автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Формирование структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

На правах рукописи к

Волков Василий Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-СЛОЖНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МУЛЬТИВЕРСИОННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗОТОЭЗЭ

Красноярск - 2007

003070939

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный технологический университет», г Красноярск

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Царев Роман Юрьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук,

профессор Петров Михаил Николаевич

кандидат технических наук,

доцент Ежеманская Светлана Николаевна

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Кемеровский Государственный Университет»

Защита состоится 25 мая 2007 г в 14 00 на заседании диссертационного совета Д 212 249 02 при Сибирском государственном аэрокосмическом университете имени академика МФ Решетнева по адресу 660014, г Красноярск, пр им газ "Красноярский рабочий", 31

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного аэрокосмического университета

Автореферат разослан 24 апреля 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие современных информационно-управляющих систем характеризуется повышением сложности входящего в их состав программного обеспечения, которое реализует функции обработки данных и выдачи соответствующих управляющих воздействий к объектам управления Связано это с тем, что объекты и сами системы управления могут быть распределены в пространстве, обладать избыточностью основных элементов и подсистем, процесс управления может вовлекать сложные расчеты данных большого объема Повышение уровня сложности программного обеспечения информационно-управляющих систем требует увеличения количества контролируемых параметров или атрибутов, характеризующих процессы его функционирования

Информационно-управляющие системы в таких критичных приложениях, как авиационная, ракетно-космическая техника, атомная промышленность, химическое производство, сложные системы электроснабжения должны обладать высоким уровнем надежности Отказ системы управления в указанных областях может привести к значительным финансовым потерям и нанести урон здоровью людей

Как показывают исследования последних лет, надежность информационно-управляющих систем существенно зависит от надежности их программного обеспечения Применяя методологию мультиверсионного проектирования и реализации программных средств, можно не только обеспечить заданный уровень надежности, но и гарантировать отказоустойчивость информационно-управляющей системы

Мультиверсионное формирование программного обеспечения информационно-управляющих систем основывается на введении программной избыточности, что позволяет создавать системы, реализующие своих функции даже при отказе отдельных компонент

Избыточность и многофункциональность информационно-управляющих систем определяют сложную структуру программного обеспечения Дополнительные версии модулей, задача максимизации надежности, финансовые и технические ограничения ставят перед проектировщиком задачу многокритериального принятия решений при выборе оптимального состава мультиверсионного программного обеспечения Методы многоатрибутивного принятия решений, ориентированные на класс задач, где множество альтернатив дискретно и конечно, позволяют произвести выбор лучшей альтернативы из всего множества вариантов формирования программного обеспечения

Создание программного обеспечения информационно-управляющих систем, а также его развитие и модификация происходит согласно спецификации, что позволяет привлекать к разработке мультиверсионных компонент непосредственно специалистов по управлению Однако зачастую произвести выбор лучшего варианта лицу, принимающему решение, сложно

ввиду большого количества альтернатив В связи с этим возникает техническая проблема — создание средств автоматизации принятия решений, а именно, системы поддержки принятия решений, которая бы позволила выбрать оптимальный состав программного обеспечения мультиверсионной информационно-управляющей системы

Поддержка принятия решения предполагает многовариантность решений Таким образом, лицу, принимающему решение, для оценки и выбора должны предлагаться несколько лучших вариантов формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем. Разработка моделей и методов, предназначенных для решения данной проблемы с учетом сложности структуры программного обеспечения, и их реализация в составе системы поддержки принятия решений, является актуальной научной проблемой

Объектом диссертационного исследования являются информационно-управляющие системы

Предмет исследований - структура и состав программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

Цель диссертационного исследования состоит в повышении эффективности принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач

• анализа и формализации задач формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем,

• разработки процедуры поддержки принятия решений по выбору состава программного обеспечения со сложной структурой, входящего в мультиверсионные информационно-управляющие системы,

• исследования многоатрибутивных методов принятия решений и анализа возможности их применения при выборе состава структурно-сложного мультиверсионного программного обеспечения,

• разработки алгоритмов работы методов многоатрибутивного принятия решений при выборе оптимального состава мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем,

• программной реализация системы поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

Методы исследования. Основные теоретические и прикладные результаты работы получены на основе методологии системного анализа, теории надежности и мультиверсионного проектирования программного обеспечения Кроме того, использовались методы оптимизации и многоатрибутивного принятия решений

Научная новизна работы:

1 Разработан алгоритм отсева по ограничениям, позволяющий формировать множество исходных вариантов программных структур информационно-управляющих систем

2 Предложена компенсационная многоатрибутивная модель общего ранжирования альтернатив на основе порядка их предпочтения по отдельным атрибутам и взаимосвязи между ними, позволяющая определить наилучший вариант формирования программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

3 Предложена комбинированная процедура поддержки принятия решений по составу структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем, позволяющая сформировать исходное множество вариантов программного обеспечения и определить наилучший вариант, которая была реализована в виде системы поддержки принятия решений

Значение для теории. Полученные при выполнении диссертационной работы результаты имеют существенное значение для развития теории проектирования и разработки программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем, которое отличается многофункциональностью и сложностью структурной организации, а также моделей и методов многоатрибутивного принятия решений, предназначенных для формирования оптимального состава избыточных программных систем

Практическая ценность. Разработанная в диссертации система поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем позволяет автоматизировать процесс выбора оптимального набора программных компонент с учетом специфики сложной структуры Система позволяет создавать информационно-управляющие системы, обладающие высоким уровнем надежности, которые могут использоваться в критичных областях науки и производства

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием методологии мультиверсионного проектирования и методов многоатрибутивного принятия решений при обосновании полученных результатов, выводов, рекомендаций и успешной апробацией, а также демонстрацией возможностей разработанной системы поддержки принятия решений при проектировании мультиверсионных информационно-управляющих систем на практике

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнялась по проектам межотраслевых программ Минобразования России и Минатома России по направлению «Научно-инновационное сотрудничество» (проехт VII-12), а также в рамках тематического плана НИР СибГТУ и НИР

НИИ СУВПТ (2005-2006 гг), финансируемых из средств федерального бюджета

Программные средства поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем были использована при проектировании АСУ космическим комплексом связи на базе космических аппаратов «Гонец-М» в НПО «Прикладная механика» (г Железногорск)

В диссертационной работе были разработаны три программные системы, предназначенные для формирования оптимального состава программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем Программные системы прошли экспертизу и зарегистрированы в Отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП), что делает их доступными широкому кругу специалистов в области системного анализа и разработки программного обеспечения информационно-управляющих систем Перечень зарегистрированных программных разработок приведен в конце автореферата

Материалы диссертационной работы введены в учебные курсы и используются при чтении лекций для студентов кафедры Автоматизации производственных процессов Сибирского государственного технологического университета по дисциплине «Автоматизированные системы управления», кафедры ЮНЕСКО Сибирского федерального университета по дисциплинам «Многоатрибутивное принятие решений при формировании мультиверсионных программных средств» и «Методы принятия решений в сложных системах»

