«Системы и средства информатики»
Том 25, Выпуск 4, 2015г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НОРМАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ СО СЛОЖНЫМИ ДРОБНО-РАЦИОНАЛЬНЫМИ НЕЛИНЕЙНОСТЯМИ.

• И. Н. Синицын  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sinitsin@dol.ru
• В. И. Синицын  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vsinitsin@ipiran.ru
• Э. Р. Корепанов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ekorepanov@ipiran.ru

Аннотация: Рассматриваются методы аналитического моделирования нормальных стохастических процессов (СтП) в непрерывных стохастических системах (СтС) (в том числе на многообразиях - МСтС) с винеровскими и пуассоновскими шумами и со сложными дробно-рациональными нелинейностями (СДРН). Даны типовые представления скалярных и векторных СДРН. Получены уравнения методов нормальной аппроксимации (МНА) и статистической линеаризации (МСЛ). Представлено алгоритмическое обеспечение МНА (МСЛ) для СтС с СДРН. Приведены тестовые примеры. Рассмотрены возможные обобщения полученных результатов.

Ключевые слова: аналитическое моделирование; метод нормальной аппроксимации (МНА); метод статистической линеаризации (МСЛ); многочлены Эр- мита; нормальный стохастический процесс; сложные дробно-рациональные нелинейности (СДРН); стохастическая система (СтС)

АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, МОДЕЛИРУЕМОГО С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ С ПОРОГОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И ИНТЕНСИВНОСТЯМИ, ЗАВИСЯЩИМИ ОТ ВРЕМЕНИ.

• Р. В. Разумчик  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук; Российский университет дружбы народов, rrazumchik@ipiran.ru
• А. И. Зейфман  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук; Вологодский государственный университет; Институт социально-экономического развития территорий Российской академии наук, a_zeifman@mail.ru
• А. В. Коротышева  Вологодский государственный университет; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, a_korotysheva@mail.ru
• Я. А. Сатин   Вологодский государственный университет; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, yacovi@mail.ru

Аннотация: Рассматривается задача анализа энергоэффективности компонент вычислительного комплекса (серверов), в которых может быть реализована пороговая стратегия управления питанием (изменением напряжения и частоты работы процессоров). В ряде работ для решения этой задачи используются марковские модели массового обслуживания с пороговыми стратегиями управления интенсивностями обслуживания. Подобный подход позволяет вычислять основные показатели энергоэффективности серверов и находить оптимальные (в классе пороговых) стратегии управления. В большинстве работ одним из основных предположений является то, что интенсивности переходов процессов, описывающих функционирование системы, не зависят от времени. В данной работе рассматривается некоторое обобщение ряда известных результатов на случай, когда интенсивности переходов являются неслучайными функциями времени (в частности, периодическими). Рассматривается система M(t)/M(t)/1/w с однопороговой стратегией управления интенсивностью обслуживания. Показано, как, используя ряд общих результатов для неоднородных процессов рождения и гибели, можно получить сравнительно простые (приближенные) расчетные алгоритмы для основных характеристик системы. Представлены некоторые результаты численных расчетов значений параметров энергоэффективности серверов, проведенные на основе полученных формул.

Ключевые слова: система массового обслуживания; неоднородный процесс рождения и гибели; энергоэффективность

ПРИБЛИЖЕННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СТРАТЕГИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ АНДЕРРАЙТИНГА.

• М. Г. Коновалов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, mkonovalov@ipiran.ru
• Р. В. Разумчик  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук; Российский университет дружбы народов, rrazumchik@ipiran.ru

Аннотация: Рассмотрена проблема оптимизации процесса оценки риска при заключении договоров (андеррайтинг). Процесс моделируется как управляемая система массового обслуживания, обладающая специфическими особенностями: наличием нескольких потоков заданий, имеющих дедлайн; сложной структурой заданий; двухфазным процессом обработки задач; непостоянной и неполной доступностью ресурсов. Ставится задача приближенной максимизации доли заданий, выполненных в срок. Для решения задачи используется методика, которая предполагает создание имитационной модели и последующее применение адаптивных оптимизационных алгоритмов на имитируемых траекториях. На численных примерах показано, что предлагаемый подход позволяет находить наиболее эффективный алгоритм из заданного набора эвристических стратегий. Методика применима в задачах распределения вычислительных ресурсов, для которых трудно получить точное математическое решение и которые возникают в связи с необходимостью многоэтапной обработки информации, неопределенностью сроков выполнения заданий и человеческим фактором.

