CC BY
7СИСТЕМЫ СВЯЗИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
УДК 629.396 Б01: 10.24412/2782-2141-2023-2-2-13
К вопросу обеспечения максимальной эффективности функционирования комплексов аппаратно-программных средств
Винокур М. В., Курносов В. И.
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы решения задачи обеспечения максимальной эффективности функционирования комплексов аппаратно-программных средств, обоснования их структуры, а также возможности улучшения их эксплуатационной надежности за счет применения ресурсосберегающих способов эксплуатации в процессе применения по назначению. Целью работы является постановка и решение задачи максимизации основных показателей эффективности функционирования комплексов аппаратно-программных средств, таких как средняя наработка на отказ, поступающая нагрузка на различные виды услуг с требуемым качеством, минимально необходимая производительность комплексов аппаратно-программных средств и их энергетические возможности. Новизна: в данной постановке задачи критерий эффективности соответствует рассмотрению комплексов аппаратно-программных средств на уровне качества самоорганизации и отображает его целевое предназначение в телекоммуникационной системе, а также отвечает системе предпочтений лица, принимающего решение. Результат: заключается в том, что критерий показывает возможность обмена разнородным трафиком в сети с требуемым качеством и минимальным расходом различных ресурсов. При этом в работе предложена комплексная методика обоснования структуры комплексов аппаратно-программных средств, состоящая из частных «Методики сбора и обработки исходной информации для решения задачи построения ресурсосберегающих комплексов аппаратно-программных средств» и «Методики построения ресурсосберегающих комплексов аппаратно-программных средств». Практическая значимость: в общем случае решение задач, рассмотренных в работе, позволяет создать телекоммуникационную систему с показателями, обеспечивающими предоставление пользователям сетевого ресурса требуемого качества в заданных объемах, в различных условиях и задачах по связи. При этом реализация потенциальных возможностей создаваемого сетевого ресурса возможна только при эффективном управлении данным ресурсом на всех уровнях обеспечения эксплуатации телекоммуникационной системы.
Ключевые слова: комплекс аппаратно-программных средств, ресурсосберегающие технологии, телекоммуникационная система, эффективность функционирования.
Введение
Эксплуатационно-экономические показатели телекоммуникационной системы (ТКС) во многом определяются эксплуатационно-техническими возможностями комплексов аппаратно-программных средств (КАПС), их образующих. При этом одним из важнейших показателей современных КАПС, характеризующий процесс функционирования мультисервисной ТКС, является их надежность. Сложность реализации используемого и вновь разрабатываемого радиоэлектронного оборудования (РЭО), многообразие режимов его функционирования, динамика условий применения по назначению определяют реализуемость требований по надежности к КАПС, которые в ряде случаев не выполняются.
Вместе с тем вопросы обеспечения безотказности КАПС приобретают особое значение, что обусловлено рядом объективных и субъективных факторов: возрастанием цены отказов; появлением у интегрированных комплексов новых свойств, обусловленных их различной аппаратно-программной реализацией, усугубляющих последствия отказов; необходимостью обеспечения высокой эффективности работы ТКС в условиях дестабилизирующих факторов и т. д. [1].
В соответствии с множественным описанием принципов функционирования КАПС в ТКС и разработанным на его основе комплексом аналитических моделей [2] качество обработки информации в информационных направлениях связи (ИНС) ТКС зависит от средней наработки на отказ КАПС, среднего времени их восстановления и вероятности безотказной работы непересекающихся множеств функциональных преобразований (НМФП), определяемых в том числе их коэффициентом приведения при эксплуатации.
Во многих работах [3, 4] представлена достаточно подробная классификация способов обеспечения выполнения требований по эксплуатационной надежности и отказоустойчивости КАПС на всех стадиях их жизненного цикла. Однако техническая реализация при современном состоянии технологий производства телекоммуникационного оборудования, пока не позволяет получить значительного увеличения (в 10 - 15 раз) средней наработки на отказ КАПС, необходимого для устойчивого функционирования ТКС [5]. Это вызывает необходимость дальнейшего поиска путей повышения безотказности РЭО. В частности, в известной литературе недостаточно полно определена возможность улучшения эксплуатационной надежности КАПС за счет применения ресурсосберегающих способов эксплуатации в процессе применения их по назначению.
