Концептуальные подходы к управлению качеством информации в современных автоматизированных системах обработки данных
Герасименко В.А.

Рассмотрены принципы управления качеством информации в системах обработки данных на основе системно-концептуального подхода. Приведены обоснования подхода, структура и содержание концепции управления.

Проблемы обеспечения высокого качества обрабатываемой и используемой информации всегда были в зоне внимания заинтересованных ученых и специалистов. Интерес к данной проблеме активизировался в связи с тем, что для обработки данных стали широко применяться технические средства, и прежде всего — средства вычислительной техники. При этом вполне естественно, что основным показателем качества информации была принята ее надежность, причем под надежностью информации понималась мера сохранения ею своих синтаксических и семантических характеристик под воздействием тех дестабилизирующих факторов, которые могут проявиться в процессе обработки информации. (Основными дестабилизирующими факторами считались отказы, сбои и ошибки элементов системы обработки, в том числе и людей.) Основу концепции обеспечения надежности составляла идея включения в состав системы обработки таких механизмов, которые в процессе обработки информации нейтрализовали бы отрицательное воздействие на информацию дестабилизирующих факторов, проявляющихся в процессе функционирования системы обработки. Основу методологии создания таких механизмов составляет методика проектирования надежных систем из ненадежных элементов

Указанные концепции обеспечения качества информации и методология ее практической реализации к настоящему времени разработаны достаточно полно и научно обоснованы [1—4].

Однако в настоящее, время произошли принципиально значимые изменения в области развития и применения вычислительной техники и в области организации обработки информации. Среди этих изменений следует прежде всего назвать организацию массового производства персональных ЭВМ, широкое распространение информационно-вычислительных сетей, повсеместное внедрение автоматизированных банков данных, непосредственный доступ к ресурсам систем обработки массы пользователей, формирование основ информатики и др. В практическую плоскость ставятся вопросы внедрения индустриальных технологий обработки информации и постепенного перехода на безбумажную технологию. В этих условиях прежние, ставшие уже классическими, концепции обеспечения качества информации становятся все менее эффективными и удобными. Требуются новые концептуальные подходы. Проведенные в последние годы исследования (см. например [5—7] и др.) показали, что прежние концепции должны быть существенно расширены, по крайней мере, по следующим трем направлениям:

• понятие качества информации в современных условиях не может быть сведено только к понятию достоверности;
• множество дестабилизирующих факторов, оказывающих влияние на качество информации в современных системах ее обработки, не вписывается лишь в классы отказов, сбоев и ошибок;
• качество информации в современных системах обработки не может быть обеспечено простым включением в компоненты системы обработки соответствующих элементов — процесс обеспечения качества должен быть непрерывным и управляемым. В общем виде сущность расширения рассматриваемых концепций может быть выражена формулой: от совокупности мероприятий по обеспечению достоверности к непрерывному управлению качеством информации.

Рассмотрим существо расширения концепций обеспечения качества информации по каждому из обозначенных направлений.

О показателях качества информации. В работе [7] показано, что в современных системах обработки качество информации всесторонне и полно может быть оценено по целой совокупности показателей, включающей показатели выдачи (своевременность, актуальность, полнота, релевантность и толерантность), показатели обработки (глубина, достоверность логическая, адекватность) и показатели надежности (целостность, достоверность физическая, безопасность). Кроме того, в показателях качества должны учитываться характеристики информации (синтаксические, семантические, прагматические), элементы системы обработки (структурные компоненты, технологические маршруты обработки, виды обрабатываемой информации), временные параметры (мгновенные или точечные показатели, показатели на интервале), а также их характер (обычные, характеризующие естественное состояние системы обработки, или экстремальные, характеризующие неординарные состояния системы обработки). Тогда общую структуру системы показателей можно представить следующим образом (рис. 1).

О системе дестабилизирующих факторов. Дестабилизирующим (с точки зрения качества информации) фактором названо такое явление (событие, случай), которое может возникнуть (произойти, проявиться) в процессе функционирования системы обработки и следствием которого может быть существенное (имеющее значение) снижение одного или нескольких показателей качества информации. Реализация развиваемых здесь концепций управления качеством информации предполагает формирование полного множества дестабилизирующих факторов, поскольку без этого сама постановка задачи об управлении в значительной мере становится беспредметной.

В то же время эта проблема относится к классу неформализованных, что создает большие трудности на пути к их решению. В монографии [7] достаточно детально рассмотрены методы и результаты формирования такого множества, а также подходы к определению необходимых характеристик дестабилизирующих факторов. Показано, что все дестабилизирующие факторы могут быть разделены на восемь типов, причем в общем случае может быть пять источников факторов каждого типа. Реализация дестабилизирующего фактора в каждом из источников порождает причину снижения соответствующего показателя качества. Этот механизм показан на рис. 2; в работе [7] приведены полные множества причин несвоевременности выдачи информации и причин ее целостности.

О концепции управления качеством информации. Исходной посылкой при построении данной концепции, как уже отмечалось, является утверждение, что для системного обеспечения качества информации в современных системах обработки данных заблаговременно должны быть созданы развитые механизмы обеспечения качества с учетом всей системы показателей качества и всей совокупности потенциально возможных дестабилизирующих факторов и должна быть предусмотрена система регулярного управления этими механизмами в процессе обработки информации.

