Концептуальное моделирование АИС

На этапе дескриптивного моделирования прорабатывается концептуальное представление о принципах, структуре, основных свойствах и порядке построения АИС, методах и средствах создания системы и др.

В общем случае перед началом моделирования формулируются априорные требования, предъявляемые к системе [69]. Эти требования должны обозначить функциональные и структурные аспекты построения АИС, способы взаимосвязи и режимы взаимодействия подсистем АИС по основным платформам совместимости — информационной, программной, аппаратной и др. В связи с этим возникает необходимость определения требований к самим методам изучения АИС.

Любая организация-разработчик определяет и устанавливает свою сеть процессов и интерфейсов и управляет ею в соответствии с нормативными документами — стандартами, руководящими техническими материалами, техническими условиями и др. Это входит в концептуальную основу стандартов серии ISO 9000, а также государственных стандартов. К основным государственным стандартам, регламентирующим вопросы создания АИС, относятся:

• стандарты на автоматизированные системы «Информационная технология» (ГОСТ серии 34);

• система стандартов АСУ (ГОСТ серии 24);

• единая система программной документации (ГОСТ серии 19);

• единая система конструкторской документации (ГОСТ серии 2).

Стандарты — это регламент в следующих ситуациях создания АИС:

• выполнение руководящих положений по обеспечению качества — АИС должна повысить свою собственную эффективность, чтобы выполнить рациональным способом требования к качеству информационной продукции;

• заключение контракта между поставщиком (разработчиком) АИС и потребителем (заказчиком) — грамотный заказчик обычно требует, чтобы определенные характеристики АИС стали частью системы качества продукции заказчика, указывая при этом конкретную модель обеспечения качества;

• утверждение результатов разработки АИС заказчиком — это очень распространенная ситуация.

• сертификация или регистрация АИС третьей стороной — в этой особой ситуации АИС оценивает орган по сертификации, и фирма-разработчик берет на себя обязательства поддерживать заданный уровень АИС для других потенциальных заказчиков.

Разработчик может выбрать любой из двух способов использования стандартов серии ISO 9000: способ, мотивированный заинтересованным лицом, т.е. фирмой-заказчиком (поставщик изначально вводит систему качества АИС как ответ на непосредственные требования потребителей) и способ, мотивированный руководством фирмы-разработчика (именно руководство фирмы-разработчика проводит работы по определению будущих потребностей и тенденций рынка АИС). Поставщик может применять стандарты ИСО 9001, 9002 или 9003 как модель обеспечения качества для подтверждения работоспособности АИС с целью получения сертификата.

Свойства АИС. На этапе дескриптивного моделирования разрабатывается концептуальное представление будущей АИС. В инструментарий дескриптивного моделирования входят следующие достаточно известные методы исследования: теория управления, теория надежности, квалиметрия, определение, сравнение, анализ, синтез, индукция, дедукция, классификация, редукция, системный подход, семиотика, лингвистика и др. [30,43,63]. Каждый из указанных методов выбирается и применяется в соответствии с характером и этапом решаемой задачи. Так, например, при разработке ИПЯ может быть применен метод кластер-анализа близости языковых групп предметной области соответствующей экономической задачи. Для составления определения нового понятия могут быть привлечены средства лингвистики и семиотики. При этом выявляется набор универсальных и специфических свойств, присущих рассматриваемому понятию.

Обеспечение полноты изучения АИС вызывает необходимость системного подхода. Выявление свойств можно выполнить методом классификации АИС.

Фрагмент классификации свойств АИС

Таблица 13.2

Продолжение табл.

Окончание табл. 13.2

Семантические свойства характеризуют, в частности, степень соответствия АИС характеру задач, решаемых системой. С учетом семантических свойств можно идентифицировать любой технологический процесс. С семантических позиций существенным является рассмотрение элементов понятийного аппарата [49]. Так, например, понятие «качество обработки информации АИС» можно определить методом классификации и выделения группы свойств процесса обработки. Если за признаки понятия «качество обработки информации АИС» принять, например, «свойство», «результат», «цель», «соответствие требованиям», то путем классификации можно последовательно выделить основные существенные свойства рассматриваемой парадигмы, в частности:

• качество обработки информации АИС есть совокупность свойств, отображающих сущность процесса обработки;

• качество процесса обработки и качество ее результата —производной информации — имеют как общие, так и специфические свойства и находятся в диалектическом единстве;

• качество процесса обработки и ее результат должны соответствовать целям системы управления;

• качество процесса обработки устанавливает степень соответствия процесса установленным требованиям, которые в общем случае определяются целевым функционированием системы управления.

На основе этих четырех свойств конструируется определение понятия. Качество обработки информации АИС — это совокупность свойств процесса обработки информации АИС, которая определяет степень соответствия процесса обработки и его результатной информации целевому функционированию системы управления. Под системой управления в данном определении подразумевается широкий класс систем — персонал АИС, руководство фирмы, нормативные документы и др. Разумеется, приведенная здесь конструкция определения иллюстративна.

При рассмотрении синтаксических свойств АИС выступает не только как иерархичная, но и как многосвязная структура. С точки зрения масштаба применения АИС может иметь широкий диапазон — от всей иерархии народного хозяйства до отдельного рабочего места. Периодичность обработки и выдачи производной информации абонентам может заключаться в диапазоне от одного часа до пяти лет. Но при любой периодичности АИС должна обеспечить своевременную выдачу производной документации, то есть за время, не превышающее периода анализа документации и выработки решения в рамках циклах управления. Существенным признаком АИС является устойчивость структуры, которая может быть детерминированной, вероятностной, хаотической и смешанной. В практическом отношении приходится встречаться с вероятностным и (или) смешанным видом устойчивости структуры. Специфика всей структуры АИС обладает вероятностным характером, так как элементы структуры в процессе функционирования могут отклоняться от установленных требований — ошибки исполнителей, отказы ЭВМ и др.

В методологии принципиальным моментом является выделение свойств моделей и их использование в решении задач АИС. К таким свойствам прежде всего следует отнести изоморфизм и гомоморфизм моделей. Результаты разработки и исследования моделей распространяются на оригинал, то есть объект моделирования. С логической точки зрения подобное распространение основано на отношениях изоморфизма и гомоморфизма между моделью и объектом. Посредством модели отображается изоморфный либо гомоморфный образ объекта. При изоморфности модель и объект находятся в отношении равенства, т.е. свойства объекта могут быть перенесены на модель, и наоборот, свойства модели могут быть отнесены к объекту. При гомоморфности свойства модели могут быть перенесены на объект, но не наоборот. Объект или прообраз модели всегда богаче по набору свойств, чем его модель Данное явление определяется свойством редукции модели, заключающееся в том, что модель всегда неполно отображает свойства моделируемого объекта. Это обусловлено субъективными и объективными причинами. К субъективным причинам можно отнести, в частности, естественное желание разработчика сократить время на исследование, уменьшить расход ресурсов на его выполнение и др. Объективной причиной в данном случае является невозможность в методологическом плане выявить полный состав свойств изучаемого объекта и перенести его на соответствующую модель. Таким образом, выявление свойств моделей и их объектов позволяет исследователю и разработчику АИС корректно строить модели, избегать принципиальных ошибок, минимизировать ресурсы и тем самым обеспечить необходимую эффективность решаемых задач.

Семантические и синтаксические свойства тесным образом связаны с прагматическими свойствами АИС. В этой связи необходимо учитывать возможность пересечения показателей, например оценки надежности и эффективности с показателями оценки качества.

В решении практических задач структура АИС может быть представлена в функциональном и обеспечивающем аспектах (разд. 3.2). Функциональный аспект определяется содержанием задач АИС по обработке информации. С целью обеспечения установленных функциональных требований почти каждый этап технологии сопровождается контрольными операциями на соответствие операций обработки предъявляемым нормам, правилам, инструкциям со стороны системы управления.

