автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Повышение качества адаптируемого программного обеспечения управляющих ЭВМ на основе систем нечеткого вывода

На правах рукописи

0034Ь ^ьи

СКРЯБИН Алексей Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА АДАПТИРУЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ЭВМ НА ОСНОВЕ СИСТЕМ НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2

Уфа 2008

003457360

Работа выполнена на кафедре вычислительной техники и защиты информации Уфимского государственного авиационного технического университета

Защита состоится 25 декабря 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.07 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Научный руководитель

д-р техн. наук, проф. ФРИД Аркадий Исаакович

Официальные оппопенты д-р техн. наук, проф.

КУЛИКОВ Геннадий Григорьевич

канд. техн. наук

АХМЕТОВ Марат Искандарович

Ведущая организация

ООО Научно-производственная фирма «Датакрат-Е», г. Екатеринбург

Автореферат разослан 24 ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

С. С. Валеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Управляющие ЭВМ (УЭВМ) представляют собой широкий класс ЭВМ, используемых в системах управления различными объектами. Программное обеспечение (ПО) УЭВМ призвано выполнять набор функций, определенный при ее проектировании. Однако, со временем характеристики объекта управления, а также условия и задачи функционирования УЭВМ могут меняться. Это приводит к необходимости замены или модернизации программного обеспечения. Модернизация программного обеспечения направлена, как правило, на расширение поддерживаемой управляющей ЭВМ функциональности и приспособление ее к постоянно изменяющимся условиям функционирования.

Современное ПО УЭВМ является, как правило, адаптируемым (АПО), что подразумевает не только изменение значений внутренних переменных ПО, но и модификацию структур данных и алгоритмов функционирования. Адаптация достигается путем его модернизации за счет использования технологий композиционной адаптации.

Усовершенствование готового, действующего программного продукта предпочтительней разработки нового. Оно достигается за счет модернизации ПО, целью которой может являться смена алгоритма управления либо замена существующей реализации алгоритма.

Одним из примеров усовершенствования ПО УЭВМ является модернизация адаптируемых программ управления для электронных систем управления двигателем (ЭСУД) внутреннего сгорания. Как известно, при использовании различных модификаций базового ПО ЭСУД может быть достигнуто:

• уменьшение времени запуска двигателя при низких температурах;

• уменьшение среднего расхода топлива на 5-7%;

• увеличение крутящего момента на коленчатом вале двигателя на 2-3%;

• адаптация двигателя к использованию на альтернативных видах топлива.

Данный пример, как и многие другие, показывает, что обновление АПО УЭВМ позволяет улучшать характеристики ее использования, а также добавлять новые возможности и услуги.

Важнейшей характеристикой УЭВМ, функционирующих в условиях неопределенности, является надежность, которая в значительной мере обусловлена надежностью ее ПО. Необходимость поддержания на должном уровне характеристик надежности требует применения методов контроля и диагностики ПО в процессе функционирования УЭВМ. Различным аспектам надежности, контроля и диагностики ПО посвящены работы таких ученых как Авиженис А., Майерс Г., Липаев В.В., Кобб Г., Браун К., Смагин В.А., Соммервил И., Терехов А.Н., Иыуду К.А. и других.

Повышение сложности управляемых объектов и неопределенности условий их функционирования приводит к тому, что процесс отладки модифицированного ПО целесообразно проводить непосредственно в реальных

условиях. Это можно объяснить тем, что не все реальные условия функционирования УЭВМ могут быть учтены при моделировании, что, как правило, приводит к внесению ошибок в модернизируемое ПО. Внесенные ошибки в дальнейшем обнаруживаются уже при пробной эксплуатации, что приводит к простоям в работе УЭВМ и негативному воздействию некорректного программного обеспечения на управляемый объект. Таким образом, одним из перспективных направлений в разработке ПО УЭВМ является интеграция процессов тестирования модифицированного ПО и его эксплуатации.

Интенсивное развитие современных технологий программной инженерии, методов композиционной адаптации ПО требует постоянного решения вновь возникающих задач, таких как обеспечение надежности АПО, сокращение простоев в работе УЭВМ при модернизации, уменьшение количества вносимых ошибок в модифицированное АПО, автоматизация процесса контроля и диагностики АПО. Однако данные задачи либо не были решены, либо были решены недостаточно полно.

Таким образом, актуальной является задача повышения качества АПО в части его надежности в процессе модернизации. Данная задача может быть решена посредством создания алгоритмов, и на их основе методики, предусматривающих автоматизированный процесс модернизации АПО с контролем его качества на каждом этапе процесса. Вопросы, решаемые в рамках рассматриваемого направления: автоматизированный процесс модификации АПО; осуществление контроля и диагностики функционирования АПО УЭВМ и уменьшение количества вносимых ошибок при модернизаций.

Объект исследования - процесс модернизации адаптируемого программного обеспечения управляющих ЭВМ.

Предмет исследования — качество адаптируемого программного обеспечения управляющих ЭВМ в процессе его модернизации. Цель работы

Повышение надежности функционирования программного обеспечения управляющих ЭВМ в процессе его модернизации. Задачи исследования

1. Разработка модели процесса модернизации адаптируемого ПО УЭВМ.

2. Разработка алгоритмов автоматического контроля и диагностики адаптируемого ПО УЭВМ в процессе модернизации.

3. Разработка методики модернизации адаптируемого ПО УЭВМ, позволяющей повысить надежность его функционирования на основе результатов работы контролирующих и диагностирующих программ.

4. Разработка средств аппаратной поддержки для реализации сервисных программ модернизации АПО и апробация полученных результатов.

Методы исследования

Поставленные в диссертационной работе задачи решаются на основе теории графов, теории нейронных сетей, теории нечетких множеств, теории сетей Петри. Используется БАОТ-методология, а также объектно- и автоматно-

ориентированные подходы к программированию. Широко использовано моделирование на персональных ЭВМ с использованием готовых и самостоятельно разработанных программных продуктов. Результаты, выносимые на защиту

1. Модель процесса модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на подклассе сетей Петри, отличающаяся способом управления переходами между состояниями на основе систем нечеткого вывода, позволяющая автоматизировать процесс модернизации программного обеспечения.

2. Алгоритмы контроля и диагностики ПО УЭВМ в процессе модернизации, основанные на технологии отрицательного динамического тестирования, отличающиеся способом автоматического построения базы тестовых примеров, позволяющие уменьшить количество вносимых ошибок в адаптируемое ПО, повышая тем самым его надежность.

3. Методика модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на каскадном процессе разработки программного обеспечения, отличающаяся включенными в нее алгоритмом процесса адаптации ПО и способом его динамического тестирования с использованием модели объекта управления, позволяющая ускорить процесс адаптации ПО УЭВМ и повысить его надежность.

4. Трехъядерная структура специализированного вычислителя, отличающаяся выделенным диагностическим ядром, защищающая управляемый объект от воздействия возможных программных ошибок, что позволяет повысить надежность АПО в процессе его модернизации.

Научная новизна заключается

1. В модели процесса модернизации АПО УЭВМ, в виде подкласса сетей Петри, отличающейся способом управления переходами в сети на основе систем нечеткого вывода

2. В алгоритмах контроля и диагностики адаптируемого ПО УЭВМ, отличающихся способом генерации базы тестовых примеров, автоматически получаемых в ходе построения обучающей выборки при дообучении нейросетевой модели объекта управления в режиме on-line.

3. В методике модернизации АПО УЭВМ, основанной на использовании разработанных модели и алгоритмов.

Практическая значимость и внедрение результатов работы Результаты исследования, выполненные в диссертации, позволяют:

1. повысить качество адаптируемого ПО УЭВМ и ускорить процесс его модернизации за счет автоматизации процессов разработки и контроля;

2. реализовать разработанные алгоритмы модернизации на базе предложенного специализированного вычислителя;

3. увеличить количество обнаруживаемых на этапе опытной эксплуатации ошибок с 1 до 4 (из 5 внесенных) и увеличить среднее количество прогонов программы до возникновения необнаруженных критических ошибок в 2,8 раза для рассмотренного в работе примера.

Полученные в ходе работы решения были защищены Патентом РФ на комплексное изобретение «Устройство и способ контроля управляющей программы вычислителя» № 2300795 от 14 июня 2005 г.

Практическое значение результатов диссертации подтверждено внедрением разработанных программных продуктов в ООО «АвтоГАЗцентр» (генеральный представитель ОАО «ГАЗ» в Республике Башкортостан), а также в учебный процесс кафедры вычислительной техники и защиты информации Уфимского государственного авиационного технического университета.

