Работая с нашим сайтом, вы даете свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта отправляется в «Яндекс» и «Google»

Понятно

Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology

cетевое издание
issn 2310-6018

отправить
статью

метаданные статей за последние 2 года

Оптимизация дискретно-временной системы переноса сплошной среды по сетевому носителю

2022. T.10. № 2. id 1190

Тран З. Гунькина А.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.029

В технологиях транспортировки сплошных сред (газа, нефти, нефтепродуктов и пр.) используются носители (трубопроводные и магистральные сети), топологическая структура которых аналогична структуре геометрического графа. Вопросам математического моделирования процессов переноса по таким носителям, а также связанным с ними анализом различного рода задач оптимизации посвящено немало работ, однако математическое обоснование полученных результатов недостаточно в рамках общей математической теории теплопереноса и массопереноса. В работе рассматривается задача оптимизации дифференциально-разностной системы, которая определяет дискретно-временной аналог дифференциальной системы для уравнения переноса на графе (в приложениях – на сети). Используется метод Е. Ротэ, основанный на полудискретизации по временной переменной начально-краевой задачи, позволяющий установить не только условия разрешимости указанной задачи, но и получить оптимизационную задачу для дифференциально-разностной системы. При этом свойство коэрцитивности билинейной дифференциальной формы эллиптического оператора и непрерывность минимизируемого квадратичного функционала являются необходимыми и достаточными условиями однозначной разрешимости оптимизационной задачи. Полученные результаты применимы при моделировании сетеподобных процессов переноса сплошных сред формализмами дифференциально-разностных систем с пространственной переменной, изменяющейся на сетеподобной многомерной области. Представлены условия, определяющие решение оптимизационной задачи или множество таких решений. При этом намечены подходы к анализу задачи оптимизации системы, определенной на многомерной сетеподобной области. Полученные результаты лежат в основе анализа задач оптимального управления дифференциальными системами с распределенными параметрами на графе, имеющие интересные аналогии с многофазовыми задачами многомерной гидродинамики.

Ключевые слова: дифференциально-разностные системы, пространственная переменная на графе, задача оптимизации, начально-краевая задача, сеть (ориентированный граф)

Управление человеческими ресурсами и извлечение информации об исследовательской деятельности в этой области

2022. T.10. № 2. id 1189

Журавлева К.И. Сметанина О.Н. Юсупова Н.И.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.016

В статье рассматриваются вопросы управления человеческими ресурсами и извлечения информации об исследовательской активности в данной области с использованием функциональных возможностей научной электронной библиотеки eLibrary. Отражены результаты анализа современных представлений о человеческих ресурсах и управлений этими ресурсами, формулируются проблемы извлечения информации об исследовательской активности и постановка задачи; проводится анализ известных подходов к извлечению информации об исследовательской активности; предлагается методика обработки данных для извлечения информации; приводятся полученные в результате исследований количественные характеристики и их интерпретация; рассматриваются результаты извлечения информации об основных трендах в области человеческих ресурсов и интерпретация этих результатов. Предлагаемая формулировка проблемы подразумевает выбор из совокупности статей D нескольких документов, соответствующих критериям поиска: Рейтинг авторов по исследовательской активности в сфере управления человеческими ресурсами; рейтинг журналов, посвящённых проблемам управления человеческими ресурсами; рейтинг организаций, чьи сотрудники занимаются исследованиями в сфере управления человеческими ресурсами, рейтинг авторов по цитируемости публикаций в сфере управления человеческими ресурсами; список основных тенденций в сфере управления человеческими ресурсами в настоящее время. Результаты анализа содержания выбранных статей показали, что наибольший интерес в сфере управления человеческими ресурсами связан как с предъявляемыми к сотрудникам требованиями на фоне цифровизации экономики, так и с ее внедрением в работу организаций.

Ключевые слова: человеческие ресурсы, управление человеческими ресурсами, извлечение информации, методика обработки данных, цифровая платформа, исследовательская активность, цифровая экономика

Методы и модели сервиса распределения ресурсов в кластерах с балансировкой нагрузки центров обработки данных

2022. T.10. № 2. id 1188

Мочалов В.П. Линец Г.И. Братченко Н.Ю. Палканов И.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.030

Объектом исследования являются вычислительные кластеры облачных центров обработки данных (ЦОД), содержащие множество серверов, систем хранения данных, систему ввода-вывода связанных между собой коммуникационной сетью. Целью работы является разработка методов и моделей повышения производительности кластера ЦОД путем уменьшения времени обработки запросов на обслуживание, а также уменьшения затрат на оборудование за счет эффективного распределения его ресурсов. Это вызывает необходимость реализации оптимизационных алгоритмов размещения виртуальных машин (ВМ) на физических серверах в реальном времени на основе балансировки нагрузки. В основу предложенного метода распределения ресурсов положен итерационный жадный алгоритм и процедура ограниченного перебора. Сокращение времени вычислений достигается при этом путем введения ограничений на допустимую глубину перебора. В работе предложена математическая модель распределения ресурсов, построенная на основе модели Эрланга в виде многолинейной m-узловой системы массового обслуживания (СМО) типа с n-местным буфером, позволяющая определять основные показатели качества обслуживания запросов в виде параметров СМО. Работоспособность предложенного подхода проверена на имитационной модели, построенной на основе статистического анализа функционирования системы, проведено ее экспериментальное исследование.

Ключевые слова: вычислительные кластеры, виртуальные машины, физические серверы, модель распределения ресурсов, эвристические алгоритмы, модельный эксперимент

Ситуационно-ориентированные базы данных: обработка офисных документов

2022. T.10. № 2. id 1187

Миронов В.В. Гусаренко А.С. Юсупова Н.И.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.021

В статье рассматривается подход построения документоориентированных веб-приложений на основе ситуационно-ориентированных баз данных. Приложения на базе ситуационно-ориентированных баз данных решают проблемы с извлечением и обработкой семантической информации из офисных документов. В уже имеющихся исследованиях рассматривались вопросы заполнения офисных документов, в данном же исследовании рассматриваются методы извлечения информации из графических документов и текстовых документов, созданных в обычных офисных пакетах. Создание и задействование таких методов достигается за счет характера внутреннего представления офисных документов в XML и возможности обработки такого содержимого программным способом. Рассматривается обработка XML-файлов в ситуационно-ориентированных базах данных, где Word-документы программно загружаются как XML-файлы, извлекаемые из ZIP-архивов. В дальнейшем после загрузки документы могут быть представлены как виртуальные документы или множество таких документов, объединенных в виртуальный массив данных и отображаемых на реальные данные XML или ZIP-архивы с XML файлами внутри. Разработанные и применяемые методы работают в отношении как графических, так и текстовых документов. В статье также рассматриваются методы отыскания и идентификации нужных фрагментов данных внутри документа во время его обработки, базирующейся на стандартах описания в закладках, ключевых фразах, и текстовых метках. Модели и алгоритмы для извлечения требующейся информации обсуждаются и демонстрируются на практических примерах, где рассматривается система дистанционного выполнения курсовых проектов студентами. В дополнение к примерам из учебного процесса рассматривается извлечение метаданных научных публикаций из международной издательской системы Open Journal Systems.

