BC/NW 2008, №1 (12):13.2

СИНТЕЗ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Е.Р. Мунтян, В.Ф. Гузик, А.П. Самойленко

(Москва, Московский энергетический институт(технический университет), Россия)

С эволюционным развитием систем, их сложности, уровня автоматизации, интеллектуализации и процессов выполнения задач контроля, принятия решения и управления усложняется и развивается проблема оценки их надежности. Надежность является одним из важнейших интегральных показателей информационно-вычислительных систем (ИВС). Проанализировав литературные источники [1-2] мы пришли к выводу, что существующие математические модели оценки надежности системы ориентированы или на аппаратное обеспечение (АО) или на программное обеспечение (ПО) в отдельности. Нам же кажется, что поскольку ИВС включает в себя как алгоритмические характеристики ПО, так и структурные особенности аппаратных средств, то целесообразна разработка модели оценки надежности аппаратно-программного обеспечения (АПО) системы.

В данной работе мы будем ориентироваться на системы универсального типа. Надежность восстанавливаемых систем отображается коэффициентом готовности K_Г(t), для определения которого функционирование ИВС можно представить в виде вероятностного графа, имеющего конечное множество вершин и переходов между ними. Вероятностный граф, описывающий состояние ИВС, позволяет отразить этот процесс системой дифференциальных уравнений Колмогорова-Чепмена, которую в свою очередь можно отобразить в виде системы алгебраических уравнений. Решив найденную систему, можно найти значения вероятностей безотказной работы системы (АО и ПО) P_i как функцию от интенсивностей входного и выходного потоков, потоков отказа АПО и потока восстановления работоспособности системы. После этого коэффициент готовности ИВС К_г(t) можно определить как сумму вероятностей безотказной работы аппаратной и программной среды системы путем подстановки соответствующих значений P_i.

Согласно экспоненциальной модели оценки надежности программ Джелинского-Моранды имеем, что вероятность безотказной работы ИВС за время t_i равна где время t_i изменяется от момента начала работы программы до окончания ее выполнения. При этом интенсивность отказов программного обеспечения будем определять как: λ_i=C(N_ош-i+1), где С - коэффициент пропорциональности, N_ош – прогнозируемое количество ошибок при работе программы.

Таким образом, имея значение N_ош мы сможем вычислить интенсивность отказов ПО. Для решения этой задачи используем метод максимума правдоподобия [2]. Коэффициент C находим по выражению:

Для нахождения N_ош используют итеративную процедуру, в результате которой находят значение, обеспечивающее наименьшую ошибку при решении (2):

Таким образом, используя сочетание предложенных моделей мы можем комплексно оценить надежность восстанавливаемой системы (K_Г(t)) с учетом параметров входного и выходного потоков, потоков отказа программно-аппаратного обеспечения и потока восстановления работоспособности ИВС, а так же получить оценку надежности ПО исходя из его ресурсоемкости (количества входных и выходных данных) и особенностей структуры языковых средств представления задачи управления.

ЛИТЕРАТУРА

1. Чекрыгина Е.Р. Ретроспективный анализ моделей работоспособности УВК: Тез. докл. Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Новые информационные технологии, информационное, программное и аппаратное обеспечение». – Таганрог: ТРТУ, 1995. – С. 40-41.

2. Иыуду К.А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем. М.: Высшая школа,1989. 216 с.