Содержание к диссертации
Введение
I. Постановка проблемы синтеза информационных структур обеспечения конфликтной устойчивости взаимодействия организационно-технических систем ... 21
1.1. Особенности применения организационно-технических систем 21
1.2. Структуризация системы задач информационной безопасности и организационная структура информационно-обеспечивающих систем 31
1.2.1. Структуризованная система задач информационной безопасности... 31
1.2.2. Организационно-функциональная структура информационно обеспечивающих систем 34
1.2.3. Структуризованная совокупность задач автоматизированной системы управления 36
1.3. Общая формулировка проблемы синтеза информационно обеспечивающих систем 37
1.3.1. Анализ вопросов синтеза информационно-обеспечивающих систем... 37
1.3.2. Свойства, цели и особенности синтеза информационно обеспечивающих систем 45
1.3.3. Цели синтеза и содержание научной проблемы 48
1.3.4. Структура и пути решения проблемы 51
1.4. Концепция моделирования информационно-обеспечивающих систем в предметной области организаций 54
1.4.1. Организационно-функциональный аспект 55
1.4.2. Системотехнический аспект 58
1.4.3. Технический аспект 59
1.5. Роль и место методов математического моделирования при синтезе информационно-обеспечивающих систем 60
Выводы по главе 63
II. Методологические основы синтеза информационно обеспечивающих систем 65
2.1. Критерий и показатели эффективности информационно обеспечивающих систем 65
2.2. Общая постановка задачи моделирования синтеза информационно-обеспечивающих систем 81
2.3. Декомпозиция и агрегирование задачи синтеза информационно-обеспечивающих систем 85
2.4. Физическая и математическая постановка проблемы 90
2.5. Основы методологии синтеза информационно-обеспечивающих систем..
2.5.1. Общие представления о технологической схеме синтеза 93
2.5.2. Принципы синтеза 94
2.5.3. Категории синтеза 95
2.5.4. Метод синтеза информационно-обеспечивающих систем 100
2.6. Технологическая схема анализа и синтеза информационно обеспечивающих систем 105
Выводы по главе 115
III. Моделирование иерархических многоуровневых информационно-обеспечивающих систем 119
3.1. Декомпозиция общей задачи моделирования информационно обеспечивающих систем 119
3.2. Задачи типизации условий применения информационно обеспечивающих систем 124
3.3. Постановка задачи разработки математической модели синтеза информационно-обеспечивающих систем 126
3.4. Модель синтеза автоматизированной системы управления информационно-обеспечивающих систем
3.5. Модель обоснования структуры информационной подсистемы информационно-обеспечивающих систем 136
3.6. Модель конфликтной устойчивости применения информационно-обеспечивающих систем 140
Выводы по главе 146
IV. Методология моделирования организационно-функционального синтеза информационно-обеспечивающих систем 149
4.1. Метод организационно-функционального синтеза информационно обеспечивающих систем 152
4.2. Метод прогноза облика конкурирующих организационно технических систем 161
4.2.1. Технологическая схема прогноза 163
4.2.2. Принципы и категории прогноза 166
4.3. Метод системного представления конфликта организационно технических систем 173
4.3.1. Основные особенности конфликта информационно-обеспечивающих систем с интегрированными информационно-управляющими системами 173
4.3.2. Структуризация иерархического многоцелевого конфликта
4.4. Метод декомпозиции функционального облика информационно-обеспечивающих систем 180
4.5. Метод формирования структуры информационно-обеспечивающих систем 191
Выводы по главе 199
V. Теоретические основы моделирования системотехнического синтеза информационо-обеспечивающих систем ... 201
5.1. Метод системотехнического синтеза информационно обеспечивающих функциональных организационно-технических систем 203
5.1.1 .Общие положения 203
5.1.2. Принцип математической декомпозиции структуры информационно-обеспечивающих функциональных организационно-технических систем 205
5.1.3. Учет межуровневой неопределенности условий 207
5.1.4. Итерационная процедура обоснования состава и характеристик информационно-обеспечивающих организационно-технических и технических систем 209
5.1.5. Выбор общего оптимального решения 211
5.2. Метод выбора оптимального варианта информационно 4
обеспечивающих функциональных организационно-технических систем. 212
5.2.1. Постановка задачи 212
5.2.2. Формулирование математической многошаговой игры на выживаниес ненулевой суммой 216
5:2.3. Алгоритм поиска оптимального решения 219
5.2.4. Модель исследования- эффективности вариантов информационно обеспечивающих функциональных организационно-технических систем 219
5.2.5. Выбор оптимального варианта состава информационно обеспечивающих функциональных организационно-технических систем... 225
5.3. Метод технико-экономического обоснования оптимального состава информационно-обеспечивающих организационно-технических систем... 227
5.3.Г..Общие положения 227
5.3.2. Метод обоснования состава информационно-обеспечивающих организационно-технических систем 229
5.3;3: Метод выбора оптимального состава комплексов информационной индивидуальной безопасности. , 232
5.3.3.1. Метод обоснования состава комплексов информационной индивидуальной безопасности обеспечивающих элементов 232
5.3:3.2. Метод обоснования состава комплексов информационной индивидуальной безопасности исполнительных элементов - 237
5.3;4. Метод выбора оптимальныхсоставов комплексов и комплектов.информационной групповой безопасности 240=
5.3.4.1. Метод выбора оптимального состава я комплектов информационной групповой безопасности обеспечивающих элементов и объектов технических систем 24 Iі
5.3:4.2. Метод выбора оптимального состава комплексов и комплектов информационной групповой безопасности исполнительныхелементов технических систем.
