«Системы и средства информатики»
Том 24, Выпуск 4, 2014г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

МОДЕЛЬ МЕТАДАННЫХ ДЛЯ СЕМАНТИЧЕСКОГО ПОИСКА РЕАЛИЗАЦИЙ ПОТОКОВ РАБОТ, ВЫРАЖЕННЫХ В ВИДЕ ПРАВИЛ .

• Н. А. Скворцов  Институт проблем информатики Российской академии наук, nskv@ipi.ac.ru
• А. Е. Вовченко  Институт проблем информатики Российской академии наук, itsnein@gmail.com
• Л. А. Калиниченко  Институт проблем информатики Российской академии наук; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, leonidk@ipi.ac.ru
• Д. Ю. Ковалев  Институт проблем информатики Российской академии наук, dm.kovalev@gmail.ru
• С. А. Ступников   Институт проблем информатики Российской академии наук, ssa@ipi.ac.ru

Аннотация: В данной работе для спецификации потоков работ используются диалекты языка правил RIF (Rule Interchange Format), а для организации поиска в предметной области элементы потоков работ аннотируются метаданными. Модель метаданных, необходимых для семантического поиска, включает описание структуры скелета потока работ, связывание элементов потоков работ с понятиями предметной области, требования к качеству и происхождению данных и методов. Метаданные определяются в терминах соответствующих онтологий. Пример демонстрирует поиск реализаций потоков работ в коллекции методов для составления потока работ из существующих релевантных компонентов.

Ключевые слова: потоки работ на правилах; метаданные; семантический поиск

МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ОТОБРАЖЕНИЙ КОЛЛЕКЦИЙ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ В НЕТРАДИЦИОННЫХ МОДЕЛЯХ ДАННЫХ, В ИНТЕГРИРОВАННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ.

• С. А. Ступников   Институт проблем информатики Российской академии наук, ssa@ipi.ac.ru
• А. Е. Вовченко  Институт проблем информатики Российской академии наук, itsnein@gmail.com

Аннотация: Рассмотрены вопросы преобразования коллекций, представленных в нетрадиционных моделях данных, таких как графовые, триплетные, модели "ключ-значение", в их интегрированное представление в реляционной модели данных. Общим контекстом, в котором находится работа, является создание комбинированной виртуально-материализованной архитектуры среды интеграции неоднородных коллекций разноструктурированных данных. Рассмотренные подходы к преобразованию коллекций являются основой для материализованной интеграции информационных ресурсов в реляционных хранилищах данных над Hadoop.

Ключевые слова: интеграция баз данных; графовые модели данных; RDF; NoSQL; трансформация коллекций данных

ПОСТРОЕНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПЛАНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ.

• М. Г. Коновалов  Институт проблем информатики Российской академии наук, mkonovalov@ipiran.ru

Аннотация: Под планированием вычислительных ресурсов понимается совокупность управленческих действий по приему и распределению заданий, поступающих в вычислительный комплекс или систему. Возникающие оптимизационные задачи отличаются большим разнообразием постановок и часто трудностью решения. Во многих случаях существенную помощь оказывает имитационная модель, реализующая конкретную схему размещения заданий на ресурсах и создаваемая, как правило, заново для конкретной задачи. В статье предлагается подход к построению таких имитационных моделей, опирающийся на развитие некоторых идей теории взаимодействующих процессов. Приведен фрагмент имитационной модели, которая охватывает многие общие черты планирования вычислительных ресурсов. Модель предназначена для создания программной системы, позволяющей решать разнообразные задачи эффективного распределения заданий в системах вычислительных ресурсов методами адаптивной оптимизации.

Ключевые слова: имитационная модель; планирование вычислительных ресурсов; потоки заданий

РАБОТАХ В ОБЛАСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В СОВРЕМЕННЫХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ФИНАНСОВЫХ ПРИЛОЖЕНИЯХ .

