Рассмотрены особенности создания и использования моделирующих средств для разработки, испытаний и эксплуатации солнечных систем электроснабжения космических аппаратов. Приведены схемные решения и технические характеристики физических моделей и экспериментального оборудования. Изложены некоторые результаты исследований процессов в системах электроснабжения и отдельных агрегатах. Предложены методики синтеза математических моделей источников и накопителей энергии в составе энергосистем, а также принципы построения алгоритмов для решения задач на ранних этапах проектирования космических энергосистем.

Проанализированы методы обеспечения надежности и безопасности операционных систем реального времени (ОСРВ). Рассмотрены стандарты безопасности для ОСРВ и существующие разработки в данном направлении, обсуждены концепция реализации выделенных разделов, архитектура ОСРВ. Предложены реализация ключевых механизмов работы с виртуальной памятью, взаимодействие процессов и потоков в рамках стандарта POSIX.

Выполнена разработка комплекса моделей, способов и информационных средств для автоматизации технологических процессов испытаний на основе системы энергоснабжения космических аппаратов. Рассмотрены некоторые аспекты применения методов и средств автоматизированного конструирования информационных систем для разработки ПО автоматизации технологических процессов испытаний сложных технических систем.

Предложен язык описания технологических процессов испытаний сложных технических систем, преимущественно относящихся к космической технике. Приведены основные результаты внедрения разработанных моделей, алгоритмов и программных средств при испытаниях системы электроснабжения космического аппарата типа "Микроспутник".

Важным критерием для систем реального времени является выполнение задач к поставленному сроку. Приведены алгоритмы планирования задач реального времени для многопроцессорных систем и проведен их анализ. При разработке операционных систем полученные результаты могут помочь в выборе оптимального алгоритма. Также данные результаты будут полезными при разработке алгоритма планирования задач реального времени для многоядерной архитектуры процессоров, куда и будет направлено дальнейшее исследование.

Рассмотрены проблемы обеспечения безопасности функционирования организационно-технических систем путем повышения их отказоустойчивости. Проведен анализ некоторых моделей надежности программно-аппаратных комплексов, а также выполнена расчетная оценка надежности избыточных аппаратно-программных систем. Рассмотрена возможность повышения надежности аппаратно-программных комплексов на основании построения самодиагностирующегося ПО.

Показано, что ключевые для систем реального времени свойства реактивности и предсказуемости в клиент-серверных системах, реализующих технологию ОРС, могут быть достигнуты при разработке программного обеспечения, реализующего алгоритмический и ресурсный способ адаптации. Сформулированные ограничения на актуальность данных и временную целостность информации позволяют рассматривать процесс планирования запросов в клиент-серверных системах реального времени как задачу динамического программирования, решение которой дает политику управления запросами. С учетом разработанных архитектурных решений программного обеспечения выполнен качественный анализ проблемных вопросов.

Рассмотрены особенности архитектуры многоядерных процессоров, новые требования к программному обеспечению, использующие все преимущества систем с параллельными вычислениями. Проанализированы проблемы планирования мультимедийных задач реального времени в системах на основе многоядерных процессоров. Рассмотрен динамический метод планирования мультимедийных задач для систем на основе многоядерных процессоров.

Приведены результаты построения имитационной модели подсистемы электроснабжения (ПСЭС) спутника на основе математического аппарата искусственных нейронных сетей (ИНС). Определена оптимальная структура нейронной сети, которая позволяет прогнозировать процессы изменения напряжения на главной шине ПСЭС на достаточно продолжительный интервал времени, при этом накоплением статической ошибки можно пренебречь, а динамическая ошибка характеризуется допустимым для процесса моделирования значением СКО. Практическая апробация имитационной модели в ходе автономных и комплексных испытаний ПСЭС позволила сократить трудозатраты на внедрение программного обеспечения и обеспечила экономию ресурса ПСЭС, контрольно-проверочной и стендовой аппаратуры.

Рассмотрен подход к созданию единого пространства знаний в рамках интеллектуальной системы управления предприятием, основанный на разработке предметных онтологий, как моделей знаний административно-управляющего персонала уровня цехов и производственных отделов.

Рассмотрены особенности применения технологии Windows Workflow Foundation при разработке программного обеспечения для автоматизации стендовых испытаний подсистем космических аппаратов таких, как спутники. Показано, что применение данной технологии позволяет технологу непосредственно описать ход вычислительного процесса, используя базовые исполняемые блоки или шаблоны в виде рабочих потоков, что повышает информативность и упрощает дальнейшие модификации системы.

