книги из ГПНТБ / Синавина В.С. Оценка качества функционирования АСУ. (Исследование достоверности обработки информации)

ошибки, намного превышающие установленные норма­ тивы.

Важнейшим средством уменьшения ошибок в обра­ ботанной информации является организация надежной и эффективной системы контроля обработки информации на данном этапе технологического процесса. Приведен­ ные в главе II данные эффективности различных мето­ дов контроля (см. табл. 41) наглядно показывают, что эффективность их различна и колеблется в значительных пределах. Правильный выбор и сочетание этих методов в зависимости от характера и объема обрабатываемой информации является главным требованием в рацио­ нальной организации технологического процесса на дан­ ном этапе.

При переносе данных на машинные носители актуаль­ ной задачей также является внедрение прогрессивных технологических методов и технических средств, заме­ няющих ручную перфорацию автоматизированной, обес­ печивающей высокий уровень достоверности обработан­ ной информации. В числе причин, вызывающих ошибки при переносе информации на машинные носители, от­ мечаются причины, связанные с плохой организацией рабочих мест в технологическом процессе (недостаточ­ ная освещенность, шум, неудобная оргоснастка и т. п.). Технологический процесс должен быть построен в со­ ответствии с требованиями научной организации труда: Одним из источников ошибок при переносе информации на машинные носители является неисправность обору­ дования. Именно на подготовительных этапах обработки информации сосредоточена большая часть вспомога­ тельного оборудования ВЦ, причем во многих ВЦ оно имеет большую степень амортизации и требует замены или модернизации. В этих условиях для обеспечения необходимого уровня достоверности обработки инфор­

организации профилактического ремонта и регулярного технического обслуживания.

Наряду с поощрением операторов и контролеров должны поощряться и работники ВЦ, занятые техниче­ ским обслуживанием оборудования, если ошибки в ин­ формации по вине оборудования сведены к норматив­ ному минимуму. И наоборот, анализ ошибок, возникших

по вине оборудования, должен выявить лид, ответствен­ ных за эти ошибки с вытекающими отсюда последствия­ ми, а также служить основой для профилактики этих ошибок и предупреждения их повторного возникнове­ ния.

Высказанные выше положения в равной степени от­ носятся не только к переносу данных на машинные носители, но и к формированию и ведению условно­ постоянной информации (УПИ). Хотя количество и ча­ стота ошибок в УПИ, по данным обследования, значи­ тельно ниже, чем на других операциях подготовительного этапа, значимость этих ошибок благодаря многократ­ ному использованию УПИ в процессе решения задач в ВЦ обязывает не ослаблять внимания к уровню ее до­ стоверности. Решение технологических вопросов рацио­ нальной организации массивов УПИ должно устранить излишний «прогон» магнитных лент при решении задач, уменьшить их износ и повысить сохранность информа­ ции, записанной на магнитные ленты. Правильный уход за магнитными лентами также должен обеспечить должный уровень достоверности информации, записан­ ной в УПИ.

В целом по подготовительному этапу технологическо­ го процесса ВЦ необходимо отметить, что этот этап яв­ ляется решающим для обеспечения достоверности вы­ ходной информации ВЦ, поскольку здесь преобладают ручные операции, обусловливающие наибольшую часто­ ту ошибок и уровень технического оснащения и состоя­ ния оборудования относительно ниже других участков ВЦ.

В связи с этим необходима особенно четкая органи­ зация технологического процесса на данном этапе, и в первую очередь организация надежной и эффективной системы контроля обрабатываемой информации.

На этапе машинной обработки на ЭВМ, где преобла­ дает автоматизированная обработка информации для обеспечения должного уровня достоверности выходной информации ВЦ, важнейшее значение имеет совершен­ ство технологии машинной обработки, и в первую оче­ редь разработки машинных программ и методов про­ граммно-логического контроля.