При рассмотрении структуры АИС в обеспечивающем аспекте можно выделить следующие ее блоки: документационно-информационный, технологический, программный и организационный. Каждый из указанных блоков состоит, в свою очередь, из подблоков, подблоки из элементов. Отказ какого-либо элемента может быть причиной дефекта обработки. Отсюда возникает действие факторов документационноинформационного, технологического, программного и организационного характера, негативно влияющих на уровень качества обработки. Так, например, низкий уровень унификации обрабатываемой документации может обусловить увеличение ошибок на этапе ввода данных в ЭВМ, затруднить анализ выходной документации на этапе принятия решения.

В общем случае функциональная эффективность технологического процесса может быть отображена такими показателями, как «пропускная способность АИС» и «производительность АИС» [29]. Пропускная способность АИС - это обобщенный показатель качества АИС, отображающий способность технологии АИС выполнить обработку определенного объема информации в единицу времени. Понятие «обработка» здесь подразумевает широкий спектр процедур — проведение расчетов по бухгалтерским документам, идентификацию, обработку и помещение поисковых образов документов в документальную базу данных, сканирование и размещение документов в базе данных и др. Понятие «производительность АИС» более ориентировано на конкретную целевую функцию АИС — выдачу результатной информации пользователю. Производительность АИС — это обобщенный показатель качества АИС, отображающий способность технологии АИС производить опре- деленный объем информационной продукции в единицу времени. Относительно временного периода производительность в общем случае должна быть такой, чтобы можно было обеспечить абонентов производной документацией в сроки, позволяющие выполнить анализ документов и своевременно принять решение в рамках цикла управления. Производительность, рассматриваемая, как показатель качества технического плана достаточно хорошо характеризует техническое состояние АИС. Вместе с тем, не всегда и не везде соответствие установленным требованиям можно определить по одному техническому показателю, так как увеличение производительности может быть оправдано до определенных границ, очертить которые можно путем привлечения соответствующих экономических показателей. Таким показателем может быть, например, себестоимость обработки информации АИС (обобщенный показатель АИС, отображающий объем финансовых затрат на обработку (производство) приведенной единицы информации. На основе себестоимости можно определить уровень целесообразности развития функциональных характеристик АИС. Другим представлением целесообразности развития функциональных свойств АИС может выступать задача оптимизации качества АИС.

В измерении ценности информации существует два направления — с позиций статистической теории информации и с позиций семантической теории информации. На практике ценность информации обычно определяется как ее прагматическое свойство. С позиций семантической теории информации мера и ценность информации определяется тезаурусом, или уровнем знания конкретного получателя. То есть полезность данной информации для достижения конкретной цели зависит от способности получателя информации к ее восприятию.

С точки зрения статистической теории информации количество и качество информации зависит не от особенностей ее получателя, а от объективных свойств АИС и объекта, по которому представлена информация. Такой подход позволяет решать задачи, в частности разрабатывать методики оценки качества АИС, инвариантные к широкому классу АИС.

Принципы квалиметрии АИС. Квалиметрию можно идентифицировать как методологическую дисциплину с комплексом различных методик, относящихся в общем случае к гносеологии — теории познания. Вместе с тем она считается также и прикладной теорией познания качества всевозможных объектов исследования. Квалиметрия таких объектов, как АИС, базируется на измерении и отображении качества через количество. Квантификация свойств происходит путем придания числовой формы интенсивности проявления свойств по отдельным компонентам АИС и по системе в целом.

Сформулируем принципы квалиметрии АИС.

1. Обоснованность оценки — оценка качества выполняется только для такой АИС, которая способна выполнять полезные функции в соответствии со своим назначением. Если АИС не соответствует основным требованиям, например ее информационная продукция никем не востребована, то оценка АИС в принципе становится проблематичной.

2. Системность оценки — оценка качества производится посредством системы показателей. Система показателей имеет свойство иерархичности. Показатель любого уровня обобщения определяется соответствующими показателями предшествующего иерархического уровня. Самым низким иерархическим уровнем показателей следует понимать единичные показатели. Более высокие иерархические уровни составляют групповые, интегральные, обобщенные и комплексные показатели качества.

3. Унифицированность единиц измерения — при оценке качества двух и более АИС все разноразмерные показатели должны быть преобразованы и выражены в унифицированных единицах измерения для обеспечения сопоставимости показателей.

4. Обязательность определения весомости показателей — при определении обобщенного показателя качества каждый показатель отдельного свойства должен быть скорректирован коэффициентом его весомости (значимости).

5. Одинаковость суммы значений коэффициентов весомости — сумма численных значений коэффициентов весомости всех показателей на любых иерархических ступенях оценки имеет одинаковое значение, в частности, 1 (единица) или 100 %.

6. Учет эмерджентности в оценке — качество АИС в целом обусловлено качеством ее составных частей. При рассмотрении качества АИС в целом соблюдается условие ее эмерджентности, то есть синтез АИС формирует новые свойства, которые не принадлежат ни одному из элементов системы в отдельности.

7. Устранение дублирующих показателей — при количественной оценке качества, особенно по комплексному показателю АИС, недопустимо использование взаимообусловленных и, следовательно, дублирующих показателей одного и того же свойства.

8. Обязательность эталона — квалиметрия АИС и ее информационной продукции не может быть выполнена без наличия эталона для сравнения, то есть без базовых значений показателей, определяющих свойства и качество в целом. Абсолютные значения отдельных показателей качества не являются оценочными. Для количественной оценки качества необходимо знать значения фактических показателей качества относительно других показателей или другого аналогичного образца.

9. Приоритет заказчика в оценке — при оценке АИС и ее продукции приоритет в выборе определяющих показателей остается за потребителем. В силу того что полезный эффект от АИС достигается при ее эксплуатации, при оценивании преимущественно используются показатели потребителя. Эти показатели характеризуют способность АИС удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

10. Достоверность оценок — квалиметрия АИС обязана давать методы достоверной квалификационной и количественной оценки качества различных классов АИС. В отношении оценки информационной продукции проблема состоит в том, что у потребителей и производителей продукции интересы существенно различаются. Производитель не всегда заинтересован и часто не может создавать продукцию улучшенного качества, а продавать ее он стремится по наиболее высокой цене. Потребитель же заинтересован в дешевой продукции, обладающей в то же время хорошим качеством. Задача квалиметрии АИС — разрабатывать такие методы, приемы и средства оценивания качества продукции, которые учитывают общие интересы, т. е. интересы потребителей и производителей.

11. Универсальность оцениваемых свойств — в оценке АИС приоритетным является определение потребительских свойств АИС не отдельным потребителем, а группой потребителей. Существуют универсальные и специфические свойства АИС. Всеобщность потребительских свойств обусловлена существованием группы людей с одинаковыми требованиями к системе. Вместе с тем, в силу объективности специфических свойств АИС следует учитывать и необходимость учета отдельного заказчика с его индивидуализированными требованиями к системе и ее компонентам, например к программному обеспечению.

12. Ограниченность состава свойств АИС — в методологическом аспекте невозможно выявить полный состав свойств АИС. В практической задаче количественная оценка качества осуществляется не по всем возможным показателям, характеризующим свойства АИС, а по нескольким наиболее значимым, определяющим, репрезентативным показателям. Этот набор показателей определяется условиями решения конкретной задачи.

Вышеперечисленные методологические принципы квалиметрии АИС не исчерпывают всех концептуальных положений этой проблемы. Однако они являются основополагающими при решении общих и частных вопросов, связанных с методами оценки АИС.

Качество информационной продукции можно оценить через количественное измерение результата функционирования АИС. Это означает, что пользователь оценивает АИС прежде всего через ее основной результат— информационную продукцию и услуги. Отсюда можно принять, что качество информационной продукции — это совокупность свойств информационной продукции, устанавливающих степень ее соответствия информационным потребностям пользователей. Степень удовлетворения потребностей абонента через совокупность свойств информационной продукции является одним из важнейших показателей качества АИС. Этот показатель по существу определяет условия решения задач построения и эксплуатации АИС. Следует отметить, что отношение к качеству АИС со стороны отдельного пользователя и и со стороны группы пользователей не всегда совпадает, так как сюда привносятся субъективные и относительно объективные оценки АИС.