Апробация работы

Основные положения, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: всероссийской молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (г. Уфа, 2003); международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Искусственный интеллект в XXI веке» (г. Пенза, 2004); второй всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление» (г. Уфа, 2005); ХШ-ом Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (г. Красноярск, 2005); международной научной технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» (г. Екатеринбург, 2006); третьей всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых «Интеллектуальные системы обработки информации и управления» (г. Уфа, 2008).

Публикации

Основные положения и результаты исследований по диссертационной работе опубликованы в 2 статьях в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ, 10 публикациях в журналах, материалах Всероссийских и Международных конференций, кроме этого, получены 2 свидетельства РосАПО о регистрации программ для ЭВМ №2005611955, №2008611079, а также патент на изобретение №2300795.

Структура в объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка использованной литературы из 144 наименований, приложений, содержит 53 рисунка и 10 таблиц. Общий объем диссертации составляет 141 страницу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дана классификация методов и технологий модернизации, проанализированы современные методы адаптации программного обеспечения. Также рассмотрены основные модели процесса разработки программного обеспечения. Проанализированы современные методы контроля, диагностики и обеспечения надежности программного обеспечения.

Отмечается, что согласно международному стандарту ISO 9126-1 «Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики качества и руководство но их применению», качество ПО определяется рядом характеристик и субхарактеристик, из которых в работе рассматриваются функциональность и надежность, характеризуемая количеством прогонов модифицированного АПО без возникновения критических ошибок.

Проведенный анализ современных методов контроля и диагностики ПО УЭВМ показал, что их наибольшая эффективность может быть достигнута при повышении эффективности контроля правильности выполнения процесса управления. Это подразумевает функциональную проверку ПО УЭВМ.

Процесс модернизации АПО УЭВМ происходит, как правило, таким образом, что программное обеспечение модифицируется и отлаживается удаленно от УЭВМ, при этом могут не учитываться особенности функционирования целевой системы, в результате чего при модернизации в АПО могут быть внесены алгоритмические и программные ошибки.

Таким образом, процесс модернизации АПО целесообразно производить в реальных условиях функционирования УЭВМ, объединяя процессы тестирования и эксплуатации. Однако, в этом случае ошибки, допущенные на этапе модернизации АПО, могут оказывать негативное влияние на управляемый объект и на саму УЭВМ. Кроме этого, поиск и устранение допущенных ошибок приводят к простоям в работе УЭВМ, если опытная эксплуатация происходит в реальных условиях. В силу этого становится актуальной задача организации процесса модернизации АПО УЭВМ таким образом, чтобы опытная эксплуатация модифицированного ПО производилась в реальных условиях, параллельно с функционированием немодифицированной прикладной программы. Это возможно, в частности, при использовании модели управляемого объекта. На рис. 1 изображена предлагаемая архитектура процесса модернизации АПО УЭВМ.

Внешние условия

УЭВМ

Адаптируемое ПО

Внешний интерфейс

Модифицированное Модель ОУ

АПО

Сервисное диагностическое ПО. (Функциональная проверка модифицированного ПО и оценка его качества)

Процесс модернизации адаптируемого ПО

Рисунок 1 - Предлагаемая архитектура процесса модернизации ПО УЭВМ

В предлагаемой архитектуре процесс модернизации переносится в УЭВМ, где он происходит в реальных условиях ее функционирования программными средствами самой УЭВМ. В завершении первой главы формулируются цель и задачи исследования.

Во второй главе приводится разработка модели процесса модернизации АПО УЭВМ и способа управления срабатыванием переходов модели на основе систем нечеткого вывода.

На рис. 2 показано изменение количества ошибок в АПО УЭВМ в моменты его модернизации, где: В - количество ошибок; В0 - допустимое количество ошибок, при котором АПО считается корректным; Tmgi - время простоя или некорректной работы АПО при г'-ой модернизации; AB - разница между допустимым и внесенньм количеством ошибок.

Критерием качества АПО УЭВМ, рассматриваемым в работе, является:

J ~ S ~* m'n' при {т -T,G<Gq, где Т - время функционирования

г

системы; tm - время модернизации АПО; G0 - общее ограничение на вычислительные ресурсы.

№ А

Рисунок 2 - Изменение количества ошибок в АПО УЭВМ при модернизациях.

Описание процесса модернизации АПО УЭВМ, производится в рамках ЗАСГ-методологаи (рис. 3.).

На основе функциональной модели предложена динамическая модель процесса модернизации в следующем виде.

С=(2>, А, Т, С, РА, Рс, I, О, д), где: 5 = {в/, 52, ■•• ,вп} - конечное множество состояний модели; Т ={ ■■• Лт } — конечное множество переходов между состояниями; А = {а], а2, ... } - конечное множество действий; С - {С], с2, ... ,0^} - конечное множество условий срабатывания переходов из Т; РА - функция принадлежности действий состояниям, которая определяется как отображение

РА\ Б—^А; - функция принадлежности условий переходам, которая

определяется как отображение Рс: Т—>С;

Постановка

задачи в предметной области

А1

011-

Содержатепшая постановка задачи

Определение целесообразности модификации ПО А2

021-

ноцвлесообразностъ

022-Решение о нвнале работ

Выбор инструментальных средств разработки и тестирования

АЗ

3-

031-

Выбракные

средства

032-Оценка еыбр. средств.

Определение разработчиков и

тестировали ко в М —

С1

052 - Метрические оценки модификации

Написание и

отладка модификации программы

051 - Версия

модифицированного

ПО

062 - Метрические оценки результатов проверки

Функциональная

проверка модифицирование го ПО

061 - Коррестмая версия

модифицированного ПО

Ввод в эксплуатацию

Рисунок 3 - Функциональная модель процесса модернизации АЛО УЭВМ

/-входная функция переходов, которая определяется как отображениеI: Б—*Т\ О - выходная функция переходов, которая определяется как отображение О: Т—5 - искомый алгоритм управления срабатыванием переходов. Граф модели показан на рис. 4.

---► Управление

срабатыванием перехода, определяется компонентой <5 модели

Модернизация возможна и целесообразна?

1*4

--->-

Определены средства, программисты, сроки, получены соответствующие _метрики?_

5г /а» ад7

--->-

Реализован функционал АПО, получены соответствующие метрики?

--->-

Истек срок тестирования, результат тестирования удовлетворителен, метрики получены?

°3

[а* а51

и

34 вТ]

--->-

Результат тестирования удовлетворителен, оценки показателей получены, качество АПО удовлетворительно?

1ад1

--->-

в - шаг а - действие t - переход

«6

[Зд, ЭЮ]

Существует необходимость модернизации?

Возвраты в предыдущие состояния

Существует необходимость возврата к данному шагу?

I

J

Рисунок 4 - Граф модели процесса модернизации АПО УЭВМ

Искомый ¿-алгоритм формально определяется следующим образом. 6 = /(Ш где Ql - интегральная оценка качества АПО на 1 - ом этапе, б; = g(p!ь Р2ь—,Рц!), где г - номер перехода,р,ь (¡~1 ...ц) - показатели качества АПО (метрики) для текущего перехода. £>, -> шах, при р], < <> р"„ гдер'л,р"р- ограничения метрик.

Выбор систем нечеткого вывода обусловлен тем, что процесс модернизации АПО, находящийся в том или ином состоянии, характеризуется рядом показателей или метрик, анализ которых является основанием для принятия решения о возможности перехода процесса к следующему состоянию.

Однако, в ряде случаев найти четкое числовое значение некоторых метрик бывает затруднительно, например, трудно измерить желание заказчика. Использование систем нечеткого вывода позволяет решить данную проблему, поскольку в них вывод заключения производится в нечетких терминах вида «большой», «малый», «средний» и т.п.

В предлагаемой модели каждому переходу ^ ставится в соответствие система нечеткого вывода, управляющая этим переходом. Система нечеткого вывода, имея на входе контрольные показатели процесса модернизации ПО в данной вершине предложенной модели, дает количественную оценку возможности перехода процесса в следующее состояние. Приведена блок-схема данного алгоритма. Предложенная модель с нечетко-управляемыми переходами позволить автоматизировать процесс модернизации, и, как следствие повысить качество АПО.

В третьей главе предложены алгоритмы для функциональной автоматической проверки модифицированного АПО, средства их аппаратной поддержки, а также методика процесса модернизации.

Для перехода предложенной модели функциональную проверку предлагается осуществлять автоматически в реальных условиях программными средствами УЭВМ с использованием модели объекта управления.

Функциональную автоматическую проверку предлагается осуществлять по следующей схеме.

