基于任務(wù)的信息系統(tǒng)生存能力評估研究.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)無法保障各種信息系統(tǒng)獲得百分之百的安全，不可能同時應(yīng)對不同的攻擊、故障或偶然事故。因此，系統(tǒng)設(shè)計者必須考慮系統(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)需求的問題，即生存能力問題。
　　 本文面向任務(wù)這個用戶高層次需求，深入探討了面向任務(wù)需求的信息系統(tǒng)生存能力建模和評估技術(shù)，以期系統(tǒng)設(shè)計者可以依據(jù)生存能力的

2、評估結(jié)果來設(shè)計、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)這個用戶高層次需求，提出了包含對象、任務(wù)、條件、時間和固有能力五個方面內(nèi)容的信息系統(tǒng)生存能力度量的一般表達(dá)式。通過對生存能力一般表達(dá)式的分析，提出了基于ADC的信息系統(tǒng)生存能力評估模型和方法，通過對可用度、可信賴度和固有能力的綜合來獲得系統(tǒng)生存能力的評價。
　　 (2)根據(jù)多指標(biāo)綜合評估方法，給出了固有

3、能力的評估過程。根據(jù)固有能力的評估過程，提出了基于質(zhì)量功能展開的指標(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，通過評價指標(biāo)體系下的需求變換，最終形成明確的評估指標(biāo)權(quán)重。在此基礎(chǔ)上提出了基于理想點法的固有能力評估模型，利用理想點法的正理想點和負(fù)理想點來界定固有能力的邊界，利用與正、負(fù)理想點的相對距離作為固有能力的度量。
　　 (3)應(yīng)用基于ADC的生存能力評估技術(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)生存能力的評價

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)針對傳統(tǒng)ADC評估模型中可信賴度D的計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間等隨機(jī)變量僅服從一般概率分布的假設(shè)，建立了連續(xù)時間下的系統(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)時間可信賴度矩陣的計算方法。
　　 (5)針對一般概率分布下連續(xù)時間可信賴度計算的復(fù)雜性，

5、利用離散時間模型在數(shù)值計算方面的優(yōu)勢，建立了離散時間下的系統(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算方法。根據(jù)一般概率分布下離散時間可信賴度的計算方法，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，可以采用離散時間模型來方便地獲得可信賴度的計算結(jié)果，有助于系統(tǒng)設(shè)計者依據(jù)該生存能力的評估結(jié)果來合理利用和處理預(yù)防性維修和維修延遲，提高信息系統(tǒng)的生存