автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Разработка моделей и методов структурного резервирования программного и информационного обеспечения автоматизированных информационных систем

РГБ ОД

2 3 ИЮЛ 2001

На правах рукописи

Афанасьева Валентина Ивановна

Разработка моделей и методов структурного резервирования программного и информационного обеспечения автоматизированных информационных систем

Специальность 05.25.05 - Информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2001

Работа выполнена на кафедре информатики и управления Военного университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Ломакин М.И. Научный консультант - кандидат технических наук

Ершов Д.Н.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Квасницкий В.Н.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник РоманюкВ.А.

Ведущая организация - Научно-исследовательский центр информатики При МИД РФ

Защита состоится 18 июня 2001 года в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.198.02 Российского государственного гуманитарного университета по адресу: 125267, Москва, Миусская пл.6.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале РГГУ Автореферат разослан 15 мая 2001 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук доцент

В.Н.Меркулов

„да.тъ .ог-о12,о

(Г

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкое внедрение локальных

вычислительных сетей (ЛВС), распределенных баз данных и систем передачи информации, в значительной степени вызвано потребностями в новых технологиях обработки данных, повышением требований к оперативности и устойчивости управления организационными системами, а также качественными изменениями в структуре современных автоматизированных информационных систем (АИС), внедрением персональных ЭВМ, «интеллектуальных» терминалов, с резким снижением затрат на функционирование распределенных систем.

Интенсивное развитие процесса информатизации

управленческой деятельности в различных сферах деятельности приводит к осознанию роли и возможностей средств автоматизации в процессе управления, переосмысления взглядов на проблему создания, внедрения и эксплуатации АИС . Это требует разработки высокоэффективной технологии проектирования, позволяющей создавать надежные системы различной сложности и назначения в сжатые сроки при минимальных затратах труда.

Задачи организации информационно-вычислительного процесса (ИВП) и повышения его устойчивости в системе вычислительных средств ЛВС и задачи структурного построения специального математического и программного обеспечения (СМПО) решаются в основном независимо и изучены с различной степенью глубины. Работы, проведенные в этом направлении к настоящему времени обладают рядом существенных недостатков.

1. Не разработан комплексный подход к проектированию программного и информационного обеспечения (ПО и ИО) задач автоматизации, одновременно учитывающий их внутренние свойства и надежностные характеристики ЛВС, что приводит к не полному использованию эмерджентных свойств систем с распределенной обработкой информации.

2. Недостаточно формализованы способы и методы обеспечения гибкости систем с распределенной обработкой информации, работающие в режиме решения одной задачи.

3. Существующие постановки указанных задач предполагают их решение в процессе синтеза ЛВС. Исходя из этого, к разрабатываемым методам и алгоритмам их решения не предъявляется достаточно жестких

требований по времени решения. Вместе с тем, такие задачи возникают в процессе эксплуатации и применения средств автоматизации управления, а их реализация связана с решением дискретных, зачастую нелинейных задач большой размерности в короткие сроки. Это, в свою очередь, порождает проблему дискретности, многомерности и большой размерности задач проектирования оптимальных распределенных систем обработки данных и разработки эффективных методов их решения.

Научной задачей, решаемой в диссертации, является разработка формализованных моделей и методов структурного резервирования программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

Объектом исследования в диссертации являются процессы функционирования АИС, а предметом исследования явились теоретические, методические и практические вопросы структурного резервирования программного и информационного обеспечения АИС.

Целью диссертационной работы является повышение надежностных и временных характеристик функционирования ПО и ИО АИС , построенных на базе ЛВС.

Методы исследования основаны на использовании аппарата теории исследования операций, теории матриц, теории графов, а также на проведении практических и экспериментальных расчетов на ЭВМ.

Основными научными результатами, выносимыми на защиту являются:

1. Модели повышения гибкости ПО и ИО АИС , включающие модели повышения безопасности логической структуры распределенной системы обработки данных в условиях действия дестабилизирующих факторов за счет использования структурно-технологического резерва.

2. Модели виртуально- восстановительного резервирования данных, основанные на организации распределения входной информации в системе вычислительных средств АИС , функционирующих на базе ЛВС, позволяющие повысить оперативность обработки данных и их сохранность с учетом изменения качества входной информации.

3. Методы и алгоритмы решения задач структурного резервирования данных, основанные на идеях методов «ветвей и границ» и «вектора спада», и обеспечивающие решение задач проектирования оптимального структурного резерва ПО и ИО АИС в условиях ограниченного времени.

Научная новизна.

В результате проведенных исследований, анализа и обобщения опыта проектирования и эксплуатации автоматизированных информационных систем различного класса и назначения разработан комплекс моделей и методов структурного резервирования данных для ЛВС. В отличие от известных методов повышения устойчивости информационно-вычислительного процесса впервые разработан и выделен специальный класс моделей оптимизации - модели повышения безопасности структур ПО и ИО в условиях действия дестабилизирующих факторов и изменения качества входной информации, учитывающие возможность параллельной обработки данных в ЛВС. В рамках методов структурного резервирования разработаны модели, основанные на применении структурно-технологического и виртуально-восстановительного резервирования данных.

Практическая ценность.

Разработанные в диссертации модели и методы структурного резервирования ПО и ИО АИС позволяют определить рациональную структуру СМПО, повысить эффективность и качество АИС , функционирующих на базе ЛВС, за счет оптимизации их проектных и эксплуатационных характеристик (в частности, вероятностно-временных).

Разработанные методы, алгоритмы и программные средства могут быть также использованы при создании модульных распределенных АИС , функционирующих на базе ЛВС, в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и вычислительных центрах, разрабатывающих, внедряющих и эксплуатирующих системы обработки данных и методы их автоматизированного проектирования; а также в информационно- управляющих центрах комиссий и комитетов по чрезвычайным ситуациям.

Внедрение и апробация результатов. Полученные результаты диссертационного исследования использованы для обеспечения сохранности программного и информационного обеспечения в войсковой части и в учебном процессе Военного университета.

Основные теоретические положения и выводы диссертации получили свое отражение в публикациях автора общим объемом 2.8 п.л., а также представлены диссертантом в научных сообщениях на заседаниях кафедры Информатики и управления Военного университета, кафедры информационных систем управления и вычислительной техники Академии

труда и социальных отношений, кафедры Информационно-вычислительных систем Российского государственного гуманитарного университета

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и основные задачи, решаемые в работе. Описана структура диссертационной работы, взаимосвязь и краткое содержание ее разделов. Приводятся основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе проводится анализ основных факторов, вызывающих нарушение физической целостности (достоверности) данных в АИС, функционирующих на базе ЛВС; показана необходимость существования системы защиты данных в таких системах для повышения сохранности программных модулей и информационных массивов.

Проведён анализ эффективности известных в настоящее время методов резервирования и восстановления данных, а также механизмов, используемых для защиты данных. Описаны модели и критерии оптимальности, используемые в этих задачах. Показано, что особенности функционирования АИС на базе ЛВС требуют не только модификации известных методов повышения сохранности ПО и ИО, но и разработки новых.

Обоснована целесообразность разработки и исследования формализованных моделей и методов резервирования и восстановления структуры ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, тесно связанных с задачей проектирования гибкого ПО и ИО АИС .

