CC BY
40
4. Кофман А., Анри-Лабордер А., Методы и модели исследования операций. Целочисленное программирование. М.: Мир, 1977. С. 95-102.
Моружко Петр Владимирович, научный сотрудник, ddtxr@yandex.ru, Россия, Москва, ФГБУ «46 ЦНИИ» Минобороны России
TO A QUESTION OF COMBINED USE OF GROUP OF TECHNICAL MEANS OF OBSERVA TION OF SPACE PROSPECTING SYSTEMS WITH GROUP OF TROOPS
(FORCES) ON THE BATTLEFIELD.
P. V. Moruzhko
Combined use of group of technical means of observation of space crafts ofprospecting systems with group of troops (forces) on the battlefield is considered. The author developed model of combined use of group of technical means of observation with group of troops (forces) on the battlefield.
Key words: information and shock systems, space crafts of prospecting systems, technical means of observation, battlefield.
Moruzhko Petr Vladimirovich, research assistant, ddtxr@yandex. ru, Russia, Moscow, 46 Central scientific research institutes of the Ministry of Defense of the Russian Federation
УДК 621.001.2.066
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА «ЭЛЬБРУС»
М.Ю. Екимова, Е.А. Тесленко, Д.В. Шарлай, С.Г. Второва, А.Н. Попова
В статье рассмотрены проблема перевода специализированного программного обеспечения автоматизированного измерительного комплекса на кроссплатформен-ные технологии на отечественных вычислительных комплексах «Эльбрус»
Ключевые слова: программное обеспечение, кроссплатформенные программы, измерительный комплекс.
Ускорение научно-технического прогресса, приводит к широкому применению в различных областях сложных технических систем (СТС), таких как аэрокосмических систем, установок для проведения экспериментальных исследований в ракетной технике и ядерной физике, систем противовоздушной и противоракетной обороны и других.
Создание новых образцов технических систем представляет сложный иерархический процесс, состоящий из многочисленных этапов, таких как проектирование, изготовление и различные виды испытаний, как элементов, так и всего комплекса аппраратно-программных средств. Вынужденная громоздкость и сложность многих СТС повышает роль испытаний в натурных условиях. Важное значение имеет сбор и обработка получаемой информации. Существующий в настоящее время автоматизированный
305
измерительный комплекс для сбора и обработки информации эксплуатируется более 10 лет, в течении этого периода постоянно модернизировался и дорабатывался.
В настоящее время, в связи с проводимой политикой руководства Российской Федерации по импортозамещению разрабатывается специализированное программно-математическое обеспечение автоматизированного измерительного комплекса на кроссплатформенные технологии для работы на операционной системе Astra Linux Special Edition на отечественных вычислительных комплексах «Эльбрус».
Специализированное программно-математическое обеспечение автоматизированного измерительного комплекса (СПМО АИК), разработанное на языке С# в среде Delphi 6.0, является кроссплатформенным комплексом, способным работать в различных операционных системах: MS-Windows, Apple Macintosh, Linux (Astra Linux, MCBC и других). Большая часть программно-математического комплекса АИК успешно переведена на платформу .NET Framework (за исключением модулей 3D-визуализации) и используется в испытаниях СТС.
На рисунке приведено графическое отображение СПМО АИК под .NET Framework.
________________________
■ I э ; о 11 : I) 1 : ■ :> и i. чи4 ч ù зс 31 и ïs д ■< ï и 1
р^_щ
■I IИ Elpeihtfi.r Длл|>нпг.г[».|г1 Алнн чт. f Имг лтп tri
ÏT~ вТ~ 7771 1 » SriBS
Чгмг I'l^lilutlMMa.
