Компонентная программная архитектура мультиверсионных систем обработки информации и управления

• Автор: Поздняков, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

1 Проблемы проектирования высоконадежных программноинформационных

систем1

1.1 Проблемы проектирования надежного программного обеспечения

1.2 Проблемы проектирования распределенных информационных систем .

2 Методы обеспечения отказоустойчивости программного обеспечения.

2.1 Структура и алгоритмы программного обеспечения

Ф 2.2 Обнаружение ошибок

2.3 Обработка исключений

2.4 Контрольные точки и рестарт.
2.5 Парные процессы.
2.6 Разнообразие Данных.
2.7 Проблемы использования контрольных точек
2.8 Выводы
3 Применение методологии мультиверсий для обеспечения отказоустойчивости программного обеспечения.
3.1 Блоки восстановления
3.2 Нверсионное программирование.
3.3 Мверсионное программирование с самоконтролем.
3.4 Блоки восстановления с согласованием
3.5 Проблемы мультиверсионного программного обеспечения
3.5.1 Разработка мультиверсионного программного обеспечения.
3.5.2 Алгоритмы выбора вывода.
3.6 Отказоустойчивость в операционных системах
3.7 Выводы
4 Модульные принципы построения программного обеспечения.
4.1 Требования, предъявляемые к модулям программного обеспечения
4.1.1 Динамическое подключение модулей
4.1.2 Инкапсуляция
4.1.3 Защита модуля.
4.1.4 Независимость от языка
4.2 Объектноориентированные методы проектирования модулей программного обеспечения.
4.3 Проблемы разработки модулей программного обеспечения с
использованием объектноориентированных методов проектирования.
4.3.1 Проблемы распространения программного обеспечения.
4.3.2 Проблемы стандартизации на двоичном уровне
4.3.3 Проблемы инкапсуляции.
4.4 Технологии компонентного проектирования
4.4.1 Компонентная объектная модель , .
4.4.2 Общая архитектура брокеров объектных запросов
i, .
4.5 Выводы.
5 Построение мультиверсионного программного обеспечения с использованием
технологии компонентного проектирования СОМ
5.1 V комплекс. Детали и составные части.
5.1.1 Клиентский ЕХЕмодуль
5.1.2 Компонент vv
5.1.3 Компонент vI
5.1.4 Компоненты v 1,2,.,
5.1.5 Компонент vv
5.1.6 Компонент v.
5.2 V комплекс в работе.
5.3 Результаты тестирования V комплекса.
5.4 Выводы
Ф Заключение
Список использованных источников


Мультиверсионное программирование систем управления предполагает, что возникновение сбоя в функционально эквивалентных модулях происходит в различных точках, благодаря чему сбои могут быть обнаружены и исправлены. Разработчики мультиверсионной методологии считают, что это может быть достигнуто с помощью ввода разнообразия. Все эти методы позволяют разработать мультиверсионные профаммные модули, которые, возможно, производят сбои в различных точках программного кода, но эта независимость сбоев находится на уровне исходных кодов - это является ключевой проблемой. На стадии выполнения мультиверсионных модулей независимость сбоев теряется из-за того, что остались не учтенными возможные взаимодействия модулей в рамках всей программной системы. Модули работают в едином адресном пространстве памяти, разделяют одни и те же ресурсы операционной системы, и из-за этого возникают дополнительные зависимости между модулями мультиверсионного программного обеспечения. Вследствие этого, сбой одного модуля может привести к сбою других или даже к отказу всей системы в целом, что ставит под сомнение надежность мультиверсионных систем и всей методологии в целом. Для решения этой проблемы необходимо сохранить введенное разнообразие при разработке модулей и перенести его на стадию выполнения. Разработаны требования к модулям мультиверсионного программного обеспечения, учитывающие анализ причин сбоев программных систем управления и обработки информации. Предложена методика построения мультиверсионных программных систем, отличающаяся от предыдущих использованием технологии компонентного программирования, которая позволяет исключить взаимное влияние мультиверсионных модулей друг на друга и на среду исполнения. Разработана и программно реализована среда исполнения на базе компонентной архитектуры для распределенной мультиверсионной системы, которая позволяет подключать к среде исполнения любое количество программных модулей, распределяя вычислительную нагрузку на множество машин. Значение для теории. Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, создают теоретическую основу для разработки новых технологий проектирования мультиверсионного программного обеспечения сложных систем управления, и на основе внедрения современных методов и алгоритмов обеспечивают повышение эффективности процессов обработки информации и управления. Практическая ценность. Разработанная в диссертации методика построения мультиверсионных программных систем позволяет исключить взаимное влияние мультиверсионных модулей друг на друга, что обеспечит независимость сбоев/отказов отдельных модулей программных систем. Созданные таким образом программные системы обработки информации и управления обладают высоким уровнем отказоустойчивости и без дополнительных трудозатрат позволяют обеспечить новые программные средства защиты отказоустойчивых систем управления и обработки информации. Достоверность полученных результатов подтверждается тестированием и оценкой результатов применения разработанной системы в исследовательских прототипах, а также согласованностью расчетных и экспериментальных данных. Комплекс требований к модулям мультиверсионного программного обеспечения отказоустойчивых систем управления и обработки информации. Методика построения мультиверсионного программного обеспечения отказоустойчивых систем управления и обработки информации. Программная реализация среды исполнения на базе компонентной архитектуры для распределенной мультиверсионной системы. Апробация работы. Основные положения и результаты работы прошли апробацию на и -й научно-технических конференциях преподавателей, аспирантов и студентов Красноярского государственного технического университета (, ), на Пленарном заседании Второй Всероссийской конференции «Молодежь и наука: начало -го века», посвященной -летию КГТУ (), на международной AMSE-конфсренции «Modeling and Simulation -MS’» (Rouen, Франция, ), на ежегодной заочной конференции РАЕН «Современные телекоммуникационные и информационные технологии» (). Докладывались на научно-технических семинарах НИИ Систем управления, волновых процессов и технологий (- гг. Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.