Из базы тестов берется значение и предъявляется модифицированной программе. Затем организуется цикл, в котором модифицированная программа управления вырабатывает управляющее воздействие, подаваемое на модель объекта. Отклики модели является входными данными для тестируемой программы. По окончании этого цикла из базы берется новое значение и все повторяется до тех пор, пока база не опустеет. Результаты тестирования служат основанием для решения о постановке новой программы на исполнение. Блок-схема данного алгоритма представлена рис. 5 (а).

Предлагается и обосновывается использование нейросетевой модели объекта. Процессы обучения нейросетевой модели, а также моделирование предлагается реализовать в сервисных программах УЭВМ. Нейросетевая модель лежит в основе предлагаемых алгоритмов автоматической генерации базы тестовых примеров для функциональной проверки модифицированного АПО.

Алгоритм автоматической генерации базы тестовых примеров можно описать следующим образом.

Немодифицированная программа УЭВМ формирует управляющее воздействие, которое подается на нейросетевую модель объекта управления. Отклик модели сравнивается с откликом управляемого объекта. Если имеется расхождение выше допустимого, то обучающая выборка нейронной сети пополняется управляющим воздействием и откликом, а база тестов -предыдущим откликом. Блок схема алгоритма представлена на рис. 5 (б).

а) б)

Рисунок 5 - Блок-схемы алгоритмов автоматической генерации базы тестовых примеров и автоматической функциональной проверки модифицированного АЛО

В качестве аппаратных средств поддержки предложенных алгоритмов в третьей главе предложена трехъядерная структура специализированной УЭВМ (рис. 6).

В предлагаемой структуре два ядра идентичны, третье является выделенным диагностическим ядром и управляет работой всей УЭВМ.

Диагностическое ядро задает разные режимы работы. В основном режиме основное и тестовое ядра исполняют программу управления, третье ядро следит за их состоянием с целью заменить отказавшее ядро в случае необходимости. Сервисные программы диагностического ядра также обучают нейросетевую модель и формируют базу тестовых примеров согласно предложенным алгоритмам.

Состояние Состояние

1 — запрос на модификацию; 2 — готовность к обновлению, 3- передача кода обновления, 4 - результат функциональной проверки, 5 - управляющие воздействия; 6 - отклики управляемого объекта; L1JO - шинный формирователь; Бл — блокировка;

Рисунок 6 - Трехъядерная специализированная У ЭВМ

В режиме модернизации ПО основное ядро продолжает исполнять свои функции, тестовое ядро исполняет модифицированную программу, работая с моделью объекта управления. Программа диагностического ядра оценивает работу тестового ядра под управлением новой программы и принимает решение о постановке ее на исполнение. Предложен алгоритм функционирования диагностического ядра, блок-схема которого представлена на рис. 7.

В завершении главы приводится методика модернизации АПО, использующая разработанную модель и алгоритмы.

1. Анализ предметной области и существующих ограничений

1.1. Определение субъекта, объекта и механизма модернизации.

1.2. Определение свойств и показателей адаптации с учетом используемой технологии адаптации.

1.3. Определение доступных ресурсов (разработчики, тестировщики).

2. Подготовка модели G=(S, А, Т, С, F/tl Fol О, 6) к использованию.

2.1. Назначение условий переходов между состояниями (множество С).

2.2. Определение показателей (метрик) для всех состояний модели (множества Р).

2.3. Построение систем нечеткого вывода, управляющих срабатываниями переходов.

3. Ожидание события, приводящего к необходимости модернизации.

3.1. Осуществление процессов, относящихся к текущей вершине модели (текущему этапу процесса модернизации).

3.2. Анализ полученного результата системами нечеткого вывода, связанными с переходами из данной вершины. 5 -управление переходами на основании данного анализа.

^ Начало

/ Хь,Х,.У /

Рисунок 7 — Алгоритм функционирования диагностического ядра

В четвертой главе представлен пример модернизации АПО системы управления двигателем внутреннего сгорания. Цель модернизации -модифицировать управляющую программу ЭСУД таким образом, чтобы ограничить частоту вращения коленчатого вала в период прохождения двигателем обкатки.

Идея состоит в модификации программы обработки сигнала с датчика положения дроссельной заслонки с тем, чтобы в нужный момент ограничить частоту вращения коленчатого вала так, как будто дроссельная заслонка находится в фиксированном положении.

Но в программах, реализующих этот закон, можно допустить ошибки, приводящие к недопустимой работе двигателя.

Для проведения эксперимента была разработана среда моделирования процесса модернизации в лингвистически-адаптируемой программной системе FORTH 4.0. На рис. 8 показаны воздействия различных программ,

реализующих законы управления, на модель двигателя. На осциллографах слева показана работа существующей программы управления, справа - работа новой. Результаты тестирования, полученные при помощи разработанной программной среды, также отображены на рисунке.

- Область недопустимых значений

ШШг ¿до

а Частом

- Область желаемых значений

Огйп Гкшць

0000.00 ¡ЧйэдШйЧй к '

1 '.д

.000000 ш

ШИВ щИРРР

12 ПоярйГвние-Щкшёл&Ш

•г .

Модифицированная программа:

Недопустимые управляющие воздействия! Нестабильная работа двигателя!

программа отклонена!

Рисунок 8 - Тестирование модифицированной программы

На рис. 9 показано тестирование различных вариантов программ для ЭСУД. Выбран был только один, для которого оценка нечеткой системой вывода была удовлетворительной.

Выбранный вариант

N варианта УЛО ЭСУД

Рисунок 9 - Оценка вариантов программ ЭСУД нечеткой системой вывода ((0.14 — оценка ^модифицированной программы)

Количественные характеристики повышения качества ПО ЭСУД для рассмотренного примера приведены в следующей таблице, где первая строка соответствует варианту без использования предложенных решений, а вторая - с их применением.

Общее число допущенных ошибок Количество обнаруженных ошибок Вероятность безотказной работы (по модели надежности Колина-Липаева) Среднее количество прогонов программы до возникновения критических ошибок

5 1 0,51 249875

5 4 0,85 698003

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана модель процесса модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на подклассе сетей Петри, отличающаяся способом управления переходами между состояниями графа на основе систем нечеткого вывода, позволяющая повысить качество адаптируемого ПО УЭВМ за счет автоматизации процесса модернизации программного обеспечения.

2. Разработаны алгоритмы контроля и диагностики АПО УЭВМ, основанные на технологии отрицательного динамического тестирования, отличающиеся способом автоматического построения базы тестовых примеров, позволяющие сократить временные затраты на проверку модифицированного АПО и уменьшить количество вносимых в него ошибок.

3. Предложена методика модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на каскадном процессе разработки программного обеспечения, отличающаяся включенными в нее алгоритмом процесса адаптации ПО и способом его динамического тестирования с использованием нейросетевой модели объекта управления, позволяющая ускорить процесс адаптации ПО УЭВМ, уменьшить влияние возможных вносимых программных и алгоритмических ошибок. Методика включает в себя мониторинг адаптируемого ПО УЭВМ, алгоритм дообучения нейронной сети в процессе функционирования УЭВМ и алгоритм автоматической генерации базы тестов для проверки модифицированного ПО.

4. В качестве средств аппаратной поддержки для реализации сервисных программ модернизации АПО предложена трехъядерная структура специализированной УЭВМ, отличающаяся выделенным диагностическим ядром, защищающая управляемый объект от воздействия возможных программных ошибок (Патент РФ № 2300765 от 14.06.2005). Показано эффективное применение методики, предложенных алгоритмов и разработанной структуры к ПО электронных систем управления двигателем внутреннего сгорания. Применение полученных результатов позволило для рассмотренного в работе примера повысить вероятность безотказной работы ПО ЭСУД (по модели надежности Колина-Липаева) с 0.51 до 0.85, соответственно, обнаружить 4 из 5 внесенных алгоритмических ошибок и увеличить среднее количество прогонов программы до возникновения критических ошибок с 249875 до 698003.

ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемых журналах из списка ВАК

1. Модернизация управляющих программ систем автоматического управления автономными мобильными объектами / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш, А. И. Фрвд // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2008. - N3.- С. 1419.

2. Методика реинжиниринга управляющих программ / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш, А.И. Фрид // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2008. - N 8. - С. 30-35.

В других изданиях

3. Контроль процесса адаптации программного обеспечения специализированного вычислителя /A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: сборник трудов Всероссийской молодежи, науч.-техн. конф./ УГА1У - Уфа, - 2003.-С.14.

4. Адаптируемый вычислитель, защищенный от программных ошибок / A.M. Скрябин, Д.И. Кардащ // Искусственный интеллект в XXI веке: сбор. стат. lift всерос. науч.-техн. конф. - Пенза, 2004.- С. 85-88.