L-l&Uf.fl 1.1 Uli Hl H J„- *
№11 lin EH ■Ту- PT< KI 11 ui Cl ■ h ta1 [ir
: tnjii ■ p.-I ü M2ÏII Щ Ш
\ F-Мм'Л * ■р.. 9
Г EN1T л* ici ■ ■ MI? M Щ EK
b iOl ! .. im 43 мггм Ц ]B
h-л !4j : JE H*T
14 ¿Im : ie hft 1 Ш
l MIKI ie нет ■' » ■ ■
■BJ |1Л111ШН t ll'lïï IT 1 !] ■
\Ш 1 1
*
Графическое отображение СПМО АИК под .NET Framework
При разработке специального (прикладного) программного обеспечения (СПО) комплекса должны применяться современные математические методы повышения помехоустойчивости получаемой информации, контроля её достоверности и алгоритмы обработки, анализа и интерпретации данных, способные адекватно отражать основные черты исследуемых явлений, процессов и конструкций.
Структура программного комплекса модульная и управляется оболочкой комплекса. Каждый отдельный функциональный модуль (ФМ) должен быть выполнен в виде отдельной формы. Взаимодействие между функциональными модулями производиться через оболочку комплекса с помощью пакетов согласованной структуры (информационных кадров) как при взаимодействии ФМ на одном АРМ, так и при взаимодействии ФМ, расположенных на нескольких АРМ в пределах ЛВС (локально-вычислительной сети). В последнем случае оболочка комплекса должна обеспечить передачу информационных кадров (ИК) между ФМ с использованием сетевых пакетов без подтверждения (UDP, IPX).
.NET Framework - это модель для создания систем как в семействе операционных систем Windows, так и множестве других операционных систем, отличных от Microsoft, таких как Mac OS X и различных вариантов Unix/Linux. Основные возможности .NET:
- полноценная возможность взаимодействия с существующим программным кодом;
- полная и тотальная интеграция языков с поддержкой межъязыковых наследований, обработок исключений и отладок;
- общий механизм выполнения программ для всех языков с поддержкой .NET;
- обширная библиотека базовых классов, позволяющая избежать сложностей прямого обращения к API;
- отсутствие детализации COM;
- упрощенная модель инициализации без необходимости регистрации соответствующей бинарной единицы в реестре системы.
В настоящее время осуществлен переход на инновационную операционную система класса Linux, обеспечивающая защиту информации. Разработаны и включены в состав операционной системы программные компоненты, расширяющие ее функциональность и повышающие уровень защищенности и удобства ее использования.
Область применения операционной системы Astra Linux Special Edition:
- программно-технические комплексы и комплексы средств автоматизации;
- локально-вычислительные сети;
- территориально-распределенные автоматизированные системы;
ключевыми особенностями Astra Linux Special Edition по реализации требований безопасности информации являются:
- мандатное разграничение доступа.
принятие решения о запрете или разрешении доступа субъекта к объекту принимается на основе типа операции (чтение, запись, исполнение), мандатного комплекса безопасности, связанного с каждым субъектом, и мандатной метки, связанной с объектом. Разработана системная библиотека с удобным программным интерфейсом доступа к механизму мандатного разграничения доступа. Обеспеченно взаимодействие входящих в состав операционной системы клиент-серверных компонент, а также файловых систем (ext3, CIFS) c механизмом мандатного разграничения доступа;
- изоляция модулей:
ядро операционной системы обеспечивает для каждого процесса в системе собственное изолированное адресное пространство. Данный механизм изоляции основан на страничном механизме защиты памяти, а также механизме трансляции виртуального адреса в физический. Любой доступ нескольких процессов к одному и тому же участку памяти образовывается диспечером доступа в соответствии с дискреционными и мандатными правилами разграничения доступа;
- очистка оперативной и внешней памяти и гарантированное удаление файлов:
операционная система выполняет очистку неиспользуемых блоков файловой системы непосредственно при их освобождении. Работа этой подсистемы снижает скорость выполнения операций удаления и усечения размера файла, возможна различная настройка данной подсистемы для обеспечения работы файловых систем с различными показателями производительности;
