Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

Согласно исследованиям Berkley, объём информации в Интернете по состоянию на 2003 год оценивался в 258, 85 терабайта, и это только общедоступные данные. По данным Internet World Stats, рост аудитории Интернета с 2003 по 2007 год составил 117% (на декабрь 2007 года аудитория оценивалась в 1, 3 млрд человек).

Ввиду высокой хаотичности информации в Интернете наиболее эффективным методом поиска является полнотекстовый поиск. Имея минимальное представление об алгоритмах работы поисковых роботов, можно оптимизировать веб-страницу таким образом, что ссылка на нее будет всплывать на первых местах по запросам, к которым она не имеет никакого отношения.

Кроме того, имеется ещё одна проблема: ни одна поисковая машина не обеспечивает обратной связи с пользователем.

Ленивый запрос включает параметры искомой информации, а также время, в течение которого результат будет актуален (будет интересовать пользователя). При поступлении подходящей (релевантной запросу) информации пользователь уведомляется об этом удобным для него способом.

Важнейшей задачей при построении системы формализованных знаний является правильный выбор логической схемы, которая должна быть достаточно выразительной и понятной.

Формализацию смысла связывают с понятием «онтология». Как известно, онтология является одной из базовых философских понятий, – это теория о сущем, о природе существования. В сфере искусственного интеллекта и информатики онтология выступает вполне практическим инструментом для работы со знаниями. В нашем случае онтология представляет в формальном стиле взаимосвязи между объектами конкретной предметной области и их свойствами.

В основе подхода лежит предположение, что наблюдаемые нами явления и процессы объективной реальности представляются как объекты. Объекты характеризуются свойствами. Объекты действительности, несущие символику, которая интерпретируется сознанием, как информация о других объектах, называют информационными объектами.

Характерной чертой современного развития техники является широкое распространение разнообразных встроенных систем на основе микроконтроллеров. Для проектирования встроенных систем недостаточно традиционного опыта в области электроники, так как их составными частями являются вычисления и программное обеспечение. Проблема проектирования встроенных систем, безусловно, является актуальной. Эффективными инструментами при разработке микроконтроллерных систем являются симуляторы и интегрированные среды. В настоящее время существует целый ряд интегрированных сред разработки для микроконтроллерных систем. Наиболее известными и используемыми являются: MPLAB IDE, UMPS, MCStudio, PROTEUS и др. Анализируя возможности и структуру этих сред, можно сделать вывод о том, что существующие разработки не охватывают всех потребностей, возникающих в ходе проектирования микроконтроллерных систем. Отсутствует систематизация требований к интегрированной среде проектирования встроенных систем на основе микроконтроллеров.

Интегрированные среды и симуляторы используются как для профессиональной разработки и тестирования программ для класса однокристальных микроконтроллеров, так и в учебном процессе в вузах в циклах дисциплин, связанных с изучением микропроцессорной техники и цифровых систем управления.

С формальной точки зрения Dynamic Link Library (DLL) (динамически загружаемая библиотека) – особым образом оформленный относительно независимый блок исполняемого кода. DLL используются множеством приложений. Все приложения для ОС Windows так или иначе используют динамические библиотеки.

Исполняемый код в DLL не предполагает автономного использования. Перед тем как приступить к использованию, необходимо загрузить DLL в область памяти вызывающего процесса (т.е. DLL не может выполняться сама по себе – ей обязательно нужен клиент). Это явление называется «проецирование DLL на адресное пространство процесса». Это и понятно, так как процессор работает не только с регистрами, но и с адресами памяти. Поэтому каждому объекту DLL требуется своё место «под солнцем», чтобы иметь возможность быть выполненным при вызове. В конечном коде exe-файла, который генерирует компилятор, не будет инструкций процессора, соответствующих коду данной функции. Вместо этого будет сгенерирована инструкция вызова соответствующей функции (call).

Задачу формирования у курсантов комплексного, системного понимания всех происходящих при пожаре динамических процессов не решить без внедрения в процесс обучения научно обоснованных математических моделей пожаров и разработанных на их основе компьютерных обучающих и моделирующих программ.

Однако анализ существующих на сегодняшний день имитационных систем и моделей пожаров показывает наличие различных недостатков, значительно ограничивающих их применение (либо из-за большого объёма вычислений, которые не могут быть реализованы в режиме реального времени, либо вследствие принятых упрощений о развитии пожара).

В статье описана разработанная компьютерная имитационная модель распространения пожара по площади, которая в комбинации с интегральной математической моделью пожара является основой разработки тренажера – имитатора по тушению пожаров в зданиях произвольной конфигурации. Приведены основные возможности и принципы работы модели. Обозначены направления использования таких имитационных систем для решения задач пожарной безопасности.

