Математичні машини і системи. 2018 №4

РЕФЕРАТИ І СТАТТІ 


ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ

УДК 623.764

Сапатий П.С. Цілісне просторове управління міжнародною безпекою. Математичні машини і системи. 2018. № 4. С. 11–25.

Мета цієї статті – подати новий високорівневий підхід до розподіленої обробки й керування, який дозволяє знаходити у реальному часі рішення для нерегулярних та кризових ситуацій, що можуть виникати у будь-який час та у різних точках світу. Запропоновані модель і технологія базуються на покритті розподілених динамічних систем за допомогою самонавігаційних просторових шаблонів, здатних до самостійного розмноження і самомодифікації, які задаються спеціальною рекурсивною мовою високого рівня. Було виявлено, що описаний підхід, макетований і випробуваний у різних країнах у численному цивільному і військовому застосуванні, може також бути ефективним для розв’язання проблем міжнародної та глобальної безпеки, які охоплюють великі території. Грунтуючись на вільному переміщенні та розповсюдженні коду рекурсивних сценаріїв у розподіленому просторі з імплантованими та взаємодіючими інтерпретаторами базової мови (які можуть нараховувати до мільйонів та мільярдів вузлів і працювати спільно без будь-яких центральних ресурсів), цей підхід не має потенційних обмежень для вирішення як локальних, так і глобальних системних проблем. Основи технології можуть бути реалізовані за короткий проміжок часу невеликою групою системних програмістів навіть у традиційному університетському середовищі, що вже відбувалось для її попередніх версій у різних країнах. Цей підхід також має соціальну цінність, що привело до створення нової книги по цілісному просторовому управлінню великими соціальними системами, яка цитується у даній статті. На сьогоднішній момент технологія розглядається як унікальна, особливо із врахуванням її холістських та гештальт-інспірованих рішень, які дозволяють охоплювати та опрацьовувати просторові середовища набагато швидше, компактніше і простіше, ніж в інших моделях і мовах, оскільки більшість традиційних та трудомістких системних рутин стають притаманними внутрішній автоматичній інтелектуальній та мережевій інтерпретації мови високого рівня. Іл.: 13. Бібліогр.: 46 назв.

УДК 623.764

Цель этой статьи – представить новый высокоуровневый подход к распределенной обработке и управлению, позволяющий находить в реальном времени решения для нерегулярных и кризисных ситуаций, которые могут возникать в любое время и в любых точках мира. Предлагаемая модель и технология основаны на пространственном покрытии распределенных динамических систем посредством самонавигационных, саморазмножающихся и самомодифицирующихся пространственных шаблонов, выраженных на специальном рекурсивном языке высокого уровня. Было обнаружено, что описанный подход, ранее макетированный и испытанный в разных странах в многочисленном гражданском и военном применении, может быть также эффективен для решения проблем международной и глобальной безопасности, охватывающих большие территории. Основываясь на свободном перемещении и распространении кода рекурсивных сценариев в распределенных пространствах со встроенными взаимодействующими интерпретаторами базового языка (которые могут насчитывать до миллионов и миллиардов узлов и работать совместно без каких-либо центральных ресурсов), этот подход не имеет потенциальных ограничений для решения как локальных, так и глобальных системных проблем. Основы технологии могут быть реализованы за короткое время небольшой группой системных программистов даже в традиционных университетских условиях, как это уже осуществлялось для ее предыдущих версий в разных странах. Этот подход также имеет социальную значимость, что привело к созданию новой книги по целостному пространственному управлению крупными социальными системами, цитируемой в данной статье. На сегодняшний момент технология является уникальной, особенно с учетом ее холистских и гештальт-инспирируемых решений, охватывающих и обрабатывающих пространственные среды намного компактнее и проще, чем в других моделях и языках, поскольку большинство традиционных и трудоемких системных рутин становятся присущими внутренней интеллектуальной сетевой и автоматической интерпретации языка высокого уровня. Ил.: 13. Библиогр.: 46 назв.


            ІНФОРМАЦІЙНІ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ  

УДК 004.6

Голуб Б.Л., Гудзь А.В., Бушма А.В. Інформаційна система підтримки прийняття рішень у процесі вирощування біотехнологічних об'єктів. Математичні машини і системи. 2018. № 4. С. 26–35.

Стаття присвячена питанню вирішення проблем, пов'язаних з аналізом стану сільськогосподарських культур у процесі їх вирощування. Серед них виділені проблеми, пов'язані із своєчасним внесенням поживних речовин і виявленням уражених шкідливими речовинами рослин. Запропоновано систему, яка структурно складається з трьох підсистем: первинного збору, зберігання, аналізу. До складу першої підсистеми входять хронофлуорометр і пристрій для вимірювання кількості мікотоксинів. Серед широкого кола параметрів, які характеризують стан сільськогосподарських культур, розглянуто такі: наявність мікотоксинів, вміст хлорофілу в рослині з вимірюванням внесених додаткових хімічнх добрив і біологічних добавок та ін. Також як додаткове джерело даних використовується розрахунок індексу вегетації рослини NDVI на основі супутникових знімків. Друга підсистема представлена з технічної точки зору комп'ютером. З інформаційної точки зору – реляційною базою даних і сховищем. Третя підсистема реалізує аналіз даних за допомогою сучасних інформаційних технологій, таких як OLAP і Data Mining. Наведено результати застосування цих технологій для аналізу наявності мікотоксинів. Представлена архітектура системи, основні функції якої – управління проведенням вимірювання параметрів росту рослин за допомогою різних біосенсорів, передача отриманих даних на мобільний пристрій з подальшим накопиченням їх в центральне сховище, аналіз і прогнозування процесів, пов'язаних з вирощуванням культур. Оскільки в системі використовуються методи інтелектуального аналізу даних, це дасть можливість знаходити нові знання або закономірності. Завдяки цьому, передбачається підвищення ефективності вирощування культур. Табл.: 1. Іл.: 5. Бібліогр.: 14 назв.

