Информационные системы представляют собой сложные территориально распределенные системы, в состав которых входят тысячи комплектующих элементов, кроме того, им присуща сложная структура, сложный принцип функционирования. Эти системы, как правило, являются развивающимися, т.е. в процессе своего существования они постоянно модернизируются, меняются условия их работы и выполняемые задачи и т.п.
Разработка математических моделей, адекватно отражающих процесс функционирования таких систем, является очень сложной и трудоемкой задачей. Но создание таких моделей совершенно необходимо в следующих случаях [4]:
на ранних этапах проектирования, когда возникает вопрос о сравнении возможных вариантов построения системы, ее архитектуры и выборе наилучшего из них;
на стадии технического проектирования, когда уже более детально известны состав системы, ее структура и принципы функционирования и необходимо проверить правильность принятых решений, найти слабые места и выработать определенные рекомендации по повышению надежности и эффективности функционирования системы;
на этапе испытаний, когда математическая модель позволяет получить оценку показателей надежности;
на этапе эксплуатации при планировании и прогнозировании стратегии модернизации и развития больших систем: систем передачи данных, вычислительных сетей и т.п., а также при составлении календарных графиков замены деталей, планировании профилактических мероприятий и т.д.
Перечислим основные требования, предъявляемые к математическим моделям.
1. Модель должна отражать основные свойства исследуемого объекта с точки зрения интересующего параметра или группы параметров. Например, если рассматривается время доставки сообщений в системе с коммутацией пакетов, то подходящей математической моделью может быть сеть массового обслуживания с не надежными обслуживающими устройствами (узлами коммутации, каналами связи). Если же изучается вопрос живучести сети по отношению к различным внешним воздействиям, то подходящей моделью может оказаться граф с сетевой структурой.
2.Модель должна быть проста в содержательном смысле, т.е. результаты ее анализа должны быть легко интерпретируемы. Это означает, что слишком подробная модель не всегда является наилучшей.
3.Модель должна быть адаптирована под имеющиеся исходные данные.
4.Модель должна быть легко модифицируемой при появлении новых исходных данных или новых сведений о природе системы. Например, статистическая модель системы передачи данных в режиме пакетной коммутации должна предусматривать возможность использования ее при различных протоколах верхнего уровня. Математическая модель для статистического моделирования системы связи с коммутацией сообщений должна иметь общее программное ядро с математической моделью системы связи с коммутацией пакетов.
5.Модель должна быть сформулирована так, чтобы размерность этой модели позволяла бы проводить достаточно конструктивным образом расчеты на доступной вычислительной технике в разумные сроки. Это в первую очередь касается тех моделей, которые предназначены для использования в режиме советчика в реальном масштабе времени.
2.4.1. Определение показателей надежности