Задача повышения гибкости ПО и ИО АИС решается как на этапе технического проектирования, так на этапе эксплуатации системы. Она включает в себя ряд подзадач, связанных с изменением качества структуры комплекса программных модулей, информационных массивов, технических средств обработки и передачи информации. Для решения этой задачи предлагается использовать структурно-технологическое и виртуально-восстановительное резервирование данных (СТР и ВВР соответственно).

Вторая глава посвящена вопросам повышения гибкости ПО и ИО АИС, функционирующих на базе ЛВС. На основе анализа факторов, определяющих скорость реакции на изменения условий функционирования АИС , новых подходов в оценке качества выходной информации вводится понятие структурного резервирования данных. Разработаны формализованные

модели и методы СТР и ВВР. Рассматривается задача проектирования содержания СТР резерва и его размещения по узлам ЛВС, обеспечивающего максимальную безопасность логической структуры ПО и ИО с учетом возможных топологий ЛВС.

Проектирование СТР ПО и ИО АИС осуществляется на основе структурного подхода, предполагающего комплексную процедуру «подгонки» технологии решения задачи к архитектуре конкретной или гипотетической ЛВС. Основой структурного подхода является методология проектирования компонентов логического уровня ПО и ИО, основывающаяся на использовании совокупности процедур последовательного преобразования матричных и графовых моделей канонической структуры распределенной системы обработки данных (РСОД) в логическую структуру РСОД (см. рис.1).

Отличительной особенностью РСОД от обычных является информационная взаимосвязь и взаимообусловленность программных модулей логических структур с точки зрения порядка выполнения. Не поступление информации для хотя бы одного из модулей логической структуры РСОД делает невозможным решение задачи.

Рис.1. Логическая структура ПО и ИО АИС, функционирующей на базе ЛВС.

С учетом СТР состав логической структуры полностью описывается вектор-строкой А=|А1, А2, Аз, ...,Аш>,..., Ам I, состоящей из булевых матриц: Ат.= | А™ I,

где А™ =

I, если модуль, соответств ующий подграфу Гпт

включается в состав ПО и ИО т* - го узла ЛВС, О, в противном случае .

Множество топологий ЛВС определяется матрицей отказов:В= | Ву | где

(О, если 1 - ый узел в j - ой комбинации неисправен, 1, в противном случае.

Тогда интегрированная структурно-технологическая матрица определяется формулой: Н = АхВ = Нь Н2, Н3,..., Н^..., Н2м

Структурно-технологическая безопасность ПО и ИО задачи, решаемой в распределенной системе, определяется по формуле:

^ ,, II, если Н:-единичный вектор ,

К= 100% 2>, 12м , где у . =-Г *

j—\ 1 10, в противном случае.

Структурно-технологическая безопасность определяет процентное

содержание числа топологий сети, удовлетворяющих требованиям

пользователя на решение задачи относительно общего числа топологий ЛВС.

Задача структурно-технологического резервирования в общем случае

имеет следующий вид. Найти: щах где 0 - множество матриц А,

лфдед

определяющих состав ПО и ИО логической структуры с учетом дублирования, <5д - множество допустимых матриц А с учетом ограничений на время решения задачи, объем внешней памяти и др.

Анализ особенностей задачи синтеза СТР позволил представить ее в виде комбинаторной задачи на структурном множестве.

Определение 1. Пусть А —некоторое дискретное множество. Множество А называется структурным, если оно однозначно представлено в виде

__N

разбиения: А={А1, А2, ..., Ап, ..., Ам}; А„ с: А, Уп, п=1,ЛГ; А=иА„;

п=1

А„' ПА = ^п, п, п'=йУ,

Определение 2. Комбинаторным пространством X называется совокупность всех комбинаторных объектов определенного вида из элементов подмножества А„, Ал с А; X — комбинаторное пространство, соответствующее множеству А. В общем случае справедливо следующее

N

выражение: Х\Х где X = .

И=1

Множество А={а1, а2, ..., аг, ..., ак} задает упорядоченные «посадочные

места» элементов Ьт, т=1 ,М множества В. Причем | А > В , т.е. Я > М

(число процедур не меньше числа узлов ЛВС); X —общее пространство

размещений с повторениями из М по Я элементов множества В, X = Мк.

Очевидно, что при М=1 пространство X совпадает с множеством В, а при М=Я

— охватывает подпространство всех перестановок элементов множества В.

Тогда в комбинаторной форме эта задача будет иметь следующий вид.

Найти х* из уравнения: Дх')= тп / (х), где Хд — область допустимых

Хе Хд с X '

решений, задаваемая ограничениями задачи, в том числе структурными ограничениями. Точки х, хеХ задаются кортежами: х= (а,..., аг,..., ай), где аг=Ьт при агеА, и Ьт еВ; при этом допускается случай, когда аг=ат для агеА.

Величина К играет роль параметра множества В при разбиении последнего на подмножества — В(Л). Пусть также для параметра К задано N

и

составляющих величин, таких, что = N. Величинам Г1П соответствуют

И=1

подмножества Ап с= А, для которых 1^= Ап (в данном случае А„ представляет собой множество процедур, составляющих п-ый ярус канонической структуры программного и информационного обеспечения АИС). Тогда множество В (Я) можно разбить на непересекающиеся подмножества Вп(Кя)сВ(П), для которых М„= ВП(ЯП) , причем, целесообразно множество процедур каждого яруса разбивать на равное число компонент, соответствующее числу узлов ЛВС, т.е. М„=М, Уп, п=1, N.

В данном случае комбинаторное пространство X разбивается на ряд независимых комбинаторных подпространств. Всякому подмножеству В„(КП) соответствует некоторое частичное подпространство Х„, образованное размещением элементов и ЬпеВ„ в Я„ позициях, | Х„ .

Учет структурных ограничений исходной задачи, целевой функционал которой определен на пространстве X, позволяет заменить ее на аналогичную задачу меньшей размерности, целевой функционал которой определен на

множестве X выборок - размещений размерности N из произведения вида

Х'хХ2х...хХпх...хХ!ч!. Пусть х=(х\,...,х!м)е X — точки подпространства

XсХ, компонентами которых являются хпеХп,п=1,Л^. При этом очевидно,

|~| к я"

что X совпадает с множеством всех, перестановок из X", X = N1 .

П=1

Таким образом, выигрыш от учета структурных ограничений

N

п г\П о

представляет собой выражение: (К х М) /№| |М„ = N /N1

П=1

На основе предложенной комбинаторной формы задачи синтеза СТР разработана декомпозиция задачи, которая позволяет наиболее полно учесть ее специфику, обусловленную структурными ограничениями. На первом этапе решаются N задач синтеза ОМ оптимальной логической структуры ПО и ИО АИС для каждого яруса по критерию равномерной трудоемкости выполнения. Результатом решения этих задач является процедурный и информационный состав ОМ, а также их общее количество. Затем решается задача синтеза оптимальной логической структуры ПО и ИО с учетом дублирования ОМ.

В случае, когда возможные топологии однородной ЛВС не равновероятны, актуальна следующая задача синтеза СТР по критерию минимума вероятности не решения задачи пользователя.

Найти:

N М

щщПП *4

уМ

лпт

п~\т=Л

м » ы м м м

ПЛППП 1К

♦ I I ♦ *

т п =\т =1т«2=1

птпт * *

т\т2

при ограничениях:

— на структурное дублирование модулей * *

Х™^ Хт,2, = 0 для V п, ш, п'.т', Ш]*, т2\ для которых выполняются

условия С « • =0, <р

т\ пп '

пт 0.