Полнота и надежность обеспечения качества могут быть гарантированы лишь в случае, если механизмы обеспечения качества информации будут создаваться целенаправленно, исходя из требования надежного осуществления полного множества функций обеспечения, что определяет важность формирования такого множества. Методологические основы формирования полного множества функций обеспечения качества обоснованы в работе [7]. Полученное таким образом множество представляется следующим перечнем функций:

• предупреждение проявления дестабилизирующих факторов;
• обнаружение проявившихся дестабилизирующих факторов;
• нейтрализация дестабилизирующего воздействия проявившихся факторов на информацию;
• обнаружение снижения значений показателей качества информации;
• локализация снижения значений показателей качества информации;
• восстановление качества информации.

Осуществление функций обеспечения качества информации достигается решением соответствующих задач. В соответствии с развиваемыми здесь концепциями множество задач, доступных для решения в системах обработки данных, должно быть настолько полным, чтобы на их основе можно было рациональным образом реализовать любую совокупность функций обеспечения качества и в различном их соотношении. В процессе упоминавшихся исследований разработано множество задач, удовлетворяющее требованию полноты в указанном смысле. Все множество этих задач разделено на двенадцать классов следующего содержания:

Введение избыточности элементов системы обработки.

Резервирование элементов системы.

Защитные преобразования данных.

Контроль соответствия элементов системы.

Контроль состояния элементов системы.

Контроль работоспособности элементов системы.

Контроль правильности функционирования элементов системы.

Контроль состояния параметров внешней среды.

Изменение состояния элементов системы.

Уничтожение.

Сигнализация.

Регистрация.

Каждый класс содержит некоторое количество групп однородных задач, так что общее число задач исчисляется несколькими сотнями.

Для решения задач обеспечения качества информации в системе обработки должны быть предусмотрены необходимые средства. В публикациях последних лет сформулирована достаточно стройная и устойчивая классификация потенциально возможных средств решения задач обеспечения качества информации. Все средства разделены на формальные (с использованием которых задачи решаются без непосредственного участия человека) и неформальные (основное содержание которых составляет целенаправленная деятельность людей). К формальным относятся технические (физические и аппаратные) и программные средства, а к неформальным — организационные, законодательные и морально-этические.

Рассмотренные функции, задачи и средства и создают объективные предпосылки для разработки необходимых механизмов надежного обеспечения качества информации. Однако принципиальной особенностью развиваемых здесь концепций является осуществление регулярного управления механизмами обеспечения качества информации, для чего необходимы соответствующие механизмы — механизмы управления механизмами обеспечения качества информации. Нетрудно показать, что управление механизмами обеспечения качества информации является частным случаем управления организационно-технологического типа. Структурированная технология такого управления изложена в работе [8]. В соответствии с этой технологией регулярность управления достигается регулярным осуществлением четырех функций управления:

планирование, оперативно-диспетчерское управление, календарно-плановое руководство, обеспечение постоянного функционирования системы управления.

Функции управления осуществляются решением задач управления, для чего необходимы соответствующие средства.

Таким образом, в концепции обозначились два структурных компонента (обеспечения качества и управления механизмами обеспечения) идентичного содержания (функции, задачи, средства). В рассматриваемой концепции далее предполагается, что все средства (как обеспечения качества, так и управления механизмами обеспечения) и методы их использования рациональным образом объединяются в единую систему управления качеством информации, состоящую из двух подсистем: обеспечения качества и управления механизмами обеспечения.

Однако чтобы концепция была кибернетически завершенной, должна быть предусмотрена обратная связь от рассмотренных элементов системы управления качеством информации к элементам концепций построения систем обработки данных и технологии их функционирования. Содержание такой обратной связи должны составлять те условия, соблюдение которых способствует существенному повышению эффективности управления качеством информации. Как показали исследования, наиболее существенным из этих условий является структуризация архитектуры систем обработки и технологических схем их функционирования. Методология структурирования изложена в работе [7].

Суммируя изложенное, структуру и содержание концепции управления качеством информации можно представить следующим образом (рис. 3).

Практическая реализация любой концепции возможна лишь при наличии достаточно формализованных методик. Для изложенной здесь концепции к настоящему времени разработан комплекс аналитических и статистических моделей для решения практически всех задач управления качеством информации по той совокупности показателей, которые на рис. 1 отнесены к группе «Надежность». Обоснованы также технологические схемы оптимального управления. Структура и содержание моделей и технологии достаточно детально изложены в монографии [7]. В настоящее время под руководством автора разрабатывается развитый инженерный инструментарий практической реализации указанной технологии на принципах поточно-индустриального производства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дружинин Г. В. Надежность автоматизированных производственных систем. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

2. Мельников Ю.Н. Достоверность информации в автоматизированных системах. - М.: Сов. радио, 1973, 136 с.

3. Мамиконов А.Г., Кульбы В.В. , Шелков А.Б. Достоверность, защита и резервирование информации в АСУ. - М.: Энергоатомиздат, 1986, 304 с.

4. Пивоваров А.Н. Методы обеспечения достоверности информации в АСУ. - М.: Радио и связь, 1982, 144 с.

5. Герасименко В.А., Таирян В.И. Проблемы компелексного управления качеством информации в современных вычислительных системах и сетях. - В сб. Классификаторы и документы, 1986, вып. 1-6.

6. Герасименко В.А., Малышев Н.И., Таирян В.И. Постановка задачи и методологические подходы к управлению качеством информации в автоматизированных системах. - В сб. Проблемы повышения качества информации. МИИТ, 1988, вып. 808, с. 62-63.

7. Герасименко В.А. Основы теории управления качеством информации. Деп. в ВИНИТИ, № 5392-В 89, 1989,410 с.

8. Герасименко В.А. Принципы и методы индустриализации управления на базе комплексного применения вычислительной техники. Деп. в ВИНИТИ, № 5391-В 89, 1989, 111 с.

---

&copy Информационное общество, 1990, вып. 1, c. 16-20.