Кузовлев В.И. - МУ к ЛР - Выбор средств повышения достоверности по критерию экономической эффективности (1032474)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский государственный технический университет им.Н.Э.Баумана

кафедра "Системы обработки информации и управления"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе

"Выбор средств повышения достоверности

по критерию экономической эффективности"

по курсу лекций

«Надежность и достоверность»

доцент, к.т.н. Кузовлев В.И.

Москва, 2012

ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие автоматизированные системы обработки информации и управления (АСОИУ) получили широкое коммерческое применение в различных областях жизни и деятельности общества. В этой ситуации наблюдается повышение требований к способности автоматизированных систем приносить определенный экономический эффект.

Одним из наиболее критичных факторов, снижающих экономический эффект от внедрения АСОИУ является достоверность обрабатываемой информации. Низкое качество информации является основной причиной выработки некорректных управляющих воздействий, приводящих к экономическому ущербу и соответствующему снижению экономического эффекта от внедрения системы в целом.

В этих условиях возникает задача разработки экономически целесообразного комплекса средств повышения достоверности обработки информации, решение которой должно базироваться на результатах анализа экономического эффекта от применения этого комплекса.

Автоматизированные системы оперативной обработки транзакций предназначены для сбора, хранения, поиска и последующей обработки разносторонней информации, активно используемой человеком в процессе решения повседневных задач, и являются, таким образом, основными источниками информации для систем анализа данных. Ошибки, возникающие в системах анализа данных имеют наиболее тяжелые последствия, поскольку могут приводить к обесцениванию значительной части результатов работы системы, кроме того коррекция таких ошибок связана со сложными дорогостоящими процедурами. В этой связи проблема обеспечения достоверности обработки информации в системах оперативной обработки транзакций становится особенно актуальной. Автоматизированные системы оперативной обработки транзакций представляют собой многофункциональные системы со сложной технологией обработки информации. Ошибки в обрабатываемой информации могут возникать на любых этапах ее обработки. Источником ошибок является некорректная работа процедур формирования информационных элементов, которая обусловлена низким качеством работы операторов, сбоями в работе комплекса технических средств и программного обеспечения. Сложная технология обработки информации предполагает ситуацию, при которой искаженные информационные элементы, сформированные на одних этапах обработки информации, могут впоследствии использоваться в качестве входных данных на других этапах, обусловив искажения других информационных элементов. Таким образом, ошибки могут распространяться в системе и в конечном счете приводить к искажению выходных данных, что часто является причиной соответствующих некорректных управляющих воздействий, связанных с нанесением непосредственного экономического ущерба объекту автоматизации. Повышение качества обработки информации в АСОИУ достигается за счет применения так называемых средств повышения достоверности (СПД), которые позволяют снизить до определенного уровня число ошибок в обрабатываемых информационных элементах, а следовательно, уменьшить экономические убытки от недостоверности.

Задача повышения достоверности в АСОИУ заключается в развитии средств предотвращения искажений информации, оперативном контроле достоверности информационных элементов, обнаружении ошибок и их оперативном исправлении на различных этапах обработки информации в АСОИУ. Указанная задача решается за счет применения в АСОИУ средств повышения достоверности (СПД), которые подразделяются на две группы:

1. Мероприятия по предотвращению ошибок (МПО).

2. Методы контроля и коррекции информации (МКК).

СПД позволяют предотвращать, выявлять и корректировать ошибки информационных элементов на различных этапах их обработки, обусловленные некорректной работой процедур или ошибками во входных данных. В общем случае, использование СПД на различных этапах обработки информации в АСОИУ позволяет снизить число ошибок в обрабатываемых информационных элементах.

Методы контроля данных с целью повышения их достоверности в АСУ классифицируются (см. рис. 1):

- по количеству основных операций: единичный (одна операция), групповой (группа
последовательных операций), комплексный (контролируется, например, процесс сбора
данных);

• по частоте контроля: непрерывный, циклический, периодический, разовый,
  выборочный, по отклонениям;

• по времени контроля: до выполнения основных операций, одновременно, в
  промежутках между основными операциями, после них;

по виду оборудования контроля: встроенный, контроль с помощью дополнительных технических средств, безаппаратурный;

- по уровню автоматизации: ручной, автоматизированный, автоматический.

Различают системные (организационные), программные и аппаратные методы контроля достоверности.

Важнейшей из организационных мер является контроль качества работы операторов, который должен быть постоянным.

Программные методы повышения достоверности обработки данных состоят в том, что при составлении процедур обработки в них предусматривают дополнительные операции, имеющие математическую *и логическую связь с алгоритмом.

Группы программных методов контроля (см. рис. 2):

A. Счетные методы контроля:

1. контроль методом двойного или обратного счета;

2. контроль по методу «усеченного алгоритма»;

3. расчет программы с выходом на контрольный результат;

4. счетный контроль с получением контрольных сумм;

5. счетный контроль с получением контрольных итогов;

6. счет записей, состоящий в предварительном подсчете числа записей в массиве и
   сравнении этой информации с реальным числом записей, введенных в ЭВМ;

7. контроль формата (макета) записи, массива, документа, состоящий в проверке
   размеров поля, выделенного для записи;

8. перекрестный контроль при отладке идентичных программ;

9) балансовые методы контроля, сущность которых состоит в удовлетворении
результатами решений некоторых заданных условий.

Б. Математические методы контроля:

1. способ подстановки;

2. проверка с помощью дополнительных связей;

3. проверка предельных значений;

4. метод статистического прогноза.

B. Методы контроля, использующие избыточность информации:

1. метод контрольных чисел;

2. сравнение данных, полученных из различных источников;

3. сравнение с «внешними» данными массива постоянных данных;

4. контроль с использованием принципа обратных связей.
   Г. Логические методы контроля:

1) смысловые првоерки;

1. контроль по отклонениям;

2. контроль по заданной последовательности записей;

4) контроль особенностей применения записей определенных массивов данных
(метод шаблонов);

1. контроль времени решения задач и периодичности выдаваемых результатов;

2. экспертная оценка получаемых данных.
   Д. Прочие методы контроля:

1. метод контрольных испытаний;

2. метод промежуточных точек и новых начал;

3. комбинированные методы контроля.

Аппаратные методы контроля и обнаружения ошибок могут выполнять почти те же функции, что и программные методы. Аппаратными методами обнаруживают ошибки ближе к месту их возникновения и недоступные для программных методов (например, перемежающиеся ошибки), поэтому ими можно пользоваться для представления оператору более точной информации об искажениях, вызванных неисправностью.

1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ

ИНФОРМАЦИИ

В задаче выбора комплекса СПД могут быть выделены три этапа:

1. Анализ базовых показателей достоверности обработки информации.

На этом этапе анализируются показатели достоверности обработки информации проектного решения без учета применения средств повышения достоверности. Определяемые здесь технические и экономические показатели достоверности, позволяют оценить первоначальный размер экономических потерь от некачественной обработки информации и сделать вывод о целесообразности осуществления инвестиций в средства повышения достоверности.

2. Выбор средств повышения достоверности.

На этом этапе осуществляется выбор средств повышения достоверности обработки информации и первичный анализ их влияния на технические и экономические показатели достоверности.

3. Выбор комплекса средств повышения достоверности.

На этом этапе на основе результатов, полученных на двух предыдущих этапах, решается задача выбора комплекса СПД проектного решения АСОИУ.

Общая постановка задачи выбора комплекса средств повышения достоверности может быть записана в виде:

/1 \

(l)

где S_nom - средние потери от ошибок в системе без применения комплекса СПД;

ГЖОМПЛ _ /-ЧТТТТ

о„ - средние потери от ошибок в системе при применении комплекса СПД;

ОШМЯЛ /-ЛТТТТ

- средняя стоимость эксплуатации комплекса СПД;

- экономический эффект от применения комплекса СПД.

5

2. ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ОПИСАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОШИБОК В ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ

Обработка информации в АСОИУ сводится к многократным преобразованиям различных информационных элементов, которые осуществляются на так называемых этапах обработки информации. На каждом этапе входные информационные элементы по заранее определенным алгоритмам преобразуются в выходные информационные элементы. В качестве входных информационных элементов выступают данные из первичных источников или информационные элементы, полученные на других этапах обработки информации.

Для формализованного описания последовательностей обработки информационных элементов на различных этапах в АСОИУ используется так называемая схема технологии обработки информации. В указанной схеме обобщаются данные об основных этапах обработки информации, обрабатываемых на них информационных элементах, связях между этапами, а также технологические характеристики этапов обработки информации. Пример фрагмента схемы технологии обработки информации представлен на рис. 3.

Каждый этап обработки информации может быть представлен набором процессов формирования отдельных информационных элементов. Среди процессов формирования информационных элементов выделяются:

1. первичные процессы - соответствуют операциям ввода информационных
   элементов в систему из первичных документов.

2. целевые процессы - соответствуют операциям формирования выходных
   (результирующих) документов системы.

При формировании информационных элементов в них могут возникать ошибки, которые являются следствием ошибок во входных данных и ошибок, возникающих при реализации процедур обработки входных данных. Таким образом, в АСОИУ в соответствии со схемой технологии обработки информации могут возникать сложные последовательности передачи ошибок между различными информационными элементами, обрабатываемыми на различных этапах обработки информации.

В общем случае процессы возникновения и распространения ошибок в информации при ее обработке в автоматизированной системе могут быть описаны схемой, приведенной на рис. 4 («схема процессов возникновения и распространения ошибок»). В представленной схеме: прямоугольники соответствуют процессам формирования информационных элементов; стрелки определяют пути распространения ошибок в системе (они определяются на основе технологии обработки информации проектного решения).

Ставится задача определения технических и экономических показателей достоверности проектного решения на основе предопределенной схемы (рис. 3, 4.), а затем выбора комплекса СПД по критерию экономического эффекта от его применения.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Исходные данные.

Входные показатели процессов (в общем случае всех, но преимущественно первичных - процессы 1,2,3,6) характеризуются множеством типовых ошибок Qi ,... Qj,... Q_n и вероятностью возникновения типовых ошибок на каждом из элементов

#i,i>—'?n,i»—'^i°,m?—>^ - Д^дя п возможных видов ошибок и гп процессов. К каждому

процессу может относиться любое количество типовых ошибок различных видов (от 0 до п), но только одна типовая ошибка заданного вида.

К выходным показателям относятся интенсивность процесса Li,...,L_r,..., L_m и цена ошибки Ei,... ,Ег,---5 Em. Показатели имеют смысл только для целевых процессов (процессы 5,7), т.е. для г е % где % - множество целевых процессов.

Множество возможных средств повышения достоверности (Wi,... W_t) характеризуется стоимостью эксплуатации Si,..., S_t и вероятностью возникновения типовых ошибок при их применении ql_l,...,ql_J,...,ql_ll!,...,ql_im,...,q^!_]],...,q'_nl,...,q'_]m,..^ql_IJ1!.

Условимся считать для простоты обозначений Wo - «базовое» СПД, которое «применяется», если не выбрано ни одно другое СПД. в - множество применяемых СПД. Если не применяется ни одно СПД, то в ~{ Wo} (в любых других случаях - при наличии хотя бы одного выбранногоW_y, у ф 0, Wo не может быть выбрано); при этом So - 0. Исходные данные сведены в Таблицу 1.

Таблица 1. Исходные данные.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги