Принципы и особенности нормирования метрологических характеристик. Модель классификации критериев качества информационной системы

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Принципы и особенности нормирования метрологических характеристик

В последние десять лет началось массовое производство цифровых средств измерений любой номенклатуры. Большие возможности цифровой техники позволяют значительно улучшить практически все характеристики данных средств измерений по сравнению с аналоговыми приборами. Цифровые средства измерений становятся легче и меньше, удобнее в работе и точнее. Это в полной мере относится и к цифровым осциллографам (ЦО), которые способны измерять не только параметры формы, но и частотные и амплитудные параметры напряжений. При этом вплотную приближаясь по метрологическим характеристикам (МХ) к специализированным приборам: вольтметрам и частотомерам, и таким образом, переходя из разряда рабочих средств измерений в разряд рабочих эталонов.

Под нормированием метрологических характеристик понимается количественное задание определенных номинальных значений и допустимых отклонений от этих значений. Нормирование метрологических характеристик позволяет оценить погрешность измерения, достичь взаимозаменяемости средств измерений, обеспечить возможность сравнения средств измерений между собой и оценку погрешностей измерительных систем и установок на основе метрологических характеристик входящих в их состав средств измерений. Именно нормирование метрологических характеристик отличает средство измерений от других подобных технических средств.

Особенности систем автоматизации с метрологической точки зрения по сравнению с отдельными измерительными устройствами следующие:

1) пространственная распределенность технических средств, поэтому изделия системы находятся в различных условиях эксплуатация;

2) наличие каналов связи, подверженных воздействию помех;

3) многофункциональность и многоканальность, следовательно, наличие измерительных коммутаторов, промежуточных преобразователей, взаимное влияние каналов;

4) наличие возможности изменения или развития структуры системы в процессе эксплуатации - гибкость;

5) связь с органами управления, регулирования и вычислительной техникой;

6) работа преимущественно в динамическом режиме;

7) длительное непрерывное функционирование;

8) невозможность полного отключения системы и ее отдельных устройств для профилактических работ без остановки технологического процесса.

Для каждого вида средств измерений исходя из их специфики и назначения нормируется определенный комплекс метрологических характеристик, указываемый в нормативно-технической документации на средство измерения. В этот комплекс должны включаться такие характеристики, которые позволяют определить погрешность данного средства измерения в известных рабочих условиях его применения. Общий перечень основных нормируемых метрологических характеристик средства измерения, формы их представления и способы нормирования установлены в ГОСТ 8.009-72. В него входят:

· пределы измерений, пределы шкалы;

· цена деления равномерной шкалы аналогового прибора или многозначной меры, при неравномерной шкале - минимальная цена деления;

· выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда цифровых средств измерений;

· номинальное значение однозначной меры, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя;

· погрешность средств измерений;

· вариация показаний прибора или выходного сигнала преобразователя;

· полное входное сопротивление измерительного устройства;

· полное выходное сопротивление измерительного преобразователя или меры;

· неинформативные параметры выходного сигнала измерительного преобразователя или меры;

· динамические характеристики средств измерений;

· функции влияния;

· наибольшие допустимые изменения метрологических характеристик средств измерений в рабочих условиях применения.

Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования. Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра входного сигнала.

Нормирование метрологических характеристик необходимо для решения следующих задач:

· придания всей совокупности однотипных средств измерений требуемых одинаковых свойств и уменьшения их номенклатуры;

· обеспечения возможности оценки инструментальных погрешностей и сравнения средств измерений по точности;

· обеспечения возможности оценки погрешности измерительных систем по погрешностям отдельных средств измерений.

Погрешности, присущие конкретным экземплярам средств измерений, устанавливаются только для образцовых средств измерений при их аттестации.

При нормировании метрологических характеристик руководствуются следующими принципами:

- нормировать необходимо все свойства СИТ, влияющие на точность результатов измерений;

- каждое свойство следует нормировать отдельно;

- нормирование свойств должно позволять выбирать СИТ и оценивать погрешности результатов измерений;

- нормирование должно давать возможность экспериментальной проверки соответствие свойств каждого отдельного СИТ установленным нормам;

- способы нормирования необходимо выбирать так, чтобы проверка соответствия СИТ установленным нормам и его применение были возможно более простыми.

