автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Методология анализа и синтеза сложных информационных систем реального времени на основе встречно-соединенных дополнительных древовидных структур
- доктора технических наук
- Фисенко, Виктор Евгеньевич
- город
- Орел
- год
- 2008
- специальность ВАК РФ
- 05.13.01
Автореферат диссертации по теме "Методология анализа и синтеза сложных информационных систем реального времени на основе встречно-соединенных дополнительных древовидных структур"
На правах рукописи
003454430
ФИСЕНКО ВИКТОР ЕВГЕНЬЕВИЧ
МЕТОДОЛОГИЯ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ НА ОСНОВЕ ВСТРЕЧНО-СОЕДИНЕННЫХ ДОПОЛНЕННЫХ ДРЕВОВИДНЫХ СТРУКТУР
Специальность: 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка
информации (технические науки)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
о 5 дв »
Орел-2008
003454430
Работа выполнена в ГОУ ВПО Министерства образования и науки РФ «Орловский государственный университет».
Научный консультант: доктор технических наук
Фисун Александр Павлович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Родионов Олег Валерьевич доктор технических наук, профессор Ильин Анатолий Александрович доктор технических наук, доцент Дегтярев Сергей Викторович
Ведущая организация: Московский государственный технический
университет им. Н.Э. Баумана (г. Москва)
Защита диссертации состоится « 29 » декабря 2008 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.03 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.
Заверенные отзывы на автореферат в двух экземплярах направлять по адресу. 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.105.03.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Автореферат разослан « 19 » ноября 2008г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Старков Ф. А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Современный период развития социально-экономических, политических, военных и иных процессов в России характеризуется их динамикой и сложностью, совершенствованием структуры управления органов государственной власти, ростом экстремизма и терроризма, периодическими экологическими катастрофами и стихийными бедствиями, трансформацией сложившихся традиционных и появлением новых информационных общественных отношений, обуславливающих переход человечества от индустриального к информационному обществу. Это обусловливает необходимость повышения роли информации и новых информационных технологий, формирования единого информационного пространства страны и мирового сообщества, совершенствования информационного обеспечения деятельности органов государственной власти, хозяйствующих субъектов, банковских и других структур. Решение этих проблем неразрывно связано с созданием и функционированием уникальных сложных информационных систем (СИС) различных классов, обеспечивающих требуемое качество и соответствующий статус циркулирующей в них информации. Это, в свою очередь, обусловливает необходимость обеспечения и соответствующих требований к показателям качества функционирования СИС, и в первую очередь к ее надежности. Недостаточная надежность таких СИС, ухудшает в целом, ряд показателей качества обрабатываемой в них информации, в том числе ее физическую целостность, достоверность, полноту, безопасность и приводит к угрозе принятия неэффективных решений должностными лицами в процессе управления.
Проблема обеспечения надежности СИС различного предназначения, степени сложности, коммутируемых, некоммутируемых, частично коммутируемых, и функционирующих в различных условиях, постоянно находились и находится в центре внимания государства, отечественных и зарубежных специалистов и ученых: Б. Я. Дудника, В. А. Зеленцова, Б. П. Филина, Б. В. Гне-денко, А. А. Гагина, Л. П. Щербины, Б. А. Гордиенко, А. М. Половко, В. Н. Ро-гинского, Г. В. Давыдова, В. J1. Волковича, Д. Филлипса, А. Гарсиа-Диас, Г. Фрэнка, И. Фриша, Р. Барлоу, Ф. Прошана, П. Боккера, А. Форда, Д, Фалкерсо-на, М. Шварца, В. Я. Советова, С. А. Яковлева, Р. Бесслера, А. Дойча. В то же время проблема обеспечения надежности СИС, требующих управления в реальном масштабе времени, т.е. так называемых СИС реального времени (СИС РВ), оказалась недостаточно проработанной, в силу значительной вычислительной сложности существующих методов и алгоритмов оценки надежности СИС и ее элементов, и, прежде всего, таких важных ее компонентов, как информационные направления (ИН), определяющих качество функционирования любой СИС. В следствии невозможности использования существующих методов и алгоритмов оценки надежности ИН СИС РВ, из-за непропорционально высокого роста их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов оцениваемых СИС, возникает проблема разработки методов и алгоритмов оценки надежности ИН СИС РВ, обладающих минимальный ростом их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов оцени-
ваемых СИС. Наилучшим вариантом явилось бы достижение полной независимости вычислительной сложности новых методов от размерности ИН СИС. Особенно актуальным это является для коммутируемых СИС, так как основная масса существующих методов и алгоритмов оценки надежности ИН СИС была разработана для частично коммутируемых СИС.
Известная методология анализа и синтеза СИС, не только не содержит необходимые и достаточные методы и методики оценки надежности СИС РВ, и ее важнейших компонентов ИН, но и не имеет в своем составе и необходимых инструментов: соответствующих понятийного базиса, концепций, математических моделей, теоретических методов и т.д., для их создания.
Эти обстоятельства и обуславливают необходимость развития методологии анализа и синтеза СИС в направлении анализа и синтеза СИС РВ, обеспечивающем решение задач объективной оценки надежности этих систем. Основным содержанием такого развития является уточнение понятийного базиса, создание новых концепций, моделей, экономных методов и методик анализа надежности ИН СИС РВ, направленных на совершенствование управления этими системами, и, в целом эффективности их функционирования. Что и определяет актуальность и составляет цель диссертационных исследований.
Цель работы. Повышение эффективности функционирования СИС работающих в реальном масштабе времени на основе развития методологии анализа и синтеза СИС РВ, развивающей общую методологию анализа и синтеза СИС различных классов.
Научная проблема - состоит в необходимости развития методологии анализа и синтеза СИС, в направлении создания новых концепций, моделей, экономных методов и методик анализа надежности ИН, обеспечивающих возможность управления реконфигурацией СИС в реальном масштабе времени.
Объектом исследования являются СИС, функционирующие в условиях формирования современного информационного общества в России и обострения информационного противоборства.
Предметом исследования является методология анализа и синтеза СИС РВ, включающая уточненный понятийный базис, концепции, математические модели, теоретические методы, алгоритмы и методики оценки надежности СИС.
В рамках поставленной научной проблемы решены следующие научные задачи:
1. Выявлены основные направления развития методологии анализа и синтеза СИС РВ, для чего:
- проанализировано состояние методологии анализа и синтеза СИС по показателю качества - надежности;
- исследована зависимость надежности ИН СИС от структуры путей их составляющих;
- осуществлена количественная оценка путей различной структуры, образующих ИН частично коммутируемых СИС;
- осуществлена оценка множеств сечений различной структуры ИН коммутируемых СИС.
2. Для обоснования выявленных основных направлений развития методо-
логии анализа и синтеза СИС РВ предложены концепции:
- построения СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур;
- анализа надежности СИС, основанной на способе размена вычислительной сложности;
- формирования критериев оценивания показателей надежности ИН СИС.
3. На основе предложенных концепций построения СИС и анализа надежности СИС, разработаны:
- методы приоритетных путей и приоритетных сечений анализа надежности СИС РВ;
- методики оценки надежности ИН СИС РВ на основе методов приоритетных путей и приоритетных сечений;
- методика оценки эффективности реализации потенциальной структурной надежности ИН СИС РВ.
4. На основе предложенных концепций построения СИС и формировать критериев оценивания показателей надежности ИН СИС, разработаны методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН СИС РВ.
Методы исследования. В диссертации применялись методы теорий-системного анализа, моделирования, систем, надежности, графов, вероятностей и математической статистики, управления.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты имеющие научную новизну:
1. Методология анализа и синтеза СИС РВ, включающая: понятийный базис; концепции анализа надежности СИС, построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, формирования критериев оценивания показателей надежности ИН; математические модели СИС; теоретические методы приоритетных путей и приоритетных сечений; алгоритмы и методики оценки надежности ИН, расчета критериев оценивания показателей надежности ИН; теоремы и т.д., то есть всю совокупность инструментов позволяющих решать задачи оценки надежности СИС различных классов.
2. Концепция анализа надежности СИС, основанная на способе размена вычислительной сложности, и открывающая новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза СИС реального времени.
3. Концепция построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, основанная на использовании при описании модели ИН коммутируемых СИС двойных встречно-соединенных дополненных древовидных структур с разнотипным соединением узлов, открывающая новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза коммутируемых СИС реального времени
4. Концепция формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС, основанная на использовании приоритетных методов, и позволяющая разрабатывать на ее основе методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых и коммутируемых СИС.
5. Метод приоритетных путей анализа надежности частично коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.
6. Метод приоритетных сечений анализа надежности коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС и концепции построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.
7. Методика оценки надежности ИН частично коммутируемых и некоммутируемых СИС, основанная на методе приоритетных путей, и позволяющая использовать ее для управления функционированием частично коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.
8. Методика оценки надежности ИН коммутируемых СИС, основанная на методе приоритетных сечений, и позволяющая использовать ее для управления функционированием коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.
9. Методика оценки эффективности реализации потенциальной структурной надежности ИН частично коммутируемых СИС, основанная на методе приоритетных путей, и позволяющая органам управления осуществлять более обоснованный выбор варианта распределения путей на СИС, с учетом достижения требований по надежности ИН.
10. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых СИС, основанная на методе приоритетных путей, и позволяющая при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры путей их составляющих.
11. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза коммутируемых СИС, основанная на методе приоритетных сечений, и позволяющая при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры сечений их составляющих.
Обоснованность научных положений достигнута путем системного рассмотрения исследуемой проблемы, достаточно полного учета многократно проверенных на практике, исходных данных, сочетанием формальных и неформальных методов исследования, проверкой и сопоставимостью отдельных результатов в рамках известных теоретических положений, используемых в существующих теоретических аспектах информатики и теории надежности.
Достоверность научных положений обеспечивается: системностью исследования и решения поставленных проблем и задач; использованием общенаучного, специальных, формальных и неформальных методов, апробированного математического аппарата, выбором корректных и учетом достаточно полных объективных исходных данных; результатами моделирования, полученными при проведении исследовательских командно-штабных игр, в ходе практической деятельности органов управления различных ведомств, учебном процессе вузов, НИР; сходимостью теоретических расчетов с результатами экспериментальных исследований; математической корректностью поставленных задач; статистической достаточностью исходного объема анализируемых
информационных источников; непротиворечивостью известным и применяемым в работе теоретическим, практическим и нормативным положениям, концепциям, закономерностям.