5. Методика реинжиниринга автономных программно-аппаратных вычислительных комплексов /A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Компьютерные науки и информационные технологии, CSIT'2005 : сборник научных трудов 7-й Международной конференции. - Уфа: УГАТУ, 2005. - Т. 2. - С. 5-10. (на англ. языке).

6. Способ организации процесса динамического тестирования программного обеспечения специализированного вычислителя / A.M. Скрябин, Д.И. Кардащ // Мехатроника, автоматизация, управление, МАУ'2005 : сб. трудов второй Всероссийской научно-технической конференция с международным участием. - Уфа: УГАТУ, 2005. - Т. 2. - С. 281-287.

7. Интеллектуальный способ построения базы тестов управляющего программного обеспечения / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Нейроинформатика и ее приложения: материалы ХП1 Всероссийского семинара, 7-9 октября 2005 г. / Под ред. А.Н.Горбаня, Е.М.Миркеса. Отв. за выпуск Г.М.Садовская, ИВМ СО РАН, Красноярск, 2005. - С. 106-107

8. Нейросетевое моделирование электронной системы управления двигателем внутреннего сгорания / А.М. Скрябин, Д.И. Кардаш // Моделирование неравновесных систем: материалы VHI Всероссийского семинара, 14-16 октября 2005 г. / Под ред. В.В. Слабко. Отв. за выпуск М.Ю. Сенашова, ИВМ СО РАН, Красноярск, 2005. - С. 177-178.

9. Интеллектуальная среда моделирования реинжиниринга программного обеспечения специализированного вычислителя /A.M. Скрябин // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611955 от 5 августа 2005 г.

Ю.Метод мониторинга и диагностики инжекторного двигателя внутреннего сгорания / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России: материалы международной научной технической конференции / под общей ред. В. М. Сай. - Екатеринбург: Изд-во УрГУС, 2006.- С. 249 - 250.

11.Пат. 2300795 Российская Федерация, MIIK7G 05 В 23/00. Устройство и способ для контроля управляющей программы вычислителя 1 А.М Скрябин, Д.И Кардаш, А.И. Фрид; заявитель и патентообладатель Уфимский госуд. авиационный техн. ун-т. -№ 2005118237/09; заявл. 14.06.05 ; опубл. 10.06.07, Бюл. № 16. - 9 с.: ил.

12.Жизненный цикл композиционно-адаптируемого программного обеспечения / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Аспирант и соискатель . - 2008. - N 2. - С.

13.Модель жизненного цикла композиционно-адаптируемого программного обеспечения / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Сборник статей третьей всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых, 2023 февраля 2008. - Уфа: «Издательство «Диалог», 2008. - Том 1. - С. 369-

14,Нечеткая экспертная система оценки управляющего программного обеспечения 1 A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Аспирант и соискатель . - 2008. -N З.-С. 137-140.

15.Модуль реинжиниринга платежной системы мобильных кассовых терминалов /A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2008611079 от 19 февраля 2008 г.

171-174.

374.

Диссертант

А. М. Скрябин

СКРЯБИН Алексей Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА АДАПТИРУЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ЭВМ НА ОСНОВЕ СИСТЕМ НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 21.11.08. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman Cyr. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр,- отт. 1,0. Уч.- изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 554.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса,12

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Анализ методов модернизации программного обеспечения современных информационно-управляющих систем.

1.1. Анализ методов и технологий модернизации программного обеспечения

1.2. Процесс и модели разработки программного обеспечения.

1.3. Анализ современных методов контроля и диагностики программного обеспечения.

1.4. Выводы по главе.

2. Разработка алгоритмов модернизации адаптируемого программного обеспечения УЭВМ.

2.1. Разработка математической модели процесса модернизации адаптируемого программного обеспечения УЭВМ.

2.2. Создание алгоритма управления переходами модели процесса модернизации программного обеспечения УЭВМ.

2.3. Построение систем нечеткого вывода для управления срабатыванием переходов модели.

2.4. Выводы по главе.

3. Разработка аппаратных и алгоритмических средств поддержки процесса модернизации адаптируемого программного обеспечения УЭВМ.

3.1. Разработка структуры специализированной УЭВМ.

3.2. Построение алгоритмов функционирования специализированной УЭВМ

3.3. Создание алгоритмов контроля процесса адаптации модифицированного программного обеспечения.

3.4. Обоснование и планирование модернизации программного обеспечения.

Методика модернизации АПО УЭВМ.

3.5. Выводы по главе.

4. Применение разработанной методики для модернизации программного обеспечения специализированных УЭВМ.

4.1. Модернизация программного обеспечения системы управления двигателем внутреннего сгорания.

4.1.1. Обоснование модернизации программного обеспечения электронных систем управления двигателем внутреннего сгорания.

4.1.2. Моделирование процессов модернизации.

4.1.3. Пример оценки надежности программного обеспечения системы управления двигателем внутреннего сгорания при модернизации.

4.2. Выводы по главе.

В современных условиях важное значение во всех областях человеческой деятельности имеют информационные процессы. Информация, технологии анализа и обмена ею являются основой для построения информационных систем, особым классом которых являются информационно-управляющие системы. Понятие «информационно-управляющая система» (ИУС) может рассматриваться как универсальное представление широкого спектра форм человеческой деятельности. Идущее быстрыми темпами внедрение компьютерных технологий во все сферы жизни создаёт возможность рассмотрения многих объектов реального мира в виде объектов управления.

Управляющие ЭВМ (УЭВМ) как часть информационно-управляющих систем являются широко используемыми в различных областях деятельности, для различных управляемых объектов. Основой таких систем, как правило, является не универсальные, а специализированные вычислители на базе микроконтроллеров (микропроцессоров), малые габариты, низкое энергопотребление, высокая надежность и относительно невысокая стоимость которых объясняет их интенсивное распространение. Особенностями данных систем, как правило, являются:

• функционирование в реальном масштабе времени;

• затруднительный доступ к ним;

• реализация в виде специализированного вычислителя;

• удаленность от оператора.

Программное обеспечение УЭВМ призвано выполнять набор функций, определенный при ее проектировании. Однако, со временем условия, а также задачи функционирования УЭВМ могут меняться. Это приводит к вопросу о замене или модернизации программного обеспечения. Модернизация программного обеспечения направлена, как правило, на расширение поддерживаемой управляющей ЭВМ функциональности, приспособление ее к постоянно меняющимся условиям функционирования и возлагаемым задачам.

Наиболее существенным преобразованием в процессе сопровождения программного обеспечения является его модернизация [87]. В этом случае оно попадает под определение «унаследованного» [49].

Унаследованные системы {legacy systems) - это системы, по тем или иным причинам переставшие удовлетворять изменившимся потребностям применений, которые, тем не менее, продолжают использоваться ввиду больших затруднений, возникающих при их замене. Унаследованные системы используют морально устаревшие технологии, архитектуры, платформы. При проектировании таких систем, как правило, не предусматриваются должные меры для их пошаговой миграции в новые системы. Для таких систем характерны также монолитность и закрытость. Любая морально устаревшая система является унаследованной [143].

Современное ПО УЭВМ является, как правило, адаптируемым (АПО), что подразумевает не только изменение значений внутренних переменных ПО, но и модификацию структур данных и алгоритмов функционирования. Адаптация достигается путем его модернизации за счет использования технологий композиционной адаптации.

Усовершенствование готового, действующего программного продукта предпочтительней разработки нового. Оно может быть достигнуто за счет модернизации программного обеспечения, целью которой может являться смена алгоритма управления, либо замена существующей реализации алгоритма.

В качестве примера усовершенствования программного продукта можно указать внедрение платформы виртуализации Hyper-V от корпорации Microsoft в действующие операционные системы центра обработки данных российской компании SABMiller [57]. В результате внедрения серверный парк компании сократился с 48 до 6 серверов, а скорость развертывания новых сервисов выросла в 100 раз. После внедрения платформы затраты на информационные технологии компании снизились на 42% в год.

Одним из примеров усовершенствования ПО УЭВМ является модернизация адаптируемых программ управления для электронных систем управления двигателем (ЭСУД) внутреннего сгорания. При использовании различных модификаций базового ПО ЭСУД может быть достигнуто [110]:

• уменьшение времени запуска двигателя при низких температурах;

• уменьшение среднего расхода топлива на 5-7%;

• увеличение крутящего момента на коленчатом вале двигателя на 2-3%;

• адаптация двигателя к использованию на альтернативных видах топлива.