УДК 004.6

Голуб Б.Л., Гудзь О.В., Бушма О.В. Информационная система поддержки принятия решения в процессе выращивания биотехнических объектов. Математические машины и системы. 2018. № 4. С. 26–35. 

Статья посвящена вопросу решения проблем, связанных с анализом состояния сельскохозяйственных культур в процессе их выращивания. Среди них выделены проблемы, связанные со своевременным внесением питательных веществ и выявлением пораженных вредными веществами растений. Предложена система, структурно состоящая из трёх подсистем: первичного сбора, хранения, анализа. В состав первой подсистемы входят хронофлуорометр и устройство для измерения количества микотоксинов. Среди широкого круга параметров, которые характеризуют состояние сельскохозяйственных культур, рассмотрены такие: наличие микотоксинов, содержание хлорофилла в растении с измерением внесенных дополнительных химических удобрений и биологических добавок и др. Также в качестве дополнительного источника данных используется расчет индекса вегетации растения NDVI на основе спутниковых снимков. Вторая подсистема представлена с технической точки зрения компьютером. С информационной точки зрения – реляционной базой данных и хранилищем данных. Третья подсистема реализует анализ данных с помощью современных информационных технологий, таких как OLAP и Data Mining. Приведены результаты применения этих технологий для анализа наличия микотоксинов. Представлена архитектура системы, основные функции которой – управление проведением измерения параметров роста растений с помощью различных биосенсоров, передача полученных данных на мобильное устройство с дальнейшим накоплением их в центральном хранилище, анализ и прогнозирование процессов, связанных с выращиванием культур. Поскольку в системе используются методы интеллектуального анализа данных, это даст возможность находить новые знания или закономерности. Благодаря этому, предполагается повысить эффективность выращивания культур.Табл.: 1. Ил.: 5. Библиогр.: 14 назв.


 
УДК 004.9:004.75

Лисецький Ю.М., Татаренко М.А. Технології віртуалізації від Oracle. Математичні машини і системи. 2018. № 4. С. 36–43.

Технології віртуалізації – один із ключових компонентів сучасної ІТ-інфраструктури. Це викликано зростанням обчислювальних потужностей комп’ютерів, пропускної спроможності їх інтерфейсів, ємності і чуйності систем зберігання даних. У результаті, маючи такі потужності на одному фізичному сервері, можна перенести у віртуальне середовище усі сервери, що функціонують в організації. На сьогоднішній день основні гравці на ринку віртуалізації розташовані в такому порядку: VMware, Microsoft, Red Hat, Oracle, Virtuozzo, Citrix, Huawei і Sandfor. Незважаючи на те, що компанія Oracle не є лідером у цій області, вона має істотні переваги, якщо в організації вже використовуються будь-які програмні продукти або обладнання Oracle. У такому випадку застосування технологій віртуалізації Oracle технічно виправдано і економічно доцільно, так як вони дозволяють ефективно завантажити процесорні ресурси і дають можливість економити на ліцензіях ПЗ. Oracle розробив три основні типи віртуалізації для серверів: Oracle VM for X86 (Oracle VM) – віртуалізація для серверів X86 з можливістю використовувати на Noname серверах Xen гіпервізор; Oracle VM for SPARC (LDOM) – віртуалізація для Oracle SPARC-серверів (T-серія), де гіпервізором виступає домен з Solaris11; Dynamic Domains (HW domains) – віртуалізація для Oracle SPARC-серверів рівня High-End (M-серія), де гіпервізори і віртуалізація реалізовані на рівні апаратної частини. Впровадження технологій віртуалізації дозволяє скоротити витрати на придбання та підтримку серверних систем, скоротити час на відновлення інформації, дає можливість скорочення серверного парку, штату ІТ-співробітників, клонування віртуальних машин, а також спрощує їх обслуговування. Іл.: 5. Бібліогр.: 3 назв.

УДК 004.9:004.75

Лисецкий Ю.М., Татаренко М.А. Технологии виртуализации от Oracle. Математические машины и системы. 2018. № 4. С. 36–43.