Ключевые слова: ситуационно-ориентированная база данных, встроенная динамическая модель, office Open XML, open Document Format

Методика анализа ремонта нефтегазовых скважин при управлении на основе интеллектуального анализа данных

2022. T.10. № 2. id 1186

Нургалиева З.Д. Латыпова В.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.017

Одним из важнейших шагов для увеличения прибыли в нефтедобыче, наряду с инвестициями в оборудование, поиском и открытием новых месторождений, является аналитика. Эффективность добычи нефти и газа на существующих месторождениях можно повысить с помощью комплексного анализа существующего потока данных. Мониторинг добычи нефти и газа и профилактический ремонт скважин предполагают сбор и обработку данных о функционировании скважин. Этих данных не всегда достаточно для принятия точных решений по управлению ремонтами скважин. Ряд проблем нельзя выявить из-за скудности информации, в связи с чем снижается эффективность принимаемых решений. Мониторинг ремонта скважин с использованием интеллектуального анализа данных выполняет ряд функций. Во-первых, он определяет состояние критических условий ремонта скважины, для которых будет разработан план действий. Во-вторых, он предоставляет руководству обратную связь, определяя причины прошлых положительных и отрицательных результатов. В статье предлагается методика анализа ремонта нефтегазовых скважин при управлении на основе интеллектуального анализа данных с использованием поиска последовательных шаблонов ремонта. Методика апробирована в нефтегазовой компании ПАО «Газпром нефть» на данных по ремонту скважин месторождений сообщества «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз».

Ключевые слова: поиск последовательных шаблонов, ремонт нефтегазовых скважин, интеллектуальный анализ данных, нефтегазовое месторождение, анализ ремонта скважин

Применение методики «SERVQUAL» с проведением HR-бенчмаркинга для оценки удовлетворенности персонала организации

2022. T.10. № 3. id 1185

Коровин Е.Н. Кривоносова М.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.38.3.021

В современном мире и сегодняшних динамичных условиях сотрудники являются главной ценностью компании. Благодаря персоналу обеспечивается конкурентоспособность и полноценное развитие всей организации. Залог успеха компании заключается в удовлетворении потребностей ее сотрудников. Вопрос оценки качества обслуживания клиентов и качества работы сотрудников волнует многих руководителей фирм. Также руководство часто задается вопросом проведения таких оценок. Актуальность исследования обусловлена тем, что на сегодняшний день не существует универсальной оценки удовлетворенности персонала работой в организации. Ведущим методом к исследованию данной проблемы является HR-бенчмаркинг с использованием методики SERVQUAL и индекса удовлетворенности CSI, позволяющий комплексно рассмотреть проблему оценки удовлетворенности персонала. Изучение того, есть ли у организации необходимый персонал для ее эффективной работы, способны ли сотрудники работать в соответствии с выбранной стратегией, является целью HR-бенчмаркинга. В статье раскрыты особенности восприятия клиентами предлагаемых компанией услуг, которые отражает концепция «SERVQUAL». Она позволяет достичь стандарта, удобного для клиентов. Благодаря данной концепции компания, ориентируясь на полученные результаты, сможет выявить уровень удовлетворенности своих сотрудников. Изучение мнений сотрудников о работе, в том числе их удовлетворенности условиями труда, является целью дальнейшего совершенствования бизнес-процессов компании. Материалы статьи представляют практическую ценность для современных компаний с любым видом деятельности.

Ключевые слова: методика, бенчмаркинг, SERVQUAL, персонал, организация, CSI, восприятие, ожидание, индекс удовлетворенности

Анализ и управление рисками информационной безопасности АСУ ТП на основе когнитивного моделирования

2022. T.10. № 2. id 1184

Васильев В.И. Вульфин А.М. Кириллова А.Д.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.022

В работе рассматривается проблема оптимизации параметров когнитивных моделей при анализе рисков информационной безопасности автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), отражающих оптимальное распределение затрат на реализацию, внедрение и сопровождение контрмер с учетом их функциональных ограничений. Применяется генетический алгоритм оптимизации весовых коэффициентов когнитивных моделей, что позволяет определить оптимальные конфигурации мер защиты в процессе оценки рисков информационной безопасности АСУ ТП в условиях реализации сложных многошаговых атак. На примере АСУ ТП пункта сдачи-приема нефти проводится оптимизация конфигурации контрмер для выбора наиболее эффективных вариантов распределения ресурсов средств и систем защиты информации для минимизации рисков информационной безопасности. Предложенный подход позволил снизить оценку рисков информационной безопасности на 85 %, увеличить оценку эффективности эксплуатации контрмеры и уменьшить оценку стоимости эксплуатации контрмеры. Анализ соотношения полученных оценок рисков информационной безопасности в пределах выделенных зон АСУ ТП и затрат на мероприятия по их снижению позволяет определить механизмы управления защищенностью целевых ресурсов системы и поддерживать ее необходимый уровень защищенности, а также оценивать требуемые при этом затраты на интеграцию и сопровождение контрмер. Результат свидетельствует об эффективности предложенного подхода оптимизации конфигурации выбранных контрмер с учетом многокритериальной оптимизации рисков и оценкой экономических аспектов обеспечения информационной безопасности объекта.

Ключевые слова: информационная безопасность, управление рисками, нечеткие серые когнитивные карты, генетический алгоритм, контрмеры

Оценка эффективности разработки нефтегазовых месторождений с помощью экспертных методов

2022. T.10. № 2. id 1183

Хафизова А.У. Латыпова В.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.018

В настоящий момент большую значимость приобретают проблемы оценки разработки нефтегазовых месторождений. При мониторинге реализации стратегии развития нефтяной промышленности используются несколько показателей по направлениям развития отрасли. Так как различные показатели объектов относятся к различным проблемам нефтяной промышленности, подытожить эти данные без специального инструментария становится невозможным. В разработке нефтегазовых месторождений для принятия решений индивидуальные оценки экспертов эффективности не помогут. Это связано с тем, что у специалистов, которые оценивают показатели, разные ожидания. Из чего можно заключить, что данная ситуация является причиной столкновения интересов при рассмотрении разработки месторождений. В этой ситуации возникает потребность получения интегральной оценки. В статье описана предлагаемая модель оценки эффективности разработки месторождения на основе расчета интегрального показателя с использованием экспертных методов. Разработанная модель позволяет повысить эффективность принятия решения при управлении нефтегазовыми месторождениями. Она информирует специалистов нефтегазового дела, имеет ли смысл дальнейшая разработка нефтегазового месторождения. Модель апробирована на примере Северо-Ингольского, Зимнего, Орехово-Ермаковского, им. Александра Жагрина месторождений в ПАО «Газпром нефть», предполагается дальнейшая реализация в виде модуля в системе «Интеграционная система долгосрочного развития».