Научные положения выносимые на защиту. Разработанные в диссертации теоретические положения, развивающие методологию анализа и синтеза СИС реального времени, содержат следующие новые научно обоснованные результаты, которые выносятся на защиту:
1. Методология анализа и синтеза СИС реального времени на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур.
2. Концепция анализа надежности СИС основанная на способе размена вычислительной сложности.
3. Концепция построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур.
4. Концепция формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС на основе приоритетных методов.
5. Метод приоритетных сечений анализа надежности ИН коммутируемых СИС реального времени.
6. Метод приоритетных путей анализа надежности ИН частично коммутируемых СИС реального времени.
7. Методика оценки надежности ИН частично коммутируемых и некоммутируемых СИС.
8. Методика оценки надежности ИН коммутируемых СИС.
9. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН д ля синтеза частично коммутируемых СИС на основе метода приоритетных путей.
10. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН дая синтеза коммутируемых СИС на основе метода приоритетных сечений.
Теоретическая значимость работы состоит в развитии методологии анализа и синтеза СИС РВ, развивающей общую методологию анализа и синтеза СИС различных классов. Предложенная методология анализа и синтеза СИС РВ включает новые теоретические положения, совокупность которых представляет новое решение крупной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение для повышения эффективности системы информационного обеспечения деятельности государства. Эти теоретические положения, содержащие понятийный базис, концепции анализа надежности СИС и построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, формирования критериев оценивания показателей надежности ИН, математические модели СИС, методы приоритетных путей и приоритетных сечений для оценки надежности СИС, алгоритмы, методики оценки надежности ИН и расчета критериев оценивания показателей надежности ИН, теоремы и другое, являются системно изложенными, научно-обоснованными техническими и технологическими решениями по оценке надежности СИС РВ, являющихся основой повышения эффективности системы информационного обеспечения органов государственной власти, деятельности хозяйствующих субъектов государства и граждан, внедрение которых вносит
значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса, развитие информационной сферы и информационного общества.
Практическая ценность и область применения результатов. Практическая значимость полученных в диссертационных исследований результатов заключается в доведении теоретических исследований до уровня практической реализации, а также в обеспечении возможности научно обоснованного решения важных для информационной сферы задач:
- повышение эффективности функционирования СИС за счет снижении временных затрат органов управления в ходе их проектирования и эксплуатации благодаря применению методик оценки надежности ИН коммутируемых и частично коммутируемых СИС с уменьшенной вычислительной сложностью, обеспечивающих, возможность управления реконфигурацией СИС в реальном масштабе времени;
- разработке практических рекомендаций органам управления по выработке и принятию оптимальных решений при создании и эксплуатации СИС с целью повышения их качества и надежности при изменении условий их функционирования;
- расчета органами управления количественных критериев оценивания показателей надежности СИС и ее компонентов: информационных направлений, на основе методик расчета критериев оценивания показателей надежности элементов коммутируемых и частично коммутируемых СИС, учитывающих их структуру и параметры путей и сечений их составляющих;
- совершенствовании научно-методического обеспечения подготовки специалистов в области сложных информационных систем, управления и обработки информации.
Внедрение результатов. Результаты диссертационных исследований внедрены:
1. В филиале ФГУП «Радиочастотный центр Центрального федерального округа» в Тверской области.
2. В ГОУ «Государственный центральный институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов» (ГОУ «ГЦИПК» г. Обнинск).
3. В Ресурсном центре системы образования Орловской области (г. Орел).
4. В ОАО "Измеритель" (г. Смоленск).
5. В филиала ФГУП «Радиочастотный центр Центрального федерального округа» в Орловской области.
6. В Орловской региональной академии государственной службы.
Внедрение результатов подтверждается соответствующими актами.
Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались:
на 8 Международных научно-технических конференциях: IV Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" (Москва, 1995); VI Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" (Москва, 1997); VIII Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем - 99" (Москва, 1999); X Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" (Москва, 2001); XI Международной научно-технической конференции «Системы безопасности
-2002» (Москва, 2002); XII Международной НТК «Системы безопасности» (Москва, 2003); XIII Международной конференции "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных систем" (Москва, 2004); XVI Международной НТК «Системы безопасности» (Москва, 2007);
на 3 Всероссийских научно-технических конференциях: I Всероссийской научной конференции «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения» (Орел, 1997); IV Всероссийской научной конференции «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения» (Орел, 2005); II Всероссийской научно-практической конференции «Методы и средства технической защиты конфиденциальной информации» (Обнинск, 2005);
на 2 Межведомственных научно-прахтических конференциях: Межведомственной научно-практической конференции «Проблемы непрерывною профессионального образования в ФАПСИ, роль и место е их решении Военного института правительственной связи» (Орел, 1993); Межведомственной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи» (Орел, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 59 научных работ, в том числе: 4 монографии; 7 статей в ведущих рецензируемых научных изданиях входящих в Перечень ВАК; 33 выступления на международных и всероссийских конференциях и работ депонированные в ВИНИТИ; 15 статей в других изданиях.
Личный вклад автора, в работах опубликованных в соавторстве. В
совместных статьях лично соискателем выполнено следующее. В работе [44] уточнены место и роль надежности СИС в обеспечении их эффективного функционирования. В статьях [17,25,30,46-48,50] исследованы направления возможных подходов к анализу надежности СИС. В работах [21,59] проведен анализ возможностей перспективных комплексов связи по обеспечению динамической реконфигурации структуры СИС. В статьях [22,24,34,53,55] предложена математическая модель СИС для анализа надежности ее ИН приоритетными методами. В работах [10,11,18,39,40,41,54,56] разработаны методики оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС на основе метода приоритетных путей. В статьях [16,33] предложена методика оценки живучести ИН СИС на основе приоритетных методов. В работах [43,49,58] предложена новая концепция формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС, основанная на использовании приоритетных методов. В статье [51] представлено развитие методического аппарата оценки эффективности функционирования СИС.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 213 страницах. Она содержит 31 рисунок, 35 таблиц и список литературы из 252 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении показана актуальность диссертационного исследования, сформулированы его цель и задачи, показана научная и практическая значимость полученных результатов, приведены основные результаты диссертации выносимые на защиту, и сведения о публикациях и апробации полученных результатов.
В первой главе диссертации определены место и роль обеспечения надежности СИС в комплексе проблем обработки информации. Показано что, СИС составляют материальную основу территориально распределенных систем управления государством, в том числе и силовыми структурами. Доказано, что функционирование, развитие и совершенствование информационного обеспечения высших органов государственной власти, определяется уровнем развития СИС, при этом особый статус циркулирующей в них информации требует не только новых подходов к ее сбору, обработке и хранению, но предполагает выполнение повышенных требований к качеству функционирования этих систем. Современные СИС относятся к классу частично коммутируемых и коммутируемых СИС. Показано, что решение задач анализа надежности СИС является чрезвычайно сложным из-за взаимной зависимости путей составляющих ИН.
Проанализировано современного состояния методологии анализа и синтеза СИС реального времени. Выявлено, что использующиеся в настоящее время квазиоптимальные методы распределения путей между ИН не позволяют максимально использовать потенциальные возможности СИС по надежности. Применение их при анализе структурной надежности СИС в реальном масштабе времени является практически невыполнимой задачей из-за большого числа элементов составляющих СИС. К таким элементам, по которым производится анализ надежности СИС, в первую очередь относятся: пути передачи информации, составляющие ИН; ребра, составляющие пути передачи информации в ИН; сечения ИН, по которым осуществляется передача информации; ребра, составляющие сечения ИН по которым осуществляется передача информации.
При увеличении размерности СИС количество этих элементов резко возрастает, что в конечном итоге и не позволяет использовать известные методы расчета для анализа надежности СИС в реальном масштабе времени. Кроме того, многообразие подходов к разработке этих методов затрудняет создание унифицированного программного обеспечения для системы управления СИС. Показано, что дальнейшее развития методологии анализа и синтеза СИС в первую очередь необходимо проводить в направлении разработки методов анализа надежности частично коммутируемых и коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.
Показано, что основным требованием к разрабатываемым методам оценки показателей надежности на СИС является минимальный рост их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов СИС. Наилучшим вариантом является достижение полной независимости вычислительной сложности новых методов от размерности СИС. Вычислительную сложность процесса оценки надежности ИН СИС по сравнению с классическими методами можно уменьшить на основе следующих подходов: уменьшения количества пу-
тей передачи информации составляющих ИН и ребер, составляющих пути передачи информации в ИН, которые используются при оценке надежности ИН; уменьшения количества сечений ИН и ребер, составляющих сечения ИН, по которым осуществляется передача информации, и которые используются при оценке надежности ИН.
Исследование применяемых математических моделей СИС показало, что при предварительном контроле моделей не осуществляется контроль порядков, при котором определяются порядки складываемых величин и явно малозначительные слагаемые отбрасываются, что направлено на упрощение модели. Доказано, что вклад в повышение надежности ИН каждого дополнительно включаемого в него пути, с увеличением числа путей, уменьшается, и на каком-то этапе становится несоизмеримым с вкладом в надежность первых путей ИН. То есть в соответствии с требованиями предварительного контроля, а именно контроля порядков, эти явно малозначительные слагаемые должны отбрасываться.
Предполагается, что, рассчитывая надежность ИН, с учетом всех составляющих его путей мы получаем точный результат, однако такое предположение является справедливым лишь в случае, когда при расчетах используются точные исходные данные. Такие случаи на реальных сетях связи практически не встречаются, так как сами исходные данные (например: коэффициент исправного действия канала) определяются и фиксируются с точностью до 0,01. С этой же точностью задаются и требования к путям составляющим ИН. Исходя из этого сделан вывод: при расчете показателей надежности ИН с учетом всех составляющих их путей и сечений точность получаемых результатов превышает не только точность исходных данных, но и требуемую точность результатов. На этом основании предложена концепция анализа надежности СИС основанная на способе размена вычислительной сложности на точность измерений, позволяющая за счет снижения точности результатов расчета показателей надежности ИН, но не ниже требуемой, уменьшать количество элементов СИС, по которым производится расчет, что в свою очередь ведет к снижению вычислительной сложности этих задач. Пути и сечения, обеспечивающие расчет надежности ИН с точностью не ниже требуемой будем называть приоритетными.
