Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

В статье характеризуются и интерпретируются понятия, введенные в теории информационного поля А. А. Денисова, а также в дискретный вариант этой теории – информационный подход к анализу систем: чувственная информация (информация восприятия, элементная база, данные), логическая информация (сущность или информационный потенциал) и их логическое пересечение, которому в теории А. А. Денисова соответствует категория информационной сложности, содержание, смысл.

Показано, каким образом возникли эти понятия в теории информационного поля в результате двух законов отражения – чувственного и логического, как интерпретируются эти понятия в дискретном варианте теории, какие меры можно вводить для измерения этих стадий преобразования информации на основе детерминированного и вероятностного подходов, выбирая их с учетом конкретных задач и условий применения теории А. А. Денисова.

В последнее время все чаще говорят о внедрении в различные сферы человеческой деятельности нейронных сетей, систем искусственного интеллекта, машинного обучения. Это затрагивает новые проекты, такие как беспилотные автомобили, программы расшифровки последовательности ДНК, космические роботы, роботы для функционирования во вредных средах, системы распознавания человеческой речи и синтеза человеческой речи. Но чаще всего о применении в своей новой продукции искусственного интеллекта говорят производители смартфонов.

Статья посвящена исследованию различных способов мошенничества с платежами в онлайн-торговле, которые наиболее распространены в последнее время. В работе описаны особенности различных видов мошенничества, эффективные и популярные программы по предотвращению мошенничества в онлайн-торговле, и исследованы характеристики работы программ по отслеживанию подозрительных транзакций. Статья предназначена для формирования представления о наиболее распространенных способах мошенничества с платежами в онлайн-торговле и комплекса мер по их предотвращению.

В статье изложено построение экспертно-диагностической системы для анализа предкризисного состояния предприятий металлургического комплекса с использованием растущих пирамидальных сетей. В разработке учитывались результаты анализа основных тенденций развития металлургического комплекса РФ. Обосновано применение растущих нечетких пирамидальных сетей. Рассмотрены особенности компьютерной технологии получения экспертных заключений. Дана схема объединения моделирующего программного обеспечения MatLab с экспертно-диагностической системой в СУБД Caché. Рассмотрена диаграмма основных классов экспертно-диагностической системы.

Статья посвящена описанию разработанных оптимизированных алгоритмов поиска пересечения луча с треугольником и взаимодействия световых лучей с оптической системой.

Данные алгоритмы позволяют значительно ускорить процесс моделирования трассировки множества лучей в оптической системе светового прибора для дальнейшего анализа его светотехнических характеристик. В статье приведены интерфейсы взаимодействия этих алгоритмов с внешними модулями разработанного программного комплекса на языке C#. Приведен пример применения данного программного комплекса для моделирования светодиодного модуля на основе вторичной светодиодной оптики свободной формы.

В работе рассматривается проблема защиты информации от угрозы несанкционированного доступа (хищения, разрушения, модификации). Предложен метод биометрической аутентификации субъектов по клавиатурному почерку с использованием искусственной иммунной системы. Особенностью подхода является использование новой архитектуры вычислительных элементов (детекторов) в основе иммунной системы. В совокупности детекторы выполняют верификацию биометрических образов на предмет принадлежности к классам «Свой» или «Чужой». Разработанная искусственная иммунная система (сеть) способна к самообучению, в результате чего при каждой аутентификации увеличивается надежность ее решений. Также искусственная иммунная сеть может определить степень старения эталона и факт нахождения пользователя, проходящего аутентификацию в измененном функциональном состоянии. Эта информация может быть использована при реализации процедур разграничения доступа.

Представлен краткий библиометрический анализ развития исследований в области квантовой обработки информации в период 2000–2017 гг. Выявлены основные мировые игроки, а также источники спонсорской поддержки публикуемых результатов. Рассмотрен внутрироссийский исследовательский ландшафт; определены наиболее продуктивные отечественные организации, а также ученые, внесшие наибольший публикационный вклад в области. Выявлены интенсивность и характерная структура международных соавторских связей России, основные отечественные и зарубежные источники финансирования исследований.

В статье рассмотрена архитектура и принципы работы системы прав доступа в проекте BlockSet. Показано устройство как с позиции администрирования, так и с позиции внутренней организации. Авторами показана возможность реализации разграничений прав доступа различного уровня сложности простыми и доступными инструментами проекта BlockSet.