• В. Ю. Королев  Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М. В. Ломоносова; Институт проблем информатики Российской академии наук; vkorolev@cs.msu.su
• А. Ю. Корчагин  Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М. В. Ломоносова; sasha. korchagin@gmail.com
• И. А. Соколов  Институт проблем информатики Российской академии наук; Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М. В. Ломоносова; ISokolov@ipiran.ru
• А. В. Черток   Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М. В. Ломоносова; Euphoria Group LLC; a.v.chertok@gmail.com

Аннотация: Обсуждаются некоторые результаты исследований в области моделирования информационных потоков в современных высокочастотных финансовых системах и приложениях. В частности, обсуждается микромасштабная модель, предложенная авторами. В рамках этой модели потоки заявок описываются дважды стохастическими пуассоновскими процессами (также называемыми процессами Кокса), которые учитывают случайный характер интенсивностей потоков. С целью изучения эволюции книги заявок (текущего списка всех актуальных заявок на покупку и продажу) предложены модели для процессов дисбаланса количества заявок (NOI - Number of Orders Imbalance) и дисбаланса потоков заявок (OFI - Order Flows Imbalance), имеющие вид двусторонних процессов риска - специальных обобщенных (compound) дважды стохастических пуассоновских процессов. Эти процессы являются чувствительными индикаторами текущего состояния книги заявок и позволяют интерполировать динамику рынка между изменениями цены, например с целью отслеживания токсичности потоков заявок. Приведен обзор основных результатов, полученных с помощью указанных моделей.

Ключевые слова:  финансовые рынки; высокочастотные финансовые систе-мы; книга заявок; дисбаланс количества заявок; дисбаланс потоков заявок; дважды стохастические пуассоновские процессы; обобщенные процессы Кокса; дисперсионно-сдвиговая смесь; двусторонние процессы риска; разделение смесей; ЕМ-алгоритм; обобщенное дисперсионное гамма-распределение; обобщенное гамма-распределение; обобщенное гиперболическое распределение; обобщенное обратное гауссовское распределение

СВОЙСТВА ПРИРАЩЕНИЙ ОКОННОЙ ДИСПЕРСИИ МИОГРАММЫ КАК СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА .

• М. Ш. Хазиахметов  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, khaziakhmetov@yandex.ru
• Т. В. Захарова  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, lsa@cs.msu.ru
• О. В. Шестаков  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики; Институт проблем информатики Российской академии наук, oshestakov@cs .msu.ru

Аннотация: Исследование активности головного мозга - одно из наиболее активно развивающихся направлений в современной медицине. Существует множество методик проведения экспериментов в этой области. Один из подходов - так называемый метод вызванных потенциалов: испытуемый многократно повторяет некоторые действия, а его мозговая активность и некоторые вспомогательные сигналы записываются для дальнейшего анализа.
В ряде работ авторов, выполненных совместно с коллегами, рассматриваются алгоритмы локализации опорных точек в миограмме (и некоторых других сигналах), соответствующих началам движения в эксперименте с движением пальца руки. Точность определения этих точек критична для дальнейшей обработки магнитоэнцефалограммы (МЭГ, МЭГ-сигнала) - вокруг них производится усреднение сигнала с целью выделить датчик с наилучшим откликом, т.е. находящийся ближе всего к источнику активности. В данной статье рассматриваются некоторые теоретические аспекты данных алгоритмов, а именно: миограмма и приращения ее оконной дисперсии (ОДМ) как случайные процессы.

Ключевые слова: выборочная оконная дисперсия; приращения выборочной оконной дисперсии; миограмма; магнитоэнцефалограмма

МЕТОД РАСПРОСТРАНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ АТАКИ "ЧЕЛОВЕК ПОСЕРЕДИНЕ" В ПРОТОКОЛЕ DHCP .

• М. В. Левыкин Институт проблем информатики Российской академии наук, de_shiko@yahoo.com
• М. И. Троненко  Институт проблем информатики Российской академии наук, int03h@mail.ru
• И. В. Шидловский-Москвин  Закрытое акционерное общество РНТ, ivashi@mail.ru

Аннотация: Проведенные исследования современных вредоносных программ позволили выявить, что одним из главных методов их распространения является атака на протокол динамической конфигурации сетевого узла (DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol) с целью организации схемы "человек посередине". Однако результат такой атаки носит вероятностный характер и зависит от разницы между скоростью получения ответа от враждебного сервера DHCP и легального. В работе описывается концепция распространения с помощью атаки "человек посередине" в протоколе DHCP и ее ограничения, накладываемые протоколом динамической конфигурации сетевого узла. Исследования протокола DHCP и ограничений на концепцию распространения в нем привели к созданию нового метода, реализующего атаку типа "человек посредине". Новый метод гарантированной атаки на DHCP-протокол исключает вероятностную составляющую и является основным результатом работы.