Технологии виртуализации – один из ключевых компонентов современной ИТ-инфраструктуры. Это вызвано ростом вычислительных мощностей компьютеров, пропускной способности их интерфейсов, емкости и отзывчивости систем хранения данных. В результате, имея такие мощности на одном физическом сервере, можно перенести в виртуальную среду все серверы, функционирующие в организации. На сегодняшний день основные игроки на рынке виртуализации расположены в следующем порядке: VMware, Microsoft, Red Hat, Oracle, Virtuozzo, Citrix, Huawei и Sandfor. Несмотря на то, что компания Oracle не является лидером в этой области, она имеет существенные преимущества, если в организации уже используются какие-либо программные продукты или оборудование Oracle. В таком случае применение технологий виртуализации Oracle технически оправдано и экономически целесообразно, так как они позволяют эффективно загрузить процессорные ресурсы и дают возможность экономить на лицензиях ПО. Oracle разработал три основных типа виртуализации для серверов: Oracle VM for X86 (Oracle VM) – виртуализация для серверов X86 с возможностью использовать на Noname серверах Xen гипервизор; Oracle VM for SPARC (LDOM) - виртуализация для Oracle SPARC-серверов (T-серия), где  гипервизором выступает домен с Solaris11;  Dynamic Domains (HW domains) – виртуализация для Oracle SPARC-серверов уровня High-End (M-серия), где гипервизоры и виртуализация реализованы на уровне аппаратной части. Внедрение технологий виртуализации позволяет сократить расходы на приобретение и поддержку серверных систем, сократить время на восстановление информации, дает возможность сокращения серверного парка, штата ИТ-сотрудников, клонирования виртуальных машин, а также упрощает их обслуживание. Ил.: 5. Библиогр.: 3 назв.


УДК 004.942

Чесановський М.С. Формально-алгоритмічна та програмна імплементація моделей кейсів даних про процес буріння. Математичні машини і системи. 2018. № 4. С. 44–55.

Проаналізовано доцільність та перспективи гібридизації кейс-базованих міркувань та специфікацій  інформаційно-пошукових задач на основі обмежень. Узагальнено результати формально-алгоритмічної імплементації моделей кейсів даних про процес буріння шляхом моделювання відповідних типових кейсів. Показано, що кейс є певного роду екземпляром для процесу рішення технологічної проблеми, що виникає у процесі буріння. Виділено два основних компоненти кейсу: власне опис проблеми та рішення поточної технологічної проблеми як такої. В результаті пропонована методологія максимально опирається на попередній досвід інтелектуальної системи у формі вже вирішених успішних кейсів, з яких формується можливий набір релевантних контрольованих параметрів технологічного процесу відповідно. В той же час, весь процес модифікаційної адаптації кейсів пропонується розглядати як процес рішення інформаційно-пошукових задач із накладеними обмеженнями, що дає можливість розвинути досить ефективну методологію, яка може бути поширена на цілий ряд предметних областей. За допомогою релевантності кейсу в заданий момент часу можливо встановлювати межі, при яких необхідно повідомляти операторам про відповідність отриманих значень до очікуваних у кейсі. Це має сенс у режимі реального часу при накладанні кейсів, які отримали повідомлення про небезпеку або некоректні налаштування бурової установки, що може призвести до надмірного зношення, зупинки чи виведення з ладу бурової. Проведене тестування системи підтвердило успішність функціонування спроектованого інформаційного інтелектуального рішення на множині фактичних даних про процес буріння нафтових та газових свердловин. Іл.: 6. Бібліогр.: 10 назв. 

УДК 004.942

Чесановский Н.С. Формально-алгоритмическая и программная имплементация моделей кейсов данных о процессе бурения. Математические машины и системы. 2018. № 4. С. 44–55. 

Проанализированы целесообразность и перспективы гибридизации кейс-базированных размышлений и спецификаций информационно-поисковых задач на основе ограничений. Обобщены результаты формально-алгоритмической имплементации моделей кейсов данных о процессе бурения путем моделирования соответствующих типовых кейсов. Показано, что кейс является своего рода экземпляром для процесса решения технологической проблемы, возникающей в процессе бурения. Выделены два основных компонента кейса: собственно описание проблемы и решения текущей технологической проблемы как таковой. В результате предлагаемая методология максимально опирается на предыдущий опыт интеллектуальной системы в форме уже решенных успешных кейсов, из которых формируется возможный набор релевантных контролируемых параметров технологического процесса соответственно. В то же время, весь процесс модификационной адаптации кейсов предлагается рассматривать как процесс решения информационно-поисковых задач с наложенными ограничениями, что дает возможность развить достаточно эффективную методологию, которая может быть распространена на целый ряд предметных. С помощью релевантности кейса в заданный момент времени возможно устанавливать границы, при которых необходимо сообщать операторам о соответствии полученных значений, ожидаемых в кейсе. Это имеет смысл в режиме реального времени при наложении кейсов, которые получают сообщение об опасности, или некорректные настройки буровой установки, что может привести к чрезмерному износу, остановке или выводу из строя буровой. Проведенное тестирование системы подтвердило успешность функционирования спроектированного информационного интеллектуального решения на множестве фактических данных о процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Ил.: 6. Библиогр.: 10 назв.