Рассмотрим основные технологические вопросы дан­ ного этапа с точки зрения решения проблемы повыше­

162

ния уровня достоверности информации. Величина оши­ бок в информации в процессе ее машинной обработки на ЭВМ зависит от величины ошибок на входе данного этапа (т. е. остаточного количества ошибок на выходе подготовительных этапов), от величины ошибок, содер­ жащихся в машинных программах, и от величины оши­ бок, обусловленных уровнем надежности ЭВМ.

Разработка машинных программ на нынешнем уров­ не технологического процесса осуществляется специаль­ но обученным персоналом (программистами). Анализ ошибок, возникающих при программировании, показал, что при составлении программ в среднем имеется одна ошибка на 125 команд [7]. Структура ошибок, напри­ мер, при программировании на вычислительной машине ИВМ-705 характеризуется следующими данными:

программы передаются в эксплуатацию для решения предусмотренных программой задач. Казалось бы, что при таких условиях программы не могут являться источни­ ками ошибок при машинной обработке информации на ЭВМ. Однако, несмотря на предварительную отладку, в программе сохраняются иногда в течение длительного времени скрытые ошибки. ^Как показали исследования, некоторые программы после трех лет работы неожидан^ но выдавали неверные результаты. Так, например, в системе дальнего обнаружения ракет (Гренландия) программа ЭВМ приняла отражение Луны за д п я ж р г к и р . ракеты. Из-за того что в программе, управляющей ее

Ошибки в действующих программах встречаются в практике работы многих вычислительных центров. По­ этому замена ручного программирования, обусловли­ вающего появление ошибок в программах и связанного с большой трудоемкостью разработки, автоматизиро­ ванным программированием, осуществляемым самой машиной, является актуальной задачей процесса обра­ ботки информации в ВЦ.

Автоматизация программирования высвобождает программиста от выполнения части работ по составле­ нию и отладке программ за счет применения алгоритми­ ческих языков, дающих строго формализованную запись алгоритмов решения задач, стандартных библиотечных программ, стандартизирующих методы вычисления и обработки, специальных отладочных программ, автома­ тизирующих процесс отладки программ, и с помощью других средств и методов автоматизации. Сложность, трудоемкость и высокая стоимость ручного программи­ рования при недостаточно высоком уровне достоверно­ сти программ вызвали необходимость интенсивной раз­ работки математического обеспечения вычислительных машин, на которое расходуется сейчас, например, веду­ щими фирмами за рубежом более половины средств, ассигнуемых на создание машины.

Проведенное статистическое обследование ВЦ пока­ зало, что этот мощный арсенал средств по улучшению программирования и обеспечению повышения уровня до­ стоверности обрабатываемой информации недостаточно используется в ВЦ.

Второй вопрос об ошибках, содержащихся в инфор­ мации, поступающей на машинную обработку ЭВМ, нами уже частично рассмотрен при характеристике под­ готовительных этапов технологического процесса ВЦ. Выше было отмечено, что создание надежной системы контроля на подготовительных этапах позволит свести к минимуму ошибки в обрабатываемой информации на данном этапе, но какое-то количество ошибок неизбеж­ но перейдет на этап машинной обработки на ЭВМ. Для того чтобы свести поступившее количество ошибок на этом этапе к минимуму, необходимы более надежные методы контроля, так как на’ этапе машинной обработ­ ки, по существу, решается вопрос достоверности выход­ ной информации ВЦ, выдаваемой заказчику.

>164

Как известно, методы контроля информации на этапе машинной обработки подразделяются на аппаратур­ ные (схемные), предусмотренные конструкцией вычисли­ тельной машины и выполняемые автоматически, незави­ симо от решения задачи, и программные, предусмотрен­ ные специально в программе вычислений, причем некоторые из программных методов контроля позволяют обнаруживать ошибки, возникающие не только на этапе машинной обработки, но и на предыдущих этапах.

Прогрессивный технологический процесс обработки информации в ВЦ должен быть построен именно с учетом максимального использования программных ме­ тодов контроля, имеющих высокую эффективность.