Данный пример, как и многие другие, показывает, что в настоящее время для мобильных устройств обновление программного обеспечения позволяет улучшать характеристики использования устройств, а также добавлять новые возможности и услуги, предоставляемые устройством.

Данный пример, как и многие другие, показывает, что обновление АПО УЭВМ позволяет улучшать характеристики ее использования, а также добавлять новые возможности и услуги.

Важнейшей характеристикой УЭВМ, функционирующих в условиях неопределенности, является надежность, которая в значительной мере обусловлена надежностью ее ПО. Необходимость поддержания на должном уровне характеристик надежности требует применения методов контроля и диагностики ПО в процессе функционирования УЭВМ. Различным аспектам надежности, контроля и диагностики ПО посвящены работы таких ученых как Авиженис А., Майерс Г., Липаев В.В., Кобб Г., Браун К., Смагин В.А., Соммервил И., Терехов А.Н., Иыуду К.А. и других.

Повышение сложности управляемых объектов и неопределенности условий их функционирования приводит к тому, что процесс отладки модифицированного ПО целесообразно проводить непосредственно в реальных условиях. Это можно объяснить тем, что не все реальные условия функционирования УЭВМ могут быть учтены при моделировании, что, как правило, приводит к внесению ошибок в модернизируемое ПО. Внесенные ошибки в дальнейшем обнаруживаются уже при пробной эксплуатации, что приводит к простоям в работе УЭВМ и негативному воздействию некорректного программного обеспечения на управляемый объект. Таким образом, одним из перспективных направлений в разработке ПО УЭВМ является интеграция процессов тестирования модифицированного ПО и его эксплуатации.

Интенсивное развитие современных технологий программной инженерии, методов композиционной адаптации ПО требует постоянного решения вновь возникающих задач, таких как обеспечение надежности АПО, сокращение простоев в работе УЭВМ при модернизации, уменьшение количества вносимых ошибок в модифицированное АПО, автоматизация процесса контроля и диагностики АПО. Однако данные задачи либо не были решены, либо были решены недостаточно полно.

Таким образом, актуальной является задача повышения качества АПО в части его надежности в процессе модернизации. Данная задача может быть решена посредством создания алгоритмов, и на их основе методики, предусматривающих автоматизированный процесс модернизации АПО с контролем его качества на каждом этапе процесса. Вопросы, решаемые в рамках рассматриваемого направления: автоматизированный процесс модификации АПО; осуществление контроля и диагностики функционирования АПО УЭВМ и уменьшение количества вносимых ошибок при модернизации.

Настоящая работа посвящена разработке методики модернизации адаптируемого программного обеспечения УЭВМ в контексте повышения надежности и корректности АПО.

Объект исследования — процесс модернизации адаптируемого программного обеспечения управляющих ЭВМ.

Предмет исследования — качество адаптируемого программного обеспечения управляющих ЭВМ в процессе его модернизации.

Цель работы - повышение надежности функционирования программного обеспечения управляющих ЭВМ в процессе его модернизации.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и решены следующие задачи:

Задачи работы

1. Разработка модели процесса модернизации адаптируемого ПО УЭВМ.

2. Разработка алгоритмов автоматического контроля и диагностики адаптируемого ПО УЭВМ в процессе модернизации.

3. Разработка методики модернизации адаптируемого ПО УЭВМ, позволяющей повысить надежность его функционирования на основе результатов работы контролирующих и диагностирующих программ.

4. Разработка средств аппаратной поддержки для реализации сервисных программ модернизации АПО и апробация полученных результатов.

Методы исследования

Поставленные в диссертационной работе задачи решаются на основе теории графов, теории нейронных сетей, теории нечетких множеств, теории сетей Петри. Используется SADT-методология, а также объектно- и автоматно-ориентированные подходы к программированию. Широко использовано моделирование на персональных ЭВМ с использованием готовых и самостоятельно разработанных программных продуктов.

Результаты, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие научные положения, выводы и практические результаты.

1. Модель процесса модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на подклассе сетей Петри, отличающаяся способом управления переходами между состояниями на основе систем нечеткого вывода, позволяющая автоматизировать процесс модернизации программного обеспечения.

2. Алгоритмы контроля и диагностики ПО УЭВМ в процессе модернизации, основанные на технологии отрицательного динамического тестирования, отличающиеся способом автоматического построения базы тестовых примеров, позволяющие уменьшить количество вносимых ошибок в адаптируемое ПО, повышая тем самым его надежность.

3. Методика модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на каскадном процессе разработки программного обеспечения, отличающаяся включенными в нее алгоритмом процесса адаптации ПО и способом его динамического тестирования с использованием модели объекта управления, позволяющая ускорить процесс адаптации ПО УЭВМ и повысить его надежность.

4. Трехъядерная структура специализированного вычислителя, отличающаяся выделенным диагностическим ядром, защищающая управляемый объект от воздействия возможных программных ошибок, что позволяет повысить надежность АПО в процессе его модернизации.

Научная новизна результатов заключается:

1. В модели процесса модернизации АПО УЭВМ, в виде подкласса сетей Петри, отличающейся способом управления переходами в сети на основе систем нечеткого вывода.

2. В алгоритмах контроля и диагностики адаптируемого ПО УЭВМ, отличающихся способом генерации базы тестовых примеров, автоматически получаемых в ходе построения обучающей выборки при дообучении нейросетевой модели объекта управления в режиме on-line.

3. В методике модернизации АПО УЭВМ, основанной на использовании разработанных модели и алгоритмов.

Обоснованность и достоверность результатов

Обоснованность и достоверность разработанных методики и алгоритмов подтверждается результатами моделирования и решения практической задачи модернизации управляющей программы микропроцессорной системы управления инжекторным двигателем внутреннего сгорания, а также их использованием при автоматизированном контроле процесса создания модифицирующего программного обеспечения. Достоверность основных результатов работы подтверждена решением практических задач и внедрением этих результатов в производственные процессы ООО «АвтоГАЗцентр». Практическая значимость результатов

Результаты исследования, выполненные в диссертации, позволяют:

1. повысить качество адаптируемого ПО УЭВМ и ускорить процесс его модернизации за счет автоматизации процессов разработки и контроля;

2. реализовать разработанные алгоритмы модернизации на базе предложенного специализированного вычислителя;

3. увеличить количество обнаруживаемых на этапе опытной эксплуатации ошибок с 1 до 4 (из 5 внесенных) и увеличить среднее количество прогонов программы до возникновения необнаруженных критических ошибок в 2,8 раза для рассмотренного в работе примера. Полученные в ходе работы решения были защищены Патентом РФ на комплексное изобретение «Устройство и способ контроля управляющей программы вычислителя» № 2300795 от 14 июня 2005 г.

Практическое значение результатов диссертации подтверждено внедрением разработанных программных продуктов в ООО «АвтоГАЗцентр» (генеральный представитель ОАО «ГАЗ» в Республике Башкортостан), а также в учебный процесс кафедры вычислительной техники и защиты информации Уфимского государственного авиационного технического университета. Апробация работы и публикации

Основные положения, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: всероссийской молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (г. Уфа, 2003); международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Искусственный интеллект в XXI веке» (г. Пенза, 2004); второй всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление» (г. Уфа, 2005); ХИ1-ом

Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (г. Красноярск, 2005); международной научной технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» (г. Екатеринбург, 2006); третьей всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых «Интеллектуальные системы обработки информации и управления» (г. Уфа, 2008).

Основные положения и результаты исследований по диссертационной работе опубликованы в 2 статьях в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ, 10 публикациях в журналах, материалах Всероссийских и Международных конференций, кроме этого, получены 2 свидетельства РосАПО о регистрации программ для ЭВМ №2005611955, №2008611079, а также патент на изобретение №2300795.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка использованной литературы из 144 наименований, приложений, содержит 53 рисунка и 10 таблиц. Общий объем диссертации составляет 141 страницу.

4.2. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе была решена актуальная задача повышения качества адаптируемого программного обеспечения управляющих ЭВМ. Качество рассматривалось в части корректности и надежности адаптируемого ПО в процессе его модернизации.

Получены следующие результаты:

1. Разработана модель процесса модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на подклассе сетей Петри, отличающаяся способом управления переходами между состояниями графа на основе систем нечеткого вывода, позволяющая повысить качество адаптируемого ПО УЭВМ за счет автоматизации процесса модернизации программного обеспечения.

2. Разработаны алгоритмы контроля и диагностики АПО УЭВМ, основанные на технологии отрицательного динамического тестирования, отличающиеся способом автоматического построения базы тестовых примеров, позволяющие сократить временные затраты на проверку модифицированного АПО и уменьшить количество вносимых в него ошибок.

