Автореферат (1335836), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На выходе этого модуля ИСАУ будемиметь множество обнаруженных уязвимостей БЦВК, сценарии поведенияБЦВК при ЭМИ воздействиях на его элементы, наиболее критичные компоненты бортовой сети, вероятность выхода из строя которых наивысшая, и комплексмер по обеспечению устойчивости бортового вычислительного комплекса.Представленное функциональное наполнение системы обнаружения деструктивных ЭМВ позволяет сформулировать основную задачу этого модуляИСАУ, которая состоит в автоматизации функций по обеспечению устойчивости БЦВК. Анализ характеристик современных методов обнаружения электромагнитных воздействий показал, что наиболее перспективным подходом к обнаружению деструктивных электромагнитных воздействий на БЦВК являетсясовершенствование методов интеллектуального анализа данных БЦВК.Показано, что все методы интеллектуального анализа данных могут бытьинтегрированы в рамках единой методологии для обнаружения деструктивныхэлектромагнитных воздействий на элементы и узлы БЦВК, не вступая в противоречие с традиционными сферами использования экспертных систем, нейронных сетей, систем нечеткой логики и т.п.В этой же главе также представлен аналитический обзор инструментовинтеллектуального анализа данных, таких как: экспертные системы, нейронныесети, системы нечеткой логики и гибридные интеллектуальные системы длярешения задач обнаружения деструктивных электромагнитных воздействий наэлементы и узлы БЦВК.
Определены сильные и слабые стороны каждого из17подходов и сформулированы практические рекомендации по интеграции вышеуказанных подходов в рамках единой методологии.Показано, что включениеонечеткой логикиов составонейросетевых средств обнаружения деструктивныховоздействий позволяетоучитывать априорныйоопыт экспертов, реализоватьоприсущее нейроннымосетям нечеткое представление информации, извлекатьознанияоизовходных неполныхоионе вполнедостоверныходанных.Предложеноопри разработкеоадаптивных средствообнаружения деструктивныхоЭМВ на БЦВКоиспользовать такиеосвойства нейронныхосетей, как:возможностьоклассификации признакововоздействий, представлениеосистемойнечеткихопродукционных правил, адаптивностьоНС и системыонечетких продукционныхоправил, «прозрачность»одляоанализа системыонечетких продукционныхоправил и структурыомежнейронных связейонечетких нейронныхосетей.Предложеноодля предэксплуатационногоообучения нечеткихонейронныхсетейоиспользовать механизмонечеткого логическогоовывода, позволяющийпредставитьоопыт экспертовов видеосистемы нечеткихопродукционных правил.
Последующееообучениеонечеткой НС позволяетоустранить противоречивость системыонечетких продукционныхоправил и провестиоанализ процессалогического выводаодля коррекцииосистемыонечетких продукционных правил адаптивных средствообнаружения деструктивных ЭМВона БЦВК.Показанаонеобходимость разработкиомодели нейросетевойосистемы обнаруженияодеструктивных ЭМВ на БЦВК.В третьей главе проводится адаптация моделей воздействия ЭМИ наразличные подсистемы БЦВК для их использования в структуре ИСАУ и оценки устойчивости БЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ.Анализ существующих подходов к оценке воздействия ЭМИ на подсистемы современных БЦВК показал необходимость разработки новых расчетныхмоделей оценки воздействия ЭМИ на элементы и узлы БЦВК с возможностьюих интеграции в рамках единого комплекса, позволяющего проводить интеллектуальный анализ и оценку параметров искажений информационного потокав системе для предотвращения деструктивного действия ЭМИ на БЦВК.Для формирования модели, прежде всего, рассматривается структура ихарактеристики современных БЦВК.
Отмечается, что развитие БЦВК характеризуется постоянным повышением сложности решаемых задач. Кроме традиционных задач, реализуемых БЦВК с универсальной архитектурой, должнырешаться задачи, которые требуют повышенной надежности (задачи управления двигательной установкой, системой энергоснабжения и т.д.), а также задачи, которые требуют повышенного быстродействия (обработки сигналов и изображений) и задачи с нечеткой формализацией исходных данных, в частности18задачи распознавания, распределения ресурсов, задачи нечеткого управления,которые могут решаться с использованием методов искусственного интеллекта.В главе также приводится организация систем информационного обменаи требования к стойкости каналов передачи данных современных БЦВК.
Привыборе бортовой сетевой магистрали, которая рассчитана на эксплуатацию в«жестких» условиях реального времени, необходимо принимать во вниманиеособые требования к ее функциональным характеристикам.Для исследования выбраны БЦВК, предназначенные для использования всоставе подвижных автоматизированных вычислительных комплексов, имеющие следующие модификации – унифицированный отказоустойчивый вычислитель (УОВ), сервер с оптическим коммутатором (Сервер), УстройствоУправления (УУ).