В современное содержание понятия о качестве АИС входят не только функциональные потребительские свойства (мощность ЭВМ, их быстродействие, производительность, степень автоматизации технологии обработки данных и т.д.), но и различные технологические свойства, а также такую характеристику, как надежность, включающую в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность АИС и ее компонентов и т. п. Немаловажное значение имеют эргономические особенности системы, уровень стандартизации и унификации ее компонентов, экологичность, безопасность эксплуатации технических средств и другие свойства.

Экономическая оценка АИС. Информационная система как генератор информационной продукции и услуг включает в себя то, что специалистам необходимо получить, или то, за что они захотят заплатить. Следовательно, количественная оценка потребности в АИС осуществляется через потребительную стоимость ее удовлетворения. А лучшей для каждого потребителя АИС будет та, которая дает возможность получить наибольший положительный эффект при меньших затратах. Способность АИС удовлетворять конкретные потребности обусловливает ее полезность. Полезность в свою очередь оценивается потребительной стоимостью, зависящей в основном от уровня потребительских свойств. Таким образом, совокупность основных потребительских свойств составляет определенное качество АИС. Следовательно, потребность в АИС взаимосвязана с ее качеством через назначение, полезность, потребительские свойства и потребительную стоимость АИС как разновидности продукции.

Потребности в АИС и ее компонентах характеризуются стоимостью потребления, в которую входят цена, расходы в процессе эксплуатации, возможные затраты на обеспечение безопасности, необходимость и возможность получения экономического эффекта от эксплуатации АИС и т.д. При этом принципиальное положение занимает экономическая оценка качества АИС. Экономическая оценка качества АИС — это совокупность процедур по определению экономического уровня АИС путем соотношения достигаемого положительного эффекта к суммарным затратам финансовых средств на приобретение (или создание) и эксплуатацию АИС. Это верно с позиций заказчика, так как именно заказчик получает полезный эффект. Основная потребность разработчиков АИС как производителей информационного товара — в реализации АИС и получении прибыли. Вместе с тем надо учитывать и случаи, когда предприятие одновременно является и заказчиком и разработчиком АИС.

Исходя из жизненного цикла АИС, оценка качества может быть выполнена на этапе ее проектирования, на этапе ее построения и на этапе ее эксплуатации. Кроме того, оценка качества АИС может быть выполнена и на этапе выбора лучшего варианта среди других объектов подобного класса. Определить количественную значимость оценки качества по всем фазам жизненного цикла в настоящее время представляется проблематичным, так как еще не созданы методические средства, обеспечивающие адекватную оценку вышеуказанной значимости. Вместе с тем, в практическом отношении чаще всего занимаются оценкой качества АИС на этапе ее эксплуатации, то есть проводится оценка качества реально функционирующей АИС.

С учетом вышеизложенного можно сформулировать основные требования к конкретным методикам оценки АИС:

• определение расчетно-аналитическим путем обоснованного набора показателей качества, измеряемых в количественной форме, с возможностью применения ЭВМ;

• объективность оценки качества и определение соответствия АИС установленным требованиям, предъявляемым к нему со стороны системы управления;

• сопоставимость значений показателей качества АИС, по временному периоду эксплуатации как отдельной системы, так и нескольких АИС между собой;

• возможность выбора предпочтительного варианта АИС в соответствии с заданными критериями качества;

• установление обоснованного подхода к разработке технико-экономических требований к модернизации эксплуатируемых и, в определенной мере, будущих АИС;

• выявление и анализ факторов, влияющих на уровень качества АИС.

Обеспечение разработки организационно-технических мероприятий, как управляющих воздействий различного характера, по улучшению качества АИС.

В улучшении качества следует учитывать разнообразный комплекс факторов, влияющих на уровень качества АИС — документационноинформационных, технологических, программных и др. Продуктивность работ по улучшению качества зависит в значительной мере от эффективности методов по снижению или исключению отрицательного влияния тех или иных факторов на уровень качества АИС.

Измерение качества АИС. Чтобы провести оценку качества АИС необходимо выполнить измерение исходных параметров для расчета показателей качества. Цель измерения качества состоит в получении информации об истинном значении измеряемой величины, отображающей свойство АИС. Измерению подвергаются свойства АИС, вернее интенсивность их проявления. При этом измерение производится в соответствующих единицах. Измерение качества АИС — это совокупность процедур, выполняемых при помощи средств измерений, чтобы найти числовые значения свойств информационной системы в принятых единицах измерения.

Точность измерений и, следовательно, численных оценок сложных свойств АИС оценивается погрешностью измерений. Погрешность измерения АИС — это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины системы. Измеряемая величина — это некоторое свойство АИС, которое необходимо выразить вполне определенно. Всякое свойство характеризуется размером. Простейший способ получения информации о размере измеряемой или оцениваемой величины состоит в сопоставлении его с размером другой величины по формуле

W = K / d,

где W — измеренная величина АИС;

K — число (объем) измеряемых единиц;

d — единичный (эталонный) размер измерения.

Эффективность работ по измерению зависит от применяемых методов. Методы измерения можно классифицировать по различным признакам.

1. По способам получения результата:

• прямое измерение качества АИС — результат получается непосредственно из опытных данных измерения качества АИС. Так, например, программа диагностики входных документов на этапе их ввода в ЭВМ обнаружила в 100 документах 20 пропущенных оператором ввода значений показателей (реквизитов-оснований);

• косвенное измерение качества АИС — искомая величина непосредственно не измеряется, а ее значение определяется на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений качества АИС. При- мером косвенных измерений может служить себестоимость обработки документа, полученной в результате анализа регрессионной зависимости себестоимости от независимых переменных, в частности, дефектов обработки данных по достоверности, полноте, своевременности и др.;

• совокупное измерение качества АИС — измерение нескольких однородных величин в различных их сочетаниях, значения которых определяются решением системы соответствующих уравнений, отображающих качество АИС. Можно измерить своевременность информации по отдельным этапам технологии обработки, по отдельным видам обрабатываемой информации (задачам), по отдельным классам АИС и др. Вместе с тем можно измерить своевременность обработки информации по указанным категориям в целом или по их сочетаниям в соответствии с задачей оценки качества АИС;

• совместное измерение качества АИС — одновременное измерение двух или нескольких неоднородных величин качества АИС для установления зависимости между ними. Так, например, на основании двух одновременных измерений — ошибок в информации и производительности АИС можно определить коэффициент весомости достоверности информации, обрабатываемой в АИС. Совместные измерения подразделяются на методы:

S непосредственного измерения качества АИС — измеряемая величина определяется путем непосредственного снятия параметра (показателя) качества АИС с измерительного устройства. Примером может служить измерение напряжения и (или) силы тока модуля питания системного блока компьютера;

S сравнительного измерения качества АИС — измеряемая величина определяется путем сравнения с известной базовой или эталонной величиной качества АИС. Результаты измерений выражаются в натуральных единицах измерений, например, фактическое количество дефектных документов сопоставляется с базовым значением дефектных документов АИС заданного класса, или в безразмерных единицах — процентах, долях и др.

2. По числу выполняемых измерений:

• однократное измерение — измерение, выполненное один раз;

• многократное измерение — измерение, состоящее из ряда однократных измерений.

3. По точности измерений:

• равноточные измерения — измерения с равной точностью определения измеряемой величины, выполненные одинаковыми по точности средствами в одних и тех же условиях;

• неравноточные измерения — набор измерений, выполненных различными по точности методами (средствами) измерений и (или) в разных условиях. Так, например, уровень достоверности определенной ИС может быть измерен группой экспертов или расчетноаналитическим путем по специальной методике.

4. По характеру времени измерения:

• статическое измерение — измерение, при котором измеряемая величина в соответствии с условиями измерительной задачи принимается за неизменную на протяжении времени измерения;

• динамическое измерение — определение изменяющейся с течением времени величины. Такое изменение величины требует фиксации момента времени. При замере своевременности обработки документов АИС следует фиксировать время запаздывания обработки того или иного документа по каждому из этапов обработки. К финишным этапам технологического процесса величина запаздывания увеличивается, если администратор АИС не принимает соответствующих решений.

