ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Методы и средства повышения надежности ЭВМ и ВС

Предыдущая 3 4 5 6 7 8 91011 12 13 14 15 16 17 18 Следующая

Как и в отношении показателей надежности, будем рассматривать методы и средства повышения надежности раздельно для технических средств и ПО, т.к. наряду с общими принципами они имеют существенные различия.

Все методы повышения надежности для технических средств в зависимости от области их применения обычно делят на три группы: производственные, схемно-конструкторские и эксплуатационные.

Производственными считаются методы, определяющие пути повышения надежности в процессе создания элементов ЭВМ и ВС. К ним обычно относят:

1. Получение однородной продукции.

2. Стабилизация технологии.

3. Анализ дефектов и механизмов отказов.

4. Исключение известных видов отказов.

5. Разработка методов испытаний. Определение зависимостей показателей надежности от интенсивности внешних воздействий.

6. Проведение ускоренных испытаний и тренировки изделий.

7. Повышение культуры производства.

8. Контроль качества изделий на всех участках технологического процесса.

Схемно-конструкторские методы повышения надежности используются инженерами-разработчиками на стадии проектирования ЭВМ и ВС. К ним относятся:

1. Выбор подходящих уровней нагрузки.

2. Унификация элементов и узлов. Входной контроль элементов и узлов.

3. Разработка схем с широкими допусками на отклонение параметров элементов.

4. Резервирование.

5. Контроль работы оборудования и введение избыточности по времени.

6. Использование корректирующих кодов.

Эксплуатационные методы обеспечивают повышение надежности за счет организации технического обслуживания ЭВМ и ВС:

1. Сбор информации по надежности ЭВМ и ВС.

2. Коррекция рабочих режимов ЭВМ и ВС.

3. Проведение профилактических мероприятий.

4. Обучение обслуживающего персонала.

Повышение надежности ПО связано со значительно большими трудностями, чем для технических средств. Это обусловлено следующими основными факторами:

· большое количество ошибок, сопровождающих разработку ПО;

· трудности в создании приемлемого для пользователя интерфейса;

· сложность самого ПО;

· необходимость наличия высококвалифицированного персонала, участвующего в разработке и эксплуатации ПО;

· трудности, связанные с разработкой качественной документации, сопровождающей ПО.

Эти трудности приводят к тому, что к настоящему времени пока не существует эффективная система контроля качества программ.

Все факторы, определяющие надежность ПО можно также, как и для технических средств, разделить на три группы: факторы связанные с разработкой ПО (организационные и технологические), конструктивные и эксплуатационные факторы.

Факторы первой группы непосредственно влияют на обеспечение заданного уровня надежности. При этом конструктивные факторы напрямую зависят от накопленного опыта разработчиков и характеризуют качественную сторону надежности. Технологические факторы проявляют себя непосредственно при разработке ПО и зависят в первую очередь от используемой технологии программирования. Организационные факторы определяют надежность как следствие организации трудового коллектива. Эксплуатационные факторы определяют надежность с качественной стороны и не могут практически быть измерены количественно.

Следует заметить, что при реализации факторов из любой группы важным является уровень подготовки персонала, участвующего в разработке и эксплуатации ПО.

Адаптивность ЭВМ и ВС

Под адаптивностью системы понимается способность ВС к самоорганизации. ВС называется самоорганизующейся, если в ней на основании оценки воздействия внешней среды, путем последовательного изменения своих свойств, заложены возможности перехода к некоторому устойчивому состоянию, когда воздействия внешней среды оказываются в допустимых пределах.

С адаптивностью связан такой немаловажный показатель качества, как масштабируемость, под которой понимается возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией ЭВМ или ВС, а также соответствующими средствами программного обеспечения. Другими словами, масштабируемость – это способность ЭВМ или ВС адаптироваться к изменению мощности вычислительных ресурсов.

Добавление каждого нового процессора или другого ресурса в действительно масштабируемой системе должно давать адекватное произведенным затратам увеличение производительности и пропускной способности. Одной из основных задач при построении масштабируемых систем является минимизация стоимости расширения системы и упрощение планирования. В идеале добавление вычислительных ресурсов к системе должно приводить к линейному росту ее производительности. Однако это не всегда так. Потери производительности могут возникать, например, при недостаточной пропускной способности шин из-за возрастания трафика между процессорами и основной памятью, а также между памятью и устройствами ввода-вывода.

Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Масштабируемость программного обеспечения затрагивает все его уровни от простых механизмов передачи сообщений до работы с такими сложными объектами, как мониторы транзакций и вся среда прикладной системы. В частности, программное обеспечение должно минимизировать трафик межпроцессорного обмена, который может препятствовать линейному росту производительности системы. Аппаратные средства (процессоры, шины и устройства ввода-вывода) являются только частью масштабируемой архитектуры, на которой программное обеспечение может обеспечить предсказуемый рост производительности. Важно понимать, что простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Следующим показателем качества, связанным со способностью адаптации ЭВМ или ВС, является совместимость и мобильность ПО.