Ключевые слова: управляемые системы массового обслуживания; имитационные модели; адаптивные алгоритмы

МЕТРИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ С ВЫРАВНИВАНИЕМ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРОИДОВ КЛАССОВ.

• А. В. Гончаров  Московский физико-технический институт, alex.goncharov@phystech.edu
• М. С. Попова  Московский физико-технический институт, maria_popova@phystech.edu
• В. В. Стрижов  Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, strijov@ccas.ru

Аннотация: Рассматривается задача многоклассовой классификации временных рядов. Классификация производится с помощью метрических методов, использующих матрицу попарных расстояний между временны ми рядами. Вычисление такой матрицы является трудоемким, так как ее размерность равна числу объектов выборки. С целью снижения размерности предлагается предварительно выделять эталонные объекты, а именно: центроиды каждого класса, и строить матрицу попарных расстояний между объектами выборки и эталонными объектами классов. Для вычисления попарных расстояний между объектами предлагается использовать метод динамического выравнивания временных рядов. В качестве прикладной задачи рассматривается задача распознавания типа движения по данным акселерометра мобильного телефона. Метрический алгоритм классификации, исследованный в этой работе, сравнивается по точности с алгоритмом разделяющей классификации.

Ключевые слова: метрическая классификация; динамическое выравнивание; классификация временных рядов; центроид; функция расстояния

АРХИТЕКТУРА СТЕНДА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ, АЛГОРИТМОВ И РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ.

• А. А. Грушо Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, grusho@yandex.ru
• М. И. Забежайло  Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук (ВИНИТИ), zmizanv@ya.ru
• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, azatsarinny@ipiran.ru
• А. В. Николаев  Институт химической физики Российской академии наук, gentoorion@mail.ru
• В. О. Писковский  НП "Центр прикладных исследований компьютерных сетей", vpvp80@yandex.ru

Аннотация: Рассматривается задача разработки архитектуры стенда для мо-делирования виртуальных сетей и экспериментальных исследований проверки методов обеспечения информационной безопасности (ИБ), применяемых в облачных вычислительных средах. Предложены подходы к моделированию сетей, применяемые с этой целью платформы и системы. Приведена диаграмма развертывания стенда. Указаны требования к аппаратному и математическому обеспечению. Свойства стенда проанализированы с точки зрения применимости к исследованиям механизмов защиты в облачных вычислительных средах.

Ключевые слова: информационная безопасность; облачные вычисления; программно-конфигурируемые сети; OpenStack

АППАРАТНО-ПРОГРАММНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ТЕСТИРОВАНИЕ РЕКУРРЕНТНОГО ОПЕРАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА.

• Д. В. Хилько Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, dhilko@yandex.ru
• Ю. А. Степченков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ystepchenkov@ipiran.ru
• Ю. Г. Дьяченко  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, diaura@mail.ru
• Ю. И. Шикунов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, yishikunov@yandex.ru
• Н. В. Морозов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, nmorozov@ipiran.ru

Аннотация: Рассматриваются основные проблемы моделирования и отладки операционного устройства, основанного на принципах нетрадиционной потоковой рекуррентной архитектуры. Приводится краткое описание методологии аппаратно-программного моделирования Hardware in the Loop, также рассматривается возможность ее применения для разработки рекуррентного операционного устройства (РОУ). Предложен подход и методика аппаратно-программного моделирования и тестирования устройства на основе новой архитектуры. Описываются разработанные программная и аппаратная модели устройства, средства моделирования и отладки, а также результат их интеграции в единую среду. Вводится понятие целевой платформы моделирования, названной GAROS IDE. Приводится описание ее основных компонент, функциональных возможностей и перспектив развития. Представлены результаты апробации платформы на одной из подзадач распознавания изолированных слов - алгоритме Rasta-фильтрации.

Ключевые слова: моделирование; тестирование; рекурсивность; рекуррентность; потоковая архитектура; методология программирования

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СИГНАЛОВ МИОГРАММЫ.

• Т. В. Захарова  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, lsa@cs.msu.ru
• В. Ю. Королев   Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vkorolev@cs.msu.ru
• А. А. Щемирова   Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, lsa@cs.msu.ru

Аннотация: Исследуется поведение сигналов мышечной активности человека - миограмм, регистрируемых с применением метода вызванных потен-циалов. Авторами предлагаются новые методы обработки этих сигналов для определения так называемых опорных точек, которые соответствуют моментам начала движения в проводимом эксперименте. В дальнейшем локализованные опорные точки используются для построения ассоциативного фильтра обработки сверхслабых нестационарных сигналов магнитоэнцефалограмм. Новые методы сохраняют высокую точность ранее применяемых методов, но работают в несколько раз быстрее, что имеет важное значение при их использовании в режиме реального времени.

