Системы, критические по обеспечению безопасности

В этом разделе в качестве примера системы, критической по обеспечению безопасности, рассмотрим систему, управляющую дозировкой инъекций инсулина при заболевании диабетом. Предполагается, что большинство читателей имеют общее представление об этом заболевании и его лечении. Эта система описана в главе 9, где была представлена ее формальная спецификация.

Диабет – заболевание, при котором человеческий организм не может выработать достаточное количество гормона, называемого инсулином и регулирующего содержание сахара в крови. Если уровень инсулина в организме будет избыточным, содержание сахара в крови может понизиться, что влечет за собой очень серьезные последствия – прекращение питания мозга, приводящее к потере сознания и даже летальному исходу. Если же организм вырабатывает инсулин в недостаточном количестве, то уровень сахара повышается, что приводит к нарушению зрения, заболеванию почек и всего организма.

Благодаря появлению миниатюрных датчиков стало возможным создание автоматизированной системы инъекций инсулина. Она контролирует уровень сахара в крови, и, если необходимо, в организм вводится соответствующая доза инсулина. Конечно, такие системы могут пока работать только в стационарных условиях. В дальнейшем, будучи подключенными к человеку, они станут доступны широкому кругу больных диабетом.

Для работы такой системы микродатчик вживляется в тело больного. Этот датчик контролирует определенный параметр крови, который характеризует уровень сахара. Результат посылается в контрольный блок, который вычисляет уровень сахара, определяет необходимую дозу инсулина и посылает сигнал для инъекций постоянно подсоединенной игле. Совершенно очевидно, что такой системой должна управлять надежная программа. На рис. 16.3 показаны компоненты и организация системы дозировки инъекций инсулина. На рис. 16.4 показана модель потока данных, где видно, как входное значение уровня сахара в крови преобразуется в последовательность команд управления дозировкой инъекций инсулина.

Рис. 16.3. Структура системы дозировки инъекций инсулина

Рис. 16.4. Модель потока данных системы дозировки инъекций инсулина

Надежность системы дозировки инъекций инсулина характеризуется тремя составляющими.

1. Работоспособность. При возникновении критической ситуации система должна быть готовой ввести необходимую дозу инсулина.

2. Безотказность. В зависимости от уровня сахара в крови система должна правильно определить дозу инсулина и ввести ее пациенту.

3. Безопасность. Отказ такой системы может привести к чрезмерной дозе инсулина, что представляет опасность для жизни больного. Необходимо добиться, чтобы такого рода отказов в системе не было.

В последующих главах разъясняется, как эти составляющие можно точно определить и проверить.