Определение 1. Приоритетными путями называются пути обеспечивающие расчет надежности ИН частично коммутируемой СИС с точностью не ниже требуемой.
Определение 2. Приоритетными сечениями называются сечения ИН коммутируемой СИС, обеспечивающие расчет их надежности с точностью не ниже требуемой.
Для оценки надежности частично коммутируемых СИС в реальном масштабе времени разработан метод приоритетных путей, а для коммутируемых СИС - метод приоритетных сечений. Решение задачи, по разработке метода приоритетных путей основано на гипотезе 1: "О возможности оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС с требуемой точностью по их приоритетным путям", а метода приоритетных сечений на гипотезе 2: "О возможности оценки надежности ИН коммутируемых СИС с требуемой точностью по их приоритетным сечениям". На основе гипотез 1 и 2 сформулированы теоремы 1 и 2.
Теорема 1. Если ИН являются элементами частично коммутируемых СИС, то оценка их надежности с требуемой точностью возможна по их приоритетным путям.
Теорема 2. Если ИН являются элементами коммущруемых СИС, то оценка их надежности с требуемой точностью возможна по их приоритетным сечениям.
Вторая глава диссертации посвящена разработке нового метода приоритетных путей анализа надежности частично коммутируемых СИС.
Задача, по разработке метода приоритетных путей, сформулирована следующим образом. Для частично коммутируемый СИС, представленной в виде множества (2), разработать метод оценки надежности ИН, при котором критерий вычислительной сложности метода принял бы минимальное значение
Гк{0) ^ (1)
при условии, что погрешность получаемого результата (показателя надежности) АРВ„ не превысит заданной (требуемой) величины А/3£и,зад , АРЕы< ЛА-И,зад, где: КВс - критерий вычислительной сложности метода оценки ИН частично коммутируемых СИС; У „(О) - показатель вычислительной сложности предлагаемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС; УК(С7) -показатель вычислительной сложности применяемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС.
Для оценки надежности элементов частично коммутируемой СИС методом приоритетных путей разработана усовершенствованная математическая модель, основанная на классической математической модели СИС. Частично коммутируемая СИС описывается следующим графом
б = {У,1,ФЛР,СЛЛщ',АРЕ„зт,И}> (2)
где: У= {у„/ п=\,2,...,Щ - множество узлов (вершин) частично коммутируемой СИС; N - количество узлов частично коммутируемой СИС; Ь - {1и1 и=1,2,...,£/}
- множество ребер частично коммутируемой СИС; и - количество ребер частично коммутируемой СИС; Ф(/„) = уДу, - отображение инциденции и смежности элементов частично коммутируемой СИС; Е= {е„! и'=\,2,...,}У} - множество ИН частично коммутируемой СИС; IV- количество ИН частично коммутируемой СИС; Р = {ри/ и=1,2,...,{/} - множество статистически независимых вероятностных характеристик исправного состояния элементов частично коммутируемой СИС; С = {с„ / и=\,2,...,Ц} - множество пропускных способностей ребер частично коммутируемой СИС; П = {п2 / 2=1,2,...^} - множество путей составляющих ИН частично коммутируемой СИС; 2 — количество путей в частично коммутируемой СИС; й= {г„ / м>=\,2,...,1¥} - множество требований ИН в путях составляющих коммутируемую СИС; ГГР = {п2 / г=1,2,...,7) - множество приоритетных путей составляющих ИН частично коммутируемых СИС; АРЕнт
- заданная (требуемая) погрешность получаемого результата.
Отличие данной модели от существующих заключается в учете ею множества приоритетных путей организованных в СИС и заданной (требуемой) погрешности ДРЕ„ът получаемого результата.
Показатель вычислительной сложности применяемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС зависит от /72 - количества путей, образующих данное ИН, и от взаимозависимости этих путей, и определяется для каждого го ИН как функционал Рк от структурного разложения СИС
(3)
С учетом теоремы 1 и подхода к определению приоритетных путей, показатель вычислительной сложности при использовании предлагаемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемой СИС У„(Сг) будет зависеть от ПЕ„ и от взаимозависимости этих путей, и определяться для каждого Е„-го ИН, функционалом Рк, зависящим от структурного разложения СИС, т.е.
Р„ : /(Ф,Е,Р,С^,ПЛП„АРе,ш)
(4)
при условии, что погрешность получаемого результата (показателя надежности) М'г» не превысит заданной (требуемой) величины ЛР£-ИЗЗД: АРе» < АР£цзгд.
Дня подтверждения правильности предлагаемого метода доказана теоремы 1, Доказательством теоремы 1 стали две частные теоремы 3 и 4.
Теорема 3. Если ИН является элементом частично коммутируемой СПС, то количество приоритетных путей в нем ограничено и определяется надежностью этих путей и требованиями к точности получаемых результатов.
Теорема 4. Если ИН является элементом частично коммутируемой СИС, то ее структура обеспечивает необходимое, для расчета с требуемой точностью надежности ИН количество приоритетных путей.
Для доказательства теоремы 3 было проведено исследование зависимости надежности ИН от структуры и количества путей их составляющих. В работе различают следующие пути: независимые (не имеющие общих ребер); зависимые (имеющие более одного общего ребра); минимально зависимые (имеющие одно общее ребро). Полученные результаты расчета надежности ИН РЕ„, в зависимости от количества входящих в него независимых путей, сведены в таблицу 1. Вклад второго независимого пути в надежность ИН показан на рисунке 1, третьего на рисунке 2.
0,25 -
од . 0,01-
0,23
р„=0,5
др„ =0,01
0,24
Р=0,6
0,21
р=0,7
0,16
Р =0,8
0,09
Рк=0-9
Рис.1. Вклад второго независимого пути в надежность ИН
Рис.2. Вклад третьего независимого пути в надежность ИН
0,125
од- р„и>,5 0,096
р=0,б 0,063
одч - рь=0,7 0,032
0,01- =0,01 рк=0,8 ----0,000
0 рк=0.9
Из таблицы 1 и рисунков 1-2 следует, что требуемая надежность ИН, равная РЕ„ = 0,96, при надежности входящих в него независимых путей равной Рем'П: ~ 0,9, достигается уже при наличии в ИН всего двух независимых путей (Pew =0,99). Третий независимый путь повышает надежность ИН только на 0,9% (PEw = 0,999), четвертый на 0,09% {PEw = 0,9999). Видно, что, начиная с третьего пути прирост надежности (в случае зависимых путей будет еще меньше), каждого последующего пути становится соизмерим с ошибками при определении надежности путей передачи информации, и на основании этого их из дальнейшего расчета можно исключить. Выше сказанное остается справедливым и для ИН, при надежности входящих в них независимых путей равной РЕ\иПг = 0,8.
Таблица 1
Вклад независимых путей в надежность информационных направлений
РЕЧ/П2 2EW PEW АРыг-\) ZEW PEW ^Pew(Z-I)
1 0,9 0,9 6 0,999999 0,000009
0,9 2 0,99 0,09 7 0,9999999 0,0000009
3 0,999 0,009 8 0,99999999 0,00000009
4 0,9999 0,0009 9 0,999999999 0,000000009
5 0,99999 0,00009 10 0,9999999999 0,0000000009
1 0,8 0,8 6 0,999936 0,000256
0,8 2 0,96 0,16 7 0,9999872 0,0000512
3 0,992 0,032 8 0,9999975 0,0000103
4 0,9984 0,0064 9 0,9999995 0,000002
5 0,99968 0,00128 10 0,9999999 0,0000004
1 0,7 0,7 6 0,999271 0,001701
0,7 2 0,91 0,21 7 0,9997813 0,0005103
3 0,973 0,063 8 0,9999344 0,0001531
4 0,9919 0,0189 9 0,9999802 0,0000458
5 0,99757 0,00567 10 0,9999942 0,000014
1 0,6 0,6 6 0,995904 0,006144
0,6 2 0,84 0,24 7 0,9983616 0,0024576
3 0,936 0,096 8 0,9993447 0,0009831
4 0,9744 0,0384 9 0,9997379 0,0003932
5 0,98976 0,01536 10 0,9998952 0,0001573
1 0,984375 0,5 6 0,5 0,015625
0,5 2 0,9921875 0,25 7 0,75 0,0078425
3 0,9960938 0,125 8 0,875 0,0039063
4 0,9980461 0,0625 9 0,9375 0,0019523
5 0,9990235 0,03125 10 0,96875 0,0009774
В таблице 1 использованы следующие обозначения: PEwт ~ надежность путей Д,,-го ИН частично коммутируемой СИС; ZEw - количество путей в Ew-м ИН частично коммутируемой СИС; PEw - надежность Ew-го ИН частично коммутируемой СИС; PEw(z-1) - надежность £,„-го ИН без учета вклада последнего пути; АРЕн<7Л) = PEw - Pew(z-i) - вклад последнего пути в надежность Ev-го ИН частично коммутируемой СИС.
Результаты расчетов надежности ИН включающих в себя различное количество независимых и минимально зависимых показали, что количество ми-
нимально зависимых путей, оказывающих заметное влияние на надежность ИН при наличии в нем только одного независимого пути, не превышает двух - трех. При наличии в данном ИН двух независимых путей равно 0 при РЕч,,ъ = 0,9 и не превышает одного при Pemz = 0,8 и двух при PEwjj2 ~ 0,7. При наличии в ИН трех независимых путей - количество минимально зависимых путей, оказывающих заметное влияние на надежность ИН, не превышает одного в наихудшем случае (при PE„nz ~ 0,7). Вклад зависимых путей в повышение надежности ИН при наличии в данном ИН двух - трех независимых путей минимален, и не превышает одного в наихудшем случае (при PEv,m= 0,7). Такие случаи на СИС, когда вероятность Р^т всех входящих в него каналов равна 0,7 на практике не имеют место (наличие путей с РЕ„т = 0,7 на СИС является единичным исключением), что позволяет исключить при расчетах надежности ИН зависимые пути. Очевидно, что максимальный вклад в надежность ИН будут вносить независимые и минимально зависимые пути, которые в общем случае составляют незначительную часть из массива всех путей образующих данное ИН. Отсюда следует, что только независимые и минимально зависимые пути будут являться приоритетными путями, используемыми при расчетах надежности ИН.