УОВ и Сервер предназначены для построения высокопроизводительных кластерных вычислителей. УУ предназначен для ввода-выводаинформации в специальные внешние устройства, а также для визуализацииграфической и текстовой информации. УОВ предназначен для приема входныхпотоков информации по каналам Gigabit Ethernet 1000Base-LX, обработки их на3-х высокопроизводительных процессорных модулях и передачи результатов ввычислительные средства автоматизированного комплекса. Сервер предназначен для организации вычислительных процессов в комплексе посредствомрезервируемого оптического коммутатора, входящего в его состав.В состав БЦВК входит Модуль конвертера среды передачи Gigabit Ethernet. Структурная схема модуля приведена на рисунке 2.
Модуль коммутаторана базе технологии Gigabit Ethernet (GE) (далее коммутатор) предназначен длякоммутации пакетов данных и организации бортовых информационных сетейгигабитной производительности (рисунок 3).Результатыопроведенного аналитическогооисследования позволилиосделать вывод, что наоданный моментонаиболееораспространенной технологиейна уровнеодоступа в бортовых сетяхоявляется Gigabit Ethernet и следующие кабельные спецификации: 100Base-TX; 1000Base-T; 1000Base-LX. Средаопередачи, в большинствеослучаев, это неэкранированнаяовитая параокатегорий 5е и 6.Что требует разработки математической модели воздействия деструктивныхЭМИ на каналы передачи данных и управления БЦВК на основе технологииEthernet. Эти каналыообеспечивают требуемыеохарактеристики и необходимуюдинамическую модификациюоархитектурыо БЦВК в целомопри воздействиидеструктивных ЭМИ.
Поэтому для исследования былиовыбраны механизмыискаженияоданных восетях Ethernet, которыеофункционируют по кабельнымлиниямосвязи вследствиеоформирования периодически повторяющихсяоимпульсных помехопри воздействии СК ЭМИ.195ВВторичныйисточникпитанияГенераторчастоты25 МГц88E1112Интегрированный приемопередатчик Gigabit Ethernet88E1112Интегрированный приемопередатчик Gigabit EthernetМАСИнтерфейсSERDESИнтерфейс1000Base-TМАСИнтерфейсSERDES3,3 ВИнтерфейс1000Base-X584ОптическийприемопередатчикТрансформаторGigabit Ethernet1000Base-TGigabit Ethernet1000Base-LXРисунок 2 – Структурная схема модуля конвертера средыпередачи Gigabit EthernetВторичный источникпитанияЦепьобнуленияМикросхема88E1112одноканальныйприемопередатчик84Микросхема88E1112одноканальныйприемопередатчик8трансформатор5Микросхема88E618510-портовый коммутаторGigabit Ethernet4трансформаторОптическийприемопередатчикОптическийприемопередатчикОптическийприемопередатчикОптическийприемопередатчик2,5 В 3,3 В 1,2 В 1,5 ВППЗУМодульуправления5В4Микросхема88E1112одноканальныйприемопередатчик8трансформатор44Микросхема88E1112одноканальныйприемопередатчик8трансформатор4554Микросхема88E1112одноканальныйприемопередатчикМикросхема88E1112одноканальныйприемопередатчикМикросхема88E1112одноканальныйприемопередатчик55ОптическийприемопередатчикGigabit Ethernet 1000Base-LXГенераторЧастоты25 МГцОптическийприемопередатчикGigabit Ethernet 1000Base-TРисунок 3 – Структурная схема модуля коммутатора Gigabit EthernetПолучена и адаптирована под использование в ИСАУ математическаямодель, связывающая параметры периодически повторяющейся импульснойпомехи совероятностью потери кадра для рассмотренных спецификаций Gigabit20Ethernet.
В работе рассматривается обобщение расчетногооаппарата дляразличныхометодов кодирования, используемыховосовременных – высокоскоростныхосетях Gigabit Ethernet.Вероятность, чтооподверженный воздействиюобит информацииобудетвоспринятоправильно, равна Q = 1 – Pe, а вероятностьонеправильной передачикадраоданных ворезультатеоединичного сбояобудет равна:P 1 1 Pe V nglossm,(4)где Pe – вероятность единичногоосбоя; m – числоосимволов вокадре,подвергаемыховоздействиюопомехи.На канальномоуровне согласнооспецификации IEEEо802.3ab искажение,хотя быоодного символаослужебных полейоили поляоданных ведет коотбрасыванию кадра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
