<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sustain</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Надежность</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dependability</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1729-2646</issn><issn pub-type="epub">2500-3909</issn><publisher><publisher-name>RAMS Journal Limited liability company</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21683/1729-2646-2019-19-4-12-16</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sustain-343</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СТРУКТУРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>STRUCTURAL RELIABILITY. THE THEORY AND PRACTICE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Дисперсия числа отказов в процессах восстановления</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dispersion of the number of failures in restoration processes</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Вайнштейн</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vaynshteyn</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Виталий И. Вайнштейн – кандидат физико-математических наук, ФГАО ВО «Сибирский федеральный университет», доцент-заведующий НУЛ «Информационная безопасность» кафедры прикладной математики и компьютерной безопасности</p><p>660041, Красноярский край, г. Красноярск, пр. Свободный, 79 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vitaly I. Vaynshteyn, Candidate of Physics and Mathematics, Siberian Federal University, Associate Professor, Head of Laboratory for Information Security, Department of Applied Mathematics and Computer Security</p><p>660041, Krasnoyarsk Krai, Krasnoyarsk, 79 pr. Svobodny  </p></bio><email xlink:type="simple">vit037@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГАО ВО «Сибирский федеральный университет»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Siberian Federal University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>16</day><month>12</month><year>2019</year></pub-date><volume>19</volume><issue>4</issue><fpage>12</fpage><lpage>16</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Вайнштейн В.И., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Вайнштейн В.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Vaynshteyn V.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.dependability.ru/jour/article/view/343">https://www.dependability.ru/jour/article/view/343</self-uri><abstract><p>Оптимальная организация процесса восстановления имеет важное значение в работе технических, информационно-вычислительных систем, так как возникающие при их работе отказы приводят к значительным негативным последствиям. В работе получена формула дисперсии числа отказов для общего процесса восстановления, которая зависит от функций восстановления (среднего числа отказов) простого и общего процессов восстановления. Также получены формулы дисперсий числа отказов и восстановлений при альтернирующем процессе восстановления, когда наряду со временем работы элемента до отказа учитывается, например, время восстановления. Для экспоненциального распределения при простом и общем процессе восстановления выписаны формулы для дисперсии числа отказов, а также выписано неравенство Чебышева и формула для коэффициента вариации числа отказов для простого процесса восстановления. Представ‑ лен алгоритм получения дисперсии в виде рядов для законов распределения наработок, характерных для теории надежности. Разработанный математический аппарат предназначен для применения при постановке и решении различных оптимизационных задач информационной и компьютерной безопасности, а также при эксплуатации технических и информационных систем, программных и программно-аппаратных средств защиты информации, когда возникают отказы, угрозы атак, угрозы безопасности, имеющие случайный характер.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Optimal organization of the restoration process is of significant importance in the operation of technical, information and computer systems, since failures occurring during their operation lead to substantial negative consequences. In this paper, a formula for the variance of the number of failures is obtained for the general restoration process, which depends on the restoration functions (average number of failures) of the simple and general restoration processes. Also obtained are the formulas for the variances of the number of failures and restorations during the alternating restoration process, when along with the element’s time to failure, for example, the restoration time is taken into account. For an exponential distribution with a simple and general restoration process, formulas are written for the variance of the number of failures, as well as the Chebyshev inequality and the formula for the coefficient of variation of the number of failures for a simple restoration process. The paper presents an algorithm for obtaining dispersion in the form of series for the operation time distribution laws common to the dependability theory. The developed mathematics are intended for the definition and solution of various optimization problems of information and computer security, as well as in the operation of technical and information systems, software and formware information protection facilities affected by random failures, threats of attacks and security threats.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>функция распределения</kwd><kwd>процесс восстановления</kwd><kwd>функция восстановления</kwd><kwd>дисперсия числа отказов</kwd><kwd>коэффициент вариации</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>distribution function</kwd><kwd>restoration process</kwd><kwd>restoration function</kwd><kwd>failure number dispersion</kwd><kwd>variation coefficient</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Боровков А.А. Теория вероятностей [Текст] / А.А. Боровков. – М.: Либроком, 2009. – 652 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Borovkov AA. Teoriya veroyatnostey [1] [Probability theory]. Moscow: Librokom; 2009 [in Russian]. https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=376420326&amp;fam=%D0%91%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%BE%D0%B2&amp;init=%D0%90+%D0%90</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Байхельт Ф. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход [Текст]: [пер. с англ.] / Ф. Байхельт, П. Франкен. – М.: Радио и связь, 1988. – 392 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Beichelt F, Franken P. Reliability and Maintenance. Mathematical Methods. Moscow: Radio i sviaz; 1988.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вайнштейн И.И. Процессы и стратегии восстановления с изменяющимися функциями распределения в теории надежности [Текст] / И.И. Вайнштейн. – Красноярск: СФУ, 2016. – 189 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vaynshteyn II. Protsessy i strategii vosstanovleniya s izmenyayushchimisya funktsiyami raspredeleniya v teorii nadezhnosti [Processes and strategies of restoration with ramp distribution functions in the dependability theory]. Krasnoyarsk: SFU; 2016 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вайнштейн И.