CC BY
27
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕДУР ОБРАБОТКИ ОПЕРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Нестеренко Олег Евгеневич,
адъюнкт кафедры АСУ, ВКА имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург, Россия, [email protected]
Гончаров Алексей Михайлович,
к.т.н., доцент кафедры АСУ, ВКА имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург, Россия
Коченов Николай Валерьевич,
к.т.н., доцент кафедры АСУ, ВКА имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург, Россия
Ледянкин Иван Александрович,
к.т.н., старший преподаватель кафедры АСУ, ВКА имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург, Россия
Аннотация
Определены основные особенности функционирования автоматизированных рабочих мест, комплексов средств автоматизации и вычислительных комплексов, осуществляющих обработку оперативной информации в автоматизированных системах специального назначения. Показана структура вычислительного комплекса, основанная на схеме организации с резервированием, а также рассмотрен порядок получения и обработки запросов от комплексов средств автоматизации и автоматизированных рабочих мест.
В качестве основных факторов, определяющих качество обработки информации выбраны искажения исходных данных, поступающих от КСА и АРМ, а также искажения, связанные с комплексом программ обработки и средствами ВК АС СН.
Показана зависимость для определения вероятности искажения данных обработки оперативной информации вычислительным комплексом автоматизированной системы специального назначения. Для оценивания влияния факторов связанных с искажениями в комплексе программ обработки выбран уровень ошибок, заложенных в отдельных программах специального программного обеспечения, который можно рассматривать как интегрально по их общим внешним проявлениям.
Ключевые слова: автоматизированная система специального назначения; вычислительный комплекс, обработка информации; специальное программное обеспечение; комплекс средств автоматизации.
Введение
В процессе обработки оперативной информации автоматизированной системой специального назначения (АС СН), поступающей с комплексов средств автоматизации (КСА) и автоматизированных рабочих мест (АРМ), можно выделить определенные фазы. Они связаны как с необходимостью обеспечения высокого уровня устойчивости в условиях нанесения противником ударов высокоточным оружием как по средствам самих КСА, АРМ и компонентам сети обмена информацией распределенного вычислительного комплекса (ВК), так и с организацией эффективного вычислительного процесса.
Основная часть
Для обеспечения высокого уровня устойчивости процессов обработки оперативной информации каждое средство АС СН должно иметь подключение по крайней мере к двум модулям ВК. При этом процедуры предусматривают распределение модулей ВК между КСА и АРМ по схеме один основной — другой резервный (в горячем резерве).
Запросы на обработку информации могут поступать от различных «активных» компонентов АС СН в случайные моменты времени. В каждом /-и модуле распределенного ВК имеется к каналов, по которым поступает оперативная информация с целью ее обработки /'-м модулем ВК и выдачи обработанной информации получателю результатов обработки (КСА или АРМ) [1].
Факторы, определяющие искажения исходных данных, поступающих от КСА и АРМ, а также искажения, связанные с комплексом программ обработки и средствами ВК АС СН, определяются рядом этапов передачи, хранения, кодирования и преобразования информации. На каждом этапе данные первичного источника (КСА и АРМ) могут подвергаться искажениям, характеристики которых необходимо учитывать при анализе процессов обработки оперативной информации[2].
Поэтому одним из параметров процессов обработки оперативной информации является достоверность информации на всех этапах ее обработки и хранения, которую можно оценить вероятностью искажения данных обработки, которая может быть оценена как
роЬг _ ртроЬг (1 _ рг ) (1)
¡¿с ¡¿с ¡¿с У ¡¿С '
где РГ' Р^СЬ' РЦс —вероятности соответственно искажения исходной информации при вводе ее или задании численных значений данным оператором КСА или АРМ, при обработке средствами модулей ВК, при превышении искажений уровня, который исправляется средствами защиты и контроля.