Ключевые слова: разработка месторождения, оценка эффективности, интегральный показатель эффективности, экспертный метод, нефтегазовое месторождение

Поддержка управления функциональной безопасностью аппаратно-программных комплексов на основе системных архетипов

2022. T.10. № 2. id 1181

Гвоздев В.Е. Бежаева О.Я. Гузаиров М.Б. Васильев В.И.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.025

В настоящей работе описывается подход, ориентированный на построение математических моделей, с разных сторон описывающих типовые ситуации, возникающие при реализации программных проектов. Основу подхода составляет рассмотрение проектов создания аппаратно-программных комплексов как разновидности субъектоцентрических систем. Это создает основу для адаптации подходов, методов и моделей, ориентированных на управление сложными субъектоцентрическими системами различной природы, в область обеспечения функциональной безопасности аппаратно-программных комплексов. В литературе на декларативном уровне описаны типовые проблемные ситуации, возникающие при управлении сложными системами разной природы, и именуемые системными архетипами. С практической точки зрения ограниченностью системных архетипов является то, что они описывают ситуации лишь на качественном уровне. В них не представлены структура системы управления и параметрические зависимости прямых и перекрестных связей, имеющих место в системе управления. В настоящей работе рассмотрено несколько примеров построения структурных моделей, соответствующих разным системным архетипам. Для генерации и анализа альтернатив урегулирования ситуаций предложены методы преобразования архетипов к виду структурных и математических моделей. Областью применимости предлагаемого подхода являются средние, т. е. массово реализуемые, проекты.

Ключевые слова: управление проектом, проблемные ситуации, функциональная безопасность, аппаратно-программный комплекс, системный архетип, контурное описание

Управление массообменными процессами при сорбционной очистке газовых выбросов

2022. T.10. № 2. id 1179

Меренцов Н.А. Персидский А.В. Голованчиков А.Б.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.023

Оснащение абсорбционных аппаратов очистки газовых выбросов системами автоматического управления является наиболее эффективным и перспективным способом улучшения качества их работы и повышения энергоэффективности. Однако известные на сегодняшний день системы автоматического управления массообменными аппаратами не обладают способностью удержания крайне неустойчивого гидродинамического режима эмульгирования, при этом обладающего наивысшей эффективностью. Объектом управления системы сорбционной очистки газовых выбросов промышленных предприятий является массообменный аппарат, в котором происходит контакт очищаемого потока газовой фазы с жидким абсорбентом. Цель управления – интенсификация процессов массообмена при абсорбционной очистке газовых выбросов в условиях возмущающих воздействий и программное распознавание искомых гидродинамических режимов работы массообменных аппаратов по фактическим значениям, измеряемым в ходе процесса технологических характеристик. Построенная математическая модель основана на аппроксимации точек смежных фильтрационных кривых, на которых выявлен диапазон гидродинамического режима эмульгирования. Признаком зарождения искомого режима эмульгирования является появление «всплесков» значения индекса турбулизации по мере увеличения расхода газовой фазы. При использовании предлагаемой математической модели в реальных САУ, определяемые в ходе опытных исследований коэффициенты могут быть идентифицированы в автоматическом режиме и в последующем использоваться при расчете управляющих воздействий. Идентификацию математической модели управления на реальном массообменном аппарате предлагается производить в автоматическом режиме в ходе автокалибровки технологических параметров.

Ключевые слова: математическая модель, управление, автоматизация, массообмен, абсорбция, очистка газов, гидродинамика, индекс турбулизации, режим эмульгирования

Идентификация математической модели управления абсорбционными аппаратами селективной очистки газовых выбросов

2022. T.10. № 2. id 1178

Меренцов Н.А. Персидский А.В. Голованчиков А.Б.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.024

Оснащение аппаратов абсорбционной очистки газов системами автоматизированного управления гидродинамическим режимом их работы является на сегодняшний день наиболее эффективным средством повышения качества и эффективности их работы. При этом наиболее трудоемкая задача при введении в эксплуатацию таких аппаратов заключается в настройке параметров системы автоматизированного управления. Целью исследования, рассмотренного в данной работе, является улучшение качества работы и повышение энергоэффективности систем сорбционной очистки газовых выбросов путем удержания наиболее интенсивных гидродинамических режимов их работы. Основная задача – создание системы автоматизированного управления, а также алгоритма программы идентификации математической модели управления. Рассмотренная в данной работе система автоматизированного управления и алгоритм позволяют производить идентификацию математической модели управления (также называемую автокалибровкой) за счет проведения испытания аппарата в автоматизированном режиме. В работе дано описание механизма распознавания гидродинамических режимов и поиска режима эмульгирования для идентификации математической модели автоматического управления насадочным абсорбционным аппаратом. Представлена схема системы идентификации и управления режимами работы насадочным абсорбционным аппаратом. Приведен алгоритм программы идентификации математической модели управления (автокалибровки) массообменной абсорбционной системы. Предложенные система автоматизированного управления и алгоритм автокалибровки позволяют до 8 раз уменьшить время пусконаладочных работ, а также добиться повышения качества и энергоэффективности процесса абсорбционной очистки газов.