Проведенное исследование зависимости надежности ИН от структуры путей их составляющих доказало правильность теоремы 3 и выявило между надежностью коммутируемой СИС, ее пропускной способностью и задействованным для обеспечения информационного обмена канальным ресурсом, следующие закономерности:
Следствие 3.1. Количество приоритетных путей в ИН частично коммутируемой СИС ограничено.
Следствие 3.2. Количество приоритетных путей в ИН частично коммутируемой СИС зависит от надежности этих путей и требований предъявляемых к точности получаемых результатов.
Кроме того, задача оценки надежности ИН может быть сведена к решению задачи определения надежности параллельно-последовательной системы, состоящей из приоритетных путей этого ИН, что позволяет значительно сократить объем вычислений.
Для доказательства теоремы 4 автором проведена количественная оценка множеств путей с различной структурой в ИН, которая показала, что:
1. Количество независимых путей исходящих из узла пункта управления (УПУ), привязка которого осуществляется к одному опорному узлу (ОУ), не может числено превышать ранг этого ОУ, то есть
ZewV™ 5 Rvn°y, (5)
где: ZEwvnm - количество независимых путей в линиях доступа (линиях привязки) исходящих из V„ -го узла; Ry„ay - ранг ОУ, к которому привязывается К„-й узел.
2. Количество независимых путей исходящих из УПУ, привязка которого осуществляется к двум ОУ, не может числено превышать суммы рангов этих ОУ без учета их взаимосвязи, то есть
ZEwy„m < Rv„oyl + Rv„oy2 -2 , (6)
где: Rv„°yX - ранг 1-го ОУ, к которому привязывается Уп-й узел; Ry„oy2 - ранг 2-го ОУ, к которому привязывается У„-й узел.
3. Количество независимых путей в ИН, предоставляемых опорной сетью, не может числено превышать количество независимых путей исходящих из УПУ данного ИН, имеющего минимальный ранг
Zft,,"3 ¿ZEwy^mn) , (7)
7 Ю р оу
¿Ew <Ку„ (,„,„) ,
7 нз р оу' 4. D °у2 о
¿Ew ^tiVn + tiVn ,
где: ZEwm - количество независимых путей предоставляемых опорной сетью в Еу,-м ИН частично коммутируемой СИС; Ry„oy („,<„) - ранг ОУ, к которому привязывается У„-й узел, имеющий минимальный ранг; ZEvy„m(min) - количество независимых путей в линиях доступа (линиях привязки) исходящих из V„ -го узла, имеющего минимальный ранг.
4. Количество минимально зависимых путей (предоставляемых опорной сетью) входящих в ИН, не может числено превышать разницы рангов ОУ, к которым осуществляется привязка узлов пунктов управления, то есть
ZK^<Rv^A-RvrB, (8)
у мэ Г, оуМ , р оу2А р оуВ п
¿Ev, < Ку„ + Ку„ — Ку„ -1 , у мз Р оуЫ , Р оу2Л п oylВ Р оу2В л
¿.Еу, ьКц + Ку„ —Пуп — Куп —4,
где: Ry„oyA - ранг ОУ, к которому привязывается узел А Е„-го ИН; R„oyB - ранг ОУ, к которому привязывается узел В Ew-го ИН; Ry„oyU - ранг 1-го ОУ, к которому привязывается узел связи A Ew-to ИН; Rv„оу2А - ранг 2-го ОУ, к которому привязывается узел связи A Ew-го ИН; Ry„oy>B - ранг 1-го ОУ, к которому привязывается узел связи В Ew-ro ИН; Ry„oy2B - ранг 2-го ОУ, к которому привязывается узел связи В Ew-to ИН.
Проведенная количественная оценка путей с различной структурой в ИН позволяет сделать следующие выводы: структура частично коммутируемой СИС обеспечивает не менее 4 независимых и минимально зависимых путей в каждом ИН; высокая надежность путей в частично коммутируемой СИС и требуемая точность результатов измерений обеспечивают количество приоритетных путей (2-4) в ИН достаточное для использования их при расчете надежности ИН с требуемой точностью. Эти выводы полностью доказывают правильность теоремы 4. Из нее вытекает следствие 4.1: Структура частично коммутируемой СИС обеспечивает необходимое, для расчета с требуемой точностью надежности ИН, количество приоритетных путей.
Из следствий 3.1, 3.2 и 4.1 вытекает следствие 4.2: Задача нахождения надежности ИН частично коммутируемой СИС может быть сведена к решению задачи определения надежности параллельно-последовательной системы, являющейся множеством приоритетных путей этого ИН.
Из следствий 3.1, 3.2 и 4.2 вытекает следствие 4.3: Сведение задачи нахождения надежности ИН частично коммутируемой СИС к решению задачи определения надежности параллельно-последовательной системы, являющейся множеством приоритетных путей этого ИН, снижает ее вычислительную сложность.
Таким образом, на основе гипотезы 1, теорем 1, 3, 4 и вытекающих из них следствий предложен новый метод оценки надежности ИН с уменьшенной вычислительной сложностью - метод приоритетных путей, включающий в себя два этапа. Первый этап. Выделение из массива путей, составляющих данное ИН, параллельно-последовательной системы, состоящей из приоритетных путей данного ИН. Второй этап. Определение надежности ИН, как надежности параллельно-последовательной системы, состоящей из приоритетных путей данного ИН.
На основе метода приоритетных путей, разработана методика расчета надежности ИН с уменьшенной вычислительной сложностью. В ней задача по расчету надежности ИН частично коммутируемой СИС сводится к решению задачи определения надежности параллельно-последовательной системы, являющейся множеством приоритетных путей данного ИН. Она включает следующие шаги:
Шаг 1. Из всего массива путей, обеспечивающего, согласно плана распределения каналов, протекание требуемой величины потока для данного ИН, находятся независимые и минимально зависимые пути.
Шаг 2. По формуле (9) определяем надежность всех независимых путей для данного ИН и производится их ранжирование по мере уменьшения их показателей надежности
где: РЕмти, - надежность 1„-го ребра Яг-го пути £„,-го ИН частично коммутируемой СИС; иЕкП1 - количество ребер Д,-го пути £^-го ИН частично коммутируемой СИС: Рыъ - надежность Д.-го пути го ИН частично коммутируемой СИС.
Шаг 3. По формуле (10) определяется надежность данного ИН, обеспечиваемая только независимыми путями этого ИН
где: 2е„ - количество путей графа организуемых для £„-го ИН частично коммутируемой СИС.
Шаг 4. По формуле (11) рассчитывается прирост показателя надежности, данного ИН АРе„, обеспечиваемый независимым путем с наименьшей надежностью,
где: - количество независимых путей в Е„-м ИН частично коммутируемой СИС; - количество независимых путей в £№-м ИН частично коммути-
руемой СИС без >'чета пути включенного последним; Ре»пГ - надежность Пг\го независимого пути £„-го ИН частично коммутируемой СИС.
(9)
(10)
(П)
Если АРЕи, < АРЕ„т, то работа алгоритма прекращается, и надежностью ИН частично коммутируемой СИС, с заданной точностью, будет являться ее показатель найденный на третьем шаге, в противном случае переходим к пятому шагу.
Шаг 5. Из всего массива минимально зависимых путей, найденных на первом шаге, находится минимально зависимый путь для данного ИН частично коммутируемой СИС и по формуле (9) определяется его надежность.
Шаг 6. По формуле (10) определяется надежность данного ИН обеспечиваемая как независимыми, так и минимально зависимыми путями этого ИН.
Шаг 7. По формуле (11) рассчитывается прирост показателя надежности данного ИН АРЕк, обеспечиваемый частично зависимым путем найденным на пятом шаге. Если АРЕк <, АРЕ„зт, или использованы все частично зависимым пути, то надежностью данного ИН, с заданной точностью, будет являться ее показатель найденный на третьем шаге, в противном случае переходят к пятому шагу.
Укрупненный алгоритм, реализующий предлагаемую методику представлен на рисунке 3.
Данная методика обладает следующими важными достоинствами: существенно уменьшает объем вычислений; позволяет задавать для каждого ИН, в соответствии с ее оперативной важностью, свою требуемую точность расчета надежности.
Количественный выигрыш по уменьшению объема вычислений, получаемый при использовании данной методики, по сравнению с традиционными (например: метод полного перебора) составил от 3 до 10 раз. С ростом количества путей составляющих ИН связи выигрыш еще более возрастает. Сложность расчета надежности ИН значительно возрастает в случае наличия в них зависимых путей, причем, для типовых сетей связи
(Начало 1
Рис. 3. Укрупненный алгоритм расчета надежности ИН с уменьшенной вычислительной сложностью
в зависимости от ранга зависимого пути и количества зависимых интервалов в нем вычислительная сложность может возрастать в 5-10 раз. С учетом этого временной выигрыш, получаемый при использовании для расчета надежности только приоритетных путей, будет значительно выше, и составлять десятки раз. Проведенная проверки адекватности результатов полученных по предлагаемой методике, с результатами, найденными традиционными способами, показала, что величина погрешности при расчетах по предлагаемой методике не превышает 0,005, что соизмеримо с точностью исходных данных.
Сравнительно невысокая вычислительная сложность предложенной выше методики позволила создать на ее основе методику нахождения показателей потенциальной надежности и эффективности реализации потенциальной надежности ИН для выбранного плана распределения каналов, которая позволяет органам управления осуществлять более обоснованный выбор варианта распределения каналов на СИС, с учетом достижения требований по надежности ИН. По данной методике были рассчитаны показатели эффективности реализации потенциальной надежности для различных вариантов состава ИН при надежности составляющих их путей от 0,6 до 0,9. Из результатов расчетов следует, что показатели потенциальной надежности и эффективности реализации потенциальной надежности ИН приобретают наибольшее значение при относительно невысокой надежности каналов составляющих ИН (меньше 0,9).