С развитием информационных технологий роль вспомогательных программных средств в образовании неуклонно возрастает. Это связано, во-первых, с необходимостью точности расчётов, а во-вторых, с удобством визуализации различных тем и понятий.

Основные подходы к визуализации включают визуализацию объектов средствами: прикладных математических пакетов, интерактивной компьютерной графики, инструментальных графических библиотек и др.

Для обобщения опыта создания визуализаций была разработана технология визуализации математических объектов и понятий, которая включает следующие этапы: описание математической модели визуализируемого объекта; выбор размерности визуализации; описание дополнительных визуализаций для объекта; выделение параметров визуализации; моделирование динамики объекта; организация интерфейса взаимодействия пользователя; создание средства визуализации на основе инвариантных элементов.

На сегодняшний день перед многими предприятиями и учебными заведениями остро стоит проблема лицензирования программного обеспечения (ПО). Высокая стоимость лицензии на использование программных продуктов вынуждает обратиться к поиску альтернативного софта, или так называемого свободного ПО. В России это понятие становится все более популярным, поскольку из-за многозначности английского слова «free» под данным термином понимают бесплатность программ. Но лицензии бесплатных и свободных программ принципиально отличаются друг от друга: свободное ПО подразумевает лишь доступность программ для всеобщего использования, критики и улучшения, но не гарантирует бесплатность. В большинстве стран ПО по умолчанию охраняется авторским правом.

В статье рассмотрены категории свободного и коммерческого ПО, проанализированы достоинства и недостатки каждого класса программных решений, приведен обзор основных свободных лицензий, представлена таблица соответствия платных систем и их свободных и бесплатных аналогов.

Современный рынок труда актуализирует проблему оценки социально-профессиональной конкурентоспособности специалистов. В статье анализируется основанная на применении информационных технологий система логических и экспертно-статистических моделей индивидуальной социально-профессиональной конкурентоспособности специалиста – организмическая модель жизненного цикла специалиста, мультипликативная модель социально-профессиональной конкурентоспособности специалиста, экспертная модель приоритетной сферы деятельности специалиста. Предлагаемые модели прошли апробацию и используются как для внешней оценки, так и для самооценки профессионального потенциала молодых специалистов на региональном рынке труда.

В настоящее время сформировалась новая отрасль экономики – ядерное приборостроение и измерительно-информационные технологии атомной промышленности. Автор статьи обращает внимание на то, что существенное внимание необходимо уделять не только вопросам разработки технического и программного обеспечения для управления АЭС, но и подготовке специалистов-пользователей, которые призваны играть ведущую роль в тандеме «человек—машина» и нести, со своей стороны, ответственность за результат. Таким образом, актуальность задачи повышения квалификации оперативного персонала как пользователей современных автоматизированных комплексов управления ядерными объектами трудно переоценить. Предлагаемая в данной статье методика может быть эффективно использована в рамках решения этой задачи.

По мнению автора, специфика атомной промышленности и энергетики, связанная с обеспечением ядерной безопасности, выдвигает на передний план социально-психологический эффект обучения.

В статье рассматривается подход к развитию модели компетенций сотрудника в системе повышения квалификации персонала атомной промышленности и энергетики с использованием математического аппарата теории вероятностей.

На современном этапе развития общества человека повсюду сопровождают электронные (компьютерные и коммуникационные) технологии и информационные системы. Автор рассматривает информационные технологии не только как объект разработки, но и как современное «орудие производства» прикладных специалистов различного профиля.

В статье представлен перечень некоторых наиболее используемых информационных систем для различных областей профессиональной деятельности.

Анализируя вопросы организации учебного процесса, автор подчеркивает взаимную эффективность сотрудничества вуза с фирмой-разработчиком.

Привлекательность представленного в статье подхода к подготовке специалиста, по мнению автора, заключается в том, что вуз может оперативно реагировать на требования рынка. Автор также анализирует различные аспекты применения технологий e-learning на различных этапах учебного процесса.

Публикация содержит подробное изложение и результаты практической реализации основных концепций создания интегрированной образовательной среды электронного обучения, объединяющей множество центров дистанционного обучения учебных, научных и отраслевых организаций, обеспечивая интеграцию интеллектуальных, информационных и других ресурсов для подготовки востребованных в IT-отрасли и научной сфере кадров.