5.3:5: Метод выбора оптимальных составов комплексов и комплектов
информационной общей безопасности организационно-технических систем.. 245:
. 5.3.5.1. Метод выбора оптимального состава комплексов информацион
ной общей безопасности; обеспечивающихэлементов и объектов организа
ционно-технических систем 247
5:3.5:2. Метод выбора оптимального состава комплексов информационной
общей безопасности исполнительных элементов организационно-технических
систем 248
5:4. Метод обоснования способов применения информационно обеспечивающих организационно-технических систем. 249
5;4 1. Метод распределения ресурса комплексов информационной безопасности информационно-обеспечивающих организационно-технических систем... 250
5.4.2. Метод распределения;ресурса комплексов информационной груп
повой безопасности — 257
5.4.2.1. Задача назначения комплексов информационной групповой безопасности обеспечивающих элементов и объектов технических систем. 257
5.4.2.2. Задача назначения комплексов информационной групповой безопасности исполнительных элементов технических систем 262
5.4.3. Метод распределения ресурсов комплексов информационной об 5
щей безопасности объектов организационно-технических систем 264
5.5. Метод технического синтеза информационно-обеспечивающих систем... 268
Выводы по главе 275
VI. Методологические основы моделирования эффективности информационно-обеспечивающих систем 281
6.1. Основные положения методологии оценки эффективности информа
ционно-обеспечивающих организационно-технических систем 281
6.2. Модель оценки эффективности применения информационно обеспечивающих организационно-технических систем 290
6.2.1. Постановка задачи 290
6.2.2. Метод функциональных уравнений 295
6.2.3. Алгоритм расчета показателя эффективности функционирования информационно-обеспечивающих организационно-технических систем 296
6.2.4. Проверка работоспособности модели 297
6.3. Метод оценки эффективности применения информационно обеспечивающих систем при реализации оборонительной функции 297
6.3.1. Метод оценки эффективности применения информационно обеспечивающих организационно-технических систем 299
6.3.2. Модель оценки эффективности функционирования технических
информационно-обеспечивающих систем 299
6.3.3. Метод оценки эффективности технических информационно обеспечивающих систем 306
6.3.4. Метод оценки эффективности комплексов информационной безопас
ности обеспечивающих элементов 314
6.4. Метод оценки эффективности применения информационно обеспечивающих систем при реализации наступательной функции 317
6.4.1. Метод оценки эффективности информационно-обеспечивающих
организационно-технических систем 320
6.4.2. Метод оценки эффективности технических информационно обеспечивающих систем 320
6.4.3. Метод оценки эффективности комплексов информационной груп
повой и индивидуальной безопасности 325
Выводы по главе 330
VII. Результаты синтеза информационно-обеспечи вающих организационно-технических систем 334
7.1. Исходные условия для расчета эффективности применения средств, комплексов и информационно-обеспечивающих систем 337
7.2. Обоснование состава комплексов информационной индивидуальной
и групповой безопасности обеспечивающих элементов 337
7.2.1. Обоснование состава и оценка технико-экономической целесооб
разности применения комплексов информационной индивидуальной безо
пасности обеспечивающих элементов 340
7.2.1.1. Задача распределения ресурса средств информационной индивидуальной безопасности обеспечивающих элементов 342
7.2.1.2. Выбор варианта комплексов информационной индивидуальной безопасности обеспечивающих элементов на основе технико-экономических критериев 3 42
7.2.2. Обоснование состава и оценка технико-экономической целесооб
разности применения комплексов информационной групповой безопасности обеспечивающих элементов 344
7.2.2.1. Задача распределения ресурса комплексов информационной групповой безопасности обеспечивающих элементов 347
7.2.2.2. Выбор варианта комплекса информационной групповой безопасности на основе технико-экономических критериев 350
7.2.3. Предложения по составу и способам применения комплексов информационной индивидуальной и групповой безопасности обеспечивающихэлементов и объектов технических систем 351
7.2.3.1. Предложения по составу и способам применения комплексов информационной индивидуальной безопасности обеспечивающих элементов технических систем 354
7.2.3.2. Предложения по составу и способам применения комплексов информационной групповой безопасности обеспечивающих элементов и объектов технических систем 354
7.3. Обоснование состава комплексов информационной индивидуальной и групповой безопасности исполнительных элементов технических систем 355
7.3.1. Обоснование состава и оценка технико-экономической целесообразности применения комплексов информационной индивидуальной безопасности исполнительных элементов 357
7.3.1.1. Распределение ресурса средств исполнения комплексов информационной индивидуальной безопасности исполнительных элементов 358
7.3.1.2. Выбор варианта комплекса информационной индивидуальной безопасности исполнительных элементов на основе технико-экономических критериев 359
7.3.1.3. Обоснование технико-экономической целесообразности применения средств и мер информационной защиты средств исполнительных элементов 361
7.3.2. Обоснование состава и оценка технико-экономической целесообразности применения комплексов информационной групповой безопасности исполнительных элементов технических систем 362
7.3.2.1. Моделирование распределения ресурса средств исполнения комплексов информационной групповой безопасности исполнительных элементов 3 63
7.3.2.2. Выбор варианта комплексов информационной групповой безопасности исполнительных элементов на основе технико-экономических критериев 364
7.3.2.3. Моделирование технико-экономической целесообразности применения групповых средств информационной безопасности и информационной защиты средств управления исполнительными элементами 365
7.3.3. Предложения по составу и способам применения комплексов информационной индивидуальной и групповой безопасности исполнительных
элементов технических систем 368
7.3.3.1. Предложения по составу и способам применения комплексов информационной индивидуальной безопасности исполнительных элементов... 371
7.3.3.2. Предложения по составу и способам применения комплексов информационной групповой безопасности исполнительных элементов технических систем 371
7.3.4. Результаты моделирования эффективности и конфликтной устой 7
чивости технических информационно-обеспечивающих систем 3 72
7.3.4.1. Результаты моделирования эффективности применения технических информационно-обеспечивающих систем 373
7.3.4.2. Некоторые результаты исследования устойчивости технических информационно-обеспечивающих систем 3 74
7.4. Обоснование целесообразного состава и способов применения комплексов информационной общей безопасности обеспечивающих и исполнительных элементов организационно-технических систем 375
7.4.1. Обоснование технико-экономической целесообразности применения комплексов информационной общей безопасности обеспечивающих и исполнительных элементов организационно-технических систем 376
7.4.2. Предложения по способам применения комплексов информационной общей безопасности обеспечивающих и исполнительных элементов организационно-технических систем 3 79
7.4.3. Результаты технико-экономического обоснования состава информационно-обеспечивающих организационно-технических систем
7.4.3.1. Результаты моделирования задачи выбора состава и структуры подсистемы исполнительных средств информационно-обеспечивающих организационно-технических систем 383
7.4.3.2. Результаты обоснования элементов подсистемы управления информационно-обеспечивающих организационно-технических систем 3 83
7.5. Результаты интегральной оценки эффективности и обоснования состава информационно-обеспечивающих систем 385
7.5.1. Результаты интегральной оценки эффективности применения информационно-обеспечивающих систем 391
7.5.2. Основные особенности технико-экономического обоснования и результаты синтеза информационно-обеспечивающих систем 392
7.5.3. Результаты прогноза эффективности информационно обеспечивающих систем 395
7.6. Оценка факторов конфликтной устойчивости информационно обеспечивающих систем 396
7.6.1. Теоретические факторы конфликтной устойчивости информационно-обеспечивающих систем 397
7.6.2. Функциональные факторы конфликтной устойчивости информационно-обеспечивающих систем 397
7.6.3. Технические факторы конфликтной устойчивости информационно-обеспечивающих систем 404
Выводы по главе 405
Заключение 408
Литература 413
Акты о внедрении результатов
- Структуризованная совокупность задач автоматизированной системы управления
- Декомпозиция и агрегирование задачи синтеза информационно-обеспечивающих систем
- Задачи типизации условий применения информационно обеспечивающих систем
- Метод декомпозиции функционального облика информационно-обеспечивающих систем
Структуризованная совокупность задач автоматизированной системы управления
Усложнение социально-экономических процессов, интеграция различного рода специальных комплексов и систем, повышение взаимозависимости действий элементов многофункциональных систем при реализации с заданным качеством целевого предназначения и применение их в условиях конкурентной борьбы обусловили появление нового класса систем — функциональных ОТС. Они представляют органи 22 зационно-объединенную единством цели пространственно-распределенную иерархическую структуру нескольких ОС, ОТС, большое числа ТС (ОТС меньшего уровня) и комплексов, предназначенных для выполнения с заданным качеством поставленных задач в условиях конфликта с одной или несколькими системами такого же уровня [53-55 ]. ОС, ОТС и ТС (комплексы) в структуре ФС составляют иерархическую совокупность взаимообусловленных и взаимосвязанных элементов, дополняющих друг друга при реализации поставленных задач. Связи между элементами в системе, исходя их характера выполняемых задач, организационно определяются отношениями управления, информационного обеспечения и исполнения [53, 56].