На защиту выносятся:

1 Алгоритм отсева по ограничениям принципиально нереализуемых вариантов формирования программного обеспечения информационно-управляющих систем

2 Компенсационная многоатрибутивная модель общего ранжирования альтернатив с учетом взаимосвязи и зависимости атрибутов

3 Комбинированная процедура поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

4 Система поддержки принятия решений, позволяющая автоматизировать процесс выбора оптимального состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

Апробация работы Основные положения и результаты работы прошли всестороннюю апробацию на международных и всероссийских научных и научно-практических конференциях В том числе, на V Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование» (Томск, 2006), II научной конференции с международным участием «Приоритетные направления развития науки, технологий и

техники» (Египет, Шарм-эль-Шейх, 2006), Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования высшей школы» (Сингапур, 2007), Восьмой Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2007), VI Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные недра Кузбасса IT-технологии» (Кемерово, 2007)

Диссертационная работа в целом обсуждалась на научных семинарах Сибирский государственный технологический университет, Сибирского государственного аэрокосмического университета, а также НИИ Систем управления, волновых процессов и технологий (2005-2007 гг)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, из них 2 в журналах по Перечню ВАК Полный список публикаций представлен в конце автореферата

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 74 наименований Содержание работы изложено на 128 страницах

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика проблемы, обоснована актуальность выбранной темы, определены цель и задачи исследования Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна, теоретическая и практическая значимость полученных результатов

В первом разделе рассмотрены основные проблемы формирования высоконадежного программного обеспечения и характерные особенности программного обеспечения информационно-управляющих систем (ИУС) Приведена методика создания высоконадежного отказоустойчивого программного обеспечения (ПО) Описаны трудности, возникающие при создании ПО информационно-управляющих систем, и ошибки, снижающие качество ПО

Предлагается введение программной избыточности, как средства повышения надежности программного обеспечения Избыточность ПО используется, прежде всего, для контроля искажений вычислительного процесса или данных Основная задача состоит в ограничении и исключении возможности аварийных последствий, приводящих к отказу информационно-управляющей системы в процессе функционирования

Программная избыточность, реализуемая на основе методологии мулыиверсионного программирования, обеспечивает создание отказоустойчивого ПО, способного к самовосстановлению Мультиверсион-ность исполнения ПО предполагает независимую генерацию ряда

функционально эквивалентных версий программных модулей (мультиверсий) в соответствии с идентичными исходными спецификациями.

Для набора этих версий предоставляются средства конкурентного исполнения, в ходе которого в назначенных точках контроля выполняется оценка корректности результатов, возвращаемых м у л ьт и в ере ия м и. Контрольные точки предварительно определяются на этапе исходных спецификаций.

Среда исполнения

[ Модуль /

î

4

!

{ Версия i . 1 )-

-I-[ Верста 7Т}-

-( Версия i

3 й

& I

S е.

S

s =

11

H ¡4

О

#

g

*

s-

Рис. I. Структура мультиверсионного программного обеспечения

Применение мультиверсионного программирования позволяет улучшить надежность программного обеспечения ИУС, при этом ошибки, которые могли быть сгенерированы еще во время проектирования и разработки ПО не приводят к отказу как ПО, так и ИУС в целом.

Одним из главных достоинств мультиверсионного ПО является независимость отказа отдельных версий модулей, так как мультнверсии разрабатываются полностью независимыми группами программистов с использованием различных инструментальных средств и. как правило, в различных средах.

Показано, что чем большее число дополнительных мультиверсий I задействовано в создании мультиверсионного программного обеспечения, тем выше вероятность того, что за определенное время сложная задача, решаемая программой или программным модулем, будет решена в информационно-управляющей системе с неабсолютно надежным ПО,

Возможность установить степень избыточности гарантоспособных программных компонент, оценив риск и неопределенность в исходной информации, позволяет эффективно организовать решение сложных функциональных задач информационно-управляющей системы.

Во втором разделе на основе анализа современных тенденций развития сложных информационно-управляющих систем показано, что наряду с повышением сложности организационной, технической, топологической и прочих их структур усложняется программное и информационное обеспечение систем данного класса При этом структура ПО во многом определяет целостность, строение и организацию ИУС

Структурно-сложному программному обеспечению мультиверсионных информационно-управляющих систем присущи такие особенности, как многоаспектность, структурное подобие, избыточность основных элементов и связей между ними, многовариантность реализации управляющих функций

Повышение уровня сложности структуры программного обеспечения ИУС вызвано тем, что управляющие воздействия выполняются, как правило, над сложными управляемыми объектами, информация о функциональном состоянии которых передается в виде текущих значений измерительной информации в информационно-управляющую систему При этом количество контролируемых параметров, характеризующих процессы функционирования объектов управления, для широкого класса систем в критических областях, требующих обеспечения заданного уровня надежности и отказоустойчивости, на сегодняшний день достигает нескольких сотен

Одной из целей при формировании структуры программного обеспечения информационно-управляющих систем является гарантия в каждый момент времени максимально высокого уровня работоспособности системы и ее элементов Проектирование и реализация программного обеспечения ИУС систем требует совместного привлечения разнотипных моделей, подходов, а иногда и организации междисциплинарных исследований

В диссертации представлен ряд моделей формирования мультиверсионного программного обеспечения различной структуры Базовые модети различных структур избыточного программного обеспечения позволяют определить оптимальный уровень избыточности версий модулей при максимизации надежности ПО с ограничениями на затраты

Представленные в диссертации оптимизационные модели описывают однофункциональную мультиверсионную программную систему с избыточностью и без избыточности, а также многофункциональную мультиверсионную программную систему с избыточностью и без избыточности

Многообразие рассматриваемых моделей дает проектировщику гибкость в выборе соответствующей модели проектируемого программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

Проводимый анализ постановок задач призван оказать существенную помощь в разбиении признакового пространства на области целесообразного применения алгоритмов по заданному критерию и, таким образом, задача выбора наилучшего алгоритма для решения конкретной оптимизационной

задачи мультиверсионного программирования сведется к определению попадания в ту или иную область признакового пространства

Приведем модель, описывающую мультиверсионную программную систему, которая выполняет одну наиболее важную (критическую по отказоустойчивости) функцию Отказ ПО приводит к невыполнению данной функции информационно-управляющей системой Отказоустойчивость программного обеспечения достигается путем введения избыточных версий каждого модуля Соответственно, ограничения на стоимость системы должны быть достаточными, чтобы позволить избыточность программных модулей.

