Образовательный стандарт по специальности 220200с «Автоматизированные системы обработки информации и управления» рабочая программа по дисциплине

Вид материала

Образовательный стандарт

Содержание Согласовано Зав. кафедры «ВАЭ и ВТ» В.П. Шевчук СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ “Надежность, эргономичность и качество АСО и У” 3. Темы лабораторных работ Форма отчета по лабораторным работам Федеральное агентство по образованию

Подобный материал:

• Рабочая программа по дисциплине «Математическая логика и теория алгоритмов» для специальности, 67.42kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Системы искусственного интеллекта» для специальности, 86.74kb.
• Рабочая программа дисциплины «Автоматизированные системы обработки экономической информации», 306.21kb.
• Рабочая программа по дисциплине " Метрология, стандартизация и сертификация " для специальности, 284.04kb.
• Образовательный стандарт по направлению подготовки дипломированных специалистов 654600, 112.23kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Основы разработки Internet-приложений» для специальности, 51.53kb.
• Рабочая программа по дисциплине: Методы и средства защиты компьютерной информации Для, 75.18kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Средства взаимодействия человека с вычислительной, 226.84kb.
• Рабочая программа дисциплины «Автоматизированные информационные системы» для специальности, 301.29kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Алгоритмические языки и программирование» Для специальности, 208.45kb.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)


ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


КАФЕДРА «АВТОМАТИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ»

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора

по учебной работе

_____________Тишин О.А.

“___”_____________2004 г.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

по специальности 220200с «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине “Надежность, эргономичность и качество АСО и У»

Факультет: инженерно-экономический Код по Оксо - 230101

Факультет инженерно-экономический
Курс	5
Семестр	9
Всего аудиторных занятий, часов	68
Лекции, часов	34
Лабораторные занятия	17
Практические занятия	17
СРС, часов	85
ОргСРС, часов	21
Зачет (семестр)	-
Экзамен (семестр)	9

Волжский 2004г.

Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования утвержденного 27.03.2000г. и учебного плана.

Составитель рабочей программы

Доцент кафедры «ВАЭ и ВТ» Б.Г. Севастьянов

Согласовано

Зав. кафедры «ВАЭ и ВТ» В.П. Шевчук

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры “Автоматика, электроника и вычислительная техника”


“___”______________2004 г.


Заведующий кафедрой «ВАЭ и ВТ» ________________В.П. Шевчук


Одобрено научно-методическим советом инженерно-экономического факультета


«___»___________________ 2004 г.


Председатель научно-методического совета __________Е.А. Приходько


Декан факультета_________________________________ Е.А. Приходько


1. Цель и задача дисциплины, ее место в учебном процессе

Изложение основных понятий теории надежности по автоматизированным системам обработки информации и управления (АСО и У). Задача дисциплины: привести способы резервирования и расчета надежности. Пояснить суть основных понятий. Научить студентов самостоятельно осмысленно выводить формулы для расчета вероятности безотказной работы, среднего времени безотказной работы и других показателей надежности. Указать на способы повышения надежности, показать методику вывода формул: для общего резервирования с постоянно включенным резервом и целой кратностью, случаев раздельного резервирования с целой кратностью и оптимального резервирования. Обратить внимание студентов на влияние условий эксплуатации на надежность. Показать методы учета человеческого фактора на надежность работы систем. Обратить внимание на проектирование активных систем, учитывающих не только надежность техники, но и надежность выполнения работы людьми. Показать на примерах, что чем опаснее объект, чем он дороже, чем автономнее его работа, тем больше внимания должно уделяться вопросам обеспечения надежности. Делается попытка увязать эргономику с надёжностью функционирования системы. Надёжная система является основой качественных показателей системы. Не может быть не надёжная система качественной. В процессе занятий обращается внимание студентов на ГОСТы по надёжности, которые приобретены институтом в 2003 году: ГОСТ 27.001-95, ГОСТ 27.301-95, ГОСТ 27.002-89 и другие. Значительную часть материала по надёжности можно найти в Интернете.

Анализ и исследование моделей для оценки надёжности программного обеспечения проводится студентами, в основном, самостоятельно. Исследуются следующие модели []: Шумана, Джелинского-Моранды, обобщённая модель Джелинского-Моранды и Шика-Вольвертона, Вейса, Коркорена, Нельсона, модель потенциального нарушителя и модель защиты от НСД. После краткого обзора студенты самостоятельно знакомятся с методами защиты информации и информационной безопасности автоматизированных систем.

