Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

Задачи назначения приоритетов заявкам, работам, действиям и просто объектам деятельности решаются давно и по‑разному. В чисто технических системах, в том числе в компьютерных и системах связи, там, где можно четко запрограммировать процессы обслуживания, такие задачи считаются практически решенными, поскольку, во‑первых, анализируются два встречных процесса: процесс обслуживания и процесс ожидания, если обслуживающий узел занят, и во‑вторых, в основном учитываются временные параметры. При этом, как правило, минимизируется время ожидания для некоторых классов заявок. Однако в схемах многономенклатурных мелкосерийных производств, особенно наукоемкой продукции, эффективность производства или производственного участка зависит не только от прямых потерь времени, поскольку задержки могут оцениваться и по‑иному, с учетом ресурсов финансирования, ресурсов срочности и даже административного ресурса. Поэтому четкие правила и алгоритмы могут стать нечеткими, а задача минимизации потерь усложняется. Данная статья посвящена совместному применению имитационного моделирования и нечетко-логических алгоритмов в задачах оперативного назначения приоритетов.

Авторами описаны задачи исследования операционных свойств совершенствуемых систем технологического вида и технологических процессов их функционирования, их особенности, связь таких задач с использованием информационных технологий. Предложена концепция решения задач исследования аналитически, на основе числовых моделей. Приведен пример аналитического оценивания эффектов, предложен инвариант оценивания операционных свойств совершенствуемой системы. Это позволяет перейти к решению задач исследований как математических задач.

В статье рассматриваются возможности систем технического зрения, направленные на проведение бесконтактных измерений для определения различных параметров объектов. На примере решения задач воздушной разведки раскрываются принцип действия и особенности применения этих систем. Приводится описание новых методов, разработанных для систем технического зрения, с целью расширения их функциональных возможностей по обнаружению требуемых объектов на основе свойственных им признаков.

В статье рассмотрены вопросы создания ИТ-инструментария, основанного на экономико-математических моделях управления межбюджетным регулированием в структуре (регион – муниципальное образование). Предложена концептуальная модель управления в виде комплекса непрерывной и дискретной динамических моделей. Непрерывная динамическая система представлена имитационной моделью. Дискретная динамическая система, обладающая целесообразным поведением, представлена как стохастический автомат. Для описания поведения автомата получены формальные выражения, позволяющие найти финальные вероятности пребывания автомата в том или ином состоянии. На основе построенной модели создан программный продукт, позволяющий оценивать последствия решений относительно установления нормативов распределения налоговых поступлений между уровнями бюджетной системы.

Принятие эффективных управленческих решений часто сопряжено с необходимостью анализа большого объема неоднородной, плохо структурированной и зашумленной информации. Поэтому актуальной задачей является создание системы поддержки принятия решений, которая позволит выработать рациональную стратегию даже в условиях неоднородной информации и неустойчивого тренда. В статье разработан численный метод и алгоритм решения задачи аппроксимации данных полиномиальными сплайнами с использованием минимаксного подхода, позволяющий системе поддержки принятия решений за конечное число итераций получить однозначный результат и выработать рациональные предложения лицу, принимающему решение.

В работе раскрыта сущность, особенности и признаки информационной экономики, на этой основе показаны тенденции трансформации хозяйственного развития промышленных предприятий в новой информационно-коммуникационной среде. Авторами раскрыты особенности современного этапа промышленного развития России и охарактеризована роль институтов в обеспечении инновационной активности предприятий реального сектора экономики. Предложены инструменты информационной экономики, позволяющие снять существующие ограничения и активизировать функции институтов инновационного промышленного развития в условиях значительной региональной асимметрии. Особое внимание уделено потенциалу электронного правительства в промышленном развитии экономики.

Актуальность настоящего исследования обусловлена сложностью функционирования государственных информационных систем, все возрастающей необходимостью повышения достоверности представляемых в них данных, расширением спектра проверок, проводимых для обеспечения контроля на всех этапах прохождения данных. Проведение аналитического исследования применения различных параметров качества данных для государственных информационных систем позволило выявить предложения по контролю их качества. В данной статье автором выделены факторы, формирующие качество данных, и рассмотрены аспекты формализации связанных с ним процессов для государственных информационных систем. Даны рекомендации, которые возможно использовать в деятельности системных аналитиков, ИТ-специалистов по разработке сложных информационных систем.

В статье рассмотрены вопросы использования метафор в сфере ИТ, а также влияние метафор на другие области жизни, в которых используется компьютерная техника и коммуникационная инфраструктура. Рассмотрены метафоры, комплексно отражающие современные тенденции технологического развития общества: цифровизация, цифровая экономика, Интернет вещей, Индустрия 4.0, виртуальная территория и другие.