Решение задачи обеспечения максимальной эффективности функционирования комплексов аппаратно-программных средств
Из проведенного анализа принципов построения инвариантных по каналообразованию транспортных сетей и выполненных исследований характера функционирования КАПС на сетях, решение задачи «качество сетевого ресурса - расход энергетических ресурсов (материальных средств)» целесообразно рассматривать на основе переключающегося критерия, отвечающего концепции адаптивной организации поведения сложных технических систем [6]:
_тах 2,(7) при ^ (*), ^энер.хр (Г) ^
_тах КО) при ^ > А^ (0^энер.хр (0; (1)
V<V , ж(*)>ж .
доп 4 ' тр
Задача (1) формулируется следующим образом: необходимо обеспечить такое распределение времени использования различного оборудования многофункциональных
КАПС при эксплуатации их в ТКС на заданном интервале времени Г: ? = ,
где Е, - количество НМФП в структуре КАПС, которые максимизировали бы: среднюю
наработку на отказ Гп ^ комплекса при > 0 для всех /' = ^; обслуживание всей
поступающей нагрузки Z(í) на различные виды услуг с требуемым качеством (при условии, что минимально необходимая производительность КАПС ^^тр — (Т)
меньше его возможностей, а энергетические возможности Р^ > Рэнерг ^ (Т) превышают их
требуемое количество), или: достижение максимальной средней производительности на интервалах времени 2(() = Zmax; выполнение требований по своевременности и достоверности Ж(Т) > Жр передачи различных видов информации на заданном периоде эксплуатации оборудования (при условии, что энергетические возможности комплекса используются в полном объеме с задействованием всех ресурсов, в том числе в случаях воздействия дестабилизирующих факторов и ограничений на объем ресурсов: V — V ).
Критерий (1) соответствует рассмотрению КАПС на уровне качества самоорганизации [6], отображает целевое предназначение КАПС в ТКС и отвечает системе предпочтений лица, принимающего решение (ЛПР). Критерий показывает возможность обмена разнородным трафиком в сети с требуемым качеством и минимальным расходом различных ресурсов.
Во многих случаях показатели, входящие в выражение (1), имеют противоречивые изменения под воздействием одних и тех же факторов. Так, например
- увеличение ^о(^) за счет уменьшения нагрузки на КАПС;
- увеличение скорости и достоверности передачи сообщений, за счет увеличения мощности и дополнительного расхода ресурсов;
- уменьшение количества различных функциональных подмножеств, включаемых в КАПС для обеспечения возможности использования принципов ресурсосбережения [6] с
целью повышения Гп ^ и возможность реализации мультисервисной, мультипротокольной
архитектуры их построения;
- увеличение скорости передачи в ветвях КАПС для обеспечения своевременности и производительности, а также уменьшение ее для повышения достоверности;
- использование адаптивных систем управления ресурсами коммутационных центров (КЦ), цифровых систем передачи (ЦСП) (частотными, временными, пространственными, энергетическими) для повышения своевременности и достоверности в
часы наибольшей нагрузки (ЧНН) и снижение Гп ^ за счет усложнения оборудования,
приводящее к ухудшению производительности K^ (t) .
Таким образом, задача обеспечения максимальной эффективности функционирования КАПС является сложной, оптимизационной и требует разумного компромисса между путями
повышения W(t), К^ (/) и Гп (7) .
В этом случае цель рационального управления ресурсами: достижение желаемого результата в пределах некоторого интервала времени [7] и обеспечение такого распределения времени активной работы между элементами КАПС, при котором их средняя
наработка на отказ (или Гп ^) становится максимальной. Достижение второй составляющей
данной сложной цели, в соответствии с критериальной функцией (1), осуществляется за пределами ЧНН и позволяет получить максимум производительности КАПС в рамках последнего за счет использования ресурсосберегающих технологий.