На лекциях обращается внимание на оценку надёжности программного обеспечения. Приводятся примеры ошибок в постановке задач, реализации некорректных алгоритмов (отсутствует проверка деления на ноль, использование жёстких равенств, отсутствие проверок на достоверность входной информации (обрывы, выбросы, провалы, «замирания»), от некорректных действий оператора и др.), приводящих к резкому снижению надёжности всей системы автоматического регулирования или АСУТП. Студенты знакомятся с защитами систем от несанкционированного доступа.


Студенты, в результате изучения надёжности, должны убедиться в неразрывной связи теории надежности с теорией вероятности и теорией массового обслуживания, а так же с дифференциальным и интегральным исчислением, основами вычислительной математики (численными методами).

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ “Надежность, эргономичность и качество АСО и У”
   

N	Наименование темы, наименование вопросов, изучаемых на лекциях	Лекции, ч	Практ. занят. ч	Лаборатор-ные занятия, ч	Форма отчета
	Основные понятия теории надежности	1
	Элементы, модели, функции системы	1
	Модели надежности программного обеспечения.	1
	Надежность человеко-машинной системы. Надежность КТС и программного обеспечения. Методы обеспечения защиты информации и доступа в систему.	1
	Повышение надежности систем в предаварийных и аварийных ситуациях применением активных экспертных адаптивных систем.	1
	Организация и проведение испытаний на надежность.	1
	Основные этапы формирования надежности.	0
	Техническое задание.	0,5
	Проектные работы.	0,5
	Эксплуатация системы.	0	0
	Классификация отказов	1	0
	Основные расчетные модели для оценки показателей надежности. Основные показатели надёжности и законы. Виды одномерных функций распределения случайной величины.	6	3	2	Контр. опрос, лаб. раб.
	Методы обеспечения надежности. Виды резервирования. Основные понятия и определения: кратность резервирования, общее и поэлементное (раздельное) постоянное резервирование. Резервирование замещением, нагруженный, ненагруженный резерв, скользящее резервирование. Мажоритарное резервирование.	4	0	4	Контр. раб. или сем. раб. или отчёт по лаб раб.
	Оптимизационные задачи надежности.	1	1	2	Опрос
	Математические методы массового обслуживания в теории надежности.	1	1	2
	Виды избыточности	1	2	2
	Организация и проведение испытаний на надежность.	1	2	2	Опрос
	Построение графиков экспериментальных распределений наработки до отказа	1	2	0
	Характеристика человека как звена АСОИУ	1	2	1	Отчёт лаб. раб.
	Основы эргономического обеспечения разработки АСОИУ, обеспечение эргономического качества, оптимальные задачи эргономики, эргономическая экспертиза.	3	2	0	экзамен
	Расчет надежности.	0	0	0
	По средне групповым интенсивностям отказов.	1	0	0	экзамен
	Коэффициентный метод расчета.	1	0	0	экзамен
	Основной алгоритм расчёта с учетом параметров эксплуатации.	1	0	0
	Системы с комбинированной структурой (смешанное соединение элементов, т.е. не только последовательное или параллельное). Особенности расчёта мостиковых схем. Метод минимальных путей. Метод минимальных сечений.	2	0	2	Отчёт лаб. раб., сем. раб., экзамен
	Качество программного обеспечения: тестирование, верификация, валидация, аутентификация ПО.	2	2	0
	Способы повышения надежности.	0	0	0
	Итого:	34	17	17

3. Темы лабораторных работ

№ темы	Наименование темы лабораторной работы и краткое содержание выполняемых работ	Количест-во часов
	Планирование испытаний. Оценка основных показателей надежности по экспериментальным данным. Определение вида (закона) одномерного распределения случайной величины. Аппроксимация экспериментального распределения. Интервальная оценка параметров надежности для нормального и экспоненциального законов распределения. Моделирование отказов может производиться по закону Пуассона.	3
	Моделирование различных видов резервирования. Определение кратности резервирования при заданной вероятности безотказной работы для общего и раздельного постоянное резервирование. Оптимальное «горячее» раздельное резервирование. Простое мажоритарное резервирование и с элементами статистики и корреляционного анализа1.	4
	Моделирование отказов системы на основе математических методов теории массового обслуживания. Оценка вероятных состояний с применением уравнений Колмогорова. Проведение проверки совместимости уравнений (определение числа обусловленности, используя одну из трёх норм матрицы системы уравнений). Сравнительный анализ и экономическая интерпретация.	2
	Расчёт систем с комбинированной структурой (мостиковые схемы). Применить метод минимальных путей и метод минимальных сечений2.	4
	Исследование моделей по оценке надёжности программного обеспечения3
	Систематизация и исследование способов защиты информации.
	Модели систем защиты информации от несанкционированного доступа (СЗИ НСД).
	Систематизация гостов, стандартов, руководящих документов по надёжности, защите информации.
	Анализ чужих, разработка своих программ повышенной надёжности. Например, информационно-поисковых систем с элементами неопределённости.
	Освоение современных пакетов верхнего уровня. Оценка эффективности MMI (HMI) этих пакетов.
	Анализ пакетов, повышающих надёжность информационного обмена.
	Защита лабораторных работ	4
	Итого	17

