Введение к работе
Актуальность темы. Современные достижения в области технологии создания программных средств ответственных ЕС, наличие автоматизированных средств поддержки - процесса создания ПС, CASE-средств проектирования , делают возможным автоматизацию
широкого круга современных задач информационных технологий. В то .f? время существующий опыт сертификации таких систем, свидетельствует о недостаточности развития методологии к инструментального обеспечения процесса получения гарантий по на-делноотп ПС для критичных областей применения, что сдерживает создание автоматигированных информационных технологий и внедрение их в разнообразные области науки, промышленности и экономики. Технология программирования и сертификации соответствия критичных ПС требованиям по надежности , столкнулась сегодня с существенными ограничениями существующих методов и средств, что требует т-оэдания новой общей методологии сертификации критичных ПС.
Цель работы. Главной целью диссертации является создание научно-методических основ и методологии сертификации критичных ПС, исследование и определение путей качественного совершенствования процесса сертификации критичных требований по надежности ПС ответственных вычислительных систем в регламентированном технологическом процессе их создания.
, Е соответствии с поставленной, проблемой в диссертации необходимо решить следующую совокупность научно-технических задач:
определить общие тенденции современной технологии создания ПС информационных технологий и роль, место и связь процесса сертификации критичных ПС с общей технологией создания ПС; .
сформулировать. Исследовать и разработать функциональное назначение и принципы сертификации' критичных ПС на основе фактографического подхода и определить границы его применения;
исследовать и разработать методологию проведения- фактографической сертификации программ на всем протяжании жизненного цикла ПС и создать инструментальные средства поддержки автоматизированного процесса сертификации;
исследовать существующие методы оценки надежности ПС с целью -анализа возможности их использования при сертпфичации критичных ПС и определить границы их применения;
с целью выявления перспективных путей создания сертнфи-
- 8 -дарованных критичных ПС, исследовать и провести сравнительный анализ технологии сертификации ответственных программ с эволюцией информационно-биологических систем (генетических программ), проанализировать перспективы и построить прогноз развития технологии программирования на основе этой аналогии;
сформулировать математическую модель и концепцию жиэне-ного цикла взаимосвязанной популяции ПС и исследовать принципы и методы обеспечения надежности ПС в этой макро-модели;
исследовать качественные характеристики метода динамической популяции ПС, характеристики и показатели влияющие на усредненные показатели надежности индивидуальных ПС в популяции;
обобщить функциональные концепции автоматизированной сертификации, включающие фактографическую и динамическую методологию сертификации и комплекс интегрированных средств сертификации ПС;
сформулировать на основе методологий фактографической сертификации ПС и динамической макро-модели дигненого цикла ГО принципы логико-информационного построения автоматизированных средств.сертификации ПС ;
соэдзть и внедрить инструментально-программные средства поддержки автоматизации процесса сертификации критичных ПС, разработать методологию их применения.
Методы исследований. Для решения указанных задач использовались методы теории графов, теории программирования, математического моделирования, математической статистики.
Научная новизна. Новизна диссертации определяется разработанными автором нучно-методическими основами сертификации критичных ПС вычислительных систем, включающими:
метод фактографической сертификации критичных ПС в ограниченной области требований по надежности, отл:нающийся от существующих методов больвей достоверностью.в области критичных требований по надежности ПС;
метод сертификации сверхкрнтичных требовании по надежности ПС на осноеє макро-модели дигненого цикла динамичес-
КСЙ ПОПУЛЛЦПН ПС, ОТЛНЧЗЮ'ДИЙСЛ ОТ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПСП0ЛЬсОЕаНІГЄМ
не е-с г о представления технологии программирования, рассигп;'таі,е-го :: уточняющего существующие модели таэненого цикла ПС, процесса создания ПС и учитывающего объективно существующие факторы взаимной связи и влияния индивидуальных ПС;
сформулированную и преследованную аналогию технологического процесса ссэдания сертифицированных ПС и эволюции информационно-биологических систем;
исследование принципов интеграции автоматизированных средств'сертификации критичных ПС в единую инструментальную CASE-сиотему, обеспечивающих сокращение трудоемкости сертификации критичных ПС и объединение их в единую методологій автоматизации процесса сертификации.
Научная значимость Научная значимость определяется распространением научно-обоснованного процесса сертификации ПС на классы ПС информационных технологий критичных и сверхкритичных областей применения,' исследований и разработкой новых методов сертификации критичных ПС, формированием принципов построения интегрированных автоматизированных средств сертификации критичных ПС.