Третья глава диссертации посвящена разработке метода приоритетных сечений анализа надежности коммутируемых СИС. В ней предложена концепция построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, позволяющая структуры ИН коммутируемой СИС представлять двойными встречно-соединенных дополненными древовидными структурами с разнотипным соединением узлов. Определение 3. Двойной встречно-соединенной дополненной древовидной структурой с разнотипным соединением узлов называется структура полученная из двух дополненных древовидных структур с переменным коэффициентом "размножения" путем соединения с помощью ребер узлов наибольших уровней обоих структур. Исходя из определения 3 структуру ИН коммутируемой СИС можно представлять в виде изображенном на рис. 4.
В ходе исследования свойств двойных встречно-соединенных дополненных древовидных структур с разнотипным соединением узлов были доказаны следующие теоремы и получены вытекающие из их следствия.
Теорема 5. Если сечение коммутируемой СИС построено на основе двойной встречно-соединенной дополненной древовидной структуры с разнотипным соединением узлов, то усредненный коэффициент "размножения'' уровня дополненной древовидной структуры всегда принимает значение больше 2.
Теорема 6. Если сечение коммутируемой СИС построено на основе двойной встречно-соединенной дополненной древовидной структуры с разнотипным соединением узлов, то с увеличением ранга (номера) сечения, мощность множества ребер, составляющих данное сечение, возрастает. Следствие 6.1. С увеличением ранга сечения ИН коммутируемой СИС мощность множества ребер, составляющих данное сечение, возрастает не менее чем в два раза.
Следствие 6.2. Центральное сечение ИН коммутируемой СИС обладает наибольшей мощностью ребер, составляющих данное сечение.
Рис. 4. Структура ИН коммутируемой СИС
Теорема 7. Если ИН является элементом коммутируемой СИС, то количество приоритетных сечений в нем ограничено и определяется надежностью ребер образующих данное сечение и требованиями к точности получаемых результатов.
Теорема 8. Если сечения коммутируемых СИС включают линии привязки (линии доступа) от узлов ИН к СИС, то они всегда являются приоритетными. Следствие 8.1. В ИН реальных коммутируемых СИС минимальное количество приоритетных сечений не может быть менее двух. Следствие 8.2. В ИН коммутируемых СИС приоритетные сечения имеют минимальное количество ребер.
Теорема 9. Если сечения коммутируемых СИС граничат с приоритетными сечениями, то они также могут быть приоритетными. Следствие 9.1. В ИН коммутируемых СИС, сечения, не граничащие с приоритетными сечениями, включающими линии привязки от узлов ИН к СИС, не могут бьгть приоритетными.
Теорема 10. Если ИН составляют реальные коммутируемых СИС, то надежность ребер их составляющих не может быть менее 0,9. Следствие 10.1. В реальных коммутируемых СИС, количество сечений в путях ИН не может быть менее четырех. Следствие 10.2. Для объективной оценки надежности ИН коммутируемых СИС надежность ребер составляющих ее сечения необходимо задавать с точностью не ниже 0,001 (смотри рис. 5 и таблицу 2).
В ходе исследование было выявлено, что количества ребер в сечении ИН коммутируемой СИС с ростом его ранга и усредненного коэффициента "размножения" Кек/4', резко возрастает, и уже при ранге сечения равном 5-6 может достигать тысяч, при ранге сечения равном 7-8 десятков тысяч ребер (таблица 3).
Число ребер в ИИ, Цс«
Рис. 5. Зависимость надежности путей Рп, и надежности составляющих их ребер Рц, от количества ребер 1/у, составляющих эти пути.
Таблица 2
Соотношение надежности путейр„: и надежности составляющих их реберр/и от /„
рт Р/„ в зависимости от 1„г
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0,9 0,9 0,948 0,965 0,974 0,979 0,982 0,985 0,987 0,988 0,989
0,8 0,8 0,893 0,928 0,945 0,956 0,963 0,968 0,972 0,975 0,978
0,7 0,7 0,836 0,888 0,914 0,931 0,942 0,950 0,956 0,961 0,965
Таблица 3.
Зависимость количества ребер в сечении от его ранга и усредненного коэффициента "размножения"
Колич. сечений Количество ребер в сечении в зависимости от А"н./ср
= 2,5 ^/ср = з = 4
1 2 3(2,5; 3 4(3,5) 4
2 4 7(6,з; 9 13(12,3) 16
3 8 16 27 49 64
4 16 39 81 150 256
5 32 98 243 525 1 024
6 64 244 729 1838 4 096
8 256 1525 6561 22519 65 536
10 1024 9 536 59049 275 855 1 048 576
12 4 096 59 604 531441 3 379 220 16777216
14 16 384 372 529 4 782 969 41 395 451 268 435 456
16 65 536 2 328 306 43 046 721 507 094 277 4294 967 296
18 262 144 14 551915 387 420 489 6 211 904 899 68 719 476 736
Также доказано, что рост количества ребер в сечении ИН коммутируемой СИС с увеличением его ранга происходит по логарифмическому закону. Этим и объясняется невозможность применения существующих методов оценки показателей надежности на СИС, из-за стремительного роста вычислительной сложности данных методов. Полученные результаты также показывают, что надеж-
ность ИН в первую очередь зависит от структуры линий доступа узлов связи данного ИН, и наибольший вклад в прирост надежности ИН вносят приоритетные сечения (таблица 4). В общем случае надежность Р„ ИН Е,„ коммутируемой СИС может быть рассчитана классическим методом по следующей формуле:
Ре* ~ ]~1
(12)
где: Р£мря - надежность 5гго сечения ИН 1Еу/ - количество сечений в Е,,, ИН коммутируемой СИС, или
рЕ,=П Рж = П р ■- П а - )]
'=1 '=1 «=1 , (13)
где: РииШи - надежность 1,,-го ребра линии доступа 5,-го сечения £н,-го ИН к коммутируемой СИС; - количество ребер линий доступа 5,-го сечения Ек-го ИН к коммутируемой СИС.
Таблица 4
Влияние числа ребер в полных сечениях ^ и ¿2 на надежность ИН при кетуср - 3 и надежности ребер р^ = 0,9
в) Ре«.па РЕКЗ 1 РЕУШ (РЕ*яв) Рщх 1+я) АРЕ*(8 1+Й)
1 0,9 0,81 0,999 0,998001 0,80838081 0,00161919
2 0,99 0,9801 0,999999 0,999998 0,980098039 0,000001960
3 0,999 0,998999 0,999999999 0,999999998 0,998998998 0,000000002
4 0,9999 0,99980001 1 1 1 0
В таблице использованы следующие обозначения: РЕ^1 - надежность первого полного сечения (сечений и 5ш) £„-го ИН коммутируемой СИС; Ре^2 - надежность второго полного сечения Б2 (сечений Би и В2в) Е^-то ИН коммутируемой СИС; Рек(51^2> - общая надежность полных сечений и (сечений 5М, 82В, Е„-то ИН коммутируемой СИС; ЛРй^+ед = Ре^^у -Реу.5 1 - вклад второго полного сечения Рж (сечений Б^в) в снижение надежности Еуц-го ИН коммутируемой СИС.
Из таблицы 4 видно, что при коэффициенте "размножения" равном трем и надежности ребер Рц, == 0,9 вклад сечения Б2 (сечений при наличии в
каждом из них шести ребер) в снижение надежности £„-го ИН составляет 0,000001960, то есть менее двух стотысячных. Из этого следует, что при надежности ребер равной Рц, = 0,9 и наличии в каждом сечении первого ранга двух ребер, а в каждом сечении второго ранга шести ребер, учет надежности сечения второго ранга не оказывает ощутимого влияния на точность конечного результата, и его вклад намного ниже требуемой точности измерений. Таким образом, при условии, что коэффициент "размножения" равен трем, а надежность ребер Р1м = 0,9, то по определению только сечения и полного сечения является приоритетными. Это позволяет исключать неприоритетные сечения при проведении расчетов надежности ИН.
Решение задачи, по разработке нового метода оценки надежности ИН коммутируемых СИС с уменьшенной вычислительной сложностью - метода приоритетных сечений, основывается на гипотезе 2 сформулированной в форме теоремы 2. Ее доказательство было осуществлено путем проведения количественной и качественной оценки множеств сечений с различной структурой в ИН, с учетом специфических особенностей присущих СИС.
Метод приоритетных сечений включает в себя два этапа. На первом этапе из массива сечений составляющих данное ИН выделяется последовательная система, состоящая из приоритетных сечений данного ИН. На втором этапе определяется надежность ИН как надежность последовательной системы, состоящей из приоритетных сечений данного ИН. Применение метода приоритетных сечений потребовало доработки математической модели СИС. Коммутируемая СИС представляется следующим графом
0= {V, Ь, Е, Р, £ С, П, ДР™ }, (14)
где: ={л"р/ /=1,2,...,/} - множество приоритетных сечений в ИН коммутируемой СИС; ДРязл - значение заданной (требуемой) величины погрешности получаемого результата. Отличие данной модели от существующих заключается в учете ею множеств сечений и приоритетных сечений ИН организованных в коммутируемой СИС, а также требований к погрешности получаемого результата, что позволяет более правдоподобно представлять коммутируемую СИС и применять для ее анализа и оценки новые методы, такие как метод приоритетных сечений.
Рассмотренный метод был положен в основу разработки методики расчета надежности ИН коммутируемой СИС с уменьшенной вычислительной сложностью. Данная задача была сформулирована следующим образом: По заданной структуре коммутируемой СИС, представленной в виде множества (14), требуется найти надежность РЕ„ для каждого ИН, при условии, что погрешность получаемого результата (показателей надежности) АРЕ„ не превысит заданной (требуемой) величины ДРЕ^т, АРЕу11< АРЕ„заа. Задача расчета надежности ИН коммутируемой СИС сводится к решению задачи определения надежности последовательной системы, являющейся множеством приоритетных сечений данного ИН и состоит в выполнении следующих шагов.
