Використання рівняння автомодельного типу для моделювання надійності програмного забезпечення, реалізованого за допомогою хмарних технологій

Анотація

Надано опис процесу тестування та налагодження програмного комплексу для реалізації скінченноелементного аналізу у хмарному середовищі. Аналізуються типи та причини виникнення помилок при налаштуванні та виконанні програмного коду, серед яких: помилки, що виникають під час розгортання інфраструктури та перешкоджають створенню необхідних ресурсів хмарного середовища; помилки в конфігурації інфраструктури, які не заважають роботі середовища, але роблять його використання неефективним або ненадійним; помилки, пов'язані з доступом до ресурсів в хмарному середовищі; неефективні рішення, що не заважають роботі, але знижують її ефективність.  Описано інструменти для забезпечення роботи у хмарному середовищі, серед яких Azure Resource Manager,  Terraform Cloud, GitHub Actions  та інші. Використано архітектуру типу «головний сервіс – працюючий сервіс». Описано вибрану за результатами досліджень конфігурацію системи. Розглянуто питання керування хмарними ресурсами. За аналізом експериментально отриманої залежності числа помилок та відмов від часу запропоновано математичну модель для прогнозування надійності  роботи програмних засобів. Модель побудовано на базі інтегрування за часом диференційного рівняння автомодельного типу для параметру відмов, близькість якого до нуля у певний інтервал часу й забезпечує прогноз потрібної надійності програмного засобу. Обговорюється процедура ідентифікації параметрів моделі зі степеневою залежністю від числа відмов. Показано задовільну здатність рівняння автомодельного типу до прогнозування надійності програмних засобів розглянутої конфігурації при порівнянні з реальними даними тестування. Запропоновано використання розробленої математичної моделі прогнозування надійності для її застосування для інших типів програмних систем, що використовують хмарні технології.