Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Метрология и метрологическое обеспечение

Диссертационная работа:

Сатановский Андрей Аркадьевич. Разработка научно-методических основ метрологической аттестации программного обеспечения средств измерений : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.15 / Сатановский Андрей Аркадьевич; [Место защиты: Всерос. НИИ метрологич. службы].- Москва, 2007.- 123 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5268

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕГО 6 ОСОБЕННОСТИ. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1 Программное обеспечение средств измерений. Анализ особенностей. 6

1.2 Исследование основных источников ошибок программного обеспечения 9
средств измерений и риски, связанные с его использованием.

  1. Ошибки, связанные с погрешностью, вносимой программным обеспечени- 9 ем при обработке данных

  2. Ошибки, связанные с искажением ПО и данных. Риски, связанные с ис- 15 пользование программного обеспечения.

  1. Исследование особенностей разработки программного обеспечения метроло- 16 гического назначения

  2. Анализ состояния вопроса в области регламентации требований и методоло- 18 гии аттестации программного обеспечения средств измерений.

  1. Международные и отечественные нормативные документы. 19

  2. Национальные рекомендательные документы 19

  3. Стандарты ИСО в области качества ПО 20

  4. Руководства и рекомендации международных и региональных метрологи- 21 ческих организаций

Выводы по главе 1 24

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕ- 25 ЧЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

  1. Анализ существующих подходов к классификации программного обеспече- 26 ния средств измерений

  2. Разработка классификации программного обеспечения средств измерений 29

2.3 Разработка рекомендаций по применению разработанной классификации 33
программного обеспечения средств измерений при назначении уровней требо
ваний к нему

Выводы по главе 2 37

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕ- 38 НИЮ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

  1. Установление критериев требований к программному обеспечению 38

  2. Разработка общих требований к программного обеспечения средств измере- 41

Выводы по главе 3 47

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МЕТРОЛОГИЧЕ- 48
СКОЙ АТТЕСТАЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕ
РЕНИЙ.

4.1 Метрологическая аттестация программного обеспечения. Общая методоло- 49
гия аттестации.

4.2. Исследование методов тестирования программного обеспечения средств 53
измерений

4.2.1 Общие методы тестирования ПО СИ (функциональное тестирование) 55

4.2.2 Исследование методов оценки погрешности, вносимой программным 57
обеспечением при обработке данных

4.2.3 Методы защиты программного обеспечения gg

4.3 Разработка методики метрологической аттестации программного обеспече- 73
ния средств измерений и порядка ее проведения

  1. Разработка порядка проведения метрологической аттестации ПО СИ у^

  2. Разработка методики метрологической аттестации ПО СИ 75

Выводы по главе 4 86

ГЛАВА 5. ПРАКТИКА МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ ПРОГРАММ- 87
НОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1 Эталонные данные. Источники и методы получения. 88

  1. Библиотека эталонных данных и алгоритмов НФЛ 88

  2. Библиотека эталонных данных НИСТ 89

5.2 Генерация эталонных наборов данных методом нуль-пространства 91

5.2.1 Разработка программной реализации алгоритмов генерации эталонных на- 96
боров данных.

5.3 Практика проведения работ по метрологической аттестации программного 106
обеспечения средств измерений

Выводы по главе 5 118

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119

Список литературы 120

Введение к работе:

Актуальность работы. Для решения многих измерительных задач используются программные средства, которые применяются как для управления измерительным процессом, так и для реализации функций сбора, передачи, обработки, хранения и представления результатов измерений. Вместе с тем, расширяя возможности измерительного оборудования, программные средства могут вносить дополнительные ошибки в результаты измерений, которые обусловлены несовершенством используемых алгоритмов, возможностью возникновения программных или аппаратных сбоев, потерь и искажений данных и т.д.

Учитывая все возрастающую надежность механических, электрических и электронных компонентов средств измерений (СИ) можно сделать вывод, что качество измерений все в большей степени определяется правильной работой программного обеспечения (ПО).

Качество и надежность СИ традиционно обеспечиваются проведением их испытаний и утверждением типа, периодической поверкой или калибровкой, сертификацией. В настоящее время свойства ПО как самостоятельного объекта не оцениваются с помощью этих процедур, а оцениваются только в составе СИ. Однако особенности функционирования ПО, его высокая мобильность ведут к необходимости рассматривать его как самостоятельный объект оценки. В связи с этим высокую актуальность приобретает задача метрологической аттестации ПО. Эта задача не может быть решена в рамках традиционных подходов к верификации (сверка) программных средств, поскольку свойства ПО интересны в данном случае не сами по себе, а в их связи с функционированием СИ. Анализ состояния данной проблемы показал, что в нашей стране, несмотря на значительное количество статей и монографий по вопросам влияния программных средств и вычислительных устройств на достоверность результатов измерений отсутствует единый и систематизированный подход к решению задачи метрологической аттестации ПО. Решению этой задачи посвящена настоящая работа.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является анализ, исследование и разработка методических основ метрологической аттестации ПО СИ, а также методов оценки влияния ПО СИ на достоверность результатов измерений.

