Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.17513/snt.39169

Ключевые слова: software, real-time system, ant colony algorithm, multiversion program, testing, Program scheme, программное обеспечение, система реального времени, алгоритм муравьиной колонии, мультиверсионная программа, тестирование, схема программы

Аннотация: В статье представлены результаты тестирования алгоритмов муравьиной колонии для формирования программного обеспечения системы обработки данных реального времени долговременной орбитальной станции. Система характеризуется временными ограничениями на реализацию множества выполняемых функций и накладываемыми ограничениями на способы реализации программной избыточности при мультиверсионной реализации программного обеспечения. Таким образом, сравнительный анализ модификаций алгоритмов муравьиной колонии, применяемых для формирования отказоустойчивого программного обеспечения, является актуальной задачей для рассматриваемых систем обработки данных реального времени. Представлен состав модулей тестовой программной системы. Все версии программных модулей характеризуются показателями надежности и стоимости их использования. Учитывается, что каждый режим работы станции характеризуется своим набором модулей, которые обеспечивают выполнение функций этого режима, а также своей целевой функцией и ограничениями на итоговое решение. Для каждого из режимов полета долговременной орбитальной станции представлены соответствующие схемы программной системы. Кратко описаны характеристики режимов, входящие в макетный план полета, которому и соответствуют представленные схемы программной системы. Используемая при тестировании модификация алгоритма муравьиной колонии заключается в изменении формулы расчета весов дуг, введении нового коэффициента, учитывающего ресурсоемкость (стоимость использования модуля) и возможности анализа динамической (изменяемой) архитектуры программы для восходящего принципа проектирования программных систем. В статье представлены графики изменения показателей надежности и стоимости использования модулей программной системы в процессе выполнения плана полета. В результате анализа тестовых данных сделан вывод о том, что модифицированный алгоритм по всем параметрам превосходит стандартный, что должно обеспечить его преимущественное использование при формировании программного обеспечения системы обработки данных реального времени долговременной орбитальной станции. The article presents the results of testing the ant colony algorithms for the formation of software for the real-time data processing system of a long-term orbital station. The system is characterized by time restrictions on the implementation of a set of performed functions and imposed restrictions on the methods for implementing software redundancy in the case of multiversion software implementation. Thus, a comparative analysis of modifications of the ant colony algorithms used to form fault-tolerant software is an urgent task for the considered real-time data processing systems. The composition of the modules of the test software system is presented. All versions of software modules are characterized by indicators of reliability and cost of their use. It is taken into account that each operating mode of the station is characterized by its own set of modules that ensure the performance of the functions of this mode, as well as its objective function and limitations on the final solution. For each of the flight modes of a long-term orbital station, the corresponding schemes of the software system are presented. The characteristics of the modes included in the mock-up flight plan are briefly described, to which the presented diagrams of the software system correspond. The modification of the ant colony algorithm used in testing consists in changing the formula for calculating the weights of arcs, introducing a new coefficient that takes into account resource intensity (the cost of using the module) and the possibility of analyzing the dynamic (changeable) program architecture for the bottom-up principle of designing software systems. The article presents graphs of changes in reliability indicators and the cost of using software system modules in the process of executing a flight plan. As a result of the analysis of test data, it was concluded that the modified algorithm surpasses the standard one in all parameters, which should ensure its preferential use in the formation of software for the real-time data processing system of a long-term orbital station.

Журнал: Современные наукоемкие технологии

Выпуск журнала: № 5-2

Номера страниц: 189-196

ISSN журнала: 18127320

Место издания: Москва

Издатель: ООО "Издательский дом "Академия естествознания"

• Ковалев И.В. (ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»)
• Ковалев Д.И. (ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет»)
• Боровинский Д.В. (ФГБОУ ВО «Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»)
• Мансурова Т.П. (Красноярский краевой Дом науки и техники РосСНИО)
• Ворошилова А.А. (ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК