автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методическиме вопросы обеспечения качества данных при выборе технических средств АСУ

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи

Кузнецова Марина Евгеньевна

МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ДАННЫХ ПРИ ВЫБОРЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АСУ

05.13.06 - Автоматизированные системы управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Московском государственном университете путей сообщения (МШТ).

Научный руководитель - доктор технических наук,

доцент Сергеева И.В. Официальные оппоненты: доктор технических наук

Защита диссертации состоится " 10 " января 1996 г. в 14 ч на заседании диссертационного Совета К 114.05.12 в Московском государственном университете путей сообщения по адресу:

Костогрызов А.И.,

кандидат технических наук Исаев Г.Н.

Ведущая организация - Информационно-вычислительный

центр Рязанского отделения Московской железной дороги

101475, г.Москва, А-55, ул.Образцова,15, ауд. Шо.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИТа. Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу Совета университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного Совета

доктор технических наук

И.В.Сергеева

- 3 -

ОБЩ/Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Широкое внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) в самых различных областях человеческой деятельности требует разработки новых методов проектирования подобных систем, учитывающих их специфику и позволяющих обеспечить их эффективное функционирование. Качество функционирования АСУ во многом определяется качеством обрабатываемой в ней информации (данных). По мере расширения области применения и развития АСУ все более значимой становится проблема использования для принятия управленческих решений оперативной (своевременной) и безошибочной информации.

При проектировании современных информационных технологий имеется тенденция значительного сокращения числа операций технологических процессов переработки данных (ТППД), выполняемых человеком-оператором. За последние годы заметно' возросли требования к безошибочности переработки данных в АСУ. В этих условиях в число первоочередных выдвигается задача обеспечения качества информации при ее обработке техническими средствами. Одним из возможных путей решения этой задачи является внедрение новых методов проектирования технического обеспечения АСУ, позволяющих учесть требования к качеству информации при формировании комплекса технических средств системы.

При определении состава технических средств (ТС) проектируемой АСУ важно иметь обоснованные требования к характеристикам ТС, учитывающие требования к качеству информации, предоставляемой пользователю системы или лицу, принимающему решение. В силу этого при проектировании технического обеспечения АСУ необходимо проведение исследований по вопросам влияния

характеристик технических средств на качество информации. Полной теории решения этой задачи пока еще нет, ряд вопросов нуждается в дальнейшей разработке. В частности, недостаточно изучены вопросы учета влияния надежности и производительности технических средств на безошибочность и оперативность данных. Практически не разработаны методы формирования требований к характеристикам ТС по имеющимся требованиям к качеству обрабатываемой информации. Решению указанных вопросов посвящена предлагаемая диссертация.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью данной работы • является повышение безошибочности и оперативности данных в АСУ на основе учета требований к качеству данных на этапе выбора технических средств.

В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:

1) определено место задачи учета влияния характеристик технических средств АСУ на качество данных в процессе создания системы;

2) разработан аналитический метод оценки влияния характеристик технических средств на качество данных;

3) определены условия, при которых следует учитывать надежность ТС при оценке безошибочности и оперативности данных;

4) разработан метод оценки составляющих качества данных с учетом характеристик ТС путем применения моделирования на ЭВМ;

5) предложен способ формирования требований к надежности и производительности ТС с учетом требований к безошибочности и оперативности данных;

6) разработаны рекомендации по применению предложенных в диссертации методов при решении задач проектирования и совершенствования различных технологических процессов переработки

данных.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. При решении поставленных задач использованы: методы математической статистики и теории вероятностей, методы теории надежности, методы вероятностного статистического моделирования, методы оценки показателей качества данных.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в следующем:

- разработан аналитический метод оценки влияния характеристик ТС на основные составляющие качества данных, который позволяет учитывать надежность, производительность, время восстановления и другие характеристики ТС при оценке безошибочности и оперативности данных;

- определены условия, при которых надежность ТС существенно влияет на безошибочность и оперативность данных;

- разработаны рекомендации по определению безошибочности переработки данных на отдельных операциях ТППД на основании статистических сведений о надежности используемых ТС. Применение этих рекомендаций позволяет оценивать вероятности внесения ошибок данные при юс переработке техническим устройством с учетом его надежности и способа организации контроля безошибочности данных;

