Математическое моделирование отказов программного обеспечения
Автор: Е.В. Ларкин, А.В. Богомолов, А.Н. Привалов
Рубрика: Программирование
Статья в выпуске: 3 т.18, 2025 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты исследования причин возникновения отказов программного обеспечения в аспекте их математического моделирования. Предложен метод линеаризации структуры алгоритма, описанного в виде полумарковского процесса, основанный на многократном выполнении операции конкатенации над матрицей смежности. Разработана методика расчета параметров линеаризованной структурно-параметрической математической модели по параметрам алгоритма. Определен перечень структурных и параметрических ошибок, допускаемых при разработке программного обеспечения, и получены оценки вероятностей появления отказных и безотказных реализаций. Разработана полумарковская модель безотказной и отказной работы программного обеспечения. Установлено, что распределение вероятностей отказов по количеству отказных реализаций при заданном количестве реализаций описывается биномиальным законом, а при переходе во временную область интервал между отказами описывается экспоненциальным законом. Показано, что при коррекции программного обеспечения за счет исправления ошибок при его эксплуатации сокращается область отказных реализаций алгоритма, обеспечивая повышение надежности программного обеспечения.
Отказ программного обеспечения, математическая модель отказа, полумарковский процесс, надежность программного обеспечения, полумарковская модель работы программного обеспечения, линеаризация алгоритма, интерпретация алгоритма
Короткий адрес: https://sciup.org/147251638
IDR: 147251638 | УДК: 004.052 | DOI: 10.14529/mmp250307
Mathematical Modelling of Software Failures
The problematic issues of modeling evaporation-condensation in the numerical study of non-stationary heat and mass transfer in cryogenic processes are considered. The statement of the problem of calculating the parameters of a multi-phase turbulent flow in a closed region is given when approximating the free surface by the liquid volume method, the use of which makes it possible to track the vertical displacement of the phase boundary in the process of changing the cryoproduct parameters over time. A description of evaporation-condensation models suitable for use in non-stationary calculations of flows in a closed region together with the liquid volume method is given. The possibility of using the Lee evaporation-condensation model and the model based on the law of particle diffusion is demonstrated as applied to calculations on simple computational grids. The results of calculations of the change in the pressure of a cryogenic product during non-drainage storage using various models of boiling-condensation are presented. The obtained simulation results were used in the accumulation of a database of storage parameters in the system for remote monitoring of the state of cryogenic equipment. The data are estimated storage times for various reference pressures and liquid levels in the vessel, with each external heat flux value having a specific estimated no-drain storage time.