Ключевые слова: система автоматизированного управления, идентификация технологических параметров, массообмен, абсорбция газов, сорбционные массообменные аппараты, гидродинамика, режим турбулизации, эмульгирование

Разработка веб-приложения для определения биологического возраста по функциональным показателям

2022. T.10. № 2. id 1177

Зотов А.О. Лимановская О.В. Гаврилов И.В. Мещанинов В.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.015

Скорость старения является комплексным показателем состояния здоровья человека, зависящим от множества факторов, которые включают в себя внешние и внутренние воздействия на организм (болезнь и процессы ее коррекции), что находит отражение в медико-биологических показателях организма (функциональных, биохимических, гематологических и прочих). Для определения скорости старения широко используется понятие биовозраста, который представляет собой комплексный параметр, основанный на определении степени постарения (износа, повреждения) организма человека на основе его медико-биологических параметров. В статье представлена разработка клиент-серверного веб приложения для определения биовозраста пользователя на основе его функциональных показателей – систолическом артериальном давлении, диастолическом артериальном давлении, времени задержки дыхания на вдохе, времени задержки дыхания на выдохе, величине жизненной емкости легких, остроте слуха, состоянии аккомодации хрусталика глаза, времени статической балансировки, массы тела, роста. Веб-приложение позволяет врачам и администраторам определять биовозраст пациента на основе введенных в приложении функциональных данных пользователя, учитывая влияние геропрофилактической терапии. Веб-приложение отображает данные в виде списка и графика и позволяет отправлять отчеты на электронную почту пациента, а также выгружать их. Серверная часть приложения выполнена на языке программирования C# и фреймворке ASP.NET. Клиентская часть приложения выполнена на языке программирования TypeScript и фреймворке React с применением библиотеки компонентов пользовательского интерфейса Antd. В качестве базы данных используется PostgresSQL. В качестве модуля прогнозирования биологического возраста используется ранее разработанная математическая модель, обученная на выборке данных объемом 650 записей и имеющая точность в 5,87 лет. Возможность прогнозирования биовозраста пациента с учетом длительности и типа геопрофилактического воздействия позволяет использовать разработанное приложение в качестве инструмента для выявления ведущего механизма старения пациента.

Ключевые слова: биовозраст, биологический возраст, механизмы старения, веб-приложение для определения биовозраста, машинное обучение в медицине

Генерация жанровых музыкальных композиций по эмоциональному состоянию человека

2022. T.10. № 2. id 1175

Никитин Н.А. Орлова Ю.А. Розалиев В.Л.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.026

Резюме. Данная работа направлена на исследование и разработку математического и программного обеспечения для автоматизации и поддержки технического творчества путем автоматизированной генерации музыкальных произведений различных жанров, основанных на эмоциональном состоянии человека (пользователя). В основе работы лежит метод генерации музыкального материала с использованием искусственных нейронных сетей. Для генерации музыки была выбрана рекуррентная нейронная сеть с долгой краткосрочной памятью (LSTM), поскольку именно такой тип сетей позволяет учитывать иерархичность и созависимость музыкальных данных. Работа содержит подробное описание процесса сбора обучающих данных, процесса обучения сети, ее использование для генерации музыки, а также описание архитектуры сети. Кроме этого, дается описание обобщенного метода получения эмоционального состояния человека путем анализа изображения с использованием принципов теста Люшера. Для синтеза звуков по готовому музыкальному материалу в работе используется метод сэмплинга. Именно этот метод позволяет получить звучание музыкальных инструментов, приближенное к реалистичному, также данный метод сравнительно прост в реализации. Также статья включает описание процесса проектирования и разработки программного обеспечения для подтверждения описанных алгоритмов и методов, а именно веб-сайта для генерации музыкальной композиции путем анализа изображения.

Ключевые слова: программная генерация музыки, spotify API, сэмплинг, рекуррентные нейронные сети, схемы соотнесения цвета и ноты

Экспресс-метод определения спектрального состава сигнала на основе экстремальной фильтрации

2022. T.10. № 2. id 1173

Мясникова Н.В. Лысова Н.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.027

На сегодняшний день одними из самых распространенных являются системы, основанные на результатах измерительных экспериментов. Обработка экспериментальных данных широко применяется в информационно-измерительных системах, технических системах контроля и диагностики, а также в автоматизированных системах управления. Спектральные методы являются мощным и самым распространенным инструментом обработки и анализа данных. Спектральные характеристики нашли широкое применение в технике благодаря высокой информативности и обратимости, что позволяет выполнять сжатие-восстановление сигнала с высокой точностью вычислений. Освящены вопросы спектрального анализа сигналов и описания основных методов выделения спектра. Рассмотрен экспресс-метод определения спектрального состава сигнала на основе экстремальной фильтрации. Представлены результаты обработки экспериментально зарегистрированных сигналов со сканера бумагоделательной машины. Описан способ экспресс-выделения спектра на основе экстремальной фильтрации, который позволяет проанализировать спектральный состав сигнала доступными программными средствами и получить наглядные представления о широком диапазоне характеристик, предоставляющих возможность составить полное описание исследуемого сигнала. Результаты показывают сходимость при минимизации вычислительных трудозатрат и упрощении алгоритма. Перечисленные факторы позволяют использовать данный метод для экспресс-анализа в технических системах.

Ключевые слова: спектральный анализ, цифровая обработка сигналов, дискретный спектр, фильтрация Прони, экстремальная фильтрация, преобразование Фурье

Применение методов теории массового обслуживания для оценки параметров синхронизации распределенных вычислительных систем

2022. T.10. № 2. id 1171

Полухин П.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.028

В работе рассматривается подход к оценке параметров синхронизации распределенных вычислительных систем, базирующийся на применении алгоритмов теории массового обслуживания. В основе предложенного подхода лежит использование статистических подходов на основе метода максимального правдоподобия, а также ряд численных алгоритмов для нахождения оптимальных параметров систем синхронизации. Применение методов теории массового обслуживания и модели Рикарта-Агравала позволяет эффективно адаптировать распределенную систему в рамках оптимального решения задачи синхронизации. Использование статистических подходов на основе расчета функции правдоподобия позволяет получить статистические оценки интенсивностей входных и выходных потоков требований синхронизации ресурсов, что позволяет производить оптимальную настройку системы синхронизации с разнородной аппаратной конфигурацией и определить максимально допустимый поток требований для данной системы. В работе проведен вычислительный эксперимент с использованием в качестве базовой распределенной вычислительной системы Spark. При проведении эксперимента вместо стандартного алгоритма синхронизации, включенного в состав сборки Spark, применяется анализируемый в работе алгоритм. В работе получены соотношения между временем синхронизации и объемом данных, передаваемых между узлами исследуемой системы, позволяющие произвести вычисление параметров системы синхронизации, а также подобрать оптимальные значения для данной системы. Приведенные в рамках научного исследования практические результаты доказывают правильность теоретических подходов, используемых в процессе создания эффективных систем синхронизации распределенных ресурсов для рассматриваемой платформы Spark.