5. По содержанию измеряемых величин:

• физико-технические измерения — измерения, которые выполняются с использованием единиц физических величин, например величина экранного «зерна», интенсивность излучения экрана видеотерминала;

• социально-экономические измерения — определения показателей, относящихся к социальным и экономическим аспектам АИС, например измерение числа операторов ввода данных в ЭВМ, обученных работе с программой диагностики качества входных документов за год;

• метрологические измерения — измерения с помощью эталонов и образцовых средств измерений, рабочих единиц физических величин для передачи их размера техническим средствам измерений. Так, например, посредством вольтметра измеряются параметры напряжения электротока в локальной вычислительной сети.

6. По координации величин измерения:

• абсолютное, или фундаментальное, измерение — прямое измерение одного или нескольких физических размеров свойств с использованием основных натуральных единиц измерений и (или) значений физических констант. Примером такого измерения может служить замер количества файлов, занесенных в определенную базу данных АИС;

• относительное измерение — измерение величины, изменяемой по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Так, например, переменное значение объема информации в папке можно измерить через относительное число файлов в этой папке, переменное значение объема файла можно измерить относительно байта.

Средством и формой отображения измерений являются измерительные шкалы. Наиболее применимыми в измерении параметров АИС являются следующие шкалы:

1. Шкала порядка — измерение основано на систематизированном представлении величины размеров путем ранжирования сопоставляемых размеров. Ранжированием в данном случае представляется метод установления определенной последовательности рассматриваемых размеров, осуществляемый попарным сопоставлением всех имеющихся. С целью упрощения измерений некоторые выбранные размеры фиксируют в качестве опорных, или так называемых реперных, точек. Например, интенсивность ошибок при вводе данных в ЭВМ эксперты могут оценивать по реперным шкалам порядка. В некоторых случаях реперным размерам могут быть присвоены цифровые величины, называемые баллами, например 5, 4, 3 и 2. Оценочные измерения по шкале порядка широко используются при различных контрольных задачах, например при сертификации технических средств — ЭВМ, ее блоков, аппаратуры передачи данных и др. Порядковые переменные позволяют ранжировать (упорядочить) объекты, указав какие из них в большей (или меньшей) степени обладают качеством, выраженным данной переменной. Однако они не позволяют измерить компоненту АИС или ее свойство количественно. Порядковые переменные иногда также называют ординальными. Примером порядковой переменной может служить уровень интенсивности ошибок при вводе данных в ЭВМ: ниже допустимого уровня, допустимый уровень, выше допустимого уровня. Понятно, что точка «выше допустимого уровня» лучше «допустимого уровня», однако определить количественную разницу между этими точками с помощью этой шкалы нельзя.

2. Шкала интервалов — это вид шкалы измерения качества АИС, измерение в которой проводится путем регистрации интервальных отличий сопоставляемых размеров. Эта форма отображения величин является более совершенной, чем шкала порядка, так как в ней есть вполне определенные интервалы — части фиксированных размеров между точками размеров. На шкале интервалов значения самих измеряемых величин остаются неизвестными, так как на ней откладываются только разницы между сопоставляемыми размерами. Положительным свойством данной шкалы является возможность определения не только того, что один размер больше или меньше другого, но и возможность оценить, на сколько один размер отличается от другого. Формой установления масштаба на шкале интервалов служит градация. Интерваль-

ные переменные позволяют не только упорядочивать объекты измерения, но и численно выразить и сравнить различия между ними. Например, интервалы временной гистограммы могут отображать количество сбоев программы ЭВМ в каждом определенном интервале времени.

3. Шкала отношений — это вид шкалы измерения качества АИС, измерение в которой проводится путем определения численного значения измеряемой величины как математическое отношение определенного размера к другому размеру. Формирование шкалы отношений по возрастанию или убыванию численных значений есть построение шкалы отношений в цифровых пределах от нуля и возможно до бесконечности. Со значениями шкалы отношений выполняются все математические действия. Поэтому шкала отношений является наиболее совершенной и широко применяемой. Однако построение шкалы отношений при измерении определенных свойств АИС с ее помощью не всегда возможно (например, время измеряется только по шкале интервалов). Такая шкала измерений содержит абсолютную нулевую отметку. Это позволяет не только оценить и сравнить расстояния между наблюдениями, но и интерпретировать каждое значение переменной в абсолютной шкале, измеряющей данное качество. Типичным примером применения шкал отношений являются измерения объема. Например, число введенных записей в базу данных равно 1000. С помощью шкалы отношений можно вычислить, что 1000 записей не только на 800 записей больше, чем 200 записей, но и в 5 раз больше, чем 200 записей.

4. Номинальные шкалы — применяются только для качественной классификации. Номинальные переменные измеряются в аспекте принадлежности к некоторым существенно различным классам. Например, переменная по содержанию обрабатываемых данных АИС может быть «измерена» по шкале со следующими категориями: финансовая, медицинская, юридическая, техническая и т.д.

По характеру измеряемых величин в квалиметрии АИС можно различать следующие виды шкал: натуральные (число документов, файлов, принтеров и т.д.), стоимостные (себестоимость обработки документа, стоимость поиска документа в БД, стоимость хранения файла и т.д.), удельные (коэффициент своевременности документов, коэффициент достоверности данных, коэффициент весомости полноты информации и т.д.) и др.

Вся практика измерения и особенно познавательный процесс измерения качества АИС требуют единства однородных по сути измерений. При измерении и оценке качества АИС центральным аспектом является выявление и регистрация в необходимой форме интенсивности свойств информационной системы. Для обеспечения сопоставимости результаты измерений должны удовлетворять требованиям единства измерений.

Единство измерений АИС — это способ измерений, при котором значения измеряемых однородных величин отображаются в общепринятых единицах, обеспечивающих сопоставимость результатов измерений.

В результате измерения качества обработки должен быть получен набор числовых величин, характеризующих качество АИС, например, количество искажений (ошибок) в значениях обрабатываемых документов на этапе ввода данных в ЭВМ, стоимость обработки информации по элементарной акции «запрос-ответ» и др. Значения характеристик определяются с учетом параметрических и функциональных свойств АИС. Параметры всегда находятся в рамках определенной измерительной шкалы. Тип шкалы выбирается в зависимости от состава и содержания задачи оценки качества. После измерения выполняется оценка качества АИС.

Цель оценки качества АИС. При оценке качества АИС следует учитывать, что она всегда проводится с определенной целью. При куплепродаже, например, программного комплекса его качество выступает как предопределяющий фактор рыночного процесса и практической экономики АИС. В состав этой экономики включены проектирование, продажа и эксплуатация АИС. Оценка качества АИС проводится для решения следующих основных задач:

• развития АИС и улучшения качества ее продукции;

• аттестации АИС и ее компонентов;

• выбора наилучшего варианта АИС;

• контроля качества АИС;

• анализа изменения уровня качества АИС;

• планирования оргтехмероприятий по развитию АИС и др.

Перед оценкой качества АИС устанавливают ее цель. Обычно цель

предопределяет метод аналитической оценки АИС. При этом сначала классифицируют оцениваемую АИС. Примером аналитической оценки может служить редуцированная классификация свойств АИС (см. табл. 13.2.). Таблица позволяет обозначить универсальные и специфицированные характеристики АИС, что очень важно для оценки. Каждый из представленных классов может быть в свою очередь дифференцирован на подклассы, а подклассы на нижестоящие и более дробные категории классификационной иерархии. Так, например, экономическая информационная система может быть разделена на следующие подклассы: финансовая, бухгалтерская, налогообложения и др. Выделением набора свойств, параметров, показателей можно достаточно четко идентифицировать характер конкретной АИС и на этой основе оценить ее качество.

При определении цели прежде всего необходимо рассмотрение результатов функционирования АИС (табл. 13.3). Продукция и услуги

Классификация информационной продукции и услуг

Таблица 13.3

АИС в определенных условиях предоставляются на рынок для получения прибыли от эксплуатации АИС. Таким образом, информационную продукцию и услуги в принципе можно идентифицировать как товарную продукцию разнообразного содержания и форм. Эта товарная продукция проходит всю систему производства, распределения, обмена и потребления в экономическом пространстве.