Шаг 1. Определяется надежность сечения Б ¡а (сечения первого ранга линий привязки узла А информационного направления к СИС) по формуле
Р(е) = 1-11(1-р(Пг))
(15)
где р(пг) - показатели надежности отдельных подсистем, составляющих параллельную систему; 2- количество подсистем в параллельной системе.
Шаг 2. По формуле (15) определяется надежность очередного сечения с номером на единицу больше предыдущего (очередное сечение линии доступа узла А ИН к коммутируемой СИС).
Шаг 3. Определяется общая надежность сечений линий доступа узла А ИН к СИС по формуле
РЮ = Ы\-]\{\-р{1и))
IV «=1
1=1
где />(/„) - показатели надежности отдельных элементов, составляющих последовательно-параллельную систему; £/г - количество элементов в 2-й параллельной подсистеме системе последовательно-параллельной системы; 2„ - количество последовательно соединенных параллельных подсистем в РУ-й последовательно-параллельной системе.
Шаг 4. По формуле (17) рассчитывается абсолютный прирост показателя надежности линии привязки узла А ИН к коммутируемой СИС АРе»а, обеспечиваемый последним взятым сечением линии
АРЕ»а ~ РЕIV (Х4Сум-1) - Р£и'.?/ум, (17)
где: Ре^л^ - надежность всех сечений привязки узла А Е„-го ИН, рассчитанных на первом и втором шагах методики; Ре» (зл'7Л'-1)- надежность всех сечений привязки узла А Е»-го ИН, рассчитанных на первом и втором шагах методики без учета надежности последнего взятого сечения. Если АРе»а^ Л/,£и,/ад, то надежностью линии доступа узла А ИН к СИС будет являться ее показатель найденный на третьем шаге, и осуществляется переход к пятому шагу, в противном случае переходим ко второму шагу.
Шаг 5. По формуле (15) определяется надежность сечения ¿>)Я (сечение первого ранга линий привязки узла В ИН к коммутируемой СИС).
Шаг 6. По формуле (15) определяется надежность очередного сечения с номером на единицу больше предыдущего (очередное сечение линии доступа узла В ИН к коммутируемой СИС).
Шаг 7. По формуле (16) определяется общая надежность сечений линий доступа узла В ИН к коммутируемой СИС.
Шаг 8. По формуле (18) рассчитывается абсолютный прирост показателя надежности линии доступа узла В ИН к коммутируемой СИС АРЕ»в, обеспечиваемый последним взятым сечением линии привязки второго узла ИН АРЕ»взад,
I 31
Е»В
АРеучв = РЕ» (5ВСу"-1)- РЕКЯВ'*", (18)
ЬРЕ„В< АЛ -зад
где: Ре^в^' - структурная надежность всех сечений привязки второго узла £„,-го ИН, рассчитанных на пятом и шестом шагах методики; Ре»^^-о - структурная надежность всех сечений привязки второго узла £„-го ИН, рассчитанных на пятом и шестом шагах методики без учета надежности последнего взятого сечения. Если АРВ,В< АРЕ»ВЗМ, то надежностью линии привязки второго узла ИН к коммутируемой СИС будет являться ее показатель найденный на седьмом шаге, и осуществляется переход к девятому шагу, в противном случае переходим к шестому шагу.
Шаг 9. По формуле (19) по результатам найденным на третьем и седьмом шагах определяется надежность данного ИН.
Р(п) = 1\р(1и)
где р(1„) - показатели надежности отдельных подсистем, составляющих последовательную систему; и - количество подсистем в последовательной системе.
Укрупненный алгоритм, реализующий предлагаемую методику расчета надежности ИН коммутируемых СИС с уменьшенной вычислительной сложностью на основе метода приоритетных сечений, представлен на рисунке 6.
Начало
Ввод иск данных 0={(СЛ Е.Р.Я Р,С. Ц ДЯт»"1)
1
Определение надежн сечения^
Определение надежности сечения & с№ = п+1
т
т
Определение общей надежность сечений линий доступа узла А
Л г
Опр ед еатмя еД/^д
Опр еден силе надекн сечекияй*
1
г
Определение надежно ста сечения & СЛ2 = П+1
1
Определение общей надежность сечений линий доступа узла В
Опр ед ел енн ъАРм
Рис.6. Укрупненный алгоритм
расчета надежности с уменьшенной вычислительной сложностью
Предложенная методика обладает следующими важными достоинствами: позволяет рассчитывать надежность ИН для коммутируемых СИС; существенно уменьшает объем вычислений; позволяет задавать для каждого ИН, в соответствии с его оперативной важностью, свою требуемую точность расчета надежности; позволяет повысить оперативность работы должностных лиц на этапе оценки информации и принятия решений по управлению функционированием коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.
Проведенная проверки адекватности результатов полученных по предлагаемой методике, с результатами, найденными традиционными способами, по-
казала, что величина погрешности при расчетах по предлагаемой методике не превышает 0,005, что соизмеримо с точностью исходных данных. Результаты расчетов выигрыша по быстродействию Э, от применения предлагаемой методики на основе метода приоритетных сечений по сравнению с классическим методом оценки надежности ИН коммутируемых СИС при различных исходных данных: числе сечений /, усредненном коэффициенте "размножения" представлены в таблице 5.
Таблица 5.
Зависимость выигрыша Э, от числа сечений I и усредненного коэффициента "размножения" Кекя"*,
Число сечений, /а» Выигрыш Э, в зависимости от I и , в разах
Кк.Г = 3 = 4
4 1 1 1 1 1
5 1,67 1,89 2,12 2,53 2,6
6 2,33 2,78 3,25 4,06 4,2
7 3,67 4,94 6,62 8,71 10
8 5 7,1 10 13 17
9 7,6 12 20 29 42
10 10 17 30 46 68
11 15 31 60 103 170
12 21 45 91 164 273
13 31 79 182 362 682
14 42 112 273 563 1092
15 63 197 546 1266 2 730
16 85 282 827 1970 4 369
17 127 494 1640 4433 10922
18 170 706 2 460 6 896 17 476
19 255 1236 4 920 15517 43 690
20 391 1766 7 380 24 137 69 905
25 2054 19316 132860 665 284 2 796202
Предложенная методика, разработанная на основе метода приоритетных сечений, существенно снижает объем вычислений при расчете надежности ИН коммутируемых СИС, что позволяет повысить оперативность работы должностных лиц на этапе оценки информации и принятия решений по управлению функционированием коммутируемых СИС, что ведет к повышению надежности всей информационной системы.
Четвертая глава диссертации посвящена разработке концепции формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС на основе приоритетных методов: метода приоритетных путей и метода приоритетных сечений. В ней показано, что количественные характеристики критериев оценивания показателей надежности элементов СИС в руководящих документах даны без учета структуры ИН. Применяемые на практике оперативно-техническим составом требования предъявляемых к коэффициенту готовности ИН к коэффициенту готовности путей составляющих данное ИН являются не только не обоснованными научно, но и завышенными. Однако, используя приоритетные методы можно решить обратную задачу, а именно, зная требуемый
показатель надежности ИН частично коммутируемой СИС можно рассчитать задаваемые количественные показатели критериев оценивания надежности составляющих его путей по следующей формуле
,пр ,-
„пр _ ¿Ем*} 1 _ рзад
УЕнШ ~ V1 ГЕп ^20)
где: РемпГ^ - показатели надежности отдельных подсистем (в нашем случае приоритетных путей в ИН), составляющих параллельную систему; - количество подсистем (в нашем случае количество приоритетных путей в ИН Е.ЛЛ в параллельной системе; - требуемый показатель (критерий оценивания) надежности ИН. Количественные характеристики показателей надежности с учетом структуры ИН, рассчитанные с использованием метода приоритетных путей, приведены в таблице 6.
Таблица 6
Количественные характеристики показателей надежности с учетом структуры ИН
ПОКАЗАТЕЛИ УСЛОВИЯ (количество приоритетных путей в ИН)
1 2 3 4
Коэффициент готовности ИН, КгИн 0,98 0,98 0,98 0,98
Коэффициент готовности путей ИН, КгПИН (Ре^Пт^) 0,98 0,86 0,73 0,62
Учитывая то, что надежность приоритетных путей в свою очередь определяется надежностью ребер их образующих, формулу (20) можно записать в следующем виде
р пр _ 1 __ и г„я»>/1 _ ¡1 _ р эд
гЕучПкПг ~ 1 "V1 V1 Ем>
где: - показатели надежности Ьи ребер П2-то приоритетного пути в £„, •
м ИН; иЕ„п"р - количество ребер Ьи в Д-м приоритетном пути ИН Е„ По выражению (21) можно определить надежность ребер образующих приоритетные пути, то есть выйти на требования по надежности непосредственно к линиям привязки узлов ИН частично коммутируемой сети, что представляет особый интерес при привязке мобильных узлов к стационарному компоненту СИС.
На основе предлагаемой концепции формирования критериев оценивания показателей надежности элементов СИС и приоритетных методах разработаны методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН частично коммутируемых и коммутируемых СИС.
Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН частично коммутируемых СИС состоит в выполнении следующих шагов.
Шаг 1. По формуле (20), с учетом требования к критерию оценивания показателя надежности ИН ре™6 и количества независимых путей 2е„р в ИН, определяются РЕмПг^ критерии оценивания показателей надежности приоритет-
ных путей ИН частично коммутируемой СИС заданной структуры.
Шаг 2. По формуле (21), с учетом структуры приоритетных путей 2Е^Р в ИН, определяются Р^ты^ критерии оценивания показателей надежности ребер составляющих приоритетные путей данного ИН частично коммутируемой СИС.
Предложенная методика обладает следующими важными достоинствами: позволяет на основе заданных критериев оценивания показателей надежности ИН частично коммутируемых СИС, количества независимых путей в них, заданной (требуемой) величины погрешности получаемого результата, рассчитывать требуемую надежность ребер линий доступа (линий привязки) для каждого узла ИН в зависимости от структуры его линий доступа (линий привязки) к частично коммутируемой СИС; существенно уменьшает объем вычислений.
Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН коммутируемых СИС состоит в выполнении следующих шагов.