Ключевые слова: распределенная вычислительная система, синхронизация, система массового обслуживания, условная функция правдоподобия, модель Рикарта-Агравала, метод апостериорного максимума, интенсивность потоков требований, алгоритм наказания за случайность

Интеллектуальная система поддержки принятия врачебных решений для прогнозирования исхода протокола вспомогательных репродуктивных технологий на различных этапах его проведения

2022. T.10. № 2. id 1169

Синотова С.Л. Солодушкин С.И. Плаксина А.Н. Макутина В.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.009

В статье описана логика работы интеллектуальной системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР), в основе которой лежит набор моделей машинного обучения, позволяющих предсказывать исход протокола вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) на различных этапах его проведения. Для создания всех прогностических моделей использовались данные регистра протоколов ВРТ, позволяющего отследить влияние анамнеза женщин и хода протокола на состояние организма ребенка от рождения до достижения трех лет. Исход протокола ВРТ выражается в вероятности наступления беременности, наиболее распространенных осложнениях ее течения, таких как истмико-цервикальная недостаточность, гипертонические расстройства, предлежание плаценты, гестационный сахарный диабет, нарушения количества околоплодных вод и преждевременный разрыв плодных оболочек, в сроке и способе родов, а также в здоровье рожденного ребенка в течение трех лет. Учитывается влияние прогнозируемых осложнений течения беременности на результат родов, а также влияние осложнений течения беременности, срока и способа родов на здоровье рожденного ребенка, которое описывается прогнозируемыми группами здоровья и группой диагнозов в соответствии с МКБ-10. СППВР предусмотрена для протоколов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), в том числе с применением интрацитоплазматического введения сперматозоида в ооцит (ИСКИ) и криопереноса. СППВР содержит 77 прогностических моделей, из них 72 модели – бинарные классификаторы, 5 регрессионных моделей. Для создания моделей машинного обучения использован алгоритм случайного леса. Значение ROC-AUC бинарных классификаторов системы – 0,936 95 % ДИ [0,914; 0,958], доля правильных ответов бинарных классификаторов – 0,897 95 % ДИ [0,880; 0,915], критерий Фишера для регрессионных моделей не опровергает гипотезу адекватности моделей. Применение такой системы позволит получать объективную оценку, основанную на большом количестве данных, что значимо для специалистов в области ВРТ, и наглядно показывать клиентам центров ВРТ основные этапы предстоящего процесса.

Ключевые слова: машинное обучение, система поддержки принятия врачебных решений, вспомогательные репродуктивные технологии, прогностические модели, программное приложение, предсказание здоровья ребенка

Анализ тестовых задач мультиверсионного формирования отказоустойчивых программных систем

2022. T.10. № 2. id 1167

Ковалев И.В. Ковалев Д.И. Амбросенко Н.Д. Боровинский Д.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.003

Актуальность исследования обусловлена современными требованиями к надежности функционирования программных систем критических приложений. Авторами развивается подход, базирующийся на современной информационной технологии мультиверсионного формирования высоконадежных программных систем. В статье проведен анализ тестовых задач мультиверсионного формирования отказоустойчивых программных систем, выполненный на базе алгоритмов муравьиной колонии, включая стандартный и модифицированный алгоритмы. В работе программная система определяется заданным набором программных модулей, соединенных определенным образом и образующих граф переходов с вероятностями перехода. Причем исполнение каждого модуля является мультиверсионным, то есть модуль включает несколько версий, каждая из которых характеризуется значением надежности и стоимости исполнения. В результате, совокупность выбранных для исполнения версий в модуле определяет его надежность и стоимость, а благодаря наличию графа программы мы имеем возможность вычислить надежность и стоимость всей программной системы. Условия задачи включают ограничения, накладываемые на надежность и стоимость итогового решения. При анализе использовалась заданная схема программной системы, учитывался долговременный режим реализации программных функций и возможность изменения структуры программы в процессе ее реализации. Показано, что использование модифицированного алгоритма дает нам преимущество не только в качестве значения целевой функции, но и в скорости улучшения этого решения, что особенно важно для практики при реализации программных систем в режиме реального времени.

Ключевые слова: программная система, отказоустойчивость, алгоритм муравьиной колонии, мультиверсионный метод, тестовая задача

Системные модели управления ресурсами противопожарной службы Вьетнама

2022. T.10. № 2. id 1166

Минаев В.А. Овсяник А.И. Кйеу Т.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.007

Активизация исследований, связанных с решением задач оптимального управления противопожарной службой, направлена на системный учет территориальных различий пожарных рисков, целевого применения ее ресурсов различного типа, обеспечивающего экономичный режим их расходования на основе многомерной типологизации пожарной обстановки, принципов и моделей теории активных систем. Статья продолжает развитие указанных перспективных идей применительно к кадровым, материально-техническим, финансовым и иным ресурсам противопожарной службы. Недостаточная развитость системных исследований по данным направлениям сдерживает разработку эффективных методических и технологических решений по целенаправленному снижению пожарных рисков и ущербов от пожаров. Выявление перспективных направлений в области моделирования пожарных рисков с учетом влияния на них ресурсного обеспечения противопожарной службы, а также построение системы практических моделей оптимального управления ее ресурсами с целью уменьшения напряженности пожарной обстановки. В качестве основных использованы методы оптимальной аппроксимации эмпирических данных, методы теории активных систем, многомерной классификации объектов, в числе которых выступают территориальные кластеры, характеризующие различную пожарную обстановку в провинциях Вьетнама. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены зависимости обеспечения ресурсами различного типа (пожарные автомобили, материально-технические средства и др.) от количества пожарных-бойцов в различных округах Вьетнама. На основе полученных результатов разработана методика территориально-динамического распределения ресурсов противопожарной службы. Сделан вывод о ее научно-практической новизне по сравнению с существующими подходами. Результаты исследований представляют возможность, сопоставляя существующую административную структуру Вьетнама и результаты типологизации его территорий в однородные группы (кластеры) по пожарной обстановке, применять приведенные в статье расчеты для более эффективного и целенаправленного управления ресурсами противопожарной службы. Пожарные автомобили по административным округам Вьетнама могут быть распределены оптимальным образом в соответствии с прогнозными величинами пожарных-бойцов в стране и числом пожаров в округах. Другие ресурсы противопожарной службы целесообразно привязывать к вышеприведенным прогнозным расчетам, применяя либо традиционные нормативные оценки, либо новые алгоритмы, основанные на развитии модельных исследований.

