Введение

Критически важный фактор для деятельности организации — это любой фактор (компонент, оборудование, персонал, процесс, процедура, программное обеспечение и т. д.), необходимый для функционирования бизнеса или организации. Отказ или нарушение работы критически важных факторов приведет к серьезным последствиям для бизнеса или организации, и даже может повлечь за собой социальные потрясения и катастрофы.

Системы критической важности

Критически важная система – это система, необходимая для выживания бизнеса или организации. При выходе из строя или прерывании работы критически важной системы, бизнес-операции значительно страдают. Критически важное оборудование и критически важное приложение также известны как критически важные системы. Примеры критически важных систем включают: системы онлайн-банкинга, системы управления и контроля железнодорожным и авиационным транспортом, системы электроснабжения и многие другие компьютерные системы, отказ которых негативно скажется на бизнесе и обществе. Хорошим примером критически важной системы является навигационная система космического аппарата. Различие между критически важной для миссии системой и критически важной для бизнеса системой заключается в серьезных негативных последствиях и реальной возможности гибели людей, серьезных травм и/или финансовых потерь. Существует четыре типа критических систем: критически важная для миссии, критически важная для бизнеса, критически важная для безопасности и критически важная для защиты информации. Ключевое различие между критически важной для безопасности системой и критически важной для миссии системой заключается в том, что отказ критически важной для безопасности системы может привести к серьезному ущербу окружающей среде, травмам или гибели людей, в то время как отказ критически важной для миссии системы может привести к сбою в достижении поставленной цели. Примером критически важной для безопасности системы является система управления химическим производством. Критически важные для миссии и критически важные для бизнеса системы – это схожие понятия, однако отказ критически важной для бизнеса системы может повлиять только на одну компанию или организацию и лишь частично приостановить деятельность (на часы или дни). Критически важная для защиты информации система может привести к потере конфиденциальных данных в результате кражи или случайной потери. Все эти четыре системы обобщенно называются критическими системами. Выход из строя фильтрационной системы приведет к сбоям в работе компании по фильтрации воды. В этом случае фильтрационная система воды является критически важной системой. Если выйдет из строя газовая система, многие рестораны и пекарни будут вынуждены закрыться до восстановления ее работы. В этом случае газовая система является критически важной для миссии. Существуют и другие критически важные системы, отказ которых может серьезно повлиять на другие отрасли или организации.

Навигационная система воздушного судна

Самолет сильно зависит от навигационной системы. Воздушная навигация осуществляется различными методами. Метод пеленгования использует визуальные ориентиры, а также вычисление расстояния и времени. Бортовой вычислительный комплекс помогает пилотам рассчитывать время и расстояние до выбранного контрольного пункта. Радио-навигационные средства (NAVAIDS) позволяют пилотам более точно выполнять навигацию, чем только по пеленгам, а в условиях плохой видимости радио-навигация особенно полезна. Пилоты также используют GPS, который, используя 24 спутника Министерства обороны США, предоставляет точные данные о местоположении, включая скорость, позицию и курс. В случае отказа двусторонней радиосвязи пилоты должны следовать процедурам, описанным в разделе 91 Кодекса федеральных правил (14 CFR, часть 91). Отказ пневматической системы, связанная с этим потеря высоты и различные непредвиденные ситуации могут привести к стрессу и снижению ситуационной осведомленности. В этом случае пилоту следует использовать приборы, такие как навигационные системы, для получения дополнительной информации о текущей обстановке. В этом случае неисправность навигационной системы будет критической для выполнения задачи и повлечет за собой серьезные последствия.

Система безопасности ядерного реактора

Ядерный реактор – это система, предназначенная для управления и удержания управляемой ядерной цепной реакции. Обычно он используется для выработки электроэнергии, но также может применяться для проведения научных исследований и производства медицинских изотопов. Ядерные реакторы вызывают серьезную обеспокоенность в отношении общественной безопасности во всем мире, поскольку их неисправность может привести к крупномасштабной катастрофе.

