Support of functional safety management of software and hardware complexes based on system archetypes

Abstract

В настоящей работе описывается подход, ориентированный на построение математических моделей, с разных сторон описывающих типовые ситуации, возникающие при реализации программных проектов. Основу подхода составляет рассмотрение проектов создания аппаратно-программных комплексов как разновидности субъектоцентрических систем. Это создает основу для адаптации подходов, методов и моделей, ориентированных на управление сложными субъектоцентрическими системами различной природы, в область обеспечения функциональной безопасности аппаратно-программных комплексов. В литературе на декларативном уровне описаны типовые проблемные ситуации, возникающие при управлении сложными системами разной природы, и именуемые системными архетипами. С практической точки зрения ограниченностью системных архетипов является то, что они описывают ситуации лишь на качественном уровне. В них не представлены структура системы управления и параметрические зависимости прямых и перекрестных связей, имеющих место в системе управления. В настоящей работе рассмотрено несколько примеров построения структурных моделей, соответствующих разным системным архетипам. Для генерации и анализа альтернатив урегулирования ситуаций предложены методы преобразования архетипов к виду структурных и математических моделей. Областью применимости предлагаемого подхода являются средние, т. е. массово реализуемые, проекты. This paper describes an approach focused on the construction of mathematical models that illustrate from different angles typical situations arising in the implementation of software projects. The basis of the approach is the analysis of projects for creating hardware and software complexes as a kind of subject-centric systems. This lays the groundwork for scientific adaptation of well-known approaches, used for researching complex systems of a different nature, to the field of functional safety of hardware and software complexes. In the publications, typical problem situations that occur in managing complex systems of different nature are regarded at the declarative level and called system archetypes. From a practical point of view, the limitation of system archetypes is that they represent situations only at a qualitative level. They do not depict the structure of the control system and the parametric dependencies of direct and cross-links that take place in the control system. In this paper, several examples of constructing structural models corresponding to different system archetypes are considered. For the generation and analysis of alternatives for resolving situations, methods for converting archetypes to the form of structural and mathematical models are proposed. The range of applicability of the proposed approach includes projects of medium scale, i.e. mass-produced projects.