Ключевые слова: метод вызванных потенциалов; выборочная оконная дисперсия; миограмма; магнитоэнцефалограмма; проверка гипотез

МЕТОД СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ МАГНИТОЭНЦЕФАЛОГРАММ И МИОГРАММ.

• Е. В. Щенявская  Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, elena24051993@mail.ru
• Т. В. Захарова  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, lsa@cs.msu.ru

Аннотация: Исследуется задача определения первично-моторной зоны головного мозга (зоны М1), которая относится к группе невосполнимых областей коры головного мозга человека. Для локализации зоны М1 был проведен эксперимент с использованием метода вызванных потенциалов, отвечающих движению указательного пальца руки. В ходе эксперимента одновременно регистрировались сигналы магнитоэнцефалограммы (МЭГ) и миограммы. Для обработки МЭГ был применен ассоциативный фильтр, использующий моменты начала движения (опорные точки) на сигнале миограммы. Представлен новый высокоточный метод определения опорных точек.

Ключевые слова: магнитоэнцефалография; миограмма; метод вызванных потенциалов; опорные точки

НЕКОТОРЫЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ ОБОБЩЕННОЙ АРХИТЕКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗАЦИЙ - УЧАСТНИКОВ ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА РОССИИ.

• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, azatsarinny@ipiran.ru
• Э. В. Киселев  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ekiselev @ipiran.ru

Аннотация: Статья продолжает серию публикаций, посвященных формированию нормативно-технической базы для создания единого информационного пространства Российской Федерации (ЕИП РФ). В основу статьи положены требования к архитектуре единых информационных систем (ЕИС). В статье излагаются общие положения системного подхода к архитектуре информационных систем организаций - участников ЕИП РФ (УЕИП), предложения по обобщенной архитектуре ЕИС УЕИП и ее возможной типизации. Показано, что обобщенная архитектура ЕИС должна ориентироваться на три взаимосвязанных сегмента - открытый, конфиденциальный и закрытый, каждый из которых рассматривается как самостоятельная автоматизированная система. Определены в общем виде группы пользователей УЕИП, а также обслуживающего персонала, обеспечивающего функционирование единой системы. Определяется предметное понятие архитектуры ЕИС с базированием на трех ключевых положениях: фундаментальный подход к системе, рациональное структурирование системы, учет факторов внешней среды. В рамках раци-онального структурирования дается общий подход к определению номенклатуры составных частей единой системы - сегментов и компонентов (базовых систем, подсистем, сетей, комплексов и др.) и их взаимодействию между собой на принципах консолидации, интеграции и централизации. Предлагается подход, предусматривающий разделение ЕИС УЕИП на две группы базовых технологических систем: функциональных и обеспечивающих. Положения данной статьи могут использоваться в качестве научно-методической основы при формировании нормативно-технической базы построения информацион-ных систем УЕИП.

Ключевые слова: единое информационное пространство Российской Федерации; участник единого информационного пространства; системный подход; архитектура единой информационной системы УЕИП; защищенные информационные ресурсы; централизация; интеграция; информационная безопасность; телекоммуникационное обеспечение; группа базовых функциональных технологических систем; группа базовых обеспечивающих технологических систем

ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОНТОЛОГИИ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ЛИНГВИСТИКИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ.

• И. И. Быстров  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ibystrov@ipiran.ru
• Б. В. Тарасов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, tarasov@npcmodul.ru
• А. А. Хорошилов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, khoroshilov@mail.ru
• С. И. Радоманов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, radomanov@list.ru

Аннотация: Рассматривается применение онтологии и компьютерной лингвистики (КЛ) в автоматизированных информационных системах (АИС). В части 1 статьи излагаются методологические основы комплексного применения онтологии и КЛ при проектировании перспективных АИС. Приводится описание онтологических процессов и КЛ.

Ключевые слова: семантика; онтология; компьютерная лингвистика; предметная область; декларативные и процедурные знания; автоматизированная информационная система; лингвистическое информационное обеспечение; логико-семантическое моделирование; концептуализация

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ С УЧЕТОМ УПРАВЛЕНИЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ.

