Надійнісні моделі програмно-апаратних засобів радіотехнічних систем з версійно-структурним резервуванням

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної наукової задачі підвищення достовірності оцінювання показників надійності програмно-апаратних засобів з версійно-структурним резервуванням, n-кратним оновленням програмного забезпечення в процесі експлуатації та автоматичним його перезавантаженням, які входять до складу обслуговуваних і необслуговуваних радіотехнічних систем, призначених для довготривалої, безперервної експлуатації, шляхом розробки нових та удосконалення відомих надійнісних моделей відмовостійких ПАЗ. Зокрема розроблено дві моделі для не відновлюваних в апаратній частині відмовостійких ПАЗ та дві моделі для відновлюваних відмовостійких ПАЗ. Запропоновані моделі відмовостійких ПАЗ радіотехнічних систем з версійно-структурним резервуванням дозволяють розв’язувати задачі надійнісного параметричного синтезу шляхом знаходження компромісних рішень при виборі параметрів відмовостійкого ПАЗ та проводити порівняльні дослідження їх надійності. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной задачи повышения достоверности оценки показателей надежности программно-аппаратных средств с версионно-структурным резервированием, n-кратным обновлением программного обеспечения в процессе эксплуатации и автоматической его перезагрузкой, входящих в состав обслуживаемых и необслуживаемых радиотехнических систем, предназначенных для долговременной, непрерывной эксплуатации, путем разработки новых и усовершенствование известных надежностных моделей отказоустойчивых ПАС. В частности разработаны две модели для невосстанавливаемых в аппаратной части отказоустойчивых ПАЗ и две модели для восстанавливаемых отказоустойчивых ПАС. Предложенные модели отказоустойчивых ПАС радиотехнических систем с версионно-структурным резервированием позволяют решать задачи надежностного параметрического синтеза путем нахождения компромиссных решений при выборе параметров отказоустойчивого ПАЗ и проводить сравнительные исследования их надежности. This thesis aims to solve scientific task in increasing the credibility of indexes of reliability of hardware and software systems (HSS) of the radioelectronic systems with version-structural redundancy, multiple software updates in service and automatic restart. These HSS are a part of repairable and non-repairable in the hardware part radio-electronic systems for longterm, continuous operation. Increasing credibility of reliability indexes is approached through the development of new and improvement of well-known models of fault-tolerant reliability HSS. Specifically, this thesis: (1) develops a new reliability model of HSS with non-repairable hardware part, this HSS include main and reserve sub-system which consists of identical modules, the reliability model also provides for double software updates (updates software starts after commissioning of the radioelectronic system) and automatically restart; (2) develops a improvement reliability model of HSS with non-repairable hardware part, this HSS include main and reserve subsystem which is fault-tolerant with the majority structure with rule of voting "2-of-3". This model includes the use of different versions of software for the main and reserve subsystem of the HSS, software upgrades that begin after the identification of a defect in the operation of radioelectronic systems, also included automatic software restart; (3) develops a improvement reliability model of HSS with repairable hardware part, the structure of which includes main and reserve multiprocessor sub-systems and sliding redundancy of the processors and includes the use of different versions of software for the main and reserve sub-systems, also model include automatic restart after software fail-ure; (4) develops a improvement reliability model of HSS with repairable hardware part, built on the principle of majority rule voting with choice and appropriate choice of the number of kernel modules, and which also includes automatic restart after a software failure in the operation of radioelectronic systems, and models moving backup kernel modules. The suggested models of fault-tolerant HSS radioelectronic systems with version-structural redundancy allow us to establish which are the most reliable parametric syn-theses by finding compromise solutions, selecting the failover HSS and via a comparative study of their reliability.