пт

— на распределение отдельных модулей по отдельным узлам * ^

Х™т =1, для выделенных пт-ых ОМ и гп -ых узлов;

— на наибольшее возможное время решения задачи

N

Етах

Хт Й 2

пт ипт пт

N N М М

+ ЕЕЕ И шах

л=1 „' т=\т1=1

т2

* * / /

1

с ..

т\гп2

где Т —максимально возможное время решения задачи; — на максимальный объем внешней памяти узлов ЛВС

<Т ,

N М » _

, . т

где Рт* — вероятность отказа ш* —ого узла ЛВС; Рга1т2 — вероятность отказа информационного канала, соединяющего узлы Ш1, т2; У=(Ут*) — вектор объема внешней памяти узлов ЛВС, где Ут* —объем доступной внешней памяти ш* -ого узла ЛВС; Р=(Г„т) — вектор объемов модулей

логической структуры РСОД, где Г„т — объем пт-ого модуля; Ф=(ср"™ ) —

вектор объемов информационных массивов, где <р"" — объем

информационного массива, общего для модулей пт и п'т1; С=(С « •) —

т\т2

вектор пропускной способности каналов связи между узлами сети Ш)*, ш2*, где С , , —пропускная способность канала связи между узлами Ш|*, Ш2*;

т\ т2

Л=(Ат*) — вектор производительности узлов ЛВС, где —

производительность ш* -ого узла ЛВС; СМС^пт) — вектор трудоемкости выполнения модулей логической структуры ПО и ИО, где (}пт —трудоемкость выполнения пт-ого модуля;

Рптпт . * *

т\т2

1, если «С =0»

Р . . если ,0 и х£ +Х2 =1

т\ т 2

Величины р"Ц'\'п устанавливают взаимосвязь между информационным т\т2

массивом, передаваемым от модуля пт к модулю п'т' и вероятностью отказа информационного канала, соединяющего узлы тД т2\ по которому он передается. Переменными величинами задачи являются:

Vт _Р> если пт ~ый модуль, размещен в т узле ВС, 10, в противном случае

Р_„ если х£ = 1,

<Рпт = '

1, если Х™т = 0

В рамках системы резервирования рассмотрены задачи проектирования ВВР и его размещения в узлах ЛВС по критериям: равномерного распределения выигрыша от использования ВВР по узлам ЛВС, минимума степени виртуальности резерва и др. Данные задачи сформулированы в виде задач на структурных множествах. Анализ и

исследование поставленных задач синтеза структурного резерва позволили сформулировать и доказать ряд утверждений относительно их свойств, представить их в виде многомерных задач о ранце.

Суть ВВР состоит в том, что в большинстве случаев задачи позволяют заранее выделить необходимые наборы данных и распределить их по узлам ЛВС для немедленного использования в будущем. В отличие от СТР в состав ВВР могут входить как сами данные, так их копии и/или предыстории.

Таким образом, в ряде случаев допускается т\< 8,8 > Ц\/т,т е 1Ш/ ,где ХО), Х(1 - г) - соответствующие значения какого-либо параметра информационного элемента (ИЭ) в момент времени I и 0-г), 3-абсолютная граница допустимых пределов отклонений используемой информации от реальной. Выполнение этого неравенства обусловливает актуальность ИЭ на интервале Т = [ОД]. При этом под степенью виртуальности резерва понимается вероятность неактуальности всех составляющих его элементов на интервале Т. Задача синтеза ВВР по критерию равномерного распределения выигрыша по узлам ЛВС имеет следующий вид.

N

Найти-.тж тп У ст хт

т и= У

при ограничениях

на степень виртуальности резерва

N / ММ \

».у \ т-1т-1 ;

где Р - максимально допустимая степень виртуальности резерва; на относительное время корректировок ИЭ

N М М

X X 5] %гта п^гт^пгп' — Т кор ,

где Т*кор - максимально допустимое относительное время корректировки ИЭ (на интервале Т);

на объем внешней памяти ш-ого узла ЛВС

£ хтЬп < в'га, V т,т = Т7М ,

п-1

где В*т - максимально допустимый объем памяти т-ого узла для хранения информации;

на отсутствие дублирования ИЭ в узлах ЛВС

Е1™ = 1,чт,т= ХМ ,

п-1

где М - число узлов ЛВС, N - число ИЭ системы; а„ - относительная

частота корректировок п-ого ИЭ (число корректировок на заданный период времени Т); t"mm- - время передачи п-ого ИЭ из ш-ого в m'-ый узел ЛВС; Ь„ -величина объёма п-ого ИЭ; W= ||Дт| - матрица взаимосвязей источников информации (узлов ЛВС) и ИЭ,

1, если источником п-ого информационного элемента

является гп-ый узел ЛВС; О в противном случае; С = \\ст\\ - матрица выигрышей, где спт - взвешенные оценки выигрыша, получаемого пользователем в результате размещения п-ого ИЭ в ш-ом узле ЛВС, cnme[0,l], Vn, n=X7V, Vm, m=J,M\ оценка выигрыша, получаемого пользователем в результате размещения п-ого ИЭ в ш-ом узле ЛВС может складываться из объективных оценок (времени передачи п-ого ИЭ в ш-ый узел из других узлов ЛВС) и субъективной оценки негативизма по отношению к необходимости передачи n-го ИЭ в m-й узел ЛВС;

1, если n-ый информационный элемент размещается xnrT)= J в m-ом узле ЛВС;

О в противном случае;

При const, Vm, m=ÇR,Vm\ m'=P0, m'*m*,Vn, n=ÇV решение задачи определения оптимального содержания ВВР и его размещения в ЛВС сводится к решению M следующих многомерных задач о ранце.

Найти: maxfjCmfXmf,\fnf,nf= ХМ

0)

M п

при ограничениях ~ ar&m - -М-Í щ,/ tfmi

nui tul (2)

N N M ft

n.1 П.1 №/ n-1

meni rntvf

В третьей главе . разработаны методы решения поставленных задач структурного резервирования ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС. Предложенный модифицированный метод вектора спада обеспечивает решение задач проектирования оптимального структурного резерва ПО и ИО АИС в условиях ограниченного времени, что дает возможность его использования в условиях эксплуатации систем реального времени. Приводится эффективность, вычислительная сложность и точность предложенного модифицированного алгоритма метода вектора спада.

Задачи синтеза структурного резерва относятся к комбинаторному типу. При фиксированном количестве узлов ЛВС-М и количестве ИЭ-И формирование множеств решений для данных задач можно описать следующим образом. Во всех перечисленных задачах присутствует ограничение на однозначное распределение информационных элементов (программных модулей) по М узлам ЛВС. Поэтому решение задачи распределения ИЭ на каждом этапе можно представить в виде булевой матрицы А, размерностью ИхМ (МхМ), в которой элементы матрицы будут принимать значения переменной величины

хпт, п = ПЯ ш = Гм,(х(/,/ = ГЯ / = 17м, >(/,/ = Т7п, / = и7). Определение 3. Пусть Р(г*, Ш1=>т2) - оператор, который ставит в соответствие множеству А совокупность множеств Р(г*, щ1=>Ш2)А, образованных из А таким образом, что все строки матрицы А за исключением г* остаются неизменным, а элемент строки г*, принимающий единичное значение и находящийся в столбце Ш) последовательно взаимно заменяется на каждый из остальных элементов, принимающих нулевое значение. Тогда совокупность множеств, образованных из любого множества А с помощью оператора Р(г*, ш^шг), Г*= ХКщ = = 1>М,Щ * ПХ1 при любом

фиксированном значении г* называется строкой Бг» множеств X.