Функционирование ФС базируется на оптимизации применения тех или иных видов (типов) ресурсов, находящихся в сфере интересов одной или нескольких систем, обусловливая тем самым возникновение ресурсных конфликтов. Конфликт является основной формой функционирования ФС и характеризуется наличием одной или нескольких целей, носящих характер содействия, нейтралитета или соперничества [53]. Достижение целей ФС в конфликте осуществляется проведением наступательных и оборонительных действий за овладение и поддержание целевого превосходства — оперативно-тактической инициативы для выполнения с заданным качеством поставленных задач на основе методов активного и информационного воздействия на элементы ФС {В} для снижения её конкурентоспособности до минимального уровня.
ФС исходя из их целевого предназначения возможно подразделить на: системы социально-экономического направления, имеющие целью выполнение различных экономических, финансовых, военных и других задач на основе проведения специальных операций (совокупности действий, направленных на решение конкретных задач [22, 47]); системы производственно-экономического направления, служащие для производства и реализации различного вида (типа) продукции. Это, прежде всего, организации, деятельность которых связана с созданием и реализацией производимого продукта на основе проведения специальных операций; интегрированного направления, используемые для выполнения всех функций финансово-экономической деятельности организаций и охватывающие весь функциональный спектр задач, все элементы и весь жизненный цикл создания и реализации конечного продукта путем проведения специальных операций (данные ФС практически являются интеграцией двух предыдущих).
Исходя из масштаба решаемых задач ФС классифицируются на [53]: системы низшего класса, реализующие отдельные бизнес-процессы организаций; системы среднего класса, отличающиеся расширением номенклатуры реализуемых бизнес-процессов организаций (к ним относится большинство организаций); системы высшего класса, для которых характерен высокий уровень функциональной деятельности организаций (например, для финансовых структур — это уровень банков, производственных структур - уровень промышленных объединений и корпораций и т.п.).
Из всего многообразия ФС наиболее распространены интегрированные ФС среднего и высшего класса, предназначенные для выполнения с заданным качеством важных социально-экономических задач в условиях "жесткой" конкурентной борьбы, как формы взаимодействия систем с различными интересами за владение находящихся в сфере их интересов тех или иных ресурсов. Анализ це 23 лей, задач, способов взаимодействия в условиях конкуренции, стратегий поведения, изменчивости структуры и характеристик в процессе их функционирования позволяет выделить и установить характерные особенности и основные принципы применения [22, 47]: выполнение поставленных задач с заданным качеством (принципы единства цели и эффективности); динамическое управление ресурсом элементов (принципы диапазона применения, структурной специализации и централизации управления); структуры организации (принципы иерархического построения, распределения уровня полномочий, единоначалия и разделения функций); применение в различных условиях конфликтов (принципы гарантированного результата, гибкости и обеспеченности применения).
Рассмотрим данные особенности ФС, которые играют определяющую роль при- их создании, управлении, функционировании и реализации эффективных методов синтеза.
1. Создание ФС исходит из требования выполнения поставленных задач с заданным качеством для различных условий конфликта. Если требования по качеству применения ФС завышены, то ею выполнение поставленных задач осуществляется с максимальным качеством. Реализация же заданного качества предполагает выделение дополнительных финансовых, материальных (например, использование сил и средств взаимодействующих ФС) и других ресурсов.
2. Управление ФС основывается на принципах структурной специализации, диапазона применения и централизации управления.
Структурная специализация ФС определена априорно заданным диапазоном применения, исходя из цели, содержания задач и условий её функционирования в различных конфликтах.
Для системы управления ФС свойственен иерархический характер, так как такое управление обеспечивает устойчивость к внешним воздействиям, позволяет локализовать внутрисистемные конфликты и является необходимым условием согласования частных целей элементов с целью системы. Однако с увеличением объема перерабатываемой информации и сложностью реализации алгоритмов управления ФС осуществлять централизованное управление становится, особенно в условиях конфликтов, не всегда целесообразным. Поэтому в ФС осуществляется разделение функции управления за счет перехода к многоуровневым иерархическим системам управления элементами на основе децентрализованного и автономного режимов управления.
В связи с этим различают основные типы систем управления ФС: а) иерархическая; б) централизованная рассредоточенная; в) централизованная и г) децентрализованная (автономная).