- маркировка документов:
разработанный механизм маркировки позволяет серверу печати (CUPS) проставлять необходимые учетные данные в выводимых на печать документах. Мандатные атрибуты автоматически связываются с заданием для печати на основе мандатного контекста, получаемого сетевого соединения;
- регистрация событий:
реализована оригинальная подсистема протоколирования, интегрированная во все компоненты операционной системы и осуществляющая надежную регистрацию событий с использованием специального сервиса;
- механизмы защиты информации в графической подсистеме:
графическая подсистема включает в себя Х-сервер «Xorg», пользовательский рабочий стол «Fly», а также ряд программных средств, предназначенных как для пользователей, так и для администраторов системы. Проведена работа по созданию и встраиванию в встраиванию в графическую подсистему необходимых механизмов защиты информации, обеспечивающих выполнение мандатного разграничения доступа в графических приложениях;
- режим ограничения действий пользователя (режим «киоск»):
режим «киоск» служит для ограничения прав пользователей в системе. Степень этих ограничений задается маской киоска, которая накладывается на права доступа к файлу при любой попытке пользователя получить доступ. Для установки прав доступа существует система профилей-файлы с готовыми наборами прав доступа для запуска каких-либо программ. Также есть средства создания таких профилей под любые пользовательские задачи. При входе пользователя в систему права доступа из конфигурационного файла устанавливаются автоматически;
- защита адресного пространства процессов:
в операционной системе для исполняемых файлов используется формат, позволяющий установить режим доступа к сегментам в адресном пространстве процесса. Централизованная система сборки программного обеспечения гарантирует установку минимального режима, необходимого для функционирования программного обеспечения;
- механизм контроля замкнутости программной среды.
реализован механизм, обеспечивающий проверку неизменности и
подлинности загружаемых исполняемых файлов в формате ELF cialis online. Проверка производится на основе проверки векторов аутентичности, рассчитанных в соответствии с ГОСТ Р 34.10-2001 и внедряемых в исполняемые файлы в процессе сборки. Предусмотрена возможность предоставления сторонним разработчикам программного средства для внедрения векторов аутентичности в разрабатываемое ими программное обеспечение;
- контроль целостности.
Для решения задач контроля целостности применяется функция хэширования в соответствии с ГОСТ Р 34.11-94.
Персональные компьютеры на базе микропроцессоров «Эльбрус-8С» имеет повышенную производительность и гарантирует пользователям высокий уровень защиты информации. Новые компьютеры предназначены для обработки больших объемов информации, в том числе и в режиме реального времени. Кристалл каждого процессора имеет 8 процессорных ядер с улучшенной 64-разрядной архитектурой «Эльбрус» третьего поколения, кеш-память L2 суммарным объемом 4 МБ (8*512 КБ) и кеш-память L3 суммарным объемом 16МБ. Особенности архитектуры «Эльбрус» подразумевают возможность выполнять на каждом ядре по 25 операций за один машинный такт, что обеспечивает высокую производительность при умеренной тактовой частоте. Чипы поддерживают технологию динамической двоичной трансляции, позволяющей обеспечивать исполнение приложений и операционных систем, распространяемых в двоичных кодах *86, в том числе в многопоточном режиме.
Процессоры «Эльбрус-8С» поддерживают режим защищенных вычислений с особым аппаратным контролем целостности. Структуры памяти, который позволяет обеспечить высокий уровень информационной безопасности использующих его программных систем.
309
Рабочая частота процессоров «Эльбрус-8С» 1,3 ГГц, вычислительная мощность составляет порядка 250 гигафлопс на чип на операциях с одинарной точностью (FP32) по сравнению с 4-ядерными процессорами «Эльбрус-4С», пиковая производительность новых чипов процессора «Эльбрус-8С», по данным разработчиков, выше в 3-5 раз, пропускная способность каналов ввода-вывода выше в 8 раз.