к: Г

Определение 4. Производной строкой называется совокупность

множеств пространства X, полученных в результате действия оператора Р(г*, т!=>т2) Г*= г+1,И,г= \Г- \п\ = £7Цщ = * Щ на строку

множеств ¿Р^, причем при переходе от одного множества строки к

другому значение переменной г* увеличивается на единицу.

TL

=Р(г"*, т,=МП2)

R

U &

1*=Г+1

U

К

и

_г*=г+ 2

U...U Sfc.

Определение 5. Совокупность строк Sr. множеств P(r*, mi=>m2) А, полученных из множества А с помощью оператора P(r*, mi=>m2), = = называется окрестностью первого порядка

пространства расстановок X. Совокупность множеств, полученных в результате действия оператора P(r*, mi=>m2), /Л!= = J,М,щ = ХЩщ *■ Щ. на строки множеств окрестности первого порядка называется окрестностью второго порядка пространства расстановок X и т.д.

Применяя оператор P(r*, mi=>m2) к множеству А, строкам множеств

окрестности первого порядка и производным строкам множеств окрестностей 2-ого, 3-его и т.д., (11-1)-ого порядка можно построить окрестности 1-ого, 2-ого,..., 11-ого порядка пространства расстановок X, т.е.

ао =

К

г*= 1

о-1 = {ь\г*,щ -= {¡Аг*,т -

т2)сгУ} т2)а2} =

к -у'

и

г*=2 К

и X?*

г*=3

и

и

5 &

К

2 С! &

и

3 в

1Ш [(К-2)&}

<хд =

Алгоритм решения задачи синтеза структурного резерва имеет следующий вид.

1. Выбирается начальное приближение г! е в и задается радиус г>0.

2. Полагается И=0.

3. На (Ь+1)-ом шаге алгоритма выполняются следующие действия.

3.1. Рассматривается окрестность точки г11 радиуса г 0(гь,г). Координаты произвольной точки 2=(гклт), где е {0,1}, к= ХКп= Х7У,ЛИ= к=1 если размещаемая величина - ИЭ, к - 1,2/И,если размещаемая величина - компонента, можно представить в виде множества, мощностью К, состоящего из матриц Ак размерностью ЩМ)хМ. Тогда эти координаты можно выразить через координаты точки заменой мест г единиц

строк матрицы =

3.2. Перебирая (по некоторому правилу или случайно) точки окрестности 0(г\ г), выбирается одна из них, удовлетворяющая ограничениям задачи и неравенству < 0 (3.9)

Выбранная точка обозначается через заменяется Ь на Ь+1 и осуществляется переход к пункту 3 алгоритма.

Если ни одна из точек окрестности 0(г\ г) не удовлетворяет одновременно ограничениям задачи и условию 3.9, то работа по алгоритму заканчивается. Причем, при Ь=0 точка 2 является искомым локальным решением задачи, если окрестность 0(гь, г) не вырождена. Если она вырождена, то для применения алгоритма необходимо выбрать или другое начальное приближение или радиус г большей величины. При Ь>1 г11 -локальное решение задачи, где \У(г) - целевая функция задачи, Дг (г) - вектор

спада функции относительно окрестности радиуса г.

Для задачи проектирования ВВР вектор спада определяется следующим образом. Пусть на Ь-ом шаге алгоритма переставлены местами строки

матрицы с номерами 7*,Г= отличные друг от друга и получена

матрица А= \Xrrrh■ Тогда = £С^ - £Цг>Т, где

ги 1 пЛ

_ \ст*, в*~1о 1

еслих^» = -элекснг матрицыАк

с-

иш в противном случае

На основе использования результатов доказанных утверждений и следствий разработаны эффективные алгоритмы поиска оптимального решения в задаче синтеза ВВР, основанные на схеме ветвей и границ.

В диссертации доказано следующее утверждение.

Утверждение. Верхние границы множества решений задачи (1)-(3)для заданного ш*, вычисленные по всем ограничениям (2),-(3) равны между собой при условии:

п=1

или

(5)

пЛ

Следствие 1. При выполнении условия (4) для определения верхней границы решения по всем ограничениям необходимо преобразовывать целевую функцию задачи к виду :

г \

N 1 М

Действительно, неопределённость в выборе наиболее жёсткого ограничения в задаче может значительно снизить эффективность метода «ветвей и границ». Введение с в качестве коэффициента при переменных Хпт целевой функции не влияет на её максимальное значение при любых значениях Х„т, однако, позволяет строить оптимальное дерево ветвлений и исключить анализ бесперспективных вариантов решений задачи.

В диссертации доказано также следующее утверждение.

Утверждение. В случае однородности ВВР относительно выигрыша от

где е- сколь угодно малое положительное число.

его распределения по узлам ЛВС, т.е. при Спт=1 \/п, п=£7У, Уш, приближённым решением задачи (1 )-(3) является множество решений,

определяемое выражением: =

О

П

ПЖ апМ

1«!

Ущт=ХЩ где

V

ПЖ а„М М "

целая часть отношения

ПЖ а„ М ¡«1 "

Следствие 2. В случае однородности ВВР относительно выигрыша от его распределения по узлам ЛВС, а так же относительно частоты корректировок его элементов, т.е. при а„=1 VII, п=РУ, множество решений

N

О

м

задачи (1)-(3) определяется выражением =

"=]

Рассмотренные утверждения и следствия позволили построить эффективные алгоритмы решения задач ВВР, основанные на идеях метода «ветвей и границ».

Рассмотренные примеры проектирования структурного резерва показали работоспособность разработанных моделей и методов. При двухузловой ЛВС и наиболее жестком отношении параметров каналов связи и технических средств обработки информации применение структурно-технологического резерва повысило надежность выполнения комплекса программных модулей на 23% при допустимом времени реакции системы. При этом возможна реконфигурация системы в реальном масштабе времени за счет применения разработанных модифицированных алгоритмов на основе метода вектора спада. Применение ВВР позволило сократить время реакции системы на 18% при увеличении допустимого относительного времени корректировки ИЭ на 30%.

Обоснованы рекомендации по использованию структурно-технологического резервирования ПО и ИО и виртуально-восстановительного резервирования данных в АИС , функционирующих на базе ЛВС и критичных одновременно к оперативности обработки данных и их сохранности.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена разработке способов повышения сохранности данных в АИС , функционирующих на базе ЛВС, за счет применения формализованных моделей и методов структурного резервирования ПО и ИО..

Обоснованы пути повышения надежности и оперативности обработки структурированных данных в АИС , построенных на базе ЛВС, основными из которых являются введение структурной избыточности и модульная организация СМПО в рамках распределенной системы обработки данных, автоматизация проектирования СМПО.

Решение задачи оптимального структурного построения ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, представлено в виде комплексного решения задач оптимизации структуры алгоритмов как с точки зрения максимального использования ресурсов ЛВС, так и с точки зрения повышения гибкости получаемых проектных решений с учетом возможных реконфигураций функциональных структур систем организационного управления.

Учет особенностей проектирования структурного резерва для ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, достигается за счет введения в разработанные модели параметров, определяющих внутренние структурно-технологические свойства задач; определения функциональной зависимости надежности и времени решения задач в ЛВС от параметров синтезируемых модульных систем обработки данных.