Ключевые слова: вьетнам, противопожарная служба, ресурсы,, моделирование, оптимальное территориальное распределение

Унификация автоматизированных систем военного назначения за счет специального программного обеспечения, реализованного на микросервисной архитектуре

2022. T.10. № 3. id 1158

Малышев В.А. Толстых А.В. Алейников С.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.38.3.010

В работе авторы предлагают перечень задач, которые должны решаться при унификации специального программного обеспечения автоматизированных систем военного назначения. По результатам анализа функциональных возможностей автоматизированных рабочих мест должностных лиц расчетов авиационного соединения из состава известных программно-технических комплексов, развернутых для эксплуатации в штабе и на повседневном пункте управления (командном пункте), сделаны выводы в виде некоторых требований, предъявляемых к специальному программному обеспечению. Выработаны предложения по решению поставленных задач унификации автоматизированных систем военного назначения за счет изменения архитектуры построения специального программного обеспечения с монолитной на микросервисную. Рассмотрен вариант общей структуры специального программного обеспечения контейнерно-модульного типа, позволяющий использовать данное программное обеспечение на любых программно-технических комплексах, развернутых для работы должностных лиц воинских формирований. Предложен состав специального программного обеспечения, основой которого является первичный модуль (модуль-контейнер), предназначенный для развертывания (запуска) вторичных модулей, а также для организации сетевого обмена и хранения информации внутри него. Первичный и вторичные модули являются микросервисами, которые могут работать независимо друг от друга и применяться пользователем для решения различных задач автономно.

Ключевые слова: автоматизированная система, программное обеспечение, унификация, монолитная архитектура, микросервисная архитектура, программный модуль

Формирование требований к защищенной информационно-телекоммуникационной инфраструктуре сети связи специального назначения

2022. T.10. № 1. id 1157

Бокова О.И. Канавин С.В. Хохлов Н.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.36.1.029

В современных условиях хорошо отлаженная защищенная информационно-телекоммуникационная инфраструктура как симбиоз средств информатизации, автоматизации, связи и средств защиты информации способна сыграть значительную роль в формировании цифрового общества. Актуальной задачей в сложившейся обстановке является формирование требований к защищенной информационно-телекоммуникационной инфраструктуре сети связи специального назначения. В работе выявлены особенности обеспечения информационной безопасности в контексте управления защищенной информационно-телекоммуникационной инфраструктурой сети связи специального назначения. На основе анализа работ, посвященных данной области научных исследований, предложена архитектура управления информационной безопасностью сети связи специального назначения. Система обеспечения информационной безопасности, защиты и управления является комплексной и реализует централизованное управление средствами защиты информации, мониторинг и анализ возможных угроз информационной безопасности сети связи специального назначения. Предложен алгоритм управления средствами обеспечения безопасности информации защищенной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры сети связи специального назначения. На основе функционально ориентированных информационных процессов рассмотрена возможность управления защищенной информационно-телекоммуникационной инфраструктурой сети связи специального назначения. В статье показаны результаты применения основных положений оптимального управления функционально ориентированными информационными процессами при обеспечении безопасности территориальных сегментов сети связи специального назначения, представленные в виде зависимости эффективности сети связи специального назначения при реализации процесса обнаружения воздействий угроз информационной безопасности. Актуальность исследования обусловлена обеспечением защиты на всех жизненных циклах сети связи специального назначения. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов в области информационной безопасности сетей связи специального назначения.

Ключевые слова: информационная безопасность, защищенная информационно-телекоммуникационная инфраструктура, управление средствами защиты информации, безопасность сети связи специального назначения, адаптивная подсистема безопасности и защиты информации, противодействие угрозам информационной безопасности

Системная классификация угроз информационной безопасности информационно-телекоммуникационной сети

2022. T.10. № 4. id 1156

Попов А.В. Чопоров О.Н. Преображенский Ю.П.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.008

Рассматриваемая проблема обеспечения информационной безопасности (ИБ) в вычислительных сетях находится в центре внимания специалистов уже около 40 лет, с момента появления интернет-протокола (англ. Internet Protocol, IP) в качестве стандартного сетевого протокола ARPANET с 1982 г. В настоящее время известны подходы и лучшие практики к обеспечению ИБ сетей, которые были взяты за отправную точку данной работы. Анализ показал, что в настоящее время проблема обеспечение информационной безопасности информационно-телекоммуникационной системы с применением современных интеллектуальных подходов остается до конца научно не решенной, а обеспечение информационной безопасности информационно-телекоммуникационной системы (ИБ ИТКС) на основе создания специализированного структурного элемента в составе ИТКС ранее не было темой специального комплексного научного исследования. Многочисленные ежегодные исследования по вопросам ИБ показывают, что стратегии обеспечения ИБ, которые традиционно были основаны на соблюдении нормативных и правовых требований и ограничивались лишь «защитой периметра» (англ. perimeter defense) компьютерных сетей, не успевают за растущим уровнем рисков ИБ в данной области. В работе поведена научно обоснованная структуризация понятий информационной защищенности и описания внутреннего и внешнего контекста деятельности организаций как единой таксономии, необходимой для конкретизации требований к ЦИУСБ, которая позволила бы получить научную систематизацию и совокупность классификаций сложноорганизованных иерархических взаимосвязанных сущностей (базовые понятия ИБ: «уязвимость», «угроза ИБ», «сетевая атака» и «инцидент ИБ»).

Ключевые слова: системная классификация, сети, телекоммуникация, безопасность, угрозы

Модель функционирования защищаемой корпоративной информационной системы

2022. T.10. № 4. id 1155

Попов А.В. Чопоров О.Н. Преображенский Ю.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.005

В России в рамках реализации Указа Президента Российской Федерации от 07.05.2018 № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации (РФ) на период до 2024 года» входит направление по обеспечению информационной безопасности (ИБ) в области государственной и общественной безопасности РФ, сформулированное как «повышение безопасности функционирования объектов информационной инфраструктуры, в том числе в целях обеспечения устойчивого взаимодействия государственных органов, недопущения иностранного контроля за функционированием таких объектов, обеспечение целостности, устойчивости функционирования и безопасности единой сети электросвязи Российской Федерации, а также обеспечение безопасности информации, передаваемой по ней и обрабатываемой в информационных системах на территории Российской Федерации». В работе предложена математическая модель телекоммуникационного трафика на основе набора фрактальных параметров и его фазового портрета, позволяющая более эффективно, чем только по значениям показателя Херста и корреляционной размерности оценивать наличие и отсутствие сетевых атак. Предложенная в работе модель включает в себя марковскую модель по защите корпоративной информационной системы, что дает большое преимущество в определении вида информационной угрозы и ее эффективной ликвидации. Для проверки модели на эффективность применяется система интегральных показателей с учетом времени нахождения системы во всех состояниях. Данная модель может применяться для любых организаций с корпоративно-информационной системой, т. к. определяет среди огромной массы угроз, лишь те, которые представляют опасность именно для корпоративной системы.

