CC BY
41
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ТРАКТОВКЕ ПОНЯТИЯ «ЖИВУЧЕСТЬ» ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПОДСИСТЕМЫ АСУ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
© Бондаренко Д.Л.*, Жбанов И.Л.*
Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации, г. Смоленск
В статье производится анализ понятия «живучесть» информационно-управляющих подсистем специального назначения.
Ключевые слова информационно-управляющая подсистема, надежность, адаптивность, отказоустойчивость, эффективность, восстанавливаемость.
Очевидная активизация исследовательских работ по проблематике живучести объектов и систем вызвала широкую дискуссию о прерогативах соответствующей теории и ее прикладных аспектах. В этой связи особую остроту приобрел вопрос о сущности понятия «живучесть», его сходстве и отличии от других свойств объектов и систем, прежде всего таких, как устойчивость, надежность, адаптивность, эффективность, отказоустойчивость, боевая устойчивость и других. В рамках решения задачи формализованного описания параметров живучести, определение места этого свойства в общей системе свойств представляется весьма важной задачей, призванной не допустить неоднозначности толкований ключевых элементов исследуемой предметной области.
Проанализируем основные точки зрения по этому вопросу.
1. Свойство живучести рассматривается в соотношении с надежностью и эффективностью [1]. При этом показатели надежности и эффективности являются вероятностно-временными характеристиками, а в структуре понятия живучести отсутствует факторы случайности и времени. Специфика задачи оценивания живучести от других близких задач заключается в невозможности использования понятия вероятности возникновения тех или иных ситуаций, и, как следствие, неприемлемости вероятностных характеристик оценок. В общей вопросы живучести характеризуются через устойчивость системы по отношению к возникающим по различным причинам возмущениям. Правомерность определения одного понятия через другое сомнений не вызывает, однако, требуется четкое определение понятия «устойчивость
* Преподаватель кафедры Радиоэлектронного вооружения (войсковой противовоздушной обороны), кандидат технических наук.
* Преподаватель кафедры Радиоэлектронного вооружения (войсковой противовоздушной обороны), кандидат технических наук.
систем» (устойчивость системы как явления, устойчивость движений системы, устойчивость ее состояний и т. д). Без этого корректное определение живучести невозможно, тем более невозможно вычленение отличий этих свойств.
2. Подходы к трактовки свойства живучести через свойство надежности. В [2] живучесть определяется как способность системы к сохранению своих основных функций, хотя бы при пониженной эффективности, в то время как надежность связывается со способностью выполнять свои функции. Живучесть обнаруживает себя «при воздействии факторов катастрофического характера», а надежность - «в нормальных заранее рассчитанных условиях». В [3] живучесть рассматривается как «... способность (образца вооружения) выполнять свои функции при боевых повреждениях...», а «... говоря о надежности, имеют в виду нормальные условия эксплуатации при отсутствии боевых повреждений». Однозначное мнение об отличии живучести от свойства надежности приводится в монографии [4]: «Понятие живучести позволяет расширить понятие надежности, так как оно, кроме естественного старения рабочих элементов системы, учитывает возможность их выхода из строя в результате вредных воздействий некоторых активных агентов внешней среды». При ближайшем рассмотрении выявляется, что живучесть и надежность в значительной мере близки по результатам своего проявления, но различаются условиями обнаружения.
3. В перечень анализируемых свойств включается свойство адаптивности [5]. Однако анализ не завершен однозначной характеристикой сходства и отличия живучести от других из рассматриваемых свойств, характеризующих поведение сложной системы в условиях действия некоторых факторов внешней среды, способных нарушить заданное функционирование системы, констатируется лишь их специфическая целевая направленность: надежность характеризует способность к нормальному функционированию в заданных режимах и условиях, устойчивость - продолжение функционирования при действии возмущений, адаптивность - сохранение части системы при изменении множества параметров, позволяющей оптимальным, в некотором смысле, образом достичь той цели, которая была предопределена. В отдельности ни одно из этих свойств не отражает того, что понимается под живучестью системы, в комплексе они также не могут ее характеризовать, поскольку не отражают активный характер живучести, заключающийся в «осмысленном» отборе сохраняемых качеств и определении механизмов их сохранения. Таким образом, ключевым отличием живучести от надежности, устойчивости и адаптивности является активный характер проявления этого свойства в системах, живучестью обладающих.
4. Применительно к особенностям функционирования вычислительных систем [6] в структуре живучести акцентируется устойчивость к отказам. Отличие же живучести от отказоустойчивости состоит в том, что в отказо-
устойчивой системе при отказе происходит восстановление заданных структуры и поведения, а в живучей - возможна деградация относительно менее существенных функций, при которой обеспечивается заданная (требуемая) эффективность выполнения целевой функции. Исходя из этого, весьма важной спецификой живучести является допустимость определенной деградации и частичного разрушения системы.
5. Смысловое отождествление живучести с другими свойствами системы. В живучесть отождествляется с неуязвимостью, определяемой как способность системы сохранить определенный уровень работоспособности при произвольном ухудшении характеристик ее элементов. В живучесть увязывается с адаптивностью, трактуемой как способность системы противостоять воздействию неизвестных внешних возмущений, при этом адаптируемость является мерой жизнеспособности или выживаемости системы.