Шаг 1. Рассчитывается критерий оценивания показателей надежности лиши доступа узла А РЕнЛ информационного направления Е„ к коммутируемой СИС.
Шаг 2. Задается и оценивается Уеша количество ребер в первом и втором сечениях линий доступа (привязки) узла А £,„-го ИН к коммутируемой СИС. Если 1!е»ш >2 то переходим к третьему шагу, в противном случае к четвертому.
Шаг 3. По выражению (22), при условии что иЕ„зи > 2, определяются Рпж'али"1' критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (доступа) узла А Ец,-то ИН
[1- П 1- п = ^ (22)
и-1 К=1
Шаг 4. По формуле (23), при условии что иЕ^ы - 2, определяются Ре.1Б1Л1,"р критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (линий доступа) узла А £„-го ИН СИС.
р"Р _ 1 _ _ [р
*Ем>51А1и ~ 1 \1 V1 Еуо ^23)
Шаг 5. Задается и оценивается количество ребер в первом и втором сечениях линий доступа (привязки) узла В £и.-го ИН к коммутируемой СИС. Если i гем$1в>2 то переходим к шестому шагу, в противном случае к седьмому.
Шаг 6. По формуле (22), при условии что Нервов > 2, определяются Рем'81ш"р критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (линий доступа) узла В ИН к коммутируемой СИС.
Шаг 7. По формуле (23), при условии, что ^ 2, определяются
РекВ1вц"р критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (линий доступа) узла В Е„-то ИН к коммутируемой СИС.
Решением задачи будут являться значения Ре*$1ае"р и РЕ^1ш,и"р полученные на третьем (четвертом) и шестом (седьмом) шагах данной методики.
Предложенная методика обладает следующими важными достоинствами: позволяет на основе заданных критериев оценивания показателей надежности
ИН коммутируемых СИС, их структур, заданной величины погрешности получаемого результата, рассчитывать требуемую надежность ребер линий доступа (линий привязки) для каждого узла ИН в зависимости от структуры его линий доступа (линий привязки) к коммутируемой СИС; существенно уменьшает объем вычислений.
Данные методики позволяют получать и применять на практике оперативно-техническим составом научно обоснованные критерии оценивания показателей надежности не только ко всему ИН, но и путям его образующим. Проведенная проверки адекватности результатов полученных по предлагаемым методикам, с результатами, найденными традиционными способами, показала, что величина погрешности при расчетах по предлагаемым методикам не превышает 0,005, что соизмеримо с точностью исходных данных.
В заключении подведены итоги исследований по теме, сформулированной в диссертационной работе, на предмет достижения цели, поставленной в рамках решенной научной проблемы, и определены возможные направления дальнейших исследований в рамках развития теоретических основ надежности.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
В диссертации изложены научно обоснованные решения крупной научной проблемы совершенствования информационного обеспечения деятельности органов государственной власти, деятельности хозяйствующих субъектов государства и граждан за счет повышения качества управления и надежности функционирования СИС на основе развития методологии анализа и синтеза СИС, разработки экономных методов и методик оценки надежности ИН, обеспечивающих возможность управления реконфигурацией СИС в реальном масштабе времени, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса, развитие экономики страны, повышение ее обороноспособности, развитие информационной сферы.
При этом получены следующие имеющие научную новизну основные результаты, включающие:
1. Методологию анализа и синтеза СИС РВ, включающую: понятийный базис; концепции анализа надежности СИС, построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, формирования критериев оценивания показателей надежности ИН; математические модели СИС; теоретические методы приоритетных путей и приоритетных сечений; алгоритмы и методики оценки надежности ИН, расчета критериев оценивания показателей надежности ИН; теоремы и т.д., то есть всю совокупность инструментов позволяющих решать задачи оценки надежности СИС различных классов.
2. Концепцию анализа надежности СИС, основанную на способе размена вычислительной сложности, и открывающую новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза СИС реального времени
3. Концепцию построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, основанную на использова-
нии при описании модели ИН коммутируемых СИС двойных встречно-соединенных дополненных древовидных структур с разнотипным соединением узлов, открывающую новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза коммутируемых СИС реального времени
4. Концепцию формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС, основанную на использовании приоритетных методов, и позволяющую разрабатывать на ее основе методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых и коммутируемых СИС.
5. Метод приоритетных сечений анализа надежности коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС и концепции построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.
6. Метод приоритетных путей анализа надежности частично коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.
7. Методику оценки надежности ИН коммутируемых СИС, основанную на методе приоритетных сечений, и позволяющую использовать ее для управления функционированием коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.
8. Методику оценки надежности ИН частично коммутируемых и некоммутируемых СИС, основанную на методе приоритетных путей, и позволяющую использовать ее для управления функционированием частично коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.
9. Методику расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых СИС, основанную на методе приоритетных путей, и позволяющую при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры путей их составляющих.
10. Методику расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза коммутируемых СИС, основанную на методе приоритетных сечений, и позволяющую при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры сечений их составляющих.
Таким образом, полученные результаты подтверждают достижение поставленной цели разработки методологии анализа и синтеза СИС РВ на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, позволяющей обосновано решать актуальные задачи повышения эффективности информационного обеспечения деятельности органов государственной власти и систем управления социально-экономическими, политическими и другими процессами в стране.
Полученные результаты позволяют наметить направления дальнейших исследований теоретических основ анализа и синтеза СИС, к которым можно отнести: исследования в направлении развития методологии оценки живучести СИС РВ; исследования в направлении развития методологии оценки устойчивости СИС РВ.
Теоретические положения диссертации и выработанные на их основе рекомендации и предложения внедрены: при проектировании новых комплексов связи ОКБ ОАО «Измеритель» (г. Смоленск), используются в практической деятельности и при организации научно-технических исследований и экспериментальных работ ФГУП «РЧЦ ЦФО» в Тверской и Орловской областях, при проектировании информационной системы реального времени Ресурсного центра системы образования Орловской области (г. Орел), в учебном процессе кафедры «Информационная безопасность» Государственного центрального института повышения квалификации руководящих работников и специалистов» (г. Обнинск), кафедры «Информатики и информационных технологий» Орловской региональной академии государственной службы.
Основные выводы и рекомендации диссертационной работы апробированы на Международных, Всероссийских и Межведомственных научных и научно-практических конференциях, где автором сделано 18 докладов.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
Монографии:
1. Фисенко, В.Е. Оценка надежности информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун, В.В. Митяев. - Орел: ОГУ, 2007. - 191 с.
2. Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография / Фисун А.П., Фисенко В.Е. [и др.]. - М., 2004. - 253 с. Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004.
3. Теоретические и практические проблемы естественно-научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография / Фисун А.П., Фисенко В.Е. [и др.] // Часть 1. - М., 2004. - 115 с.
- Деп. в ВИНИТИ 19.02.2003, № 2210-В2003.
4. Фисенко, В. Е. Методики расчета надежности физических сред коммуникационных информационных сетей с уменьшенной вычислительной сложностью: монография / В.Е. Фисенко, Е.И. Алехин // - М., 1999. - 81с. - Деп. в ВИНИТИ 14.12.99, № 3688-В99.
Публикации в ведущих рецензируемых научных изданиях входящих в Перечень ВАК;
5. Фисенко, В.Е. Новая концепция оценки надежности больших информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Известия ТулГУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления.
- Вып. 1. Вычислительная техника. - Тула: Изд-во: ТулГУ, 2006. - С. 161-165.
6. Фисенко, В.Е. Концепция построения коммутируемых ИТКС на основе дополненных древовидных струюур // Телекоммуникации. - 2007. - № 2. - С. 10-12.
7. Фисенко, В.Е. Методология формирования требований к показателям надежности ИТКС на основе метода приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Телекоммуникации. - 2008. - № 3. - С. 43 - 45.
8. Фисенко, В.Е. Адаптивный метод оценки надежности коммутируемых информационно-телекоммуникационных систем // Телекоммуникации. - 2007.
- № 2. - С. 20-22.
9. Фисенко, В.Е. Математические аспекты снижения вычислительной сложности оценки надежности информационно-телекоммуникационных систем // Социально-экономические и технические системы [Электронный ресурс]. Набережные челны: КамПИ, - 2008. - № 4 (47). Режим доступа: http://sets.nl/index2.php7main.php.
10. Фисенко, В.Е. Способы и приемы оценки надежности компонентов частично коммутируемых ИТКС // В.Е. Фисенко, И.С. Константинов [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Серия «Технологическая системотехника». Выпуск 12. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - С. 113 - 116.
11. Фисенко, В.Е. Методика оценки надежности информационных направлений коммутируемых информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун//Телекоммуникации,-2007.-№3.-С. 18-19.
Выступления на международных и всероссийских конференциях
12. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных сечений оценки структурной надежности элементов информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // XIII Международная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных систем»: сборник трудов. - М.: ООО «Накра прант», 2004. - С. 281 - 286.
13. Фисенко, В.Е. Развитие методологии оценки структурной надежности информационных телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // XII Международная НПК «Системы безопасности»: сборник трудов. - М,: Академия ГПС МЧС России. Режим доступа: http // www.ipb.mos.ru/konf/2003/sb-2003/sec-l/60pdf.
14. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных путей оценки структурной надежности элементов телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // XI Международная НТК «Системы безопасности - 2002»: сборник трудов. - М.: Академия ГПС, 2002. - С. 59 - 61.
15. Фисенко, В.Е. Результаты анализа зависимости надежности направления связи от структуры и количества путей его составляющих / В.Е. Фисенко // VIII Международная конференция «Информатизация правоохранительных систем - 99»: сборник трудов. - М.: ОИПС МАИ, 1999. - С. 250 - 251.
16. Фисенко, В.Е. Оценка живучести информационных направлений на основе экономного алгоритма / В.Е. Фисенко, В.И. Ветров // X Международная конференция «Информатизация правоохранительных систем»: сборник трудов.
- М.: Академия управления МВД РФ, 2001. - С. 378 - 380.
17. Фисенко, В.Е. Использование эвроритмического подхода при решении KP-полных задач защиты информации / В.Е. Фисенко, В.Ф. Макаров // IV Международная конференция «Информатизация правоохранительных систем»: сборник трудов. - М.: Академия МВД РФ, 1995. - С. 52 - 53.
