Дисертації та автореферати
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/16999
Електронна повнотекстова колекція авторефератів та дисертацій, упорядкована за назвами спеціальностей
Переглянути
2 результатів
Результати пошуку
Документ Методологічні основи та інформаційні технології забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем з багатоцільовим обслуговуванням(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Поночовний, Юрій ЛеонідовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології (12 – Інформаційні технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021 р. Об’єкт дослідження – гарантоздатні інформаційно-керуючі системи, процеси забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем, що функціонують в умовах змін вимог, параметрів фізичного та інформаційного середовища, прояву неспецифікованих дефектів й атак на вразливості. Предмет дослідження – методологічні основи, інформаційна технологія оцінювання та забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем при багатоцільовому обслуговуванні. Докторська дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, що містить розв’язання важливої науково-прикладної проблеми розроблення методологічних основ та інформаційних технологій забезпечення гарантоздатності та підвищення точності її оцінювання для обслуговуваних або частково обслуговуваних інформаційно-керуючих систем в умовах їх еволюції внаслідок зміни вимог і параметрів фізичного та інформаційного середовища, виникнення неспецифікованих відмов через програмно-апаратні дефекти й атаки на вразливості. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження, викладено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача в розробку теми дисертаційної роботи. Наведено дані щодо впровадження результатів дисертаційних досліджень, їх апробацію та публікації. Перший розділ містить аналіз концептуальних підходів до визначення поняття гарантоздатності та змісту її складових підвластивостей. Визначено, що і тлумачення терміну, і набір первинних властивостей залежать від області застосування інформаційно-керуючих систем, режимів їх експлуатації та видів обслуговування. Запропоновано визначити гарантоздатність як здатність системи виконувати задані функції (надавати потрібні послуги), зберігаючи у часі рівень її визначених показників в заданих межах і умовах експлуатації, а також при зміні вимог, параметрів середовища та виникнення неспецифікованих відмов. Проаналізовано основні концепції забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем різних галузей застосування (космічних апаратів, вебсервісів, розумних будинків, систем аварійного захисту АЕС). Визначено компоненти архітектури інформаційно-керуючих систем, режими роботи, види відмов (у тому числі і неспецифікованих, зумовлених атаками на вразливості) та процедури багатоцільового обслуговування, які направлені на завчасну (попереджувальну) протидію причинам відмов та усунення їх наслідків. Другий розділ присвячений розробленню методологічних основ забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем з багатоцільовим обслуговуванням. Запропоновано концепцію забезпечення гарантоздатності обслуговуваних інформаційно-керуючих систем, яка базується на розвитку парадигми Дж. Фон-Неймана – побудови гарантоздатних систем з недостатньо надійних і безпечних компонентів в умовах їх еволюції при багатоцільовому обслуговуванні, і принципи: врахування зміни вимог, процесів оновлення та параметрів фізичного та інформаційного середовища протягом життєвого циклу; адаптації до різних видів відмов, включаючи комбіновані відмови внаслідок фізичних і проєктних дефектів, дефектів старіння, атак на вразливості програмно-апаратних засобів, а також внаслідок впливу змін; багатоцільового обслуговування з метою комплексного забезпечення надійності і безпечності; що надало змогу обґрунтувати структуру і взаємозв’язки моделей та методів оцінювання і вибору стратегій та параметрів їх обслуговування, а також методів підвищення показників гарантоздатності систем в цілому. Розроблено стратегії багатоцільового обслуговування інформаційно- керуючих систем, які, на відміну від відомих, базуються на теоретико-множинному описі варіантів обслуговування з урахуванням типів, процесів, властивостей та параметрів для розрахунку показників гарантоздатності і визначають взаємозв’язки між ними, що дозволяє зменшити модельну невизначеність та обґрунтувати вибір засобів для забезпечення гарантоздатності на різних етапах життєвого циклу. У третьому розділі шляхом розширення простору станів концептуальної моделі гарантоздатних інформаційно-керуючих систем проаналізовані варіанти сценаріїв проведення процедур багатоцільового обслуговування. Одержано системну модель процедур багатоцільового обслуговування, яка, на відміну від відомих, описує множину станів і взаємозв’язки між процесами тестування, онлайн-верифікації та оновлення в рамках базових фрагментів та зв’язки між ними, формує множину багатофрагментних моделей інформаційно-керуючих систем з оновлюваним програмним забезпеченням, яке змінює функції системи відповідно до нових вимог, що дозволяє уніфікувати графічне представлення процедур обслуговування та підвищити гарантоздатність систем на етапі функціонування та супроводу. Удосконалено метод визначення параметрів гарантоздатних інформаційно-керуючих систем, який базується на статистичній обробці даних про зміни, події та відмови і містить процедури об’єднання даних різних репозиторіїв та пошуку оптимального закону розподілу, що підвищує комплексність та точність оцінювання показників гарантоздатності. Четвертий розділ присвячений моделюванню інформаційно-керуючих систем з процедурами патчеризації, онлайн-верифікації та профілактичного тестування. Для моделювання процесів встановлення патчів розроблено багатофрагментні моделі корпоративного вебсервісу та системи автоматизації будинку. Побудовано та досліджено типові багатофрагментні моделі оцінювання гарантоздатності, які описують проведення процедур