Ключевые слова: информационная безопасность, корпоративная система, алгоритм, модель, информационные угрозы

Алгоритмизация процесса визуально-экспертного моделирования при оптимизации управления развитием организационных систем с использованием мониторинговой информации

2022. T.10. № 2. id 1154

Львович А.И. Преображенский А.П.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.010

В статье рассматривается задача повышения эффективности процесса принятия решений при управлении ресурсным обеспечением развития организационной системы. Показано, что ориентация на управление на основе результатов мониторинга эффективности деятельности организационной системы приводит к необходимости использования больших данных. В этом случае поддержка экспертных управленческих решений с применением оптимизационного подхода не позволяет исключить выбор необоснованного варианта распределения ресурсного обеспечения, направленного на развитие системы за счет улучшения значений показателей эффективности, влияющих на достижение установленных целей. Для повышения уровня обоснованности управленческих решений предлагается использовать механизмы наглядно-образной интуиции эксперта на основе визуализации больших данных. При этом целесообразно дополнить процесс оптимизационного моделирования визуально-экспертным моделированием. Предложена структуризация этапов интегрированного процесса, обеспечивающего ресурсную поддержку целедостижения по наиболее значимым для развития организационной системы показателям эффективности. Проведена детализация предложенных этапов интегрированного процесса визуально-экспертного и оптимизационного моделирования в виде последовательности алгоритмических операций, позволяющих эксперту обоснованно установить размерность и параметры редукционных оптимизационных моделей, а также выбрать на основе балансовой оптимизации вариант распределения ресурсного обеспечения.

Ключевые слова: управление, организационная система, ресурсное обеспечение, оптимизация, визуализация данных, экспертное оценивание

Моделирование спутниковой сети в среде GPSS World

2022. T.10. № 2. id 1152

Пономарев Д.Ю.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.006

В работе рассматривается модель комбинированной спутниковой сети, т. е. сети, использующей разновысотные орбиты. Актуальность использования разных высот обусловлена необходимостью предоставления разного вида услуг с учетом расширения зоны обслуживания в верхние широты. Для реализации такого подхода используются спутники как на геостационарной орбите, так и на высокоэллиптической. В связи с высокой сложностью спутниковых сетей для оценки и анализа их характеристик на этапе разработки и проектирования привлекаются различные виды моделирования. При этом аналитическое моделирование таких сетей связано со значительными трудностями. В данной работе используется имитационное моделирование в среде GPSS World и основной целью является разработка алгоритма обслуживания запросов пользователей для имитационной модели комбинированной спутниковой сети и оценка вероятностно-временных характеристик данной сети с использованием разработанного алгоритма. Программная реализация алгоритма продемонстрировала возможности GPSS World и позволила получить результаты для оценки таких характеристик, как среднее время задержки и вероятность потерь. Полученные результаты могут быть использованы как при анализе существующих спутниковых сетей, так и при проектировании и разработке новых технологий исследуемых сетей.

Ключевые слова: комбинированная спутниковая сеть, имитационное моделирование, алгоритм обслуживания, вероятность потерь, среднее время задержки

Экспериментальное исследование системы автоматического поиска и устранения неисправностей в базе данных

2022. T.10. № 1. id 1150

Синюков Д.С. Потудинский А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.36.1.030

Современные приложения ориентированы на облачные сервисы для достижения лучшей производительности, географической репликации и снижения стоимости владения. Следуя существующим концепциям облачных сервисов, данное исследование использует богатые телеметрические данные и отображает рабочую нагрузку, выполняемую с использованием базы данных SQL компании Azure. Основной целью данного исследования является потенциальное улучшение как сервиса, так и обслуживания клиентов с помощью контролируемой платформы. Автоматическая система поиска неисправностей в базе данных предназначена для обнаружения проблем в реляционной облачной базе данных и обеспечения соответствующего анализа причин возникновения неполадок с целью сокращения времени и затрат на ручной поиск и решение данных проблем. Эта система была внедрена поверх платформы Microsoft Azure. Она основана на научных моделях общих и категориальных статистических данных, которые были разработаны и построены после тщательного анализа собранных телеметрических данных. Окончательная первопричина каждого текущего вопроса в сервисе Azure собирается после анализа результатов моделей с помощью экспертной системы. Результаты оценки показывают, что постоянное совершенствование инфраструктуры сократило время обработки примерно в 2 раза, в то время как количество интервалов увеличилось в два раза, что можно считать общим улучшением примерно в 4 раза.

Ключевые слова: контролируемая платформа, облачные базы данных, телеметрические данные, экспертная система, автоматизация поиска

Методика построения диалогового режима решения полиадических автоматизированных задач управления на естественно-подобном языке в комплексах средств автоматизации военного назначения

2022. T.10. № 2. id 1149

Морозов П.А. Круталевич Ю.А. Аношин Р.И. Беликов Н.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.005

Непрерывное совершенствование средств воздушно-космического нападения вероятного противника приводит к резкому сокращению располагаемого времени на их уничтожение и актуализирует повышение оперативности автоматизированного управления войсками, что, в свою очередь, предъявляет возрастающие требования к быстродействию работы боевых расчетов органов управления. Известные подходы сокращения работного времени боевых расчетов органов управления либо малоэффективны, либо приводят к значительным финансовым затратам. Целью исследования является сокращение работного времени боевого расчета органа управления за счет уменьшения времени решения полиадических автоматизированных задач управления в комплексах средств автоматизации военного назначения. Для достижения данной цели предложена модификация метода формирования оперативной информации боевым расчетом органа управления за счет представления необходимых данных в процессе решения автоматизированных задач управления в виде продукционно-фреймовой модели. Также использованы совокупности предметных, языковых и графических моделей в качестве информационного ресурса, что позволяет учитывать предикатную структуру запроса боевого расчета органа управления и понятийно-графическое представление объектов отображения при решении полиадических автоматизированных задач управления в диалоговом режиме на естественно-подобном языке. Проведенные экспериментальные исследования на программно-аппаратном комплексе показали, что среднее значение работного времени боевого расчета органа управления сократилось на 19,3 % для всех категорий участников эксперимента. Представленное решение предлагается реализовать в виде программного модуля в рамках выполненного на языке программирования высокого уровня С/С++ с применением библиотеки Qt, что позволит его интегрировать в специальное программное обеспечение комплекса средств автоматизации военного назначения.

