Введение

Современные информационно-управляющие системы (ИУС) обра­зуют широкий класс информационно-промышленных систем (ICS – indus­trial control systems), включающих распределенные автоматизированные системы управления технологическими процессами, использующих мно­гофункциональные системы телемеханики, автоматизированные системы диспетчерского управления (SCADA), распределенные управляющие сис­темы (DCS – distributed control systems).

Этот класс систем управляет соответствующими техническими про­цессами в промышленности и в различных сферах повседневной жизни общества, объединенных общим названием «критическая инфраструктура народного хозяйства». Поэтому ИУС в подавляющем большинстве случаев являются системами реального времени, и к ним предъявляются высокие требования в части надежности, доступности, отказоустойчивости и ре­монтопригодности, которая обусловлена в первую очередь наличием встроенных и внешних систем функционального и тестового диагностиро­вания.

Наряду с ИУС повсеместное распространение и применение получил широкий класс IT-систем, объединенный названием инфокоммуникацион­ных систем (ИКС). Этот класс включает в себя телекоммуникационные сети, вычислительные сети, Интернет, интранет, корпоративные сети. К эксплуатационным характеристикам инфокоммуникационных систем предъявляются различные требования в зависимости от особенности их использования. Эти системы могут быть как системами реального вре­мени, так и допускать задержки в обмене информацией, перезапуск при отказах, но, как правило, предъявляют высокие требования к производи­тельности и достоверности передаваемой информации.

Таким образом, ИУС и ИКС характеризуются повышенными требо­ваниями к надежности, доступности, ремонтопригодности. Поэтому не вы­зывает сомнений актуальность тематики данного учебного пособия, по­священной всестороннему анализу проблемы обеспечения надежности не­восстанавливаемых и восстанавливаемых сложных программно-аппарат­ных систем и их компонентов, а также рассмотрению вопросов построения и применения встроенных и тестовых систем диагностирования.

В соответствии с поставленными задачами структура учебного посо­бия содержит четыре раздела.

В первой главе (подразд. 1.1–1.3) приведены основные понятия и оп­ределения, используемые в теории надежности и технической диагно­стики. В качестве математического аппарата используется теория вероят­ности и теория нечетких множеств.

Во второй главе (подразд. 2.1–2.6) приведены различные методиче­ские подходы к расчету, анализу и обеспечению надежности аппаратной части невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем и устройств с ис­пользованием структурно-логических схем и формул надежности, а также аппарата марковских цепей.

В третьей главе (подразд. 3.1–3.4) рассматриваются вопросы по­строения надежного программного обеспечения и подход к расчету надеж­ности сложной программно-аппаратной системы с учетом надежности ее аппаратной и программной компонент.

В четвертом главе (подразд. 4.1–4.4) рассматриваются методы тесто­вого контроля цифровых устройств, принципы построения встроенных са­мопроверяемых устройств функционального контроля, а также основы проектирования самообучаемых экспертных систем диагностирования.

Для лучшего усвоения материала студентами разных специально­стей, изучающих проблемы повышения надежности, достоверности и дос­тупности ресурсов систем, приводятся многочисленные примеры обеспе­чения и расчетов надежности, а также построения тестовых и встроенных функциональных систем диагностирования как для информационно-управляющих систем, так и для инфокоммуникационных систем и их от­дельных компонент.

Учебное пособие предназначено:

– для магистрантов направлений подготовки 210700.68 «Сети, узлы связи и распределение информации» и 220400.68 «Распределенные ком­пьютерные и информационно-управляющие системы»;

– бакалавров направлений подготовки 210700.62 «Инфокоммуника­ционные технологии и системы связи», 220400.62 «Управление в техниче­ских системах» и 090900.62 «Информационная безопасность»;

– специалистов специальности 090303.65 «Информационная безо­пасность автоматизированных систем».

Авторы надеются, что данное учебное пособие окажет необходимую помощь студентам и магистрантам при выполнении курсовых и диплом­ных проектов и магистерских диссертаций, связанных с разработкой ин­формационных систем с заданными характеристиками надежности.