Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

Авторами рассматривается моделирование системы обслуживания ресторана быстрого питания. Представлена табличная модель, параметры распределений случайных величин были получены на основе статистических данных реального объекта. Проведение вычислительных экспериментов было выполнено с помощью разработанной программы, реализующей набор типовых сценариев.

В работе рассматриваются нечеткие модели анализа качества микросервисных архитектур, которые являются одним из основополагающим подходов к созданию и сопровождению современных, быстро реагирующих на изменения запросов бизнеса, информационных систем. Реализация непрерывной поставки программных компонентов для динамичных бизнес-процессов информационных систем может быть осуществлена различными наборами микросервисов, оптимальный выбор и модификация которых представляет сложную многоальтернативную задачу. Предлагаемый подход направлен на решение задачи выбора микросервисов ИС с учетом обеспечения качества обслуживания на базе нечетких моделей. Решение данной задачи позволит проводить обоснованный выбор эффективных вариантов наборов микросервисов для информационных систем.

Ежедневно на Интернет-порталы органов государственной власти поступает большое количество электронных обращений (заявлений, предложений или жалоб), представленных в неструктурированном текстовом виде. Качество и скорость автоматической обработки указанных сообщений напрямую зависит от правильности их классификации (отнесения к конкретной предметной области), в основе которой лежат их отличительные особенности.

Однако специфика таких сообщений (небольшой размер, наличие ошибок, отсутствие четкой структуры и т.д.) не позволяет использовать известные методы рубрицирования текстовых документов. Авторами разработана модель рубрицирования электронных неструктурированных текстовых документов с учетом синтаксических связей и ролей слов в предложениях на основе нечеткого дерева решений. Построение дерева решений основано на анализе степени пересечений словарей рубрик, а также расстояний между рубриками в n-мерном пространстве признаков. Данная модель позволяет более точно рубрицировать электронные неструктурированные текстовые документы в условиях взаимосвязанных рубрик, а также повысить оперативность обработки поступивших документов.

Проведен анализ программных средств формирования учебно-методической документации вуза (рабочие программы, фонды оценочных средств, паспорта компетенций и т.д.) по критерию функциональной полноты. Выделен перечень функций программных средств, проведена сравнительная количественная оценка. Результаты анализа позволили систематизировать сведения о функциональной полноте программных средств формирования учебно-методической документации, ранжировать существующие системы по критерию функциональной полноты, выделить группы схожих систем.

Описаны технология, назначение и конструктивные особенности программного инструментария для автоматизированной поддержки выполнения рутинных процедур, составляющих неотъемлемую часть обязанностей преподавателя современной высшей школы.

Предлагаемый подход и реализованный образец построен на основе принципов, предложенных автором ранее, и представляет собой их развитие и расширение. В качестве самостоятельной задачи рассмотрены концепции внутренней организации приложения, носящие в значительной степени универсальный характер. Приводятся факты и выводы, сделанные на основе практического опыта разработки и сопровождения, что может представлять интерес для разработчиков приложений подобного типа.

Массовые онлайн-курсы и системы тестирования становятся неотъемлемой частью систем дистанционного обучения, которые все чаще основаны на системах автоматического прокторинга, обладающих уязвимостью аутентификации пользователей. В статье предложена трехуровневая модель повышения точности аутентификации пользователей по динамике нажатия клавиш. Проведен эксперимент, результаты исследований показали, что достоверность аутентификации пользователей составила 97, 5%.

В современном мире электронный документооборот становится обязательным элементом ИТ-инфраструктуры. Статья посвящена автоматизации документооборота процесса оформления командировки на предприятии. В ней представлен анализ документооборота по оформлению командировки, описаны разработка и реализация процесса в программе «1С: Документооборот 8».

В статье описывается комбинированная модель развития событий при пожаре, включающая в себя моделирование как распространения пожара в здании и его опасных факторов, так и поведения людей при эвакуации в условиях чрезвычайной ситуации. С использованием движка Unity 3D разработан программный продукт, позволяющий визуализировать ход развития событий при пожаре с учетом указанных факторов.