При реализации такой образовательной технологии базовой технологической конструкцией становится так называемая виртуальная кафедра (ВК), которая расширяет возможности традиционного учебного подразделения (кафедры/лаборатории) благодаря использованию среды поддержки образовательной деятельности конкретного учебного подразделения университета. ВК оснащена набором инструментальных средств, а также учебно-методическим обеспечением, необходимым для проведения занятий с учащимися в режиме как традиционного, так и дистанционного обучения.

Реализация механизма ВК для отдельных подразделений вуза (кафедры, лаборатории, факультеты) способствует их оперативному переходу к технологиям смешанного обучения, существенно опережая процессы внедрения средств электронного обучения в масштабе организации в целом.

Технологической основой Виртуального университета является интегрированная виртуальная образовательная среда (ИВОС), которая представляет собой систему интерактивно взаимодействующих единых информационных образовательных систем вузов (и других организаций), используемых для управления знаниями, процессом профессионального обучения.

Автор отмечает, что одним из важнейших аспектов создания ВНУ ИТ является формирование системы управления знаниями в сфере обучения.

За короткий период апробации ВК в процессе реализации образовательной деятельности университета на основе использования смешанной формы обучения получены практические результаты, подтверждающие эффективность такой организационной формы, какой является ВК, для внедрения инновационных образовательных технологий в учебный процесс.

В связи с большим интересом работодателей и специалистов к вопросу определения компетентностных характеристик, предъявляемых в сфере ИТ, по инициативе АП КИТ и редакционного совета журнала «Прикладная информатика» в №1(13) за 2007 год были опубликованы положения стандарта, содержащие описание должностных обязанностей специалистов различного уровня, а также соответствующих им умений и навыков.

В этом номере вниманию читателей представлена информация о знаниях, необходимых для выполнения указанных должностных обязанностей специалистов по информационным системам.

Как отмечают разработчики стандарта, настоящий стандарт устанавливает требования к профессиональным компетенциям по квалификационным уровням. Рекомендован для применения в организациях всех форм собственности; для организаций крупного, среднего и малого бизнеса. Стандарт применяется в качестве нормативного документа для подбора и расстановки кадров; планирования и нормирования труда; развития систем управления персоналом; для решения задач по профессиональной ориентации; для создания системы добровольной сертификации персонала и оценки уровня компетентности работников; для разработки образовательных стандартов и программ обучения в соответствии с требованиями работодателей; для проведения профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации персонала.

Стандарт включает 5 квалификационных уровней специалиста. По каждому уровню представлен перечень должностных обязанностей специалиста и 2 соответствующих перечня: того, что специалист должен уметь и к чему иметь навык, и того, что специалист должен для этого знать. Данная публикация содержит перечень необходимых знаний.

Публикация подготовлена по материалам Квалификационных требований (профессионального стандарта) в области информационных технологий по профессии «Специалист по информационным системам».

Для выполнения корректной оценки стоимости необходимо иметь такой инструмент, который бы позволял производить точные оценки даже начинающему менеджеру. Причем для предприятия, использующего современные информационные технологии в своей работе, существенно, чтобы инструмент был частично или полностью автоматизирован.

Автором представлена история развития моделирования оценки стоимости программных проектов и охарактеризованы основные направления оценки стоимости, а также приведен сравнительный анализ моделей оценки стоимости. В ходе проведенного исследования автор выделил основные характеристики и провел сравнительный анализ наиболее функциональных продуктов для оценки стоимости. На основании анализа наиболее крупных представителей систем по оценке стоимости программных проектов и анализа потребностей рынка автором были выработаны требования к программному продукту, основанному на математической модели оценки стоимости программного проекта.

В качестве модели, на основе которой автор создал систему оценки стоимости, была выбрана COCOMO II как обладающая наибольшим количеством преимуществ по сравнению с остальными моделями оценки и, что немаловажно для программной реализации, имеющая подробное описание алгоритмов настройки и последующей оценки. Автором представлено общее описание программного продукта СBOSSmis.PJ.Cost. Система была реализована автором с учетом всех требований по оптимизации производительности для систем, предназначенных для нужд крупных предприятий.

Несмотря на то что для моделирования прогнозов котировок ценных бумаг существует много эффективных методов, такое свойство моделей нейронных сетей, как универсальность, т.е. возможность их использования для всех типов ценных бумаг, определяет необходимость исследования в данной области.

Автором представлена подробная схема работы модели нейронной сети обратного распространения. При обучении нейронной сети ставится задача минимизации целевой функции ошибки, которая находится по методу наименьших квадратов. Алгоритм обучения сети обратного распространения проходит в несколько этапов. В качестве образов для обучения нейронной сети используется выборка, состоящая из значений котировок ценных бумаг, различных числовых характеристик, влияющих на котировки ценных бумаг.