• В. В. Бородин  Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), doc_borl@mail.ru
• Е. А. Растрелин   ЗАО "РАМЭК-ВС", erastrelin@mail.ru

Аннотация: Рассмотрена модель надежности территориально распределенной корпоративной сети, в которой реализовано групповое резервирование однотипных элементов. Показана необходимость учета в модели надежности временного фактора, связанного с доставкой резервного оборудования к месту отказа, и создания системы управления резервным ресурсом, обеспечивающей сбор данных о надежности элементов сети, управление оперативным резервом запасных частей и формирование требований на поставку резервного оборудования с центрального склада.

Ключевые слова: надежность сети; информационная корпоративная сеть; территориально распределенная сеть; элементы сети; унификация; резервирование; модель надежности; коэффициент готовности; время восстановления; управление ресурсом

ОЦЕНКА СТОЙКОСТИ КОДОВОГО ЗАШУМЛЕНИЯ В ЗАДАЧЕ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ.

• Ю. В. Косолапое  Южный федеральный университет, itaim@mail.ru
• А. В. Поздняков  Южный федеральный университет, al.vldr@mail.ru

Аннотация: Рассматривается модель распределенного хранения данных в нескольких хранилищах в условиях, когда каждый из владельцев хранилищ может оказаться недобросовестным. Для защиты данных от несанкционированного ознакомления применяется метод кодового зашумления с последующим распределением частей кодовых слов по соответствующим хранилищам. Как правило, в работах исследуется теоретико-информационная стойкость этого метода в условиях защиты случайных и равновероятных данных. В прикладных задачах часто защищаемые данные не удовлетворяют этим условиям. В настоящей работе решается задача разработки методики для экспериментальной оценки стойкости кодового зашумления в случае, когда данные представляют собой фотографические изображения лиц и при этом наблюдатель обладает ограниченными возможностями анализа доступных ему данных. Приведены результаты экспериментов в случае использования бинарных кодов Рида-Маллера длины 64.

Ключевые слова: кодовое зашумление; стойкость; распределенное хранилище

СОЦИАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА: РОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

• К. К. Колин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, kolinkk@mail.ru

Аннотация: Рассматривается история становления, современное состояние и перспективы развития социальной информатики как актуального направления в науке и образовании. Показаны отличительные особенности российской научной школы социальной информатики и ее приоритет в формировании этого направления. Определены перспективные направления исследований в области социальной информатики в условиях становления глобального информационного общества. Аргументирована необходимость более глубокого изучения проблем социальной информатики в системе образования и подготовки научных кадров.

Ключевые слова: информатизация общества; информационные ресурсы; информационное общество; информационная безопасность; социальная информатика

СИМВОЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СРЕДСТВА ПОДДЕРЖКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

• В. Д. Ильин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vdilyin@ipiran.ru

Аннотация: Рассмотрена роль символьного моделирования произвольных объектов в становлении и развитии интеллектуальных способностей. Представлена точка зрения на проблему построения интеллектуальных роботов. Предложен подход к построению человеко-машинной среды поддержки ин-теллектуальной деятельности, методологическим основанием которого служит теория s-моделирования

Ключевые слова: символьное моделирование; s-моделирование; интеллект; искусственный интеллект; интеллектуальные роботы

НОРМАЛИЗАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В СИСТЕМЕ ИНФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

• Г. В. Лукьянов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, gena-mslu@mail.ru
• Д. А. Никишин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, dmnik@a170.ipi.ac.ru
• Г. Ф. Веревкин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, gennadij.verevckin2012@yandex.ru
• В. В. Косарик  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, valery@a_170.ipi.ac.ru

Аннотация: Статья затрагивает проблематику получения обобщенных (интегральных) оценок на основе свертывания экспертами разнородных количественных и качественных показателей и разработки информационных технологий, поддерживающих процесс формирования обобщенной оценки в различных сферах деятельности. Предметом исследования является классификация и нормализация показателей национальной безопасности в интересах создания автоматизированной системы мониторинга, одной из задач которой является компьютерная поддержка процесса формирования экспертами обобщенной оценки на основе свертывания показателей. Показано, что нормализация показателей, включающая согласование единиц и масштабов измерения, а также использование единой системы форматов данных, во многом обеспечивает когнитивную интероперабельность совместной деятельности экспертов в процессе формирования обобщенной оценки и может служить основой для разработки информационных технологий, поддерживающих процесс формирования обобщенной оценки национальной безопасности.

Ключевые слова: информационные технологии; формирование обобщенной оценки; национальная безопасность; нормализация; информационный мониторинг; индикаторное оценивание; информационная система