ASSESSMENT OF THE PROBABILITY OF CONNECTION BETWEEN STRUCTURES OF INFORMATION SYSTEMS ON DIFFERENT GRAPH MODELS
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.1.37Keywords:
functional stability, software information system, graphs, probability, exact estimates, approximate estimates modelingAbstract
Functional stability of information systems is a key factor in their reliability, especially for critical infrastructure, cloud services, and distributed networks. The failure of individual components can lead to significant economic and technical losses. Assessing the probability of system connectivity based on graph models allows predicting its resilience to failures. The aim of this paper is to analyze and compare different methods for assessing the functional stability of information systems based on graph models, as well as to develop software for their modeling. Methodology. The paper examines the main methods for assessing the functional stability of information systems and conducts a comparative analysis of exact and approximate calculation methods. A software tool for visualizing and analyzing the functional stability of network structures has also been developed, determining the impact of various system parameters on overall stability. Scientific novelty. The scientific contribution of this study lies in the development of an approach to assessing the functional stability of information systems based on graph models, comparing exact and approximate methods, creating a software tool for modeling and analyzing structural connectivity, and identifying key factors affecting system stability. Conclusion. The paper analyzes methods for assessing the functional stability of information systems based on graph models. Exact and approximate approaches, including the full enumeration method, minimal path method, Ezary-Proshan method, and Litvak-Ushakov method, have been compared. It has been determined that the choice of method depends on the complexity of the system and the accuracy requirements. The developed software enables modeling and analyzing the functional stability of various graph structures. The obtained results can be used to enhance the reliability and continuous operation of information systems.
References
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