Цель данной модели - определить оптимальный состав модулей с избыточными версиями, максимизируя надежность мультиверсионной программной системы и не нарушая рамки стоимостных ограничений Целевая функция имеет вид

п

Л = -»шах

при ограничениях

т,

]ГХу>2, г=й, (1)

7=1

п т, ;=1 7=1

где Я - надежность программной системы, п — число модулей мультиверсионной программной системы, Я, — надежность г-го модуля, определяемая как

т,

7=1

т, - число версий, г-го модуля, Ху - булева переменная, равная 1, если J-я версия выбрана для /-го модуля, иначе — 0, Си - стоимость у-й версии г-го модуля, В - ограничение по стоимости мультиверсионной программной системы

Надежность /-го модуля определяется как вероятность того, что, по крайней мере, одна из т, версий выполняется правильно, а ограничение (1) гарантирует, что для каждого г-го модуля выбраны, по крайней мере, две версии В случае дефицита бюджета или технических особенностей, когда применение нескольких версий модулей невозможно, даже, несмотря на доступность, более чем одной версии каждого модуля ограничение (1) можно записать, как

т, 7=1

Мультиверсионная методология проектирования программного обеспечения предполагает модульную композицию программной системы Использование модульного принципа на этапе проектирования связано с процессом оптимизации структуры, а, именно, состава и взаимосвязей отдельных компонент программного обеспечения информационно-управляющих систем, имеющих характеристики или атрибуты, связанные с разработкой, отладкой и эксплуатацией информационно-управляющих систем Совокупность используемых моделей позволяет сформировать структуру программного обеспечения, выполняющего несколько функций, причем компоненты, ответственные за их выполнение, обладают избыточностью модулей, и существует возможность совместного использования отдельных версий модулей разными программами

В третьем разделе предложена комбинированная процедура поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем Согласно данной процендуре выполняется формирование исходного множества принципиально реализуемых вариантов программного обеспечения, а затем выполняется ранжирование полученного множества

Ряд упорядоченных в порядке предпочтения альтернатив предоставляется лицу, принимающему решение Наличие нескольких вариантов ранжирования обеспечивают поддержку принятия решений, предполагающей многовариантность решений, на основе которой ЛПР выбирает наилучшую альтернативу

Рис 2 Комбинированная процедура поддержки принятия решений по выбору состава ПО ИУС

Для отсева по ограничениям принципиально нереализуемых вариантов структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем и формирования исходного множества для принятия решения по выбору состава ПО ИУС предлагается следующий итерационный алгоритм

Поочередно производится отсев по каждому из атрибутов

Шаг 1 Рассматривая каждый атрибут, для каждого из п модулей упорядочим все т, версий г-го модуля по возрастанию (при минимизации), согласно значениям рассматриваемого атрибута

Сумма первых значений упорядоченных мультверсий, представляет необходимый минимум ресурсов для формирования мультиверсионной системы Очевидно, что эта сумма должна быть меньше ограничения на всю программную систему по текущему атрибуту Это является необходимым условием существования допустимых решений

Шаг 2 Определение «допуска» для каждого модуля Он вычисляется по формуле Ag,x = g* - g*\ где g? - ограничения на всю программную систему по рассматриваемому атрибуту х, g— сумма элементов первого столбца без значения г-ой строки Все версии г-го модуля, превосходящие значение «допуска», отбрасываются и в дальнейшем уже не рассматриваются

Шаг 3 Если на текущей итерации еще не все атрибуты были рассмотрены, то переход на шаг 1

Шаг 4 Если на последней итерации были отброшены мультиверсии, то выполняем следующую итерацию, начиная с первого атрибута Переход на шаг 1

Шаг 5 Если на последней итерации не было отброшено ни одной мультиверсии, то алгоритм заканчивает работу Однако может случиться, что у какого-либо модуля все мультиверсии будут отброшены, в этом случае необходимо выполнить один или оба из следующих пунктов

а) расширить накладываемые на систему ограничения,

б) использовать менее ресурсоемкие мультиверсии

Проранжировать полученное множество можно, используя методы многоатрибутивного принятия решений При этом учитывается дополнительная информация, получаемая от ЛПР К ней относятся весовые коэффициенты, отражающие относительную важность атрибутов, а также предпочтения при ранжировании альтернатив по отдельным атрибутам В диссертации используются четыре многоатрибутивных метода

• Линейный МАДМ-метод назначения

• Метод простого суммарного взвешивания атрибутов

• Метод ELECTRE

• Метод упорядоченного предпочтения через сходство с идеальным решением

Данные методы относятся к трем разным видам моделей.

■ модели непосредственной оценки (метод простого суммарного взвешивания атрибутов),

■ компромиссные модели (метод упорядоченного предпочтения через сходство с идеальным решением),

■ модели, основанные на соответствии (линейный МАДМ-метод назначения и метод ELECTRE)

Заложенные в этих методах принципы оценки альтернатив различны выбор альтернативы, которая имеет наибольшее значение функции полезности (для простого суммарного взвешивания атрибутов), выбор альтернативы, которая имеет наибольшую относительную близость к идеальному решению (для метода упорядоченного предпочтения), установка ранжирований общего предпочтения, которое наилучшим образом удовлетворяет данной мере соотватствия (для линейного метода назначения и ELECTRE)

Один из использованных в диссертации методов - линейный МАДМ-метод назначения (LA M - linear assignment method) Данный метод основывается на ранжировании альтернатив по отдельным атрибутам Использование в качестве входных данных только порядка предпочтения позволяет избежать масштабирования атрибутов качественного типа На основе частного ранжирования метод предоставляет общий порядок предпочтительности альтернатив с учетом всех атрибутов

Ранее при общем ранжирование согласно данному методу ранг рассчитывался просто, как сумма рангов по отдельным атрибутам При этом информация о взаимосвязи между атрибутами игнорировалась Однако, для большинства задач принятия решений и, в частности, для выбора состава структурно-сложного ПО ИУС, важно учитывать данную взаимозависимость В связи с этим, на основе этого метода была разработана следующая компенсационная модель

Определим матрицу к как квадратную неотрицательную матрицу m х т, чьи элементы тс,* представляют количество (или частоту) ранжирования А, альтернативы по ¿-му рангу При различных весовых коэффициентах элементы матрицы п представляют сумму весов атрибутов соответствующего ранга Предполагается, что весовые коэффициенты нормированы

Если какие-либо атрибуты одной альтернативы имеют одинаковый ранг, то вводится еще один атрибут, а величины веса делится на число альтернатив, получивших одинаковый ранг

Очевидно, что тс,* определяет вклад А, в общее ранжирование, если А, назначается в к-му общему рангу Чем больше п,к, тем больше соответствия в назначении А, к-му общему рангу Следовательно, задача сводится к поиску А,

Определим матрицу перестановки 2, как квадратную матрицу т х т, чей элемент 2,к = 1, если А, назначается общий ранг к, и 2,ь ~ 0 в противном случае Линейный метод назначения может быть записан в следующем виде

m

для каждого к, к = 1,2, , т, который максимизирует

m m

^ max

(=1 *=1

при условии

т

1= 1,2, ,т,

ы 1

(2)

^^=1,^=1,2, ,т (3)

