Контейнерна модель багатокомпонентної системи в архітектурі цифрового двійника

Анотація

У статті розглянуто проблему формалізованого опису багатокомпонентних комп’ютерних систем у контексті побудови архітектури цифрового двійника. Актуальність дослідження зумовлена поширенням контейнерних технологій, мікросервісних архітектур та розподілених обчислювальних середовищ, у яких система складається з великої кількості взаємодіючих компонентів. Запропоновано контейнерну модель багатокомпонентної системи, у якій контейнер інтерпретується як структурно-функціональна підсистема з визначеним простором станів, оператором динаміки та ресурсними характеристиками. Систему подано у вигляді множини взаємодіючих контейнерів, для яких формалізовано механізм міжконтейнерної взаємодії, описано локальну динаміку компонентів та введено обмеження ресурсної узгодженості. Побудовано агреговану модель глобальної динаміки системи, що дозволяє здійснювати системний аналіз її поведінки. У межах архітектури цифрового двійника введено відображення між фізичною системою та її цифровим представленням і сформульовано умови їх структурної, динамічної та ресурсної узгодженості. Запропонований підхід дозволяє поєднати контейнерну декомпозицію з математичним описом поведінки системи та використовувати її як формальну основу побудови цифрових двійників у розподілених, хмарних та edge-середовищах.