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2003 年度 研究成果報告書概要

情報通信システム高信頼化のための評価技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13480109
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 俊一  北海道大学, 大学院・経済学研究科, 教授 (50143649)

研究分担者 岡村 寛之  広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10311812)
土肥 正  広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00243600)
尾崎 俊治  南山大学, 数理情報学部, 教授 (10034399)
高橋 敬隆  早稲田大学, 商学部, 助教授 (20329064)
海生 直人  広島修道大学, 経済科学部, 教授 (80148741)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
キーワード情報通信システム / 信頼性工学 / 評価技術 / 確率モデル / ソフトウェア信頼性 / 予防保全 / 待ち行列 / Queues
研究概要

本研究は、性能評価と信頼性解析を融合することで、故障や費用構造を伴う情報通信システムの設計・運用を支援するための新しい性能・信頼性評価技術(PRET : Performance/Reliability Evaluation Technology)を開発することを目的とし、以下の研究成果を得た。
1.拡散モデルの開発とその応用に関する研究
木村は、系内客数過程が連続時間マルコフ過程として定式される状態依存性をもつ待ち行列を一般化したクラスに対し、既存の厳密解と整合する近似系内客数分布を与える拡散モデルを開発した。この研究成果は、計3編の論文[3,11,23](研究成果報告書・研究発表の項参照)にまとめられている。高橋は、基本復帰境界をもつ拡散モデルを用いて、遊休状態からのサービス開始時にセットアップ時間を要するM/G/1待ち行列を解析した。拡散モデルの情報通信システムへの応用として、河西・高橋は基本復帰境界をもつ拡散モデルを用いて、ファクシミリ通信ネットワークにおけるサーバの性能評価を行い、論文[2]にまとめた。岡村・土肥は情報通信システムと類似性をもつ多段生産在庫システムの性能評価に拡散モデルを応用し、その結果を国際会議で発表した。木村は情報通信システムへの拡散モデルの応用に関する文献調査を行い、その調査結果をサーベイ論文[24]にまとめた。
2.ソフトウェア若化スケジューリングに関する研究
ソフトウェアの運用信頼性を向上させるためにシステムの稼動を一時的に停止し、内部構造を浄化した後にシステムを再稼動する若化(rejuvenation)という予防保全的手続きが経験的に行われてきた。岡村・土肥・海生は、離散時間あるいは連続時間の確率モデルを用いて、コスト有効性などの評価規範の下で最適な若化スケジュールを導出する問題を理論的に解析した。この研究成果は計8編の論文[1,7,8,9,14,16,17,18]にまとめられている。
3.ソフトウェア信頼度成長モデル関する研究
フォールト除去作業によってソフトウェアの信頼度が向上していく過程は、フォールト発見事象に適当な仮定をおくことで、ソフトウェア信頼度成長モデルとよばれる確率過程によって表現できる。岡村・土肥・尾崎は、モジュール構造をもつソフトウェア信頼度成長モデル、ソフトウェア信頼度成長モデルのパラメータ推定、最適ソフトウェア・リリースなどの問題に取り組み、従来の解法よりも高い精度をもつ解を導出した。これらの研究成果は計6編の論文[4,5,6,13,15,21]にまとめられている。
4.その他の研究
岡村・土肥・尾崎は、コンピュータシステムの自動スリープ・スケジューリング最適解を求めるための再生過程モデルを構築し、計3編の論文[10,19,22]にまとめた。また、土肥・海生・尾崎は不完全修理を伴うある取替問題に対して、修理時間限度を推定するノンパラメトリックな方法を提案し、論文[20]にまとめた。

