Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

Пакет MatLab обладает широким спектром возможностей для решения разнообразных систем дифференциальных уравнений. В статье рассматриваются возможности применения данного пакета для численно-аналитического исследования задач теории экономического роста. Рассмотрение ведется на примере односекторной модели экономического роста (модель Солоу-Свена) и односекторной модели оптимального экономического роста (модель Солоу-Свена-Рамси). Простота, наглядность и интерактивные возможности пакета MatLab позволяют сократить время, затрачиваемое исследователем на решение дифференциальных уравнений и уделить больше внимания качественному анализу моделей. Приведенные примеры визуализации решений различных уравнений и расчетов моделей демонстрируют возможности системы.

Инженерия программного обеспечения для достижения положительных результатов требует применения специализированных методик управления, как самим процессом, так и всеми стадиями анализа, проектирования, реализации и последующего использования разработанного программного продукта. В качестве основы данного процесса рассмотрен унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) и способы его применения для управления процессами разработки приложений в целом. Кроме того, разобраны вопросы моделирования систем на основе языка SysML (System Modeling Language). Подробно даны этапы проектирования программного обеспечения, что необходимо для понимания возможностей средств управления процессами на каждом шаге создания продукта. Приведен понятийный и терминологический аппарат нотаций, исследованы возможности различных версий стандарта UML. В статье технологии описания моделей рассмотрены с точки зрения применения в области программной инженерии. Автор также изучает возможности по созданию диалектов нотации и применения данной технологии в других областях, например, в статическом и динамическом экономическом моделировании.

В статье рассматривается вопрос о повышении надежности разработки программ и предлагается методика, приводящая, в конечном счете, к ускорению создания окончательного продукта программирования – больших программных комплексов. К известным технологиям организации проектирования программных продуктов относятся методика Джексона и HIPO-технология. Если методика Джексона заключается в том, что структура подлежащих обработке данных определяет структуру обрабатывающей программы, то в HIPO-технологии применяется определенная система документирования всего процесса проектирования программного продукта. Блок-схемы HIPO являются основными в технологии и определяют основные этапы алгоритмического процесса.

Модифицируя известную HIPO-технологию, автор впервые в отечественной практике рассматривает перестраиваемую иерархическую структуру коллектива разработчиков программных комплексов. Причем перестройка происходит в соответствии с модифицированным HIPO-технологическим процессом. Рассмотрены вопросы согласования процесса перестройки с HIPO-процессом и уменьшения времени простоя разработчиков в процессе создания программного комплекса. Идеи автора реализованы при разработке автоматизированной системы «ОРДЕР» (учет и распределение жилой площади). Он является главным конструктором и разработчиком этой системы, которая после внедрения в Москве должна была стать стандартной для страны в целом. Общий объем системы «ОРДЕР» – более 140 тысяч операторов алгоритмического языка нижнего уровня. В статье представлено описание алгоритма инструментальной поддержки предложенной автором технологии, частично реализованного программой SPAD1. Несмотря на развитие средств разработки программного обеспечения, вопросы, рассматриваемые в статье, сохраняют свою актуальность и в настоящее время. Излагаемый подход инвариантен относительно языковых и инструментальных средств создания программных продуктов.

Рассмотрены вопросы и предложен математический аппарат для решения задач автоматизации проектирования и последующего контроля индивидуальной образовательной траектории обучения студента по программе высшего профессионального образования в распределенной среде. Необходимость разработки систем автоматизации обусловлена переходом к оценке знаний обучающегося и управлению учебным процессом на основе системы зачетных единиц в рамках Болонского процесса, а также динамичностью современной образовательной среды и обеспечением тесного взаимодействия с обучающимся на всех стадиях передачи знаний и навыков в гетерогенных распределенных образовательных пространствах. Используемый для формализации задачи управления индивидуальными динамическими образовательными траекториями математический аппарат позволяет создавать автономные системы для управления процессом обучения с учетом пожеланий студента, с соблюдением официальных требований системы образования, на основе оценки возможностей и ресурсов вузов. Вместе с тем предложена схема практического применения разработанного математического аппарата в виде программного обеспечения в информационной системе вуза, позволяющая интегрировать имеющиеся системы (очная и дистанционная формы обучения, система e-learning и др.) в образовательной среде.