В настоящее время отсутствуют необходимые методики для комплексной оценки совместимости средств защиты информации (СЗИ) и АСУТП, которые необходимы при проектировании систем безопасности объектов критической информационной инфраструктуры.

Предложена методика оценки совместимости СЗИ и АСУТП с применением программ и методик проведения перекрестных испытаний, используемых при приемке таких систем.

Получены практические результаты по оценке совместимости средств защиты информации с АСУТП различных производителей.

В статье обсуждаются некоторые результаты, полученные в процессе решения задачи оценки перспективности крупных инновационных мультипроектов по выпуску новой металлопродукции. В процессе решения разработаны методы прогнозирования производственных показателей предприятий, участвующих в реализации мультипроектов. Такие результаты имеют значение для развития экономико-математических и инструментальных методов анализа эффективности инновационной деятельности в условиях динамичности внешней среды. Создана модель процесса реализации крупного инновационного мультипроекта в рамках технологической цепи выпуска новой металлопродукции с возможностью выполнения его этапов несколькими участниками. Произведена оценка различных составляющих инновационного потенциала металлургических и металлообрабатывающих предприятий и их внешнего окружения с использованием динамических растущих пирамидальных сетей и кáлмановской фильтрации. Создана компьютерная акторная имитационная модель реализации этапа организации производства. На этой научно-методической основе разработаны организационно-вычислительная процедура и информационная система поддержки принятия решений по управлению крупным инновационным мультипроектом с применением динамической сетевой модели подготовки, согласования и утверждения технических заданий для его субпроектов.

Основным направлением повышения эффективности автоматизированного проектирования (в частности, проектирования железнодорожных путей) является разработка научной методологии для применения новых технологий в проектировании. Данная работа направленна на применение трехмерных моделей местности в системах автоматизированного проектирования с целью повышения точности определения объемов грунта, требующего распределения в процессе возведения земляного полотна участка железнодорожного пути.

Статья посвящена актуальной на сегодняшний день проблеме исследования муарообразования при репродуцировании информации. В результате исследования были выявлены основные закономерности, связанные с муарообразованием: использование нерегулярной растровой структуры приводит к отсутствию муара на изображении, на что указывает размытие спектра; появление муара при растрировании стохастическими структурами говорит о присутствии в них регулярной составляющей.

Промышленные высокопроизводительные маршрутизаторы являются необходимыми компонентами для построения безопасных сетей в задачах удаленного управления и мониторинга промышленных объектов. Основная функция маршрутизатора – чтение заголовков пакетов сетевых протоколов, принимаемых и буферизуемых по каждому порту, и принятие решения о дальнейшем маршруте следования пакета по его сетевому адресу, включающему номер сети и номер узла. В данной статье рассматривается математическая модель процесса обработки сегментов в маршрутизаторе (узел коммутации).

Одним из видов деятельности коммерческого банка является выдача кредитов. Заявок на получение кредита в банк может поступать очень много. Они обрабатываются в специальных отделах и оцениваются на возможность заемщика выполнить свои обязательства. Так как банк выделяет ограниченное количество денежных средств на выдачу кредитов и устанавливает рамки допустимых потерь от предполагаемого дохода, то некоторое количество заявок необходимо отклонять. Встает вопрос, каким образом сформировать список одобренных заявок, чтобы получить как можно больший доход и соблюсти вышеописанные ограничения. В данной работе рассматривается эта задача.

Так как она имеет большую размерность, предложено использовать модифицированный генетический алгоритм для ее решения. Модификации подверглись оператор формирования начальной популяции и оператор формирования нового поколения. Начальная популяция генерируется не случайным образом, а по определенному алгоритму в допустимых рамках. А при формировании нового поколения оно пополняется индивидами из массива лучших решений в случае, если происходит стагнация алгоритма. Было разработано программное обеспечение, использующее данный алгоритм для решения поставленной задачи. Работа алгоритма была исследована и выявлено, при каких значениях параметров алгоритма он показывает лучшие результаты.