<=1

При условии, что = 1, если 1-й альтернативе назначен ранг к, и, альтернативе г может быть назначен только один ранг, получаем уравнение (2) Аналогично, ранг к может быть назначен только одной альтернативе, следовательно, имеем ограничение (3)

Обозначим оптимальную матрицу перестановки, представляющую решение указанной выше задачи линейного программирования как 1* Тогда, оптимальное упорядочение может быть достигнуто перемножением А на 2*

Линейный МАДМ-метод назначения позволяет выполнить общее ранжирование альтернатив в порядке предпочтения Кроме определения наилучшей альтернативы, метод имеет уникальные преимущества в практическом применении При сборе данных все, что требуется - порядок предпочтения альтернатив по атрибутам Таким образом, устраняются требования существующих компенсационных моделей, например, не требуется анализ довольно длительных процедур обмена Процедура также устраняет трудности, возникающие при создании шкалы оценки атрибутов, необходимой для анализа регрессии

Поддержка принятия решений основана на получении многовариантных решений с использованием разных методов При поддержке принятия решений используют различные методы и подходы, которые в совокупности дополняют друг друга

Методы многоатрибутивного принятия решений, предложенные в третьем разделе, позволяют проранжировать альтернативы в порядке предпочтения ЛПР На основе полученной многовариантности решений ЛПР выбирает наилучший вариант формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионной информационно-управляющей системы

В четвертом разделе приводится описание реализованной системы поддержки принятия решений, предназначенной для формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем Она представляет собой законченный программный продукт, который может служить инструментом для проектировщика программных средств и призвана выработать рекомендации последнему по оптимальному составу структурно-сложного программного обеспечения

Разработанная система поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем была использована при формировании ПО в системах обмена и обработки информации космического комплекса связи ГОНЕЦ-М

На первом этапе комбинированной процедуры поддержки принятия решений были рассмотрены различные варианты структур и соответствующий состав программного обеспечения На основе большого количества исходных данных было сформировано исходное множество альтернатив, значения атрибутов которых представлены в табл 1

Таблица 1

Значения атрибутов альтернатив (вариантов реализации программного обеспечения)____

Alt Cost Time Vol PFLF MTTF TR

А, 11000 850 15 0 99911 5 11 1 343

А 2 12000 400 11 0 99934 3 89 1 864

А, 14000 400 15 0 99956 4 65 0 839

А 4 14000 300 14 0 99921 4 35 1 123

А 5 15000 700 12 0 99965 3 77 1 663

А6 18000 500 10 0 99943 5 34 0 934

А7 19000 600 7 0 99932 4 54 0 764

As 21000 500 11 0 99984 3 56 1 276

А9 24000 300 9 0 99977 5 66 1 346

Cost - Стоимость, у е

Типе — Время, необходимое для выполнения системой

основной задачи, мсек Vol - Объем оперативной памяти, Мбайт PFLF - Вероятность безотказной работы MTTF - Среднее время появления сбоя, мес TR — Среднее время простоя системы, сек

Согласно разработанной комбинированной процедуре поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем вторым этапом является ранжирование альтернатив с помощью многоатрибутивных методов Результат работы многоатрибутивных методов следующий (в порядке уменьшения предпочтения)

А6, А7, А9, Aj, As,At, Ai, As,, As (Линейный МАДМ-метод назначения) А1ь Ад,А6,А3, А4, A2,AbAg, As (Метод простого суммарного

взвешивания атрибутов) А6, А7, А3, Ад, A4, А2, As,Ah А5 (Метод ELECTRE) А6, А4, Аъ Ai, Ад, Аъ А%, А\, А5 (Метод упорядоченного предпочтения

через сходство с идеальным решением)

На основе полученных результатов ЛПР может заключить, что шестая альтернатива наиболее предпочтительна, поскольку большинство методов определило ее ранг равным единице

В заключении сформулированные основные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

• Проведен анализ и выполнена формализация задач формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем Определено, что решение различных задач информационно-управляющей системы может быть реализовано программным обеспечением со сложной структурой, которое сформировано согласно различным моделям

• Предложена комбинированная процедура поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем Разработанный модельно-алгоритмический аппарат предназначен для реализации данной процедуры и может быть использован как основа для различных систем поддержки принятия решений

• Проведен анализ современных методов многоарибутивного принятия решений, применимых при выборе состава структурно-сложного мультиверсионного программного обеспечения Анализ показал, что для успешного решения задачи формирования мультиверсионного программного обеспечения целесообразно использовать методы ориентированные на конечное дискретное пространство решений

• Разработаны алгоритмы реализации многоатрибутивных методов выбора оптимального состава мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем Предложен новый алгоритм отсева по ограничениям принципиально нереализуемых вариантов формирования структурно-сложного программного обеспечения

• Программно реализована система поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем, что позволило автоматизировать процесс выбора избыточных программных модулей и оптимизировать состав мультиверсионных информационно-управляющих систем

Таким образом, в диссертации разработана процедура поддержки принятия решений по составу программного обеспечения со сложной структурой, которая включает отсев по ограничениям принципиально

нереализуемых вариантов формирования структурно-сложного программного обеспечения и методы многоатрибутивного принятия решений, которые позволяют ранжировать возможные варианты структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем На основе полученной многовариантности решений, которая является необходимым элементом поддержки принятия решений, ЛПР способен выбрать состав программного обеспечения, отвечающий его требованиям

Система поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем реализована в виде программного продукта с использованием современных программных средств и технологий

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих работах

1 Волков, В А Многоатрибутивный выбор компонент отказоустойчивого программного обеспечения / В А Волков // Вестник университетского комплекса Сб научн трудов - Вып 8 (22) - Красноярск ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2006 - С 208-211

2. Волков, В А Поддержка принятия решений при создании мультиверсионной структуры программного обеспечения / В А Волков, В А Морозов, М Ю Царев // Вестник университетского комплекса сб научн трудов - Вып 8 (22) - Красноярск ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2006 - С 212-217

3 Волков, В А Принятие решений при формировании мультиверсионного программного обеспечения / В А Волков, В А Морозов, М Ю Царев // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ) сб тр V Всерос науч -практ конф -Томск Изд-воТГУ,2006 -С 76-77

4 Волков, В А Мультиверсионное программное обеспечение в системах управления и обработки информации / В А Волков, М Ю Царев // Современные наукоемкие технологии - 2006 — № 8 — С 36

5 Волков, В А Комбинированная архитектура отказоустойчивого программного обеспечения / Р Ю Царев, М Ю Царев, В А Волков // Современные наукоемкие технологии - 2007 - № 3 - С 34

6 Волков, В А Система моделирования мультиверсионного программного обеспечения / Р. Ю Царев, М Ю Царев, В А. Морозов, В А Волков // Инновации в науке и образовании - 2006 - №11 (22) -С 27