6. Живучесть имеет ограниченное самостоятельное значение, может изучаться по ходу исследования более общего свойства системы. Такая роль отводится живучести в задачах оценивания боевой устойчивости систем военного назначения, когда принимается, что боевая устойчивость обеспечивается помехоустойчивостью, живучестью и защищенностью. При этом рассматриваются, как правило, тактико-технические характеристики и возможные условия применения вооружения и техники, анализируется изменение ТТХ от повреждений исследуемого объекта. Если при таких изменениях ТТХ и, в первую очередь, эффективность оказываются в требуемых пределах - говорят о боевой устойчивости техники и вооружения. Такое представление о боевой устойчивости экстраполируется и на другие системы военного назначения. Для придания системам боевой устойчивости прибегают к средствам обеспечения известных свойств: надежность, оптимальность, адаптивность, живучесть и т.д. Налицо тенденция к наделению свойства «боевая устойчивость» статусом обобщенного свойства военной техники и вооружения.
Таким образом, выявление особенностей живучести как свойства систем на основе рассмотрения различных точек зрения на сходство и отличие этого свойства от других свойств указывает на существующую неоднозначность мнений в этом вопросе. Ряд исследований проводят четкую грань между живучестью и другими свойствами систем. Другие авторы усматривают тождественность живучести с теми или иными свойствами. Наконец, третьи не видят самостоятельной роли этого свойства в ряду других свойств. Вместе с тем, характеристика состояния терминологической проблемы связана с уяснением сложившихся методологических и концептуальных основ исследования живучести систем, с анализом различных подходов к постановке задач изучения этого свойства, с рассмотрением факторов, определяющих живучесть систем, и показателей, используемых для ее характеристики.
Другим важным выводом является наличие очевидной зависимости сущности и содержания понятия «живучесть» от специфики использующей
его предметной области научных исследований. Очевидно, что ключевым для постановки задачи исследования живучести является определение функциональных качеств системы, подлежащих сохранению восстановлению в условиях деструктивного воздействия со стороны агрессивной внешней среды. Неоднозначность трактовки понятия «живучесть информационно-вычислительной подсистемы (ИУП) АСУ определяется, в первую очередь, необходимостью интеграции двух уже существующих подходов к оцениванию живучести с одной стороны - вычислительных систем отдельных образцов АСУ специального назначения, с другой стороны - элементов ИУП АСУ, представляющего собой организационно-техническое объединение отдельных образцов АСУ в рамках единой системы автоматизированного управления силами и средствами.
Итак, проведенный анализ существующих подходов к трактовке понятия «живучесть» позволяет сделать следующие существенные выводы. При анализе и синтезе живучих ИУП будем считать, что свойство живучести имеет интегральный, комплексный характер, обобщая такие свойства систем, как надежность, адаптивность, отказоустойчивость, эффективность, восстанавливаемость и др. Количественное оценивание исследуемого свойства живучести подсистемы в значительной степени определяется сложностью ее организации.
Ключевым признаком определения сущности свойства живучести является вид деструктивного воздействия, относительно которого определяется это свойство. Таким образом, под живучестью системы будем понимать ее свойство сохранять во времени в установленных пределах способность выполнять заданные функции в заранее неопределенных динамически изменяющихся условиях при целенаправленном воздействии противника на подсистему или ее отдельные элементы.
Свойство живучести подсистемы проявляется только в условиях неблагоприятных воздействий со стороны окружающей среды. Неблагоприятные воздействия могут иметь различную физическую природу, что, в свою очередь, предполагает дифференциацию реакций системы на возникающую ситуацию. Так к воздействиям одного класса система может оказаться индифферентной, а к другим более или менее критичной. Существенным моментом при этом является невозможность определять живучесть системы относительно неопределенных деструктивных воздействий. Оценивание показателей живучести и синтез структур обладающего живучестью ИВК может осуществляться только по отношению к конкретному воздействию со стороны агрессивной внешней среды.
Список литературы:
1. Козлов М.В. и др. Моделирование живучести систем энергетики: методология, модель, реализация. - М.: ВЦ АН СССР, 1986.
2. Словарь по кибернетике / под ред. В.С. Мехалевича. - Киев: Гл. ред. УСЭ, 1989.
3. Беликов А.И. Общий случай оценки структурной живучести многоголосных сетей военной связи. - 1989. - Вып. 1.
4. Крылов А.Н. Собрание трудов. Т. 9. Теория корабля. Ч. 1. - М.; Л.: АН СССР, 1948.
5. Иванов В.Л., Ширенко А.П., Доможиров В.Т., Семенихин В.К. Основы живучести военно-космических сил. - Ч. 1. Проблемы, модели, информационное обеспечение. - М.: МО СССР, 1991.
6. Методы и модели оценки живучести сложных систем / Г.Н. Черкесов // Активная защита от отказов микропроцессорных вычислительных систем. -М.: Знание, 1987.