Статья посвящена вопросам возможности перехода из аддитивной системы цветовых координат в субтрактивную при замене цветов Pantone на краски CMYK. Стандартный профиль, на который нужно ориентироваться, представляет собой заданные координаты цвета, которых недостаточно для достижения цветовоспроизведения на репродукции без искажений. Помимо этого, печать на различных материалах подразумевает учет их характеристик для возможности построения профиля печатной машины. Замена в изображении красок Pantone на краски CMYK неизменно внесет искажения в воспроизведение цвета.

Для достижения допустимого значения цветового различия на репродукции предлагается применение методов селективной коррекции.

Предложен комплексный метод восстановления значений высот горизонталей на топографических картах для создания цифровой модели рельефа. В качестве входных данных используется план горизонталей и распознанные подписи горизонталей. Восстановление основано на представлении плана горизонталей как взвешенного орграфа. Пропущенные значения находятся, а ошибочно распознанные корректируются с помощью алгоритма, основанного на поиске в ширину, который анализирует подпространства между горизонталями с помощью морфологических операций. Метод может восстанавливать все значения высот горизонталей при ошибке распознавания до 37%.

В данной статье рассматривается проблема разработки систем технического зрения предварительной обработки изображений с целью выделения характерных признаков объектов. Проанализированы характерные особенности обнаружения движущихся объектов с использованием алгоритма межкадровой разности в среде Матлаб. Рассмотрены особенности использования данного метода.

Технология RPA (Robotic Process Automation) используется для автоматизации задач, ранее выполняемых человеком. Целью является минимизация рутинного труда за счет привлечения виртуальных сотрудников. UiPath является одним из популярных RPA-инструментов за счет возможности автоматизировать любые процессы и приложения; интуитивно понятного интерфейса, которым легко может овладеть бизнес-пользователь.

Идеология RPA подразумевает существование библиотеки возможных действий робота – наименьших неразбиваемых элементов автоматизации в RPA, в терминологии UiPath – активностей. В статье рассматривается формирование жизненного цикла проекта внедрения технологии RPA, представлена обновленная модель жизненного цикла и BPMN (Business Process Model and Notation) модели (to-be) каждого из этапов, позволяющие сократить временные издержки, а также избежать различного рода неточностей и корректировок.

В статье проведен анализ применения понятия «пилотный проект», описан порядок (алгоритм) проведения пилотных проектов в области обеспечения информационной безопасности (кибербезопасности) АСУ – объектов критической информационной инфраструктуры, предложено определение «пилотный проект» в области обеспечения кибербезопасности.

Актуальность настоящего исследования заключается в необходимости создания систем безопасности объектов критической информационной инфраструктуры Российской Федерации, ключевым элементом которых являются средства защиты информации, прошедшие оценку соответствия для применения на конкретных объектах с учетом специфики их реализации, эксплуатации и модели угроз. Проблематика заключается в отсутствии в отрасли единого понимания целей и задач пилотных проектов, в ходе которых должна проводиться такая оценка соответствия, вследствие чего происходит завышение временных затрат на согласование и проведение проектов, прежде всего – на формирование целей и задач, перечня ожидаемых результатов и критериев их оценки, назначение специалистов необходимой квалификации. Статья основана на опыте успешного проведения аналогичных проектов в 2017‑2019 гг. в соответствии с разработанной оригинальной методикой.

В статье исследована задача определения состояния информационной безопасности автономных объектов с использованием информации, полученной по побочному акустическому каналу. Рассмотрены основные предпосылки использования внешних независимых систем мониторинга состояния объектов, находящихся под воздействием угроз нарушения информационной безопасности. Проведен эксперимент, направленный на изучение параметров функционирования беспилотных транспортных средств в различных ситуациях функционирования. Показаны внешний вид и статистические характеристики сигналов, благодаря которым можно выявить аномальные отклонения при функционировании беспилотных транспортных средств. Представлен алгоритм двух- и трехклассовой классификации состояний исследуемых объектов. Анализ полученной выборки очень чувствителен к любым изменениям программной и аппаратной конфигурации. Одновременно с этим, при минимальном времени накопления статистической информации с использованием предложенного подхода на основании заданного порога становится возможным определить точку, в которой произошло начало атаки. Предложенная модель подхода предполагает возможность применения различного математического аппарата, методов статистики и машинного обучения для достижения заданных показателей оценки состояния информационной безопасности объекта.