В соответствии с целью работы основными задачами являются:

  1. Исследование и классификация причин недостоверности результатов измерений, связанных с использованием ПО СИ. Разработка системы метрологических показателей ПО СИ.

  2. Разработка системы требований к ПО СИ по каждой из выделенных его характеристик. Разработка подхода к установлению требований к ПО СИ, позволяющего решать задачу выбора методов его аттестации.

  3. Разработка математических и программных методов, используемых при оценке погрешности, вносимой ПО в результаты измерений.

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, оптимизации требований к организационным системам, теории погрешностей, математического программирования, имитационного моделирования, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна.

1. Проведен анализ и классификация источников ошибок ПО СИ.

  1. Выявлены характеристики ПО СИ, оказывающие наиболее значимое влияние на достоверность результатов измерений.

  2. Разработана система требований к ПО СИ, позволяющая обеспечить заданный уровень достоверности результатов измерений.

  3. На основе исследования разработан ряд алгоритмов генерации эталонных данных для оценки погрешности, вносимой ПО СИ в результаты измерений при их обработке.

Комплекс полученных результатов позволил сформулировать методические основы метрологической аттестации ПО СИ.

Практическая ценность. Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что полученные результаты позволяют системно проводить работы по метрологической аттестации ПО СИ. Разработаны основы системы метрологической аттестации ПО СИ, а именно: классификация ПО СИ, общие требования к ПО СИ и подход к их назначению различным видам ПО СИ, методика аттестации ПО СИ на соответствие общим требованиям и порядок ее проведения.

Полученные результаты позволяют:

  1. Обеспечить рациональные требования к различным видам ПО СИ;

  2. Осуществить достоверную проверку соответствия ПО СИ установленным требованиям;

  3. Разработать типовую методику аттестации ПО СИ, применимую в большинстве практических случаев;

  4. Разработать и программно реализовать алгоритмы генерации эталонных данных для оценки погрешности, вносимой ПО СИ в результаты измерений.

Апробация и реализация результатов исследований.

Основные положения работы докладывались и обсуждались на НТК Ростехрегулиро-вания, НТС ВНИИМС, научно-технических семинарах ВНИИМС.

На основе разработанных документов по метрологической аттестации ПО СИ были проведены испытания следующих программных средств:

Программного обеспечения калибраторов семейства Beamex QCAL - программы QD3;

Программного обеспечения по расчету вместимости технологических трубопроводов -программы "Труба";

трех коммерческих пакетов математического и статистического ПО, применяемого для автономной обработки результатов измерений.

Разработаны методики метрологической аттестации указанных программ, проведены практические работы по аттестации с применением разработанных методов испытаний.

Публикации. Основной материал диссертации опубликован в 4 работах в виде научных статей, отчетов по результатам НИР - 1, методик института - 2.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав с выводами по каждой из них, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 123 страницах, включает 15 рис., 14 таблиц и список литературы из 74 наименований.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся:

  1. Классификация источников ошибок результатов измерений, связанных с использованием ПО СИ и система метрологических показателей ПО СИ.

  2. Выбор системы общих требований к ПО СИ;

  3. Подход к установлению требований к различным видам ПО СИ на основе его классификации;

  4. Методика аттестации ПО СИ и порядок ее проведения.

Подобные работы
Горелова Нонна Евгеньевна
Исследование и разработка метрологического обеспечения средств измерений массового расхода жидкости нефтяных скважин
Еняков Александр Михайлович
Разработка методов и средств метрологического обеспечения гидроакустических измерений в диапазоне частот от 0,5 до 15 МГц
Пивак Алексей Вячеславович
Создание средств метрологического обеспечения измерения отношения мощностей в диапазоне СВЧ
Хацкевич Ефим Абович
Государственная система метрологического обеспечения хроматографических средств измерений для контроля качества природных газов
Черепанов Виктор Яковлевич
Методы и средства метрологического обеспечения измерений параметров теплообмена и теплоносителей
Телитченко Геннадий Петрович
Разработка и исследование методов и образцовых средств измерений электрического напряжения амплитудно-импульсного модулированного сигнала в диапазоне частот 100 кГц + 1000 МГц
Савелькаев Сергей Викторович
Разработка и исследование методов и прецизионных средств измерения S-параметров активных СВЧ-цепей
Мусин Ильгиз Азданович
Разработка и исследование способов повышения точности оценок погрешностей средств измерений (на примерах средств измерений расхода, объема, массы жидкостей и газов)
Филимонов Василий Валерьевич
Разработка методов и средств повышения точности частотно-цифровых измерительных устройств на принципах автоматизации процессов измерений
Степанов Олег Сергеевич
Разработка и исследование научно-технических основ метрологического обеспечения производства и эксплуатации счетчиков воды

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net