Статья посвящена описанию kd-деревьев и их применению в разработанном методе и алгоритме поиска пересечения луча с треугольниками в оптической системе. Они позволяют уменьшить количество просматриваемых элементов при поиске и, как следствие, ускорить процесс поиска пересечения луча с некоторой областью. Рассмотрены наиболее популярные разновидности деревьев, используемые при компьютерном моделировании, а также сущность, достоинства и недостатки kd-деревьев по сравнению с другими. Для описания оптимизирующих структур введены необходимые программные абстракции, используемые в разработанном комплексе. Подробно описан алгоритм трассировки лучей, оптимизированный с помощью kd-деревьев, произведена оценка его сложности. Для пояснения принципа SAH был приведен пример определения наилучшего расположения секущей плоскости для группы элементов, ограниченных одних объемом. Описан алгоритм подсчета числа элементов по обе стороны от плоскости разбиения. Представлен рекурсивный алгоритм обхода kd-дерева. Применение kd-деревьев позволяет значительно ускорить процесс моделирования трассировки лучей в оптической системе светового прибора для дальнейшего анализа его светотехнических характеристик.

Рассмотрено применение ранее построенной имитационной модели иерархических битовых индексов к поиску оптимального размера индекса второго уровня. Предложен алгоритм, позволяющий получить хорошее приближение к точке минимума за один прогон модели, без ее многократного выполнения в различных точках поверхности отклика.

Основной идеей алгоритма является моделирование специальным образом построенной функции от входных данных, свойства которой подробно исследованы в работе.

Рассматривается система индексации серверов на базе протокола FTP. В статье описан набор функционала для индексации файлов и поисковой системы. Подробно рассмотрены основные проблемы, встречающиеся при обработке ответов на запросы по протоколу FTP и методы их решения. Несмотря на эволюцию файловых хранилищ, прошедшую за 34 года после создания протокола FTP, проблема индексации остается актуальной благодаря огромному массиву данных, хранящихся на существующих серверах. Разработанная система индексации состоит из трех основных частей: робота-индексатора, базы данных и Web-сервиса. Робот-индексатор способен работать с большинством типов FTP серверов и обрабатывать возвращаемые ими данные, избегая ссылочные ловушки и сохраняя результаты в базу данных. Web-сервис принимает запросы от конечного пользователя и возвращает результат поиска по базе данных. Пользователь может указать полное или частичное имя файла, тип файла и его размер. Ключевым отличием от существующих систем является отслеживание истории изменений файлов и серверов.

В статье представлена система имитационного моделирования Айвика (англ. Aivika), где особое внимание уделяется модулю распределенного моделирования, реализующего оптимистичный метод деформации времени. Показано, как в распределенной имитации можно использовать основные парадигмы дискретно-событийного моделирования, в частности, процесс-ориентированную парадигму. Также представлено, как в такой имитации можно использовать GPSS-подобный предметно-ориентированный язык. Описаны важные детали реализации. В конце приведены результаты тестирования распределенного модуля системы Айвики.

В статье обсуждаются некоторые результаты, полученные в процессе решения задачи оценки перспективности крупных инновационных мультипроектов по выпуску новой металлопродукции. В процессе решения разработаны методы прогнозирования производственных показателей предприятий, участвующих в реализации мультипроектов. Такие результаты имеют значение для развития экономико-математических и инструментальных методов анализа эффективности инновационной деятельности в условиях динамичности внешней среды. Создана модель процесса реализации крупного инновационного мультипроекта в рамках технологической цепи выпуска новой металлопродукции с возможностью выполнения его этапов несколькими участниками. Произведена оценка различных составляющих инновационного потенциала металлургических и металлообрабатывающих предприятий и их внешнего окружения с использованием динамических растущих пирамидальных сетей и кáлмановской фильтрации. Создана компьютерная акторная имитационная модель реализации этапа организации производства. На этой научно-методической основе разработаны организационно-вычислительная процедура и информационная система поддержки принятия решений по управлению крупным инновационным мультипроектом с применением динамической сетевой модели подготовки, согласования и утверждения технических заданий для его субпроектов.

В данной работе с помощью алгоритма Берлекэмпа-Месси произведена оценка линейной сложности сигналов, генерируемых системами связи, моделирование которых было проведено в работе [5]. Дополнительно к этому произведена оценка линейной сложности системы связи с простыми сигналами, представленной синусоидой [13]. В результате расчетов установлено, что из рассматриваемых систем связи наибольшей линейной сложностью обладают системы связи с хаотическими сигналами (за исключением системы связи на основе хаотической маскировки, в которой в качестве генератора хаотических сигналов используется аттрактор Ресслера). Среди рассмотренных систем связи с хаотическими сигналами наибольшей линейной сложностью обладает система связи на основе хаотической модуляции. Наименьшей линейной сложностью обладает система связи на основе простых сигналов. Системы связи на основе «классических» шумоподобных сигналов имеют линейную сложность значительно большую, чем системы связи с простыми сигналами, но меньшую, чем системы связи с хаотическими сигналами. Установлено, что системы связи с хаотическими сигналами в целом являются более предпочтительными для защищенных систем связи, чем системы связи на основе «классических» шумоподобных сигналов.