Следует заметить, что основным фактором являются искажения, вносимые оператором КСА или АРМ, и в первом приближении можно считать, что Р°Ь « Р™с ■ Для современных средств ввода и развитых интерфейсах эта вероятность составляет Р^ «10_5 _ 10_3 [2].
Ко второму немаловажному фактору, влияющему на процессы обработки оперативной информации, можно отнести степень полноты обработанной информации, которая характеризует в большей степени характеристики специального программного обеспечения модулей ВК АС СН и определяет степень использования данных исходной информации, которая учитывается при организации, процессов обработки оперативной информации. Фактически характеристики полноты определяют качество специального программного обеспечения, т. к. очерчивают границы автоматизации процессов обработки информации.
Поэтому такие характеристики процессов обработки оперативной информации, определяемые некоторой функцией qpr, которая должна зависеть от показателей полноты П, характеризующих число пш вычислительных операций и их долю по отношению к общему необходимому числу операций ИТР, можно получить, вычислив величину относительного числа предоставляемых операций, показывающую степень охвата средствами ВК множества требуемых операций по обработке оперативной информации, т.е.
qPr=|^ (2)
Важной характеристикой процессов обработки оперативной информации является уровень ошибок, заложенных в отдельных программах специального программного обеспечения ВК АС СН, который можно рассматривать как интегрально по их общим внешним проявлениям, связанным с искажениями вычислительного процесса или переменных, так и дифференциально с учетом видов аномалий в программах и причин, приводящих к их появлению. При этом в работе, только при рассмотрении этого вопроса, будем предполагать идеальную надежность и живучесть ВК АС СН и правильность исходных данных[3].
Интегральный подход с позиции внешних проявлений ошибок позволяет получить общие характеристики изменения ошибок и прогнозировать их влияние на надежность и живучесть функционирования программ в составе СПО ВК. При этом более детальный анализ причин ошибок позволяет планировать мероприятия по их обнаружению и устранению с целью обеспечения заданных надежности и живучести функционирования комплексов программ СПО ВК.
Для получения правильных и надежных программ, как правило, применяется №вариантное программирование, для чего используют программную избыточность, заключающуюся в N > 2 независимо разработанных программ при одинаковых исходных данных и описаниях задачи, которые должны полностью формализовать функцию программы, форматы исходных и результирующих данных, точки сравнения и допускаемые отклонения результатов вариантов программ. При этом априорно предполагается, что исходное описание задачи, на котором строятся все N вариантов, является корректным, полным и однозначным.
Оценка характеристик ошибок, а тем самым и надежности функционирования комплексов программ СПО ВК АС СН, предполагает проведение ряда экспериментальных исследований, при которых проводится анализ характеристик выявленных ошибок. При этом данные о количестве ошибок в комплексе программ можно получить только косвенными оценками и экстраполяцией на основе количества обнаруженных и устраненных ошибок. При этом можно предложить следующие характеристики для примера двух (А и Б) комплексов программ [4]:
— абсолютное количество обнаруженных и устраненных в каждом комплексе программ ошибок за единицу времени;
— количество устраненных ошибок на одну команду в комплексе программ;
68
НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ
Б1-2016
— количество ошибок, обнаруживаемых и устраняемых одним оператором ВК в единицу времени. Анализ количества устраненных ошибок на одну команду в каждой программе СПО ВК позволяет сопоставить характеристики обнаруженных ошибок в комплексах программ разного объема, в том числе при модернизации и развитии АС СН. Данные об ошибках, нормированные с учетом объема Я подключенных программ могут быть аппроксимированы функцией вида[5]:
хк— время тестирования программ и СПО ВК в целом.
Заключение
Таким образом, основными факторами, определяющими качество обработки оперативной информации являются искажения исходных данных и искажения, связанные с комплексом программ обработки и определяются рядом этапов передачи, хранения, кодирования и преобразования информации.