онлайн-верифікації для інформаційно-керуючих систем космічних апаратів. Як приклад інформаційно-керуючої системи, в якій профілактичне тестування направлене на виявлення та усунення прихованих відмов, розглянуто систему аварійного захисту реактора. Удосконалено багатофрагментні моделі оцінювання готовності інформаційно-керуючих систем за умов виникнення неспецифікованих відмов, атак на вразливості та зміни параметрів середовища шляхом врахування процедур патчеризації, онлайн-верифікації та профілактичного тестування, а також уніфікації формування множин однотипних станів і переходів між ними, що дозволяє описати поведінку систем у вигляді регулярних марковських графів та підвищити точність оцінювання показників готовності й гарантоздатності. У п’ятому розділі розроблено моделі гарантоздатних інформаційно- керуючих систем, у яких відсутні обмеження на використання детермінованих подій, а також потоків подій з довільними законами розподілу, що описують зміни вимог, параметрів середовища чи прояв неспецифікованих відмов. Вперше розроблено мультифазну модель оцінювання гарантоздатності інформаційно-керуючої системи, яка, на відміну від відомих, враховує різні стратегії обслуговування з детермінованими періодами і випадковою тривалістю обслуговування, відновлення при відмовах і атаках на систему та її програмно-апаратні компоненти, що дозволяє усереднити показники неготовності та функційної безпечності з заданою похибкою відносно рівня специфікованих вимог. Удосконалено імітаційні моделі оцінювання гарантоздатності інформаційно-керуючих систем шляхом комплексування з аналітичними моделями і використання запропонованих процедур статистичного оцінювання розподілу результуючих показників для визначення кількості розіграшів, що дозволяє зменшити відхилення (підвищити збіжність) показників гарантоздатності та перевірити адекватність аналітичних моделей. У шостому розділі представлено удосконалений метод вибору параметрів процедур обслуговування для забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем, який на відміну від відомих, враховує різні варіанти проведення процедур багатоцільового обслуговування з усуненням дефектів і вразливостей та дозволяє визначити раціональні моменти проведення роздільного або змішаного обслуговування задля підвищення надійності та безпечності і забезпечити необхідний рівень гарантоздатності. Розроблено інформаційні технології оцінювання показників гарантоздатності критичних інформаційно-керуючих систем при багатоцільовому обслуговуванні та вибору параметрів стратегії багатоцільового обслуговування. Описано інструментальні засоби процесів підтримки інформаційних технологій, розроблені у ході дисертаційних досліджень. Виконано узагальнений аналіз результатів практичного впровадження розроблених методології, моделей і методів, а також отриманих на їх основі інформаційних технологій та інструментальних засобів. Отримані результати апробовано та впроваджено в організаціях, які займаються проєктуванням та супроводом гарантоздатних інформаційно-керуючих систем, зокрема, ТОВ "Науково-виробниче підприємство "Радікс"" ТОВ "Поларіс-2006", НВП "Радій" і НТ СКБ "Полісвіт" Державного НВП "Об'єднання Комунар"; а також у навчальний процес Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" та інших закладів вищої освіти України.Документ Методологічні основи та інформаційні технології забезпечення гарантоздатності інформаційно-керуючих систем з багатоцільовим обслуговуванням(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Поночовний, Юрій ЛеонідовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021 р. Дисертацію присвячено розв’язанню протиріччя між вимогами до забезпечення гарантоздатності, точності її оцінювання для обслуговуваних або частково обслуговуваних інформаційно-керуючих систем (ІКС) в умовах їх еволюції внаслідок зміни цілей і параметрів фізичного та інформаційного середовища, виникнення неспецифікованих відмов через програмно-апаратні дефекти і атаки на вразливості, з одного боку, і недосконалістю існуючого науково-методологічного інструментарію, відсутністю моделей, методів і засобів інформаційних технологій, які дозволили розробити і вибрати відповідні стратегії обслуговування та їх параметри за показниками готовності, безвідмовності, безпечності та гарантоздатності в цілому. Основними результатами дослідження є: методологічні основи, концепція та принципи забезпечення гарантоздатності обслуговуваних ІКС; моделі стратегій багатоцільового обслуговування ІКС; метод визначення параметрів гарантоздатних ІКС; системну модель процедур багатоцільового обслуговування, яка описує множину станів і взаємозв’язки між процесами тестування, онлайн-верифікації та оновлення в рамках базових фрагментів та зв’язки між ними, формує множину багатофрагментних моделей ІКС з оновлюваним програмним забезпеченням; багатофрагментні моделі оцінювання готовності ІКС за умов виникнення неспецифікованих відмов, атак на вразливості та зміни параметрів середовища шляхом врахування процедур патчеризації, онлайн-верифікації та профілактичного тестування; мультифазну модель оцінювання гарантоздатності ІКС, яка враховує різні стратегії обслуговування з детермінованими періодами і випадковою тривалістю обслуговування; імітаційні моделі оцінювання гарантоздатності ІКС з використанням запропонованих процедур статистичного оцінювання розподілу результуючих показників; метод вибору параметрів процедур обслуговування для забезпечення гарантоздатності ІКС, що враховує різні варіанти проведення процедур багатоцільового обслуговування з усуненням дефектів і вразливостей. Використання результатів досліджень підтверджується актами впровадження розроблених методів в навчальний процес закладів вищої освіти України й на підприємствах. Отримані результати забезпечили підвищення точності оцінювання гарантоздатності, дозволили покращити значення її показників при виборі процедур багатоцільового обслуговування і забезпечити надійність, готовність, доступність та функційну безпечність критичних ІКС.