Метрологическая аттестация программ и алгоритмов

Для автоматизированных средств измерений предполагающих обработку первичной измерительной информации существует специальная процедура - метрологическая аттестация программ и алгоритмов. Эта процедура является частью испытаний с целью утверждения типа ИИС. Она должна также проводиться при корректировке ПМО, при замене ЭВМ или используемых операционных систем. В отличие от аппаратных средств, метрологическое обеспечение программ не имеет аналога поверки или калибровки, поскольку нет необходимости контролировать программно-математическое обеспечение для каждого экземпляра ИИС.

ПМО состоит из двух компонентов: алгоритмов обработки измерительной информации и программы, реализующей эти алгоритмы. При метрологической аттестации этих алгоритмов, исследуются 3 основные группы показателей:

показатели точности,

надежности и

сложности.

Показатели точности характеризуют точность результатов, полученных с помощью данного алгоритма при полном соответствии входных данных используемой модели. Показатели надежности (устойчивости) характеризуют устойчивость результатов получаемых в соответствии с данным алгоритмом к искажению исходных данных помехами. Показатели сложности определяют трудоёмкость решения задачи при использовании данного алгоритма (число элементарных операций при обработке данных).

Аттестация проводится с целью выбора на этапе разработки ИИС оптимального алгоритма для решения конкретной задачи и гарантии определенной точности измерений при эксплуатации. Под метрологическими характеристиками измерений подразумевают: характеристики тех свойств программы, которые влияют на результат измерения и могут привести к потерям измерительной информации. Эти потери обусловлены:

. Применением приближенных методов вычислений

. Недостоверностью экспериментальных данных

. Погрешностью округления результатов вычислений.

Оценка метрологических характеристик ПМО может быть получена с помощью вычислительных экспериментов, которые можно считать аналогом поверки с помощью эталонной меры или эталонного прибора. В первом случае на вход вычислительного устройства подают данные, имитирующие работу измерительного канала. Ожидаемый результат вычислений по этим данным предполагается заранее известным с точностью, превышающей необходимую точность при эксплуатации. Качество ПМО характеризуется степенью соответствия "эталонных" результатов и результатов вычисления с помощью аттестуемого ПМО. При вычислительном эксперименте в качестве "эталонного" прибора используется машинная имитация, использующая "идеальный" алгоритм на ЭВМ более высокого уровня.