机电软件系统对随机攻击和定向攻击的容错性
分布式、并行与集群计算
2013-10-04 v1 软件工程
系统与控制
摘要
本文描述了一种复杂网络方法，用于研究机电软件系统在各类硬件和/软件故障下的容错性。我们基于模块化和分层模块化产品架构的证据，以及物理组件与软件互连的已知模体，生成了合成系统架构。随后对这些系统架构施加各种形式的攻击。这些攻击模拟了关键硬件或软件的故障。我们研究了四种类型的攻击：度中心性、介数中心性、接近中心性和随机攻击。系统的容错性通过“鲁棒性系数”来衡量，这是受攻击网络连通性的拓扑“规模”指标。我们发现，介数中心性攻击导致鲁棒性系数下降最为显著，这证实了介数中心性（而非连接数量，即度）是衡量组件重要性的最保守指标。一个反直觉的发现是，“设计”出的系统架构（包括总线型、环型和星型架构）在容错性上并不显著优于没有规定架构的互连（即随机架构）。我们的研究为设计具有容错能力的机电软件系统架构提供了一种数据驱动的方法。
引用
@article{arxiv.1310.1050,
title = {The failure tolerance of mechatronic software systems to random and targeted attacks},
author = {Dharshana Kasthurirathna and Andy Dong and Mahendrarajah Piraveenan and Irem Y. Tumer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.1050},
year = {2013}
}
备注
Proceedings of the 2013 ASME International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE 2013 August 4-7, 2013, Portland, Oregon, USA (In Print)