- разработан метод оценки влияния характеристик ТС на качество данных путем применения имитационного моделирования на ЭВМ, который позволил значительно расширить область применения аналитического метода;

- предложен способ и разработана методика формирования требований к характеристикам ТС с учетом требований, предъявляемых к качеству данных. Применение предложенного способа и методики позволяет осуществлять формирование комплекса технических средств АСУ таким образом, чтобы он обеспечивал получение на выходе

- 6 -

системы данных требуемого качества.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы состоит в использовании разработанных методов при проектировании и совершенствовании технологических процессов переработки данных в АСУ с целью обеспечения требуемого качества получаемой информации, для формирования требований к характеристикам технических средств с учетом безошибочности и оперативности данных.

Разработанные методы применялись при совершенствовании технологии переработки натурных листов поездов на сортировочной станции Рыбное Рязанского отделения Московской железной дороги; при формировании проектных решений по составу технического обеспечения автоматизированной информационной системы (АИС) в ходе инженерной имитационной игры "Согласование требований к АИС"; при разработке рекомендаций по повышению безошибочности реквизитов заявок на изобретения.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях ко качеству информации (1990, 1992, 1994 г.г.), Международном форуме информатизации (1992 г., секция "Качество информации"), совещаниях по вопросам создания АСУШГГ ( НИША, 1993 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы опубликовано в 10 печатных работах, 3 научно-технических отчетах.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 106 наименований и 4-х приложений на 20 с. Работа содержит 465 с. основного текста, 19 таблиц, 21 рисунок.

- 7 -СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность теш диссертации, определена ее цель и кратко изложено содержание глав.

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена анализу проблемы обеспечения качества данных на этапе выбора технических средств при проектировании информационных технологий. По мере расширения области применения и развития АСУ все более значимой становится проблема использования для принятия управленческих решений безошибочных и оперативных данных. При проектировании информационного и технического обеспечения АСУ разработчику приходится решать вопросы, связанные с обеспечением пользователя системы данными высокого качества. При этом задача учета свойств данных и обеспечения их качества может решаться в двух аспектах:

-во-первых, следует учитывать характеристики ТС при оценке качества данных;

-во-вторых, необходимо формировать требования к характеристикам ТС Си осуществлять последующий выбор типов технических средств) с учетом требований к качеству данных.

Обзор методов, применяемых при проектировании технического обеспечения АСУ показал, что необходимость и важность постановки задачи выбора КТС с учетом качества информации отмечается во многих работах по этой проблеме. Наиболее глубоко разработаны вопросы учета динамических (временных) характеристик, ТППД при определении необходимой производительности и количества технических средств. Имеются работы, в которых при постановке задачи выбора ТС в общем виде предлагается учитывать ограничения на время и безошибочность переработки данных. Однако какие-либо конкретные способы, позволяющие формировать требования к

характеристикам ТС на основании требований, предъявляемых к качеству данных, разработаны недостаточно.

Анализ публикаций, касающихся вопросов оценки и обеспечения безошибочности данных, показал, что наиболее полно разработаны вопросы влияния различных способов организации и алгоритмов контроля на безошибочность данных. В разных работах, как правило, безошибочность обработки данных с использованием ТС характеризуется некоторой вероятностью д возникновения ошибки в единичном объеме данных (символе, реквизите и т.д.). При этом очевидно, что значение q для таких операций зависит от надежности применяемых ТС. Однако методы оценки безошибочности данных с учетом надежности технических устройств практически не разработаны. Не решена задача определения показателей безошибочности выполнения отдельных операций ТППД по сведениям о надежности используемых при этом технических средств.

При оценке временных свойств данных время выполнения отдельных технологических операций по переработке данных в АСУ обычно связывают (в явном или неявном виде) с производительностью человека-оператора или технического устройства, выполняющего соответствующую операцию. Анализ публикдций по проблеме оценки оперативности данных показал, что имеются работы, в которых отдельно исследуется влияние способов организации контроля и отказов ТС на время переработки данных. Однако вопросы оценки оперативности данных с учетом как последствий сбоев и отказов ТС, так и временных затрат на проведение контроля безошибочности данных, разработаны недостаточно.