2. Модель классификации критериев качества информационной системы

Качество информационной системы связано с дефектами, заложенными на этапе проектирования и проявляющимися в процессе эксплуатации. Любые свойства информационной системы, в том числе и дефектологические, могут проявляться лишь во взаимодействии с внешней средой, включающей технические средства, персонал, информационное и программное окружение.

Оценка качества информационной системы является крайне сложной задачей ввиду многообразия интересов пользователей. Поэтому невозможно предложить одну универсальную меру качества и приходится использовать ряд характеристик, охватывающих весь спектр предъявляемых требований. Наиболее близки к задачам оценки качества информационной системы модели качества программного обеспечения, являющегося одной из важных составных частей информационной системы. В настоящее время используется несколько абстрактных моделей качества программного обеспечения, основанных на определениях характеристики качества, показателя качества, критерия и метрики.

Критерий может быть определен как независимый атрибут информационной системы или процесса ее создания. С помощью такого критерия может быть измерена характеристика качества информационной системы на основе той или иной метрики. Совокупность нескольких критериев определяет показатель качества, формируемый исходя из требований, предъявляемых к информационной системе. В настоящее время наибольшее распространение получила иерархическая модель взаимосвязи компонент качества информационной системы. Вначале определяются характеристики качества, в числе которых могут быть, например, общая полезность, исходная полезность, удобство эксплуатации. Далее формируются показатели, к числу которых могут быть отнесены: практичность, целостность, корректность, удобство обслуживания, оцениваемость, гибкость, адаптируемость, мобильность, возможность взаимодействия. Каждому показателю качества ставится в соответствие группа критериев. Надо отметить, что один и тот же критерий может характеризовать несколько показателей:

· практичность - работоспособность, возможность обучения, коммуникативность, объем ввода, скорость ввода-вывода;

· целостность - регулирование доступа, контроль доступа;

· эффективность - эффективность использования памяти, эффективность функционирования;

· корректность - трассируемость, завершенность, согласованность;

· надежность - точность, устойчивость к ошибкам, согласованность, простота;

· оцениваемость - простоту, наличие измерительных средств, информативность, модульность;

· гибкость - распространяемость, общность, информатированность, модульность;

· адаптируемость - общность, информативность, модульность, аппаратную независимость, программную независимость;

· мобильность - информативность, модульность, аппаратную независимость, программную независимость;

· возможность взаимодействия - модульность, унифицируемость процедур связи, унифицируемость данных.

С помощью метрик можно дать количественную или качественную оценку качества информационной системы. Различают следующие виды метрик и шкал для измерения критериев:

Первый тип - метрики, которые используют интервальную шкалу, характеризуемую относительными величинами или реально измеряемыми физическими показателями, например, временем наработки на отказ, вероятностью ошибки, объемом информации и др.

Второй тип - метрики, которым соответствует порядковая шкала, позволяющая ранжировать характеристики путем сравнения с опорными значениями.

Третий тип - метрики, которым соответствуют номинальная или категорированная шкала, определяющая наличие рассматриваемого свойства или признака у рассматриваемого объекта без учета градаций по этому признаку.

Развитием иерархического подхода является представленная на рисунке модель классификации критериев качества информационных систем. С помощью функциональных критериев оценивается степень выполнения информационной системой основных целей или задач. Конструктивные критерии предназначены для оценки компонент информационной системы, не зависящих от целевого назначения.

Рис. 1. Модель классификации критериев качества информационных систем

метрологический преобразователь сертификация

Одним из путей обеспечения качества информационной системы является сертификация. К сожалению, в настоящее время не существует стандартов, полностью удовлетворяющих оценке качества информационной системы.

Существующая в нашей стране система нормативно-технических документов относит программное обеспечение к «продукции производственно-технического назначения», которая рассматривается как материальный объект. Однако программное обеспечение является скорее абстрактной нематериальной сферой. Существующие ГОСТы (например, ГОСТ 28195-89. «Оценка качества программных средств. Общие положения») являются неполными.

Литература

1. Краус М., Вошни Э. Измерительные информационные системы; Мир - Москва, 2013. - 310c.

2. Раннев Г.Г. Измерительные информационные системы: Учебное пособ. для вузов. - М.: МГОУ, 2014. - 280с.

3. Федорова Г. Н. Информационные системы; Академия - Москва, 2015. - 208c.

Размещено на Allbest.ru