Другие журналы

электронный научно-технический журнал

ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

Издатель: Общероссийская общественная организация "Академия инженерных наук им. А.М. Прохорова".

Многокритериальная задача об оптимальной остановке в процессе отработки программного обеспечения

Инженерный вестник # 02, февраль 2016
УДК: 519.6
Файл статьи: Mozharov_G.pdf (604.95Кб)
автор: Можаров Г. П.

Отказы аппаратной части  и программного обеспечения (ПО) компьютерных систем (КС) являются взаимозави­симыми событиями. Взаимозависимость может возникать из-за влияния отказов друг на друга, влияния режимов применения и т.д.  В связи с продолжающимся ростом объема программ и расширением функций, выполняемых ими, проблема создания надежного ПО для КСсистем управления реального времени приобретает все большее значение и становится все более важной и актуальной. Одним из наиболее трудоемких этапов создания ПО являются этапы комплексной отработки ПО, когда разработчик ПО проводит прогоны с различными исходными данными по максимально возможным ветвям ПО с целью выявления ошибок. По оценкам специалистов затраты на отработку достигают 50% стоимости разработки ПО. В этой связи снижение затрат (как финансовых, так и временных) на отработку ПО является важной и актуальной задачей. 
Рассматривается задача статистического решения, в которой каж­дый прогон с некоторыми исходными данными стоит некоторую фиксированную сумму, и пред­полагается, что разработчик может проводить прогоны ПО последова­тельно, делая после каждого прогона вывод о том, следует ли ему принять решение прекратить дальнейшие прогоны ПО или же отложить принятие этого решения и провести очередной прогон. Процедура последовательного выбора дает ответ на вопрос должен ли разработчик прекратить или нет процедуру прогонов по всем ветвям ПО с различными исходными данными.
Одним из основных инструментов моделирования стохастичес­ких систем являются марковские цепи. Исследуются многокритериальные задачи оптимального управле­ния для систем, моделируемых марковскими цепями. В задаче принятия решений необходимо установить, окупает ли прирост (от новых прогонов) количества вновь обнаруженных ошибок и плату за их получе­ние. Это характерно для задач теории статистических решений, в частности, остановки процесса прогонов тестовых программ для диагностирования и исправления ошибок.
Исследуются многокритериальные задачи оптимального управле­ния для систем, моделируемых марковскими цепями; введено понятие управляемых марковских цепей с векторными доходами; доход (или штраф) системы при выборе решения нельзя выразить одним числом (примером, могут служить ситуации, возникающие при разрешении конфликтов в КС, где важно не только общее время ожидания, но и времена ожидания каждого ресурса в отдельности); многокритериальное обобщение задачи об оптимальной остановке. Важно установить, окупает ли прирост информации от новых данных плату за ее получе­ние. Это характерно для задач остановки вычис­лительного процесса.
Анализируется многокритериальная задача оптимального управле­ния процессом отработки ПО КС реального времени, моделируемой марковскими цепями. Исследуются теоретические методы, разработаны правила и алгоритмы, позволяющие осу­ществить оптимальную остановку процесса отработки ПО, за счет использования более общих принципов оптимальности: марковских цепей с векторными доходами.
Между множеством всех стратегий для построен­ной марковской цепи и множеством всех правил выбора остановки процесса отработки ПО установлено, что слабо оптимальная стра­тегия для управляемой цепи Маркова определяет оптимальное правило выбора для остановки. Решена задача при паретовской и совокупно экстре­мальной функциях выбора. Показана возможность использования полученных результатов единообразно сводить многокритериальную задачу к однокритериальной.
Предложенное решение многокритериальной задачи оптимального управле­ния процессом отработки ПО КС реального времени может быть использовано при отработке ПО для КС работающих в реальном масштабе времени.
Полученные теоретические результаты и приведенные примеры подтверждают возможность использования полученных алгоритмов в реальном процессе отработки ПО КС реального времени.

Список литературы

      [1].      Андреев А.М., Можаров Г.П., Сюзев В.В. Многопроцессорные вычислительные системы: теоретический анализ, математические модели и применение. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. 334 с.
      [2].      Андреев А.М., Березкин Д.В., Можаров Г.П.,Свирин Ил.С. Математическое моделирование надежности компьютерных систем и сетей // Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012. Спец. выпуск «Моделирование и идентификация компьютерных систем и сетей». С. 3-46.
      [3].      Кельберт М.Я., Сухов Ю.М. Вероятность и статистика в примерах и задачах. Т. 2: Марков­ские цепи как отправная точка теории случайных процессов и их приложения. М.: МЦНМО. 2010. 560 с.
      [4].      Foss S., Shneer S., Turlikov A. Stability of a Markov-modulated Markov chain, with application to a wireless network governed by two protocols. Stochastic Systems. 2012. Vol.2. no. 1. pp. 208-231.
      [5].      Топорков В.В. Модели распределенных вычислений.  М.: Физматлит. 2011. 320 с.
      [6].      Ширяев А.Н. Вероятностно-статистические методы в теории принятия решений. М.: ФМОП, МЦНМО. 2011. 144 с.
      [7].      Королёв В.Ю., Бенинг В.Е., Шоргин С.Я. Математические основы теории риска. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2011. 620 с.
      [8].      Ногин В.Д. Принятие решений при многих критериях.  СПб: Изд-во «ЮТАС». 2007. 104 с.
      [9].      Карманов А.В. Исследование управляемых конечных марковских цепей с неполной информацией (минимаксный подход). М.: ФИЗМАТЛИТ. 2002. 176 с.
    [10].      Peskir G., Shiryaev A. Optimal stopping and free-boundary problems. Basel: Birkhäuser, 2006. 500 p.

Публикации с ключевыми словами: компьютерные системы, программное обеспечение, марковские цепи, конфликты в компьютерных системах, моделирование стохастических систем, управляемые марковские цепи, векторные доходы, многокритериальная задача об оптимальной остановке
Публикации со словами: компьютерные системы, программное обеспечение, марковские цепи, конфликты в компьютерных системах, моделирование стохастических систем, управляемые марковские цепи, векторные доходы, многокритериальная задача об оптимальной остановке
Смотри также:

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (499) 263-69-71
  RSS
© 2003-2019 «Инженерный вестник» Тел.: +7 (499) 263-69-71