В данной статье рассмотрены причины возникновения такого явления, как преступления в сфере информационных технологий. Произведено исследование истории возникновения и развития способов несанкционированного использования телекоммуникационных систем для доступа к конфиденциальной или секретной информации. На основе результатов исследования сделаны выводы о скорости адаптации отрасли к подобным угрозам. Исследованы существующие методики предотвращения несанкционированного доступа к закрытой информации и наиболее распространенные механизмы защиты данных. Изучена история возникновения сообществ, осуществляющих обмен специфической информацией для совершения преступлений в информационной сфере. Проанализированы наиболее известные случаи проникновения в корпоративные и иные сети, а также сделаны выводы о причинах успеха этих проникновений. Рассмотрены биографии самых известных кибер-взломщиков. Дана оценка состояния дел в области информационной безопасности – рассмотрены наиболее актуальные проблемы. Выполнена классификация субъектов, занимающихся поиском уязвимостей в программных продуктах. Подробно разобраны отличия программных продуктов с открытым и закрытым программным кодом с точки зрения информационной безопасности, а также системы обнаружения вторжений. Исследованы тенденции развития угроз и перспективы разработки средств их ликвидации и предотвращения.

В статье исследуются вопросы теории мотивации, и анализируется человеческое поведение, что приводит к формированию и уточнению ее аксиом. На этой основе анализируются механизмы поведения современного человека в условиях повседневного использования сетевых технологий для коммуникаций и дается теоретическое объяснение растущей популярности виртуальных социальных сетей. Предложен алгоритм максимизации удовлетворения индивидуумом своих социальных потребностей в сети Интернет в виде алгоритма выбора тематического виртуального сообщества. Сформулированы выводы о том, что виртуальное пространство, и, прежде всего, Интернет, является средой упрощенной реализации социальных потребностей индивидуума. Вместе с тем открытость информации в сети Интернет делает возможным формализованный подход к выбору круга общения индивидуума, что позволяет максимизировать уровень удовлетворения его социальных потребностей.

Рассмотрены основные концепции анализа и проектирования при решении задач в рамках предметной области: объектно-ориентированная, процедурно-функциональная, логико-ориентированная, а также их синтез в рамках решения прикладных задач. Оценка возможностей технологий выполнена на практическом примере. Кроме того, рассмотрены технологии построения агентных моделей предметной области. Отдельно для агентных систем рассмотрены способы сбора данных автономными аналитическими модулями и их реакции на изменение внешней среды. Для каждой концепции приведены сильные и слабые стороны, охарактеризованы возможности применения различных подходов при усложнении и масштабировании моделей. Проанализированы технологии анализа и проектирования по следующим критериям: затраты на проектирование, точность получаемых результатов, адекватность получаемой модели реальной системе, возможности создания программной реализации. Пример прикладной задачи служит основой для сравнения приведенных концепций и позволяет наглядно продемонстрировать сильные и слабые стороны технологий с точки зрения не только теории, но и достижения результатов при проектировании и создании программного обеспечения.

В статье затронута актуальная проблема информатизации управления бюджетом муниципального образования, являющегося фундаментом бюджетной системы Российской Федерации. В решении этой проблемы особое место занимают вопросы создания экономико-математических моделей, позволяющих количественно оценить последствия принимаемых по управлению бюджетом решений. Автором предложен комплекс экономико-математических моделей для выбора решений о необходимости дополнительных поступлений денежных средств в местный бюджет. Модели программно реализованы и включены в состав информационной системы управления бюджетом муниципального образования. Также приведена ее функциональная структура.

В статье приводится формальное описание информационного процесса на основе теоретико-множественного подхода. Определяется концептуальная модель базы данных, дается ее состав. Показаны операции, необходимые для вывода отношений. Предлагается общий подход к языковым средствам общения пользователя с информационной системой. Рассмотрен процесс целенаправленной обработки поступающей информации как основного режима функционирования информационной системы. Предложен вариант информационной системы, предусматривающей возможность целенаправленной обработки информации, определяемой совокупностью запросов на получение регламентированных по форме и содержанию выходных документов.

Ориентирована на научных сотрудников, преподавателей вузов, аспирантов и специалистов, занимающихся вопросами обоснования и проектирования информационных систем.

Предложено использовать многофакторную модель на основе дифференциального уравнения для прогнозирования развития социально-экономической системы. На нескольких примерах показано преимущество такой модели по сравнению с линейными многофакторными моделями и трендами. Разработано специальное программное средство и приведена методика его использования.

В работе представлено описание концептуальных основ и экономико-организационных механизмов разработки и использования информационной системы анализа показателей туристской деятельности на уровне среднего звена управления экономикой. Сделан вывод о необходимости применения подобных систем в практике управления в условиях перехода к целевому программно-бюджетному финансированию туристкой отрасли.

Представлены математические модели, алгоритмы и программы для расчета маршрутов и грузопотоков в транспортно-терминальных сетях операторов мультимодальных перевозок с развитой собственной трехмодальной (авто-авиа-железнодорожной) сетью маршрутов. Приводится описание разработанных алгоритмов и программы. Рассматриваются практические примеры.