Основным результатом процесса планирования бизнес-анализа является формирование определенного подхода к его проведению. Такой подход описывает процесс, которого нужно придерживаться при проведении бизнес-анализа: сроки выполнения задач, используемые методы и планируемые результаты проекта. Бизнес-аналитики должны следить за соответствием требований потребностям бизнеса в течение всего итеративного процесса планирования, а в особенности за тем, как со временем бизнес-цели развиваются и преобразуются. Новизна работы заключается в том, что авторами разработан адаптивный подход к планированию бизнес-анализа с использованием методологии Agile, который может обеспечить конкурентное преимущество компании в быстро меняющихся и сложных средах.

Проведенное исследование показало, что ключевыми проблемами в сфере подготовки специалистов по междисциплинарным направлениям являются отсутствие единого понимания содержания профессиональных компетенций; разнообразие запросов на знания и навыки выпускников; высокая скорость изменений требований рынка труда.

В работе выделены основные механизмы непрерывной адаптации образовательных программ к реалиям рынка труда и описаны процедуры их реализации, апробированные в Санкт-Петербургском государственном университете при актуализации образовательных программ бакалавриата и магистратуры направления «Бизнес-информатика».

В статье анализируется влияние цифровизации на развитие современных стран на примере России. Цифровизация может рассматриваться как тенденция эффективного мирового развития только при определенных условиях. Поскольку место любой страны в мировом сообществе во многом определяется влиянием этой тенденции, становится актуальным оценить степень проникновения цифровизации во все аспекты ее жизни. Индекс цифровой экономики и общества и Международный индекс цифровой экономики и общества, предложенные в мировой практике, оценивают только положительные результаты влияния цифровизации.

Поскольку возможны и негативные последствия, их необходимо оценить. Статья разделяет понятия «проникновение цифровизации», оценивающего только положительные результаты оцифровки, и «влияние цифровизации», оценивающего как ее положительные, так и возможные отрицательные последствия. Пример России в статье отражает не только проникновение, но и влияние цифровизации на ее жизнь. В статье предлагается перечень мер по управлению процессами оцифровки. Их реализация на основе программ управления и правового регулирования должна обеспечивать положительные результаты цифровизации, превышающие возможные отрицательные, что будет соответствовать эффективному влиянию цифровизации на экономическую и социальную жизнь России.

Цифровизация, в основе которой находятся информационные технологии (ИТ), изменяет все стороны жизни современного общества. Эти изменения накладываются на предыдущую эволюцию человека и природной среды. Возникает критическая зависимость от технологий, что может вызвать коллапс в обществе, экономике и природе. В статье рассмотрены вопросы, связанные с включением новых структурных элементов в природную и информационную среду. Востребовано целостное, с позиций повышения качества и безопасности жизни рассмотрение природоподобных решений: с одной стороны – внедрение ИТ в измененную технологиями природную среду, а с другой – возможности применения природоподобных технологий в процессах внедрения и развития ИТ. Применительно к данным аспектам рассмотрена метафора природоподобия. Предложена система базовых понятий, в контексте использования природоподобных технологий при решении задач цифровизации. Рассмотрены вопросы конвергенции технологий на примере функций по обеспечению безопасности субъектов, а также преимущества и ограничения объектов биологической и технологической эволюции. Приведена классификация угроз безопасности в природных и технических системах в условиях цифровизации и связанные с этим вопросы целеполагания и адаптации общества к изменениям. Отмечается, что впервые общество и природа оказываются связаны единым информационным каркасом, основанным на глобальных общедоступных коммуникациях и возможностях обработки информации. Формирование всеобщей истории по каждому из отражаемых в ИТ объектов вместе с новыми возможностями порождает существенные угрозы безопасности и риски в окружающей человека объектной среде. Отмечается, что природоподобные технологии могут помочь в решении многих проблем во внедрении цифровых технологий, в том числе в решении задач обеспечения безопасности деятельности в цифровой инфраструктуре.