Разработанное специализированное программно-математическое обеспечение автоматизированного измерительного комплекса (СПМО АИК), разработанное на языке С# в среде Delphi 6.0, является кроссплат-форменным комплексом, способным работать в различных операционных системах. Применение операционной системы Astra Linux Spécial Edition на отечественных вычислительных машинах Эльбрус обеспечит бесперебойную работу измерительного комплекса даже в случае конфликтных ситуациях на рынке операционных систем. Это позволит промышленному комплексу Российской федерации не зависеть от зарубежных партнеров, поставляющих и разрабатывающих программное обеспечение.
Список литературы
1. Троелсен Э. Язык программирования С# 2008 и платформа .NET3.5. М.: Вильямс, 2010. 370 с.
2. Рихтер Д. программирование на платформе Microsoft .NET Framework Windows для профессионалов. М.: Microsoft Press, 2003. 512 с.
3. Хетагуров Я. А. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления. М.: Высшая школа, 2006. 243 с.
4. Козлов А.И. Об одном классе устойчивых итерационных методов для решения нелинейных некорректных операторных уравнений. Вычислительные методы и программирование, 2002. Т. 3. С. 180 - 186.
5. Шарлай Д.В., Екимова М.Ю. Методики оценивания измерений тра-екторных радиолокационных станций при проведении испытаний образцов вооружения и военной техники // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Проблемы повышения эффективности научной работы в оборонно-промышленном комплексе России. Знаменск, 2018. С. 186192.
6. Тесленко Е.А., Екимова М.Ю., Шарлай Д.В. Особенности методики обработки данных, полученных при проведении натурных испытаний, в автоматизированных информационно-управляющих системах // Тезисы доклада 2 всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности научной работы в оборонно-промышленном комплексе России», 2019. С. 56 - 63.
7. Екимова М.Ю., Тесленко Е.А. Возможности автоматизированного измерительного комплекса обработки измерительной информации в реальном масштабе времени // XVII всероссийская научная конференция «Нейрокомпьютеры и их применение». М., 2019. С. 216.
Екимова Мария Юрьевна, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, mashulal 11 @yandex.ru, Россия, Знаменск, Научно-испытательный центр,
Тесленко Евгений Алексеевич, канд. техн. наук, начальник лаборатории, tesel 13@rambler.ru, Россия, Знаменск, Научно-испытательный центр,
Шарлай Дмитрий Викторович, начальник научно-испытательного отдела, DimaSharlay 77@,mail.ru, Россия, Знаменск, Научно-испытательный центр,
Второва Светлана Геннадьевна, младший научный сотрудник, VtorovaS@yandex. ru Россия, Знаменск, Научно-испытательный центр,
Попова Анастасия Николаевна, инженер-программист, Nastuhapopova@yandex.ru Знаменск, Научно-испытательный центр
SPECIALIZED SOFTWARE FOR COMPUTER COMPLEX"ELBRUS» M.Y. Ekimova, E.A. Teslenko, D.V. Sharlai, S.G. Vtorova, A.N. Popova
The article deals with the problem of translation of specialized software of automated measuring complex on cross-platform technologies on domestic computer systems "Elbrus".
Key words: software, cross-platform programs, measuring complex.
Ekimova Maria Yurevna, candidate of technical sciences, senior researcher, mashula111@yandex. ru, Russia, Znamensk, Research and testing center,
Teslenko Eugene Alekseevich, candidate of technical sciences, head of laboratory, tesel13@rambler. ru, Russia, Znamensk, Research and testing center,
Sharlay Dmitry Viktorovich, head of scientific and test Department, DimaShar-lay77@mail.ru, Russia, Znamensk, Scientific test center,
Vtorov Svetlana Georgievna, Junior researcher, VtorovaS@yandex. ru, Russia, Znamensk, Scientific test center,
Popova Anastasia Nikolaevna, software engineer, Nastuhapopova@yandex. ru, Russia, Znamensk, Research and testing center