Вот почему при проведении массового статистическо­ го обследования ВЦ наряду со сбором статистических данных по форме № 1 нами было проведено выборочное обследование отдельных ВЦ, имеющее целью выявить состояние работы ВЦ по повышению достоверности об­ работки информации, включая указанные вопросы при­ менения программных методов контроля со сравнитель­ ной оценкой их эффективности. Результаты выборочного обследования показали, что во многих ВЦ недооценива­ ется вся важность указанных вопросов при организации технологического процесса обработки информации.

На отдельных ВЦ (РВЦ ЦСУ Эстонской ССР, РСФСР и др.) имеются положительные примеры приме­ нения программных методов.

Рассматривая вопрос о программных методах конт­ роля как важнейшем средстве повышения эффективно­ сти обработки информации, необходимо особо выделить вопрос о применении методов автокоррекции, которые должны занять важное место в организации прогрес­ сивного технологического процесса в ВЦ.

\ ^ К о н т р о л ь обработки данных на этапе машинной об­ работки должен' состоять не только в регистрапин Фяк- [та ошибки и отысканий места ее возникновения, но и в ^ исправлении ошиоки.

При" автоматизации исправления ошибок или авто­ коррекции достигается' не только уменьшение трудоемко­ сти процесса исправления ошибок, но и повышается на­ дежность корректировки.

Методы автокоррекции находят все большее приме­ нение при обработке информации. Если ранее автокор­

165

рекция производилась главным образом для исправле­ ния ошибок при передаче данных по каналам связи и т. п., то автоматическое исправление ошибок при ре­ шении задач на ЭВМ является новым, качественно от­ личающимся направлением в технологии обработки дан­ ных. Так, например, при разработке методов автокоррек­ ции в НИИ ЦСУ СССР для проверки статистической отчетности был использован перечень алгоритмов и осу­ ществлена их формализация, которая служит основой «пакета программ» по автоматическому редактированию данных. Разработанный в НИИ ЦСУ СССР алгоритм [9] основан на поиске зависимостей между показателями в регулярной статистической отчетности, нарушение кото­ рых индицирует ошибки, что позволяет осуществлять автокоррекцию. Методы автокоррекции находят приме­ нение и при решении других задач на ряде вычисли­ тельных центров, однако необходимо признать, что внедрение этих прогрессивных методов в технологии обработки данных заслуживает все большего и большего внимания.

В заключение оценки влияния правильной и рацио­ нальной организации технологического процесса обра­ ботки информации на ее достоверность необходимо от­ метить значение конечной операции технологического процесса — контроля выпуска выходной информации ВЦ. Эта операция — последний «заградительный барь­ ер» от попадания ошибок в информацию, выдаваемую заказчику. Количество пропущенных ошибок на дан­ ной контрольной операции должно быть сведено к ми­ нимуму. Гарантией высокой достоверности выходной информации ВЦ, конечно, являются описанные выше меры, относящиеся к предыдущим этапам, но это не снижает ответственности контролеров за пропуск оши­ бок в информации, передаваемой заказчику. Прогрессив­ ным началом на данной операции является организация учета пропущенных ошибок, который в настоящее вре­ мя не ведется, что не дает возможности соответствую­ щим образом оценить труд контролеров на данной опе­ рации.

Таким образом, мы рассмотрели основные мероприя­ тия, которые должны быть осуществлены для правиль­ ной и рациональной организации технологического про­ цесса обработки информации в ВЦ, способствующие

166

повышению ее достоверности. Этими общими рекомен­ дациями, конечно, не исчерпывается решение проблемы достоверности.

В каждом ВЦ в отдельности должна быть разрабо­ тана совершенно конкретная программа мероприятий по повышению достоверности обрабатываемой информа­ ции применительно к условиям работы данного ВЦ.

§ 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЦЕНТРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОКОЙ ДОСТОВЕРНОСТИ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ

Технический прогресс в развитии вычислительной техники и современных средств связи — основа карди­

информации и устранение технических неисправностей машин.