                         
      МОДЕЛЮВАННЯ І УПРАВЛІННЯ 

УДК 621.771:67.02.001.57

Одним із найважливіших показників роботи товстолистового стану є точність реалізації заданих геометричних розмірів прокатної продукції. Значною мірою цей показник залежить від точності прогнозування параметрів прокатки за математичними моделями. Тому визначення вимог до точності цих математичних моделей є актуальним завданням. У процесі автоматичного розрахунку управлінь режимом обтиснень на товстолистовому стані використовуються математичні моделі основних параметрів прокатки, що забезпечують необхідну точність заданих значень координат об'єкта автоматизації. При цьому отримання високих точностних характеристик пов'язане з жорсткістю вимог до якості технологічної інформації, ускладненням моделей і процедур їх адаптації. У зв'язку з цим доцільно оцінити вплив точності математичних моделей різних параметрів на відхилення останніх від заданих значень і їх значимість у дотриманні основних вимог до автоматизованих систем управління. У статті проведено аналіз вимог до точності математичних моделей параметрів прокатки для АСК ТП товстолистових станів. Отримані вирази, що дозволяють, задаючись вимогами до точності кінцевих товщини і ширини листа, визначити допустимі похибки моделей зусилля прокатки, деформації горизонтальної і вертикальної клітей, природного і додаткового розширення. Викладений у статті підхід до визначення вимог до точності математичних моделей параметрів прокатки був використаний при розробці та впровадженні автоматизованих систем керування процесом прокатки на ряді листових станів. Розроблені відповідно до цих вимог математичні моделі показали високі результати щодо точності прогнозування і забезпечили необхідну точність реалізації заданих геометричних розмірів при автоматичному управлінні. Бібліогр.: 12 назв.  

УДК 621.771:67.02.001.57

Одним из важнейших показателей работы толстолистового стана является точность реализации заданных геометрических размеров прокатной продукции. В значительной степени этот показатель зависит от точности прогнозирования параметров прокатки по математическим моделям. Поэтому определение требований к точности этих математических моделей является актуальной задачей. В процессе автоматического расчета управлений режимом обжатий на толстолистовом стане используются математические модели основных параметров прокатки, обеспечивающие необходимую точность заданных значений координат объекта автоматизации. При этом получение высоких точностных характеристик связано с ужесточением требований к качеству технологической информации, усложнением моделей и процедур их адаптации. В связи с этим целесообразно оценить влияние точности математических моделей различных параметров на отклонение последних от заданных значений и их значимость в соблюдении основных требований к автоматизированным системам управления. В статье проведен анализ требований к точности математических моделей параметров прокатки для АСУ ТП толстолистовых станов. Получены выражения, позволяющие, задаваясь требованиями к точности конечных толщины и ширины листа, определить допустимые погрешности моделей усилия прокатки, деформации горизонтальной и вертикальной клетей, естественного и дополнительного уширения. Изложенный в статье подход к определению требований к точности математических моделей параметров прокатки был использован при разработке и внедрении автоматизированных систем управления процессом прокатки на ряде листовых станов. Разработанные в соответствии с этими требованиями математические модели показали высокие результаты по точности прогнозирования и обеспечили необходимую точность реализации заданных геометрических размеров при автоматическом управлении. Библиогр.: 12 назв.


УДК 004.9

Кропотов П.П. Оцінка методів моніторингу безпеки (ризику). Математичні машини і системи. 2018. № 4. С. 69–77.

Розглянуто стан і проблеми системи моніторингу безпеки в Україні, який визначається високим рівнем техногенного навантаження (що в 5–6 разів перевищує середньоєвропейський рівень) та наявністю територій із надзвичайно високим ступенем ризику виникнення надзвичайних ситуацій (НС). Як свідчить статистика, ризик їх виникнення на території України залишається високим, що ставить проблему запобігання надзвичайним ситуаціям у ряд першочергових завдань цивільного захисту. Проаналізовано наявні методи «паперового» моніторингу, зокрема, методи інспекторських перевірок і табельної звітності, доведено їх застарілість та неефективність для оцінки стану безпеки в сучасних умовах, зосереджено увагу на доцільності визначення розрахункових значень ризику, за якими мають визначатися параметри моніторингу, визначено функції моніторингу залежно від цілей, запропоновано створення трирівневої системи моніторингу, основними завданнями якої мають бути забезпечення здійснення заходів із запобігання виникненню НС, визначення та послідовне зменшення до мінімального рівня ризиків виникнення НС, прогнозування і оцінка їх соціально-економічних наслідків, визначення на основі прогнозу потреби в силах, засобах, матеріальних і фінансових ресурсах, розроблення науково обґрунтованих рекомендацій щодо прийняття ефективних управлінських рішень під час ліквідації НС. Структура цієї системи ґрунтується на використанні чинної нормативно-правової бази і будується за принципами ризик-орієнтованого підходу, в якому процес моніторингу розглядається як складова інформаційної технології безпеки. Наведено структурну схему системи та визначено суб’єкти моніторингу на державному рівні. Крім цього, запропонований варіант передбачає надання більших повноважень територіальним підсистемам єдиної державної системи цивільного захисту. З інформаційного погляду визначено основні принципи, яким має відповідати новостворювана система моніторингу безпеки, та оцінено ефективність застосування запропонованого варіанта. Іл.: 2. Бібліогр.: 12 назв. 

УДК 004.9

Кропотов П.П. Оценка методов мониторинга безопасности (риска). Математические машины и системы. 2018. № 4. С. 69–77. 