Для количественного оценивания влияния данных факторов на процесс обработки информации в ВК АС СН необходимо использовать вероятность искажения данных обработки оперативной информации и уровень ошибок, заложенных в отдельных программах специального программного обеспечения.
Список литературы
1. БуренинА.Н., Легкое К.Е. Современные инфокоммуникационные системы и сети специального назначения. Основы построения и управления. М. Изд-во Медиа Паблишер, 2015.348 с.
2. Васильев В. А., Легкое К. Е., Левко И. В. Системы реального времени и области их применения // Информация и космос. 2016. № 3. С. 68-70.
3. Легкое К. Е., Буренин А. Н. Организация оперативного управления инфокоммуникационными сетями специального назначения в условиях интенсивных воздействий II Электросвязь. 2015. № 7. С. 29-33.
4. Ледянкин И. А., Легкое К. Е. О некоторых концептуальных вопросах разработки параллельных структур вычислительных задач кластерных вычислительных систем II Наукоёмкие технологии в космических исследованиях Земли. 2014. Т. 6. № 6. С. 30-38.
5. Легкое К. Е. К вопросу организации управляющей информационной сети автоматизированных систем управления инфокоммуникационными системами и сетями специального назначения //Информация и космос. 2015. № 2. С. 12-15.
(3)
где ¿т
dn
количество выявленных ошибок на одну команду в единицу времени;
THE RATIONALE FOR THE SELECTION OF CHARACTERISTICS AND PARAMETERS PROCESSING OF OPERATIONAL INFORMATION IN AUTOMATED SYSTEMS SPECIAL PURPOSE
Nesterenko Oleg Evgenevich,
Saint-Petersburg, Russia, [email protected]
Goncharov Alexey Mikhailovich,
Saint-Petersburg, Russia
Kochenov Nikolay Valerievich,
Saint-Petersburg, Russia
Ledyankin Ivan Aleksandrovich,
Saint-Petersburg, Russia
Abstract
The article defines the main peculiarities of functioning of the automated jobs, systems automation and computer systems involved in the processing of operational information in automated systems for special purposes.
Shows the structure of the computing complex based on the structure of the organization with redundancy and the procedure for receiving and processing requests from the automation systems and workstations.
The main factors determining the quality of information processing is selected the distortion of the original data coming from the automated jobs and systems automation and distortions associated with complex treatment programs and computer systems. The dependence for determining the likelihood of distortion data handling of operational information computing complex of automated system of special purpose.
For estimation of influence of factors associated with distortion in the complex treatment programs of the selected level of error inherent in the individual programs special software, which can be considered as integrated in their overall appearances.
Keywords: automated system of special purpose computer system; information processing; special software; complex automation equipment.
References
1. Burenin A. N., Legkov K. E. Modern infocommunication systems and networks for special purposes. Bases of construction and management. M. Ed in Media pablisher, 2015. 348 p
2. Vasiliev V. A., Legkov K. E., Levko I.V. Of real-time Systems and their applications. Information and space. 2016. No. 3. Pp. 68-70.
3. Legkov K.E., Burenin A.N. The organization of operational management of ICT networks in heavy impacts. Elektrosvyaz. 2015. No. 7. Pp. 29-33.
4. Ledengin I. A., Legkov K. E. On some conceptual issues of development of parallel structures computing tasks cluster computing systems. H&ES Research. 2014. Vol. 6. No. 6. Pp. 30-38.
3. Legkov K. E. organization of the management information networks of automated control systems for the infocommunication systems and networks. Information and space. 2015. No. 2. Pp. 12-15.
Information about authors:
Nesterenko O.E., postgraduate student, Mozhaisky Military Space Academy; Goncharov A.M., Ph.D., Associate Professor, Mozhaisky Military Space Academy; Kochenov N.V., Ph.D., Associate Professor, Mozhaisky Military Space Academy; Ledyankin I.A., Ph.D., lecturer, Mozhaisky Military Space Academy.
70
НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ
S1-2016
