Software & Systems

Для обеспечения практического обучения, повышения качества и эффективности подготовки офицеров ВМФ разработан и внедрен тренажерный комплекс, построенный на двухранговой локальной вычислительной сети (ЛВС).

Тренажерный комплекс состоит из центрального поста руководства обучением (ЦПРО) и учебно-тренировочных средств – 12 кафедральных тренажеров, которые объединяют 256 АРМ обучающихся, аппаратно-программных средств комплексирования и ПО.

ЦПРО предназначен для управления образовательным процессом, а также для подготовки, проведения, разбора учебных мероприятий и итоговой оценки действий обучающихся.

Учебно-тренировочные средства включают в себя АРМ обучающихся и руководителя обучения, сервер и коммутирующее сетевое оборудование, входящие в состав ЛВС первого ранга, специальное и общее ПО.

Аппаратно-программные средства комплексирования (АПСК) предназна- чены для объединения всех частей в единую компьютерную тренажно-обуча­ющую систему, обеспечивающую проведение занятий на единой оперативно-тактической обстановке, по единому замыслу и плану, в единых организационных учебно-методических формах для обмена информацией между составными частями в реальном масштабе времени и для руководства проведением учебных мероприятий.

АПСК состоит из двухранговой ЛВС, сетевого ПО, программных средств обеспечения взаимосвязи и взаимодействия составных частей, системы защиты информации.

Двухранговая ЛВС объединяет кафедральные (тренажерные) ЛВС в единую информационно-образовательную систему, состоит из оптико-электронных линий связи и коммутирующего сетевого оборудования (магистральный коммутатор (маршрутизатор), коммутаторы и главные компьютеры (серверы)).

Опыт эксплуатации тренажерного комплекса показывает, что эффективность использования тренажерных систем в значительной мере определяется качеством их технического обслуживания. Техническое обслуживание компьютерных тренажерных систем включает обслуживание аппаратных средств (персональных компьютеров и аппаратуры ЛВС) и обслуживание общего и специального ПО, инсталлированного в системе. Особенность технического обслуживания тренажерной системы, построенной на двухранговой ЛВС, заключается в обслуживании аппаратно-програм­мных средств, входящих в состав учебно-трениро­вочных средств и объединенных ЛВС первого ранга, в обслуживании аппаратно-програм­мных средств ЛВС второго ранга (аппаратно-программные средства ЦПРО, коммутирующее сетевое оборудование, коммутаторы и серверы, объединяющие тренажерные ЛВС в единую информационно-образовательную систему) и в техническом обслуживании комплекса как единой системы (рис. 1).

Отсутствие руководящих документов и доступной литературы по объему, характеру, содержанию и качеству обслуживания тренажерной техники на базе персональных компьютеров и локальных сетей в значительной мере затрудняет качественную эксплуатацию тренажерной системы. Имеющиеся руководящие документы ВМФ по эксплуатации радиоэлектронных систем устарели и не отображают особенности эксплуатации средств вычислительной техники.

Исходя из опыта эксплуатации тренажерного комплекса автор пришел к выводу, что в обслуживание аппаратных средств целесообразно включить следующие мероприятия: ежедневные и еженедельные технические осмотры аппаратных средств, в обслуживание ПО – проверку на вирусы, обновление антивирусной базы, обновление баз специального ПО, в том числе и средств системы защиты информации, проведение дефрагментации жестких дисков.

На основе опыта эксплуатации тренажерной системы создана функциональная модель технического обслуживания, которая в нотации технологии IDEF0 [1] представлена на рисунке 2. Функциональная модель технического обслуживания включает в себя следующие процедуры: ежедневный и еженедельный осмотры, паролирование, антивирусная защита, дефрагментация, проверка дисков, пылевой регламент.

Под паролированием понимается комплекс мероприятий, направленный на обслуживание системы защиты информации и в основном связанный с установкой, сменой паролей и с разграничением доступа.

Антивирусная защита включает проверку на вирусы установленного ПО, а также своевременное обновление БД антивирусной программы.

Под дефрагментацией понимается упорядочение свободного места и файлов ПО на жестких дисках системных блоков аппаратной составляющей тренажерной системы с помощью специальных программ, предназначенных для проведения дефрагментации. Данная процедура необходима для обеспечения быстродействия работы специального ПО, при несвоевременном ее проведении может происходить зависание ПО, что, в свою очередь, приведет к сбою работы тренажерной системы.

В проверку дисков включены следующие мероприятия: проверка жестких дисков на наличие свободного пространства, очистка дисков от временных файлов, поиск дублирующих файлов. На каждом логическом и системном диске, входящем в состав аппаратной части тренажерной системы, должно быть не менее 10 % свободного пространства, что обеспечивает стабильность работы общего и специального ПО. К сожалению, в общее ПО не включены утилиты для очистки жесткого диска и поиска дубликатов, поэтому все перечисленные мероприятия приходится проводить с помощью стандартных средств, включенных в общее ПО.

Пылевой регламент включает в себя удаление пыли и грязи с поверхности аппаратной составляющей тренажерной системы, удаление пыли из системных блоков. Накопление пыли в системных блоках нарушает работу вентиляторов системы охлаждения, что приводит к перегреву и выходу из строя комплектующих системного блока.