При принятии решения о структуре и объеме инвестирования компаний следует использовать математические модели, позволяющие сделать обоснованный и надежный выбор. Ввиду значительного увеличения электронных транзакций на фондовом рынке традиционные модели портфельного инвестирования становятся неприменимыми ввиду необходимости обработки больших массивов постоянно меняющихся данных, поэтому требуется употреблять другие оценки портфельного риска. В статье предложен инструментарий, состоящий в использовании рейтинговой оценки компании в модели равномерного распределения инвестиционного риска, служащей альтернативой модели Г. М. Марковица.

Большое внимание уделено методике составления рейтинга, являющейся авторской разработкой и основанной на иерархической процедуре анализа ранжированных показателей с учетом их приоритетности. Доказана устойчивость такого подхода построения рейтинга на основании анализа результатов исключении наименее приоритетного показателя.

Выполнены вычислительные эксперименты. В экспериментах использованы показатели объема выпуска и прибыли крупнейших (по объему выпуска) компаний России. Составлен интегральный рейтинг компаний, на основе которого выполнен расчет долевой структуры инвестирования с использованием критерия минимакса и дополнительного ограничения на доходность.

В статье предложен новый подход к автоматическому анализу коротких сообщений, поступающих на Интернет-порталы и электронную почту органов государственной власти.

Разработанная модель позволяет выполнять классификацию коротких неструктурированных текстовых документов при недостатке статистической информации и слабой степени пересечения тематических рубрик. Входными данными для алгоритма построения модели является множество рубрик и обучающая выборка, а его результатом являются нечеткие весовые коэффициенты значимых слов тезаурусов рубрик, что обеспечивает корректное представление характеристик документа и работу алгоритма рубрицирования (классификации).

Представлена разработанная на основе модели системной динамики математическая модель для проведения экспресс-анализа состояния национальной безопасности государства. Показаны результаты компьютерных экспериментов по прогнозированию основных показателей национальной безопасности РФ до 2020 г. Изложена методика применения разработанного математического и программного обеспечения для подготовки специалистов по национальной безопасности в учебных центрах РАНХиГС.

Разработка прикладных программ – сложный процесс, связанный с определёнными трудностями, в том числе с созданием эффективных пользовательских интерфейсов. Проведённый авторами анализ показал наличие ряда проблем в данной области, определяющихся тем, что она находится на стыке научных дисциплин: теории управления, эргономики, технической эстетики, психологии.

В результате анализа факторов, влияющих на эффективность разработки пользовательских интерфейсов, синтезированы предложения по решению проблемы, основанные на использовании средств стандартизации, унификации и прототипирования.

Анализ показал, что для условий разработки прикладного программного обеспечения наибольшей эффективностью обладают специализированные системы прототипирования интерфейсов. Предложено уточнить нормативную документацию, задающую разработку автоматизированных систем управления, для реализации в процессе их создания обязательного этапа прототипирования интерфейсов.

Описывается подход на основе средств имитационного моделирования, позволяющий произвести оценку эффективности применения перспективной техники. Оценка производится на примере перспективного путеукладчика посредством статистического анализа данных, получаемых в ходе численных экспериментов с применением имитационного моделирования технологических процессов укладки верхнего строения пути.

В статье рассматривается риск-менеджмент проектов: инвестиционных, инновационных и импортозамещения. Поскольку для реализации таких проектов требуются инвесторы и инвестиции, то иногда можно рассматривать инновационные проекты как разновидность инвестиционных, а проекты импортозамещения как разновидность инновационных. Однако эти проекты имеют существенные различия с точки зрения возникающих рисков. Более того, при реализации сложных системных проектов может возникать системный эффект резкого возрастания сложности совокупного проектного риска. Поэтому в управлении проектными рисками актуальным становится применение имитационного моделирования с элементами искусственного интеллекта.

Рассматривается задача построения кластеров на неполных данных и их использования для классификации не полностью определённых объектов. Представлен оригинальный подход, определяющий технику решения путём перехода к отысканию максимального независимого множества (максимальной клики) в нечётком графе, для которого кластер как раз и представляет максимальную клику. Не полностью определённый входной объект, подлежащий классификации (распознаванию), попадает в один из кластеров, и относительно него принимается решение, характерное для этого кластера. Подход последовательно использует модальную логическую систему формул, формализующих задачу отыскания максимального независимого множества в нечётком графе. Показывается, как эту задачу свести к задаче псевдобулевой оптимизации, и приводится простой эвристический алгоритм её решения.