Ключевые слова:  протокол DHCP; человек посередине; локальная вычислительная сеть (ЛВС); метод гарантированного распространения; вредоносный код

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВНЕШНЕЙ ПАМЯТИ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ .

• О. С. Аладышев  Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук, Aladyshev@jscc.ru
• Е. А. Киселёв  Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук, Kiselev@jscc.ru
• Г. И. Савин  Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук, Savin@jscc.ru
• П. Н. Телегин  Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук, Telegin@jscc.ru
• Б. М. Шабанов   Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук, Shabanov@jscc.ru

Аннотация: Рассмотрено использование внешней памяти суперкомпьютер- ных комплексов (СК). Описаны методы анализа взаимодействия программы с иерархией памяти. Приведена методика исследования профилей взаимо-действия параллельных программ с внешней памятью суперкомпьютера. Методика основана на использовании открытого программного обеспечения для мониторинга ресурсов Ganglia и протоколов выполнения системы управления прохождением параллельных заданий (СУППЗ). С помощью разработанной методики были собраны и проанализированы профили задач пользователей Межведомственного суперкомпьютерного центра (МСЦ) РАН. Приводимые приложения выбирались таким образом, чтобы показать все разнообразие схем ввода-вывода в заданиях пользователя. Приведены результаты исследований профилей программ пользователей, выполнявшихся на СК МВС-100К, установленном в МСЦ РАН. Рассмотрена классификация программ по характеру взаимодействия с внешней памятью, приведена статистика. Описаны основные проблемы использования внешней памяти СК.

Ключевые слова: суперкомпьютеры; профилирование параллельных про-грамм; внешняя память; операции ввода-вывода

НАСТРАИВАЕМАЯ СХЕМА КОДИРОВАНИЯ СИМВОЛОВ ПЕРЕМЕННЫМ ЧИСЛОМ ОКТЕТОВ - ACE .

• И. М. Адамович  Институт проблем информатики Российской академии наук, adam@amsd.com
• Д. В. Земсков  Институт проблем информатики Российской академии наук, dima@amsd.com

Аннотация: Описывается предложенная авторами настраиваемая схема кодирования символов переменным числом октетов (Adjustable Character Encoding, ACE), поддерживающая кодировку полного диапазона кодовых пунктов UCS (Universal Coded Character Set, ISO/IEC 10646) в виде последова-тельностей от одного до четырех октетов (8-битных кодирующих элементов). Основной целью разработки этой кодировки являлось увеличение, по сравнению с UTF-8 (Unicode Transformation Format, 8-bit), допустимого количества кодовых пунктов, кодируемых однооктетной последовательностью, что дает возможность более компактного представления текстов, написанных с использованием символов избранного национального алфавита, а также возможность сохранения при кодировании бинарного представления символов такого алфавита, совпадающим с их числовыми значениями в однобайтной таблице символов. Данная кодировка сохраняет такие свойства кодировки UTF-8, как отсутствие состояния (кодированное представление символа не зависит от значений предыдущих символов), самосинхронизация (ни одна из допустимых кодированных последовательностей не может присутствовать внутри другой, а также внутри любых нескольких смежных последовательностей, пересекая границу последовательностей) и возможность нахождения начала или конца последовательности, кодирующей символ, в любом месте кодированного текста.

Ключевые слова:  информатика; схема символьного кодирования; UCS; локализа-ция программ; UTF-8

МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМ ПОДДЕРЖАНИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ НА ОСНОВЕ НАБЛЮДЕНИЯ.

• Б. З. Шмейлин  Институт проблем информатики Российской академии наук, shmeilin@mail.ru

Аннотация: При разработке многопроцессорных систем (МС) важной задачей является поддержание согласованности (когерентности) данных локальных кэшей процессоров. Для обеспечения согласованности данных каждый процессор в системе проверяет другие процессоры на наличие в их кэшах раз-деленных данных, посылая запросы по сети процессоров. Однако значительная часть таких запросов является избыточной, что повышает сетевой трафик и увеличивает потребление энергии при проверке адресных тегов. В статье приводится обзор различных методов исключения избыточных запросов в системах поддержания когерентности на основе наблюдения. В заключительной части статьи приводятся сравнительные характеристики этих методов и рекомендуются области эффективного применения каждого из методов.

Ключевые слова:  многопроцессорные системы; системы поддержания ко-герентности кэш на основе наблюдения; фильтрация запросов обеспечения когерентности

О НОВОЙ КОНЦЕПЦИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ .

• В. В. Вихрев  Институт проблем информатики Российской академии наук, VVikhrev@ipiran.ru
• А. С. Христочевская  Автономная некоммерческая организация "Информационные технологии в образовании", cas@ito.edu
• С. А. Христочевский  Институт проблем информатики Российской академии наук, SChristochevsky@ipiran.ru

Аннотация: Рассматриваются вопросы информатизации образования. Про-анализированы результаты выполнения прогнозировавшихся трех этапов, намеченных в первых концепциях информатизации образования (КИО). От-мечено, что радикального изменения системы образования так и не произошло, несмотря на успехи информатизации общества в целом. Авторы выделяют четыре этапа, которые реально были осуществлены: компьютеризация, муль- тимедиазация; интернетизация и электронизация. В связи с переходом к новой форме государственности в России, стабилизации экономических и социальных процессов, принятием нового закона об образовании обосновывается необходимость разработки новой КИО, в которой необходимо провести системный анализ результатов выполнения предыдущих концепций (последняя была подготовлена еще в 1998 г.), учесть особенности текущего этапа электронизации, в котором на смену экстенсивным факторам развития должны прийти интенсивные при взрывном характере так называемой "мобильной интернет-революции", учесть потребности информатизации образования для людей со специальными потребностями в образовании. Также должны быть разработаны критерии эффективности использования информационно-ком-мутационных технологий (ИКТ) в образовании. Предлагается проведение широкого обсуждения новой концепции.

Ключевые слова: информатизация образования; концепция информатизации образования; безопасность Интернета; мобильная революция

О МЕХАНИЗМЕ РЕАЛИЗАЦИИ КОЭВОЛЮЦИОННОЙ МОДЕЛИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА РАЗРАБОТКИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ.

• В. В. Вихрев  Институт проблем информатики Российской академии наук, VVikhrev@ipiran.ru

Аннотация: На основе рассмотрения ситуации в ключевой отрасли информатизации образования - отрасли разработки программного обеспечения (ПО) для обучения - определяется круг проблем, стоящих перед отраслью, и предлагается подход к решению нескольких, самых острых из них, путем применения возможностей сервисов Интернета. Компьютерная программа - тот элемент, который превращает универсальное устройство информационнокоммуникационных технологий (ИКТ) в средство обучения. Качество процесса обучения, зависящее от качества программ, определяется, как следствие, состоянием дел в отрасли разработки ПО. Между тем эта отрасль исследована совершенно недостаточно. Беглый анализ элементов дискурса участников процесса информатизации образования показывает, что внешняя картина не соответствует реальным отношениям внутри отрасли. Более глубокий анализ приводит к выводу, что начиная с первых шагов информатизации отрасль держалась в значительной степени на инициативе одиночек и небольших команд энтузиастов. В условиях хронического недофинансирования основным ресурсом развития стала энергия энтузиазма. А с массовым включением учителей в процесс информатизации школы сложилась искаженная картина о месте учителя в отрасли разработки ПО. На учителя легла обязанность разработчика. Между тем его деятельность должна лишь дополнять работу программиста. Правильно распределить обязанности в процессе разработки ПО для обучения поможет система кооперации труда разработчиков и учителей, основанная на модели коэволюции, т. е. взаимосвязанного развития ПО и его применения в конкретных педагогических технологиях. Для учителя эта система предоставит консультативную информацию. Для разработчика система станет средством дополнительного исследования предметной области и инструментом сопровождения, т. е. поддержкой тех этапов жизненного ци-кла программы для обучения, которые в наибольшей степени страдают от недофинансирования. Система реализуется на основе сервисов Интернета.

Ключевые слова: информатизация образования; отрасль разработки про-граммного обеспечения; образовательный сегмент отрасли разработки программного обеспечения; программное обеспечение для обучения; коэволюция; коллективный разум

СПЕЦИФИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В КОНТЕКСТЕ ЕЕ ИНФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА .

• Г. В. Лукьянов  Институт проблем информатики Российской академии наук, gena-mslu@mail.ru
• Д. А. Никишин  Институт проблем информатики Российской академии наук, dn@a170.ipi.ac.ru
• Г. Ф. Веревкин  Институт проблем информатики Российской академии наук, gennadij. verevckin2012@yandex. ru
• В. В. Косарик  Институт проблем информатики Российской академии наук, valery@a170.ipi.ac.ru

Аннотация: Статья посвящена проблемам методологии создания системы мониторинга и индикаторной оценки национальной безопасности Российской Федерации. Основное внимание в статье уделено разработке и обоснованию требований к показателям, которые используются для оценки национальной безопасности. Цель данной работы состоит в выработке методологической основы для изучения полноты и адекватности системы используемых показателей в целях формирования обобщенной оценки национальной безопасности Российской Федерации в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Применение в разрабатываемой методологии важнейших составляющих программно-целевого подхода дает возможность использовать средства мониторинга для оценки соответствия результатов проводимых мероприятий в сфере национальной безопасности, а также привлекаемых для этого ресурсов целям и задачам обеспечения национальной безопасности.

Ключевые слова:  мониторинг национальной безопасности Российской Фе-дерации; информационный мониторинг; индикаторная оценка; показатели непосредственных результатов; показатели конечных результатов

НЕКОТОРЫЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА РОССИИ .

• А. А. Зацаринный  Институт проблем информатики Российской академии наук, azatsarinny@ipiran.ru
• Э. В. Киселев  Институт проблем информатики Российской академии наук, ekiselev@ipiran.ru

Аннотация: На основе существующих нормативно-правовых документов федерального уровня сформулированы цели формирования и развития единого информационного пространства (ЕИП) Российской Федерации (ЕИП РФ). Определен обобщенный состав ЕИП на основе совокупности информа-ционных ресурсов (ИР) и информационной инфраструктуры (ИИ) страны. Введено понятие участников этого пространства как основных источников и потребителей ИР. Выявлены три основные проблемы создания и исполь-зования ЕИП с учетом реального состояния информатизации страны. На основе системного подхода определены основные принципиальные положения по созданию и использованию ЕИП. Сформулирован подход и даны предложения по документированию ЕИП как мегасистемы, для которой предложено семь качественно новых типов документов. Результаты статьи являются постановочными для дальнейшего рассмотрения вопросов, связанных с формированием и взаимодействием ИР в составе ЕИП РФ.

Ключевые слова: единое информационное пространство Российской Феде-рации; информационные ресурсы; информационная инфраструктура; централизация; интеграция; информационная безопасность; телекоммуникационное обеспечение; системный подход; мегасистема; нормативно-технические документы

ОНТОЛОГИЯ ПОДДЕРЖКИ НЕПРЕРЫВНОСТИ ИТ-УСЛУГ В ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ .

• И. И. Быстров  Институт проблем информатики Российской академии наук, ibystrov@ipiran.ru
• В. Н. Веселов  Институт проблем информатики Российской академии наук, vveselov@ipiran.ru
• С. И. Радоманов  Институт проблем информатики Российской академии наук, radomanov@ipiran.ru

Аннотация: Рассматриваются возможности использования онтологии для управления процессами обеспечения непрерывности и доступности ИТ-услуг в условиях нарушения функционирования информационно-телекоммуника-ционных систем (ИТС) внутренними и внешними негативными факторами. Приводится базовый набор концептов, описывающих свойства системных компонентов И'С, процессов, ситуаций, сценариев и отношений между ними при восстановлении штатного режима поддержки ИТ-услуг.

Ключевые слова:  онтология; информационно-телекоммуникационная сис-тема (ИТС); непрерывность функционирования и доступности сервисов (НФДС); системный подход; предметная область; концепты

INFORMATIZATION OF THE NORMALIZED ECONOMIC MECHANISM: E-SERVICES FOR RESOURCE PLANNING .

• A. V. Ilyin  
• V. D. Ilyin  

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ НОРМАЛИЗОВАННОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА: ЭЛЕКТРОННЫЕ СЕРВИСЫ ПЛАНИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ

• А. В. Ильин  Институт проблем информатики Российской академии наук, avilyin@ipiran.ru
• В. Д. Ильин  Институт проблем информатики Российской академии наук, vdilyin@ipiran.ru

Аннотация: Статья посвящена основам концепции нормализованного экономического механизма и электронным сервисам, которые представляют специальную часть программного обеспечения информатизации. Первый действующий сервис, описанный в статье, реализует инновационный метод планирования расходов с учетом приоритетов расходных статей. Сервис рассчитан на гибкое и динамичное планирование любых ресурсных затрат, но самой широкой областью его применения является бюджетирование.

Ключевые слова:  информатизация; экономика; нормализованный экономи-ческий механизм; электронный сервис; планирование ресурсов