История

Критически важные системы – это квинтэссенция бизнеса, и их сбой повлечет за собой серьезный финансовый и репутационный ущерб. Сегодня, по мере развития компаний и увеличения веб-ориентированности мира, спектр критически важных систем расширился. Однако вычисления для критически важных систем развивались еще с до-Web эпохи (до 1995 года). В полностью текстовом до-Web интернете, Gopher была одной из программ для конечных пользователей, основанных на ASCII. В эту эпоху критически важные системы в основном использовались в транзакционных приложениях. Программное обеспечение для управления бизнес-процессами, ERP-системы и системы бронирования авиабилетов обычно относились к критически важным. Эти приложения работали на выделенных системах в центрах обработки данных. Количество конечных пользователей было ограничено, и доступ осуществлялся преимущественно через терминалы и персональные компьютеры. После до-Web эпохи наступила Web эпоха (1995–2010). Спектр критически важных систем расширился, включив в себя электронные устройства и веб-приложения. Увеличение числа пользователей, имеющих доступ к интернету и электронным устройствам, позволило большему количеству конечных пользователей получить доступ к расширенному набору критически важных приложений. В связи с этим клиенты ожидают неограниченной доступности и повышенной безопасности используемых ими устройств. Бизнес также становится все более веб-ориентированным, что, соответственно, увеличивает количество преступлений, связанных с деньгами и мошенничеством. Расширение спектра критически важных систем привело к усилению мер безопасности и росту индустрии безопасности. В период с 1995 по 2010 год число пользователей интернета во всем мире увеличилось с 16 миллионов до 1,7 миллиарда, что свидетельствует о растущей глобальной зависимости от веб-систем. После Web эпохи наступила эпоха потребительских технологий (2010 год и далее). Спектр критически важных систем еще больше расширился благодаря увеличению числа социальных, мобильных и клиентских приложений. Потребительская ориентированность ИТ усилилась, организации расширились, а доступность веб- и ИТ-технологий для людей возросла. Значительно увеличилось количество приложений для социального бизнеса, обслуживания и поддержки клиентов, что еще больше расширило понятие критически важных систем. По данным Gartner, количество проектов по разработке мобильных приложений превысит количество проектов по разработке для персональных компьютеров в соотношении 4:1. Таким образом, современные критически важные системы охватывают все аспекты, имеющие решающее значение для клиентского обслуживания, бизнес-операций, производительности сотрудников и финансов. Ожидания клиентов возросли, и даже незначительные сбои могут привести к огромным потерям для бизнеса. По оценкам, Amazon могла потерять до 1100 долларов в секунду чистой прибыли во время сбоя, а пятиминутный сбой в работе Google обошелся компании более чем в 545 000 долларов. Сбои в критически важных системах и даже кратковременные простои могут привести к высоким затратам из-за ущерба репутации. Более длительные простои критически важных систем могут привести к еще более серьезным проблемам для отраслей и организаций.

Безопасность и безопасность

Критически важные системы должны быть надежно защищены во всех отраслях и организациях, которые их используют. Поэтому различные отрасли применяют разнообразные системы безопасности для предотвращения критических сбоев. Компании, использующие мэйнфреймы или рабочие станции, полностью зависят от баз данных и систем управления процессами, поэтому базы данных и управление процессами являются для них критически важными. Ведение больничных записей пациентов, колл-центры, фондовые биржи, центры хранения данных, диспетчерские вышки аэропортов и многие другие отрасли, зависящие от систем связи и компьютеров, должны быть защищены от остановок системы и считаются критически важными. Все компании и отрасли неизбежно сталкиваются с непредвиденными или экстраординарными проблемами, которые могут привести к остановке критически важных систем. Чтобы этого избежать, использование систем безопасности считается важной частью бизнеса. Например, Bank of America, остановка или взлом систем которой может повлечь за собой серьезные проблемы для общества и самой компании. В TLS для защиты соединения между двумя машинами одновременно используются открытый и симметричный ключи (шифрование). Обычно это используется в почтовых службах или клиентских машинах, взаимодействующих через интернет. Для использования этой технологии веб-серверу требуется цифровой сертификат, который можно получить, предоставив информацию об идентификации веб-сайта и получив открытые и закрытые ключи (криптографические ключи). Отрасли, использующие эту технологию, также могут быть обязаны ежегодно оплачивать определенную сумму.

Системы отключения

Атомным электростанциям необходимы системы безопасности для предотвращения критических отказов. Наихудшим возможным последствием может стать утечка радиоактивных материалов (U 235 или Pu 239). Одной из систем, предотвращающих критические отказы на атомных электростанциях, является система аварийной остановки. Она имеет две основные разновидности: управление стержнями и система аварийного впрыска. При возникновении проблемы на атомной электростанции система аварийной остановки посредством управления стержнями автоматически опускает стержни, останавливая цепную реакцию. Система аварийного впрыска немедленно впрыскивает жидкость в ядерный реактор при возникновении проблемы, также останавливая цепную реакцию. Обе системы обычно работают в автоматическом режиме, но также могут быть активированы вручную.

Реальное время и критическая задача

Реальное время и критически важные задачи часто путают, но это разные понятия.

Реальное время

Реальное время – это способность компьютера оперативно реагировать на внешние процессы, непрерывно обновляя информацию и обрабатывая данные в строго определенный промежуток времени, иначе это может привести к серьезным последствиям. Видеоигры служат примером работы в реальном времени, поскольку компьютер отрисовывает их настолько быстро, что пользователь практически не замечает задержек. Для поддержания ощущения интерактивности каждый кадр должен быть отрисован за короткий промежуток времени. Скорость отрисовки графики может различаться в зависимости от конфигурации компьютерной системы.

Типы систем реального времени

Система жесткого реального времени не должна пропускать заданное время, иначе это может привести к серьезным последствиям. Соблюдение сроков является обязательным, и пропуск дедлайна равносилен неверному результату. Примером системы жесткого реального времени служат автомобильные подушки безопасности. Система мягкого реального времени имеет более гибкие сроки. Система может справляться с задачами и функционировать нормально даже при пропуске дедлайна, однако ее функциональность зависит от быстродействия процессов. Примером мягкого реального времени может служить ввод текста: задержка может вызвать раздражение, но результат все равно будет верным. Система, не работающая в реальном времени, не имеет четких или абсолютных дедлайнов. Тем не менее, производительность и пропускная способность могут оставаться критически важными.

Различия

Программное обеспечение реального времени выходит из строя, если не укладывается в заданные временные рамки, а критически важная система, в случае отказа, приводит к катастрофическим последствиям. Хотя эти понятия часто взаимосвязаны, поскольку система реального времени может быть критически важной, они не тождественны. Многие люди путают их, но это разные, хотя и связанные между собой концепции.

Социальное выживание

С точки зрения социальной функции (т.е. сохранения жизнеобеспечивающей структуры общества и его общей структуры), критически важные аспекты социальной функции подразумевают обеспечение основных потребностей общества. К таким основным потребностям обычно относят продукты питания (включая их производство и распределение), воду, одежду (не являющуюся первоочередной потребностью в чрезвычайной ситуации), санитарию (канализация – первоочередная потребность, в то время как утилизация твердых бытовых отходов не является таковой в чрезвычайной ситуации), жилье/укрытие, энергию (не первоочередная) и медицинское обслуживание (не первоочередное для здорового населения). Приведенный выше список не является исчерпывающим. К долгосрочным потребностям может относиться обеспечение коммуникаций и транспорта в развитом обществе. Этот перечень потребностей тесно связан с критически важным персоналом: производство продуктов питания требует фермеров, их распределение – транспортного персонала, обеспечение водой – специалистов по обслуживанию водопроводной инфраструктуры (долгосрочная задача, если существующая инфраструктура поддерживается в надлежащем состоянии), для производства одежды требуются специалисты по обслуживанию соответствующей инфраструктуры, и то же самое относится к санитарии. В чрезвычайных ситуациях для строительства и поддержания жилья/укрытия требуется персонал. Медицинское обслуживание обеспечивают врачи, медсестры и хирурги. Неявное использование инфраструктуры также требует персонала для ее обслуживания: транспортировка продуктов питания требует не только водителей грузовиков, но и (в долгосрочной перспективе) специалистов по обслуживанию дорог, способных поддерживать дороги, транспортную инфраструктуру и дорожные знаки, что, в свою очередь, требует специалистов по электроснабжению для обеспечения работы светофоров и т.п. Таким образом, критически важные системы имеют сложную сеть взаимозависимостей, позволяющую анализировать уровень взаимосвязанных зависимостей между различными аспектами критической системы, что может быть полезно при планировании или для получения объективной картины организации критической важности в сложных системах. Это позволяет выявлять "узкие места" в сложной системе – точки, в которых критическая система (или набор систем) уязвима в том или ином отношении. Идеи, связанные с человеческими ресурсами и планированием человеческих ресурсов (например, использование диаграмм Ганта для управления проектами), также имеют значение. Критическая важность зависит от временного масштаба, связанного с основными потребностями или другими факторами, признанными критически важными. Планирование критически важных систем в среднесрочной (обычно 10 лет) и долгосрочной перспективе (до 50-60 лет) будет существенно отличаться от краткосрочного планирования. Критически важный персонал можно рассматривать как часть парадигмы планирования критически важных систем, однако он требует иного подхода, чем технологические или механические аспекты этих систем (т.е. требуется планирование человеческих ресурсов).

Атрибуты критически важного персонала

Психометрия позволяет определять и характеризовать различные психологические аспекты персонала, выполняющего критически важные задачи (например, уровень IQ в случае высококвалифицированной работы, такой как ядерная физика). Некоторые профессии предъявляют требования к физической подготовке (например, в армии) или физической ловкости (например, у хирургов). Существуют методы и средства для определения типов навыков, качеств и других характеристик, необходимых для определенных должностей, связанных с выполнением критически важных задач, и их можно использовать в качестве критериев для оценки соответствия кандидатов конкретной должности или для определения необходимой поддержки менее квалифицированному (или даже менее способному) сотруднику при выполнении задачи, которая может оказаться для него слишком сложной (такие меры могут потребоваться в экстренных ситуациях).