МЕТОД ПРЕДСТАВЛЕННЯ МАРКОВСЬКОГО ПРОЦЕСУ ВИЩОГО ПОРЯДКУ У ВИГЛЯДІ ЕКВІВАЛЕНТНОГО ПРОЦЕСУ ПЕРШОГО ПОРЯДКУ ДЛЯ ОЦІНЮАННЯ НАДІЙНОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ (Computer systems and information technologies, 2022)
Сучасні складні технічні системи, включаючи вбудовані, IoT і телекомунікаційні системи є програмно-апаратними пристроями, в яких програмне забезпечення відіграє значну роль. Широке використання таких систем для критичних додатків з точки зору відмов підвищує вимоги до надійності та безпеки як цих систем загалом, так і їх програмної складової. При цьому складність таких систем постійно зростає. Для підвищення визначеності та точності оцінки надійності сучасних складних технічних систем необхідно використовувати моделі надійності з високим ступенем адекватності. Серед моделей надійності програмного забезпечення високим ступенем адекватності володіють архітектурні моделі, засновані на ланцюгах Маркова вищого порядку з неперервним часом. Однак практичне використання таких моделей для систем з багатьма станами ускладнене через відсутність практичних методів і алгоритмів розрахунку характеристик таких систем. Ця стаття вирішує проблему шляхом подання таких моделей у вигляді еквівалентних Марковських процесів першого порядку. У статті описується метод представлення Марковського процесу вищого порядку у вигляді еквівалентного процесу першого порядку з додатковими віртуальними станами. Запропонований підхід дає змогу інтегрувати моделі надійності вищого порядку в існуючі програмні засоби для аналізу показників надійності складних технічних систем. Цей метод заснований на методах обходу графів і схожий на алгоритм Дейкстри. Розглянутий метод можна застосувати до Марковських процесів змінного порядку, використовуючи різні значення змінної, що відповідає порядку процесу для кожного стану.У статті також наведено приклад використання розробленого методу, що підтверджує практичну цінність та ефективність реалізації методу, а також дозволяє інтегрувати моделі надійності вищого порядку в існуюче програмне забезпечення для аналізу надійності складних технічних систем. Верифікація методу здійснена шляхом порівняння результаті його роботи з еквівалентним графом, побудованим вручну.
Keywords: надійність програмного забезпечення; ланцюг Маркова вищого порядку; модель надійності програмного забезпечення; метод; еквівалентний процес