Концепция программной совместимости впервые в широких масштабах была применена разработчиками системы IBM S/360. Основная задача при проектировании всего ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и производительности каждой из них. Огромные преимущества такого подхода, позволяющего сохранять существующий задел программного обеспечения при переходе на новые (как правило, более производительные) модели были быстро оценены как производителями компьютеров, так и пользователями. Начиная с этого времени, практически все фирмы-поставщики компьютерного оборудования взяли на вооружение эти принципы, поставляя серии совместимых компьютеров. Однако следует заметить, что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и возникает потребность внесения радикальных изменений в архитектуру и способы организации вычислительных систем.

В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется прежде всего тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы.

Переход от однородных сетей программно совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм-производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов - мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой (сервер или рабочая станция) лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.

Этот переход выдвинул ряд новых требований. Во-первых, такая вычислительная среда должна позволять гибко менять количество и состав аппаратных средств и программного обеспечения в соответствии с меняющимися требованиями решаемых задач. Во-вторых, она должна обеспечивать возможность запуска одних и тех же программных систем на различных аппаратных платформах, т.е. обеспечивать мобильность программного обеспечения. В третьих, эта среда должна гарантировать возможность применения одних и тех же человеко-машинных интерфейсов на всех компьютерах, входящих в неоднородную сеть. В условиях жесткой конкуренции производителей аппаратных платформ и программного обеспечения сформировалась концепция открытых систем, представляющая собой совокупность стандартов на различные компоненты вычислительной среды, предназначенных для обеспечения мобильности программных средств в рамках неоднородной, распределенной вычислительной системы.

Одним из вариантов моделей открытой среды является модель OSE (Open System Environment), предложенная комитетом IEEE POSIX. На основе этой модели национальный институт стандартов и технологии США выпустил документ «Application Portability Profile (APP). The U.S. Government's Open System Environment Profile OSE/1 Version 2.0», который определяет рекомендуемые для федеральных учреждений США спецификации в области информационных технологий, обеспечивающие мобильность системного и прикладного программного обеспечения. Все ведущие производители компьютеров и программного обеспечения в США в настоящее время придерживаются требований этого документа.

Экономичность ЭВМ и ВС

Экономичность ЭВМ или ВСоценивается затратами Cна разработку и эксплуатацию:

С = С_ЭВМ + С_ЭКСПЛ.,

(1.11)

где С_ЭВМ - стоимость самой ЭВМ или ВС, С_ЭКСПЛ. - стоимость затрат на эксплуатацию ЭВМ или ВС. В стоимость входит стоимость как технических средств, так и программного обеспечения.

Стоимость технических средств является установившейся категорией. Существует целый ряд методик, позволяющих достаточно точно оценить затраты на создание ЭВМ и ВС.

При оценке стоимости ПО в общем случае нужно различать стоимость разработки и стоимость его сопровождения. На стоимость разработки ПО влияют следующие три группы факторов: факторы, связанные с формулировкой задачи проектирования, факторы, связанные с организацией проектирования и факторы, определяемые окружающей средой. Перечень этих факторов приведен на рис.1.6.

В первой группе наиболее емким по затратам является фактор, связанный с объемом исходного текста ПО. Для облегчения расчетов стоимости стремятся получить линейную зависимость одной разработанной команды и ее стоимости за счет коррекции влияния других факторов этой группы. При этом стоимость одной команды определяется исходя из оплаты труда программиста. Так, например, если определить годовую оплату среднего программиста в 35 тыс. долларов (высококвалифицированный программист имеет годовую оплату до 60 тыс. долларов) и его производительность в (15-30) команд в день, то стоимость одной команды на языке ассемблера составит от 12 до 24 долларов, а на языке высокого уровня - от 6 до 12 долларов.

Важную роль в определении стоимости ПО играет область применения ПО. Естественно, что стоимость ПО, работающего в реальном времени, будет больше стоимости ПО, работающего в других режимах. Исходя из оценки уже разработанных систем, можно сказать, что стоимость ПО реального времени примерно в 5 раз больше, чем стоимость ПО для других приложений. Затраты на качество ПО определяются в основном затратами на тестирование. Влияние сложности на стоимость ПО является субъективным фактором, и его оценки являются весьма приближенными.

Во второй группе факторов наибольшее влияние на стоимость ПО имеет персонал, участвующий в разработке. В первую очередь это связано с квалификацией, а, следовательно, и с производительностью труда.

Для факторов третьей группы наибольшее значение имеет ЭВМ и ВС, для которой ведется разработка ПО. Важным здесь, в первую очередь, является архитектура, производительность, объем памяти и др. характеристики. Не менее важным является количество и качество документации на ПО. Если документация на ПО готовится вручную, то стоимость одной страницы текста колеблется в пределах от 35 до 100 долларов, с учетом автоматизации эти цены уменьшаются на порядок.