18. Фисенко, В.Е. Методика оценки структурной надежности направлений связи / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун, В.Ф. Макаров // IV Международная кон-
ференция «Информатизация правоохранительных систем»: сборник трудов. - Часть 2.-М.: Академия управления МВД России, 1997.-С. 13-14.
19. Фисенко, В.Е. Оценка надежности коммутируемых информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени / В.Е. Фисенко, Е.В. Гермашев II Материалы XVI Международной НТК «Системы безопасности» - СБ-2007. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - С. 77 - 81.
20. Фисенко, В.Е. Адаптивный метод оценки надежности частично коммутируемых информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени / В.Е. Фисенко // II Всероссийская НПК «Методы и средства технической защиты конфиденциальной информации»: сборник трудов. - Обнинск: ГОУ «ГЦИПК», 2005. - С.58 - 62.
21. Фисенко, В.Е. Анализ возможностей перспективных комплексов связи по обеспечению динамической реконфигурации структуры ПК ИТКС / В.Е. Фисенко [и др.] //1 Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. - Орел, 1998. - С. 75 - 78.
22. Фисенко, В.Е. Математическая модель, используемая для оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко, А.И. Макашен-ко, H.A. Орешин //1 Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. - Орел, 1998. - С. 51 - 54.
23. Фисенко, В.Е. Методы приоритетных путей и сечений оценки надежности информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // IV Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. - Часть 2. - Орел, 2005. - С. 143 -144.
24. Фисенко, В.Е. Модель автоматизированной информационной системы с пакетной коммутацией для оценки надежности ее телекоммуникационной составляющей при динамическом управлении ресурсами / В.Е. Фисенко, В.В. Афанасьев // IV Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. - Часть 2. - Орел, 2005. - С. 223 - 224.
25. Фисенко, В.Е. Эвроритмический подход к оценке структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // I Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. - Орел, 1998. -С. 95-97.
26. Фисенко, В.Е. Развитие методологии оценки надежности информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // IV Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник материалов. - Часть 2. - Орел, 2005. - С. 142 - 143.
Статьи, депонированные в ВИНИТИ
27. Фиеенко, В.Е. Концепция построения коммутируемых ИТКС на основе дополненных древовидных структур / В.Е. Фиеенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004.-С. 85-97.
28. Фиеенко, В.Е. Усовершенствованная математическая модель ИТКС для оценки ее надежности методом приоритетных путей / В.Е. Фиеенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 59 - 69.
29. Фиеенко, В.Е. Методика оценки надежности информационных направлений ИТКС на основе метода приоритетных сечений / В.Е. Фиеенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ07.07.04, № 1165-В2004.-С. 116-125.
30. Фиеенко, В.Е. Подходы к расчету надежности сетей интегрального обслуживания / В.Е. Фиеенко, С.А. Кожухов // Теоретические и практические проблемы естественно-научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография; под редакцией А.П. Фисуна. -Часть 1. -М., 2003.-Деп. в ВИНИТИ 19.02.03, №2210-В2003.~ С. 88-97.
31. Фиеенко, В.Е. Развитие методологии оценки качества информационных телекоммуникационных систем / В.Е. Фиеенко // Теоретические и практические проблемы естественно-научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - Часть 1. - М., 2003. - Деп. в ВИНИТИ 19.02.03, № 2210-В2003. - С. 37-45.
32. Фиеенко, В.Е. Развитие базисно понятийного аппарата и теоретических основ оценки надежности ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фиеенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 130 -138.
33. Фиеенко, В.Е. Оценка живучести информационных направлений ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фиеенко, В.В. Афанасьев // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 145 -152.
34.Фисенко В.Е. Многопродуктовая многополюсная вероятностно-потоковая модель первичной сети связи / В.Е. Фиеенко, H.A. Орешин. - М., 1998. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № A35437.
35. Фиеенко, В.Е. Метод приоритетных путей оценки надежности ИТКС / В.Е. Фиеенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 69 - 74.
36. Фисенко, В.Е. Методика оценки надежности информационных направлений ИТКС на основе метода приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 74 - 79.
37. Фисенко, В.Е. Методика расчета показателей эффективности реализации потенциальной структурной надежности информационных направлений ИТКС на основе метода приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем, монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 79 - 85.
38. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных сечений оценки надежности ИТКС / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 97 - ] 15.
39. Фисенко, В.Е. Итерационная методика оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко, H.A. Орешин. - М., 1998. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35438.
40. Фисенко, В.Е. Эвроритмическая методика определения верхней и нижней оценок структурной надежности направлений и групп направлений связи / В.Е. Фисенко, H.A. Орешин. - М, 1998. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35439.
41. Фисенко, В.Е. Эвроритмическая методика решения задачи оптимального каналообразования на первичной сети связи / В.Е. Фисенко, H.A. Орешин. - М., 1998. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35440.
42. Фисенко, В.Е. Методология формирования критериев выбора показателей надежности ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С. 126 - 130.
43. Фисенко, В.Е. Нормирование показателей надежности направлений связи ИТКС / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Теоретические и практические проблемы естественно-научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография; под редакцией А.П. Фисуна. -Часть 1.-М., 2003.-Деп. в ВИНИТИ 19.02.03, №> 2210-В2003. - С. 98-102.
44. Фисенко, В.Е. Место и роль обеспечения надежности ИТКС в комплексе проблем информационной безопасности / В.Е. Фисенко, В.А. Минаев // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. - С.56 - 59.
Другие публикации не входящие в Перечень ВАК:
45. Фисенко, В.Е. Постановка проблемы, определение направлений и формирование структуры развития методологии оценки надежности информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Оценка надежности информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени
на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна.
- Орел: ОГУ, 2007. - С. 49 - 60.
46. Фисенко, В.Е. Исследование возможных путей построения полевой сети, обеспечивающих передачу данных и факсимильной информации / В.Е. Фисенко, Д.А. Свечников И Сборник научных трудов ВИПС. - Вып. 3. - Орел: ВИПС, 1995.-С. 55-56.
47. Фисенко, В.Е. и др. Адаптивный алгоритм управления параметрами функционирования многоканальных систем передачи информации / В.Е. Фисенко [и др.] // Научная конференция «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи»: сборник материалов. - Часть 3.
- Орел: ВИПС, 1996. - С. 94 - 97.
48. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных путей оценки надежности частично коммутируемых информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Оценка надежности информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - Орел: ОГУ, 2007. - С. 61 - 106.
49. Фисенко, В.Е. Расчет надежности на основе эквивалентности систем / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Сборник научных трудов. - Вып. 15. - Орел: Академия ФАПСИ, 2003. - С. 197 - 199.
50. Фисенко, В.Е. Об использовании эвроритмических методов при решении потоковых задач большой размерности / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов молодых ученых г.Орла. - Орел: ОГТУ, 1995. - С. 62 - 71.
51. Фисенко, В.Е. Развитие методического аппарата оценки эффективности защищенной системы ПД и ФИ на ПСПС / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун // НПК «Проблемы непрерывного профессионального образования в ФАПСИ, роль и место в их решении ВИПС»: сборник материалов. - Орел: ВИПС, 1994. - С. 290 - 292.
52. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных сечений оценки надежности коммутируемых информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Оценка надежности информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - Орел: ОГУ, 2007. - С. 107 - 145.
53. Фисенко, В.Е. Теоретическая модель первичной сети связи ПК ИГСКСР / В.Е. Фисенко [и др.] // Научная конференция «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи»: сборник материалов.-Часть 1. - Орел, 1995.-С. 118-120.
54. Фисенко, В.Е. Методика оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов ВИПС. - Вып.11.
- Орел: ВИПС, 1998. - С. 36 - 38.
55. Фисенко, В.Е. Многопродуктовая многополюсная потоковая модель, используемая для оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов ВИПС. - Вып. 7, - Орел: ВИПС, 1997.-С. 36-38.
56. Фисенко, В.Е. Методика оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов. - Вып 7. - Орел: ВИПС, 1997.-С. 38-42.
57. Фисенко, В.Е. Развитие методологии формирования требований к показателям надежности элементов ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фисенко // Оценка надежности информационно-телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна. - Орел: ОГУ, 2007. - С. 146 - 171.
58. Фисенко, В.Е. Построение моделирующих алгоритмов анализа качества функционирования ИТКС / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Сборник научных трудов. - Вып.З5. - Орел: Академия ФАПСИ, 2003. - С. 199 - 200.
59. Фисенко, В.Е. Анализ состояний и тенденций развития систем коммутации / В.Е. Фисенко [и др.] // Научная конференция «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи»: сборник трудов. -Часть 1.- Орел, 1995.-С. 191-193.
Фисенко Виктор Евгеньевич Автореферат диссертации на соискание ученой степени д .т. н.
Компьютерная верстка и оригинал макет В. Фисенко
Издание и печать с готового оригинал макета
Издатель Александр Воробьев
Лицензия ИД № 00283 от 1 октября 1999 г., выдана Министерством Российской Федерации по делам печати, телевидения и средств массовой коммуникации
Подписано в печать 22.\0.2008.
Гарнитура Ттеэ.Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная.
Усл. п. л. 1,5.
Тираж 100 экз. Заказ № Ж .
-
Похожие работы
- Развитие методов и средств программирования на основе компьютерного исчисления древовидных структур
- Алгоритмы обучения с голосованием древовидных правил
- Оперативное построение расписаний с древовидной структурой требований
- Организация взаимодействия компонент в слабосвязанных распределенных информационных системах
- Автоматический синтез правил коррекции текстовых документов формата LATEX
-
- Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
- Теория систем, теория автоматического регулирования и управления, системный анализ
- Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
- Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
- Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)
- Управление в биологических и медицинских системах (включая применения вычислительной техники)
- Управление в социальных и экономических системах
- Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
- Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
- Телекоммуникационные системы и компьютерные сети
- Системы обработки информации и управления
- Вычислительные машины и системы
- Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)
- Теоретические основы информатики
- Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
- Методы и системы защиты информации, информационная безопасность