Комплексная методика обоснования структуры комплексов аппаратно-программных средств
Общую методику построения таких КАПС целесообразно рассматривать комплексно в сочетании двух других методик: «Методики сбора и обработки исходной информации для решения задачи построения ресурсосберегающих КАПС»; «Методики построения ресурсосберегающих КАПС».
Первая включает в себя следующие основные этапы [6].
1) Анализ архитектуры, топологии построения ТКС, ранжирование ее элементов по степени критичности, определение перечня критичных элементов, т. е. КАПС, отказ которых однозначно приводит к перерывам в выполнении функциональных задач, либо к увеличению продолжительности подготовки сетевых ресурсов для предоставления услуг потребителям при выполнении задач по предназначению.
2) Составление обобщенной функциональной схемы КАПС, обеспечивающей выполнение требований ЖТР по эксплуатационной надежности (ЭН) для всех видов услуг и ИНС ТКС.
3) Сбор и первичная обработка данных по следующим направлениям:
- топологическое преобразование функциональной схемы КАПС для выделения НМФП;
- обоснование принципов модульной структуры КАПС (на основе базовых несущих конструкций (БНК));
- выбор элементной базы для реализации КАПС с требуемой интенсивностью отказов невосстанавливаемых элементов;
- составление логической структурной схемы надежности КАПС;
- определение математического ожидания энергетических характеристик КАПС за счет совместного использования режимов работы функциональных подмножеств.
4) Расчет вероятностей исправной и безотказной работы НМФП КАПС для внезапных отказов на основе справочных данных в заданные интервалы времени: расчет вероятности повреждений НМФП.
5) Оценивание степени равнопрочности НМФП КАПС.
6) Построение функций вероятности безотказной работы (ВБР) конфигураций КАПС.
Основным содержанием второй методики является получение оценок ВБР
конфигураций КАПС от объема различных видов избыточности и режимов их эксплуатации, а также разработка алгоритмов реконфигурации структуры, в зависимости от внешних и внутренних условий эксплуатации. Она включает в себя следующие основные этапы:
1) Определение необходимого для каждого КАПС объема резерва максимизирующего
2) Построение зависимостей значений ВБР элементов КАПС в зависимости от видов вводимой избыточности в КАПС.
3) Определение рационального плана формирования резервов элементов КАПС. На этом этапе производится:
- отыскание вектора рациональных управляющих воздействий для каждого элемента КАПС с учетом их коэффициентов приведения;
- расчет ВБР каждого элемента КАПС, достигаемых при реализации рационального плана формирования резервов;
- определение рационального значения суммарных эксплуатационных затрат на содержание каждого элемента КАПС;
- расчет вероятности успешного выполнения функциональных задач всеми конфигурациями критичных КАПС в перспективных ТКС.
Структура методики построения КАПС представлена на рис. 1.
Учитывая тот факт, что «Методика сбора и обработки информации для решения задачи построения КАПС» включает этапы, содержание которых достаточно подробно отражено в известной научно-технической литературе, целесообразно основное внимание уделить второй методике [2].
Проведенный анализ процессов эксплуатации и восстановления КАПС показал, что для решения широкого класса задач по управлению функционированием ТКС важное значение имеет умение оценивать состояние ее элементов. Следовательно, качество эксплуатации КАПС в значительной мере определяется уровнем организации диагностического обеспечения. Под последним понимают [8] комплекс взаимоувязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осуществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта.
Для выявления наиболее существенных параметров, влияющих на производительность КАПС, рассмотрим процесс его функционирования, который в виде состояний и событий приведен на рис. 2 и соответствует обобщенному виду (1) множества состояний.
1 (1) на заданном периоде функционирования ТКС.
МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ КАПС НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ
Методика сбора и обработки исходной информации для решения задачи ; построения КАПС | 1 1
Методика определения КАПС и требований к их элементам по степени влияния на | вероятность невозникновения критичного отказа ТКС I Определение перечня разрабатываемых КАПС !
о
Составление обобщенных функциональных схем критичных КАПС, обеспечивающих • выполнение требований W-ТР по ЭН для всех видов услуг ИНС ТКС |
3 !