3. Предложена методика модернизации программного обеспечения УЭВМ, основанная на каскадном процессе разработки программного обеспечения, отличающаяся включенными в нее алгоритмом процесса адаптации ПО и способом его динамического тестирования с использованием нейросетевой модели объекта управления, позволяющая ускорить процесс адаптации ПО УЭВМ, уменьшить влияние возможных вносимых программных и алгоритмических ошибок. Методика включает в себя мониторинг адаптируемого ПО УЭВМ, алгоритм дообучения нейронной сети в процессе функционирования УЭВМ и алгоритм автоматической генерации базы тестов для проверки модифицированного ПО.

4. В качестве средств аппаратной поддержки для реализации сервисных программ модернизации АПО предложена трехъядерная структура специализированной УЭВМ, отличающаяся выделенным диагностическим ядром, защищающая управляемый объект от воздействия возможных программных ошибок (Патент РФ № 2300765 от 14.06.2005). Показано эффективное применение методики, предложенных алгоритмов и разработанной структуры к ПО электронных систем управления двигателем внутреннего сгорания. Применение полученных результатов позволило для рассмотренного в работе примера повысить вероятность безотказной работы ПО ЭСУД (по модели надежности Колина-Липаева) с 0.51 до 0.85, соответственно, обнаружить 4 из 5 внесенных алгоритмических ошибок и увеличить среднее количество прогонов программы до возникновения критических ошибок с 249875 до 698003.

1. A. Beugnard et al. Making Components Contract Aware / Computer, july 1999.

2. Barnard J. and Price A. Managing code inspection information // IEEE Software. 1994. - 11(2). - p. 59-128.

3. Bell James R., Threaded Code, // Communications of ACM 1996 - Vol.16, No.6.- pp.370-3 72.

4. C. Szyperski. Component Software: Beyond Object-Oriented Programming, 2nd ed., Addison-Wesley, 2002.

5. D.L. Parnas. On the Criteria to Be Used in Decomposing Systems into Modules / Comm. ACM, dec. 1972.

6. Dave Ensor, Ian Stevenson Oracle Design. O'Relly, 1997. - 548 p. - ISBN 1565922689

7. Ducasse S. Rretro-Conception d'Application 'a Objets Reengineering Object-Oriented Applications, Universitre Pierre et Marie Curie, 2001.

8. Ducasse S., Lanza M, Tichelaar S. The Moose Reengineering Environment, University of Berne, Software Composition Group, 2001.

9. G. Kiczales et al. Aspect-Oriented Programming/Proc. European Conf. Object-Oriented Programming (ECOOP), LNCS 1241, Springer-Verlag, 1997.

10. G.S. Blair et al. An Architecture for Next-Generation Middleware/ Proc. IFIP Int'l Conf. Distributed Systems Platforms and Open Distributed Processing (Middleware 98), Springer, 1998.

11. Grady R.B. Practical results from measure software quality // Ibid. 1993. -36(11).- p. 62-70.

12. H. M. Sneed Planning the Reengineering of Legacy Systems // IEEE Software, January 1995. P. 24-34

13. IEEE Computer Society TCSE Электронный ресурс. Режим доступа: http://tcse.org/.

14. ISO/1EC 91261:1998. Информационная технология. Характеристики и метрики качества программного обеспечения. - Часть 1: Характеристики и подхарактеристики качества.

15. John Bergey, Dennis Smith, Nelson Weiderman, Steven Woods Options Analysis for Reengineering (OAR): Issues and Conceptual Approach, Software Engineering Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, September 1999.

16. John Bergey, William Hefley, Walter Lamia, Dennis Smith A Reengineering Process Framework, Software Engineering Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, 1995.

17. John K. Bergey, Linda M. Northrop, Dennis B. Smith Enterprise Framework for the Disciplined Evolution of Legacy Systems, SEI CMU October 1997.

18. K. Czarnecki, U. Eisenecker. Generative Programming, Addison-Wesley, 2000.

19. Kazman R., Woods S., Carriere S. Requirements for Integrating Software Architecture and Reengineering Models: CORUMII, SEI CMU, October 1998.

20. Leo Brodie Thinking FORTH A Language and Philosophy for Solving Problems Englewood Cliffs, N.J., Prentice-Hall, Inc., 1984.- 110 p.

21. Loeliger R.G. Threaded Interpretative Languages. Peterbourgh: Byte Books, 1980.-251 p.

22. M. Aksit, Z. Choukair. Dynamic, Adaptive and Reconfigurable Systems Overview and Prospective Vision/ Proc. 23rd Int'l Conf. Distributed Computing Systems Workshops (ICDCSW03), IEEE CS Press, may 2003.

23. Michael L. Brodie Migrating Legacy Systems. Gateways, Interfaces & The Incremental Approach Text. / Michael L. Brodie, Michael Stonebraker. -Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1995. 209 p.

24. N. Venkatasubramanian. Safe 'Composability' of Middleware Services / Comm. ACM, june 2002.

25. Norman D.A. and Draper S.W. User-centered system design. Hillsdale, NJ : Lawrence Erlbaum, 1986

26. P. Maes. Concepts and Experiments in Computational Reflection / Proc. ACM Conf. Object-Oriented Programming Systems, Languages and Applications (OOPSLA), ACM Press, 1987.

27. P.K. McKinley et al. A Taxonomy of Compositional Adaptation / tech. report MSU-CSE-04-17, Dept. Computer Science and Engineering, Michigan State Univ., 2004.

28. Royce W.W. Managing the development of large software systems: concepts and techniques.- IN : Proc IEEE WESTCON. Los Angeles, CA, 1970

29. Sander T. Modeling Object-Oriented Software for Reverse Engineering and Refactoring, Thesis, University of Bern, 2001.

30. Santiago Comella-Dorda A Survey of Legacy System Modernization Approaches / Santiago Comella-Dorda, Kurt Wallnau, Robert C. Seacord, John Robert // Software Engineering Institute (Technical Note CMU/SEI-200-TN-003, 00tn003.pdf), Pittsburgh, 2000.

31. SIMATIC S7-GRAPH V5.3 для S7-300/400. Программирование систем последовательного управления. Руководство Электрон, ресурс. / SIEMENS. Редакция 02/2004 А5Е00290656-01. - Режим доступа : http://www.automation.siemens.com

32. Skryabin, A.M. Autonomous Soft-hardware Computing Complexes Reengineering Methods / A.M. Skryabin, D.I. Kardash // Proc. of 7th International Workshop on Computer Science and Information Technologies Vol. 2. USATU, Ufa, Russia, 2005, pp.5-10.

33. UCS системы автоматизации Электронный ресурс. - 2008. - Режим доступа: http://ucs.ru

34. Vincent J., Waters A., Sinclair J. Software quality assurance. Vol II. A programmer guide. -Englewood Cliff, New Yersey: Prentice-Hall. 1988. -192 p.

35. Weiderman N., Nelson H., Bergey John K., Smith Denis В., & Tilley Scott R. Approaches to Legacy System Evolution, Software Engineering Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA 15213, 1997 (CMU/SEI-97-TR-014)

36. Weiderman N., Northrop L., Smith D., Tilley S., Wallnau K. Implications of Distributed Object Technology for Reengineering, CMU/SEI-97-TR-005, SEI CMU June 1997.

37. Westfall, Linda Software Metrics that Meet Your Information Needs // Software Measurement Services, Phano. 1996. - Series: Annual Quality Congress, Vol. 49. - pp. 889-897

38. Авиженис, А. Гарантоспособные вычисления: от идей до реализации в проектах Текст.: [Пер. с англ.] / А. Авиженис, Ж.К. Лапри // ТИИЭР.-1986.- Т.74.- С.8-21.

39. Автоматизированный реинжиниринг программ. Сборник статей под ред. А.Н.Терехова и А.А.Терехова Текст. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2000. - 345 с.

40. Автомобиль ГАЗ-З110 «Волга». Устройство, особенности эксплуатации и руководство по ремонту двигателей ЗМЗ 4062.10, 402.10, 4021.10 Текст. / под. ред. Пичугина В.Б. М.: ООО Атласы автомобилей, 2000 -256 е.: ил.

41. Александровская, JI. Н. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем: Учебник. Текст. / JI.H. Александровская,

42. A.П. Афанасьев, А.А. Лисов М.: Логос, 2001. -208.: ил.

43. Андон, Ф.И. Основы инженерии качества программных систем 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / Ф.И. Андон [и. др.] / Под ред. И.В. Сергиенко. -Киев.: Академпериодика. - 2007. - 672 с. -ISBN 978-996-360-068-0

44. B.П.Мясникова, акад. Н.А.Кузнецова, проф. В.А.Виттиха.- Самара: Самарский научный центр РАН, 1999.- С.398-402.

45. Атлас, Д. Практическое руководство по экстремальному программированию Текст. / Д. Атлас, Г. Миллер, М. Новак. М.: Вильяме, 2002.-318 с.