Авторами разработан логико-статистический алгоритм определения сквозных пор по микрофотоизображениям сечений композиционных наноматериалов, основанный на булевских, морфологических и статистических операциях. Алгоритм практически применен для анализа последовательности микрофотоизображений на различной глубине сечения образца композиционного наноматериала карбид кремния/иттрий алюминиевый гранат (SiC/Y3Al5O12), полученных методом рентгеновской томографии.

Стремительное развитие информационных технологий все больше определяет успешность предприятия в целом и повышает значимость формирования требуемых компетенций выпускника по образовательной программе «Прикладная информатика». В работе освещаются вопросы подготовки конкурентоспособных ИТ-специалистов с учетом преемственности преподаваемых курсов и привлечением вендoров к процессу обучения.

В статье предложена методика структурно-параметрического синтеза системы обнаружения кибернетических угроз по результатам мониторинга открытых ресурсов информационно-телекоммуникационных систем. Методика основана на использовании методов многокритериального анализа и учитывает особенности функционирования системы обнаружения кибернетических угроз. Приведенный расчетный пример доказывает эффективность предложенных решений.

В работе рассмотрены различные способы сравнения исполняемых файлов на основании их структуры, проанализированы их достоинства и недостатки. Предложен способ сравнения, отличающийся от разработанных ранее с использованием блоков переменного размера для описания файла и мерой расчета степени подобия. Экспериментально доказано превосходство предложенного способа в сравнении с существующими.

В настоящее время разработано множество алгоритмов кластеризации, использующих различные подходы к решению задачи кластерного анализа. В данной статье предлагается модификация одного из алгоритмов кластеризации, принцип работы которого основан на так называемом жадном подходе. Суть модификации состоит в том, что решение о том, следует ли добавлять новый документ в кластер, принимается на основании его схожести с ранее включенными в кластер документами.

В статье описывается подход к решению задачи векторизации, позволяющий представить контуры изображения в аналитическом виде как последовательность параметризованных примитивов. Подобного рода преобразования необходимы в таких областях, как робототехника, САПР, географические информационные системы, станки с числовым программным управлением и в других областях.

Представлены результаты разработки и исследования методов формообразования 3D-объектов, формирования их проекций на плоскость наблюдения, а также обеспечения динамики 3D-сцен – задания законов движения тел и формирования анимированных изображений проекций, основанных на использовании тетрагональной регулярной сетевой модели.

Рассматриваются возможности и перспективы многокритериальной оценки параметров системы с помощью методов и программных комплексов многокритериальной оптимизации. Указаны сайты, на которых доступны программные системы для решения многокритериальных задач. Рассмотрены некоторые программы для однокритериальной оптимизации, которые применимы для оценки скаляризованной многокритериальной задачи.

Анализируется ситуационная модель выбора маршрута доставки для принятия оперативных решений при возникновении непредвиденной ситуации на маршруте, корректировке опорного плана и выборе нового маршрута доставки. Решается задача многокритериального выбора маршрутов доставки в условиях неопределенности на основе теории нечетких множеств. Проводится ранжирование альтернатив множества маршрутов и выбирается наилучшая альтернатива нового маршрута на основе нечетких множеств.

Современный бурный рост экономической активности сопряжен с выходом на международные рынки и развитием многонациональных компаний. Процессу глобализации экономики способствует перемещение традиционных видов экономической деятельности в сетевую среду. Однако это явление не только не изучено, но и не имеет единого толкования среди ученых-экономистов, что свидетельствует о необходимости исследований вопросов сетевой экономики.

В статье предлагается методика выбора наиболее подходящих программных продуктов для структурных подразделений организации. Рассматривается пять этапов на пути к внедрению информационной системы: анализ бизнес-процессов предприятия, формулирование требований к продукту, исследование рынка программного обеспечения, разработка проекта внедрения системы и анализ его эффективности. В качестве методов исследования используются функциональное (SADT) и объектно-ориентированное (UML) моделирование бизнес-процессов, квалиметрическая оценка качества, сбалансированная система показателей и ключевые показатели эффективности.

Развитие наноиндустрии в РФ ограничивается отсутствием эффективных методов проектного управления, позволяющих уменьшить барьеры при переходе от научных исследований к производству нанопродукции. Это обуславливает актуальность задачи разработки новых подходов, учитывающих особенности проектов и проектного управления в данной сфере. В статье рассмотрен один из таких подходов, использующий для организации проектного управления комплексную адаптирующуюся модель.