7 Волков, В А Оптимальное формирование модульного программного обеспечения информационно-управляющих систем / Р Ю Царев, В А Волков, А А Чикизов // Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий труды Восьмой

Всероссийской научно-технической конференции - Улан-Удэ ВСГТУ, 2007 -С 154-157

8 Волков, В А Программно-информационные технологии повышения надежности систем управления / Р Ю Царев, В А Волков, П М Лохмаков // Инновационные недра Кузбасса IT-технологии труды VI Всероссийской научно-практической конференции - Кемерово ИНТ, 2007 - С 219-220

9 Волков, В А Технологии программирования СОМ и СОМ+ для распределенных компьютерных систем / А А Чикизов, В А Волков // Вестник университетского комплекса сб научн тр - Вып 9 (23) -Красноярск ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2007 -С 51-55

10 Волков, В А Проблема выбора версий модулей мультиверсионного программного обеспечения / В А Волков // Вестник университетского комплекса сб научн тр - Вып 9 (23) - Красноярск ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2007 - С 68-72

11 * Волков, В А Применение ССМ-технологии при реализации мультиверсионного программного обеспечения систем управления и обработки информации /ИВ Ковалев, А А Ступина, Р Ю Царев, В. А Волков // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика -2007 - Вып 3 —С 18-22

12 * Волков, В А Выбор порогового значения для операции Х-вырезки в нечетких алгоритмах голосования мультиверсионного программного обеспечения систем / В А Морозов, М Ю Царев, В А Волков // Системы управления и информационные технологии - 2007 - №2 (28) -С 62-67

Разработки, зарегистрированные в Отраслевом фонде алгоритмов и программ:

13 Волков В А, Царев РЮ, Царев МЮ, Морозов В А Система моделирования мультиверсионного программного обеспечения (программная система «MVSW Modeling ver 1 О») М ВНТИЦ, 2006 №50200602086

14 Волков В А , Чикизов А А , Ковалев И В , Царев Р Ю Компонентный мультиверсионный программный комплекс (Программная система «NVP Simulator ver 1 0») М ВНТИЦ, 2007 № 50200700702

15 Волков В А, Крачков П Г , Царев Р Ю , Ковалев И В , Смолин В В , Завьялова О И Система многоатрибутивной поддержки принятия решений (программная система «Multi Select ver 1 0») М ВНТИЦ, 2007 №50200700713

* работы, опубликованные в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК РФ для опубликования основных научных результатов диссертационных исследований

18

Волков Василий Анатольевич Формирование структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем

Автореферат

Подписано в печать 20 04 2007г Формат 60x84/16 Бумага писчая Уч изд л 1 Тираж 100 экз Заказ №216 Отпечатано на ризографе СибГТУ 660049, г Красноярск, пр Мира, 82

ВВЕДЕНИЕ.

1. МУЛЬТИВЕРСИОННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.И

1.1. Специфика программного обеспечения информационно-управляющих систем.

1.2. Мультиверсонная методология формирования гарантоспособного программного обеспечения информационно-управляющих систем.

2. МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРНО-СЛОЖНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

2.1. Проблемы формирования подсистем и структур информационно-управляющих систем.

2.2. Оптимизационные модели формирования мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем.

2.2.1. Формирование оптимального состава модулей однофункциональной мультиверсионной программной системы.

2.2.2. Формирование оптимального состава модулей однофункциональной мультиверсионной программной системы с избыточностью.

2.2.3. Формирование оптимального состава модулей многофункциональной мультиверсионной программной системы.

2.2.4. Формирование оптимального состава модулей многофункциональной мультиверсионной программной системы с избыточностью.

3. ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ВЫБОРЕ СОСТАВА МУЛЬТИВЕРСИОННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

3.1. Комбинированная процедура поддержки принятия решений по составу структурно-сложного программного обеспечения информационно-управляющих систем.

3.2. Формирование исходного множества возможных вариантов мультиверсионного программного обеспечения.

3.3. Многоатрибутивные методы выбора состава мультиверсионного

ПО информационно-управляющих систем.

3.3.1. Линейный метод назначения.

3.3.2. Метод простого суммарного взвешивания.

3.3.3. Метод ELECTRE.

3.3.4. Метод упорядоченного предпочтения через сходство с идеальным решением.

4. СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРНО-СЛОЖНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МУЛЬТИВЕРСИОННЫХ

ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

4.1. Программная реализация системы поддержки принятия решений.

4.1.1. Интерфейс программной системы.

4.1.2. Концептуальная схема.

4.1.3. Логическая структура системы.

4.1.4. Описание функционирования системы.

4.1.5. Руководство системного программиста.

4.1.6. Руководство программиста.

4.1.7. Руководство оператора.

4.1.8. Примеры решения задач и анализ результатов.

4.2. Формирование структурно-сложного программного обеспечения в системе обработки информации космического комплекса связи ГОНЕЦ-М.

4.2.1. Общие проблемы формирования структуры АСУ летательными аппаратами.

4.2.2. Выбор лучшего варианта формирования структурно-сложного программного обеспечения космического комплекса связи ГОНЕЦ-М.

Развитие современных информационно-управляющих систем характеризуется повышением сложности входящего в их состав программного обеспечения, которое реализует функции обработки данных и выдачи соответствующих управляющих воздействий к объектам управления. Связано это с тем, что объекты и сами системы управления могут быть распределены в пространстве, обладать избыточностью основных элементов и подсистем, процесс управления может вовлекать сложные расчеты данных большого объема. Повышение уровня сложности программного обеспечения информационно-управляющих систем требует увеличения количества контролируемых параметров или атрибутов, характеризующих процессы его функционирования.

Информационно-управляющие системы в таких критичных приложениях, как авиационная, ракетно-космическая техника, атомная промышленность, химическое производство, сложные системы электроснабжения должны обладать высоким уровнем надежности. Отказ системы управления в указанных областях может привести к значительным финансовым потерям и нанести урон здоровью людей.

Как показывают исследования последних лет, надежность информационно-управляющих систем существенно зависит от надежности их программного обеспечения. Применяя методологию мультиверсионного проектирования и реализации программных средств, можно не только обеспечить заданный уровень надежности, но и гарантировать отказоустойчивость информационно-управляющей системы.

Мультиверсионное формирование программного обеспечения информационно-управляющих систем основывается на введении программной избыточности, что позволяет создавать системы, реализующие своих функции даже при отказе отдельных компонент.

Избыточность и многофункциональность информационно-управляющих систем определяют сложную структуру программного обеспечения. Дополнительные версии модулей, задача максимизации надежности, финансовые и технические ограничения ставят перед проектировщиком задачу многокритериального принятия решений при выборе оптимального состава мультиверсионного программного обеспечения. Методы многоатрибутивного принятия решений, ориентированные на класс задач, где множество альтернатив дискретно и конечно, позволяют произвести выбор лучшей альтернативы из всего множества вариантов формирования программного обеспечения.