Таким образом, несмотря на значительное число публикаций по проблемам оценки качества данных и выбора ТС, вопросы непосредственной взаимосвязи показателей качества данных и

характеристик ТС рассмотрены в литературе недостаточно. При формировании требований к характеристикам ТС учитываются, в основном, лишь ограничения на время переработки данных. Задача учета требований к безошибочности данных при выборе ТС фактически не решена. Отсутствуют способы формирования требований к характеристикам ТС на основании требований к качеству данных, которые можно было бы использовать в инженерной практике.

Основываясь на результатах проведенного анализа, в главе определены основные задачи диссертационной работы.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена разработке аналитического метода оценки влияния характеристик технических средств на качество данных. При этом определяется место задачи проектирования технического обеспечения АСУ с учетом качества данных в процессе создания системы. Задачу формирования проектных решений по составу и конфигурации ТС с учетом требований, предъявляемых к качеству данных, предлагается решать в несколько этапов:

1. Выделение основных ( для проектируемой системы ) свойств данных, обусловливающих их качество.

2. Определение для каждого типа ТС перечня его характеристик, которые могут влиять на каждое из выделенных свойств данных.

3. Определение перечня показателей качества функционирования АСУ, зависящих от каждой из выделенных характеристик ТС рассматриваемого типа. На этом этапе желательно получить зависимости показателей качества данных от характеристик ТС.

4. Получение зависимостей характеристик ТС от показателей качества данных.

5. Определение требований к характеристикам ТС рассматриваемого типа на основании имеющихся требований к качеству функционирования АСУ и к качеству выполнения операций переработки

- 10 -

данных по установленным в п.4 зависимостям.

6. Выбор типа и расчет необходимого количества ТС на основании выработанных в п.5 требований.

Одним из наименее разработанных этапов является установление зависимостей показателей качества данных от характеристик ТС. Для решения этой задачи предложено составлять и исследовать графические модели процессов переработки данных техническими средствами с учетом возможных сбоев и отказов ТС (рис. 1).

В таких моделях состояния информации (события) изображаются кружками, операции обработки данных - стрелками, операции контроля безошибочности данных - треугольниками, логические операции - ромбами. События нумеруются слева направо. Кавдое 1-ое событие в модели (1=1+Ы где N - число событий) характеризуется вероятностью (3 наличия ошибки . Каждой (1,л)-ой операции обработки или контроля данных соответствует некоторое время I выполнения этой операции. Внесение ошибок в данные возможно в случае сбоев/отказов ТС, момент возникновения которых отмечается в модели двойной стрелкой (с указанием над ней типа произошедшего сбоя/отказа).

При наличии в составе ТППД логической операции, в модели указывают два возможных исхода. Стрелка, исходящая из вершины ромба, помеченной знаком "+", означает операцию повторной переработки данных (начиная с исходного состояния). Стрелка, исходящая из вершины ромба, помеченной знаком , означает завершение переработки оставшихся данных.

При исследовании процессов функционирования ТС выделены некоторые особенности технологических процессов переработки данных в АСУ, которые были учтены при разработке метода оценки безошибочности и оперативности данных с учетом надежности и

- и -

сс

©-Ъ-

<Е)

СбЯ с}

ОС

ъ И.

(оЬ-^-Ь-

t

12 "

/

оя

7 1 +- 2 Ч -3 £ "6

0 восст^рУ^Чц^

к . 4«

ь Ч

с^о-1

Рис.1. Примеры построения моделей одного отказа, соотвествумцих гипотезам о возникновении скрытого сбоя (СС), явного сбоя (СбЯ), скрытого отказа (ОС), явного отказа (ОЯ) при различных способах организации ТППД

производительности ТС:

1) при переработке данных техническими средствами возможно возникновение как явных, так и скрытых сбоев/отказов ТС;

2) при возникновении сбоев/отказов данные могут не искажаться вообще, искажаться частично или полностью;

3) искаженные в момент возникновения сбоя/отказа данные могут использоваться или не использоваться в дальнейшем при решении задачи и, соответственно, искажают или не искажают выходной результат;

4) в составе ТППД может присутствовать операция контроля безошибочности данных;