Модификации алгоритма обратного распространения связаны с использованием различных функций ошибки, других активационных функций, различных процедур определения направления и величины шага. Для тестирования модели нейронной сети использовались котировки ценных бумаг ФБ «СПб. „Газпром“» за период с 11.01.2007 по 30.01.2007.

Для проведения тестирования использовались программный продукт Neural Network Wizard и библиотека классов Neural Network Wizard для работы с моделями нейронных сетей, разработанные в среде программирования Delphi 7 компанией BaseGroup Labs. Для визуального отражения зависимостей реального значения и значения на выходе нейронной сети был использован пакет MathCad 2000. Полученные результаты показывают, что использование модели нейронных сетей повышает экономическую эффективность прогнозирования, при этом обеспечивается достоверность информации с определенной долей вероятности прогноза, необходимой для принятия обоснованных экономических решений.

В настоящее время проблема обеспечения надежной защиты передаваемой и принимаемой информации от несанкционированного доступа проявляется наиболее остро в связи с интенсивным проникновением информационных технологий в такие сферы, как промышленность, бизнес, торговля и др. Одним из способов защиты информации является сокрытие ее присутствия. В данной работе рассматривается использование речевых образов (сигналов) в качестве контейнеров для хранения подлежащей защите информации (текст, изображение, речевой сигнал). Для решения поставленной задачи используется преобразование Хаара. Это преобразование в отличие от других вейвлет-преобразований обладает высоким быстродействием и относительной простотой. Загрузка сигнала в контейнер производится с помощью обратного, а извлечение сигнала – с помощью прямого преобразования.

В условиях чистой конкуренции для повышения объёмов продаж фирмы активно используют различные рычаги, включая рекламу. Объёмы продаж товара определяются не только размерами затрат на проведение рекламных кампаний, но и зависят от поведения покупателей, которое можно представить в виде марковской цепи. В работе предлагается целый спектр математических моделей, позволяющих проводить как численные, так и аналитические расчёты объёма продаж в зависимости от частоты рекламы и долевого распределения рынка между продавцами. Марковская модель продаж позволяет фирмам определять экономически целесообразный объём финансовых вложений, направляемых на рекламные проекты, индукционная – объяснить внезапный спад интереса покупателей к товару, ажиотажный спрос на какой-либо товар, а также возникновение явления «торговой марки» – бренда.

ISDN специально разрабатывалась для решения проблем небольших офисов или пользователей с коммутируемым доступом, которые нуждались в большей полосе пропускания, чем та, которая предоставлялась традиционными телефонными службами. В настоящее время ISDN также предоставляет резервные линии связи. ISDN была разработана для использования существующих телефонных кабельных систем и работает подобно телефонной связи. При осуществлении ISDN-вызова на время сеанса связи устанавливается соединение с распределенной сетью, которое отключается после завершения сеанса связи.

Технология распределенных сетей, использующая протокол ретрансляции фреймов, представляет собой гибкий метод установки связи между локальными сетями через каналы распределенных сетей. Протокол ретрансляции фреймов обеспечивает возможность пакетно-коммутируемой передачи данных через интерфейс между устройствами пользователя и сетевым оборудованием.

Работа посвящена созданию и использованию специализированной системы, использующей средства пакета MatLab, для обработки данных. В качестве входных величин могут применяться цифровые сигналы и статистические данные самой различной природы. Важным достоинством разработанной системы является её реализация в виде графического интерфейса пользователя (GUI), обеспечивающая решение разнообразных задач в простой, удобной и наглядной форме. Следует отметить, что пакет MatLab также предоставляет широкий набор инструментальных средств обработки данных, однако готового GUI в этой области, объединяющего различные технологии обработки и анализа данных, в существующих версиях MatLab нет.

DLL – это сокращение от Dynamic Link Library (динамически загружаемая библиотека).

Исполняемый код в DLL не предполагает автономного использования. Перед тем как можно будет приступить к использованию, необходимо загрузить DLL в область памяти вызывающего процесса (т.е. DLL не может выполняться сама по себе – ей обязательно нужен клиент). Это явление носит название «проецирование DLL на адресное пространство процесса». И это не удивительно, если вспомнить тот факт, что процессор работает не только с регистрами, но и с адресами памяти. Поэтому каждому объекту DLL требуется свое место «под солнцем», чтобы иметь возможность быть выполненным при вызове. В конечном коде exe-файла, который генерирует компилятор, не будет инструкций процессора, соответствующих коду данной функции. Вместо этого будет сгенерирована инструкция вызова соответствующей функции (call).