Создание программного обеспечения информационно-управляющих систем, а также его развитие и модификация происходит согласно спецификации, что позволяет привлекать к разработке мультиверсионных компонент непосредственно специалистов по управлению. Однако зачастую произвести выбор лучшего варианта лицу, принимающему решение, сложно ввиду большого количества альтернатив. В связи с этим возникает техническая проблема - создание средств автоматизации принятия решений, а именно, системы поддержки принятия решений, которая бы позволила выбрать оптимальный состав программного обеспечения мультиверсионной информационно-управляющей системы.

Поддержка принятия решения предполагает многовариантность решений. Таким образом, лицу, принимающему решение, для оценки и выбора должны предлагаться несколько лучших вариантов формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем. Разработка моделей и методов, предназначенных для решения данной проблемы с учетом сложности структуры программного обеспечения, и их реализация в составе системы поддержки принятия решений, является актуальной научной проблемой.

Объектом диссертационного исследования являются информационно-управляющие системы.

Предмет исследований - структура и состав программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем.

Цель диссертационного исследования состоит в повышении эффективности принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

• анализа и формализации задач формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем;

• разработки процедуры поддержки принятия решений по выбору состава программного обеспечения со сложной структурой, входящего в мультиверсионные информационно-управляющие системы;

• исследования многоатрибутивных методов принятия решений и анализа возможности их применения при выборе состава структурно-сложного мультиверсионного программного обеспечения;

• разработки алгоритмов работы методов многоатрибутивного принятия решений при выборе оптимального состава мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем;

• программной реализация системы поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем.

Методы исследования. Основные теоретические и прикладные результаты работы получены на основе методологии системного анализа, теории надежности и мультиверсионного проектирования программного обеспечения. Кроме того, использовались методы оптимизации и многоатрибутивного принятия решений.

Научная новизна работы:

1. Разработан алгоритм отсева по ограничениям, позволяющий формировать множество исходных вариантов программных структур информационно-управляющих систем.

2. Предложена компенсационная многоатрибутивная модель общего ранжирования альтернатив на основе порядка их предпочтения по отдельным атрибутам и взаимосвязи между ними, позволяющая определить наилучший вариант формирования программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем.

3. Предложена комбинированная процедура поддержки принятия решений по составу структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем, позволяющая сформировать исходное множество вариантов программного обеспечения и определить наилучший вариант, которая была реализована в виде системы поддержки принятия решений. Значение для теории. Полученные при выполнении диссертационной работы результаты имеют существенное значение для развития теории проектирования и разработки программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем, которое отличается многофункциональностью и сложностью структурной организации, а также моделей и методов многоатрибутивного принятия решений, предназначенных для формирования оптимального состава избыточных программных систем.

Практическая ценность. Разработанная в диссертации система поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем позволяет автоматизировать процесс выбора оптимального набора программных компонент с учетом специфики сложной структуры. Система позволяет создавать информационно-управляющие системы, обладающие высоким уровнем надежности, которые могут использоваться в критичных областях науки и производства.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием методологии мультиверсионного проектирования и методов многоатрибутивного принятия решений при обосновании полученных результатов, выводов, рекомендаций и успешной апробацией, а также демонстрацией возможностей разработанной системы поддержки принятия решений при проектировании мультиверсионных информационно-управляющих систем на практике.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнялась по проектам межотраслевых программ Минобразования России и Минатома России по направлению «Научно-инновационное сотрудничество» (проект VII-12), а также в рамках тематического плана НИР СибГТУ и НИР НИИ СУВПТ (2005-2006 гг.), финансируемых из средств федерального бюджета.

Программные средства поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем были использована при проектировании АСУ космическим комплексом связи на базе космических аппаратов «Гонец-М» в НПО «Прикладная механика» (г. Железногорск).

В диссертационной работе были разработаны три программные системы, предназначенные для формирования оптимального состава программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем. Программные системы прошли экспертизу и зарегистрированы в Отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП), что делает их доступными широкому кругу специалистов в области системного анализа и разработки программного обеспечения информационноуправляющих систем. Перечень зарегистрированных программных разработок приведен в конце автореферата.

Материалы диссертационной работы введены в учебные курсы и используются при чтении лекций для студентов кафедры Автоматизации производственных процессов Сибирского государственного технологического университета по дисциплине «Автоматизированные системы управления», кафедры ЮНЕСКО Сибирского федерального университета по дисциплинам «Многоатрибутивное принятие решений при формировании мультиверсионных программных средств» и «Методы принятия решений в сложных системах». На защиту выносятся:

1. Алгоритм отсева по ограничениям принципиально нереализуемых вариантов формирования программного обеспечения информационно-управляющих систем.

2. Компенсационная многоатрибутивная модель общего ранжирования альтернатив с учетом взаимосвязи и зависимости атрибутов.

3. Комбинированная процедура поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем.

4. Система поддержки принятия решений, позволяющая автоматизировать процесс выбора оптимального состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы прошли всестороннюю апробацию на международных и всероссийских научных и научно-практических конференциях. В том числе, на V Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование» (Томск, 2006), II научной конференции с международным участием «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники» (Египет, Шарм-эль-Шейх, 2006), Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования высшей школы» (Сингапур, 2007), Восьмой Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2007), VI Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные недра Кузбасса. 1Т-технологии» (Кемерово, 2007).

Диссертационная работа в целом обсуждалась на научных семинарах Сибирский государственный технологический университет, Сибирского государственного аэрокосмического университета, а также НИИ Систем управления, волновых процессов и технологий (2005-2007 гг.).

Выводы

1. Программная реализация системы поддержки многоатрибутивного принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионного информационно-управляющих систем позволила автоматизировать процесс выбора версий программных модулей и решить задачу оптимизации структуры мультиверсионных программных средств.

2. Многовариантность решений, полученная с помощью интегрированных в разработанную систему поддержки принятия решений многоатрибутивных методов, позволяет произвести объективную оценку при выборе лучшей альтернативы из всего множества предлагаемых вариантов формирования мультиверсионных программных систем.

3. Использование системы поддержки принятия решений при формировании мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем позволяет многосторонне взглянуть на проблему формирования мультиверсионного программного обеспечения и из полученного множества решений спроектировать программную систему, отвечающую требованиям и желаниям проектировщика.

4. Разработанная система поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем была использована при формировании ПО в системе обработки информации космического комплекса связи ГОНЕЦ-М.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в диссертационной работе научных исследований были получены следующие результаты:

• Проведен анализ и выполнена формализация задач формирования структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем. Определено, что решение различных задач информационно-управляющей системы может быть реализовано программным обеспечением со сложной структурой, которое сформировано согласно различным моделям.

• Предложена комбинированная процедура поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем. Разработанный модельно-алгоритмический аппарат предназначен для реализации данной процедуры и может быть использован как основа для различных систем поддержки принятия решений.

