Композиционная модель и способ построения функционально-ориентированных информационных ресурсов информационно-управляющих систем

Интеграция информационно-телекоммуникационных технологий в сложных организационно-технических системах (ОТС) специального назначения актуализирует вопросы обеспечения их защищенности от несанкционированных внешних и/или внутренних воздействий дестабилизирующего характера (НСВ), заключающихся в разрушении, повреждении компонентов, модификации (искажении) данных ([1]), ведущих к нарушению выполнения задач управления.

В настоящее время предложены разнообразные методы и средства обеспечения защищенности ОТС и циркулирующих данных в условиях НСВ. Однако, как правило, они «локализованы» относительно отдельных совокупностей данных и процессов и не ориентированы на комплексную защиту выполнения задач с учетом уровней управления ОТС [2, 3].

Предлагается композиционная модель функционально-ориентированных информационных ресурсов (ФОИР) информационно-управляющих систем (ИУС), которая отображает структуру, взаимосвязи, а также специфику операций манипулирования и обработки функционального комплекса данных на различных уровнях управления информационно-управляющих систем, соответствующего модели данных в не первой нормальной форме ^поп-first normal form - NFNF). Предлагаемая модель и способ построения композиционной модели ФОИР ИУС обеспечивают расширенные возможности по созданию перспективных средств защиты ИУС, ориентированных на комплексную защиту выполнения задач с учетом уровней иерархии ОТС.

2.    Функционально-ориентированные информационные ресурсы информационно-управляющих систем

Информационно-управляющая система включает функциональную, информационную, организационную и техническую подсистемы. Компоненты этих подсистем распределены по уровням управления ИУС. В табл. 1 показан пример распределения компонентов этих подсистем для смежных уровней управления ИУС[4].

Табл. 1. Пример распределения компонентов подсистем информационно-управляющей системы на смежных уровнях управления.

Table 1. An example of distribution of subsystem management information system's components on the adjacent levels of control.

Уровни управления ИУС	Подсистемы ИУС
	Функциональная	Информационная	Организационная	Техническая
ИУС	Задачи управления <Функция>	Информационные потоки данных	Должностные лица органов управления <ДЛОУ>	Техническая основа <Механизм>
Уровень Аi	Задачи управления, реализуемые ДЛОУ < Функция 1 nm >	Информационные потоки , <Вход Функция > , nm <Управление ф ункция > , nm <Вызов Функция > , nm <Выход Функция > nm	Должностные лица органов управления <ДЛОУbc>	Средства автоматизации <СрАвт>
Уровень Аj	Задачи управления, реализуемые устройствами (аппаратурой) < Функцияn 3 mkl >	Показатели структуры информационных потоков данных, <Вход Функция > , nmkl <Управление ф ункция > , уц nmkl , <Вызов Функция > , nmkl <Выход Функция > nmkl	Действия ДЛОУ <ДЛОУbcd>	Устройства (аппаратура) <Устройства>

На рис. 1 показана структурно-функциональная диаграмма взаимодействия компонентов подсистем ИУС, распределенных по уровням управления.

Функционально-ориентированные информационные ресурсы ИУС содержат многоаспектную информацию для выполнения всей совокупности задач управления ИУС и представляются в виде [5]:

ФОИРиус= { ФОИРаі } >< { IR } >< { Функция } >< { Право } ><  {ДЛОУ} >< >< { Механизм } >< { Взаимосвязи } >< { Свойства } >< { Временные параметры };

Функционально-ориентированные информационные ресурсы для решения задач i -го уровня управления:

ФОИРаі= { ФОИРа) } >< { ВходФункция _nm , } >< { Управление Функция _nm , } >< { Вызов

Функция } >< { ВыходФункция } ><  nm                                               nm

>< { Функциям } >< { Право } ><  {ДЛОУьс } >< { СрАвт } >< { Взаимосвязи }

><

>< { Свойства } >< { Временные параметры };

Рис. 1. Структурно-функциональная диаграмма информационно-управляющей системы.

Fig. 1. Structural and functional diagram of information and control system

Функционально-ориентированные информационные ресурсы для решения задач j -го уровня управления:

0OHPaj={Nir} ><  {Функция^,} X {Право} X {ДЛОУщ} X

{Устройства } X

X {Взаимосвязи} X {Свойства} X {Временные параметры}, где {ФОИРиус}, {ФОИРа.}, {ФОИРд,} {Взаимосвязи}

{Свойства}

{Временные параметры}

X

функционально-ориентированные информационные      ресурсы      ИУС соответствующих уровней управления;

взаимосвязи функционально-ориентированных информационных ресурсов ИУС соответствующих уровней управления;

свойства защищенности, предъявляемые к функционально-ориентированным информационным ресурсам ИУС соответствующих уровней управления; временные   параметры,   характеризующие изменения    показателей функционально ориентированных информационных ресурсов ИУС соответствующих уровней управления; операция агрегирования, характеризующая объединение и укрупнение показателей функционально-ориентированных информационных ресурсов ИУС соответствующих уровней управления.

