- •Часть 6. Эффективность и качество функционирования вычислительных систем Глава 22. Надежность, достоверность и безопасность информационных систем После изучения этой главы вы должны знать:
- •Надежность информационных систем
- •Основные показатели надежности
- •Единичные показатели надежности
- •Показатели безотказности
- •Показатели ремонтопригодности
- •Показатели долговечности
- •Комплексные показатели надежности
- •Обеспечение надежности функционирования ис
- •Виды обеспечения надежности
- •Избыточность информационных систем
- •Практическая реализация надежных информационных систем
- •Обеспечение надежности баз данных
- •Кластеризация компьютеров
- •Отказоустойчивые компьютеры
- •Достоверность информационных систем
- •Показатели достоверности информации
- •Единичные показатели достоверности информации
- •Показатели корректируемости информационных систем
- •Комплексные показатели достоверности
- •Обеспечение достоверности информации
- •Классификация методов контроля достоверности
- •Классификация методов контроля достоверности по назначению
- •Классификация методов контроля достоверности по уровню исследования информации
- •Классификация методов контроля достоверности по способу реализации
- •Классификация методов контроля достоверности по степени выявления и коррекции ошибок
- •Основные показатели качества контроля достоверности
- •Помехозащищенное кодирование информации
- •Десятичные коды с обнаружением однократных ошибок
- •Десятичные коды с автоматическим исправлением однократных ошибок
- •Безопасность информационных систем
- •Защита информации от несанкционированного доступа
- •Защита сетей на базе ms Windows nt/2000 Server
- •Брандмауэр как средство контроля межсетевого трафика
- •Криптографическое закрытие информации
- •Электронная цифровая подпись
- •Защита информации от компьютерных вирусов
- •Способы защиты от вирусов
- •Основные меры по защите компьютеров от вирусов
- •Вопросы для самопроверки
Избыточность информационных систем
Первоначально понятие избыточности использовалось только применительно к информации. Так, Х. Найквист, впервые применивший данный термин, избыточной считал ту бесполезную составляющую сигнала, которая не передает сообщения; К. Шеннон количественно определил избыточность источника информации через свою любимую энтропию. В настоящее время понятие избыточности существенно отличается от первоначального: оно расширилось и максимально приблизилось к понятию «резервирование». Согласно ГОСТ 18347-75, резервирование — это метод повышения надежности объекта введением избыточности. Там же избыточность определена как дополнительные средства и возможности сверх минимально необходимых для выполнения объектом заданных функций.
Избыточность чаще всего используется для выражения относительной категории, но может иметь и абсолютное исчисление. Так, количественно абсолютную избыточность Rабс можно определить как разность между используемым разнообразием Vi системы по рассматриваемому виду элементов обеспечения и минимально необходимым ее разнообразием V0i, достаточным для выполнения возложенных на систему функций:
Rабс = Vi – V0i.
Относительная избыточность или просто избыточность R:
R = Rабс / V0i = Vi / V0i – 1.
Отношение Кизб = Vi / V0i носит название коэффициента избыточности.
Виды избыточности, как правило, совпадают с видами обеспечения, в рамках которого они формируются. Например, в структурном обеспечении используется структурная избыточность, в алгоритмическом обеспечении — алгоритмическая избыточность и т. п. Но понятие «обеспечение» шире понятия «избыточность», поскольку обеспечение обуславливает как возможность проведения процедур, так и сами процедуры, а избыточность — только саму такую возможность.
Синтаксическая избыточность информации непосредственно связана с понятием информативности (содержательности). Если сообщение, содержащее объем данных Vд, можно отобразить меньшим объемом данных V0д, то говорят, что данное сообщение имеет синтаксическую избыточность Rабс = Vд – V0д.
Если информация закодирована в системе счисления с основанием m, то синтаксическая абсолютная избыточность может быть определена как разность между количеством содержащихся в ней символов n и минимально возможным количеством символов no, необходимых для представления всего множества семантически различимых сообщений N.
Поскольку n0 = logmN, то Rабс = n – logmN.
Избыточная семантическая информация — это информация, превышающая полную информацию и формально являющаяся лишней в сообщении, то есть такой, без которой можно точно установить смысл и значение сообщения.
Избыточность, как правило, вводится в систему искусственно, специально для повышения надежности системы и обеспечения достоверности преобразуемой информации, но может быть и естественной, внутренне присущей самой системе. Последнее часто относится к семантической избыточности — семантическая избыточность связана с наличием в сообщении сведений, коррелирующих между собой или уже известных пользователю.
Следует заметить, что многие виды обеспечения надежности и достоверности тесно взаимосвязаны и пересекаются друг с другом, особенно это касается видов обеспечения, связанных с введением соответствующей им избыточности. Практически применение только одного какого-либо вида избыточности для обеспечения надежности и достоверности работы системы встречается довольно редко; значительно более эффективным оказывается комплексное использование сразу нескольких видов избыточности для одних и тех же процедур преобразования информации.