Таким обрззом результаты диссертации могут быть классифицированы как теоретическое обобщение и решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное народо-хозяйственное значение.
Практическая ценность. Полученные результаты позволяют:
обеспечить достоверные уровни гарантий по надежности критичных ПС б области средних уровней критичности;
повысить качество разработки критичных ПС и сократить затраты ресурсов на их создание;
обеспечить способ организации создания и Функционирования сверхкритичных ПС о достоверными гарантиями по надежности для этого класса ПС;
сократить затраты на технологический процесс сертификации за счет использования автоматизированных средств сертификации.
- 10 -Разработанные методы и средства применялись при сертификации критичных программных средств Комплексной системы пплс-такно-навигационного оборудования (КСПНО ) ТУ-204 и КЛ-Эб, Ав-тсыгтпгировзнной системы штурвального управления (АСХ<) ТУ-204 и ЙЛ-96, ряда других крупных программных проектов. Разрзботан-ные методы использовались при организации конкурсных работ по НТП "Информатизация России" и при разработке "Концепции системной интеграции информационных технологии в выешей школе". Ряд разработанных положений всади как составная часть в работу "Создание и внедрение прогрессивной технологии автоматизированного проектирования программ для специализированных, встраиваемых мини и микро-ЭВМ и обеспечивающего ее комплекса наст-раизаемых инструментальных средств, на базе универсальных ЭВМ", удостоенную в 1985 году премии СМ СССР. Разработанные положения использовались при исследованиях и разработка;', по автоматизации процесса подготовки космонавтов и удостоены Диплома им. Ю.А. Гагарина.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на семинарах кафедр Бортовых Вычислительных магнн (ББМ) к Вычислительных систем (ВС) Ленинградского института авиационного приборостроения (ЛКАК), на Рабочей группе по технологии программирования при Ленинградском научном центре (1937-1930), на заседаниях рабочей группы СНГ по надежности и безопасности информационных технологий (Минск, 1990,1992), на НМС ГЦНТП "Качество ПО" (Москва, 1989,1930; Калинин, 19Є8),на НТК "Качество ПО" (Дагомыс, 1990,1991,1952), на НТК "Статистическая радиофизика" (Ленинград,1956), на НТК "ГАП"(Ленинград,1984), на НТК "Технология программпрова-ния"(Киев,1937), на НТК "Надежность ГО" (Минск,1935), на НТК "Промышленное производство программ" (Ереван,1935), на НТК "Автоматизация создания математического обеспечения систем реального времени" (Иркутск,1990; Саратов,1932}, на НТК .Передовой опыт использования SEM в образовании" (Ленинград, 193Э), на НТК "Технология проектирования программных и аппаратных средств вычислительных систем" (Ленинград, 1990,1991), на НТК "Качество ПС" (Санкт-Петербург, 1992), на НТК "CASE-техноло-
- 11 -гия" (Москва, 1932), на заседаниях президиума Ассоциации программной шхенерии - РАШ (Москва, 1992), на заседаниях экспертных советов по програмам "Информатизация России", "Информатизация образования", "Системная интеграция информационных технологий в высшей школе" (Москва, 1930,1991,1992), на КТО Гоо НИИ АС (Москва, 1992).
Внедрение результатов работы. Научные результаты работы внедрены и использовались в Центре подготовки космонавтов им'. Ю.А. Гагарина, ШЗ "Опыт" им. А.Н. Туполева, НПО "Электроавтоматика", Государственном Научно-исследовательском институте авиационных систем. Научно-исследовательском институте авиационного оборудования, Центральном нзучно-иссдедозатель гасом институте "Центр", СНПО "Алгоритм", Российском научно-исследовательском институте информационных технологий и автоматизации проектирования, Ленпградском институте авиационного приборост- ' роения, С-Петербургском университете экономики и финансов , С-ПетербургскС'М техническом университете и ряде других организаций и институтов.
Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 53 работы, из них: 1 монография (в соавторстве), 4 статьи в международных печатных органах (2 в соавторстве), 15 статей в научно-технических журналах (10 в соавторстве), 22 тезисов-докладов на НТК (9 в соавторстве), 11 научно-технических отчетов по работам в которых автор был научным руководителем.
Подготовлено и объявлено издательствами о выходе еще 2-х монографий (в соавторстве), не опубликованных по причинам не зависящим от авторов.
Структура и обьем диссертации
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 64 наименований и приложений. Общий объем -182 страницы, в том числе 12 рисунков и 7 таблиц.