5) при наличии контроля безошибочности данных важно учесть особенности его организации, а именно:

- срок проведения контроля: сразу после обнаружения сбоя/отказа (и возможного восстановления работоспособности ТС) или по' окончании пепеработки данных;

- способ организации и обнаруживающую способность контроля: в соответствии с одной из типовых схем переработки данных (ТСПД);

- глубину проверки при контроле: локальный, комплексный;

6) в случае, если сбой/отказ явный и контроль безошибочности данных не производится, может быть принято решение либо о необходимости повторной переработки данных (вероятность принятия такого решения - рс<_>), либо о возможности завершения переработки данных (с вероятность» р'~)=1-рсо).

Построение и исследование графических моделей позволяет получить зависимости показателей оперативности и безошибочности данных от показателей надежности и производительности ТС. Разработанный в диссертации аналитический метод оценки влияния

характеристик ТС на качество данных предполагает построение и анализ моделей, в которых рассматривается возникновение лишь одного сбоя/отказа за время решения задачи (переработки данных) техническим средством. Такие модели условно названы моделями одного отказа.

Для оценки оперативности данных используются вероятностные характеристики случайной величины t - времени, затрачиваемого техническим средством на выполнение определенных операций переработки данных заданного объема. В качестве показателя безошибочности используется вероятность £} наличия хотя бы одной ошибки в данных единичного объема (символе, реквизите и т.д.).

Для оценки надежности ТС используются вероятностные характеристики случайной величины Ъ •- наработки ТС до отказа (для невосстанавливаемых объектов) или наработки ТС между отказами (для восстанавливаемых объектов). При этом под наработкой понимается продолжительность работы ТС, измеряемая в единицах времени. Производительность ( В ) технических средств оценивается количеством единичных объемов данных (ЕОД), перерабатываемых в единицу времени.

При аналитической оценке влияния характеристик ТС на качество данных используются простейшие вероятностные характеристики случайных величин 1; и Ь - их математические ожидания тьо и ть соответственно. Для оценки надежности ТС целесообразно использовать показатель х=1/тьо~ интенсивность (параметр потока) отказов ТС.

При определении зависимостей показателей безошибочности ((5ВЫХ) и оперативности (шь) данных от показателей надежности (ш).о) и производительности (В) ТС рассматривается полная для модели одного отказа группа несовместных событий (гипотез) Нл

(л=0+4):

гипотеза Но состоит в том, что за время переработки данных сбоев/отназов ТС не произошло;

гипотеза Нг состоит в том, что за время переработки данных произошел явный сбой ТС;

гипотеза Нг - произошел скрытый сбой ТС; гипотеза Нз - произошел явный отказ ТС; гипотеза Н4 - произошел скрытый отказ ТС. Для каждой из гипотез получены выражения для оценки показателей безошибочности ЧБЫХз и оперативности [ш^ ( где ^0*4) данных. При этом

4

«вых - I р( * ) <«

4

\=1р( ъ > |Ч Ь , (2)

где P(HJ), з=0+4 - вероятности осуществления гипотез Н^ ( V Р(Н )=1).

Для упрощения расчетов учитывается тот факт, что на практике обычно выполняются условия

АогкТз * 1 • (3) яоткТз 7 иотк « 1 • (5)

л-б Г3 « 1 , (4) л*б Т3 / исб « 1 , (6)

где Т3=У/В - время переработки данных объема V в случае нормальной

(безотказной) работы ТС;

иС£- доля явных сбоев в общем их числе;

доля явных отказов в общем их числе;

ОТл

■ знак "*" в показателях а*^ и л*ткозначает, что эти показатели относятся к явным сбоям и отказам.

Подставляя в (1)-(2) полученные в работе выражения для Р(Н^

и учитывая Т3= У/В, имеем

*вых

■ , хсб хотк . V 1

выхо + хсб~7Г ( ®вых1

1- V

с б

сб . * _!_ Г ^ВШСг] + ЛОГК~ рВЫХз

1- 1>.

