Формализация структурной сложности программного обеспечения автоматизированной системы управления как фактора проектной оценки его надежности

Исследование посвящено одному из аспектов проектирования автоматизированных систем управления объектами водного транспорта, такими как контейнерные терминалы, порты, судоремонтные предприятия, судоходные компании, шлюзованные судоходные каналы на регулируемых внутренних водных путях. Рассмотрена проблема создания методики проектной количественной оценки структурной сложности разрабатываемого программного обеспечения, поскольку указанная сложность является существенным фактором для оценки его надежности, а повышение сложности неизбежно приводит к возникновению различного рода уязвимостей в программном коде. Определена совокупность факторов, от которых зависит структурная сложность. Введена совокупность терминов для обозначения этих факторов при использовании модульного принципа разработки: «спектр модуля по вызовам», «спектр модуля по альтернативам», «глубина модуля», «цикличность модуля», «взвешенная глубина модуля», «взвешенная цикличность модуля». Обоснована целесообразность перехода к соответствующим безразмерным показателям. В развитие сформулированного ранее мультипликативного способа агрегирования общесистемного интегрального показателя из набора частных показателей приведена итоговая формула показателя проектной структурной сложности программного обеспечения автоматизированной системы управления и предложен способ его включения в проектную оценку общей надежности контура управления. Введена метрика для векторной оценки различия структурной сложности альтернативных программных продуктов.

1. Цветков В. Я. Сложные технические системы / В. Я. Цветков // Образовательные ресурсы и технологии. — 2017. — № 3 (20). — С. 86–92.

2. Цветков В. Я. Ресурсность и интегративность сложной организационно технической системы / В. Я. Цветков // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2016. — № 5–4. — С. 676. — EDN VVTJIB.

3. Липаев В. В. Надежность программных средств. Сер.: Информатизация России на пороге XXI века / В. В. Липаев. — М: СИНТЕГ, 2018. — 296 c.

4. Климов С. М. Методика оценки функциональной надежности компонент программно-аппаратной встраиваемой микропроцессорной системы управления / С. М. Климов, Ю. В. Сосновский, Д. Р. Чачиев // Надежность. — 2025. — Т. 25. — № 1. — С. 58–66. DOI: 10.21683/1729–2646–2025–25–1–58–66. — EDN TXBYZH.

5. Боровиков С. М. Оценка ожидаемой надежности прикладных программных средств для компьютерных информационных систем / С. М. Боровиков, В. О. Казючиц, В. В. Хорошко [и др.] // Информатика. — 2021. — Т. 18. — № 1. — С. 84–95. DOI: 10.37661/1816-0301-2021-18-1-84-95. — EDN AHDRCQ.

6. Мякишев Д. В. Принципы и методы создания надежного программного обеспечения / Д. В. Мякишев. — М: Инфра-Инженерия, 2025. — 112 c.

7. Звонарева А. А. Основные аспекты надежности программного обеспечения систем управления / А. А. Звонарева, А. О. Толоконский // Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». — 2021. — Т. 10. — № 5. — С. 429–435. DOI: 10.1134/S2304487X21050126. — EDN HZYDBT.

8. Наумов А. А. Надежность программного обеспечения и методы ее повышения / А. А. Наумов, А. Р. Айдинян // Инженерный вестник Дона. — 2018. — № 2(49). — С. 98. — EDN VAQUWA.

9. Тынченко В. В. К вопросу оценки надежности программного обеспечения с многоуровневой архитектурой / В. В. Тынченко, Р. Ю. Царев // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 2–1. — С. 204. — EDN UHWZRD.

10. Рогова Д. В. Особенности использования структурного подхода при разработке надежного программного обеспечения / Д. В. Рогова, А. Г. Суворов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики: Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции, посвященной Дню космонавтики: в 3 томах, Красноярск, 12–16 апреля 2021 года — Красноярск: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева», 2021. — С. 358–360. — EDN COMMSF.

11. Nyrkov A. Mathematical Models for Solving Problems of Reliability Maritime System / A. Nyrkov, K. Goloskokov, E. Koroleva, S. Sokolov, A. Zhilenkov, S. Chernyi // Advances in Systems, Control and Automation: ETAEERE-2016 — Springer Singapore, 2018. — С. 387–394. DOI: 10.1007/978-981-10-4762-6_37.

12. Shipunov I. S. Developing a Reliable Information Storage Scheme Within a Partially Unmanned Maritime Convoy / I. S. Shipunov, A. P. Nyrkov, D. A. Evtushenko, A. V. Kostenkova, I. V. Li, A. A. Nyrkov // 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus) — 2022. — С. 439–442. DOI: 10.1109/ElConRus54750.2022.9755534.

13. Рванова А. С. Разработка модели оценки структурной сложности программ / А. С. Рванова, Н. С. Кольева, М. В. Панова // Цифровые модели и решения. — 2024. — Т. 3. — № 2. — С. 5–16. DOI: 10.29141/2949477X-2024-3-2-1. — EDN UEZYBI.

14. Коротков В. В. Математическая модель формирования интегральной оценки надежности автоматизированной системы управления на стадии проектирования / В. В. Коротков // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2025. — Т. 17. — № 3. — С. 449–458. DOI: 10.21821/2309-5180-2025-17-3-449-458. — EDN WVZEVZ.

15. Юмашева Е. С. Интеграция графовых моделей для обнаружения аномалий в сетевом трафике / Е. С. Юмашева, А. П. Нырков // Перспективы науки. — 2025. — № 6(189). — С. 102–107.

16. Куделя В. Н. Методы перечисления путей в графе / В. Н. Куделя // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. — 2023. — Т. 15. — № 5. — С. 28–38. DOI: 10.36724/2409-5419-2023-15-5-28-38. — EDN HQEASN.