Информационная продукция — это целевой результат функционирования АИС, обладающий полезными свойствами и предназначенный для удовлетворения информационных потребностей. В данном определении понятие «информационная продукция» представлено в расширительном объеме, т.е. оно содержит в себе понятие «информационная услуга», например научное консультирование.

Разумеется, данная классификация не отображает полного состава свойств, характеризующих продукцию ИС. Каждое из этих свойств может быть детализировано в отдельную ветвь классификационного дерева. Указанные в таблице классы формируются в основном через выделение свойств, которые присущи информации, составляющей содержательную часть информационной продукции. При этом каждая единица продукции — носитель кортежа свойств (признаков) соответствующих классов. Например, документ может обладать признаками квартального баланса юридической фирмы представленного несвоевременно, содержащего цифровую информацию неполного объема и т.д.

Приведенная классификация информационной продукции может быть применена для определения и уточнения укрупненных категорий дерева целей АИС. Выбор определяющих признаков для классификации информационной продукции с целью выделения свойств и оценки уровня ее качества — задача предприятия.

В решении задач оценки качества информационной продукции принципиальное значение имеет наличие типологий продукции. В настоящее время проводятся работы по получению типологии информационной продукции и услуг, в частности, в сфере научного производства [30]. При классификации информационной продукции могут быть указаны вид, группа и подгруппа, класс и подкласс продукции и услуг в соответствии с методикой построения общегосударственного классификатора продукции, а также других рубрикаторов.

После классификации и проведения аналитической оценки АИС осуществляется выбор и обоснование метода оценки АИС и ее продукции.

Показатели качества АИС. Задачи квалиметрии, т.е. количественной оценки качества АИС, решаются посредством выделения количественной формы проявления свойств, в частности, таких категорий как параметр качества АИС и показатель качества АИС. Параметр качества АИС — это количественная величина, отображающая интенсивность проявления отдельного свойства АИС. Показатель качества АИС — совокупность параметров, отображающих количественную характеристику свойства АИС и обеспечивающая оценку соответствующей стороны качества АИС. В основе квалиметрии АИС лежит система показателей.

Единичный показатель качества АИС — определяется на основе набора соответствующих параметров. Примером может служить значение достоверности информации по определенному виду обрабатываемой документации на отдельном этапе технологии обработки данных АИС.

Групповой показатель качества АИС — определяется на основе набора единичных показателей по одному свойству АИС. Например, определить значение группового показателя можно путем расчета средневзвешенного значения своевременности обработки данных по набору этапов технологического процесса АИС.

Интегральный показатель качества АИС — определяется на основе набора групповых показателей по нескольким свойствам АИС. Так, например, средневзвешенная сумма показателей достоверности, полноты и своевременности информации отображает значение комплексного показателя качества по групповым фактическим, базовым и относительным показателям АИС.

Значения интегральных показателей могут быть определены как средневзвешенные величины. Эти величины принимаются соответственно по единичным, групповым, базовым, относительным показателям качества. Значения показателей могут быть просчитаны как по отдельным этапам, так и в целом по АИС. Эти показатели будут отображать иерархичность и многосвязность свойств АИС.

Обобщенный показатель качества АИС — определяется функциональной зависимостью от набора значимых свойств АИС, близких по весомости и содержанию. Обобщенный показатель, как правило, отображает несколько свойств АИС и учитывает взаимовлияние параметров весомости всех входящих в него групповых (абсолютных или удельных) показателей. В конкретных моделях определения значений обобщенных показателей весомость отображается через коэффициенты весомости того или иного показателя, включенного в структуру модели обобщенного показателя (коэффициент весомости показателя качества АИС — это количественная характеристика значимости определенного показателя качества АИС среди других показателей ее качества). В определенных случаях в роли обобщенных показателей могут быть применены:

• средневзвешенный арифметический показатель качества АИС — определяется как средняя величина от значений групповых показателей АИС и коэффициентов их весомости. Для расчета средней величины значения показателей и соответствующие коэффициенты их весомости могут приниматься как попарные произведения;

• средневзвешенный геометрический показатель АИС — определяется как среднее пропорциональное между значениями групповых показателей АИС и коэффициентов их весомости. Расчет значений средневзвешенных показателей проводится на основе нескольких групповых показателей, например достоверности, полноты, своевременности обработки информации в разрезе их фактических, базовых и (или) относительных значений.

Значения обобщенных показателей по своей природе зависят от соответствующих фактических значений единичных и (или) групповых показателей, т.е. находятся в причинно-следственной связи. Например, о таких обобщенных показателях, как производительность технологического процесса АИС и себестоимость обработки информации можно сказать, что они взаимосвязаны и в значительной мере зависят от дефектов обработки. Определить значения производительности и себестоимости можно путем установления функциональной зависимости между значениями обобщенных показателей, с одной стороны, и значениями показателей, формируемых с учетом дефектов обработки по достоверности, полноте, своевременности, — с другой. Априори можно предположить, что указанная зависимость может существовать в форме закономерности. Это может быть подтверждено на этапе эксперимента. В работах по улучшению качества АИС необходимо, в частности, решать задачи управления, прогнозирования значений показателей качества при определенных условиях. Тогда становится необходимым определение значимости или «веса» каждого класса дефектов, которые при измерении могут быть обозначены как переменные величины в указанной выше функциональной зависимости, или закономерности.

Определить значения обобщенных показателей и коэффициентов весомости по каждой переменной можно на основе регрессионного анализа [31]. При этом необходимый учет изменения значений переменных можно принять равным 1 %. В нашем случае коэффициенты весомости могут быть определены как коэффициенты регрессии принятых переменных по достоверности, полноте, своевременности и др. Заметим, что свободные члены регрессионных уравнений будут показывать базовые значения соответствующих обобщенных показателей.

Для выполнения регрессионного анализа и построения регрессионной модели необходимо получить исходные данные по зависимости, которую можно задать в виде матриц фиксированных данных по производительности и себестоимости соответственно. Следует отметить, что сравнительно трудоемкий процесс решения уравнений, получения коэффициентов весомости целесообразно выполнить путем применения ЭВМ и соответствующих программ регрессионного анализа.

Измерение значений обобщенных показателей выполняется в натуральных и стоимостных единицах. Производительность системы можно измерить в документе-днях, а себестоимость обработки одного документа в рублях, хотя возможно и измерение в шкалах другой градации. При измерении относительных значений обобщенных показателей необходимо учитывать прямые и обратные функциональные зависимости, существующие для значений обобщенных показателей качества, в частности производительности АИС и себестоимости обработки единицы информации (файла, документа и др.).

Следует помнить, что проблема адекватной оценки качества АИС заключается не столько в измерении ее отдельных сторон, сколько в определении единой обобщенной числовой характеристики всех свойств АИС. В силу подобных свойств обобщенный показатель в принципе отображает не отдельные совокупности свойств АИС, а нечто большее. Это «нечто большее» можно трактовать как свойство АИС, которое не учитывается ни одним из показателей системы в отдельности. В данном случае это условие можно идентифицировать как показатель эмерд- жентности АИС. Эмерджентность АИС — это свойство АИС, которым не обладают элементы АИС в отдельности. Примером эмерджентности АИС может служить обобщенный показатель производительности АИС, так как свойством «выдавать результатные документы пользователю» не обладает ни одна из подсистем АИС в отдельности. Вместе с тем, при автономном рассмотрении, например, процессора ЭВМ как части АИС можно говорить о производительности (быстродействии) процессора. В данном случае имеет место условие иерархичности свойств АИС, в частности эмерджентности АИС.

Комплексный показатель качества АИС — определяется как средневзвешенная арифметическая величина набора различных по содержанию, но сопоставимых по измерению показателей качества АИС, может быть определен по набору свойств на уровне отдельных компонентов (подсистем), АИС в целом и (или) совокупности АИС. Так, например, значение этого показателя можно рассчитать по набору базовых интегральных и обобщенных показателей, отображающих набор различных свойств АИС, измеряемых по удельной шкале. Этот показатель должен иметь следующие свойства:

• репрезентативность — отображение в комплексном показателе всех основных характеристик АИС, по которым оценивается ее качество;

• монотонность — изменение комплексного показателя качества АИС при изменении любого из единичных показателей качества при фиксированных значениях остальных показателей;

• чувствительность к варьируемым параметрам АИС — согласованная реакция на изменение каждого из единичных показателей.