ОГК

ОГК

*ВЫХ4

) ( 7 )

Г , хсб хотк V ] г п Я V г

[ 1~Ы~б + ^ )т ] [+ Асб~г{[+

1_1,сб г Т 1 . V Гг Т ^огк г , ^ Полученные выражения для и т конкретизируются для

БЫЛ. Ь

различных случаев организации ТППД. При выводе (7)-(8) учитывался тот факт, что сбои технических средств АСУ на практике происходят примерно на порядок чаще, чем отказы, то есть можно считать л*^ « « 10-\*тк. Выражения (7)-(8) используются в работе при решении следующих задач:

- для определения требований а*ЗЕ> Втр к показателям

VI л

надежности и производительности ТС при заданных требованиях к безошибочности СЗ^Е- и оперативности данных;

СШл С.

- для определения условий, при которых надежность ТС существенно влияет на безошибочность и оперативность данных;

- при разработке рекомендаций по определению показателя безошибочности выполнения отдельной операции ТППД на основании сведений о надежности применяемых ТС.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ представлен метод оценки безошибочности и оперативности данных с учетом характеристик ТС, предполагающий

моделирование на ЭВМ процессов переработки данных техническими средствами. Применение моделирования позволяет снять допущения, принятые при разработке аналитического метода.

Моделирование осуществляется в среде СРББ, реализующей возможность управлять модельным временем, продвигать его от одного момента смены состояния системы до другого , поскольку моделирование столь редких событий, какими являются сбои и отказы ТС, возможно лишь с применением метода "особых" точек.

Для каждой "порции" данных объема V по результатам моделирования определяются:

-полное время обработки, включая возможные перерывы, связанные с проведением операции контроля безошибочности данных или нарушением работоспособности ТС;

-число ошибок в данных по окончании их обработки (и возможного контроля).

В модели функционирует один прибор, имитирующий работу технического средства. На его вход поступают транзакты-"данные". Совокупность V единичных объемов данных составляет один транзакт типа "данные". В случае, если прибор не занят обработкой других транзактов, транзакт-"данные" занимает его. Обработка такого транзакта длится в течение времени Т , если за это время в модели не появляется транзакт-"сбой" или транзакт-"отказ". Количество сбоев и отказов, возникающих за время обработки каждого транзакта типа "данные", в модели не ограничено (в отличие от аналитического метода, основанного на моделях "одного отказа").

Появление сбоев/отказов подчиняется закону Пуассона с интенсивностью х*б и А.*тк соответственно при произвольном соотношении Асб^отк" Время восстановления ТС распределено экспоненциально со средним га ко. . В модели могут быть заданы

- 17 -

другие законы распределения этих случайных величин.

Таким образом, изменяя значения характеристик ТС и проводя многократное моделирование, можно построить зависимости показателей качества данных от этих характеристик. Полученные зависимости могут быть использованы для формирования требований к характеристикам ТС по имеющимся требованиям к безошибочности и оперативности данных.

В главе проведен сравнительный анализ результатов оценки влияния характеристик ТС на качество данных с применением аналитического метода и моделирования на ЭВМ (на примере наиболее типичных способов организации ТППД). В результате анализа установлено следующее:

- расхождение между результатами моделирования и расчетов при оценке безошибочности и оперативности данных для области значений характеристик ТС и ТППД, имеющей место на практике в настоящее время:

Аотк е [Ю-5.КГ3!

Т3 з 1 мин.

исб=иотк=Р1*>ь0-5-

не превышает 7-8%;

- при 1>С£= иотк= р(+'< 0.5, а также при значительных временных затратах на контроль, исправление и информирование об ошибках в данных, для более точной оценки безошибочности и оперативности данных следует учитывать повторные сбои/отказы ТС. Это возможно с применением разработанной моделирующей программы.

В диссертации исследованы области применения аналитического метода оценки влияния характеристик ТС на качество данных и метода, предполагающего моделирование ТППД на ЭВМ. Показано, что по сравнению с аналитическим методом моделирование имеет ряд

преимуществ. Так, например, оценка показателей качества данных с применением моделирования может проводиться и для случаев, когда не выполняются ограничения (3)-(6). Кроме того, использование моделирования позволило проанализировать влияние относительной частоты сбоев ТС (л.*б/х*тк) и доли искаженных единичных объемов данных от общего их числа (гиск) на безошибочность и оперативность данных (рис.2).

