однако сложность задачи оценивания качества существенно возрастает, когда оценивается качество типовых проектов ИС, то есть систем инструментальных средств, ориентированных на более или менее массовое использование. Это порождается различием (в общем случае):

требований, предъявляемых потенциальными организациями - пользователями к внедряемым системам и инструментальным средствам;

условий эксплуатации систем, специфичных для каждого из объектов внедрения.

Отсюда следует, что производить сертификацию качества систем и инструментальных средств массового использования необходимо, ориентируясь на типичные требования массового пользователя и типичные условия эксплуатации. При этом ясно, что различия конкретных требований и конкретных условий эксплуатации приводят к различиям результатов, получаемых при каждом из применений одной и той же системы или инструментального средства. Следовательно, необходимо различать:

показатели качества собственно ИС, то есть показатели качества некоторой системы (инструментального средства);

показатели качества процесса функционирования системы, функционально зависящие от показателей качества системы и условий ее эксплуатации;

показатели качества результата функционирования системы.

Не трудно видеть, что показатели качества системы - суть априорные показатели качества (будем их так же называть абсолютными показателями), показатели же качества процесса и результата функционирования системы являются апостериорными (будем их так же называть относительными) по-

181

казателями качества. Схема взаимосвязи этих групп показателей качества приведена на рис. 8.2.

Рис. 8.2.

Из нее видно, что при определении требований к качеству ИС необходимо исходить из того, какими свойствами должен обладать результат ее функционирования (расчет, машинограмма, управляющие воздействия...), чтобы удовлетворить все существенные потребности пользователя (заказчика). Искомыми же являются показатели качества (свойства) ИС, которые способны обеспечить достижения требуемого качества результата функционирования системы при наиболее распространенных условиях ее эксплуатации.

Рассмотрим примеры априорных (абсолютных) и апостериорных (относительных) показателей качества.

Пусть разработанная система или инструментальное средство обеспечивают обработку информации с некоторым быстродействием, например V бит / сек. Пусть также эта система (или инструментальное средство) применяется на двух разных объектах автоматизации, при этом в первом случае на обработку поступает Q1 бит, а во втором случае – Q2 бит входной информации, и Q1=Q2. Ясно, что продолжительность обработки информации в первом случае будет отличаться от продолжительности обработки данных во втором.

Предположим теперь, что Q1=Q2 и при одинаковых плановых сроках завершение обработки данных (сроках представления выходной информации пользователю) - Т, различаются сроки поступления входной информации на обработку (t1 t2) в этом случае будут различаться интервалы времени [t1,T] и [t2,T], в течении которого должна быть выполнена обработка информации.

182

Понятно, что в конкретных условиях эксплуатации величины Q, Т и t могут принимать различные значения, в том числе и такие, что при одном и том же быстродействии V обработку данных невозможно завершить в требуемые пользователем сроки. Для строгости изложения необходимо оговориться, что на практике величина Т определяется как детерминированная, а величина t - как случайная. Это несколько усложняет формализацию и вычисления, однако, не меняет сущность рассуждений, в соответствии с которыми быстродействие системы -суть априорный показатель качества, а продолжительность и своевременность обработки данных - апостериорные показатели качества.

Пусть теперь нами рассматривается качество обработки данных с точки зрения достоверности информации. Пользователя естественно интересует такая система, применение которой обеспечивает удовлетворительный уровень ошибок в выходной информации. В теории и практике ИС приняты максимально допустимые вероятности ошибок, зависящие от вида обрабаты-

Из этих цифр видно, что аспекты применения системы в значительной степени зависят от ответа на вопрос, удовлетворяет ли ее качество (в рассматриваемом случае - обеспечиваемый уровень достоверности) потребности пользователя.

Предположим теперь, что достоверность обработки информации, обеспечиваемая системой (инструментальным средством), известна потенциальному пользователю и подтверждена сертификатом качества. Пусть она задана в виде числового значения величины q вероятности обнаружения и исправления ошибок системой (инструментальным средством). Возникает вопрос, может ли потенциальный пользователь, зная значение величины q, вид информации, которую ему необходимо обрабатывать и, соответственно, допустимую вероятность возникновения ошибок (см. выше), непосредственно сравнивать эти две вероятности. На этот вопрос необходимо дать отрицательный ответ, ибо вероятность появления ошибок на выходе системы при ее применении зависит не только от значения величины q, но и от вероятности появления ошибок на входе системы. Другими словами, качество (достоверность) выходной информации зависит как от качества системы (инстру-

183

ментального средства), так и от качества (достоверности) входной информации. Читателю рекомендуется показать это формально, используя аппарат теории вероятностей.

Таким образом, мы получили, что достоверность информации может рассматриваться как априорный, так и как апостериорный показатель.

Определение 5. Априорным, иначе абсолютным, показателем качества будет называть такой, который отражает свойство системы (инструментального средства), инвариантное к аспектам ее применения (условиям эксплуатации).

Определение 6. Апостериорным, иначе относительным, показателем качества будем называть такой, который отображает свойства процесса или результата применения (функционирования) системы (инструментального средства) и зависит как от ее (его) априорных свойств, так и от условий эксплуатации.

Здесь необходимо отметить, что в полном смысле апостериорные показатели могут быть выявлены только в реальном процессе эксплуатации. В процессе же проектирования - при расчетах достоверности и своевременности информации, продолжительности обработки данных и т.п., речь идет об условно-апостериорных показателях, ибо будущие условия эксплуатации проектируемой системы (инструментального средства), во-первых, имеют вероятную природу, а во-вторых, как правило, не бывают точно известными проектировщику.

Как было показано выше, качество некоторого объекта или процесса может быть описано, как правило, совокупностью показателей, так как только совокупность показателей отображает многогранные свойства, присущие каждому из них. Возникает вопрос, все ли эти показатели и в равной ли степени важны для анализа качества. На этот вопрос современная теория управления качеством отвечает следующим образом: для каждого объекта или процесса могут и должны быть выделены основные и вспомогательные показатели качества, при этом их состав в общем случае должен различаться в зависимости от условий эксплуатации.

Рассмотрим справедливость этого на примере. Пусть выделена совокупность априорных (абсолютных) показателей, в соответствии с которой оценивается качество некоторой компьютерной системы - быстродействие, объемы оперативной и внешней памяти, надежность, вес, габариты, цена.

Ниже приведены те же показатели, но упорядоченные по степени важности в зависимости от аспектов применения компьютерных систем.

184

Читателю рекомендуется объяснить приведенную ранжировку важности показателей для каждого из аспектов применения компьютерной системы, а также самостоятельно произвести ранжировку важности показателей для любого другого аспекта применения.

Определение 7. Новым показателем качества называется показатель, отображающий свойство системы (инструментального средства), принципиально важное для удовлетворения потребностей пользователя при использовании в определенных условиях эксплуатации. Основных показателей качества может быть один или несколько. Остальные показатели качества называются второстепенными.

Управление качеством немыслимо без анализа продукции на дефектность. Этот анализ должен производиться как на этапе выпускного контроля продукции - в рассматриваемом случае проекта системы или инструментального средства, так и при сертификации качества.

Как показывает практика, необходимо также различать следующие аспекты качества: качество исходных требований и спецификаций, качество исполнения проекта, качество проекта в целом, качество проектных решений и качество проектной документации.

Определение 8. Под качеством исходных требований и спецификаций будем понимать соответствие потебительских свойств, определенных в документации (техническом задании на систему, частном техническом задании и т.п.), реальным потребностям пользователей, вытекающим из назначения ИС данного типа. Иногда этот аспект качества называют также "качеством типа".