В соответствии с поставленной целью повышения надежностных и временных характеристик функционирования ПО и ИО АИС , построенных на базе ЛВС, разработан комплекс моделей и методов структурного резервирования данных для ЛВС. В рамках методов структурного резервирования разработаны модели, основанные на применении СТР и ВВР, которые позволили повысить надежностные характеристики ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, а также оперативность обработки данных.

Решение задачи проектирования содержания структурно-

технологического резерва и его размещения по узлам ЛВС обеспечивает максимальную безопасность логической структуры ПО и ИО с учетом возможных топологий локальной вычислительной сети.

Комплексная задача повышения сохранности и оперативности обработки данных АИС решена за счет разработки формализованных моделей и методов ВВР. Разработанные модели ВВР основаны на более гибком использовании понятия качества информации, позволяют повысить оперативность обработки данных, а также их сохранность в условиях действия дестабилизирующих факторов.

Проведенный анализ особенностей задач синтеза структурного резерва, представленный в виде системы утверждений и следствий, позволил

Глава 1. Методы повышения сохранности программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

1.1. Обеспечение сохранности информации в

1.2. Анализ формализованных моделей, 32 методов и основных критериев эффективности в задачах повышения сохранности программ и данных в сетях ЭВМ.

1.3. Особенности резервирования и 44 восстановления информации в ЛВС. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Разработка моделей и методов структурного резервирования программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

2.1. Разработка моделей и методов структурнотехнологического резервирования программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

2.1.1. Общая математическая модель 49 структурно-технологического резервирования программного и информационного обеспечения АИС функционирующих на базе ЛВС.

2.1.2. Анализ особенностей задачи синтеза 57 структурно-технологического резерва и её представление в виде комбинаторной задачи на представление в виде комбинаторной задачи на структурном множестве.

2.1.3. Декомпозиция задачи синтеза структурно-технологического резерва программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

2.2. Разработка моделей виртуально-восстановительного резервирования данных АИС , функционирующих на базе ЛВС.

Глава 3. Разработка методов решения задач структурного резервирования данных в ЛВС.

3.1. Разработка методов решения задач структурного резервирования данных на основе схемы «ветвей и границ».

3.2. Разработка приближенных методов решения задач структурного резервирования программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС

3.3. Оценка работоспособности разработанных моделей и методов, разработка рекомендаций по их применению.

Широкое внедрение локальных вычислительных сетей, распределенных баз данных и систем передачи информации в значительной степени вызвано потребностями в новых технологиях обработки данных, повышением требований к оперативности и устойчивости управления организационными системами, а также качественными изменениями в структуре современных АИС , внедрением мини-, микро-и персональных ЭВМ, «интеллектуальных» терминалов, с резким снижением затрат на функционирование распределенных систем.

Интенсивное развитие процесса информатизации управленческой деятельности в различных сферах деятельности приводит к осознанию роли и возможностей средств автоматизации в процессе управления, переосмысления взглядов на проблему создания, внедрения и эксплуатации АИС . Это требует разработки высокоэффективной технологии проектирования, позволяющей создавать надежные системы различной сложности, уровня и назначения в сжатые сроки при минимальных затратах труда.

Существует большое число работ, посвященных сетям ЭВМ, в том числе ЛВС, в которых предлагаются различные модели и методы количественного обоснования принимаемых решений по выбору рациональных вариантов построения и организации функционирования ЛВС. К авторам наиболее известных этих работ относятся В.М. Глушков, Д. Флинт, А.Я. Якубайтис. В работах этих авторов [1-5] излагаются основные принципы построения сетей ЭВМ, организация сетей передачи данных и связи, их анализ и синтез.

В работе [6] Г.Т. Артамонова и В.Д. Тюрина излагается оригинальная система топологических инвариантов, позволяющая эффективно решать задачи определения изоморфизма и автоморфизма сетей. Исследуется влияние топологических характеристик сетей на их надежность, пропускную способность, стоимость и ряд других системных характеристик.

В работе [7] Г.Ф. Янбых и Б.А. Столярова рассматривается проблема оптимизации физической структуры информационно-вычислительных сетей. Методы и алгоритмы синтеза и оптимизации структуры централизованных и распределенных сетей ЭВМ с единых методологических позиций рассмотрены Ю.П. Зайченко и Ю.В. Гонта [8]. В работах В.А. Балыбердина [9-10] предложены единый метод исследования системы вычислительных средств (СВС) сетей ЭВМ, основанный на выделении и рассмотрении совокупностей взаимодействующих информационных процессов, протекающих в СВС, комплекс аналитических моделей совокупностей информационных процессов для решения задач анализа сетей ЭВМ и методы многоуровневой оптимизации для решения задач синтеза.

Если рассмотреть накопленный опыт при решении задач оптимизации и повышения устойчивости информационно-вычислительного процесса (ИВП), сохранности информации в сетях ЭВМ, то необходимо отметить научный вклад таких ученых, как В.В. Хорошевский [11], E.H. Турута [12-13], O.K. Кондратьев [14], А.Г. Мамиконов, В.В. Кульба [3133].

Авторы этих работ, связанных с оптимизацией информационно-вычислительного процесса в системе вычислительных средств сети ЭВМ рассматривают программное и информационное обеспечение (ПО и ИО) на уровне функциональных модулей, построенных без учета свойств распределенных систем. Модульность, положенная в основу решения задач рациональной организации сбора и обработки информации, распределения и перераспределения программных модулей и информационных массивов по узлам сети принимается как данность ввиду ряда трудностей, связанных с их решением.

Между тем, содержание программных модулей и информационных массивов в силу разнородности составляющих их элементов по различным качественным и количественным параметрам в значительной степени влияет как на характеристики ИБП, так и на эффективность функционирования всей АИС , построенной на базе сети ЭВМ.

Синтезу модульных систем обработки данных посвящено множество работ, связанных с именами H.A. Кузнецова, А.Г. Мамиконова, В.В. Кульбы, В.В. Липаева, Г.З. Казиева, С.А. Косяченко, А.Б. Шелкова и др. В работе [16] на основе единой методологии излагаются формализованные модели и методы синтеза оптимальных модульных систем обработки данных, работа [17] целиком посвящена методам анализа и синтеза класса систем обработки данных реального времени.

Методам упорядочения и оптимизации структур распределенных баз данных на этапах предпроектного анализа, технического проектирования и эксплуатации АИС посвящены работы Дж. Хаббарда [18], А.Г. Мамиконова, В.В. Кульбы, С.А. Косяченко, И.А. Ужастова [1921] и др. В работе [19] приведены модели, методы и алгоритмы анализа и структуризации предметных областей пользователей и синтеза оптимальных по различным критериям эффективности логических и физических структур распределенных баз данных. Однако, в перечисленных работах содержание программных модулей и информационных массивов при проектировании модульных систем обработки данных определяется без учета структуры вычислительной среды и возможности параллельной обработки информации в вычислительной сети.

Приведенный обзор работ, показывает, что задачи организации информационно-вычислительного процесса и повышения его устойчивости в системе вычислительных средств сети ЭВМ и задачи структурного построения специального математического и программного обеспечения решались в основном независимо и изучены с различной степенью глубины.

Работы, проведенные в этом направлении к настоящему времени обладают рядом существенных недостатков.

