4. Основные принципы создания программно-аппаратных комплексов

Основные требования:

1. Полная автоматизация процесса оценки защищенности аппаратных средств;

2. Масштабируемость (готовность к интеграции дополнительных модулей и устройств);

3. Контроль ошибок, средства генерации и протоколирования выходной информации;

4. Кроссплатформенность (возможность работать под управлением различных ОС).

Ряд принципов:

1. Системный подход;

2. Перераспределение функций между программным и аппаратным обеспечением;

3. Автоматизированные средства проектирования и тестирования;

4. Следование принципам «открытых» систем: применение стандартизованных технологий, что облегчит внедрение комплекса, его расширение и поддержку. Кроме того, применение открытых стандартов обеспечит относительную независимость от производителей оборудования;

5. Применение принципа проектирования и тестирования компонентно-распределенной архитектуры.

5. Системно-ориентированный подход к проектированию и разработке программно-аппаратных комплексов. Основные определения и принципы системного подхода

Системный подход – подход, при котором любая система (объект) рассматриваются, как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь.

Основной и наиболее общий принцип системного подхода состоит в рассмотрении частей явлений или сложной системы с учетом их взаимодействия.

Системный подход включает в себя:

• Выявление структуры системы;

• Типизация ее связей;

• Определение атрибутов системы;

• Анализ влияния внешней среды на систему.

Разновидности подходов к проектированию:

1. Структурный подход – рассматриваются варианты системы из набора компонентов (блоков). Эти варианты оцениваются при их частичном переборе с предварительным прогнозированием характеристик компонентов;

2. Блочно-иерархический подход – объект проектирования рассматривается как сложная система компонентов, принадлежащих не только объекту проектирования, но и другим объектам, взаимодействующим друг с другом и с окружающей средой;

3. Объектно-ориентированный подход используется при разработке информационных систем и их программного обеспечения. Основан на введении в описании объектов их иерархии и отношений наследования между свойствами объектов разных иерархических уровней.

Аппаратная часть ПАК: Сложная система – включает большое число элементов, разнообразных связей между элементами и подсистемами, свойств целенаправленности, целостности, иерархичности.

Подсистемы ПАК:

• Процессор (процессоры);

• Оперативная память;

• Кэш-память;

• Шины;

• Устройства ввода-вывода.

Надсистемы ПАК:

• Вычислительная сеть;

• Автоматизированная и (или) организационная система, к которой принадлежит ПАК;

Внутренние параметры ПАК:

• Время выполнения арифметических операций;

• Чтения (записи) информации в накопителях;

• Пропускная способность шин и др.

Выходные параметры ПАК:

• Производительность;

• Емкость оперативной и внешней памяти;

• Себестоимость;

• Время наработки на отказ и др.

6. Блочно-иерархический подход к созданию сложных программно-аппаратных комплексов, преимущества и недостатки подхода.

Блочно-иерархический подход - объект проектирования рассматривается как сложная система компонентов. Этот подход предполагает сначала создавать части таких объектов (блоки, модули). Иерархические уровни включают функциональный, системотехнический, схемотехнический и компонентный уровни. В основе подхода лежит декомпозиция.

Декомпозиция - процесс разбиения сложного объекта на сравнительно независимые части.

Уровни декомпозиции:

- 0 уровень - исходная система

- 1 уровень - подсистема

- 2 уровень и т.д. - подсистема подсистемы (подсистема 2 уровня)

Методы декомпозиции:

1. Древовидная

2. Функциональная

3. Событийная

4. Поэтапная

5. Портфельная

Принципы декомпозиции:

1. Разделение на подсистемы

2. Разбиение на компоненты

3. Определение границ

4. Согласованность

5. Модульность

6. Управляемость

Основные подходы:

- Восходящий: Реализуются и проектируются компоненты нижних уровней и далее идёт вверх.

- Нисходящий: То же самое, но сверху вниз.

- Расширение ядра: Выделяются некоторые подмножества функций исходя из ТЗ, создаются модули, реализующие эти функции. Получается действующее ядро, которое затем расширяется.

Преимущества:

Модульность

Управляемость

Сокращение времени разработки

Недостатки:

Увеличение вероятности несогласованности компонентов

Дополнительные расходы на проектирование и реализацию