3.    Композиционная модель функциональноориентированных информационных ресурсов информационно-управляющих систем

Композиционная модель ФОИР ИУС включает в себя функциональный комплекс данных и представляется в виде многоосновной алгебраической структуры с учетом уровней управления ИУС:

, где Di,Di,...,Dn

заданные множества (остовы) данных, соответствующих уровням управления функционально-ориентированных информационных ресурсов ИУС;

R              - конечный набор функций функционально-ориентированных информационных ресурсов ИУС, определенных на Di, Di, ...,Dn (характеристика структуры);

X               - ограничительные условия, накладываемые на множества Di, Dj, ..., D„ и функции данных из R.

Для формирования остовов Di, D2, ..., D„, характеристик структуры R и ограничительных условий X требуется:

выполнить анализ показателей ФОИР ИУС и определить имена, цепи, схемы, ранг;

построить граф TV-дерева и таблицы в не первой нормальной форме ФОИР ИУС; выявить Ғ-зависимости и ҒО-отношение, сегментировать «файлами» функциональные схемы произвольных порядков композиционной модели ФОИР ИУС.

Структура ФОИР ИУС является остовами Di, D2, ..., D„ композиционной модели ФОИР ИУС, а их значения определяют структуру типовых характеристик R. Формализованное описание остовов Di, D2, ..., D„ композиционной модели ФОИР ИУС представлено функциональными схемами FSh произвольных порядков.

Сегментирование «файлами» (В'_иус, • ••, B‘_Ai, ..., B^J ) функциональные схемы FSh произвольных порядков в структуре композиционной модели ФОИР ИУС позволяет идентифицировать ФОИР различных уровней управления количественно (в виде экземпляров).

Выявленные Ғ-зависимости ФОИР ИУС уровней управления, образующие FD- отношение ФОИР ИУС, обобщены в систему аксиом X:

FD : Функция---~—^ IR^ , , Функция---~—^ ДЛОУ, Функция---~—^ Механизм,

S = \ FD^

Функция----—У Механизм-,

ғог

(Функция и Механизм)---~—У(1Р^ , и Механизм)

>(ДЛОУ и Механизм).

Функциональный комплекс данных композиционной модели ФОИР ИУС, структура которой показана на рис. 2, представляется в виде:

ФКДфоир иус =

(ФОИР ИУС

{(Наименование экз.: число, ФОИР А, {(Наименование экз.: число, ФОИР А,: значение 7

)};

ФОИР ИУС =

(ФОИР ИУС

{(Функция

{(Наименование экз.: число, Ғ8һф_тКщ_1я: значение

IR

{(Наименование экз.: число, FSHir: значение

ДЛОУ

{(Наименование экз.: число, ҒБҺдлох: значение

)},

Механизм

{(Наименование экз.: число, PSIim™™™: значение

)}

)■

4.    Способ построения композиционной модели функционально-ориентированных информационных ресурсов информационно-управляющих систем

Предлагаемый способ (рис. 3) основан на дедуктивном методе построения аксиоматических теорий ([6]) и позволяет построить композиционную модель ФОИР ИУС, отображающую структуру, взаимосвязи, а также специфику операций манипулирования и обработки над сложно структурированными данными ([7-9]) на различных уровнях управления ИУС, соответствующими модели данных в не первой нормальной форме.

5.    Заключение

В качестве основы для средств защиты ИУС выступают ФОИР ИУС, структуру которых составляет функциональный комплекс данных многоосновной алгебраической структуры, организованные для выполнения задач ИУС с учетом уровней управления.

Комплексная защита выполнения задач ИУС с учетом уровней управления является перспективным направлением создания современных средств защиты отс.

Рис. 2. Структура композиционной модели функционально-ориентированных информационных ресурсов информационно-управляющей системы, представленная таблицей сложно структурированных данных в не первой нормальной форме.

Fig. 2. The structure of the composite model for function-oriented information resources of information and control system presented by table of complexly structured data is not the first normal form.

—0------- --- ---—

Выявление Ғ-зависимостей и f D-отіюшсіиія.

формирование взаимосвязей структуры композиционной модели функционально-ориентированных информационных ресурсов информашюнио-уиравляюшей системы

Рис. 3. Структурно-логическая схема способа построения композиционной модели функционально-ориентированных информационных ресурсов информационно-управляющих систем.

Fig. 3. Structural and logical scheme for the method to build a composite model of functional-oriented information resources of information and control systems.

Предлагаемая композиционная модель ФОИР ИУС отображает структуру, взаимосвязи, а также специфику операций манипулирования и обработки над сложно структурированными данными на различных уровнях управления информационно-управляющих систем, соответствующими модели данных в не первой нормальной форме.

Использование данной модели позволит расширить возможности по созданию и внедрению перспективных средств защиты ИУС, ориентированных на комплексную защиту выполнения задач сложных ОТС.