46. Ахтырченко, К.В. Методы и технологии реинжиниринга ИС Электронный ресурс. / К.В. Ахтырченко, Т.П. Сорокваша. 2003. -Режим доступа : http://www.citforum.rn/SE/project/isr

47. Баранов, С.Н. Язык Форт и его реализации Текст. /, С. Н. Баранов, Н. Р. Ноздрунов. Л.: Машиностроение, 1988. - 157 с.

48. Бессекерский, В.А. Теория систем автоматического управления Текст. / В. А. Бессекерский, Е. П. Попов. Изд. 4-е, перераб. и доп. — СПб, Изд-во профессия», 2003. —752 с.

49. Браун, К. Быстрое тестирование Текст. : [Пер. с англ.] / К. Браун, Р. Калбертсон, Г. Кобб. М. : Издательский дом «Вильяме», 2002. - 384 е.: ил. - Парал. тит. англ.

50. Брюхов, Д.О. Интероперабельные информационные системы: архитектуры и технологии Текст. / Д.О. Брюхов [и др.] // СУБД. 1995. - N4.-С. 96-113.

51. Васильева, Н. Реинжиниринг программного обеспечения: определения, стратегии, экономическое обоснование Электронный ресурс. / Н. Васильева. 2001. — Режим доступа:http://se.math.spbu.m/courses/Rceng/2001 /V asilieva.html#Part4.3

52. Вендров, A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем Электронный ресурс. / A.M. Вендров. 1997. - Режим доступа: http://vvww.citfomm.ru

53. Верников, Г. Основы систем класса MRP-MRPII Электронный ресурс. / Г. Верников.- 1999. Режимдоступа: http://www.citforum.ru/cfin/mrp/mrpmine.shtm 1

54. Галкин, Г. Как измерить процесс Электронный ресурс. / Г. Галкин. // Intelligent Enterprise/RE. 2005. - N 10 (120). - Режим доступа: http://www.iemag.ru/articles/

55. Гараева, Ю. Российские MES-системы, или как вернуть производству оптимизм Электронный ресурс. / Юлия Гараева, Равиль Загидуллин, Сун Кай Цин // Сапр и графика. 2005. - N 11. — Режим доступа: http://sapr.ru/Archive/SG/2005/ll/14/

56. Гарнаев, А.Ю. Visual Basic. NET: разработка приложений Текст. / А.Ю. Гарнаев . СПб. : БХВ-Петербург, 2002 624 е.- ISBN 5-94157-031-7

57. Гаспер, Б.С. Надежность функционирования автоматизированных систем Текст. / Б.С. Гаспер. Пермь : ПГТУ, 1999. - 70 с.

58. Генина, Н. Microsoft начинает виртуальную активность Электронный ресурс. / Надежда Генина. 2008. — Режим доступа: http://cnews.rU/news/top/index.shtml72008/09/25/319925

59. Гирявец А.К. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем Текст. М.: Стройиздат, 1997. - 173 с.

60. Глазунов, Л.П. Основы теории надежности автоматических систем управления: Учеб. пособие для вузов. Текст. / Л.П. Глазунов [и др.] Л.: Энергоатомиздат, ленингр.отд-ние, 1984. - 208с.: ил.

61. Головко, М. CALS Электронный ресурс. / Михаил Головко // Computerworld. 2002. N31.— Режим доступа : http://www.osp.rU/cw/2002/31/55004

62. Горбань, А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере Текст. / А.Н. Горбань, Д.А. Россиев.- Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1996.- 276 с.

63. Горин, С.В. Применение CASE-средства Erwin 2.0 для информационного моделирования в системах обработки данных Текст. /С.В. Горин, А.Ю. Тандоев // СУБД. 1995.- №3. - С. 9-25.

64. Горчинская, О.Ю. Designer/2000 новое поколение CASE-продуктов фирмы ORACLE Текст. / О.Ю. Горчинская // СУБД. - 1995.- №3. С. 925.

65. ГОСТ 28195-89. Оценка качества программных средств. Общие положения Текст. Введ. 1990.07.01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001 - 38 с.

66. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93. Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению Текст. Введ. 1997.07.01. - М.: Изд-во стандартов, 2004. -12 с.

67. Громов, А. Особенности реализации больших проектов Текст. / А. Громов, М. Каменнова // Computerworld. — 1996. №22. С. 33-36.

68. Гуляев, В.А. Анализ и исследование методов оценки и увеличения надежности программ. Текст. / В.А. Гуляев, Ю.М. Коростиль. Киев, 1990.-44 с.

69. Гуров, С.В. Основы теории надежности. Текст. / С.В. Гуров, A.M. Половко. Спб.: БХВ-Петербург, 2006.- 704 с. - ISBN - 5-94157-541-6.

70. Данов Б.А. Системы управления зажиганием автомобильных двигателей Текст. М.: «Горячая линия-Телеком», 2005. - 184 с.

71. Дарахвелидзе, П.Г. Программирование в Delphi 5. Современные технологии ADO*CORBA*COM Текст. / П.Г.Дарахвелидзе, Е.П.Марков,О.А.Котенок . СПб. : БХВ-Санкт-Петербург, 2000 .— 784с. : ил. - ISBN 5-8206-0052-5

72. Дли, М.И. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети: Учеб. пособие. Текст. / М.И. Дли, Р.Ю. Голунов, В.В. Круглов.- М.: Издательство Физико-математической литературы, 2001. 224 с. - ISBN 5-94052-027-8.

73. Древе, Ю.Г. Проектирование информационно-вычислительных комплексов: Учеб.для вузов по спец. АСУ Текст. / Ю.Г. Древе, Я.А. Хетагуров М.: Высш. шк., 1987.- 280 с.

74. Дружинин, Г.В. Надежность автоматизированных систем. Издание третье, переработанное и дополненное. Текст. / Г.В. Дружинин. М.: Издательство «Энергия», 1977. - 536 с.

75. Дюбуа, Д. Теория возможностей. Приложение к представлению знаний в информатике Текст. /Д. Дюбуа, А. Прад. М.: Радио и связь, 1990.- 285 с.

76. Захаров, Н.Г. Синтез цифровых автоматов: Учебное пособие Текст. / Н. Г. Захаров, В.Н. Рогов. Ульяновск: УлГТУ, 2003.- 136 с.

77. Зиндер, Е. Новое системное проектирование: информационные технологии и бизнес-реинжиниринг. Часть II — Бизнес-реинжиниринг Текст. / Е. Зиндер // СУБД. 1996.- №1. - С. 55-67.

78. Индекс популярности микроконтроллеров Электронный ресурс. 2008. -Режим доступа: http://mcu.caxapa.ni/pop.html

79. Иыуду, К.А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем: Учеб. пособие для вузов Текст. / К.А. Иыуду,- М.: Высш.шк., 1989.- 216 с.

80. Кардаш, Д.И. Алгоритмы контроля и диагностики программного обеспечения информационно-управляющих систем на основе адаптируемых языков программирования и нейронных сетей: Дис. . канд. техн. наук: 05.13.11. / Д.И. Кардаш.- Уфа, 2001.- 161 с.

81. Кардаш, Д.И. Системное программное обеспечение: Учеб. пособ. для вузов Текст. / Кардаш Д.И., Солдатов Е.А., Лейкин М.А.- Воронеж: Издательство «Научная книга», 2005. 164 с.

82. Кардаш, Д.И. Об оценке надежности программно-аппаратных средств вычислительного комплекса Текст. / Д.И. Кардаш, А.И.

83. Фрид // Вычислительная техника и новые информационные технологии: Межвузовский научный сборник.- Уфа: Изд-во УГАТУ, 1997.- С.45-50.

84. Келли, М. Язык программирования Форт Текст.: [Пер. с англ.] / Келли М., Спайс Н. М.: Радио и связь, 1993. - 320 с: ил.

85. Когаловский, М.Р. Перспективные технологии информационных систем Текст. / М.Р. Когаловский. М. : ДМК Пресс; Компания АйТи, 2003. -288 с. - ISBN: 5-9407-200-9.

86. Котов, В.Е. Сети Петри Текст.- М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. 160 с.

87. Крайников, А.В. Вероятностные методы в вычислительной технике: Учеб. пособие для вузов по спец. ЭВМ Текст. / А.В. Крайников [и др.].- М.: Высшая школа, 1986. 282 с.