Отмечено, что ИТ-метафоры дополняют друг друга, то есть не являются ортогональными. Они позволяют комплексно, с различных точек зрения и концептуальных позиций рассмотреть происходящие изменения в окружающей нас материальной и информационной среде. Метафоры позволяют всем категориям пользователей – специалистам в области информационных технологий, государству, бизнес-сообществу, обычным гражданам сформировать согласованную точку зрения на информационные технологии. Они позволяют сделать изменения в окружающей информационной инфраструктуре более наглядными, доступными для понимания и практического использования всеми категориями пользователей.

Рост популярности платформы Coursera в России свидетельствует о том, что образовательное пространство фактически стало единым в мире, и иностранные курсы сделались прямыми конкурентами российских.

Курсы на платформе Coursera адаптированы к обучению без отрыва от производства за счет недельного формата обучения и лаконичного стиля видеоуроков со средней длительностью 8 минут.

Данные курсы требуют минимального вмешательства преподавателя в учебный процесс за счет метода оценки на равных (проверки студентами работ друг друга).

Представляет интерес практика обязательного публичного портфолио студентов для выставления итоговых отметок, а также использование интерактивных симуляторов.

В статье рассматриваются перспективы построения систем автоматического управления беспилотными летательными аппаратами, реализующих возможности компьютерного зрения. Описывается способ применения компьютерного зрения, направленный на повышение точности определения отклонений от маршрута полета летательных аппаратов и обеспечивающий возможность автоматического формирования фотосхемы в режиме реального времени при проведении аэрофотосъемки. Выполняется проверка данного способа на работоспособность и оценка его методической погрешности.

В статье рассматривается вариант построения модели линейной железнодорожной станции на двухпутном железнодорожном участке, содержащей два главных и два вторых пути. Общая постановка задачи моделирования заключается в нахождении оценки математического ожидания показателя моделируемой системы при заданном времени ее функционирования. Имитационная модель создана в среде AnyLogic Personal Learning Edition и позволяет моделировать основные состояния четырехпутной линейной железнодорожной станции в условиях внешнего воздействия, оказываемого средствами разрушения вероятного противника. Предложенная структура модели позволяет воспроизводить логику функционирования железнодорожной станции линейного типа, имеющей четыре пути, расположенной на двухпутном участке пути при ее функционировании в условиях воздействия средств поражения противника. При этом фактически моделируется нахождение каждого из станционных путей в одном из возможных состояний.

Генетические алгоритмы в разных формах применяются к решению разных научно-технических задач. Они используются при создании вычислительных структур, в машинном обучении – при проектировании нейронных сетей или в управлении роботами. Они также применяются при моделировании развития в разных предметных областях, включая социальные-экономические системы. Также возможно и эвристико-математическое применение генетических алгоритмов для оптимизации многопараметрических функций. В случаях, когда точный оптимум не нужен, решением может считаться любое значение, лучшее, чем определенная заданная величина. Тогда генетические алгоритмы – хороший метод поиска «приемлемых» значений. Сила генетического алгоритма состоит в его способности манипулировать одновременно многими параметрами, что используется в разных проектах, включая даже проектирование самолетов. Однако формальное применение таких алгоритмов без учета временных характеристик и других особенностей реальных процессов, где их пытаются применить, может не дать ощутимого эффекта либо привести к выбору ошибочного решения. Один из способов привязки соответствующих моделей к динамике управляемых процессов является комплексное имитационное моделирование этих процессов и систем управления с применением генетических алгоритмов.

В статье продемонстрированы существование и возможность выявления объективно обособленных операций обработки знаний, объективно инициируемой типизации таких операций (формирования видов обработки знаний), а также объективной упорядоченности множества видов обработки знаний. Продемонстрирована возможность выявления характеристик формы гносеологической модели, а также показано, что конкретный набор характеристик формы гносеологической модели, реализованный в моделях знаний, определяет соотнесение этих моделей к конкретному объективно выделяемому классу.

В данной работе показана табличная реализация моделей системы массового обслуживания на основе алгоритма функционирования моделируемой системы без написания программного кода, разработанных посредством техники создания алгоритмических моделей в Microsoft Excel по принципу «программирование без программирования».

Результаты работы могут быть применены для множества вариантов решения однотипных по постановке и целям задач и представляют интерес для специалистов по моделированию динамических систем и процессов, а также для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

В статье предлагается подход к управлению жизненным циклом экономических информационных систем, который, в отличие от известных, основывается на теории децентрализованных приложений. Этот подход за счет автоматизации и децентрализации процессов, а также использования криптографических методов позволяет в определенной степени снизить транзакционные издержки проектов по разработке и модификации программного обеспечения экономических информационных систем.

Быстрая и комфортабельная перевозка пассажиров, обеспечение безопасности в поездах и на территории, занимаемой транспортной инфраструктурой, являются важнейшими факторами, влияющими на конкурентоспособность на рынке перевозочных услуг любых видов транспорта, в том числе и Московского метрополитена. Для решения указанной задачи необходимо эффективное планирование работ локомотивных бригад метро на основе применения современных экономико-математических методов, обеспечивающее выполнение заданного объема работ минимально возможным количеством бригад.