В целях ликвидации дефицита кадров в машиностроении необходимо, чтобы при подготовке кадров на всех уровнях и этапах максимально и непрерывно использовались возможности современных информационных технологий.

Для начального профессионального образования произведены видеофильмы, демонстрирующие различные технологические процессы, оборудование и инструмент, подготовлены демонстрационные материалы для интерактивных досок, электронные лекции и сетевые системы тестирования знаний.

В дальнейшем необходимы 3D-модели узлов станков и компьютерные имитаторы, позволяющие осуществлять виртуальную наладку и программирование обработки, а также изготовление виртуальной детали.

Следующий уровень подготовки призваны обеспечить мини-габаритные и настольные станки с компьютерными системами ЧПУ. Они, при высоких дидактических возможностях программно-методического обеспечения, малоэнергозатратны, компактны, не требуют специальных помещений, питаются от обычной световой сети 220 В.

В Российской Федерации в срочном порядке принята Государственная программа по развитию нанотехнологий, создан правительственный комитет, который возглавил первый заместитель премьер-министра С. Иванов, на развитие нанотехнологий выделены беспрецедентно большие денежные суммы. Причина всего этого ажиотажа кроется в том, что именно с нанотехнологиями знающие люди связывают ни много ни мало будущее человечества.

«Нанотехнология – это технология объектов, размеры которых порядка 10-9 м (атомы, молекулы). Процессы нанотехнологии подчиняются законам квантовой механики. Нанотехнология включает атомную сборку молекул, новые методы записи и считывания информации, локальную стимуляцию химических реакций на молекулярном уровне и др.»

Такие сложные, наукоёмкие технологии, как нанотехнологии, требуют для своей реализации соответствующих специалистов: ученых, конструкторов, инженеров.

Анализ существующих отечественных и зарубежных изданий, предназначенных для обучения программистов профессиональному английскому языку, обнаруживает несоответствие (в различной степени) информационной содержательности учебного материала и требований современной профессионально-ориентированной аудитории. Такое расхождение объясняется постоянным несовпадением по времени отклика лингвистических разработок и динамичных изменений в области технологий.

Существование терминосистем и подсистем, неустойчивых терминов и различных профессиональных жаргонов, причём как международных, так и национальных, можно назвать проблемой «вавилонской башни», которую так и не достроили, поскольку перестали понимать друг друга, заговорив на разных языках.

Для успешного решения задач по обучению английскому языку студентов неязыкового вуза прежде всего необходима разработка теоретически обоснованной модели обучения на основе комплексного подхода, сочетающего профессиональную направленность и умение использовать структурные элементы языка в деловом и социальном общении.

В условиях хорошо развитого рынка новая информация находит быстрое отражение в курсовой стоимости активов, поэтому для таких условий можно использовать модель, которая бы удовлетворительно описывала взаимосвязь между риском и доходностью активов. Такая модель была разработана в середине 60-х годов У. Шарпом и Дж. Линтерном и получила название оценки стоимости финансовых активов (capital asset pricing model – CAPM). В статье рассматривается ряд проблем, которые могут возникнуть при попытке применения модели в условиях российского рынка, и варианты их решения. Определяются такие параметры модели, как безрисковая ставка (строится имитационная модель) и ставка рыночной доходности, а также решается вопрос о том, к каким активам может быть применена модель. На примере акций российских телекоммуникационных компаний делается прогноз для равновесной доходности, в соответствии с которым можно выявить недооценённые и переоценённые активы с целью выработки рекомендаций для потенциальных инвесторов.

В статье установлены особенности задачи планирования нового производственного процесса внутри предприятия, позволяющие разработать интегрированную систему планирования и управления выпуском, в которой одновременно анализируются и создаются программы развития производственных мощностей и выпуска продукции с максимальным выигрышем. Авторами предложен алгоритм расшивки узких мест опытного производства. Этот алгоритм учитывает связанную с входными параметрами многоступенчатость процесса выпуска продукции и производственные возможности опытного производства с учётом лимитирующих мощностей и человеческих ресурсов. Составлена динамическая схема расширения опытного производства. Предложенная модель позволяет проанализировать различные варианты развития производства с целью выбора наиболее рационального из них. Предложен способ определения рационального пути достижения максимального выигрыша E.

В статье рассмотрены основные варианты внешнего воздействия и корректировка производственного плана по месяцам планового года с помощью адаптивных методов. Определен порядок расчёта устойчивости производственного процесса с помощью критерия Михайлова и проведён его анализ с использованием годографа. Продемонстрированы возможности созданного авторами соответствующего программного обеспечения.