Опираясь на методику [2, 3], интерпретируем функциональную модель (рис. 2) как орграф и сформируем матрицу связей функций модулируемого процесса (табл. 1).

Таблица 1

Матрица связей технического обслуживания

Полученная матрица позволяет оценить эффективность процесса, определяемую как среднее арифметическое:

,

где Км – масштабный коэффициент процесса, оценивающий количество функций в процессе (чем больше масштабный коэффициент, тем сложнее процесс): , где fΣ – общее количество функций исследуемого процесса;

Кс – коэффициент связанности функций процесса, оценивающий коммуникативность функций в процессе: , где SΣ – общее число связей, то есть число единиц в матрице;

Кр – коэффициент равномерности распределения функций в процессе (чем меньше коэффициент равномерности, тем лучше структурирован процесс):  где Σin – сумма входных связей функции процесса, то есть сумма единиц в строке функции процесса,  – среднее число входных связей, Σout – сумма единиц в столбце, то есть сумма выходных связей функции процесса,  – среднее число единиц в столбце, то есть среднее число выходных связей;

Ки – коэффициент изолированности функций, определяющий общее число несвязанных функций, то есть функций, не имеющих входов или выходов. Изолированные функции не влияют на качество процесса: , где пстр – число пустых строк в матрице, тсто – число пустых столбцов в матрице.

Рассчитав по данным матрицы процесс технического обслуживания тренажерной системы, получаем следующие значения: Км=0,51, Кс=0,651, Кр=0,572, Ки=0,931, Эп=0,667. Так как Км>0,5 (масштабный коэффициент процесса), процесс является довольно сложным, но структурирован, Кс>0,5, и равномерен (Кр незначительно больше 0,5), и в процессе отсутствуют изолированные функции, Ки≈1.

Целью ежедневного осмотра является обнаружение механических повреждений аппаратной части и кабельных соединений. Ежедневный осмотр включает

·     внешний осмотр на наличие механических повреждений аппаратной составляющей тренажерной системы;

·     визуальный осмотр кабельных соединений периферийных устройств, аппаратуры сопряжения, сетевого оборудования;

·     осмотр сетевых кабельных соединений;

·     визуальный осмотр кабельных соединений по питанию.

Ежедневный осмотр проводится на трех уровнях: осмотр АРМ, осмотр сервера и аппаратных средств ЛВС первого ранга, осмотр сетевой аппаратуры ЛВС второго ранга.

Необходимость ежедневного осмотра обусловлена широким доступом пользователей к техническим средствам и не всегда аккуратным обращением с ними.

Функциональная модель ежедневного осмотра в нотации технологии IDEF0 представлена на рисунке 3. На основе функциональной модели ежедневного осмотра сформируем матрицу связей (табл. 2).

Таблица 2

Матрица связей ежедневного осмотра

Используя методику расчета эффективности и данные матриц, получаем следующие значения: Км=0,39, Кс=1, Кр=0,7, Ки=0,931, Эп=0,81. Модель эффективна, проста и хорошо структурирована по причине большой связанности процессов.

Еженедельный осмотр производится с включением аппаратуры и с запуском тестирующих программ для выявления недостатков в работе ПО, а именно:

·     ежедневный осмотр в полном объеме;

·     выполнение диагностирующих программ (включающих в себя диагностирующее ПО для проверки соединений ЛВС первого и второго рангов);

·     проверка специального ПО.

Результатом еженедельного осмотра является выявление ошибок специального ПО.

Функциональная модель еженедельного осмотра в нотации технологии IDEF0 представлена на рисунке 4.

На основе функциональных моделей еженедельного осмотра сформируем матрицу связей (табл. 3).

Таблица 3

Матрица связей еженедельного осмотра

Для еженедельного осмотра получаем Км=0,28, Кс=2, Кр=0,67, Ки=0,86, Эп=0,975. Модель эффективна, проста и хорошо структурирована из-за большой связанности процессов.

Анализируя значения полученных результатов, можно сделать вывод, что предлагаемая функциональная модель технического обслуживания достаточно эффективна и строго функционально структурирована.

Разработанная функциональная модель позволяет организовать систему качественного технического обслуживания тренажерного комплекса, построенного на двухранговой ЛВС, наглядно проиллюстрировать взаимосвязи процессов технического обслуживания и может служить основанием для разработки и дополнения руководящих документов по техническому обслуживанию и эксплуатации.

Литература

1.   Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования Р50.1.028–2001.

2.   Ильин В.А., Янча С.П. Методы анализа функциональных моделей // Программные продукты и системы. 2009. № 4. С. 32–34.

3.   Шибанов Г.П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек – техника. М.: Машиностроение, 1983. С. 220–226.

4.   Римашевский А.А., Ильин В.А. Военное образование в электронной среде // Программные продукты и системы. 2005. № 2. С. 34–36.

5.   Римашевский А.А., Ильин В.А. «Командор»: информационные технологии в военно-морском образовании // Оборонный заказ. 2006. № 10. С. 3–8.