В предыдущем параграфе было отмечено значение машинных методов контроля как наиболее эффективных не только по обнаружению, но и по исправлению имею­ щихся в информации ошибок. К машинным методам контроля относятся как программные, так и аппаратур­ ные (схемные) методы.

Основной недостаток схемного контроля состоит в необходимости увеличения общего объема аппаратуры ЭВМ, поскольку контрольные схемы встроены во все основные устройства машины. По таким схемам обна­ руживают ошибки с небольшим относительным време­ нем, расходуемым на контрольные операций. Если бы потребовалось не только обнаруживать, но и исправлять ошибки чисто схемными методами, то это привело бы к дальнейшему увеличению схемной аппаратуры. В свя­ зи с этим наметились тенденции применения комбиниро­ ванных схемно-программных-методов обнаружения и ис­ правления ошибок. Сущность их состоит в том, что за­ дача обнаружения ошибок возлагается на контрольные

Г67

схемы, а исправление их осуществляется по сигналу ошибки специальной исправляющей программой.

Технический прогресс в развитии вычислительной техники позволяет находить и другие пути решения. Так, создание вычислительной системы машин ИВМ мо­ дели 145 с памятью и логикой на интегральных схемах позволяет проще осуществлять распознавание и устра­ нение ошибок, чем при наличии памяти на магнитных сердечниках [13].

Одним из важнейших вопросов в использовании вы­ числительной техники является ее надежность. Техниче­ ские неисправности машин вызывают простои дорого­ стоящего оборудования и являются источниками многих ошибок в обрабатываемой информации. Насколько зна­ чительны эти отрицательные последствия технических неполадок в эксплуатации машин, можно видеть по сле­ дующим данным. При выборочном обследовании ряда

простои в ВЦ Черниговского завода синтетических во­ локон — 807 час (75%), в ВЦ Московского автомо­ бильного завода имени Лихачева — 1633 час (28,2%) и на ряде других ВЦ.'

Что касается ошибок в обрабатываемой информации,

из которых видно, что на 18 обследованных ВЦ удель­ ный вес ошибок по этой причине составляет значитель­ ную величину — 22,3%.

Технические неисправности машин в некоторой ча­ сти обусловлены недостаточным уходом за оборудова­ нием, его профилактикой, но многие технические неис­ правности являются следствием несовершенства конструкции машин и низких показателей их эксплуата­ ционных характеристик.

За относительно небольшой период времени развития электронно-вычислительной техники сделаны крупные шаги в совершенствовании конструкций машин и по­ вышении их эксплуатационных характеристик, особенно их надежности. Машины первого поколения ЭВМ (50-е годы), построенные на электронных лампах с небольшим объемом оперативной памяти и малым ассортиментом

168

периферийных устройств, уступили место машинам вто­ рого поколения (60-е годы), построенным на полупро­ водниковой технике, значительно улучшившей надеж­ ность и скорость работы, а также ассортимент и харак­ теристики периферийного оборудования. ЭВМ третьего поколения (70-е годы), построенные на базе интеграль­ ных схем', постепенно вытесняют машины второго по­ коления. Конструктивной основой ЭВМ четвертого поко­ ления будут являться большие интегральные схемы, так называемые БИСы, имеющие высокую степень интегра­ ции, т. е. количество логических элементов в одном фи­ зическом элементе, доходящее до сотен и даже ты­ сяч [13]. Перспективы создания таких машин, естествен­ но, в огромной степени улучшат все характеристики нынешних ЭВМ.

Как известно, в нашей стране ведутся работы по созданию электронно-вычислительных машин третьего поколения типа «Ряд», причем предусматривается вы­ пуск машин с различной производительностью (Р-10,1

мент ЭВМ, служащий для запоминания и преобразования одного бита информации, состоял из нескольких физических элементов (полупроводниковых диодов и триодов, сопротивлений, емкостей и др.). В противоположность этому интегральная схема, являясь

одним физическим элементом, заключает в себе несколько логических элементов ([13].

169