Все приведенные факторы, позволяют дать качественную оценку затрат на проектирование ПО. Сложнее дать количественную оценку затрат. Единой методики в этом вопросе нет, а существует ряд подходов. Рассмотрим некоторые из них.

Рис. 1.6. Перечень факторов, определяющих стоимость ПО

Оценивание сверху вниз

При этом подходе сметчик (лицо, выполняющее оценку), основывается на общей стоимости или стоимости отдельных крупных составных частей проекта. Пользуясь накопленным опытом и интуицией, он определяет стоимости отдельных компонент проекта. Как видно, этот подход сугубо субъективистский и определяется только квалификацией сметчика.

Оценка соотношений

Иногда этот подход называют сопоставлением по эталону. При этом подходе необходимо иметь в базе данных некоторые оценки затрат на создание того или иного компонента ПО. Основываясь на коэффициентах соотношения эталона и оцениваемого объекта, вырабатывается оценка проектируемого компонента ПО. Предварительно каждый модуль оценивается по возможному числу команд объектного кода, классифицируется по их типу и сложности. На основе данных стоимостей из базы данных в терминах стоимости одной команды и уровня сложности ПО строится матрица стоимости.

Оценивание по стандартам

Этот метод базируется на известных (стандартных) нормах затрат на выполнение единицы работы. Метод прост, доступен и точен только тогда, когда одинаковые операции выполняются повторно и имеются хорошо отработанные документы по объектам оценки.

Оценка снизу вверх

При использовании этой методики вся оцениваемая работа делится на небольшие части или единицы работы, имеющие самостоятельный характер. Как правило, такая часть должна иметь характер самостоятельной (элементарной) задачи. После этого каждая элементарная часть оценивается с точки зрения стоимости. Суммированием затрат на все единицы работ получается итоговая стоимость всего проекта. Преимущество данной методики заключается в ее сравнительной простоте, что снижает требования к квалификации сметчика.

Следует заметить, что затраты на сопровождение уже разработанного ПО могут оказаться значительно большими стоимости самого ПО. По данным некоторых американских специалистов следует, что если затраты на разработку одной команды ПО составляют до 75 долларов, то на сопровождение – могут составлять до 4000 долларов на команду.

Зачастую приходится заниматься как модификацией всей ВС, так и ее технических или программных средств. Поэтому важным является вопрос об оценке стоимости таких работ. Будем понимать под модификацией ВС такое ее изменение, которое приспосабливает ее к выполнению целевых функций в прежних условиях эксплуатации.

Как правило, стоимость ВС, которую необходимо модифицировать, известна, также известна и величина ее износа (это касается технической составляющей ВС). Следует заметить, что наиболее значительно снижаются затраты на модификацию технических средств по сравнению с созданием новых средств. Снижение затрат достигается за счет их уменьшения на проектирование, испытания, серийное производство и эксплуатацию.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определения основным терминам в области ЭВМ, ВС и комплексов.

2. Что понимается под архитектурой ЭВМ и ВС?

3. Какие существуют основные классы ЭВМ? По каким признакам можно классифицировать ВС?

4. В чем состоит различие персональной ЭВМ и рабочей станции?

5. Какие существуют классы персональных ЭВМ?

6. Приведите основные характеристики и классификацию ноутбуков.

7. Каковы отличительные черты карманных ПК?

8. Охарактеризуйте предназначение и основные тенденции развития серверов.

9. Каковы основные преимущества и недостатки мэйнфреймов?

10. Чем отличается мэйнфрейм от супер-ЭВМ?

11. Что такое «показатель качества ЭВМ и ВС»? Какие бывают показатели качества?

12. В чем заключается эффективность ЭВМ и ВС?

13. Что такое пиковая производительность ЭВМ или ВС, и в чем она измеряется?

14. Как определить реальную производительность ЭВМ или ВС?

15. Из чего складывается время ответа ЭВМ или ВС?

16. Как связаны надежность, готовность, отказоустойчивость и точность информации ЭВМ или ВС?

17. Назовите виды отказов ЭВМ и ВС.

18. Охарактеризуйте основные количественные показатели надежности и ремонтопригодности технических средств ЭВМ и ВС.

19. Какой вид имеет функция готовности технических средств ЭВМ и ВС и почему?

20. Какой вид имеет функция готовности программных средств ЭВМ и ВС и почему?

21. Перечислите методы и средства повышения надежности ЭВМ и ВС.

22. Что такое адаптивность и масштабируемость ЭВМ и ВС?

23. В чем заключается совместимость и мобильность ПО?

24. Из чего складываются затраты на ЭВМ и ВС?

25. Назовите факторы, определяющие стоимость ПО.

26. Какие подходы применяются при оценке стоимости ПО?

Предыдущая 3 4 5 6 7 8 91011 12 13 14 15 16 17 18 Следующая