Ключевые слова: комплекс средств автоматизации, автоматизированные задачи управления, диалоговый режим, оперативная информация, воздушная обстановка, естественно-подобный язык

Синтез архитектуры нейронной сети для распознавания образов судов на базе технологии предварительного обучения

2022. T.10. № 2. id 1148

Гуламов А.А. Конарев Д.И.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.37.2.011

Актуальность статьи обусловлена инфокоммуникационным обеспечением судоходства путем мониторинга речных судов с использованием камер видеонаблюдения. Основной задачей является распознавание судов на изображениях, для чего перспективно применение нейронных сетей. Целью работы является исследование показателей эффективности распознавания судов доступными и предварительно обученными сетями после их дообучения под поставленные задачи и выбор наиболее эффективной сети. В работе рассмотрены различные предварительно обученные нейронные сети. Входными данными для сетей являются изображения судов. Обучающая выборка собрана вручную и включает в себя два независимых DataSet с изображениями речных судов и множества других объектов, за исключением судов. Сети построены и дообучены с использованием библиотек машинного обучения Keras и TensorFlow. Описано применение предварительно обученных сверточных искусственных нейронных сетей для задач распознавания образов и преимущества использования такой сети перед синтезом нейронной сети с нуля. Подробно описана архитектура эффективной предварительно обученной нейронной сети VGG16. Проведен эксперимент по дообучению доступных предварительно обученных сверточных нейронных сетей под поставленную задачу. Проведена оценка эффективности различных дообученных нейронных сетей в процентном соотношении случаев правильного распознавания образов на тестовой выборке. Выбрана наиболее эффективная нейронная сеть для задач распознавания образов судов. Максимальную точность показали сети NASNetMobile и NASNetLarge. Однако минимальный размер изображений, с которым могут работать эти сети, больше, чем для остальных доступных сетей, а большое число параметров в сверточных слоях этих сетей обусловливают намного большее время дообучения и работы, чем для остальных доступных сетей. Вместе с тем нейронная сеть VGG16 при небольшом числе параметров и малом времени на дообучение показала очень высокую эффективность, ввиду чего рекомендована к использованию для задачи распознавания образов судов.

Ключевые слова: искусственные нейронные сети, предварительно обученные сети, сверточные нейронные сети, keras, tensorFlow, google Colaboratory, VGG16, NASNetMobile, NASNetLarge

Алгоритмизация повторной оптимизации запросов в облачных базах данных на основе компьютерного обучения

2022. T.10. № 1. id 1147

Аль Мусави О. Кравец О.Я.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.36.1.020

В облачных средах конфигурация оборудования, использование данных и распределение рабочей нагрузки постоянно меняются. Эти изменения затрудняют оптимизатору запросов системы управления облачными базами данных подобрать оптимальный план выполнения запроса (QEP). Чтобы оптимизировать запрос с более точной оценкой затрат, в литературе было предложено во время выполнения запроса осуществлять повторную оптимизацию запроса. Тем не менее, некоторые из этих оптимизаций не могут обеспечить прирост производительности, с точки зрения времени ответа на запрос или денежных затрат, которые являются двумя целями оптимизации для облачных баз данных, и могут оказывать негативное влияние на производительность из-за накладных расходов. Это поднимает вопрос о том, как определить, когда оптимизация выгодна. Целью исследования является разработка метода повторной оптимизации запросов, который использует компьютерное обучение. Ключевая идея алгоритма заключается в использовании прошлых выполнений запросов, чтобы научиться прогнозировать эффективность повторной оптимизации запросов, и делается это с целью помочь оптимизатору запросов избежать ненужной повторной оптимизации запросов для будущих запросов. Метод осуществляет запрос поэтапно, используя модель компьютерного обучения, для прогнозирования того, будет ли повторная оптимизация запроса полезной после выполнения этапа, и вызывает оптимизатор запросов для автоматического выполнения повторной оптимизации. Предстоит экспериментальная оценка эффективности.

Ключевые слова: повторная оптимизация запросов, облачные базы данных, компьютерное обучение, многоэтапный запрос, автоматизация исполнения

Алгоритм сетецентрического управления движением группы мобильных роботов

2022. T.10. № 1. id 1146

Диане С. Исхаков А.Ю. Исхакова А.О.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.36.1.026

При решении разведывательных, а также тактических задач высокую эффективность показывают методы группового применения мобильных роботов. Робототехнические группы, в основе управления которыми лежит сетецентрическая система, отличаются превосходством систем разведки перед системами разведки противника, включая достоверность, своевременность и точность добытой информации. При этом в процессе реализации таких защищенных систем приоритетной задачей становится планирование траектории группы, обеспечивающее поддержание связи для выполнения передачи управляющих сигналов. В работе предлагается научный подход к решению задачи планирования движения мобильных роботов в условиях обеспечения механизмов защищенного взаимодействия между агентами робототехнической системы с помощью стеганографических методов для сокрытия управляющих сигналов. Ранее авторским коллективом были разработаны и апробированы методы и алгоритмы, а также программные решения для сокрытия управляющих сигналов и фактов их передачи в рамках процесса интеллектуального взаимодействия группы робототехнических комплексов при решении ими единой задачи, а также верификации агентов по динамическому кортежу идентификационных признаков. В рамках текущего исследования предлагается обеспечение для планирования траектории гетерогенной мультиагентной робототехнической системы с условием поддержания связи для выполнения передачи управляющих сигналов.

Ключевые слова: информационная безопасность, управление в робототехнических системах, защита каналов связи, мультиагентная робототехническая система, сетецентрическое управление

Моделирование информационных систем: обзор учебных изданий

2022. T.10. № 3. id 1143

Ерженин Р.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.38.3.026

Исследование посвящено проблематике обучения ИТ-специалистов основным принципам моделирования и проектирования сложных информационных систем. Предметом изучения является содержание учебных изданий, имеющих отношение к моделированию ИС и зарегистрированных в Едином электронном каталоге Российской государственной библиотеки (РГБ) и в электронных библиотечных системах (ЭБС) за период 2000-2020 гг. Анализ выбранных по тематическому запросу учебных изданий проведен по основным библиографическим показателям, включающим в том числе ББК-код и спецификацию направления обучения. Результатами проведенного анализа стали сводные табличные данные, а также графические и схематические отображения отношений предмета моделирования ИС к научным областям, в рамках которых разрабатывались учебные издания. На основе полученных результатов были сделаны заключения относительно количественной, тематической и содержательной части учебных изданий, позволивших сформировать базу знаний учебной литературы, определить границу и взаимосвязи научных направлений с предметом моделирования ИС. Для оценки финального результата деятельности по созданию служебных произведений рекомендуется использовать принцип целевой причинности. С целью повышения результативности указанной деятельности предлагается разработать специальную методику оценки обучающих моделей, способную в итоге повлиять на качество моделирующей образовательной деятельности и снижение рисков развития смысловой деградации. Полученные в результате обзора учебных изданий знания могут использоваться в науковедении, при разработке новых современных учебников, для совершенствования учебных программ, а также при обсуждении путей развития ИТ-образования с позиций междисциплинарности и полидисциплинарности.

Ключевые слова: ИТ-образование, ИТ-специалист, ИТ-кадры, научно-образовательная среда, науковедение, методология моделирования, обучающая модель