Сбор и первичная обработка данных: | топологическое преобразование функциональных схем КАПС для выделения НМФП их ! структуры (обоснование принципов модульной структуры на основе БНК); ! выбор элементной базы для реализации КАПС с требуемой интенсивностью отказов не-' восстанавливаемых элементов; ; составление логической структурной схемы надежности КАПС; | определение математического ожидания энергетических характеристик КАПС за счет со-| вместного использования режимов работы функциональных подмножеств
4 !
■ Расчет ВБР НМФП КАПС в заданные интервалы времени: \ расчет вероятности повреждений оборудования; | расчет вероятности по внезапным отказам на основе справочных данных о надежности | элементов КАПС ! ■
5 |
Оценивание степени равнопрочности НМФП КАПС !
6 1
Построение функций ВБР конфигураций КАПС \
7 |
Оценка ЭН ИНС ТКС ; 1
8 Методика построения КАПС ■
Определение необходимого для каждого КАПС объема резерва, максимизирующего К() | на заданном периоде эксплуатации в ТКС |
9 !
Построение зависимостей значений ВБР элементов КАПС в зависимости от видов вводи- \ мой избыточности
10 |
Определение рационального плана формирования резервов элементов КАПС: \ отыскание вектора рациональных управляющих воздействий для каждого элемента КАПС I с учетом их коэффициентов приведения; ! расчет ВБР каждого элемента КАПС, достигаемых при реализации рационального плана > формирования резервов; определение рационального значения суммарных эксплуатационных затрат на содержа-1 ние каждого элемента КАПС; I расчет вероятности успешного выполнения функциональных задач всеми конфигурация-! ми критичных КАПС в ТКС > ■
Рис. 1. Структура методики построения ресурсосберегающих КАПС
На рис. 2 цифрами обозначены следующие события:
1 - повреждение;
2 - отказ;
3 - восстановление работоспособности;
4 - восстановление правильности функционирования;
5 - восстановление исправности.
Рис. 2. Схема основных состояний КАПС и событий, характеризующих возможную их смену
Переход КАПС из состояния в состояние происходит вследствие дефектов. Применительно к исследуемому объекту все их можно разделить следующим образом:
- дефекты, фиксируемые встроенной системой технического диагностирования (ВСТД), вызывающие переход КАПС в неисправное, но работоспособное состояние;
- дефекты, фиксируемые ВСТД, приводящие к переходу КАПС в одно из частично работоспособных состояний (характеризуемое уменьшением производительности);
- нефиксируемые дефекты, непосредственно не влияющие на работоспособность объекта;
- дефекты, вызывающие полный отказ КАПС или переводящие его в состояние «не функционирует».
Первая группа дефектов характерна для НМФП, обладающих резервом в структуре КАПС. При их появлении происходит автоматическое включение резервного множества (РМ) на основе идентификации повреждения и его устранения за время Гв(п) = Гп. Потери производительности для этой группы определяются временем перехода (Тп) с основного множества (ОМ) на РМ.
Другая часть дефектов, переводящих КАПС в неисправное состояние и непосредственно не влияющих на его работоспособность, но снижающих качество
функционирования, также увеличивает потери производительности. Так, отказы ВСТД усложняют решение задач поиска повреждений, и в процессе эксплуатации КАПС они не всегда обнаруживаются, а, следовательно, при дефектах НМФП приводят к существенному увеличению ТВ работоспособности КАПС, которое уменьшает производительность последнего.
Третья часть дефектов ОМ вызывает переход комплексов в аварийный режим работы, и тогда потери производительности ветвей ТКС, образованных КАПС, определяются как ТП, так и временем восстановления ОМ (ТВ). Иногда отказы порежимных множеств функциональных преобразований (ФП) ТКС (для каналообразующих КАПС - канального оборудования) приводят к возникновению частично работоспособных состояний, и потери зависят только от их ТВ.
Четвертая группа дефектов переводит комплекс аппаратно-программных средств в состояние «не функционирует», т. е. происходит его полный отказ - событие, заключающееся во временном прекращении его применения по назначению. Тогда потери производительности зависят от времени восстановления ОМ, исходом которого является возникновение одного из состояний: либо «правильно функционирует», либо «работоспособно».