Форма отчета по лабораторным работам

Студенты обязаны выполнить все лабораторные работы. Количество работ не более трёх. Одну работу может выполнять группа не более чем из трёх человек. Требования к качеству выполнения лабораторной работы в этом случае более жесткие (и к оформлению и ответам на вопросы при защите).

Отчет должен содержать следующее:

1. титульный лист;
   
2. наименование и цель работы;
   
3. оборудование;
   
4. постановка задачи;
   
5. методика выполнения;
   
6. выводы;
   
7. перечень файлов на дискете (текстовая часть (описание лабораторной работы), программы и отдельно файл рисунков ) с пояснением на какой версии текстового редактора, графического пакета файлы читаются и открываются. Сохранять рекомендуется в более ранних версиях.
   
8. список литературы.
   
9. На проверку преподавателю вся работа передаётся в машинном виде: отдельно текстовый файл в полном объёме, отдельно файл рисунков, отдельно файл на матсаде или тексты программ, с помощью которых проводились вычисления или моделирование. В семестровых работах больше внимания уделяется анализу и реализации алгоритмов и программ повышенной надёжности, исследованию моделей по оценке надёжности программного обеспечения.
   

У студентов должен быть стимул работать систематически и сдавать работы своевременно. Поэтому студентам, которые выполнили и сдали все работы преподаватель вправе разрешить досрочно сдать экзамен и не посещать лабораторные или практические занятия.

4. Таблица рейтингового контроля

Вид контроля	Распределение баллов
	min4	max
Лабораторные работы	12	24
Контрольная работа или оценка активности в решении задач в аудитории, выполнении домашних заданий.	9	11
Семестровая работа	20	25
Зачёт	20	40
Итого	61	100