• Проведен анализ современных методов многоарибутивного принятия решений, применимых при выборе состава структурно-сложного мультиверсионного программного обеспечения. Анализ показал, что для успешного решения задачи формирования мультиверсионного программного обеспечения целесообразно использовать методы ориентированные на конечное дискретное пространство решений.

• Разработаны алгоритмы реализации многоатрибутивных методов выбора оптимального состава мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем. Предложен новый алгоритм отсева по ограничениям принципиально нереализуемых вариантов формирования структурно-сложного программного обеспечения.

• Программно реализована система поддержки принятия решений при формировании структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем, что позволило автоматизировать процесс выбора избыточных программных модулей и оптимизировать состав мультиверсионных информационно-управляющих систем.

Таким образом, в диссертации разработана процедура поддержки принятия решений по составу программного обеспечения со сложной структурой, которая включает отсев по ограничениям принципиально нереализуемых вариантов формирования структурно-сложного программного обеспечения и методы многоатрибутивного принятия решений, которые позволяют ранжировать возможные варианты структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем. На основе полученной многовариантности решений, которая является необходимым элементом поддержки принятия решений, ЛПР способен выбрать состав программного обеспечения, отвечающий его требованиям.

Система поддержки принятия решений по выбору состава структурно-сложного программного обеспечения мультиверсионных информационно-управляющих систем реализована в виде программного продукта с использованием современных программных средств и технологий.

1. Алимханов, A.M. Компьютерная поддержка мультиверсионных методов формирования программного обеспечения в интегрированных корпоративных системах / Вестник НИИ СУВПТ. № 8. - Красноярск: НИИСУВПТ, 2003. - С. 116-119.

2. Алимханов, A.M. Современные стратегии оптимального развития информационных технологий в интегрированных корпоративных структурах / Вестник НИИ СУВПТ «Адаптивные системы моделирования и управления». 4.2. - Красноярск: НИИ СУВПТ, 2000. - С. 12-15.

3. Богатырев, В. А. Отказоустойчивые многомашинные вычислительные системы динамического распределения запросов придублировании функциональных ресурсов / Изв. вузов. Приборостроение. 1996.-№4.

4. Вальков, В.М. Автоматизированные системы управления технологическими процессами / В.М. Вальков, В.Е. Вершин. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Политехника, 1991. - 269 с.

5. Вахрамеев К. Защита данных от катастроф / «Открытые системы» .-№ 3.-2000.-С. 8-16.

6. Волик, Б.Г. Методы анализа и синтеза структур управляющих систем / Под ред. Б.Г.Волика. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 296 с.

7. Волков, В. А. Комбинированная архитектура отказоустойчивого программного обеспечения / Р. Ю. Царев, М. Ю. Царев, В. А. Волков // Современные наукоемкие технологии. 2007. - № 3. - С. 34.

8. Волков, В. А. Многоатрибутивный выбор компонент отказоустойчивого программного обеспечения / В. А. Волков // Вестник университетского комплекса: Сб. научн. трудов. Вып. 8 (22). - Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2006. - С. 208-211.

9. Волков, В. А. Мультиверсионное программное обеспечение в системах управления и обработки информации / В. А. Волков, М. Ю. Царев // Современные наукоемкие технологии. 2006. - № 8. - С. 36.

10. Волков, В. А. Проблема выбора версий модулей мультиверсионного программного обеспечения / В.А. Волков // Вестник университетского комплекса: сб. научн. тр. Вып. 9 (23). - Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2007. - С. 68-72.

11. Волков, В. А. Система моделирования мультиверсионного программного обеспечения / Р. Ю. Царев, М. Ю. Царев, В. А. Морозов, В. А. Волков // Инновации в науке и образовании. 2006. - №11 (22). - С. 27.

12. Волков, В. А. Технологии программирования СОМ и СОМ+ для распределенных компьютерных систем / А. А. Чикизов, В. А. Волков //

13. Вестник университетского комплекса: сб. научн. тр. Вып. 9 (23). -Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2007. - С. 51-55.

14. Гир Дж. ван. Прикладная общая теория систем. М.: Мир, 1981.

15. Давыденко, О.В. Оценка надежности программного обеспечения бортового комплекса управления / О.В. Давыденко, И.В. Ковалев. Вестник КГТУ: Сб.научн.трудов; под ред. Б.П.Соустина. - Вып.5. - Красноярск, 1996.-С. 119-121.

16. Давыдов, И.Н. Технология надежностного программирования задач автоматизации управления в технических системах / И.Н. Давыдов, A.C. Привалов, А.А Ступина; Красноярск: НИИ СУВПТ, 2000. 207 с.

17. Ежеманская, С.Н. Надежность модульных структур N-вариантных программных систем / С.Н. Ежеманская. Вестник университетского комплекса: Сб. науч. трудов. Вып. 4(18). Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2005. С. 169-174.

18. Задорожный, В. Надежная система из ненадежных элементов / В. Задорожный, И. Малиновская; «Открытые системы» . № 12. - 2000. - С. 1519.

19. Калинин В.Н., Резников Б.А. Теория систем и управление: (Структурно-математический подход). Л.: ВИКИ им. А.Ф. Можайского, 1979. 319 с.

20. Каста Дж. Большие системы: связность, сложность катастрофы. М.: Мир, 1982.

21. Клир Дж. Системология: Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь, 1990.

22. Ковалев, И.В. Оптимальное проектирование мультиверсионных систем управления / И.В. Ковалев, A.A. Попов, A.C. Привалов. Доклады НТК с международным участием «Информационные технологии в инновационных проектах» . - Ижевск: ИжГТУ, 2000. - С. 24-29.

23. Ковалев, И. В. Параллельные процессы в информационно-управляющих системах. Формирование и оптимизация: монография / И. В. Ковалев, Р. Ю. Царев, Ю. Г. Шиповалов. Красноярск: НИИ СУВПТ, 2001. -143 с.

24. Кравец В.Г., Любинский В.Е. Основы управления космическими полетами. М.: Машиностроение, 1983. 224 с.

25. Лебедев, В.А. Параллельные процессы обработки информации в управляющих системах: Монография / В.А. Лебедев, H.H. Трохов, Р.Ю. Царев. Красноярск: НИИ СУВПТ, 2001.- 137 с.

26. Липаев, В.В. О проблемах оценивания качества программных средств / Информационные технологии. № 4. - 2002. - С. 19-23.

27. Малышев В.В., Красильщиков М.Н., Карлов В.И. Оптимизация наблюдения и управления летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1989.

28. Михалевич, B.C. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем / B.C. Михалевич, В.Л. Волкович. Наука, 1982. 286 с.

29. Морозов, В.А. Голосование согласованным большинством в мультиверсионном ПО / В. А. Морозов // Вестник ТГУ. 2007. - № 1. - С. 136-137.

30. Морозов, В. А. Модификация алгоритма голосования NVP-CV для одного вида матриц согласования / В. А. Морозов // Вестник СибГАУ. -2007.-№ 1.-С. 81-87.