Комплексный показатель — это функция оценок всех единичных показателей, его чувствительность определяется первой производной этой функции. Значение комплексного показателя должно быть особенно чувствительно в тех случаях, когда какой-либо единичный показатель выходит за допустимые пределы — комплексный показатель качества должен значительно уменьшить свое численное значение;

• нормированность — численное значение комплексного показателя заключенного между наибольшим и наименьшим значениями относительных показателей качества. Это требование нормировочного характера предопределяет шаг шкалы измерений комплексного показателя;

• сравнимость результатов (обеспечивается одинаковостью методов их расчетов, в которых единичные показатели должны быть выражены в удельных величинах).

Определяющий показатель качества АИС — это количественная характеристика качества, по которой принимается окончательное решение об оценке качества АИС. Назначение статуса определяющего показателя может получить любой показатель из имеющихся в системе показателей качества АИС. Чаще всего этот статус приобретают комплексные, обобщенные и интегральные показатели. В процессе управления качеством АИС в роли критерия может быть выбран, например, или обобщенный показатель производительности ИС, или интегральный показатель относительного уровня качества АИС и др. Выбор определяющего показателя обусловлен в большей степени прагматикой решения задач оценки и зависит от пространственно-временных характеристик конкретной задачи оценки. При оценке качества ИС в роли определяющего показателя со стороны ее экономической составляющей может быть применен показатель экономической эффективности.

Таким образом, центральная задача оценки АИС — определение и выбор комплекса показателей качества АИС [29,31,71]. Комплекс универсальных показателей представим в виде классификационного поля (табл. 13.4). В данной классификации основания деления выбраны с учетом их важности и частоты применяемости.

Разумеется, данная классификация не отображает полного состава свойств, характеризующих продукцию и услуги ИС. Каждый из этих свойств может быть детализирован в отдельную ветвь классификационного дерева. Следует отметить наличие связи между деревом классификации информационной продукции и услуг и деревом целей АИС. Указанные в таблице классы формируются в основном через выделение свойств, которые присущи информации, составляющей содержательную часть информационной продукции. При этом каждая единица —

Классификация показателей оценки качества АИС

Таблица 13.4

это носитель комплекса свойств (признаков) соответствующих классов. Например, документ может обладать признаками квартального баланса юридической фирмы представленного несвоевременно, содержащего цифровую информацию неполного объема и т.д.

При расчете количественного значения показателя привлекаются как минимум два параметра качества АИС. Например, расчет достоверности информации прежде всего базируется на относительности количества ошибок и объема обрабатываемой информации, содержащего эти ошибки. Фактическое значение показателя определяется путем расчета по определенным формулам (разд. 13.2.2).

Адекватность оценки в значительной мере зависит от возможности сравнения соответствующих показателей между собой. Сравнитель- ность может быть показана как уровень качества, определяемый отношением фактических и базовых значений показателей соответствующего вида. Отсюда один из ключевых этапов оценки качества — определение значений базовых показателей для оценки качества АИС. Базовое значение показателя качества АИС — это значение показателя качества АИС, принятое за основу при сравнительной оценке ее качества. В квалиметрии АИС в роли значений базовых показателей целесообразно применять значения, достигнутые в условиях передового отечественного и зарубежного опыта разработки и эксплуатации так называемых эталонных АИС. Эти значения и (или) требования к параметрам качества АИС должны указываться в нормативно-технической документации, в частности, международных стандартах, ГОСТах и других руководящих технических материалах. К сожалению, указанные категории нормативной документации по причине недостаточной разработанности проблемы редко содержат, а иногда и не содержат вовсе значения базовых показателей качества эталонных ИС.

Кроме того, за исходные значения могут быть приняты значения показателей, планируемые в перспективе эксплуатации АИС или найденные экспериментальным или теоретическим путем. В будущем можно будет получить значения базовых показателей расчетным способом на основе репрезентативных выборок статистических данных о значениях показателей качества ИС.

В общем случае в улучшении качества обработки необходимо стремиться к достижению наивысшего, т.е. идеального значения показателя, которое возможно в заданных условиях функционирования каждой конкретной технологии АИС. В квалиметрии количественные значения показателей измеряются в баллах, процентах, долях единицы. Размеры равны размерам единиц, принятых как эталонные, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы. Измерение качества проводится посредством шкал измерения.

Для обеспечения сопоставимости значений определенных групп показателей наиболее целесообразно использование унифицированной шкалы, когда значение показателя P будет находиться в пределах от 0 до 1, то есть 0 < Р < 1. Допустим, что при Р = 1 ИС будет находиться в идеальном состоянии, т.е. в нужной области фазового пространства. В противном случае (Р = 0) АИС как технологическая система теряет соответствующее свойство, выходит из требуемой области фазового пространства, переходит в другое качественное состояние и перестает быть АИС как таковой. Возможность наивысшего (базового) значения какого-либо показателя можно предположить на завершающем этапе создания АИС, когда под воздействием контроля значения показателей улучшаются от этапа к этапу.

По своему назначению к значению базового показателя качества АИС близко расположен другой показатель — регламентированное значение показателя качества АИС (значение показателя, которое устанавливается управляющим органом и фиксируется в нормативной документации).

В решении задач оценки качества особую группу составляют следующие показатели:

• номинальное значение показателя качества АИС — регламентированное значение показателя качества, от которого отсчитывается допускаемое отклонение в решении задач управления качеством АИС. По существу номинальное значение выступает в определенных случаях в роли базового значения показателя качества АИС;

• допускаемое отклонение показателя качества АИС — отклонение фактического значения показателя качества АИС от номинального значения, находящееся в пределах, установленных нормативной документацией. В практических задачах понятие «допускаемое отклонение показателя качества АИС» ничто иное, как степень свободы или своеобразный люфт;

• предельное значение показателя качества АИС — наибольшее или наименьшее регламентированное значение показателя качества АИС. Пределы устанавливаются с учетом фактуры показателя и условий решения задачи качества. В задачах квалиметрии АИС они обозначают предельные значения показателя. Так, например, в контрольной карте качества предельные значения параметра качества в графическом виде обозначаются линиями верхнего и нижнего пределов области допустимых значений или «фазового пространства АИС» (см. рис. 2.1).

В оценке качества значительный интерес представляет оптимальное значение показателя качества АИС — значение показателя качества АИС, при котором достигается наибольший эффект от эксплуатации АИС при заданных затратах на ее создание и эксплуатацию. Некоторые проекты создания и развития комплексных информационных систем оцениваются в 1 млн долл. и более. Вполне естественно желание фирм получить максимальную отдачу от произведенных инвестиций. При оценке качества АИС можно предположить, что лучшие параметры качества обеспечиваются более высокой себестоимостью обработки данных, а эксплуатационные затраты в целом могут понизиться. То есть путем сопоставления категорий затрат можно определить минимальные суммарные затраты на создание и эксплуатацию ИС, которые обусловят оптимальные параметры качества АИС (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Оптимизация значений показателей качества АИС: З_экс — эксплуатационные затраты на весь период эксплуатации АИС; З_соз — затраты на создание АИС (НИР, проектирование и построение); З_сум — суммарные затраты на жизненный цикл АИС

Если на рисунке отложить линию экономического эффекта от эксплуатации АИС, то картина оптимизации параметров качества будет более полной. В определенных случаях оптимальный параметр качества может и не совпадать с минимальным значением суммарных затрат на весь жизненный цикл АИС. Вместе с тем, улучшение качества может происходить и без увеличения затрат на создание и их уменьшения при эксплуатации АИС. При некотором условии улучшение качества АИС выше необходимого оптимального значения нецелесообразно, т.е. улучшение качества может происходить лишь до границ оптимального состояния.

