基于任務的信息系統(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，不可能同時應對不同的攻擊、故障或偶然事故。因此，系統(tǒng)設計者必須考慮系統(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需求的問題，即生存能力問題。
　　 本文面向任務這個用戶高層次需求，深入探討了面向任務需求的信息系統(tǒng)生存能力建模和評估技術，以期系統(tǒng)設計者可以依據生存能力的

2、評估結果來設計、維護和改進信息系統(tǒng)。本文的主要研究成果如下：
　　 (1)根據生存能力的定義以及相關概念的分析，面向任務這個用戶高層次需求，提出了包含對象、任務、條件、時間和固有能力五個方面內容的信息系統(tǒng)生存能力度量的一般表達式。通過對生存能力一般表達式的分析，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)根據多指標綜合評估方法，給出了固有

3、能力的評估過程。根據固有能力的評估過程，提出了基于質量功能展開的指標權重分析方法，以任務需求作為遞階質量屋的輸入，通過評價指標體系下的需求變換，最終形成明確的評估指標權重。在此基礎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理想點來界定固有能力的邊界，利用與正、負理想點的相對距離作為固有能力的度量。
　　 (3)應用基于ADC的生存能力評估技術，分析了k/N熱備份冗余結構下系統(tǒng)的生存能力。根據生存能力的評價

4、結果可以方便地選擇符合需求的冗余數(shù)量，有助于系統(tǒng)設計者合理應用冗余技術，在有限的資源下盡可能增強系統(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變量僅服從一般概率分布的假設，建立了連續(xù)時間下的系統(tǒng)狀態(tài)轉移模型，在此基礎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)轉移模型，在此基礎上提出了可信賴度矩陣的計算方法。根據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，分析了預防性維修和維修延遲對生存能力的影響。仿真結果表明，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果，有助于系統(tǒng)設計者依據該生存能力的評估結果來合理利用和處理預防性維修和維修延遲，提高信息系統(tǒng)的生存