Мережні моделі і методи побудови функціональних тестів апаратно-програмних засобів у складі автоматизованих систем управління

4. Розроблено декомпозиційний метод побудови ФТ АПЗ, що використовує аналітичну спеціалізовану мережну модель і є заснованим на системі мережних реалізованих і розпізнаних експериментних примітивів для КА. Розроблений метод, на відміну від відомих, забезпечує формальний опис композицій експериментів, які можливо реалізувати заданою автоматною мережею, і дозволяє знизити довжину ФТ на 10-30% та обчислювальну складність на порядок зі збереженням повноти та вірогідності ФТ на рівні 80-85%.

5. Розроблено декомпозиційний метод побудови ФТ АПЗ, що використовує аналітичну спеціалізовану модель наскрізних тестових переходів і є заснованим на системі ієрархічних, наслідуваних експериментних примітивів. Розроблений метод, на відміну від відомих, забезпечує формальний опис спадних композицій експериментів, які можливо реалізувати заданою автоматною ієрархією, і дозволяє знизити довжину ФТ на 15-35% та обчислювальну складність більш, ніж на порядок зі збереженням повноти та вірогідності ФТ на рівні 80%.

6. Розроблено програми синтезу тестів, які використовуються для підготовки тестового забезпечення об'єктів АПЗ на основі аналізу мережних і ієрархічних автоматних моделей. Моделі й методи знайшли застосування в АСТД, що використовувалась в САПР ВТ РТІ АН СРСР, використовується при проектуванні й контролі АПЗ і протокольних систем на підприємствах НПП "ЛИК" (м. Миколаїв), ПКП "ТЕЛЕКАРТ-ПРИЛАД" (м. Одеса).

7. Експериментальні випробування АСТД і застосування її в умовах підприємств АСТД проводились для дискретних АПЗ АСУ рівня складності 104-108 еквівалентних вентилів, що містять регулярні структури і пристрої управління, а також для протокольних систем мережних АПЗ АСУ рівня складності 102-106 автоматних станів. Випробування АСТД показали зниження довжини ФТ на 10-25%, обчислювальної складності більш ніж на порядок зі збереженням повноти та вірогідності ФТ на рівні 80-85%, за рахунок зменшення довжини ФТ час відновлення працездатності АПЗ скорочується на 3-10%. Застосування АСТД показало зниження довжини ФТ на 25-35% і обчислювальної складності більш ніж на порядок зі збереженням повноти і вірогідності ФТ на рівні 85-90%, та скороченням часу відновлення працездатності АПЗ на 5-10%.

8. Розроблені моделі і методи впроваджені в навчальний процес кафедри КІСМ ОНПУ у дисциплінах "Надійність, контроль, діагностика й експлуатація ЕОМ", "САПР", "Мережні інформаційні технології" і дипломному проектуванні.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Мартынюк А.Н., Полин Е.Л. Проектирование программно-инструменталь-ного комплекса анализа сетевых сервисных объектов // Тр. Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1999. Вып.2. - С.140 - 143.

2. Мартынюк А.Н. Учебная административная система сети кафедры // Тр. Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1999. Вып.3. - С.125 - 128.

3. Мартынюк А.Н. Сетевые автоматные модели синтеза тестов // Холодильна техніка і технологія, Одеса, 2007, 2. - С.94 - 97.

4. Мартынюк А.Н. Базовые модели прототипа системы синтеза тестов // Радіоелектронні і комп'ютерні системи, Харків "ХАІ", 2007 - 8(27) С.157 - 162.

5. Мартынюк А.Н., Полин Е.Л. Метод верификации моделей и синтеза тестов при нисходящем проектировании электронно-вычислительной аппаратуры // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Проектирование вычислительных средств". Каунас, 1989. - С.120 - 122.

6. Мартынюк А.Н., Заболотный В.Г., Любимова С.Л., Полин Е.Л. Сквозной синтез проверяющих тестов // Тезисы докл. республ. научно-техн. конф. "Проблемы автоматизации контроля электронных устройств". Винница, 1990. - С.34 - 36.

7. Мартынюк А.Н. Верификация сервиса и протоколов вычислительной сети // Статьи по материалам докладов пятой Украинской научно-методич. конф. "Новые информационные технологии обучения в учебных заведениях Украины". - Часть 1. Одесса, 1997. - С.129 - 130.

8. Мартынюк А.Н. Учебный программно-инструментальный комплекс анализа сетевых сервисных объектов // Статьи по материалам докладов шестой Украинской научно-методич. конф. "Новые информационные технологии обучения в учебных заведениях Украины". - Часть 1. Одесса, 1998. - С.136 - 137.

9. Мартынюк А.Н. Метод синтеза тестовых последовательностей и сценариев для сетевых протоколов // Статьи по материалам докладов шестой Украинской научно-методич. конф. "Новые информационные технологии обучения в учебных заведениях Украины". - Часть 1. Одесса, 1998. - С.194 - 197.

10. Мартынюк А.Н. Построение тестов для протокольных реализаций // Тр. шестой междунар. научно-практич. конф. "Современные информационные и электронные технологии". - Одесса. 2005. - С.138.

11. Мартынюк А.Н. Применение сетевой автоматной модели при построении тестов // Тр. восьмой междунар. научно-практич. конф. "Современные информационные и электронные технологии". - Одесса. 2007. - С.143.

12. Мартынюк А.Н. Препроцессорные процедуры задач синтеза тестов тестов // Тр. восьмой междунар. научно-практич. конф. "Современные информационные и электронные технологии". - Одесса. 2007. - С.142.

АНОТАЦІЇ

Мартынюк А.Н. Сетевые модели и методы построения функциональных тестов аппаратно-программных средств в составе автоматизированных систем управления. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 5.13.06 - Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. Одесский национальный политехнический университет. Одесса, 2007.

Диссертация посвящена разработке прикладной информационной технологии, аналитических сетевых и иерархических моделей и декомпозиционных методов построения функциональных тестов (ФТ). Целью исследования является сокращение времени восстановления работоспособности дискретных аппаратно-программных средств (АПС) в составе АСУ с помощью подсистем контроля и тестирования, достигаемое сокращением вычислительной сложности и длины синтезируемых тестов путем разработки новых декомпозиционных методов построения тестов.

В работе проведен анализ современного состояния развития аналитических моделей и декомпозиционных методов построения ФТ АПС на основе экспериментов с композициями автоматных моделей для класса постоянных функциональных неисправностей в виде отклонений автоматных функций переходов и выходов, не увеличивающих числа внутренних состояний. Показано существование ряда нерешенных задач декомпозиционного синтеза ФТ, основанного на использовании существующих реализуемых и распознающих свойств сетевых и иерархических моделей и компонентных автоматов (КА) в их составе, позволяющих получить тесты достижимой вычислительной сложности и длины при сохранении необходимого уровня их полноты и достоверности для реальных АПС.

Для решения данных задач используется аналитический декомпозиционный подход к построению ФТ, предлагаемый теорией экспериментов с автоматами и автоматными композициями, тестовый анализ выполняется на уровне КА сетей и иерархий, отображений и отношений между ними, что позволяет уменьшить вычислительную сложность и длину ФТ и сократить, тем самым, время восстановления работоспособности АПС в процессе их функционального и тестового контроля.

В работе предложена специализированная аналитическая модель, развивающая существующие сетевые автоматные модели и основанная на системе моделей входных и выходных полуавтоматов, а также проверяющих графов. Полуавтоматы и проверяющие графы построены для КА композиций и представляют реализованное и распознанное поведение в узлах автоматной сети. Разработанная модель в отличие от известных обеспечивает формальное описание сетевых условий, определяющих допустимые сетью эксперименты для КА, и имеет вычислительную сложность меньшую, чем абстрактная или двухкомпонентная модель.

Предложена аналитическая специализированная модель сквозных тестовых переходов, основанная на системе моделей автоматных подстановок. Автоматные подстановки представляют наследование проверяемого и идентифицирующего поведения в переходах автоматной иерархии. Разработанная модель в отличие от известных обеспечивает формальное описание условий наследований, которые определяют допустимые эксперименты нисходящих иерархических переходов, и имеет вычислительную сложность существенно меньшую, чем абстрактная модель.

Развит декомпозиционный метод построения ФТ АПС, использующий аналитическую специализированную сетевую модель и основанный на системе реализованных и распознанных экспериментных примитивов для КА. Разработанный метод в отличие от известных обеспечивает формальное описание композиций экспериментов, которые можно реализовать автоматной сетью, и позволяет снизить длину ФТ на 10-30%, вычислительную сложность на порядок с сохранением полноты и достоверности ФТ на уровне 80-85%.

Разработан декомпозиционный метод построения ФТ АПС, использующий аналитическую специализированную модель сквозных тестовых переходов и основанный на системе иерархических, наследуемых экспериментных примитивов. Разработанный метод в отличие от известных обеспечивает формальное описание нисходящих композиций экспериментов, которые возможно реализовать автоматной иерархией, и позволяет снизить длину ФТ на 15-35%, вычислительную сложность более, чем на порядок с сохранением полноты и достоверности ФТ на уровне 80%.