1. Не разработан комплексный подход к проектированию программного и информационного обеспечения задач автоматизации, одновременно учитывающий их внутренние свойства и технические характеристики локальных сетей ЭВМ, что приводит к не полному использованию эмерджентных свойств систем с распределенной обработкой информации.

2. Недостаточно формализованы способы и методы обеспечения гибкости систем с распределенной обработкой информации, работающие в режиме решения одной задачи.

3. Существующие постановки указанных задач предполагают их решение в процессе синтеза сети ЭВМ. Исходя из этого, к разрабатываемым методам и алгоритмам их решения не предъявляется достаточно жестких требований по времени решения. Вместе с тем, такие задачи возникают в процессе эксплуатации и применения средств автоматизации управления, а их реализация связана с решением дискретных, зачастую нелинейных задач большой размерности в короткие сроки. Это, в свою очередь, порождает проблему дискретности, многомерности и большой размерности задач проектирования оптимальных распределенных систем обработки данных и разработки эффективных методов их решения.

Таким образом, научной задачей, решаемой в диссертации, является разработка формализованных моделей и методов структурного резервирования программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

Наряду с выше перечисленным, актуальность темы исследования определяется: постоянным повышением зависимости качества организационного управления от возможностей и эффективности автоматизированной системы управления, функционирующей на базе локальной сети ЭВМ; существенным отставанием организационных систем управления России от аналогичных систем развитых европейских государств и США по оперативности, устойчивости управления и уровню развития средств автоматизации и связи.

Цель работы.

Целью диссертационной работы является повышение надежностных и временных характеристик функционирования ПО и ИО АИС , построенных на базе ЛВС.

Методы исследования.

Методы исследования основаны на использовании аппарата теории исследования операций, теории матриц, теории графов, а также на проведении практических и экспериментальных расчетов на ЭВМ.

Научная новизна.

В результате проведенных исследований, анализа и обобщения опыта проектирования и эксплуатации автоматизированных систем управления различного класса и назначения разработан комплекс моделей и методов структурного резервирования данных для ЛВС. В отличие от известных методов повышения устойчивости информационно-вычислительного процесса впервые разработан и выделен специальный класс моделей оптимизации - модели повышения безопасности структур программного и информационного обеспечения в условиях действия дестабилизирующих факторов и изменения качества входной информации, учитывающие возможность параллельной обработки данных в ЛВС. В рамках методов структурного резервирования разработаны модели, основанные на применении структурно-технологического и виртуально-восстановительного резервирования данных.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит стр.119 машинописного текста, 14 рисунков, 3 таблицы, а также список литературы (82 наименований).

Выводы

1. На основе анализа рассмотренных задач синтеза виртуально-восстановительного резерва, выраженного в виде системы утверждений и следствий, предложены эффективные методы их решения, основанные на схеме "ветвей и границ" и существенно снижающие размерности задач с конкретными исходными данными.

2. Разработаны модифицированные методы вектора спада для решения задач синтеза структурного резерва, позволяющие получать локально-оптимальные решения в условиях жестко фиксированного временного интервала, что дает возможность использовать результаты исследования для динамической реконфигурации ПО и НО в ЛВС.

3. Рассмотренные примеры проектирования структурного резерва показали работоспособность разработанных моделей и методов. При двухузловой ЛВС и наиболее жестком отношении параметров каналов связи и технических средств обработки информации применение структурно-технологического резерва повысило надежность выполнения комплекса программных модулей на 23%. Применение ВВР позволило сократить время реакции системы на 18% при увеличении допустимого относительного времени корректировки ИЭ на 30%.

4. Обоснованы рекомендации по использованию структурно-технологического резервирования ПО и ИО и виртуально-восстановительного резервирования данных в АИС , функционирующих на базе ЛВС и критичных одновременно к оперативности обработки данных и их сохранности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современный этап в развитии индустрии обработки данных характеризуется широким использованием новой технологии обработки данных, основу которой составляют локальные вычислительные сети (ЛВС).

В диссертационной работе решена научная задача разработки формализованных моделей и методов структурного резервирования программного и информационного обеспечения АИС , функционирующих на базе ЛВС.

Сложность решения задачи обуславливается распределенностью АИС , большим объемом информационно-вычислительных работ, необходимостью учета специфических факторов, характерных для АИС , функционирующих на базе ЛВС, жесткими требованиями к вероятностно-временным характеристикам процесса обработки данных и значительного влияния СМПО на этот процесс.

Обоснованы пути повышения надежности и оперативности обработки структурированных данных в АИС , построенных на базе ЛВС, основными из которых являются введение структурной избыточности и модульная организация СМПО в рамках распределенной системы обработки данных, автоматизация проектирования СМПО.

Анализ оптимизационных моделей повышения надежности программного и информационного обеспечения для распределенных систем показал, что они не учитывают в полной мере эмерджентного свойства распределенных систем, присущего системам параллельной обработки данных; не достаточно исследованы вопросы разработки структурного резерва программного и информационного обеспечения для таких типов систем, в которых техническое и математическое обеспечение характеризуется различной степенью связности.

Для устранения указанных недостатков решение задачи оптимального структурного построения ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, представлено в виде комплексного решения задач оптимизации структуры алгоритмов как с точки зрения максимального использования ресурсов ЛВС, так и с точки зрения повышения гибкости получаемых проектных решений с учетом возможных реконфигураций функциональных структур систем организационного управления.

Учет особенностей проектирования структурного резерва для ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, достигается за счет введения в разработанные модели параметров, определяющих внутренние структурно-технологические свойства задач, определения функциональной зависимости надежности и времени решения задач в вычислительной сети от параметров синтезируемых модульных систем обработки данных.

На основе анализа существующих методов повышения сохранности данных в АИС предложена совокупность оптимизационных моделей, реализующих методологию последовательного эквивалентного преобразования матричных моделей распределенных систем обработки данных в зависимости от этапа анализа системы и необходимости получения требуемых характеристик.

В соответствии с поставленной целью повышения надежностных и временных характеристик функционирования ПО и ИО АИС , построенных на базе ЛВС разработан комплекс моделей и методов структурного резервирования данных для ЛВС. В отличие от известных методов повышения устойчивости информационно-вычислительного процесса впервые разработан и выделен специальный класс моделей оптимизации - модели повышения безопасности структур программного и информационного обеспечения в условиях действия дестабилизирующих факторов и изменения качества входной информации, учитывающие возможность параллельной обработки данных в ЛВС.

В рамках методов структурного резервирования разработаны модели, основанные на применении структурно-технологического и виртуально-восстановительного резервирования данных, которые позволили повысить надежностные характеристики ПО и ПО АИС , функционирующих на базе ЛВС, а также оперативность обработки данных.

Решение задачи проектирования содержания структурно-технологического резерва и его размещения по узлам ЛВС обеспечивает максимальную безопасность логической структуры программного и информационного обеспечения с учетом возможных топологий локальной вычислительной сети.

Комплексная задача повышения сохранности и оперативности обработки данных АИС решена за счет разработки формализованных моделей и методов виртуально-восстановительного резервирования. В рамках системы резервирования рассмотрены задачи проектирования виртуально-восстановительного резерва (ВВР) и его размещения в узлах ЛВС по критериям: равномерного распределения выигрыша от использования ВВР по узлам ЛВС, минимума степени виртуальности резерва.

Разработанные модели виртуально-восстановительного резервирования данных в АИС , функционирующих на базе ЛВС, основаны на более гибком использовании понятия качества информации, позволяют повысить оперативность обработки данных, а также их сохранность в условиях действия дестабилизирующих факторов.

