Задачи анализа и обеспечения надежности информационно-вычислительных систем

В данном пособии в качестве объекта рассматриваются информационно-вычислительные системы (ИВС), комплексы и сети, при этом изучаются методы анализа их надежности и синтеза надежных отказоустойчивых вычислительных систем.

При изучении надежности компьютерных систем рассматриваются:

• • закономерности отказов элементов, узлов, а также компьютерных систем и сетей в целом;
• • критерии и показатели надежности компьютерных элементов, узлов, систем и сетей;
• • связь между показателями эффективности и надежности компьютерных систем и сетей;
• • методы анализа и синтеза вычислительных систем с учетом возможности их сбоев и отказов;
• • методы обеспечения и повышения надежности систем обработки, передачи и хранения данных;
• • методы эксплуатации, обеспечивающие требуемую надежность систем обработки, передачи и хранения данных.

Особенностью вычислительных систем является необходимость изучения не только структурной, но и функциональной их надежности, зависящей от организации вычислительного процесса и поведения ИВС как системы массового обслуживания.

В теории надежности выделяются основные направления, связанные с методологией оценки надежности объектов и обеспечения их надежности и отказоустойчивости при проектировании и эксплуатации. В рамках исследования надежности информационных компьютерных систем и их инфокоммуникационной составляющей выделяются математическое, техническое и физическое направления.

Математическое направление связано с построением аналитических и компьютерных моделей надежности систем и процессов их функционирования, разработкой методов оценки надежности. Оно также связано с теоретическим обоснованием решений по организации информационных систем, оптимизацией и выбором решений по построению структур и организации вычислительных процессов в компьютерных системах и сетях требуемой надежности и отказоустойчивости при обеспечении заданных показателей экономической и технической эффективности функционирования.

Теоретическую основу математического направления составляют теория вероятностей, теория марковских процессов, математическая статистика, теория случайных процессов, теория массового обслуживания, комбинаторика, теория принятия решений и другие разделы прикладной математики.

Техническое направление связано с разработкой надежных структур и организации надежных процессов хранения, передачи и обработки данных, а также процессов обеспечения функционирования систем в условиях отказов и ошибок, вызванных воздействиями случайного или злонамеренного характера.

Физическое направление связано с экспериментальным и теоретическим изучением влияния физико-химических процессов эксплуатации, внутренних процессов и внешних воздействий на отказы, сбои и, в результате, на устойчивость функционирования систем.