Таким образом, средние потери производительности КАПС ТКС зависят от большого количества факторов, влияющих на изменения Тп и ТВ. Анализ специальных работ в области разработки системы постоянного мониторинга и управления техническими состояниями техники связи и АСУ и исследование состояния существующего парка техники электросвязи показал, что наиболее существенными из всей совокупности являются:
- уровень агрегатов, заменяемых при отказах;
- виды запасных частей в ЗИП и их соответствие принятому уровню агрегатирования;
- типы повреждений и отказов КАПС;
- наличие ВСТД и степень полноты проверки ею правильности функционирования НМФП;
- наличие системы внешнего контроля (СВК), позволяющей осуществить ручной поиск дефектов;
- наличие диагностических программ, обеспечивающих возможность восстановления КАПС операторами с недостаточно высокой квалификацией и др.
Из рис. 2 следует, что для снижения средних потерь производительности требуется увеличивать полноту автоматической проверки правильности функционирования НМФП, которая снижает число отказов в неконтролируемой части КАПС, и добиваться уменьшения ТВ и Тп. Однако уменьшение ТВ и Тп за счет автоматизации процессов поиска дефектов приводит к усложнению ВСТД, безотказность которой влияет на качество применения КАПС. Более того, если в КАПС исключить возможность участия оператора с помощью системы внешнего контроля в процессе восстановления, то при отказе ВСТД резко возрастет функция потерь за счет увеличения ТВ. В целом разделение процессов восстановления КАПС на восстановление правильности функционирования (способности комплексов передавать информационные потоки сообщений) ТВФ, работоспособности ТВР и исправности ТВИ позволяет сократить время простоя аппаратуры при увеличении общего времени перевода системы в исправное состояние. Сложный характер взаимосвязи между отдельными параметрами КАПС требует более детального исследования вопросов определения путей снижения потерь производительности ТКС из -за отказов НМФП.
В [6] показано, что для решения этой задачи в общем виде может быть использована модель, которая учитывает, что у основного множества в КАПС есть аварийное множество (АМ):
АК = /в 1св2 Ь АВ- (+ ^2(0ОМ (1 - РС) -
_р(С + «2а2)/1_ ра1 \(л_<у р(1-«2)\\\ , п П«2а2( рС /О р(1-«2) , Р ОМ (1 1 ОМ Л1 2Р ОМ ))) + «21 ОМ (1 ОМ (2Р ОМ +
+ РОа(^2РОМ«2)ьРом) + У(1-РОм)бом) + 2(РОМга2 X (2)
X(Ром -РОМ"2)(3РОМ +«2(1 -2РОМ)-2)-а2РОМ + 1,5(РОМ - 1)) + +1,50ом ) + У (1 - РМ )( РомчЛэм- Ро1м-«2)(1 -«2)-а 2) + 1,50ом ))),
где ^ = / (^ 1с& Ь) ; = / 1с^ Ь - параметры инерционности ВСТД и оператора, соответственно.
Если элементы основного множества КАПС зарезервированы (АВ = 0), выражение (2) примет вид:
Щ = tв 1св2 Ь - В - ЦРОМ+ й1)бом + (бом(1 - РОМа1)) +
,р(С+а2а2^^1 ра1 у? Р(1-а2) — Р^Л(Ра2«2)^П 4-
+Р ОМ (1 Р ОМ)(2Р ОМ 1)) + (1 Р ОМ)(Р ОМ а2бОМ +
+ 7 (РО2м«2)(Ром-РО1м-а2)(1 -«2)-«2) + 1,5бом ))),
где Ром — вероятность безотказной работы ОМ; С - параметр, связывающий вероятность безотказной работы АМ с Ром, который лежит в пределах 0 < С < 1; Qом=1 — Ром; «1 > 0 — параметр, связывающий вероятность безотказной работы встроенной системы функционального контроля (ВСТД-1) с Ром; «2 — параметр, связывающий вероятность безотказной работы встроенной системы локализации дефектов (ВСТД-11) с Ром, (0 < «2 < 1); Ь — количество радиоэлектронных модулей в структуре ОМ КАПС; АВ = В — Вр, В — пропускная способность КАПС при работоспособности ОМ; Вр — пропускная способность при переходе КАПС на АМ; у = В/АВ, 2 = ¿0Лв, ¿0 — время поиска повреждений с помощью СВК; ¿в — время поиска повреждения с помощью ВСТД-11; ¿по — время идентификации отказов ОМ ВСТД-1 и перехода КАПС на АМ; ¿пр — время идентификации отказа ОМ СВК и перехода КАПС на АМ.