Рассмотрены состояние и проблемы системы мониторинга безопасности в Украине, которые определяются высоким уровнем техногенной нагрузки (в 56 раз превышают среднеевропейский уровень) и наличием территорий с чрезвычайно высокой степенью риска возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС). Как свидетельствует статистика, риск их возникновения на территории Украины остается высоким, что ставит проблему предотвращения чрезвычайных ситуаций в ряд первоочередных задач гражданской обороны. Проанализированы существующие методы «бумажного» мониторинга, в частности, методы инспекторских проверок и табельной отчетности, доказаны их устарелость и неэффективность для оценки состояния безопасности в современных условиях, сосредоточено внимание на целесообразности определения расчетных значений риска, по которым должны определяться параметры мониторинга, определены функции мониторинга в зависимости от целей, предложено создание трехуровневой системы мониторинга, основными задачами которой должны быть обеспечение осуществления мероприятий по предотвращению ЧС, определение и последовательное уменьшение до минимального уровня рисков возникновения ЧС, прогнозирование и оценка их социально-экономических последствий, определение на основе прогноза потребности в силах, средствах, материальных и финансовых ресурсах, разработка научно обоснованных рекомендаций по принятию эффективных управленческих решений при ликвидации ЧС. Структура этой системы основывается на использовании существующей нормативно-правовой базы и строится на принципах риск-ориентированного подхода, в котором процесс мониторинга рассматривается как составляющая информационной технологии безопасности. Приведена структурная схема данной системы и определены субъекты мониторинга на государственном уровне. Кроме того, предложенный вариант предусматривает предоставление больших полномочий территориальной подсистеме единой государственной системы гражданской защиты. С информационной точки зрения определены основные принципы, которым должна соответствовать вновь создаваемая система мониторинга безопасности, оценена эффективность применения предложенного варианта. Ил.: 2. Библиогр.: 12 назв.



УДК 681.513

Існуючі способи керування агробіологічним станом грунтового середовища за наявними методиками не враховують варіабельності їх параметрів щодо площі сільськогосподарських угідь. Найбільш ефективним способом оперативного моніторингу агробіологічного стану сільськогосподарських угідь є вимірювання електропровідних характеристик грунтового середовища. Електропровідні властивості грунтового середовища є комплексним показником його агробіологічного стану, який враховує твердість, вологість, вміст поживних речовин у ґрунті, тощо. Інформаційно-технічну систему локального оперативного моніторингу агробіологічного стану сільськогосподарських угідь використовують перед виконанням технологічної операції, одночасно з виконанням технологічної операції (сівба, внесення мінеральних добрив тощо), протягом вегетації та після збирання врожаю. Побудована математична модель для визначення оптимальних робочих параметрів та режимів функціонування інформаційно-технічної системи локального оперативного моніторингу варіабельності агробіологічного стану грунтового середовища сільськогосподарських угідь залежно від механіко-конструктивних параметрів та типу підвіски її робочих електродів. Дана модель дає можливість оптимізувати робочі параметри та режими функціонування інформаційно-технічної системи локального оперативного моніторингу варіабельності агробіологічного стану грунтового середовища сільськогосподарських угідь залежно від механіко-конструктивних параметрів та типу підвіски її робочих електродів, а відповідно і забезпечити максимальну продуктивність таких систем при отриманні достовірних даних із врахуванням агробіологічного стану грунтового середовища. Дана модель дає можливість забезпечити ефективне керування якістю виконання технологічними операціями. Це відкриває нові перспективи до ведення органічного землеробства з використанням таких «розумних» сільськогосподарських машин. Іл.: 3. Бібліогр.: 8 назв.

УДК 681.513

Существующие способы управления агробиологическим состоянием почвенной среды по имеющимся методикам не учитывают вариабельности их параметров по площади сельскохозяйственных угодий. Наиболее эффективным способом оперативного мониторинга агробиологического состояния сельскохозяйственных угодий является измерение электропроводящих характеристик почвенной среды. Электропроводящие свойства почвенной среды являются комплексным показателем его агробиологического состояния, учитывающие твердость, влажность, содержание питательных веществ в почве и т.д. Информационно-техническую систему локального оперативного мониторинга агробиологического состояния сельскохозяйственных угодий используют перед выполнением технологической операции, одновременно с выполнением технологической операции (сев, внесение минеральных удобрений и т.п.), в течение вегетации и после уборки урожая. Построена математическая модель для определения оптимальных рабочих параметров и режимов функционирования информационно-технической системы локального оперативного мониторинга вариабельности агробиологического состояния почвенной среды сельскохозяйственных угодий в зависимости от механико-конструктивных параметров и типа подвески ее рабочих электродов. Данная модель дает возможность оптимизировать рабочие параметры и режимы функционирования информационно-технической системы локального оперативного мониторинга вариабельности агробиологического состояния почвенной среды сельскохозяйственных угодий в зависимости от механико-конструктивных параметров и типа подвески ее рабочих электродов, а соответственно и обеспечить максимальную производительность таких систем при получении достоверных данных с учетом агробиологического состояния почвенной среды. Данная модель дает возможность обеспечить эффективное управление качеством исполнения технологическими операциями. Это открывает новые перспективы для ведения органического земледелия с использованием таких «умных» сельскохозяйственных машин. Ил.: 3. Библиогр.: 8 назв.