В главе приводятся рекомендации по выбору единицы модельного времени, обеспечению необходимой точности моделирования, а также по применению результатов моделирования для формирования требований к характеристикам ТС.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ представлены результаты применения методов формирования требований к характеристикам ТС с учетом качества данных при совершенствовании технологии переработки натурных листов поездов на сортировочной станции; анализируется возможность повышения безошибочности данных о реквизитах заявок на изобретения за счет использования более надежных технических устройств; рассматриваются вопросы формирования проектных решений по составу ТС с учетом качества данных в ходе инженерной имитационной игры.

В результате анализа технологии переработки натурных листов поездов на сортировочной станции и оценки основных составляющих качества данных установлено, что:

- безошибочность данных, используемых для принятия решений маневровым диспетчером и персоналом сортировочной горки, не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Операцией, в наибольшей степени влияющей на безошибочность данных, является операция печати на принтере (для маневрового диспетчера) или телетайпе (для отцепщиков, оператора горки);

-требования к оперативности переработки данных, используемых

Рис.2. Зависимости показателей безошибочности и оперативности данных от относительной частоты сбоев ТС и у

при управлении технологическими процессами роспуска и формирования поездов на сортировочной станции, удовлетворяются, поскольку операции по переработке информации в достаточной степени автоматизированы и выполняются значительно быстрее, чем технологические операции по обработке составов.

При разработке мероприятий по повышению безошибочности данных сформированы требования к показателям надежности печатающих устройств. Рассмотрены вопросы применения резервирования ТС для повышения их надежности.

При разработке проектных решений по техническому обеспечению АСУ в ходе инженерной имитационной игры предложено учитывать требования к качеству данных. Разработана схема взаимодействия участников игры при решения задачи формирования требований к характеристикам ТС с учетом качества данных. С применением моделирования определены требования к надежности и быстродействию устройства записи информации на магнитный диск. Полученные требования использованы для выбора ТС, обеспечивающего выполнение требований к качеству данных.

В ПРИЛОЖЕНИЯХ 1 и 2 приведен вывод математических зависимостей показателей безошибочности и оперативности данных от характеристик ТС. В ПРИЛОЖЕНИИ 3 представлена Методика определения требований к характеристикам . ТС с учетом качества данных. В ПРИЛОЖЕНИИ 4 приведены моделирующая программа и таблицы описания параметров модели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в диссертационной работе исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. В настоящее время проблема учета влияния характеристик технических средств АСУ на качество данных становится все более актуальной. В связи с этим в работе предложена общая постановка задачи проектирования технического обеспечения АСУ с учетом качества данных, определено место этой задачи в процессе проектирования АСУ. При анализе этапов и способов решения поставленной задачи установлено, что наименее разработанными являются этапы: определения зависимостей показателей качества данных от характеристик ТС и формирования требований к этим характеристикам на основании имеющихся требований к качеству данных.

2. Получены математические зависимости для оценки безошибочности и оперативности данных с учетом основных характеристик технических средств (надежности, производительности, времени восстановления), а также с учетом различных способов организации контроля безошибочности данных.

3. Определены условия, при которых целесообразно учитывать надежность ТС при оценке безошибочности и оперативности данных. Показано, что при обработке больших объемов данных, невысокой надежности и производительности ТС, значительном времени восстановления, а также при высоких требованиях к точности оценки показателей качества данных, следует учитывать влияние надежности ТС на безошибочность и оперативность данных.

4. Предложен способ определения вероятности q внесения ошибок в данные при их переработке техническими средствами на основании сведений о надежности ТС. Установлено, что предложенный способ целесообразно использовать для уточненной оценки значения ц в тех

•случаях, когда:

- в составе ТППД отсутствует операция контроля безошибочности

данных или обнаруживающая способность этого контроля низка (р>0.1);

- при недостаточно совершенной (иСб5 0.5, "отк2 0.5) системе самодиагностики -технического состояния ТС.

5. На основании полученных математических зависимостей показателей качества данных от характеристик ТС предложен способ формирования требований к надежности и производительности ТС по имеющимся требованиям к безошибочности и оперативности данных.