31. Орлов, С.А. Технологии разработки программного обеспечения: разработка сложных программных средств / СПб.: Питер, 2002. 464 с.

32. Поздняков, Д. А. Архитектуры программных систем с применением мультиверсионной методологии / Д.А. Поздняков; Вестник университетского комплекса. Вып. 6(20). - Красноярск: НИИ СУВПТ, ВСФ РГУИТП, 2005.-С. 111-118.

33. Поздняков, Д.А. Обеспечение независимости модулей мультиверсионного программного обеспечения на стадии исполнения / Д.А. Поздняков, М.Ю. Слободин; Вестник университетского комплекса. Вып. 6(20). - Красноярск: НИИ СУВПТ, ВСФ РГУИТП, 2005. - С. 185-196.

34. Поздняков, Д.А. Разработка и исследование среды мультиверсионного исполнения программных модулей / Д.А. Поздняков, И.С. Титовский, Р.В. Юнусов; Вестник НИИ СУВПТ. Вып. 13. -Красноярск: НИИ СУВПТ, 2003. - С. 155-170.

35. Попов, A.A. Бинарная модель отказоустойчивой системы программного обеспечения: Доклады НТК с международным участием «Информационные технологии в инновационных проектах» / A.A. Попов, A.C. Привалов. Ижевск: ИжГТУ, 2000. - С. 77-83.

36. Русаков, М. А. Современные методы надежностной оценки сложных программных систем: монография / М. А. Русаков, Р. Ю. Царев, С. А. Шаболин. СПб: Инфо-Да, 2005. - 203 с.

37. Слободин, М.Ю. Модели поддержки многоэтапного анализа надежности программного обеспечения автоматизированных систем управления / И.В. Ковалев, Р.Ю. Царев, М.А. Русаков, М.Ю. Слободин. Проблемы машиностроения и автоматизации, 2005, №2, С. 30-35.

38. Соколов Б.В. Комплексное планирование операций и управление структурами в АСУ активными подвижными объектами. M.: МОСССР, 1992.

39. Титовский, И.С. Краткий обзор методов повышения качества программных средств систем управления / Д.А. Поздняков, И.С. Титовский; Вестник НИИ СУВПТ. Вып. 12. - Красноярск: НИИ СУВПТ, 2003. - С. 5760.

40. Ханцифиров Ф.Р., Остроухов В.В. Моделирование космических систем изучения природных ресурсов Земли. М.: Машиностроение, 1989.

41. Царев, Р. Ю. Методология оценки и повышения надежности программно-информационных технологий и структур: Монография / И. В. Ковалев, Т. И. Семенько, Р. Ю. Царев. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 160 с.

42. Царев, Р. Ю. Компьютерная поддержка многоатрибутивных методов выбора и принятия решения при проектировании корпоративных информационно-управляющих систем: монография / Р. Ю. Царев, М. Ю. Слободин. СПб: Инфо-Да, 2004. - 221 с.

43. Царев, Р. Ю. Многоатрибутивное принятие решений в мультиверсионном проектировании: монография / Р. Ю. Царев. -Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 156 с.

44. Царев, Р. Ю. Параллельные процессы обработки информации в управляющих системах: монография / В. А. Лебедев, Н. Н. Трохов, Р. Ю. Царев. Красноярск: НИИ СУВПТ, 2001. - 137 с.

45. Царев, Р. Ю. Программно-аппаратное обеспечение отказо- и катастрофоустойчивых систем управления и обработки информации: монография / А. В. Аниконов, М. Ю. Слободин, Р. Ю. Царев. М.: Макс-пресс, 2006.-244 с.

46. Царев, Р. Ю. Программно-информационные технологии формирования критичных по надежности систем управления: монография / О. И. Антамошкина, Р. Ю. Царев, С. А. Шабалин. СПб: Инфо-Да, 2005. -175 с.

47. Черняк, Л. Архитектура систем по Захману / «Открытые системы» . № 12. - 2001. - С. 28-29.

48. Энгель, Е. А. Распределенные информационно-управляющие системы: кластерная архитектура и мультиверсионное программное обеспечение: монография / Е. А. Энгель, В. А. Морозов, Р. Ю. Царев. -Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. 160 с.

49. Юсупов P.M., Заболотский В.П. Научно-методические основы информатизации. СПб.: Наука, 2000.

50. Avizienis, A. Dependable Computing Depends on Structured Fault Tolerance, Proceedings of the 1995 6th International Symposium on Software Reliability Engineering, Toulouse, France, 1995, Pp. 158-168.

51. Avizienis, A. The N-Version approach to fault-tolerant software / IEEE Trans, on Software Engineering. Vol. SE11, № 12, December, 1985. P. 1491-1501.

52. Avizienis, A. Toward Systematic Design of Fault-Tolerant Systems, Computer, April 1977, Pp. 51-58.

53. Avizienis, Algirdas. The Methodology of N-Version Programming, in R. Lyu, ed itor, Software Fault Tolerance, John Wiley & Sons, 1995.

54. Boehm, B.W. Software Risk Management / IEEE CS Press Tutorial,1991.

55. Dhiraj K. Pradhan, Fault-Tolerant Computer System Design, Prentice-Hall, Inc., 1996.

56. Highsmith, J.A. Adaptive Software Development: A Collaborative Approach to Managing Complex Systems / Dorset House Publishing, 2000. 3921. P

57. Hwang, C.-L. A new approach for multiple objective decision making / C.-L. Hwang, Y.-J. Lai, T.-Y Liu.

58. Kovalev, I. Optimal Time Cyclograms of Spacecrafts Control Systems /1. Kovalev, O. Davydenko In: "Advances in Modeling and Analysis, C", Vol.48, №2-3, 1996, AMSE PRESS.-P. 19-23.

59. Kovalev, I. Optimization Reliability Model for Telecommunications Software Systems / I. Kovalev , A. Privalov, Ju. Shipovalov. In: Modelling, Measurement and Control. - AMSE Periodicals, Vol.4-5, 2000. - P. 47-52.

60. Kovalev, I. System of Multi-Version Development of Spacecrafts Control Software / Pro Universitate Verlag. Sinzheim, 2001. 77 p.

61. Oral, M. Modelling the process of multiattribute choice / M. Oral, O. Kettani. Res. Soc. 40,1989. P. 281-291.

62. Semenko, T. I. N-version Software Systems Design /1. M. Golubev, R. Ju. Tsarev, T. I. Semenko. The eleventh International Scientific and Practical Conference «Modern Techniques and Technologies», Tomsk, Tomsk Politechnic University, 2005. Pp. 147-149.

63. Sommerville, I. Software Engineering / 6th ed. Addison-Wesley, 2001.- 713 p.

64. Zahedi, F. Software reliability allocation based on structure, utility, price, and cost / F. Zahedi, N. Ashrafi. IEEE Trans, on Software Engineering, April 1991. Vol. 17, No. 4. Pp. 345-356.