Следует учитывать, что оценка качества АИС — категория многокритериальная. Она не может измеряться только экономическими показателями. Фронтальное и настойчивое улучшение качества АИС способствует повышению престижа фирмы, улучшает морально-нравственный климат, а это трудно измерить только стоимостными категориями.

Уровень качества АИС. Для общей оценки качества АИС по системе показателей может быть применено понятие «уровень качества». Оценка уровня качества АИС — это совокупность процедур по выбору номенклатуры показателей качества АИС, расчету фактических значений показателей и сопоставлению их с базовыми. Понятие «уровень качества» может относиться и к таким категориям, как «программное обеспечение» (программный уровень АИС), «информационное обеспечение» (информационный уровень АИС), «организационное обеспечение» (организационный уровень АИС) и др.

Соответственно, оценка информационного уровня АИС — это совокупность процедур по выбору номенклатуры показателей, характеризующих информационную составляющую АИС, определению фактических значений этих показателей и сопоставлению их с базовыми; оценка технического уровня АИС — это совокупность процедур по выбору номенклатуры показателей, характеризующих техническое состояние АИС, определению фактических значений этих показателей и сопоставлению их с базовыми; оценка программного уровня АИС — это совокупность процедур по выбору номенклатуры показателей, характеризующих состояние программного комплекса оцениваемой АИС, определению фактических значений этих показателей и сопоставлению их с базовыми; оценка организационно-правового обеспечения АИС — это совокупность процедур по выбору номенклатуры показателей, характеризующих организационно-правовое состояние АИС, определению фактических значений этих показателей и сопоставлению их с базовыми.

В практике управления качеством АИС часто важно выполнить оценку качества технического обеспечения АИС — средств вычислительной техники, аппаратуры передачи данных и других технических устройств, входящих в структуру системы. Качество технической составляющей АИС оценивается показателями ее ТУ — уровня качества на всех этапах жизненного цикла техники (при проектировании и конструировании, при изготовлении и в процессе эксплуатации). Технический уровень качества АИС — это относительная количественная характеристика качества, технической составляющей АИС, получаемая путем сопоставления фактических и базовых значений технических показателей качества системы.

При определении численного значения технического уровня учитывается совокупность технических, технологических, эксплуатационных и других показателей качества. Эти показатели призваны отображать степень совершенства технического компонента АИС и его соответствия установленным требованиям.

При оценке качества функционирования АИС значимыми оценочными показателями становятся показатели работоспособности устройств

АИС. В данном случае понятие «устройство» включает: ЭВМ, ее отдельные компоненты, периферийные устройства, изделия, комплексы устройств, сетевые коммуникации, составляющие структуру подсистемы «Техническое обеспечение» АИС и др. Эти показатели могут отображать ТУ, а также могут быть задействованы в качестве исходных для определения комплексных показателей качества АИС в целом.

Оценка ТУ устройства состоит в установлении соответствия продукции мировому, региональному (например, европейскому), национальному уровню качества или уровню качества отрасли. Соответствие оцениваемой продукции мировому или другому уровню устанавливается на основе сопоставления качества устройств АИС и базовых образцов.

Следующий этап — этап определения численных значений показателей качества, характеризующих свойства оцениваемых и базовых образцов техники АИС. Этот этап выполняется путем сбора информации, измерений, испытаний, расчетов и т.д. Затем в соответствии с принятым методом оценки ТУ производятся расчеты показателей качества, уровней качества, т.е. технического уровня оцениваемого и базового образца аналогичной техники. Результаты определений всех показателей качества и технического уровня устройств отражается в специальной карте — «Карте технического уровня и качества изделий» или в сопоставительной «Таблице качества». Данные «Карты» анализируются по специальным методикам, учитывающим специфику устройства. Образцы аппаратных средств АИС для оценки их технического уровня могут иметь несколько градаций порядковой шкалы (табл. 13.5).

Таблица 13.5

Категории качества технических устройств АИС

Выбор методов и системы показателей для оценки качества относительно узкого класса технических устройств определяется в основном прагматической стороной оценки. Особенно это проявляется в решении маркетинговых задач. При этом можно выявить следующую зависимость: чем проще класс устройств, тем менее обширным и более конкретным представляется состав применяемых показателей для оценки качества.

Так, например, были протестированы семь лазерных принтеров, появившихся на рынке в 2001 году [15]. Победу в номинации «Самый качественный принтер» одержал Brother HL-1450 по параметрам: высокая производительность, качество отпечатков и лучшие оценки за базовую конфигурацию. А в номинации «Оптимальный принтер» победил Samsung ML-1210. Заметим, что признак «Оптимальный принтер» отнюдь не противоречит пониманию «Самый качественный принтер». При оценке современных модификаций репрографических комплексов по соотношению «производительность/цена» призовые места занимают модификации, не являющиеся лучшими по производительности.

Можно строить и другие структуры критериев и параметров качества отдельных компонентов АИС. При рассмотрении оценки качества ПО следует отметить, что в настоящее время не существует общепринятых критериев оценки качества ПО. Вместе с тем проводятся работы по определению некоторых характеристик качества ПО [44,70]. При этом указывается, что такие характеристики могут быть приняты как рекомендация. Покажем возможные характеристики качества ПО (табл.13.6).

Таблица 13.6

Характеристика качества ПО

При решении практических задач некоторые фирмы и отдельные специалисты разрабатывают собственные методики оценки качества программных продуктов. Например, сначала производится формирование требований к программному продукту по общесистемным, функциональным и прочим признакам. К общесистемным признакам относятся, например, адаптивность, система управления доступом к данным и др. К функциональным принадлежат признаки, которые обусловлены спецификой программных пакетов функциональных подсистем АИС — планирования, учета, анализа и др. К прочим признакам могут быть отнесены: наличие подробной документации, простота эксплуатации ПО и др. Затем на основе разработанных требований производится непосредственная оценка и выбор программ. Рассматриваемое ПО оценивается по двум направлениям — функциональному и стоимостному. В некоторых случаях комплексной оценки качества программных продуктов их отдельные свойства могут оказаться принципиальными. Так, например, механизмы современной файловой системы Unix расцениваются как достаточные для большинства прикладных задач. Однако специалисты сочли, что существует ряд приложений, где эти механизмы неэффективны, поскольку в них отсутствует понятие качества обслуживания. Для устранения этого недостатка были выделены такие важные прикладные классы свойств, как хранение и поиск в непрерывной мультисреде (аудио, видео, анимация). В результате предложена методология для анализа файловых систем с позиции качества обслуживания.

Анализ качества. После выполнения работ по оценке качества проводится анализ качества. Он проводится на основе значений показателей качества АИС, представленных в форме «Карты оценки и анализа качества АИС» (см. табл. 13.13). На этом этапе обязательно рассмотрение факторов и условий функционирования АИС. Анализ свойств АИС должен показать не только факторы-причины, непосредственно воздействующие на значение показателей качества, но и те конкретные участки технологии, которые обусловили возникновение того или иного дефекта. Так, на верхнем уровне можно выделить документационноинформационные, технологические, программные, организационные и другие причины. Они, в свою очередь, могут быть классифицированы на более конкретные причины. Причинами появления дефектов могут быть как ошибки человеческого фактора, например нажатие оператором ошибочной клавиши клавиатуры, так и технического, например сбой в работе ЭВМ. Указанные факторы-причины, в свою очередь, обусловлены внешней средой и зависят, например, от объемов обрабатываемой документации, характера электропитания, условий оплаты труда, изменения экономической ситуации и др.

На основе анализа определяется необходимость проведения корректировки состава показателей. Изменение условий функционирования может потребовать, например, включения или исключения какого-либо показателя. По результатам анализа и актуализации системы показателей качества АИС проводится выбор или корректировка критерия управления качеством АИС. Критерий качества АИС — это ранжируемый показатель, посредством которого определяется уровень достижения цели АИС. Установление критерия выполняется в соответствии с целевым функционированием системы, характером решаемых задач, составом показателей качества, требованиями со стороны пользователей, условиями функционирования, внешними воздействиями и др. Относительно периода управления и (или) характера управляемой АИС критерии могут менять свой ранг. Так, например, при повышении значимости экономической составляющей качества АИС ранее применявшийся критерий «производительность АИС» может уступить место критерию «себестоимость обработки информации АИС».