       ЯКІСТЬ, НАДІЙНІСТЬ І СЕРТИФІКАЦІЯ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ І ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 

УДК 621.3.019.3

Стаття присвячена питанням інжинірингу відмовостійких комп’ютерів. Метою досліджень є аналіз технічних і програмних рішень, які використовуються при створенні сучасних відмовостійких комп’ютерів, а також розгляд можливості використання розробленої авторами квазімостікової структури як базової структури для створення відмовостійких комп’ютерів. Відомо, що основними способами забезпечення відмовостійкості засобів обчислювальної техніки є синтез електронних схем у вигляді d-безвідмовних комбінаційних схем і цифрових автоматів; резервування на рівні елементів функціональних складових частин і обчислювальних засобів e цілому. На сьогоднішній день методи синтезу безвідмовних цифрових автоматів обмежені розмірністю синтезованого об’єкта, вони дуже складні, вимагають великих обсягів обчислень і, як наслідок, не менш складних процедур щодо доведення досягнутого рівня відмовостійкості. Методи забезпечення відмовостійкості з використанням резервування більш прості і очевидні, тому що не вимагають додаткового підтвердження досягнутого рівня відмовостійкості. Цим і пояснюється їх широке застосування при створенні сучасних відмовостійких компютерів і комп’ютерних систем. Тому важливим завданням інжинірингу є розробка методів і засобів комплексування вихідних нерезервованих складових частин у відмовостійкі комп’ютери, а саме розробка відмовостійких архітектур і структур технічних засобів та операційних систем і спеціального програмного забезпечення,що підтримують їх функціонування. Фірма Stratus Computer Inc. займає лідируюче положення на ринку відмовостійких технологій. Відмовостійкість комп'ютерів Stratus досягається за рахунок оригінальних архітектурних рішень і реалізації технології «Non-Stop», що забезпечує користувачеві безперервне функціонування комп’ютерної системи в цілому. Комп’ютери Stratus знаходять широке застосування в телекомунікаційних, банківських, біржових і багатьох. Іл.: 8. Бібліогр.: 16 назв. 

УДК 621.3.019.3

Статья посвящена вопросам инжиниринга отказоустойчивых компьютеров. Целью исследований является анализ технических и программных решений, используемых при создании современных отказоустойчивых компьютеров, а также рассмотрение возможности использования разработанной авторами квазимостиковой структуры в качестве базовой структуры для создания отказоустойчивых компьютеров. Известно, что основными способами обеспечения отказоустойчивости средств вычислительной техники являются синтез электронных схем в виде d-безотказных комбинационных схем и цифровых автоматов; резервирование на уровне элементов  функциональных составных частей и вычислительных средств в целом. На сегодняшний день методы синтеза безотказных цифровых автоматов ограничены размерностью синтезируемого объекта, они очень сложны, требуют больших объемов вычислений и, как следствие, не менее сложных процедур для доказательства достигнутого уровня отказоустойчивости. Методы обеспечения отказоустойчивости с использованием резервирования более просты и очевидны, так как не требуют дополнительного доказательства достигнутого уровня отказоустойчивости. Этим и объясняется их широкое применение при создании современных отказоустойчивых компьютеров и компьютерных систем. Поэтому важной задачей инжиниринга является разработка методов и средств комплексирования исходных нерезервированных составных частей в отказоустойчивые компьютеры, а именно разработка отказоустойчивых архитектур и структур технических средств и поддерживающих их функционирование операционных систем и специального программного обеспечения. Фирма Stratus Computer Inc. занимает лидирующее положение на рынке отказоустойчивых технологий. Отказоустойчивость компьютеров Stratus достигается за счет оригинальных архитектурных решений и реализации технологии «Non-Stop», обеспечивающей пользователю непрерывное функционирование компьютерной системы в целом. Компьютеры Stratus находят широкое применение в телекоммуникационных, банковских, биржевых и многих других приложениях, а также в качестве основы компьютерных систем известных крупнейших фирм. Ил.: 8. Библиогр.: 16 назв.


УДК 081.32-192

Розглянуто проблему забезпечення надійності електронних систем за умови обмеженої надійності компонентів, використаних при побудові системи. Ця проблема виникла давно і, про що свідчить досвід застосування існуючих методів її вирішення, може бути розв’язана лише на основі введення апаратурної надлишковості. Проведений ретроспективний аналіз характерних реалізацій таких методів свідчить, що в останнє десятиріччя відбулося помітне та суттєве розширення сфери  застосування електронних відмовостійких систем. Якщо раніше ця сфера була обмежена, головним чином, апаратурою та системами оборонного й промислового призначення, то сьогодні відмовостійкі системи широко застосовуються в комерційній та банківських сферах, де зникають жорсткі масо-габаритні та навіть вартісні обмеження, а типовими компонентами стають окремі сервери і комп’ютери. Наприклад, термін «High-availalability clusters (HA)» – кластери високої готовності – виник порівняно недавно і використовується для опису банківських систем збереження даних, комп’ютерних систем керування комерційними мережами, телекомунікаційними мережами тощо, хоча у традиційній термінології це, по суті, не що інше, як резервовані структури з навантаженим резервом. Узагальнюючи існуючі процедури відновлення інформації в надлишкових структурах, можна стверджувати, що на сьогодні використовуються лише три алгоритми відновлення: 1) мажоритарний, 2) адаптивний мажоритарний, 3) 2-парної обробки даних із миттєвим відключенням пари, яка відмовила. У статті на основі проведеного аналізу наводяться узагальнюючі розрахункові співвідношення для оцінки основних варіантів структур із апаратурною надлишковістю та алгоритмів відновлення даних при відмові частини компонентів структури. Отримані співвідношення зв’язують імовірність безвідмовної роботи кластера, рівень надлишковості та функції розподілу ймовірності безвідмовної роботи компонентів. Показано, що в залежності від призначення резервованої системи, зокрема, для систем, які працюють у реальному часі, основним показником надійності разом із часом напрацювання до відмови стає ймовірність безпомилкової роботи системи, яка, по суті, визначає рівень безпеки автоматизованого керування. Бібліогр.: 4 назв.