Декомпозиция и агрегирование задачи синтеза информационно-обеспечивающих систем
ОФС обладает многими качественными сторонами. Каждая из них включает набор свойств и характеристик ОФС, проявляющихся в соответствующей среде. Поэтому при синтезе ОФС рассматривается с различных точек зрения (аспектов). Каждому аспекту ОФС может быть поставлено в соответствие одноименный аспект синтеза, в рамках которого исследуется система связей, свойств и характеристик ОФС, выражающих данную её качественную сторону.
Основными аспектами синтеза ОФС (см. рис. 2.6) являются организационно-функциональный, системотехнический и технический. Это обусловлено тем, что сущность функционирования ОФС носит структурный характер, а строение ОФС функционально. В то же время функциональные и структурные свойства ОФС количественно выражаются в её свойствах и характеристиках.
В рамках организационно-функционального аспекта синтеза проводится обоснование роли и места ОФС среди других систем, назначения и задач, способов решения задач, определяются функции и общий порядок (принципы) её функционирования. Поскольку функции ОФС разделяются на внешние и внутренние, то и организационно-функциональный аспект синтеза ОФС в соответствии с принципами целостности, иерархии и аналогии структур разделяется на внешнесистемный и внутрисистемный. Внешнесистемный аспект синтеза ОФС по отношению к внутрисистемному играет целеполагающую и интегративную роль, поскольку определяет условия, применительно к которым должен обосновываться внутренний организационно-функциональный облик ОФС. Внутрисистемный аспект синтеза ОФС по отношению к внешнесистемному имеет целесообразное значение, поскольку обоснованные в его рамках внутренние функции ОФС обеспечивают осуществление ею внешних функций.
В ходе синтеза ОФС, в соответствии с принципом ситуативности, организационно-функциональный аспект синтеза выполняет преимущественно роль главного процесса. С него начинается и им заканчивается синтез ОФС.
В ходе синтеза ОФС, как того требует принцип ситуативности, организационно-функциональный аспект синтеза выполняет преимущественно роль главного процесса. С него начинается и им заканчивается синтез.
Системотехнический аспект синтеза ОФС является следствием принципов целостности, иерархии и аналогии структур и посвящен обоснованию состава системы, совокупности её внешних и внутренних связей, порядка и содержания взаимодействия составных частей синтеза. Эти исследования объединяются понятием системотехнического синтеза.
Определение характеристик ОФС, соответствующих выявленным в ходе организационно-функционального и системотехнического синтеза свойствам ОФС, осуществляется в рамках технического синтеза. Совокупность этих исследований составляет технический синтез [53].
ОФС включает совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих составных частей. Обосновать её строение, определить характер и содержание взаимосвязей, свойства и характеристики составных частей и системы в целом сразу невозможно. Поэтому в соответствии с принципами целостности, иерархии и аналогии структур синтез ОФС разделяется на процессы, содержание которых раскрывает категория уровни синтеза.
Внешние свойства ОФС проявляются при её взаимодействии с окружающими системами (в "среде"). Однако сущность этих свойств определяется внутренним строением ОФС. Свойства составных частей ОФС проявляются в соответствующей им среде. В то же время их причина содержится в структуре более мелких составных частей. И так далее. Нарастающая степень детализации рассмотрения фиксируется в уровнях её описания. Этим уровням ставятся в соответствие уровни синтеза ОФС (см. рис. 2.7). Самый верхний уровень является уровнем внеш-несистемного синтеза. Остальные - уровни внутрисистемного синтеза. На уровне внешнесистемного синтеза ОФС рассматривается как целостная система без раскрытия её строения. На уровнях внутрисистемного синтеза ОФС рассматривается как совокупность взаимодействующих составных частей. Количество уровней внутрисистемного синтеза определяется необходимой глубиной раскрытия строения ОФС. Уровень внешнесистемного синтеза обеспечивает обоснование свойств, характеристик и функционирования ОФС в целом, а также согласование свойств, характеристик и функционирования её составных частей, обоснование которых проводится на уровнях внутрисистемного синтеза. С уровня внешнесистемного синтеза начинается синтез ОФС, на этом уровне и завершается. В ходе синтеза в результате многократного перехода от уровня к уровню синтеза, как того требует принцип смены оснований, постепенно достигается необходимое соответствие между свойствами ОФС, её строением и функционированием, между
В ходе синтеза представление об облике ОФС меняются. Охватывая эти подвижные представления, категории как формы синтеза упорядочивают содержание синтеза. Между категориями синтеза происходят взаимопереходы, проникновение друг в друга. Смена категорий синтеза вызывается исчерпанием возможностей количественного обоснования свойств, характеристик и функционирования ОФС в рамках данной формы синтеза и необходимостью их качественных изменений.
