Анотація до роботи:

Асідех Фатхі Алі. Моделі та методи підвищення надійності інформаційно-управляючих систем критичного застосування з використанням багатоканального дублювання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Харків, 2005.

Дисертація присвячена розробці моделей надійності, методів багатоканального дублювання та відновлення інформаційно-управляючих систем критичного застосування (КІС з БДА), елементів інформаційної технології підтримки прийняття рішень при створенні комп'ютеризованих систем гарантованої готовності. Розроблені модель КІС з БДА, що визначає системні зв’язки функціональних та надійнісних ознак відмовостійких архітектур і дозволяє синтезувати їх з урахуванням кількості та розподілу по каналах програмних версій, повноти дублювання, здатності до адаптації; метод адаптації до відмов АЗ і ПЗ, що базується на динамічній реконфігурації та послідовному аналізі синдромів і забезпечує збереження працездатності при відмовах двох довільних каналів; сукупність марковських моделей готовності відновлюваних КІС з БДА, які ураховують параметри стратегій відновлення, варіанти введення версійної надмірності та міжпідсистемного контролю, і забезпечують можливість розрахунку показників надійності одно- та багатоверсійних систем; комплекс стратегій відновлення КІС, які ураховують моменти початку, обсяг і пріоритетність відновлюваних елементів після відмов АЗ і ПЗ і дозволяють визначати множину варіантів відновлення систем; метод вибору архітектур і стратегій відновлення КІС з БДА, що забезпечує спрямований пошук раціональних структурних та експлуатаційних параметрів за критеріями готовності та відмовостійкості, дозволяє скоротити час відновлення та терміни проектування в умовах певних обмежень. Запропоновані методи дозволяють підвищити відмовостійкість та готовність за рахунок комплексного використання процедур адаптації, багатоверсійних технологій та стратегій відновлення, а також автоматизувати процеси прийняття рішень при розробці.

1. Надійність інформаційно-управляючих систем є визначальною властивістю комплексів критичного і бізнес-критичного застосування. Збільшення кількості і важливості функцій цих системам ускладнило виконання зростаючих вимог до надійності й безпеки. Задоволення цих вимог в умовах розширення спектра дефектів програмних й апаратних засобів, що викликають порушення працездатності, може забезпечуватися за рахунок адекватного розвитку базових архітектур і технологій. Аналіз відомих методів підвищення рівня цих властивостей дозволив обґрунтувати доцільність використання в якості базових багатоканальних дубльованих архітектур, що представляються НА- і СА-технологіями. Для таких систем характерні обмеження, пов'язані з недостатньою їх захищеністю від кратних відмов і збоїв, дефектів програмних засобів, невиявлених при розробці та верифікації, а також недоліками відомих моделей та методів оптимізації їхнього технічного обслуговування й ремонту. У дисертації поставлена і вирішена актуальна наукова задача розробки моделей надійності методів резервування та відновлення комп'ютеризованих інформаційних й інформаційно-управляючих систем з багатоканальною дубльованою архітектурою з урахуванням відмов апаратних і програмних засобів. 2.

У роботі запропоновані:

- модель КІС з БДА, що визначає системні зв'язки функціональних та надійнісних ознак відмовостійких архітектур і дозволяє синтезувати їх систематизовану множину з урахуванням кількості та розподілу по каналах програмних версій, повноти дублювання, здатності до адаптації;

- метод адаптації КІС з БДА до відмов АЗ і ПЗ, який базується на динамічній реконфігурації та процедурі послідовної фіксації та аналізі синдромів відмов і забезпечує збереження працездатності при відмовах двох довільних каналів;

3. Удосконалені:

- сукупність марковських моделей готовності відновлюваних КІС з БДА, які ураховують параметри стратегій відновлення, варіанти введення версійної надмірності та організації міжпідсистемного контролю, і забезпечують можливість розрахунку показників надійності одно- та багатоверсійних систем;

- комплекс стратегій відновлення КІС з БДА, які ураховують моменти початку, обсяг і пріоритетність відновлюваних елементів після відмов АЗ і ПЗ і дозволяють визначати множину варіантів обслуговування та ремонту систем;

4. Набув подальший розвиток метод вибору архітектур і стратегій відновлення КІС з БДА, що забезпечує частково спрямований пошук раціональних структурних та експлуатаційних параметрів за критеріями готовності та відмовостійкості, дозволяє скоротити час відновлення і терміни проектування в умовах певних обмежень.

5. Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці та удосконаленні: принципів і патентоспроможних засобів системотехнічної реалізації нового класу відмовостійких КІС з використанням методу багатоканального дублювання, що дозволяють створювати високонадійні системи; методик оцінки надійності (відмовостійкості та готовності) різних типів КІС з БДА, що базуються на запропонованих моделях і дозволяють визначити показники залежно від параметрів каналів, числа версій, стратегій відновлення; елементів інформаційної технології підтримки вибору параметрів відновлюваних і невідновлюваних КІС з БДА з гарантованою готовністю залежно від вимог та обмежень, обумовлених сферою їх використання. Рішення дисертаційних задач дозволило на 25-40 відсотків знизити ймовірність відмов, а також підвищити готовність відновлюваних систем на 5-10 відсотків. Використання запропонованих засобів контролю й реконфігурації забезпечує підвищення глибини діагностування та відмовостійкості ІУС.

6. Результати досліджень впроваджені в Сертифікаційному центрі АСУ Держцентрякості Державного комітету ядерного регулювання України (при розробці проектів інструментальних систем і нормативних документів, що регламентують методики оцінки критичних ІУС); ЗАТ "Радій" (при розробці варіантів побудови автоматизованих систем управління, важливих для безпеки АЕС); навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "ХАІ".

7. Подальше використання результатів можливе і доцільне при розробці інформаційних технологій підтримки проектування й вибору варіантів відмовостійких рішень ІУС критичного застосування (АЕС, аерокосмічних і транспортних систем, нафтогазових комунікацій), а також при створенні та експлуатації систем високої готовності для бізнес-критичних застосувань.

8. Далі дослідження доцільно проводити в напрямку розвитку інформаційної технології гарантованої готовності для корпоративних і глобальних мереж, удосконалювання гнучких стратегій управління експлуатацією, застосування принципів адаптивності та багатоверсійності для веб-додатків, інтеграції методів і засобів забезпечення відмовостійкості та безпеки (захисту інформації).

Публікації автора:

1. Харченко В.С., Асидех Ф.А. Базовые структуры многоканальных дублированных систем, устойчивые к отказам аппаратных и программных средств. //Вісник технологічного університету Поділля. –2002.–№3–Том 1.- С.55-59.

2. Харченко В.С., Асидех Ф.А. Методы повышения отказоустойчивости бизнес-критических компьютерных систем с использованием многоверсионных STRATUS-технологий. //Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. -Харьков: НАКУ «ХАИ», 2002.–№15. – С.47-58.

3. Асидех Ф.А. Обобщенная модель восстанавливаемых STRATUS-систем с произвольным числом каналов // Збірник наукових праць. – Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова. – Київ: Національна академія наук України, 2004.– Вип. 25.– C. 245-250.

4. Харченко В.С., Асидех Ф.А., Лысенко И.В. Марковские модели готовности восстанавливаемых STRATUS-систем // Системи обробки інформації. – Харків: ХВУ, 2004.– Вип. 4.– C. 216-226.

5. Харченко В.С., Асидех Ф.А. STRATUS-системы для энергетических комплексов гарантированной готовности: компонентная модель, свойства и метод адаптации // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства “Проблеми енергозбереження та енергозабезпечення в АПК України”.- Харків: Міністерство аграрної політики України. 2004. – Вип.27, том 2. –С. 206-209.

6. Асидех Ф.А. Системная модель STRATUS-архитектур с одно- и многоверсионными программными средствами //Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2002.-№4-5 (37).- С.19.

7. Харченко В.С., Асидех Ф.А. Многоверсионные технологии и отказоустойчивые решения в бизнес-критических (банковских) компьютерных системах // Проблеми формування і розвитку фінансово-кредитної системи України. – Збірник наукових статей за матеріалами 2 міжвузівської науково-практичної конференції студентів і молодих вчених. - Харків: Українська академія банківської справи, 2002.– C. 374-376.

8. Лысенко И.В., Харченко В.С., Асидех Ф.А. Модели надежности обслуживаемых STRATUS-систем // Труды 4-й Международной научно-практической конференции “Современные информационные и электронные технологии”, Одесса, 2003, 19-23 мая. –С.166.

9. Патент України №71083 (по заявці 20040907548 ) від 16.09.2004. Пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи, МПК H05K10/00, G06F15/16/ Харченко В.С., Асидех Ф.А.