基于任務(wù)的信息系統(tǒng)生存能力評(píng)估研究.pdf

1、信息系統(tǒng)作為信息處理的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，不可避免會(huì)遭受各種攻擊、故障和偶然事故。傳統(tǒng)的“壁壘式”安全策略已經(jīng)無(wú)法保障各種信息系統(tǒng)獲得百分之百的安全，不可能同時(shí)應(yīng)對(duì)不同的攻擊、故障或偶然事故。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須考慮系統(tǒng)在遭受攻擊、故障和偶然事故后，其性能狀況是否可以滿足用戶的任務(wù)需求的問(wèn)題，即生存能力問(wèn)題。
　　 本文面向任務(wù)這個(gè)用戶高層次需求，深入探討了面向任務(wù)需求的信息系統(tǒng)生存能力建模和評(píng)估技術(shù)，以期系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以依據(jù)生存能力的

2、評(píng)估結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)、維護(hù)和改進(jìn)信息系統(tǒng)。本文的主要研究成果如下：
　　 (1)根據(jù)生存能力的定義以及相關(guān)概念的分析，面向任務(wù)這個(gè)用戶高層次需求，提出了包含對(duì)象、任務(wù)、條件、時(shí)間和固有能力五個(gè)方面內(nèi)容的信息系統(tǒng)生存能力度量的一般表達(dá)式。通過(guò)對(duì)生存能力一般表達(dá)式的分析，提出了基于ADC的信息系統(tǒng)生存能力評(píng)估模型和方法，通過(guò)對(duì)可用度、可信賴度和固有能力的綜合來(lái)獲得系統(tǒng)生存能力的評(píng)價(jià)。
　　 (2)根據(jù)多指標(biāo)綜合評(píng)估方法，給出了固有

3、能力的評(píng)估過(guò)程。根據(jù)固有能力的評(píng)估過(guò)程，提出了基于質(zhì)量功能展開(kāi)的指標(biāo)權(quán)重分析方法，以任務(wù)需求作為遞階質(zhì)量屋的輸入，通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系下的需求變換，最終形成明確的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重。在此基礎(chǔ)上提出了基于理想點(diǎn)法的固有能力評(píng)估模型，利用理想點(diǎn)法的正理想點(diǎn)和負(fù)理想點(diǎn)來(lái)界定固有能力的邊界，利用與正、負(fù)理想點(diǎn)的相對(duì)距離作為固有能力的度量。
　　 (3)應(yīng)用基于ADC的生存能力評(píng)估技術(shù)，分析了k/N熱備份冗余結(jié)構(gòu)下系統(tǒng)的生存能力。根據(jù)生存能力的評(píng)價(jià)

4、結(jié)果可以方便地選擇符合需求的冗余數(shù)量，有助于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者合理應(yīng)用冗余技術(shù)，在有限的資源下盡可能增強(qiáng)系統(tǒng)生存能力。
　　 (4)針對(duì)傳統(tǒng)ADC評(píng)估模型中可信賴度D的計(jì)算必須滿足馬爾可夫假設(shè)條件的限制，面向系統(tǒng)部件的工作壽命和維修時(shí)間等隨機(jī)變量?jī)H服從一般概率分布的假設(shè)，建立了連續(xù)時(shí)間下的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，在此基礎(chǔ)上提出了一般概率分布下連續(xù)時(shí)間可信賴度矩陣的計(jì)算方法。
　　 (5)針對(duì)一般概率分布下連續(xù)時(shí)間可信賴度計(jì)算的復(fù)雜性，

5、利用離散時(shí)間模型在數(shù)值計(jì)算方面的優(yōu)勢(shì)，建立了離散時(shí)間下的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，在此基礎(chǔ)上提出了可信賴度矩陣的計(jì)算方法。根據(jù)一般概率分布下離散時(shí)間可信賴度的計(jì)算方法，提出了考慮預(yù)防性維修和維修延遲的系統(tǒng)可信賴度分析方法，分析了預(yù)防性維修和維修延遲對(duì)生存能力的影響。仿真結(jié)果表明，在合適的采樣周期下，可以采用離散時(shí)間模型來(lái)方便地獲得可信賴度的計(jì)算結(jié)果，有助于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者依據(jù)該生存能力的評(píng)估結(jié)果來(lái)合理利用和處理預(yù)防性維修和維修延遲，提高信息系統(tǒng)的生存