УДК 081.32-192

Рассматривается проблема обеспечения надежности электронных систем в условиях ограниченной надежности составляющих систему компонентов. Эта проблема возникла давно и, как показывает опыт применения существующих методов ее решения, может быть решена лишь на основе введения аппаратурной избыточности. Проведенный ретроспективный анализ характерных реализаций таких методов показывает, что в последнее десятилетие произошло весьма заметное расширение сферы применения электронных отказоустойчивых систем. Если раньше эта сфера ограничивалась, в основном, системами и аппаратурой промышленного и оборонного назначения, то в настоящее время отказоустойчивые системы повсеместно используются в коммерческой и банковской сферах, где исчезают серьезные масса-габаритные и даже стоимостные ограничения, а типичными компонентами систем становятся отдельные серверы и компьютеры. Например, термин «High-availalability clusters (HA)» – кластеры високой доступности – возник сравнительно недавно и используется для описания банковских систем сохранения данных, компьютерных систем управления торговыми и коммерческими сетями, телекоммуникационными системами и т.д., хотя в традиционной терминологии это, по сути, резервированные структуры с нагруженным резервом. Обобщая существующие процедуры восстановления данных в избыточных структурах, можно утверждать, что на  сегодня существуют только три алгоритма восстановления: 1) мажоритарный, 2) адаптивный мажоритарный и 3) 2-парной обработки данных с моментальным отключением пары, которая отказала. В статье на основе проведенного анализа приводятся обобщающие расчетные соотношения для оценки показателей надежности основных вариантов структур с аппаратной избыточностью и алгоритмов восстановления данных при отказе части компонентов структуры. Полученные соотношения связывают вероятность безотказной работы кластера, уровень избыточности и функции распределения вероятности безотказной работы компонентов. Показано, что в зависимости от назначения резервированной системы, в частности, для систем управления реального времени основным показателем надежности наряду со временем наработки до отказа становится вероятность безошибочной работы, которая, фактически, определяет уровень безопасности автоматизированного управления. Библиогр.: 4 назв.


УДК 621.3.019.3

У даній статті розглянуті питання інжинірингу гарантоздатних комп'ютерних систем. Проведено аналіз технічних засобів і рішень з реалізації атрибутів гарантоздатності. Як приклад, було розглянуто проблему безпечного перетину залізничних переїздів, яка в даний час є особливо актуальною для всіх промислово розвинених країн у зв'язку з ростом інтенсивності і швидкості руху поїздів. Це пов'язано з тим, що сучасні системи автоматичної переїзної сигналізації і автоматичних шлагбаумів мають ряд ідеологічних і технічних недоліків, які не дозволяють забезпечити високий рівень безпеки руху автотранспорту на переїздах. Базою для прикладу стала контрольно-інформаційна система для залізничних переїздів серії «Благовіст». Система «Благовіст» передбачає підвищення безпеки руху автотранспорту через переїзди за рахунок підвищення інформованості учасників руху про поїзну ситуацію на переїзді і його ділянках наближення за допомогою впровадження сучасних інформаційних технологій. У статті детально описуються апаратні і технічні рішення, які були впроваджені при розробці системи для залізничних переїздів. Продемонстровано, як у процесі розробки контрольно-інформаційної системи на базі платформи відмовостійкості реалізовувалися основні вимоги до гарантоздатних комп'ютерних систем. Згідно з прикладом описаної системи, проводиться обґрунтування стратегії реалізації часткової відмовостійкості, відмовобезпеки. У відповідності зі стратегією відмовобезпеки розглянуті технічні, програмні засоби та алгоритм роботи системи. У статті наводиться атрибутивна модель гарантоздатності компютерних систем. Згідно з наведеною моделлю, розглянуті основні методи, завдяки впровадженню яких стало можливим підвищення рівня відповідних атрибутів. Бібліогр.: 11 назв.