Проведем анализ влияния параметров а1, ¿по и ¿пр на потери производительности КАПС. На рис. 3 показаны зависимости относительного выигрыша снижения потерь производительности от использования аварийного режима (от параметра у) для фиксированных значений С, а2, а1, 2, Ром. Из них видно, что уменьшение безотказности ВСТД-1 существенным образом (параметр а1) ограничивает эффективность применения КАПС.
Более того, в области малых значений у невысокая надежность ВСТД-1 приводит к снижению выигрыша, получаемого от введения в КАПС ТКС ВСТД-II. Следовательно, при оценке целесообразности применения аварийного режима для ОМ с автоматизированной проверкой правильности функционирования в рабочем режиме требуется детальный анализ эксплуатационной надежности технических средств контроля. При этом желательно обеспечивать их безотказность, значительно более высокую, чем у основного множества (а1 < 0,1). Важное значение для практических решений имеет также возможное снижение эффективности функционирования КАПС, когда улучшаются параметры ВСТД-1 (а2) за счет увеличения веса ¿пр, вызванного возможными ошибками оператора, а, следовательно, дополнительными затратами времени на проверку работоспособности ОМ с помощью автоматизированного поиска дефектов. Однако относительное ухудшение качества КАПС при уменьшении а2 может быть компенсировано снижением времени ручного перехода на аварийное множество. Это достигается с помощью косвенных методов контроля работоспособности основного множества или параллельным контролем РЭМ1 с подачей видео и (или) звуковых сигналов оператору.
АК («2ор1)
С а2 а1 0,3 0,3 0,1
0,3 1 0,1 0,3 0,3 0,1
0,3 1 0,4
1 1 0,4
1 0,3 0,1
0,3 1 1
1 1 0,4
1 0,3 0,4
1 1 1
1 0,3 1
I I I
1 2 3
I I
4 5
Рис.3. Оценка влияния безотказности ВСТД-1 на эффективность применения
аварийного режима в КАПС
4
3
2
1
На рис. 4 представлены графики снижения средних потерь производительности комплексов аппаратно-программных средств телекоммуникационной системы, учитывающие комплексное использование аварийного режима с ВСТД-1 для ОМ с ВСТД-11. Из них следует, что, когда у > 2, применение АМ всегда целесообразно и даёт выигрыш (совместно с ВСТД-11) О > 3 .
Таким образом, наибольший выигрыш в повышении эффективности комплексов аппаратно-программных средств достигается увеличением параметра - у (рис. 4), а значит, совершенствованием структурных взаимосвязей основного оборудования и обеспечением высокой производительности аварийного множества. Проведённое исследование влияния параметров системы восстановления и её безотказности на производительность комплекса аппаратно-программных средств телекоммуникационной смистемы показывает существование областей, в которых наиболее целесообразно изменять тот или иной параметр функции (2), что возможно использовать при синтезе рациональной структуры подсистем (ОМ, АМ) комплексов на основе критериальной зависимости (1).
11
10
AK (a2 = 0)
L C a2 ai
/ 16 0,3 0,3 0,1
/ , 8 0,3 0,3 0,1 / /
/ / / 16 0,3 0,3 0,1 8 0,3 0,3 0,1
8 0,3 0,3 0,4
16 0,3 0,3 0,4 8 0,3 0,3 0,4
1 2 3 4 5
Рис. 4. Общий выигрыш в эффективности функционирования КАПС от применения аварийного режима с ВСТД-1 и ВСТД-11
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Заключение
Комплексная методика (рис. 1) позволяет обосновать структуру КАПС, обладающую минимальной избыточностью с возможностью рационального расхода ресурса в процессе эксплуатации.