В статье подводятся итоги выполнения работы по созданию информационной системы управления технологическими процессами на конкретном промышленном предприятии по производству металлического профиля. Предлагается оригинальное решение задачи улучшения качества технологических процессов путем автоматизации процесса составления сменного задания (СЗ) для производственного цеха, повышения оперативности взаимодействия между различными отделами предприятия, использования специального технологического интерфейса, обеспечивающего наилучшую управляемость производством.

Использование цифровых технологий в научных исследованиях способствовало формированию новых научных направлений и исследований. Статья посвящена вопросам использования технологий цифровых гуманитарных наук и организационного оформления DH-проектов в отечественном профессиональном сообществе. Особое внимание обращается на практическую базу проектов по функционированию организаций подобного профиля. Также рассматриваются способы и формы публикации результатов исследований в сети Интернет. На основе анализа отечественных проектов, результативности их практической деятельности, а также характера взаимодействия между организациями определяется степень участия Digital Humanities и перспективы ее дальнейшего развития.

Оригинальное ПО «Виртуальный музей будущего» создано благодаря соединению виртуального 3D-пространства в качестве среды и реальных произведений живописи в качестве экспонатов. В статье рассматриваются подходы, позволяющие выбрать инструментарий для его дальнейшего применения при написании инновационной программы 3D-реальности, обосновывается выбор компонентов, используемых для создания ПО.

Постоянный прогресс в области информационных технологий изменяет методы и подходы к их использованию. Увеличивается объем самостоятельной работы студента, а вместе с ним возрастает роль автономности процесса обучения. Компьютерные технологии выступают основой для разработки современных электронных образовательных ресурсов, которые обеспечивают качественное и быстрое освоение материала учащимися в интерактивной форме, а также способствуют развитию исследовательского навыка у студентов.

В реальных изображениях лиц большие визуальные вариации, такие как различия в выражении лица, его позиции, разный масштаб и освещение, наличие преград перед лицами и другие, вызывают трудности при отличии лица от фона изображения. В результате возникают области изображений, которые неправильно распознаются как лица (ошибки первого рода), тогда как эффективность алгоритмов распознавания лиц характеризуется низким числом таких ошибок, высокой скоростью обнаружения лиц и высокой скоростью обработки изображений. Таким образом, чтобы уменьшить число описанных областей, вместо того, чтобы разрабатывать точный алгоритм обнаружения лиц, который требует больших временных затрат на работу, после первичного обнаружения лиц будет добавлен этап их валидации. В настоящей статье предлагается новый быстрый метод валидации лиц. Он состоит из двух этапов: первый – определение кожи с использованием метода анализа значений YCbCr-цвета; второй шаг – обнаружение глаз и рта с использованием каскадного подхода. На втором этапе область лица-кандидата делится на две перекрывающиеся области, одна для модели обнаружения глаз, а другая для модели обнаружения рта. Алгоритм обнаружения лиц, основанный на методе опорных векторов, использовался для сравнения с предлагаемым решением. Результаты экспериментов на наборе данных FDDB показали лучшую производительность предлагаемого метода (время валидации 2 мс по сравнению с 500 мс у алгоритма, основанного на методе опорных векторов) при схожем числе ошибок первого рода.

Авторами исследуется случайная линейная сеть, в которой при передаче помимо пакетных потерь происходят символьные стирания. Построена модель такой сети, базирующаяся на новых моделях узлов с расширенным сетевым алфавитом. Разработаны методы кодирования, основанные на использовании сетевых кодов Кеттера-Кшишанга-Силвы и канальных помехоустойчивых кодов. В статье отмечена возможность применимости этих методов в случае несанкционированного использования линейных сетей нелегальным пользователем.

В статье рассмотрены основные аспекты тестирования производительности программных продуктов. Авторами приводится классификация методов тестирования. При этом основное внимание уделяется так называемому нагрузочному тестированию. Нагрузочное тестирование проводится с целью определения степени соответствия системы нефункциональным требованиям, таким как максимальное количество одновременных пользователей, время отклика информационного сервиса и т. п. В работе подробно описаны различные виды нагрузочных тестов, а также представлена методика тестирования для каждого вида, предложен набор показателей для классификации инструментов тестирования, на основе которого приведен сравнительный анализ существующих инструментальных средств для проведения нагрузочного тестирования.

Статья посвящена использованию новых технологий параллелизма, которые появились в современных стандартах Фортрана (Fortran-2003, Fortran-2008). Авторами описаны конвейерные операции и подпрограммы; рассмотрены новые технологии параллелизма: комассивы и автораспараллеливание; представлены результаты тестирования различных технологий параллелизма; проанализированы особенности использования различных компиляторов Фортрана.