Важный этап — разработка организационно-технических мероприятий по улучшению качества обработки данных. Этот блок реализуется на основе соответствующего плана оргтехмероприятий, например, тактического или стратегического характера. План составляется на основе анализа функционирования АИС, факторов и условий технологии выполняемых работ, взаимосвязи АИС с внешней средой и др. Обычно в плане имеются следующие данные: наименование мероприятия, исполнитель, срок исполнения, форма результата и др. Действенность плана во многом зависит от того, насколько полно выявлены факторы, влияющие на тот или иной параметр качества технологии, а также «вес» этих факторов. После согласования и утверждения плана выполняется этап реализации оргтехмероприятий по улучшению качества, в частности управление обработкой информации. Разработка и реализация плана оргтехмероприятий будут более эффективны при наличии функции контроля в контуре управления качеством АИС.

В оценке качества используются дескриптивный, экспертный и аналитический подходы, базирующиеся на социологическом, расчетном и измерительном способах получения показателей качества.

Дескриптивный подход строится в основном на базе профессионального опыта и интуиции исследователя и не свободен от субъективности.

Древнейшим способом оценки качества является экспертный метод [22]. В обычном понимании «эксперт» (от лат. expertus — опытный) — это специалист, компетентный в решении определенной задачи. Эксперт должен быть объективным при оценке АИС. Экспертный метод решения задач основан на использовании коллективного опыта и интуиции экспертов. Обычно он используется в тех случаях, когда невозможно или очень трудно получить объективные значения показателей качества АИС расчетно-аналитическим методом. Представляется целесообразным экспертным путем получать основные параметры АИС на этапе пилотажного изучения ее качества. Так, например, эксперты могут быстро обозначить примерные состав и значения показателей оценки качества сложных АИС, отношение пользователей к системе и др. Например, проведенные экспертные исследования по оценке БД на CD-ROM со стороны пользователей показали, что подавляющее большинство (94 %) опрошенных студентов полагается при использовании БД на помощь библиотечных работников (80 %), преподавателей (9 %) и друзей (5 %) [65]. Студенты сообщили, что использование БД повышает качество научных исследований (74 %) и обучения (70 %), а также вызывает чувство мотивации и завершенности (72 %). Все студенты указали, что они снова будут использовать БД, но только 39 % чувствуют, что способны использовать свои навыки при работе и с другими подобными БД. Результаты показывают, что использование БД вносит вклад в процесс индивидуального обучения пользователей и в целом оценивается положительно.

Не отрицая положительных сторон экспертного метода в оценке качества, отметим следующее. Необходимость привлечения группы высококвалифицированных специалистов, с одной стороны, рост количества АИС как объектов оценки качества — с другой, существенно ограничивают перспективность экспертного метода по сравнению с расчетно-аналитическим способом. Кроме того, в силу сложного, вероятностного характера такого объекта как АИС трудно, а иногда и невозможно достаточно надежно оценить его качество экспертным путем, в котором фактор субъективности сравнительно более высокий, чем в расчетных методах.

При аналитическом методе состав и значения показателей формируются путем непосредственного, прямого наблюдения, регистрации и измерения состояния реально функционирующего объекта оценки качества — АИС. Рассмотрим порядок применения аналитического метода оценки качества АИС.

В квалиметрии АИС уровень качества в значительной мере определяется статистикой сбоев, отказов, дефектов АИС и ее компонентов (см. Приложение 3). Анализ структуры дефектов может обеспечить выделение основных показателей качества, их весомость, факторы, влияющие на качество АИС и др. На аксиоматическом уровне можно предположить, что статистическая структура дефектов будет неоднородной. Это затруднит последующее уточнение природы дефектов, их типизацию и определение состава и значений показателей качества. В методологическом отношении неоднородность совокупности каких-либо объектов можно устранить путем классификации.

В решении задач классификации применяются, например, такие способы анализа, как монотетический, политетический, кластер-анализ. Первые два способа относятся к группировке соответственно по одному и нескольким признакам классифицируемых объектов. Чаще всего группировка выполняется по содержательным признакам, и она не всегда свободна от субъективности исследователя. Монотетическая классификация выполняется сравнительно небольшими трудозатратами. Политетическая классификация проводится по нескольким признакам и в логическом отношении более адекватна. Однако политети- ческая классификация по большому объему признаков в определенных случаях становится невозможной, как в содержательном, так и в ресурсном отношениях. Способы кластерного анализа основаны на количественной оценке признаков классифицируемых объектов и в этом плане более предпочтительны относительно первых двух способов. Способы кластер-анализа разделяются на два класса — агломеративные и диви- зивные. Агломеративная классификация результируется произвольным количеством кластеров. В дивизивной классификации разбиение может происходить на заданное исследователем количество кластеров. Кластеризация может быть выполнена по сравнительно большому объему классифицируемых объектов и оснований деления.

В нашем случае наиболее целесообразным представляется классификация дефектов по двум критериям — времени и стоимости обнаружения и исправления дефектов. Поскольку объем выборки дефектов может быть довольно значительным, то классификация посредством кластерного анализа в данной задаче представляется более адекватной. Из-за обширной выборки дефектов выполнение кластерного анализа традиционным способом становится проблематичным в силу его большой трудоемкости. Встает необходимость реализации кластерного анализа с применением ЭВМ и соответствующих программ. Структура дефектов в нашем случае представляется как своеобразные окончания ветвей дерева, поэтому автоматическую классификацию дефектов целесообразно выполнить по агло- меративной иерархической схеме. По результатам кластеризации полученные классы дефектов могут обеспечить определение соответствующих видов показателей. Затем классы дефектов могут быть подвергнуты статистической обработке на ЭВМ для получения значений единичных и групповых фактических показателей путем применения соответствующего ППП. Такими значениями могут быть, например, вероятность дефекта достоверности, среднее выборочное дефекта достоверности по времени и стоимости обнаружения и исправления, взятые как по отдельным этапам, так и по АИС в целом.

Алгоритм оценки качества АИС. В методологии моделирования важное место занимает требование обеспечения четкости в структуре про-

цессов оценки качества АИС. С целью обеспечения указанного требования конкретизируем структуру и последовательность решения задачи оценки качества АИС в форме содержательного алгоритма (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Содержательный алгоритм оценки качества АИС (продолжение и

окончание см. на с. 341,342)

Рис. 13.2. Продолжение (начало см. на с. 340, окончание — на с. 342)

Алгоритм оценки качества АИС построен с учетом возможности того, что:

1) оценка качества АИС проводится впервые;

2) оценка качества АИС проводится не в первый раз;

3) оценка качества АИС проводится с применением ЭВМ;

4) оценка качества АИС проводится без применения ЭВМ.

Каждое из первых двух условий может пересекаться с каждым из

двух последних условий. В первом случае выполняются практически все блоки алгоритма. Отметим, что уточнение класса АИС (блок 3) может проводиться в определенных случаях и после формулировки цели. Однако в общем случае определение задач способствует лучшей конкретизации принципов оценки. В рамках выбора комбинированного метода (блок 11) могут осуществляться имеющиеся методы оценки (блоки 7, 8, 10) и разработанные новые методы.

Следует учитывать, что при сочетании первого и третьего условий блок 27 из алгоритма исключается. При сочетании первого и четвертого условий задача оценки значительно упрощается, так как из алгоритма исключаются блоки 17, 22—26, 28—38. Сочетание второго и третьего условий может исключить из алгоритма блоки 6, 9, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 23—25, 27—31. При пересечении второго и четвертого условий из алгоритма могут быть исключены блоки 6, 9, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 22—26, 28—31. При необходимости обработки данных небольшого объема (блок 17) расчеты могут быть выполнены вручную. Это также относится и к таким случаям, когда необходимо выполнить расчеты по промежуточному контролю АИС или проведение расчетов на ЭВМ нецелесообразно, например расчет значений обобщенных показателей по производительности и (или) себестоимости по составленным соответствующим уравнениям регрессии.

13.2.2.