Проведенный анализ особенностей задач синтеза структурного резерва позволил осуществить их постановку в виде комбинаторных задач на структурных множествах и оценить выигрыш от учета структурных ограничений. Разработана декомпозиция задачи синтеза структурно-технологического резерва на ряд взаимосвязанных задач, позволяющая существенно сократить размерность исходной задачи.

Разработаны модифицированные методы вектора спада для решения задач синтеза структурного резерва, позволяющие получать локально-оптимальные решения в условиях жестко фиксированного временного интервала, что дает возможность использовать результаты исследования для динамической реконфигурации в ЛВС.

На основе анализа рассмотренных задач синтеза виртуально-восстановительного резерва, выраженного в виде системы утверждений и следствий, предложены эффективные методы их решения, основанные на схеме "ветвей и границ" и существенно снижающие размерности задач с конкретными исходными данными.

Проведенный машинный эксперимент позволил оценить эффективность разработанных алгоритмов, провести их сравнительный анализ и выработать рекомендации по их применению для решения задач синтеза структурного резерва ПО и НО АИС , функционирующих на базе ЛВС.

Рассмотренные примеры проектирования структурного резерва показали работоспособность разработанных моделей и методов. При двухузловой ЛВС и наиболее жестком отношении параметров каналов связи и технических средств обработки информации применение

110 структурно-технологического резерва повысило надежность выполнения комплекса программных модулей на 23%. Применение ВВР позволило сократить время реакции системы на 18% при увеличении допустимого относительного времени корректировки ИЭ на 30%.

Использование структурно-технологического резервирования ПО и ИО целесообразно для АИС , функционирующих на базе ЛВС и критичных одновременно к оперативности обработки данных и их сохранности. Реконфигурация системы на основе разработанных моделей и методов структурно-технологического резервирования ПО и ИО АИС , функционирующих на базе ЛВС, позволяет повысить живучесть систем данного класса. Причем реконфигурация системы возможна в реальном масштабе времени за счет применения разработанных модифицированных алгоритмов на основе вектора спада.

Использование виртуально-восстановительного резервирования данных целесообразно для систем, критичных к оперативности обработки данных (систем реального времени), которые используются, например, в качестве организационно-технической формы управления в чрезвычайных ситуациях. При этом возможно уменьшение времени реакции системы в несколько раз за счет приемлемого ухудшения качества информационных массивов.

Таким образом, поставленная цель диссертационной работы -повышение надежностных и временных характеристик функционирования ПО и ИО АИС , построенных на базе ЛВС достигнута.

1. Глушков В.М. Сети ЭВМ.- М.: Связь, 1977.-280 с.

2. Флинт Д. Локальные сети ЭВМ: архитектура, принципы построения, реализация.- М.: Финансы и статистика, 1986. 359 с.

3. Якубайтис Э.А. Архитектура вычислительных сетей.- М.: Статистика, 1980.- 279 с.

4. Якубайтис Э.А. Информационно-вычислительные сети.- М.: Финансы и статистика, 1984.- 232 с.

5. Якубайтис Э. А. Открытые информационные сети. М.: Радио и связь, 1991. -208с.: ил.

6. Артамонов Г.Т., Тюрин В.Д. Топология сетей ЭВМ и многопроцессорных систем.- М.: Радио и связь, 1991.- 248 с.

7. Янбых Г.Ф., Столяров Б.А. Оптимизация информационно -вычислительных систем.- М.: Радио и связь, 1987.- 232 с.

8. Зайченко Ю.П., Гонта Ю.В. Структурная оптимизация сетей ЭВМ.- Киев: Техника, 1986.- 168 с.

9. Балыбердин В.А. Оценка и оптимизация характеристик систем обработки данных.- М.: Радио и связь, 1987.- 176 с.

10. Балыбердин В.А. Методы анализа мультипрограммных систем.- М.: Радио и связь, 1982.- 152 с.

11. Хорошевский В.Г. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и ситем. М.: Радио и связь, 1987. - 256 с.

12. Турута E.H. Обеспечение отказоустойчивости управляющих микропроцессорных систем путем перераспределения задач отказавших модулей. Системы управления информационных сетей.-М.: Наука, 1983.-С. 187-197.

13. Турута E.H., Аскеров Ч.И., Фургина Л.А. Распределение задач с целью обеспечения отказоустойчивости многопроцессорных вычислительных систем. Сетевые протоколы и управление в распределенных вычислительных системах. М.: Наука, 1986. -С.168-173.

14. Кондратьев К.О. Метод динамического перераспределения управляющих программ в распределенном вычислительном комплексе. Автоматика и вычислительная техника.-1987.-Т6.-С.15-18.

15. Ю.И. Денисов, В.Д. Киселев, В.Ю. Мягков, А.М. Щербина. Модели и методы решения задач проектирования и испытаний АСУ.-М.: Вооружение. Политика. Конверсия, 1997.- 249 с.

16. Мамиконов А.Г., Кульба В.В. Синтез оптимальных модульных систем обработки данных.- М.: Наука, 1986.-275 с.

17. H.A. Кузнецов, В.В. Кульба, С.А. Косяченко, Г.З. Казиев, А.Б. Шелков. Оптимальные модульные системы реального времени (анализ и синтез).-М.: ИППИ РАН, 1994.- 359 с.

18. Хаббард Дж. Автоматизация проектирования баз данных.-М.: Мир, 1984.

19. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Ужастов И.А. Оптимизация структур распределенных баз данных в АСУ. М.: Наука, 1990.

20. Ужастов И.А. Реализация информационного обеспечения АСУП на основе концепции РБД. Вопросы развития ОАСУ-ХИМ и АСУП.

21. Евстигнеев Е.А., Сухоруков Е.С. Об основных направлениях обеспечения устойчивости автоматизированного управления войсками в операции. Военная мысль.-1989, Т 9, с. 42-50.

22. Трапезников В.А. Управление и научно-технический прогресс.- М.: Наука, 1983. 222 с.

23. Глушков В.М. Введение в АСУ.- Киев: Техника, 1974. 318 с.

24. Липаев В.В. Проектирование математического обеспечения АСУ.- М.: Статистика, 1977. 400 с.

25. Мамиконов А.Г., Цвиркун А.Д., Кульба В.В. Автоматизация проектирования АСУ. М.: Энергоиздат, 1981. 328 с.

26. Кульба В.В., Мамиконов А.Г., Цвиркун А.Д. Системные методы повышения достоверности при обработке информации в АСУ . Экономика и математические методы.- 1973, С. 407-414.

27. Кульба В.В., Пелихов В.П. Задачи анализа и синтеза систем защиты и контроля при обработке данных в АСУ. Препр. ИПУ. -М., 1980. -46 с.

28. Кульба В.В., Сомов С.К., Шелков А.Б. Резервирование данных в сетях ЭВМ,- Казань: Издательство Казанского университета. 1987.176 с.

29. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Шелков А.Б. Достоверность, защита и резервирование информации в АСУ.- М.: Энергоатомиздат, 1986.- 303 с.

30. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Сомов С.К. Анализ стратегий резервирования программных модулей и информационных массивов в сетях ЭВМ. Автоматика и телемеханика. 1984. - Т2.- С. 149-159.