Для практической реализации прикладной информационной технологии синтеза ФТ, аналитических моделей и декомпозиционных методов разработаны программы построения тестов, используемые для подготовки тестового обеспечения АПЗ на основе анализа автоматных сетевых и иерархических моделей. Тестовое обеспечение является одной из базовых компонент систем контроля и тестирования, поддерживающих работоспособность АПЗ в составе АСУ. Использование в автоматизированной системе тестового диагноза (АСТД) данных моделей, методов и программ позволило формализовать построение как самих декомпозиционных ФТ АПЗ, так и программно-инструментальных средств их синтеза.

Проведена апробация разработанных программных средств в рамках хоздоговорных и опытно-конструкторских работ, а также в рамках учебного процесса кафедры компьютерных интеллектуальных систем и сетей ОНПУ. Показано, что использование программных средств позволяет снизить вычислительную сложность и длину ФТ на 10-30%, сокращая, как следствие, время восстановления работоспособности АПЗ на 3-10%.

Ключевые слова: автомат, сетевая модель, иерархическая модель, функциональный тест, идентификатор, эксперимент.

Мартинюк О.М. Мережні моделі і методи побудови функціональних тестів апаратно-програмних засобів у складі автоматизованих систем управління. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 5.13.06 - Автоматизовані системи управління й прогресивні інформаційні технології. Одеський національний політехнічний університет. Одеса, 2007.

Дисертація присвячена розробці інформаційної технології й методів побудови функціональних тестів (ФТ). Метою дослідження є скорочення часу відновлення працездатності апаратно-програмних засобів (АПЗ) у складі АСУ за допомогою підсистем тестування, що досягається скороченням обчислювальної складності й довжини тестів шляхом розробки декомпозиційних методів синтезу тестів.

У роботі проведений аналіз стану аналітичних моделей і декомпозиційних методів побудови ФТ АПЗ, показане існування невирішених задач.

Для рішення даних задач використовується підхід до синтезу ФТ на рівні композицій компонентних автоматів (КА). Запропоновано аналітичні мережну й ієрархічну моделі АПЗ у вигляді систем моделей поведінки, що дозволяють визначити тести у вузлах мереж і переходах ієрархій. На основі моделей розроблені декомпозиційні методи побудови ФТ у вигляді систем експериментних примітивів.

Для практичної реалізації прикладної інформаційної технології синтезу ФТ розроблені програми, використовані у системах контролю працездатності АПЗ.

Проведено апробацію розроблених програмних засобів у рамках госпдоговірних і дослідно-конструкторських робіт, а також у рамках навчального процесу кафедри комп'ютерних інтелектуальних систем і мереж ОНПУ. Використання програмних засобів знижує обчислювальну складність і довжину ФТ на 10-30%, скорочуючи термін відновлення працездатності АПЗ на 3-10%.

Ключові слова: автомат, мережна модель, ієрархічна модель, функціональний тест, ідентифікатор, експеримент.

Martynyuk A.N. Network model and methods of functional tests construction of hardware-software device in composition of the automated control systems. - the Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of Cand.Tech.Sci. on a specialty 5.13.06 - the Automated control systems and progressive information technologies. The Odessa national polytechnic university. Odessa, 2007.

The dissertation is devoted to development of information technology and construction methods of functional tests (FT). The purpose of research is reduction of restoration time of hardware-software device (HSD) serviceability in composition of the automated control systems with the help of subsystems of the testing, achievable by reduction of computing complexity and test lengths, by development decomposition methods of test synthesis.

In work the analysis of a modern condition of analytical models and decomposition methods of construction FT HSD is lead, existence of unresolved problems.

For the decision of the given problems the approach to construction FT at a level of componential automata compositions is used. Analytical specialized network and hierarchical models of HSD as model systems of behavior are constructed, allowing defining test behavior in network units and hierarchy transitions. On the basis of the given models are developed decomposition methods of FT construction as systems accordingly experiment unit.

For practical realization of applied information technology of FT synthesis programs, used for check systems of serviceability HSD in composition of the automated control systems.

Approbation of the developed software in frameworks contractual and developmental works is lead, and also within the framework of educational process of computer intellectual systems and networks department of ОNPU. It is shown, that use of software allows to lower computing complexity and length of FT on 10-30 %, reducing restoration time of serviceability HSD on 3-10 %.

Keywords: automata, network model, hierarchical model, the functional test, behavior, the identifier, experiment.

Размещено на Allbest.ru