В общем случае решение задач, рассмотренных в данной статье, позволяет создать телекоммуникационную систему с показателями, обеспечивающими предоставление пользователям сетевого ресурса требуемого качества в заданных объемах, в различных условиях и задачах по связи.
Однако реализация потенциальных возможностей создаваемого сетевого ресурса возможна только при эффективном управлении данным ресурсом на всех уровнях обеспечения эксплуатации телекоммуникационных систем. Поэтому в дальнейшем целесообразно исследовать методический аппарат управления формируемым ресурсом и возможную техническую реализацию основных предложений по построению ресурсосберегающих КАПС.
Литература
1. Рябинин И. А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. - СПб.: Политехника, 2000. - 248 с.
2. Курносов В. И. Методологические основы управления качеством функционирования ведомственных телекоммуникационных систем. Монография. - СПб.: ФГУП «НИИ «Рубин», 2007. - 412 с.
3. Бакланов И. А. Измерительные технологии в телекоммуникационных системах. - М.: Эко-Трендз, 1998. - 183 с.
4. Сифоров В. И. О методах расчета надежности работы систем, содержащих большое число элементов // Радиотехника. 1995. № 4-5. С. 147-156.
5. Курносов В. И., Лихачев А. М. Тенденции технического и технологического развития телекоммуникационных сетей. - СПб.: Изд-во «АБРИС», 1997. - 439 с.
6. Курносов В. И., Лихачев А. М. Методология проектных исследований и управление качеством сложных технических систем электросвязи. - СПб.: Изд-во «ТИРЕКС», 1998. - 496 с.
7. Петухов Г. Б. Основы теории эффективности целенаправленных процессов. Ч. 1. Методология, методы, модели. - Л.: Изд-во МО, 1989. - 660 с.
8. Ксенз С. П., Лихачев А. М., Климентов В. И. Теоретические и прикладные задачи диагностирования средств связи и автоматизации / Под ред. С. П. Ксенза - Л.: ВАС, 1990. - 227 с.
References
1. Ryabinin I. A. Nadezhnost' i bezopasnost' strukturno-slozhnyh system [Reliability and safety of structurally complex systems]. St. Petersburg. Polytechnic Publ., 2000. 248 p. (in Russian).
2. Kurnosov V. I. Metodologicheskie osnovy upravleniya kachestvom funkcionirovaniya vedomstvennyh telekommunikacionnyh sistem [Methodological foundations of quality management of functioning of departmental telecommunication systems]. St. Petersburg, FSUE "Research Institute "Rubin" Publ., 2007. 412 p. (in Russian).
3. Baklanov I. A. Izmeritel'nye tekhnologii v telekommunikacionnyh sistemah [Measuring technologies in telecommunication systems]. Moscow, Eco-Trends Publ., 1998. 183 p. (in Russian).
4. Siforov V. I. O metodah rascheta nadezhnosti raboty sistem, soderzhashchih bol'shoe chislo elementov [On methods for calculating the reliability of systems containing a large number of elements]. Radiotekhnika, 1995. No. 4-5. Pp. 147-156 (in Russian).
5. Kurnosov V. I., Likhachev A. M. Tendencii tekhnicheskogo i tekhnologicheskogo razvitiya telekommunikacionnyh setej [Trends in technical and technological development of telecommunication networks]. St. Petersburg, Publishing house "OUTLINE", 1997. 439 p. (in Russian).
6. Kurnosov V. I., Likhachev A. M. Metodologiya proektnyh issledovanij i upravlenie kachestvom slozhnyh tekhnicheskih sistem elektrosvyazi [Methodology of design research and quality management of complex technical telecommunication systems]. St. Petersburg, Publishing house "TIREX", 1998. 496 p. (in Russian).
7. Petukhov G. B. Osnovy teorii effektivnosti celenapravlennyh processov. Chast' 1. Metodologiya, metody, modeli [Fundamentals of the theory of the effectiveness of purposeful processes. Part 1. Methodology, methods, models]. Leningrad, Departament of Defense Publ., 1989. 660 p. (in Russian).