31. Chu W.W. Optimal life allocation in multiple computer system. IEEE Trans on Computers. 1969. ol. 10.N11.

32. Morgan H.L., Levin K.D. Optimal programs and data location in computer networks. Communs. ACM. 1977. Vol. 20. N5.

33. Mahsoud S., Riordan J.S. Optimal allocation a resorces in distributed information networks. ASM Trans, n Database Systems. 1976. Vol. N1.

34. Янбых Г.Ф., Бобер В.И., Бокоев Т.И. Оптимизация размещения файлов и каналов передачи данных в сети ЭВМ. Автоматика и вычислительная техника. 1986. Т4.

35. Безрукавников В.П., Терехов В.А., Яковлев В.Б. Синтез ицентрализованных систем управления и контроля. Изв. Ленингр. лнектротехн. ин-та. 1982. Т312.

36. Foster D.V., Dowdy L.W., Ames J.E. 4 File assignment in a computer network. Computer Networks. 1981. Vol.5.

37. Ni L.M., Hwang K. Optimal load balaneing in a multiple processor system with many job classis// IEEE Trans on Software Engineering. 1985. Vol. SE-11.N5.

38. Васильев В.И., Гаурян K.P., Коновалова B.H. Адаптивная диспетчеризация задач в сетях ЭВМ. Управляющие системы и машины. 1981. Т5.

39. Монахов О.Г. Об одном методе децентрализованного распределения заданий в вычислительных системах с программируемой структурой. Автоматика и вычислительная техника. 1983. Т1.

40. Максименков А.В. Распределение задач по машинам в сети ЭВМ. Автоматика и вычислительная техника. 1986. Т2.

41. Jervis P., Janes W.S. Computer aided design of microcomputer networks for control and instrumentation applications// Eng. Software Proc. ist Int. Conf.- ondon Plysouth. 1979.

42. Шенброт И.М., Алиев B.M. Проектирование вычислительных систем распределенных АСУ ТП. М.: Энергоатомиздат, 1989.

43. С.В. Назаров, А.А. Примаков. Параллельная обработка информации в сетях ЭВМ .Автоматика и телемеханика, 1991. Т5.

44. Липаев В.В. Проектирование программных средств. М.: Высш. шк., 1990.

45. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировании.- М.: Наука, 1985.

46. Гуськов Д.А. Структурно-технологический резерв и его моделирование с помощью сетей Петри. Третья международная конференция "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях". ИПУ, М., 1995.

47. Сизов В.А. Виртуально-восстановительный резерв в системах со структурной избыточностью. В кн.: Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях, четвертая международная конференция. М.: ИПУ, 1996, с. 187.

48. Сизов В.А. Модели и методы виртуально-восстановительного резервирования данных автоматизированных информационно-управляющих систем в условиях чрезвычайных ситуаций. Автоматика и телемеханика, №6, 1998, с. 175-184

49. Сизов В.А., Милько И.В. Виртуально-восстановительное резервирование данных автоматизированных систем управления войсками. НТС Т14.-Тула: ТВАИУ, 1997, с.182-188.

50. Вальковский В.А. Распараллеливание алгоритмов и программ. Структурный подход. М.: Радио и связь, 1989.

51. Дудорин В.И. и др. Моделирование структур АСУ на ЭВМ: -М.: Финансы и статистика, 1982.- 168 е., ил.

52. Сизов В.А. Проектирование программного и информационного обеспечения комплекса связанных задач в сети ЭВМ. Автоматика и телемеханика, Т5, 1995, с.161-173.

53. Сизов В.А., Дронов В.А. Модели функциональной деградации для оптимальных модульных систем обработки данных.-Известия ТГУ, сер. Информатика, т.З, вып.2, Тула: ТГУ, 1997, с. 80-84.

54. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А. Типизация разработки модульных систем обработки данных. М.: Наука, 1989.

55. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Миронов A.C., Товмасян A.B. Предпроектный анализ структуры информационных потоков и технологии обработки данных при разработке модульных СОД. М.: ИПУ, 1980.

56. Танаев B.C., Сотсков Ю.Н., Струсевич В.А. Теория расписаний. Многостадийные системы. М.: Наука, 1989.

57. Головкин Б.А. Расчет характеристик и планирование параллельных вычислительных процессов. М.: Наука, 1983.

58. А.Г. Мамиконов, A.A. Ашимов, В.В. Кульба. Синтез оптимальных модульных систем обработки данных. Автоматизация проектирования систем обработки данных в сборн. Вопросы кибернетики.: М, 1985, с. 4-17.

59. Эрдем М., Спенсер Дж. Вероятностные методы в комбинаторике.- М.: Мир, 1976.-131 с.

60. Сергиенко И.В., Каспшицкая М.Ф. Модели и методы решения на ЭВМ комбинаторных задач оптимизации.- Киев: Наук, думка, 1981.288 с.

61. Сергиенко И.В., Лебедева Т.Т., Рощин В.А. Приближенные методы решения дискретных задач оптимизации.- Киев: Наукова думка, 1980.

62. Э. Рейнгольд, Ю. Нивергельт, Н. Део. Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика.- М.: Мир, 1980.

63. Финкелыитейн Ю.Ю., Корбут A.A. Дискретное программирование.- М.: Наука, 1969.

64. Сергиенко И.В. Математические модели и методы решения задач дискретной оптимизации.- Киев: Наук.думка, 1988.-384 с.

65. Костогрызов А.И., Петухов A.B., Щербина A.M. Основы оценки, обеспечения и повышения качества выходной информации в АСУ организационного типа. М.: Вооружение. Политика. Конверсия, 1994.

66. А.И. Костогрызов, В.В. Липаев. Сертификация качества функционирования автоматизированных информационных систем.-М.: Вооружение. Политика. Конверсия, 1996, 279 с.

67. Вагнер. Основы исследования операций, Т.2.-М.: Мир, 1973.

68. Алексеев О.Г. Комплексное применение методов дискретной оптимизации.- М.: Наука, 1987.

69. Сергиенко И.В. Вопросы разработки одного подхода к решению задач оптимизации в системах обработки данных и в автоматизированных системах управления.- Управляющие системы и машины, 1974, Т6, С. 107-115.119

70. Сергиенко И.В. О применении метода вектора спада для решения задач оптимизации комбинаторского типа.- Управляющие системы и машины, 1975, Т2, С.86-94.

71. Сергиенко И.В. Применение метода вектора спада для решения задач целочисленного программирования.- Управляющие системы и машины, 1975, ТЗ, С. 92-98.

72. Сергиенко И.В. Один метод розв'язування задач на вшдшукування екстремальных значень. Автоматика, 1964, Т5, С. 15-20.

73. Сизов В.А. Применение метода вектора спада для решения задач оптимизации комбинаторного типа на структурных множествах.-Известия ТГУ, сер. Математика, Механика, Информатика, т.З, вып.2. Информатика, Тула: ТГУ, 1997, с.84-88.

74. Афанасьева В.И. Общая математическая модель структурно-технологического резервирования программного и информационного обеспечения АСУ. М.: ВУ, 2000. 0,7 п.л.

75. Афанасьева В.И. Декомпозиция задачи синтеза структурно-технологического резерва программного и информационного обеспечения АСУ.- М.: ВУ, 1998. 0,5 п.л.

76. Афанасьева В.И. Проблемы обеспечения сохранности информации в ЛВС. М.: ВУ, 1999. 0,9 п.л.

77. Афанасьева В.И. Виртуально-восстановительные модели резервирования данных в АСУ. М.: ВУ, 1998. 0,7 п.л.