ОЦІНКА ЙМОВІРНОСТІ ЗВ’ЯЗНОСТІ СТРУКТУР ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ НА РІЗНИХ ГРАФОВИХ МОДЕЛЯХ
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.1.37Ключові слова:
функціональна стійкість, програмне забезпечення, інформаційна система, графи, ймовірність, точні оцінки, наближені оцінки, моделюванняАнотація
Функціональна стійкість інформаційних систем є ключовим фактором їхньої надійності, особливо для критичної інфраструктури, хмарних сервісів та розподілених мереж. Відмова окремих компонентів може призвести до значних економічних і технічних втрат. Оцінка ймовірності зв’язності системи на основі графових моделей дозволяє прогнозувати її стійкість до збоїв. Метою статті є аналіз та порівняння різних методів оцінки функціональної стійкості інформаційних систем на основі графових моделей, а також розробка програмного забезпечення для їхнього моделювання. Методологія. У статті досліджено основні методи оцінки функціональної стійкості інформаційних систем та проведено порівняльний аналіз точних і наближених методів розрахунку. Також розроблено програмний інструмент для візуалізації та аналізу функціональної стійкості мережевих структур, визначено вплив різних параметрів системи на її загальну стійкість. Наукова новизна роботи полягає у розробці підходу до оцінки функціональної стійкості інформаційних систем на основі графових моделей, порівнянні точних і наближених методів, створенні програмного інструменту для моделювання та аналізу зв’язності структур, а також виявленні ключових факторів, що впливають на стійкість систем. Висновок. Проведено аналіз методів оцінки функціональної стійкості інформаційних систем на основі графових моделей. Порівняно точні та наближені підходи, зокрема метод повного перебору, метод мінімальних шляхів, Езарі-Прошана та Литвака-Ушакова. Визначено, що вибір методу залежить від складності системи та вимог до точності розрахунків. Розроблене програмне забезпечення дозволяє моделювати та аналізувати функціональну стійкість різних графових структур. Отримані результати можуть бути використані для підвищення надійності та безперебійної роботи інформаційних систем.
Посилання
Собчук В. В., Барабаш О. В., Мусієнко А. П. Основи забезпечення функціональної стійкості інформаційних систем підприємств в умовах впливу дестабілізуючих факторів: монографія. Київ: Міленіум, 2022. 272 с. ISBN: 973-966-8063-82-3. URL: https://www.researchgate.net/publication/363474851_Basis_for_functional_stability_of_information_systems_businesses_under_the_influence_of_destabilizing_factors (дата звернення: 07.03.2025)
Mashkov O., Kosenko V. Ensuring of functional stability of difficult dynamic systems as one of urgent scientific tasks of modern theory of automatic control. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska. 2015, Vol. 5, no. 3. P. 39–42. https://doi.org/10.5604/20830157.1166550
Mashkov O., Chumakevych V., Sokulsky O., Chyrun L. Features of determining controlling effects in functionallystable systems with recovery of control. Mathematical Modeling and Computing. 2019. Vol. 6, no. 1. P. 85–91. https://doi.org/10.23939/mmc2019.01.085
Peng S.-L., Lin C.-K., Tan J.J.M. and Hsu L.-H. The g-Good-Neighbor Conditional Diagnosability of Hypercube under PMC Model. Applied Mathematics and Computation. 2012. Vol. 218, no. 21. Р. 10406–10412. https://doi.org/10.1016/j.amc.2012.03.092
Yuan J., Liu A., Ma X., Liu X., Qin X. and Zhang J. The g-Good-Neighbor Conditional Diagnosability of k-Ary n-Cubes under the PMC Model and MM Model. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems. 2015. Vol. 2, no. P. 1165–1177. http://doi.org/10.1109/TPDS.2014.2318305
Бойко В., Василенко М., Слатвінська В. Моделювання живучості та відновлення інформаційно-комунікаційних мереж в умовах дії кіберзагроз. Інформаційні технології та суспільство. 2024. № 1 (12). С. 13–19. https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.1.2
Barabash, O., Sobchuk, V., Musienko, A., Laptiev, O., Bohomia, V., Kopytko, S. System Analysis and Method of Ensuring Functional Sustainability of the Information System of a Critical Infrastructure Object. In: Zgurovsky, M., Pankratova, N. (eds) System Analysis and Artificial Intelligence. Studies in Computational Intelligence. 2023. Vol. 1107. Springer, Cham. P. 117–192. https://doi.org/10.1007/978-3-031-37450-0_11
Sobchuk V., Barabash O., Musienko A., Svynchuk O. Adaptive accumulation and diagnostic information systems of enterprises in energy and industry sectors. E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 250. P. 82–87. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125008002
Barabash O., Svynchuk O., Salanda I., Mashkov V., Myroniuk M. Ensuring the Functional Stability of the Information System of the Power Plant on the Basis of Monitoring the Parameters of the Working Condition of Computer Devices. Advanced Information Systems. 2024. Vol. 8, no. 2. P. 107–117. https://doi.org/10.20998/2522-9052.2024.2.12
Собчук А. В., Олімпієва Ю. І. Застосування нейромереж для забезпечення функціональної стійкості виробничих процесів. Телекомунікаційні та інформаційні технології. 2020. № 2 (67). С. 13–28. http://doi.org/10.31673/2412-4338.2020.021328
Василенко В. В., Ільїн О. О., Березовська Ю. В., Космінський Р. В., Каргаполов Ю.В. Основні напрямки підвищення функціональної стійкості системи управління центру обробки даних. Зв'язок. 2019. № 1(137). С. 35–39. URL: https://con.dut.edu.ua/index.php/communication/article/view/2233 (дата звернення: 07.03.2025)
Dodonov O., Gorbachyk O., Kuznietsova M. Analysis and assessment of functional stability of information systems supporting management processes. International Scientific and Practical Conference «Information Technologies and Security (ITS-2022)». Ukraine: Kyiv, 2022. P. 1–10. URL: https://ceur-ws.org/Vol-3503/paper1.pdf (дата звернення: 07.03.2025)
Барабаш О. В., Мусієнко А. П., Макарчук А. В. Порівняльний аналіз методів визначення показників функціональної стійкості інформаційних систем на прикладі повного перебору та методу Литвака-Ушакова. Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. 2023. № 4. С. 57–63. https://doi.org/10.31891/2219-9365-2023-76-7
Коренівська І. С. Підхід щодо оцінювання надійності функціонування підсистеми передачі даних автоматизованої системи управління авіацією та протиповітряної обороною. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. 2019. № 3 (36). С. 15–18. https://doi.org/10.33099/2311-7249/2019-36-3-15-18
Гук О. М., Пермяков О. Ю., Нестеров О. М., Уварова Т. В. Аналіз існуючих підходів щодо оцінювання функціональної стійкості гетерогенних інформаційних систем військового призначення. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. 2020. № 3 (39). С. 39–18. https://doi.org/10.33099/2311-7249/2020-39-3-39-44
Шевченко А. В. Управління функціональною стійкістю інформаційних систем на основі оптимізації видатків на захист. Інформатизація та управління проектами інформатизації Збройних сил. 2018. № 3 (64). С. 90–96. https://doi.org/10.33099/2304-2745/2018-3-64/90-96
Mutar E. Estimating the reliability of complex systems using various bounds methods. International Journal of Systems Assurance Engineering and Management. 2023. Vol. 14. P. 2546–2558. http://doi.org/10.1007/s13198-023-02108-7