  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] H.Okamura, S.Miyahara, T.Dohi, S.Osaki: "Performance evaluation of workload-based software rejuvenation scheme"IEICE Transactions on Information and Systems. E84-D・10. 1368-1375 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K.Kawanishi, Y.Takahashi: "Performance modeling of a server for facsimile communication networks"Probability in the Engineering and Information Sciences. 15. 295-310 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡村寛之, 渡部保博, 土肥 正, 尾崎俊治: "EMアルゴリズムに基づいたソフトウェア信頼性モデルの推定"電子情報通信学会論文誌(A). J85-A・4. 442-450 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡村寛之, 黒木伸吾, 土肥 正, 尾崎俊治: "モジュール構造をもつソフトウェアの信頼度成長モデル"電子情報通信学会論文誌(D-I). J85-D-1・9. 905-914 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 伊藤将貴, 岡村寛之, 土肥 正: "従属マルコフ連鎖モデルに基づいたソフトウェア安全性の評価"電子情報通信学会論文誌(A). J85-A・12. 1419-1427 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Suzuki, T.Dohi, H.Okamura: "Cost-effective analysis of software systems with periodic Rejuvenation"IEICE Transactions on Fundamentals. E85-A・12. 2923-2932 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kimura: "Diffusion approximations for queues with Markovian bases"Annals of Operations Research. 113. 27-40 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Nishio, T.Dohi: "Determination of the optimal software release time based on proportional hazards software reliability growth models"Journal of Quality in Maintenance Engineering. 9・1. 48-65 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 土肥 正, 岩本一樹, 岡村寛之, 海生直人: "コスト有効性に基づいた離散時間ソフトウェア若化スケジュールの推定"電子情報通信学会論文誌(A). E86-A・3. 269-277 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 本田紘介, 土肥 正, 岡村寛之: "モジュールサイズの分布に基づいたソフトウェア欠陥密度の評価に関する考察"電子情報通信学会論文誌(A). J86-A・6. 713-717 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Okamura, S.Miyahara, T.Dohi: "Dependability analysis of a transaction-based multi-server system with rejuvenation"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. E86-A・8. 2081-2090 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Dohi, K.Iwamoto, H.Okamura, N.Kaio: "Discrete availability models to rejuvenate a telecommunication billing application"IEICE Transactions on Communications. E86-B・10. 1419-1427 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Fujio, H.Okamura, T.Dohi: "Fine-grained shock models to rejuvenate software systems"IEICE Transactions on Information and Systems. E86-D・10. 2165-2171 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Okamura, T.Dohi, S.Osaki: "A structural approximation method to generate the optimal auto-sleep schedule for computer systems"Computers & Mathematics with Applications. 46・7. 1103-1110 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Dohi, A.Ashioka, N.Kaio, S.Osaki: "The optimal repair-time limit replacement policy with imperfect repair : Lorenz transform approach"Mathematical and Computer Modelling. 38・11/13. 1169-1176 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Dohi, K.Yasui, S.Osaki: "Software reliability assessment models based on cumulative Bernoulli trial processes"Mathematical and Computer Modelling. 38・11/13. 1177-1184 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Okamura, T.Dohi, S.Osaki: "Phase type approximation for optimal auto-sleep scheduling"Mathematical and Computer Modelling. 38・11/13. 1391-1398 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kimura: "A consistent diffusion approximation for finite-capacity multiserver queues"Mathematical and Computer Modelling. 38・11/13. 1313-1324 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Osaki(編): "Stochastic Models in Reliability and Maintenance"Springer-Verlag, Berlin. 338 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Okamura, H., Miyahara, S., Dohi, T., Osaki, S.: "Evaluation of Workload-Based Software Rejuvenation Scheme"IEICE Transaction on Information and Systems. Vol.E84-D, No.10. 1368-1375 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kawanishi K., Takahashi, Y.: "Performance Modeling of a Server for Facsimile Communication Networks"Probability in the Engineering and Information Sciences. Vol.15. 295-310 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamura, H., Watanabe, Y., Dohi, T., Osaki, S.: "An Estimation of Software Reliability Models Based on EM Algorithm [in Japanese]"Transactions of the IEICE of Japan. Vol.J85-A, No.4. 442-450 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamura, H., Kuroki, S., Dohi, T., Osaki, S.: "A Reliability Growth Model for Modular Software [in Japanese]"Transactions of the IEICE of Japan. Vol.J85-D-I, No.9. 905-914 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ito, M., Okamura, H., Dohi, T.: "Software Safety Assessment Based on a Subordinated Markov Chain Model [in Japanese]"Transactions of the IEICE of Japan. Vol.J85-A, No.12. 1419-1427 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, H., Dahi, T., Okamura, H.: "Cost-Effective Analysis of Software Systems with Periodic Rejuvenation"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. Vol.E85-A, No.12. 2923-2932 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kimura, T.: "Diffusion Approximations for Queues with Markovian Bases"Annals of Operations Research. Vol.113,. 27-40 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nishio, Y., Dohi, T.: "Determination of the Optimal Software Release Time Based on Proportional Hazards Software Reliability Growth Models"Journal of Quality in Maintenance Engineering. Vol.9, No.1. 48-65 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Dohi, T., Iwamoto, K., Okamura, H., Kaio, N.: "Estimation of Discrete-Time Software Rejuvenation Schedule Based on the Coat Effectiveness [in Japanese]"Transactions of the IEICE of Japan. Vol.J86-A, No.3. 269-277 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Honda, K., Dohi, T., Okamura, H.: "A Note on Estimation of Software Defect Density Based on the Module Size Distribution [in Japanese]"Transactions of the IEICE of Japan. Vol.J86-A, No.6. 713-717 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamura, H., Miyahara, S., Dohi, T.: "Dependability Analysis of a Transaction-Based Multi-Server System with Rejuvenation"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. Vol.E86-A, No.8. 2081-2090 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Dohi, T., Iwamoto, K., Okamura, H., Kaio, N.: "Discrete Availability Models to Rejuvenate a Telecommunication Billing Application"IEICE Transactions on Communications. Vol.E86-B, No.10. 2931-2939 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fujio, H., Okamura, H., Dohi, T.: "Fine-Grained Shock Models to Rejuvenate Software Systems"IEICE Transactions on Information and Systems. Vol.E86-D, No.10. 2165-2171 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamura, H., Dohi, T., Osaki, S.: "A Structural Approximation Method to Generate the optimal Auto-Sleep Schedule for Computer Systems"Computers & Mathematics with Applications. Vol.46, No.7. 1103-1110 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Dohi, T., Ashioka, A., Kaio, N., Osaki, S.: "The Optimal Repair-Time Limit Replacement Policy with Imperfect Repair Lorenz Transform Approach"Mathematical and Computer Modelling. Vol.38, No.11/13. 1169-1176 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Dohi, T., Yasui, K., Osaki, S.: "Software Reliability Assessment Models Based on Cumulative Bernoulli Trial Processes"Mathematical and Computer Modelling. Vol.38, No.11/13. 1177-1184 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamura, H., Dohi, T., Osaki, S.: "Phase Type Approximation for Optimal Auto-Sleep Scheduling"Mathematical and Computer Modelling. Vol.38, No.11/13. 1391-1398 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kimura, T.: "A Consistent Diffusion Approximation for Finite-Capacity Multiserver Queues"Mathematical and Computer Modelling. Vol.38, No.11/13. 1313-1324 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2005-04-19  

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