Представлены результаты исследования влияния характеристик входных слоёв свертки и подвыборки глубокой свёрточной нейронной сети на качество распознавания изображений. Для слоя свёртки изменяемым параметром являлся размер ядра свёртки, варьируемым параметром архитектуры субдискретизирующего слоя являлся размер рецептивного поля. Все перечисленные параметры, определяющие архитектуру входных слоёв свёртки и подвыборки, разработчикам нейронных сетей приходится подбирать на основе своего опыта. В данной работе излагается способ, позволяющий частично автоматизировать это процесс в результате предварительного анализа характеристик изображения – гистограмм и дисперсий интенсивности цветов пикселей. На основе этих сравнений выработаны рекомендации для выбора размеров ядра свёртки. Приведены итоги апробации указанного способа с помощью программы, написанной на языке Python с использованием библиотек Keras и Tensorflow.

Излагаются результаты исследования вычислительных процедур построения авторегрессионных статистических моделей и их близких производных для применения в решении задач прогноза цены электроэнергии. Представлены достаточно детализированные результаты численного построения ARIMA-моделей с вариантами предобработки исходных данных, учитывающих закономерности функционирования энергетического комплекса.

Проверка адекватности моделей прогноза историческим натурным данным в форме временных рядов осуществлялась на основе численной оценки стандартной ошибки. Достигнутый уровень точности моделей прогнозирования по Белгородской области соответствует опубликованным результатам по рынкам электроэнергии Европы, Америки и Австралии.

Делается вывод о том, что наращивание сложности авторегрессионных моделей прогноза лишь в отдельных случаях и незначительно ведет к повышению точности прогнозирования.

Прикладное решение «1С:ERP» состоит из функциональных блоков, каждый из которых представляет собой подсистему, включающую в себя набор специфических инструментов и настроек, обеспечивающих определённое количество функций. Благодаря гибкости всех настроек стандартная конфигурация «1С:ERP» может быть адаптирована к различным особенностям различных предприятий. Одним из интересных механизмов, реализованных в этом прикладном решении, является механизм межфирменных продаж «интеркампани». Он весьма актуален в современных реалиях торговли. Для предприятий, представленных несколькими юридическими лицами, «внутрифирменная торговля» удобна с точки зрения реализации товаров, принадлежащих другой организации холдинга. Вот один из возможных примеров такой схемы продажи: закупкой товаров на склады предприятия занимается одна фирма (организация) холдинга; продажи товаров могут выполняться той фирмой (организацией) холдинга, которой разрешено продавать товары фирмы-закупщика; в момент продажи конечному покупателю контролируется возможность продажи товаров другой организации в соответствии с настроенной схемой продаж между организациями; документы продажи между фирмой-закупщиком и фирмой-продавцом оформляются по результатам продаж товаров конечному пользователю. Совершение продажи товара от имени другой организации ничем не отличается от продажи собственного товара.

Если организация-продавец не имеет необходимого количества, система автоматически списывает недостающие товары из организации, которой внутрифирменные операции разрешены в настройках переноса. Несмотря на полезность этого механизма, существует ряд проблем, с которыми сталкиваются пользователи. В связи с этим целью работы является описание механизма «интеркампани» и способа решения некоторых проблем, возникающих при его использовании. Важным элементом подсистемы «Интеркампани» является процесс формирования резервов (создание записей в регистре накопления «Резервы товаров организаций»). Особенностью нового регистра учёта является то, что он не хранит историю данных. Данное свойство не очень логично для регистра накопления, и его нужно учитывать при конфигурировании системы. Одновременно с этим регистр «Резервы товаров организаций» может содержать записи, относящиеся к непроведённым документам. Это может иметь место после отмены проведения документа о поступлении товаров, если в результате отмены образуются отрицательные остатки по организации. В итоге к непроведённому документу о поступлении товаров будут привязаны записи, формирующие резерв, который покрывает эти отрицательные остатки. Поэтому одним из методов решения данной проблемы является принудительное удаление записей из регистра.