88. Кротов, А.А. Обзор методов реструктуризации и интеграции информационных систем Электронный ресурс. / А.А. Кротов, Е.А. Лупян. — 2000. Режим доступа:http://d902.iki.rssi.nVstudents/alekro/Dissertation/Papers/Reengineering/myr eview.html

89. Кузнецов, В.В. Прямая и обратная задачи надежности сложных программных комплексов Текст. /В.В. Кузнецов, В.А. Смагин // Надежность и контроль качества. 1997. - № 10. — с. 56-62.

90. Кулаков, А.Ф. Оценка качества программы ЭВМ Текст. / А.Ф. Кулаков.- М: Техника, 1984. 168 с.

91. Ларсон, Д., Миллер К. Серебряные пули для маленьких монстров Текст. / Д. Ларсон, К. Миллер // Открытые системы. 2005.- N 5, 6. - С. 20-23

92. Леман, М.М. Программы, жизненные циклы и законы эволюции программного обеспечения Текст.: [Пер. с англ.] / М.М. Леман // ТИИЭР.- 1980.- т.68, № 9.- С.26-45.

93. Леоненков, А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fllzzyTECH Текст. СПб.: БХВ Петербург, 2005. - 736 е.: ил.

94. Липаев, В.В. Надежность программных средств. Текст. / В.В. Липаев. -М.: СИНТЕГ, 1998. 232 с.

95. Липов, М. Надежность ПО Текст. / Т. Тейер, М. Липов, Э. Нельсон. -М.: Мир, 1981.-328 с.

96. Майерс, Г. Надежность программного обеспечения. Текст. / Г. Майерс. -М.: Мир, 1980. 360 с.

97. Маккинли, Ф. Композиционная адаптация программ Электронный ресурс. / Филип Маккинли [и др.] // Открытые системы. 2004. - № 9. — режим доступа : http://www.osp.ru/os/2004/09/184557/pl .html

98. Матвеевский, В.Р. Надежность технических систем. Учебное пособие Текст. / В.Р. Матвеевский; [Московский государственный институт электроники и математики]. М., 2002 г. -113 с. -ISBN 5-230-22198^

99. Медведев, B.C. Нейронные сети. Matlab 6 Текст. / B.C. Медведев, В.Г. Потемкин ; Под общ. ред. к. т. н. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002. - 496 с.

100. Мигуш, Сергей Александрович. Алгоритмы адаптивного управления инжекторными двигателями внутреннего сгорания: автореф. дис. канд. техн. наук : 05.13.01 / С.А. Мигуш; СПбГУ ИТМО Защищена ; Утв. — СПб.: Б.и., 2005 .— 18 е.: ил .— Библиогр.: с. 18.

101. Микроконтроллеры Infineon Электронный ресурс. 2008. — Режим доступа: http://www.infmeon.com/cms/en/product

102. Микроконтроллеры: Краткий обзор Электронный ресурс. 2008. -Режим доступа: http://www.myrobot.ru/stepbystep/mcmeet.plip

103. Новиков, Ф.А. Дискретная математика для программистов Текст. — СПб: Питер, 2001.-304 е.:ил.

104. Юб.Панащук, С.А. Разработка информационных систем с использованием CASE-системы Silverrun. Текст. / С.А. Панащук // СУБД.- 1995. №3. -С. 41-47.

105. Пилинский, М. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы Текст. / М. Пилинский, JI. Рутковский, Д. Рутковская.- М: Горячая линия Телеком, 2004. - 454 с.

106. Пинаев, Д.В. Методы и средства интегральной оценки тестированности программного проекта, позволяющие управлять процессом разработки тестов: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.13.11 / Д.В. Пинаев.- СПб, 1998.- 18 с.

107. Полонников, Р.И. Методы оценки надежности программного обеспечения Текст. / Никандров А.В. Полонников Р.И. СПб: Политехника, 1992. - 80 с.

108. В.Полянский, А. Учебное пособие по CGI-программированию. Текст. /А. Полянский. М.: Познавательная книга плюс, 2000. - 176 с. - (Кратко, доступно, просто). - ISBN 5-8321-0081-6.

109. Попов, А. Метрики качества программного обеспечения Электронный ресурс. / Александр Попов. 2003. - Режим доступа : http://www.pmprofy.ru/content/rus/67/672-article.asp

110. Роджерсон, Д. Основы СОМ Текст. / Дейл Роджерсон. М.: Русская Редакция, Microsoft Press, 1997. - 376с. - ISBN 1-57231-349-8, 5-75020033-7.

111. Рофэйл, Э. СОМ и СОМ : Полное руководство Текст. : [Пер. с англ.] / Э. Рофэйл М. : Век,НТИ, 2000 . - 560с. : ил. - ISBN 966-7140-14-8

112. Семенов Ю.А. Программирование на языке Форт Текст. / Ю.А. Семенов. М.: Радио и связь, 1991.- 240 с.

113. Семихатов, С. Краткое введение в технологию Enterprise JavaBeans Электронный ресурс. / С. Семихатов // IT-Archive. 1999. - № 5. -режим доступа : http://www.javable.com

114. Скрябин, A.M. Адаптируемый вычислитель, защищенный от программных ошибок Текст. / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Искусственный интеллект в XXI веке: сбор. стат. П-й всерос. науч.-техн. конф. Пенза, 2004.- С. 85-88.

115. Скрябин, A.M. Жизненный цикл композиционно-адаптируемого программного обеспечения Текст. / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Аспирант и соискатель .-2008.-N 2.-С. 171-174.

116. Скрябин, A.M. Интеллектуальная среда моделирования реинжиниринга программного обеспечения специализированного вычислителя // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611955 от 5 августа 2005 г.

117. Скрябин, A.M. Методика реинжиниринга управляющих программ / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш, А.И. Фрид Текст. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2008. - N 8. - С. 30-35.

118. Скрябин, A.M. Модернизация управляющих программ систем автоматического управления автономными мобильными объектами Текст. / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш, А. И. Фрид // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. — N 3. — С. 14-19.

119. Скрябин, A.M. Модуль реинжиниринга платежной системы мобильных кассовых терминалов / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2008611079 от 19 февраля 2008 г.

120. Скрябин, A.M. Нечеткая экспертная система оценки управляющего программного обеспечения Текст. / A.M. Скрябин, Д.И. Кардаш // Аспирант и соискатель . 2008. - N 3. - С. 137-140.

121. Смагин, В.А. Метод оценивания и обеспечения надежности сложных программных комплексов Электронный ресурс. / В.А. Смагин. 2000. -Режим доступа: http://bezpeka.com/ru/lib/spec/aitl65.html.

122. Соммервилл, И. Инженерия программного обеспечения Текст. / И. Соммервилл. М.: Вильяме, 2002. - 624 с.

123. Уоссермэн, Ф. Нейрокомпьютерная техника Текст. / Ф. Уоссермэн. М.: Мир, 1992,- 127 с.

124. Федоров, А. Знакомство с Microsoft . NET Framework 2. 0. Ч. 2, Windows Forms 2.0 Текст. / Алексей Федоров // КомпьютерПресс . 2004 . - N 12 . - С. 168-171 .-ISSN 0868-6157.

125. Хабибуллин, И.Ш. Самоучитель XML Текст. / И.Ш. Хабибуллин. -СПб.: BHV, 2003.-336 с.

126. Чепыженко, А. Форт из кремния Электронный ресурс. / Алексей Чепыженко. 1999. - Режим доступа: http://www.enet.ru/win/cherezov/forthcpu.htm

127. Черкесов, Г. Надежность аппаратно-программных комплексов: Учебное пособие Текст. / Г. Черкесов. СПб.: Питер, 2004. - 480 с. - ISBN 5-46900102-4.

128. Черняк, JI. Адаптируемость и адаптивность Электронный ресурс. / Леонид Черняк // Открытые системы. 2004. - № 9. - режим доступа : http://www.osp.ru/os/2004/09/! 845 60/pl .html

129. Штрик, А.А. Структурное проектирование надежных программвстроенных ЭВМ Текст. / А.А.Штрик, Л.Г.Осовецкий, И.Г.Мессих.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.- 296 с.

130. Энн Мак-Крори. Что такое унаследованные системы? Электронный ресурс. / Энн Мак-Крори // Computerworld. 1998. - N 14. - Режим доступа : http://ftp.aiфOIt.sakhalin.ru/ospru/cw/1998/14/index.htm

131. Яковлев В.Ф. Диагностика электронных систем автомобиля. Учебное пособие Текст. М.: СОЛОМ -Пресс, 2003. - 272 с. ил.