С формальной точки зрения создание ОФС представляет собой технологический процесс решения задачи синтеза. Задача синтеза ОФС может быть сформулирована в общем виде следующим образом.
Пусть определена цель создания ОФС. Предполагается, что в состав ОФС могут быть включены полностью или частично существующие организационные структуры, ООТС, ТОС и КСБ. При необходимости облик этих структур и систем может изменяться (уточняться). Кроме того, для включения в состав ОФС возможно формирование новых организационных структур и разработка новых ООТС, ТОС и КСБ. Требуется определить облик такой ОФС, которая наилучшим образом соответствует поставленной цели в заданных ограничениях. Математически задача синтеза ОФС представляется в следующем виде Г = Arg min C(V), (2.21) {VJ = {V: W(V,U) Wmp, R(V,U) c R)}, где C{V,U) - функция затрат на создание ОФС, минимальное значение которой соответствует представлениям Заказчика о наилучшем варианте V ОФС; { Vd } -множество допустимых вариантов облика ОФС Vd; W(V,U) — ПЭ решения задач вариантом V ОФС в условиях U; Wmp — требуемая эффективность решения задач ОФС; R(V,U) - ресурс, потребный для создания варианта ОФС V в условиях U; R - заданные ограничения (энергетические, пространственные, временные и др.) ресурса R(V,U), необходимые для создания и применения варианта V ОФС.
Непосредственно решить задачу синтеза (2.21) вследствие её структурной сложности и большой размерности практически невозможно. Основным методом её решения, как показывает опыт синтеза сложных систем [5, 6, 37], является метод иерархической декомпозиции задачи по аспектам, уровням, стадиям и этапам синтеза ОФС [53-58]. Иерархическая декомпозиция задачи синтеза ОФС (2.21) позволяет не только разукрупнить задачу на основе отношения "целое-часть", но и реализовать "право вмешательства верхнего уровня" и "зависимость верхнего уровня от нижних уровней".
Представим, как показано автором в [53-55], облик ОФС в виде совокупности V = (VD,VS,VX) описаний функций VD, структуры Vs и множества характеристик Vх ОФС, то есть совокупности организационно-функционального, системотехнического и технических обликов ОФС.
В зависимости от состояния проработки облика ОФС и целей в ходе исследований между аспектами синтеза могут устанавливаться различные отношения иерархии. Применительно к случаю, когда верхний уровень занимает организационно-функциональный аспект синтеза ОФС, а нижний уровень - технический аспект синтеза, декомпозиция общей задачи синтеза ОФС (2.21) имеет вид: а) задача организационно-функционального синтеза
Задачи типизации условий применения информационно обеспечивающих систем
Обоснование функционального облика ОФС предполагает наличие априорной информации об облике конкурирующих функциональных ОТС. Формирование их облика базируется на результатах научно-технического анализа состояния разработок в прошлом, на современном этапе и прогнозирования на упреждающий период с учетом достижений науки, техники и информационных технологий.
В общем случае для прогнозирования различного рода объектов используются различные методы прогноза [100, 137, 150], отличающиеся друг от друга отдельными приемами или процедурами прогноза, последовательностью их применения, полнотой охвата прогностических методов и возможностью их дополнения новыми методами. Они применяются для описания общего и частных аспектов развития исследуемых объектов и применимы, в основном, лишь для простых объектов. Поэтому на уровне ФС {В} осуществляется их иерархическая декомпозиция описания до уровня задач допустимой сложности, применительно к которому работает известный метод прогнозирования. Каждый уровень детализации отличается своим классификационным признаком: степенью формализации, общим принципом действия, способом получения прогнозной информации и глубиной упреждения прогноза. По мере усложнения структуры и выполняемых задач (функций) ФС, особенно к условиям их конфликтного взаимодействия, эффективность отдельных методов прогноза начинает не отвечать целям исследований и возникает практическая необходимость в разработке интегрированного к конфликту метода прогноза инвариантного к структуре синтеза ОФС.
Прогноз облика ФС в методе представляется интеграцией отдельных методов, приемов и процедур, учитывающих и определяющих тенденции и закономерности развития объекта прогнозирования для множества способов противодействия на упреждающий период. Метод основывается на совокупности операций по формированию вариантов облика ФС, сравнения и выбора предпочтительного варианта или построения ряда их предпочтительности.
Разработка метода осуществляется на основе установления взаимосвязей между элементами и ФС в целом, явлениями и концепциями, исходя из условия получения полной информации об объекте прогнозирования для исключения отсутствия или ошибочного суждения. Он представляется упорядоченным способом рассмотрения противодействующей ФС и формирования её облика на заданный период упреждения с позиции ОФС для получения систематизированной информации по всем возможным направлениям её развития и применения на основе множества способов возможного противодействия.