Литература

	Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. М.: Радио и связь, 1988.
	Бардаев Э.А., Урлапов В.Г., Фисун В.В. Аутентификация программного обеспечения объектов вычислительной техники военного назначения. Тезисы докладов 3-й научно- технической конференции РВСН, г. Краснодар, 18-19 сентября 1995.
	Беляев Ю.К., Богатырев В.А., В.В. Болотин и др. Надежность, эргономичность и качество АСО и У// под ред И.А. Ушакова.-М.: Радио и связь, 1985
	Бендерский А.М. Распределения вероятностей, встречающихся в теории надежности.-В сб.: Научные основы надежности и статистических методов контроля качества.-М.: Стандарты, 1973.
	Бердичевский Б. Е. Оценка надежности аппаратуры автоматики.-М.: Машиностроение, 1966.
	Блох А.Ш. О надежности контактных схем// АиТ, 1962, №12.-с.1662-1668.
	Боэм Б. и др. Характеристики программного обеспечения: Пер. с англ.-М.: Мир, 1981.
	Ванеев Б.Н., Горягин В.Ф. Учет надежности при оптимальном проектировании взрывозащищенных асинхронных электродвигателей// Электротехника.-1990.-№ 9.
	Васильев Б.В. Прогнозирование надежности и эффективности радиоэлектронных устройств.-М.: Советское радио, 1970.
	Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации.- М.: Машиностроения, 1982.
	Вентцель Е.С. Теория вероятностей.- М.: Физматгиз, 1962.
	Волик Б.Г., Рябинин И.А. Эффективность, надежность и живучесть управляющих систем// А и Т. 1984. N12. С.151-160.
	Временное положение по организации разработки, изготовления и эксплуатации программных и технических средств защиты информации от НСД в АС и СВТ. Руководящий документ Гостехкомиссии России.-М., 1992.
	Галактионов А.И., Грошев И.В. Особенности формирования психического образа аварийных ситуаций при обучении операторов АСУ// Психологический журнал, 1966.- т.17. -N2.-с.46-55.
	Гарин А.А., Климовский О.В. Методы определения живучести сложных систем при многократных точечных внешних воздействиях// Электронное моделирование. 1990. N4. С.37-43.
	Герасименко В.А., Малюк А.А. Основы защиты информации: Учебник.-М.: МИФИ, 1997.
	Глазунов Л.П., Грабовецкий В.П., Щербаков О.В. Основы теории надежности автоматических систем управления.- Л.: Энергоатомиздат, 1984.
	Глузман Г. Л., Падерно И. П. Надежность установок и систем управления.-М.: Машиностроение, 1966.
	Глумов В.М., Земляков С.Д., Рутковский В.Ю., Силаев А.В. Алгоритмическое обеспечение отказоустойчивости систем автоматического управления//Автоматика и телемеханика.-1988.-№9.-с. 3-33.
	Гнеденко Б.В. О некоторых вопросах теории надежности как предмета исследования и преподавания.- В сб.: Надежность и долговечность машин и оборудования.-М.: Стандарты, 1972.
	Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К. и др. Математические методы в теории надежности.- М.: Наука, 1965.
	Горский Л.К. и др. Исследование надежности радиоэлектронных систем на ЭЦВМ.-Л.: 1967.
	Горцбах И. Б., Кордонский Х. Б. Модели отказов. -М.: Советское радио, 1966.
	ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения, ГОСТ 27.003-83 Планирование экспериментов ГОСТ 27.004 85 Показатели надежности, ГОСТ 27883-88 ... ГОСТ Р 50948-96 Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности. ГОСТ 18322-78 Надежность. Общие требования и методы испытаний, ГОСТ24.701-86 Надежность АСУ. Основные положения, ГОСТ 27625-88. Блоки энергетические для тепловых элнктростанций. Требования к надежности, маневренности и экономичности. М.: Изд-во стандартов, 1988, ГОСТ 25861-83 Безопасность вычислительной техники, ГОСТ 21.552-84 Защита вычислительной техники от внешних воздействий, ГОСТ34.602-89 ТЗ на создание автоматизированной системы, ГОСТ34.603-92 Виды испытаний автоматизированных систем.
	Гринберг А.С., Терещенко Е.П. Определение параметров надежности комплекса средств системы управления дискретным производством.- Л.: Наука, 1970.- с. 107-117.
	Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М. Динамические системы, устойчивые к отказам.-М.: Радио и связь, 1985.-176 с.
	Губинский А.И. Надежность и качество функционирования эргатических систем.-Л.: Наука, 1982.
	Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. М.: Мир. 1984.
	Дмитрюк Г.Н., Пясин И.Б. Надежность механических систем.- М.: Машиностроение, 1966.-183с.
	Зараковский Г.М., Медведев В.И. Классификация ошибок оператора// Техническая эстетика.-1971, N10.-с.5-6.
	Ллойд Д., Липов М. Надёжность: организация, исследования, методы, математический аппарат.-М.: Сов. Радио, 1964.
	Маёерс Г. Надёжность программного обеспечения: Пер. с англ.-М.: Мир, 1980.
	Материалы Международной конференции и Российской научной школы. М.: Радио и связь, 2004.
	Надежность, живучесть и безопасность автоматизированных комплексов// Приборы и СУ.-1994, N4
	РД 50-476-84 Надежность в технике. Интервальная оценка надежности технического объекта по результатам испытаний составных частей. Общие положения: Методические указания.-М.: Стандарты, 1985.
	РД 50-690-89 Надежность в технике. Методы оценки надежности по экспериментальным данным.- Методические указания.-М.: Стандарты, 1990.
	Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шумаков В.М. О контроле контактных схем// АиТ, 1978.-№11.-с.175-182 и 1981.-№11.-с.139-146.
	Севастьянов Б.Г. Основные понятия теории надёжности. Волжский, 2004 (электронная версия).
	Сотсков Б.С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники.- М.: Высшая школа, 1970.
	Тейер Т., Липов М., Нельсон Э. Надёжность программного обеспечения.-М.: Мир, 1981.-323с.
	Федеральный закон от 20.02.1995 № 24-Ф3. «Об информации, информатизации и защите информации».
	Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах.-Л.: Химия, 1983.-352 с.
	Человеческий фактор т.4: Эргономическое проектирование деятельности и систем/ под ред. Г. Салвенди.- М.: Мир, 1991
	Черкесов Г.Н. Надежность, эргономичность и качество АСО и У с временной избыточностью// Советское радио, 1974.
	Ястребенецкий М.А., Иванова Г.М. Надежность автоматизированных систем управления технологическими процессами.-М.: Энергоатомиздат, 1989.