Показано, что проектирование и реализация пользовательских интерфейсов таких сложных систем, как SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных), играют ключевую роль в обеспечении качества программного обеспечения в целом, особенно на этапах внедрения и сопровождения. Человеко-компьютерный интерфейс, разработанный с учётом требований эргономики, снижает трудозатраты пользователя и стоимость всей системы. Основным показателем качества пользовательских интерфейсов является его эргономичность, или удобство в использовании, согласно международному стандарту качества ISO/IEC 9126.

Рассмотрена необходимость проведения контроля точности и достоверности телеметрической информации. Рассмотрены существующие методы контроля достоверности информации. Показано, что существующие методы не позволяют учитывать избыточность информации, то есть наличие функциональных зависимостей и ограничений между группами переменных. Доказана необходимость применения недоопределенных моделей и программирования в ограничениях в решении данной задачи. Сформулированы основные теоретические сведения недоопределенных моделей и методов. Описан возможный метод проверки телеметрической информации на корректность. Приведены примеры применения данного метода.

Показано, что для повышения эффективности функционирования, снижения стоимости разработки и эксплуатации таких сложных систем, как системы телеметрии, обработка информации в которых происходит в режиме реального времени, особое внимание необходимо уделять разработке человеко-машинного интерфейса с учётом человеческого фактора. Обосновано, что существующие методики оценки качества интерфейсов носят субъективный характер, а методы количественной оценки не эффективны из-за большого количества телеметрических параметров, поступающих от сложных динамических объектов различного назначения. Предложен формализованный подход для оценки качества человеко-машинного интерфейса. Представлены графический интерфейс пользователя и результаты расчета функции качества.

Рассмотрены способы применения технологии Windows Workflow Foundation при разработке программного обеспечения для создания виртуальных лабораторных комплексов. Показано, что данная технология позволяет создавать инструментальные средства для построения сценариев лабораторных работ. Рассмотрена графовая модель представления потоков работ Windows Workflow Foundation (сценария лабораторных работ), а также предложен метод проверки их на корректность с помощью алгоритмов поиска в ширину и глубину. Разработан прототип программного обеспечения для наглядного представления работы выбранной технологии и методов.

Показано, что контроль точности, достоверности и актуальности вычислений в программном обеспечении систем реального времени (ПО СРВ) является актуальной задачей. Предложено в качестве теоретического решения данной задачи использовать модель вычислений, управляемых данными, с учетом неопределенностей: временной, связанной с неизвестным точным временем их получения, и интервальной, вызванной ошибками измерений и преобразований. Показано, что в существующих паттернах-шаблонах проектирования ПО, например, в "Шине данных", возможен учет и обработка этих неопределенностей. Сформулированы основные правила преобразования информации, обеспечивающие автоматический контроль и верификацию данных. В качестве средства исследования и моделирования вычислителей предложено использовать сеть Петри.

Рассмотрено современное состояние проблемы автоматизации управления рисками программных проектов (ПП). Синтезирована эталонная модель классификации рисков ПП на основе известных классификаций. Предложен нечетко-множественный метод и формализованы лингвистические переменные для автоматизации поддержки принятия решений при управлении рисками ПП в рамках эталонной модели классификации. Приведен пример построения базы правил для реализации автоматизированной поддержки принятия решений на основе использования классификации рисков, предложенной Barry Boehm, представленной средствами эталонной модели.

Для исследования эффективности применения новых подходов к планированию вычислений в системах реального времени на основе многоядерных процессоров разработана имитационная модель, которая позволяет реализовать процесс планирования в системах с различными архитектурами многоядерных процессоров. Оценка эффективности статического и динамического методов планирования выполнена с учетом размерности практических задач, решаемых при автоматизации испытаний современных космических аппаратов. Результаты моделирования положены в основу ряда важных для практической реализации автоматизированных систем испытаний выводов.

Отмечено, что испытания и экспериментальная отработка таких сложных технических объектов, как бортовые системы космических аппаратов, во многом определяют стоимость и продолжительность всего цикла разработки космического аппарата. Автоматизация процессов испытаний невозможна без тщательной проработки управляющих алгоритмов, для тестирования и отладки которых требуются соответствующие средства визуализации, наглядно представляющие оператору и разработчику космического комплекса последовательность и содержание режимов и проверок. Показано, что из-за сложности и иерархичности управляющих алгоритмов существует необходимость в разработке модели управляющего алгоритма испытаний бортовых систем космических аппаратов, которая предназначена для верификации таких алгоритмов, а также для анализа результатов работы программного обеспечения испытаний.

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований механизмов доступа к данным OPC-сервера. Приведена оценка затрат процессорного времени на обмен информацией между клиентом и сервером OPC, определена пропускная способность информационного обмена, даны выводы по использованию OPC в условиях мягкого реального временем с учетом детерминизма и реактивности системы.