6. Применение для оценки влияния характеристик ТС на качество данных имитационного моделирования на ЭВМ позволило снять ограничения, принятые при выводе аналитических зависимостей. С использованием моделирования удается учесть влияние повторных сбоев/отказов на качество данных в отличие от аналитического метода, основанного на модели одного отказа.

7. Определены области применения разработанных в диссертации методов оценки качества данных с учетом характеристик ТС. Показано, что использование моделирования для оценки влияния характеристик ТС на качество данных дает возможность значительно расширить область применения аналитического метода. Кроме того, проведенные исследования позволили установить,, что применение аналитического метода возможно и в тех случаях, когда не выполняются принятые первоначально допущения об искажении в момент сбоя/отказа всех переработанных данных и примерно десятикратном соотношении интенсивности сбоев к интенсивности отказов.

8. На основе предложенных в работе методов разработана "Методика определения требований к характеристикам технических средств с учетом качества данных", которая использована в Всероссийском научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте средств автоматизации на железнодорожном транспорте (НИИЖА) при разработке Технического проекта АСУПЖТ.

9. Применение разработанных в диссертации методов и методик позволяет повысить безошибочность и оперативность данных в АСУ за

.счет рационального (с учетом предъявляемых требований к качеству данных) выбора технических средств, используемых для обработки данных.

10. Результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы в проектных и исследовательских организациях как при проектировании новых, так и при совершенствовании существующих технологических процессов переработки данных.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Кузнецова М.Е., Морозов А.Д.- 0 повышении безошибочности данных в АСУ // Системы управления, преобразования и отображения информации: Межвуз. сб. научн. тр.- Рязань: РРТИ, 1987,- С. 8-11.

2. Кузнецова М.Е., Морозов А.Д. Оценка старения оперативной информации с помощью моделирования // Проблемы повышения качества информации: Межвуз. сб. научн. тр.-М.: МИИТ, 1988,- Вып. 808,-С.14-15.

3. Кузнецова М.Е. Об автоматизации расчетов при проведении имитационной игры "Согласование требований к автоматизированной информационной системе" // Применение инженерных имитационных игр для моделирования деятельности коллективов: Межвуз. сб. научн. тр.-М.: МИИТ, 1990.-Вып. 832. С.59-60.

4. Сергеева И.В., Кузнецова М.Е. Управление качеством данных при автоматизации научных исследований // Алгоритмическое и аппаратное обеспечение систем научных исследований: Межвуз. сб. научн. тр.- Рязань: РРТИ, 1990,- С.5-9.

5. Кузнецова М.Е. Об исследовании процессов старения информации в АСУ с помощью моделирования на ЭВМ // Вестник В0ИВТ.-1990,- N 1.- С. 12-15.

6. Кузнецова Ы.Е. Об учете требований к качеству данных при выборе технических средств АИС. Тезисы докл. к 3-ей Всерос. конф. "Качество информации",- М.: ШИТ, 1992,- С. 13.

7. Кузнецова М.Е. О проектировании информационных систем с учетом качества данных // Международный форум информатизации. Конгресс N 1. Секция "Качество информации".- М.: МИИТ, 1992.- С. 12-13.

8. Кузнецова М.Е. Выбор технических средств для переработки информации в автоматизированных системах с учетом качества данных // Автоматизация процессов обработки первичной информации: Межвуз. сб. научн. трудов,- Пенза: ПГТУ, 1993,- Вып.18,- С.31-36.

9. Кузнецова М.Е. Об определении состава технических средств при разработке информационных систем // Приборы и системы управления,- 1993,- N 2,- С.33-38.

10. Кузнецова М.Е. Оценка влияния характеристик технических средств АСУ на качество данных с применением моделирования. Тезисы докл. к 4-ой Всерос. конф. "Качество информации",- М.: МИИТ, 1994,- С.19.

Кузнецова Марина Евгеньевна МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ДАННЫХ

ПРИ ВЫБОРЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АСУ 05.13.06 - Автоматизированные системы управления

Сдано в набор £1/, У/, 95,

Подписано к печати 2 V, Н. 95,

Формат бумаги 60x90 1/16 Заказ //2?,

Объем 1,5 п.л. Тираж 80

Типография МЙЙТа, 101475, ГСП, Москва, А-55, ул.Образцова, 15