8. Ksenz S. P., Likhachev A.M., Klimentov V. I. Teoreticheskie i prikladnye zadachi diagnostirovaniya sredstv svyazi i avtomatizacii [Theoretical and applied problems of diagnostics of means of communication and automation]. Edited by S. P. Ksenz. Leningrad, Military Communications Academy Publ., 1990. 227 p. (in Russian).
Статья поступила 27 апреля 2023 г.
Сведения об авторах
Винокур Михаил Викторович - Генеральный директор ПАО «Интелтех». Область научных интересов: проектирование и разработка инфокоммуникационных сетей и систем специального назначения. Тел.: +7-812-295-50-69. E-mail: intelteh@inteltech.ru
Курносое Валерий Игорьевич - доктор технических наук, профессор, заслуженный работник связи Российской Федерации. Главный специалист ПАО «Интелтех». Область научных интересов: системный анализ, проектирование инфокоммуникационных сетей и систем, технологии и средства контроля состояния телекоммуникационных сетей специального назначения. Тел.: +7-921-303-21-05. E-mail: vi-kurnosov@mail.ru
Адрес: 197342, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8.
On the issue of ensuring the maximum efficiency of the functioning of hardware
and software complexes
M. V. Vinokur, V. I. Kurnosov
Annotation. The article discusses the issues of solving the problem of ensuring the maximum efficiency of the functioning of hardware and software complexes, substantiating their structure, as well as the possibility of improving their operational reliability through the use of resource-saving methods of operation in the process of intended use. The aim of the work is to formulate and solve the problem of maximizing the main performance indicators of the functioning of hardware and software complexes, such as the average time to failure, the incoming load on various types of services with the required quality, the minimum required performance of hardware and software complexes and their energy capabilities. Novelty: in this formulation of the problem, the efficiency criterion corresponds to the consideration of hardware and software complexes at the level of self-organization quality and reflects its intended purpose in the telecommunications system, and also corresponds to the system of preferences of the decision-maker. The result: the criterion shows the possibility of exchanging heterogeneous traffic on the network with the required quality and minimum consumption of various resources. At the same time, the paper proposes a comprehensive methodology for substantiating the structure of hardware and software complexes, consisting of the private "Methods for collecting and processing initial information to solve the problem of building resource-saving hardware and software complexes" and "Methods for building resource-saving hardware and software complexes". Practical significance: in general, the solution of the problems considered in the work allows you to create a telecommunications system with indicators that ensure the provision of a network resource of the required quality to users in specified volumes, in various conditions and communication tasks. At the same time, the realization of the potential of the created network resource is possible only with effective management of this resource at all levels of operation of the telecommunications system.
Keywords: hardware and software complex, resource-saving technologies, telecommunication system, operational efficiency.
Information about Authors
Vinokur Mikhail Viktorovich - General Director of PJSC "Inteltech". Research interests: design and development of infocommunication networks and special purpose systems. Tel.: +7812-295-50-69. E-mail: intelteh@inteltech.ru
Valery Igorevich Kurnosov - Doctor of Technical Sciences, Professor, Honored Worker of Communications of the Russian Federation. Main expert of PJSC "Inteltech". Research interests: system analysis, design of infocommunication networks and systems, technologies and means of monitoring the state of special-purpose telecommunication networks. Tel.: +7-921-303-21-05. E-mail: vi-kurnosov@mail.ru
Address: Russia, 197342, Saint-Petersburg, Kantemirovskaya str., 8.
Для цитирования: Винокур М. В., Курносов В. И. К вопросу обеспечения максимальной эффективности функционирования комплексов аппаратно-программных средств // Техника средств связи. 2023. № 2 (162). С. 2-13. DOI: 10.24412/2782-2141-2023-2-2-13.
For citation: Vinokur M. V., Kurnosov V. I. On the issue of ensuring the maximum efficiency of the functioning of hardware and software complexes // Means of Communication Equipment. 2023. No. 2 (162). Pp. 2-13. DOI: 10.24412/2782-2141-2023-2-2-13 (in Russian).