И. О моделях процессов восстановления в теории надежности [Текст] / И.И. Вайнштейн, В.И. Вайнштейн, Е.А. Вейсов // Вопросы математического анализа: сб. науч. тр. / ред. В. И. Половинкин. ИПЦ КГТУ, Красноярск. – 2003. – Вып. 6. – С. 78-84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vaynshteyn II, Vaynshteyn VI, Veysov EA. O modelyakh protsessov vosstanovleniya v teorii nadezhnosti [On the models of restoration processes in the dependability theory]. In: Polovinkin VI, editor. Voprosy matematicheskogo analiza: sb. nauch. tr. Vyp. 6 [Matters of mathematical analysis: a collection of research papers. Vol. 6]. Krasnoyarsk: IPTs KGTU; 2003 [in Russian]. https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409857&amp;fam=%D0%92%D0%B0%D0%B9%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD&amp;init=%D0%98+%D0%98https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409857&amp;fam=%D0%92%D0%B0%D0%B9%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD&amp;init=%D0%92+%D0%98  https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409857&amp;fam=%D0%92%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BE%D0%B2&amp;init=%D0%95+%D0%90</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Булинская Е.В. Асимптотическое поведение некоторых стохастических систем хранения [Текст] / Е.В. Булинская, А.И. Соколова // Современные проблемы математики и механики. – 2015. – C. 37-62.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bulinskaya EV, Sokolova AI. Asimptoticheskoe povedenie nekotorykh stokhasticheskikh sistem khraneniya [Asymptotic behaviour of some stochastic storage systems]. Sovremennye problemy matematiki i mekhaniki; 2015. p. 37-62 [in Russian]. https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=376420328&amp;fam=%D0%91%D1%83%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F&amp;init=%D0%95+%D0%92  https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=376420328&amp;fam=%D0%A1%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0&amp;init=%D0%90+%D0%98</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Анкудинов А.В. Уравнение восстановления для процессов Кижима-Сумиты [Текст] / А.В. Анкудинов, А.В. Антонов, В.А. Чепурко // Надежность. – 2018. – №18(2). – С. 3-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ankudinov AV, Antonov AV, Chepurko VA. Renewal equation for Kijima-Sumita processes. Dependability 2018;18(2):3-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чумаков И.А. Некоторые свойства моделей неполного восстановления Кижима [Текст] / И.А. Чумаков, А.В. Антонов, В.А. Чепурко // Надежность. – 2015. – №3(54). – С. 3-15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chumakov IA, Antonov AV, Chepurko VA. On some properties of Kijima incomplete restoration models. Dependability 2015;3(54):10-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перегуда А.И. Математическая модель надежности компьютерных сетей [Текст] / А.И. Перегуда, А.А. Перегуда, Д.А. Тимашев // Надежность. – 2013. – №4. – С. 18-43.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pereguda AI, Pereguda AA, Timashev DA. The mathematical model of computer networks’ reliability. Dependability 2013;(4):31-43.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вайнштейн И.И. Дисперсия числа отказов в моделях процессов восстановления технических и информационных систем. Оптимизационные задачи. [Текст] / И.И. Вайнштейн, В.И. Вайнштейн // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2019. – Том 7. – №3.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vaynshteyn II, Vaynshteyn VI. Dispersiya chisla otkazov v modelyakh protsessov vosstanovleniya tekhnicheskikh i informatsionnykh sistem. Optimizatsionnye zadachi [Dispersion of failure numbers in restoration process models of technical and information technology systems]. Modeling, optimization and information technology 2019; 7(3) [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Литвиненко Р.С. Практическое применение непрерывных законов распределения в теории надежности технических систем [Текст] / Р.С. Литвиненко, П.П. Павлов, Р.Г. Идиятуллин // Надежность. – 2016. – №16(4). – С. 17-23.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Litvinenko RS, Pavlov PP, Idiyatullin RG. Practical application of continuous distribution laws in the theory of reliability of technical systems. Dependability 2016;16(4):17-23.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вайнштейн В.И. Численное нахождение функции восстановления для одной модели процесса восстановления [Текст] / В.И. Вайнштейн, Е.А. Вейсов, О.О. Шмидт // Вычислительные технологии. – 2005. – №10. – С. 4-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vaynshteyn VI, Veysov EA, Shmidt OO. Chislennoe nakhozhdenie funktsii vosstanovleniya dlya odnoy modeli protsessa vosstanovleniya [Numerical method of finding the restoration function for one restoration process model]. Novosibirsk: Vychislitelnye tekhnologii 2005;10:4-9 [in Russian]. https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409856&amp;fam=%D0%92%D0%B0%D0%B9%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD&amp;init=%D0%92+%D0%98https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409856&amp;fam=%D0%92%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BE%D0%B2&amp;init=%D0%95+%D0%90https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409856&amp;fam=%D0%A8%D0%BC%D0%B8%D0%B4%D1%82&amp;init=%D0%9E+%D0%9E  https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=8610</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вайнштейн В.И. Функции восстановления при распределении наработок элементов технических систем как смесь n функций распределения [Текст] / В.И. Вайнштейн // Современные наукоемкие технологии. – 2018. – №6. – С. 44-49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vaynshteyn VI. Recovery functions of elements of technical systems which operation time distribution is a mixture of n functions distributions. Modern High Technologies 2018;6:44-49 [in Russian]. https://elibrary.ru/item.asp?id=35197333https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=535409856&amp;fam=%D0%92%D0%B0%D0%B9%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD&amp;init=%D0%92+%D0%98</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Markowits Harry M. Portfolio Selection [Text] / Harry M. Markowits // Journal of Finance. – 1952. – Vol. 7. – №1. – P. 71-91.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Markowitz HM. Portfolio Selection. Journal of Finance 1952;7(1):71-91.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Касимов Ю.Ф. Основы теории оптимального портфеля ценных бумаг [Текст] / Ю.Ф. Касимов. – М: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. – 144 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kasimov YuF. Osnovy teorii optimalnogo portfelya tsennykh bumag [Fundamentals of the theory of an optimal investment portfolio]. Moscow: Filin; 1998 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
