النظام الحرج

النظام الحرج هو نظام يجب أن يتمتع بموثوقية عالية وأن يحافظ على هذه الموثوقية مع تطوره دون تكبد تكاليف باهظة. ^{[ 1 ]}

توجد أربعة أنواع من الأنظمة الحيوية: الأنظمة الحيوية للسلامة ، والأنظمة الحيوية للمهمة ، والأنظمة الحيوية للأعمال ، والأنظمة الحيوية للأمن . ^{[ 1 ]}

بالنسبة لهذه الأنظمة، يجب استخدام أساليب وتقنيات موثوقة في التطوير. ونتيجة لذلك، عادةً ما تُطوَّر الأنظمة الحيوية باستخدام تقنيات مجرَّبة جيدًا بدلًا من التقنيات الأحدث التي لم تخضع لتجارب عملية واسعة. يتسم مطورو الأنظمة الحيوية بطبيعتهم بالمحافظة، إذ يفضلون استخدام التقنيات القديمة التي تُعرف نقاط قوتها وضعفها، بدلًا من التقنيات الجديدة التي قد تبدو أفضل، ولكن مشاكلها طويلة الأمد غير معروفة. ^{[ 2 ]}

قد تُستخدم أحيانًا تقنيات هندسة البرمجيات المكلفة، والتي لا تُعدّ فعّالة من حيث التكلفة للأنظمة غير الحرجة، في تطوير الأنظمة الحرجة. على سبيل المثال، استُخدمت الأساليب الرياضية الرسمية لتطوير البرمجيات بنجاح في أنظمة السلامة والأمن الحرجة. أحد أسباب استخدام هذه الأساليب الرسمية هو أنها تُساعد في تقليل حجم الاختبارات المطلوبة. بالنسبة للأنظمة الحرجة، عادةً ما تكون تكاليف التحقق والتدقيق مرتفعة جدًا، إذ تتجاوز 50% من إجمالي تكاليف تطوير النظام. ^{[ 2 ]}

يتميز النظام الحرج بالعواقب المرتبطة بفشل النظام أو الوظيفة. وبالمثل، يتم التمييز بين الأنظمة الحرجة وأنظمة التشغيل عند الفشل وأنظمة الأمان عند الفشل، وذلك وفقًا لمدى تحملها للأعطال: ^{[ 3 ]}

• التشغيل في حالة الأعطال - يُشترط عادةً أن تعمل هذه الأنظمة ليس فقط في الظروف العادية (المتوقعة)، بل أيضاً في حالات التدهور عندما لا تعمل بعض أجزائها بشكل صحيح. على سبيل المثال، تُعتبر الطائرات من الأنظمة التي تعمل في حالة الأعطال لأنها يجب أن تكون قادرة على الطيران حتى في حالة تعطل بعض مكوناتها.
• نظام آمن ضد الأعطال - يجب إيقاف تشغيله بأمان في حالة حدوث عطل واحد أو عدة أعطال. القطارات أنظمة آمنة ضد الأعطال لأن إيقاف القطار عادةً ما يكون كافياً لوضعه في حالة آمنة.

• نظرية الموثوقية
• تصميم نظام موثوق
• التكرار (الهندسة)
• عامل الأمان
• الأساليب الرسمية