В результате возвратно-поступательного процесса прогноза формируется информация о возможных обликах ФС {В}, оцениваются все их допустимые варианты и выбирается оптимальный на основе выполнения алгоритмических операций: формулировка задачи, подлежащей решению; анализ всех важных показателей (характеристик) с точки зрения решения данной задачи, определяющих облик ФС и её элементов управления, добывания информации и исполнения (ИЭ, ОБЭ и КСБ); исследование решений на метрических шкалах оценок; построение в виде многомерного пространства "морфологического ящика", потенциально содержащего все варианты возможных решений (если поставленная задача полностью решена, то каждое отделение "ящика", несущее информацию о том или другом элементе ФС, содержит только одно решение. Появление двух или более решений свидетельствует, что не все параметры были учтены при формировании облика ФС); выбора конкретного решения.
Технологически прогноз облика ФС {В} начинается с разработки задания на проведение прогноза в виде общего описания. Оно содержит сведения о критериях и обобщенных показателях (характеристиках) эффективности применения ФС, приблизительных ограничениях, а также о целях и задачах прогноза, ориентировочный перечень основных исходных данных (перечень составных частей, этапность разработки прогноза и т. д.). В дальнейшем могут изменяться (дополняться) разделы и пункты задания и уточняться прогнозный конфликтный фон, состав и взаимосвязь элементов - объектов воздействия противодействующих ФС. Уточнение облика ФС осуществляется путем последовательного углубления детализации её структуры от обобщенных характеристик к более частным (дезагрегирование) с последующим объединением частных характеристик в более обобщенные (агрегирование).
ФС применяются, как правило, для решения значимых задач, как правило, с заданной эффективностью при минимальной стоимости затрат на их создание, определяющих содержание и структуру критериев эффективности их применения. При невыполнении требований ФС по заданной эффективности применения возможен переход к критерию "максимальное количество выполненных задач" или связанным с ним "вероятностью выполнения поставленной задачи с максимальной эффективностью". Это обусловливает использование в качестве основного критерия прогноза облика любой ФС показателя "максимальное количество выполненных задач" или "средней вероятности выполнения поставленной задачи с минимальной стоимостью затрат". Этот критерий отражает предназначение любой ФС, особенности их функционирования в условиях конфликта и является чувствительным к множеству учитываемых характеристик.
Исходя из этого прогноз облика конкурирующих ФС, как показано автором в [112], можно представить решением задачи синтеза, сформулированной следующим образом.
Пусть определена цель прогноза облика конкурирующей ФС на определенный упреждающий период. Предполагается, что в состав ФС могут быть включены полностью или частично существующие организационные структуры и технические элементы (технические системы, комплексы и средства). При необходимости облик этих структур и элементов может изменяться. Требуется определить облик конкурирующей ФС в предметной области обеспечиваемой методами и средствами ИБ ФС, которая при достижимом уровне совершенства организационных структур и технических элементов обеспечивает выполнение поставленных задач с заданной эффективностью.
Математически задачу прогноза облика ФС можно представить в виде: V =Arg min C(V), (4.16) {Vd} = {V:W(V,U) Wmp, R(V,U)c:R)}, где C(V,U) - функция затрат на применение прогнозируемой ФС, минимальное значение которой соответствует представлениям о наилучшем V варианте облика ФС при достижимом уровне организационных структур и технического совершенства составляющих её элементов на упреждающий период; { Vd} - множество допустимых Vd вариантов облика ФС; W(y,U) - показатель эффективности решения поставленных задач V вариантом ФС при применении в условиях U; Wmp - требуемая эффективность решения задач ФС в U условиях конфликта; R(V, U) - ресурс, потребный для применения V варианта облика ФС в U условиях конфликта; R - заданные технические и пространственно-временные ограничения ресурса R(V,U), необходимые для применения V варианта ФС.
Метод декомпозиции функционального облика информационно-обеспечивающих систем
В [3, 96, 130] установлено, что всякое всюду определенное на S соответствие Я задает на множестве S отношение толерантности, определяемое как совпадение хотя бы одного вида ресурса (или наличие общего ресурса). Применительно к конфликту ФС, отметим, что системы в соответствии со своими локальными целями вступают в конфликт между собой, если их интересы совпадают из-за овладения хотя бы из-за одним видом (или типом) ресурса.