УДК 621.3.019.3

В данной статье рассмотрены вопросы инжиниринга гарантоспособных компьютерных систем. Проведен анализ технических средств и решений по реализации атрибутов гарантоспособности. В качестве примера была рассмотрена проблема безопасного пересечения железнодорожных переездов, которая в настоящее время является особенно актуальной для всех промышленно развитых стран в связи с ростом интенсивности и скорости движения поездов. Это связано с тем, что современные системы автоматической переездной сигнализации и автоматических шлагбаумов обладают рядом идеологических и технических недостатков, которые не позволяют обеспечить высокий уровень безопасности движения автотранспорта на переездах. Базой для примера стала контрольно-информационная система для железнодорожных переездов серии «Благовест». Система «Благовест» предусматривает повышение безопасности движения автотранспорта через переезды за счет повышения информированности участников движения о поездной ситуации на переезде и его участках приближения при помощи внедрения современных информационных технологий. В статье детально описываются аппаратные и технические решения, которые были внедрены при разработке системы для железнодорожных переездов. Продемонстрировано, как в процессе разработки контрольно-информационной системы на базе платформы отказоустойчивости реализовывались основные требования к гарантоспособным компьютерным системам. Согласно примеру описанной системы, производится обоснование стратегии реализации частичной отказоустойчивости, отказобезопасности. В соответствии со стратегией отказобезопасности рассмотрены технические, программные средства и алгоритм работы системы. В статье приводится атрибутивная модель гарантоспособности компьютерных систем. Согласно приведенной модели, рассмотрены основные методы, благодаря внедрению которых стало возможным повышение уровня соответствующих атрибутов. Библиогр.: 11 назв.


УДК 691.3.019.3

Запропонована спеціалізована модель життєвого циклу (ЖЦ) двох класів комп’ютерних систем (КС) з розвиненою інфраструктурою. Модель включає технологічні процеси кожної із стадій ЖЦ КС, починаючи від стадії вибору КС (і/або їх проектування), за результатами оцінок вартісних і часових витрат Замовника (розрахованих за стандартними методиками) за період ЖЦ КС до досліджень динаміки функціонування КС на експлуатаційних стадіях ЖЦ за допомогою адекватних математичних моделей. Модель ЖЦ КС орієнтована на дослідження КС промислового призначення (КС ПП) і гарантоздатних КС критичного застосування (ГКС КЗ). Для отримання характеристик (параметрів і атрибутів) КС на експлуатаційних стадіях і/або конкретних інтервалах їх ЖЦ спочатку рекомендується застосовувати програмні засоби вимірювань тривалості, кількості і моментів реєстрації обраних для досліджень дискретних подій (процесів), що відбуваються в КС. Після статистичної обробки даних вимірювань і їх ідентифікації як реальних показників роботи КС за вимірюваний період  проводяться розрахунки ймовірнісних характеристик випадкових процесів у КС (розподілу збоїв і відмов пристроїв і вузлів КС, інтенсивності запитів у КС від інфраструктури і т.п.), а результати цих розрахунків у дослідницьких цілях як вхідних даних дозволять відтворювати подібні процеси в аналітичних і імітаційних моделях. Подібні моделі можна використовувати не тільки при дослідженні, а й при прогнозуванні поведінки КС на будь-якій з наступних стадій ЖЦ КС, для чого розробляється спеціалізована програмна система аналітико-імітаційного моделювання (АІМ), яка інтегрує аналітичні та імітаційні моделі досліджуваних класів КС, що виправдали себе на практиці. Це дозволить вирішувати нові та актуальні науково-дослідні завдання щодо структури та організації функціонування КС, які неможливо вирішувати лише з використанням вимірювальних процедур і/або строго аналітичних моделей. Табл.: 1. Іл.: 1. Бібліогр.: 21 назв.

УДК 691.3.019.3

Предложена специализированная модель жизненного цикла (ЖЦ) двух классов компьютерных систем (КС) с развитой инфраструктурой. Модель включает технологические процессы каждой из стадий ЖЦ КС, начиная от стадии выбора КС (и/или их проектирования), по результатам оценок стоимостных и временных затрат Заказчика (рассчитанным по стандартным методикам) за весь ЖЦ КС до исследований динамики функционирования КС на эксплуатационных стадиях ЖЦ с помощью адекватных математических моделей. Модель ЖЦ КС ориентирована на исследование КС промышленного назначения (КС ПН) и гарантоспособных КС критического применения (ГКС КП). Для получения характеристик (параметров и атрибутов) КС на эксплуатационных стадиях и/или конкретных интервалах их ЖЦ вначале рекомендуется применять программные средства измерений длительности, количества и моментов регистрации выбранных для исследований дискретных событий (процессов), происходящих в КС. После статистической обработки данных измерений и их идентификации в качестве реальных характеристик работы КС за измеренный период проводятся расчёты вероятностных характеристик случайных процессов в КС (распределения сбоев и отказов устройств и узлов КС, интенсивности запросов в КС от инфраструктуры и т.п.), а результаты этих расчётов в исследовательских целях в качестве входных данных позволят воспроизводить подобные процессы в аналитических и имитационных моделях. Подобные модели можно использовать не только при исследовании, но и при прогнозировании поведения КС на любой из последующих стадий ЖЦ КС, для чего разрабатывается специализированная программная система аналитико-имитационного моделирования (АИМ), интегрирующая оправдавшие себя на практике аналитические и имитационные модели исследуемых классов КС. Это позволит решать новые и актуальные научно-исследовательские задачи по структуре и организации функционирования КС, которые невозможно решать лишь с использованием измерительных процедур и/или строго аналитических моделей. Табл.: 1. Ил.: 1. Библиогр.: 21 назв.



           

      Останнє оновлення: Jan 15, 2019