Пусть теперь 5" - конечное множество подсистем, вступающих в конфликт из-за одного вида ресурса (все дальнейшие рассуждения легко интерпретируются на вектор ресурсов ФС), a Z - конечное множество видов ресурса, таких, что любая ФС Sj е S имеет свои интересы, по крайней мере, на один вид ресурса z, є Z. Если через А, є S обозначить подмножество всех подсистем ФС, которые имеют свои интересы на / -ый вид ресурса, то очевидно S = \jAt. (4.21)
В общем случае элементы множества Z могут рассматриваться как названия "имени" видов, а подмножества А, - как "модели" типов видов ресурсов. Любое семейство подмножеств множества S, удовлетворяющее условию (4.21), определяет покрытие множества видов (типов) ресурсов. Обратно, если дано покрытие (4.21) множества S, то А, можно рассматривать как свойство "система, вступающая в конфликт с другими системами из-за одного вида (типа) ресурса, принадлежит множеству А, с именем /". В этом смысле существует взаимнооднозначное соответствие между семействами видов ресурсов и покрытий.
Все это порождает механизм процесса конфликта между ФС из-за заданного вида ресурса. Полагаем, что две подсистемы из 5", имеют сходные, но противоположные цели, если их достижение направлено на овладение общим (или заданным) видом ресурса, причиной которого является возникновение конфликта. Формально это понятие сходства целей систем, вступающих в конфликт, относительно свойств ресурса из Z можно представить следующим образом.
Пусть 1 - бинарное отношение на множестве ФС, вступающих в конфликт, определенное условием: Sx 1 S2, тогда и только тогда, когда существует имя / є N, такое, что 5,ЛєД. (4.22) Отношение 1 - рефлексивное и симметричное, то есть толерантное. Такие отношения являются отношениями сходства.
Таким образом между системами, их подсистемами, а также их исполнительными элементами (техническими системами и комплексами) образуются целостные отношения конфликта, которые возможно определить с помощью понятия "ядро" конфликта (см. рис. 4.8). Понятие ядра конфликта между ФС, вступающими в конфликт, опирается на структуру подобия целей систем относительно видов ресурса (по предположению определенную на конечном множестве систем, вступающих в конфликт) и не зависит ни от каких соображений относительно природы множества подсистем.
Отсюда следует вывод, что решение проблемы выделения ядра конфликта является эквивалентным задаче идентификации функции, которая отображает структуру подобия видов ресурса, из-за которых возник конфликт, определенную на конечном множестве подсистем, вступающих в конфликт и в разбиении этого конечного множества подсистем на иерархические ядра конфликта.
Дадим формальную характеристику ядра конфликта между ФС. Для этого введем обозначения: S — конечное множество подсистем, вступающих в конфликт; А, - подмножество систем из S, имеющих подобные цели относительно видов ресурса, из-за которого возник конфликт; - бинарное отношение на S, характеризующее отношение подобия. Если (5,, S2)G 1, то считается, что ФС Slt вступающая в конфликт с ФС S2 из-за заданного вида ресурса, имеет с системой S2 подобные цели относительно вида ресурса. В остальных случаях будем полагать, что ФС Sl не подобна S2 или отлична от S2.
Определение 1. Множество Іс5 называется ядром конфликта в (S, 1), если любые две его системы 5, и S2 имеют подобные цели относительно вида ресурса, из-за которого возник конфликт, то есть для них выполняется соотношение 5, 1 S2.
Теорема 1. Для того чтобы две системы Sx и S2, вступающие в конфликт, имели подобные цели относительно вида ресурса, то есть для них выполнялось соотношение S, 1 S2, необходимо и достаточно, чтобы существовало ядро конфликта А, содержащее обе эти системы.
Доказательство. Если ФС 5", и S2 лежат в ядре конфликта А, то по определению 1 выполнено соотношение 5, 1 S2.
Если Sl 1S2, то достаточно указать множество {,, S2}, которое само образует ядро конфликта.
Определение 2. Множество AeS называется ядром конфликта в (S, 1), если А есть максимальный класс конфликта.
Это значит, что любое множество А є Д уже не является ядром конфликта. Или, иначе, для всякой системы S: eS3, не входящей в А, существует система А є 5,, не толерантная к S3, то есть не связанная соотношением S, 1 S3.
Рассмотрим А-, множество всех систем из S, содержащих вид ресурса z,. Так как А, определяет множество подсистем системы S с признаками {zt, i = \,...,р }, то число элементов множества Д равно 2(р-1), где р — общее число видов ресурса (т р, где т - число видов ресурса, из-за которого возник конфликт). Геометрически составляет совокупность всех граней (любых размерностей) симплекса, содержащих z, -ую вершину [130]. Введенные таким образом ядра конфликта Д позволяют задать пространство состояний конфликта на S. Точный смысл этого утверждения состоит в том, что соотношение Sl 1 S2 выполняется тогда и только тогда, когда существует ядро конфликта Д, содержащее одновременно Sxn S2. Меньшим запасом ядер конфликта ограничиться нельзя, поскольку подобие целей ФС и S2, участвующих в конфликте относительно свойства ресурса { z,} или нескольких свойств, определяется их вхождением именно в ядро конфликта Д. Все это приводит к понятию базиса.
