«Системы и средства информатики»
Том 27, Выпуск 4, 2017г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

ОБ УПРАВЛЕНИИ РАЗМЕРОМ ОЧЕРЕДИ В СИСТЕМЕ С ОДНИМ СЕРВЕРОМ

• 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: Статья посвящена актуальной тематике активного управления очередью в системах обслуживания. Предложен подход к повышению эффективности стратегий ограничения доступа, основанных на использовании так называемой функции сброса. Задействованы три изменения в конструкции функции сброса: рандомизация параметров, отказ от структурирования и учет наблюдений за временем выполнения заданий. Методика демонстрируется на примере распространенного семейства алгоритмов RED и системы массового обслуживания G/G/1/N. Построены конструкции трех новых семейств алгоритмов, в которых последовательно реализованы одно, два и все три указанных изменения. Приведены результаты численных экспериментов для различных интенсивностей входного потока, которые показали, что эффективность новых стратегий управления размером очереди, определяемая в терминах вероятности потерь и средней длины очереди, превосходит показатели алгоритмов RED и увеличивается по мере усложнения стратегии.

Ключевые слова: активное управление очередью; алгоритмы ограничения доступа; функция сброса

АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НОРМАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С ИНТЕГРАЛЬНЫМИ НЕЛИНЕЙНОСТЯМИ (III)

• И. Н. Синицын  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sinitsin@dol.ru

Аннотация: Разработано методическое и алгоритмическое обеспечение аналитического моделирования нормальных (гауссовских) процессов в дифференциальных стохастических системах (СтС) с вероятностными интегральными нелинейностями (ВИН) на основе распределений Пирсона (РП) и устойчивых вероятностных распределений (УВР) на базе методов нормальной аппроксимации (МНА) и статистической линеаризации (МСЛ). Получены аналитические выражения для коэффициентов МНА (МСЛ) при степенной аппроксимации типовых РП и УВР - ВИН. Алгоритмы положены в основу модуля разрабатываемого инструментального программного обеспечения StS-Analysis.2017. Тестовые примеры подтверждают достаточную точность разработанных алгоритмов .

Ключевые слова: вероятностная интегральная нелинейность (ВИН); гамма-распределение; интегральная нелинейность (ИН); метод аналитического моделирования (МАМ); метод нормальной аппроксимации (МНА); метод статистической линеаризации (МСЛ); распределение Пирсона (РП); степенное разложение; стохастическая система (СтС)

О РАНДОМИЗАЦИИ В МЕТОДЕ ГРУППОВОГО СРЕДНЕГО ПРИ ОЦЕНИВАНИИ ЭФФЕКТИВНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВЫСОКООТВЕТСТВЕННЫХ СИСТЕМ

• К. А. Калинина  Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра Российской академии наук, kalininaksenia90@gmail.ru
• Е. В. Морозов  Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра Российской академии наук; Петрозаводский государственный университет, emorozov@karelia.ru

Аннотация: Рассматривается проблема оценивания эффективной пропускной способности (ЭПС) высокоответственных стохастических систем обслуживания. Значительное внимание уделяется причинам завышения (переоценивания) величины ЭПС, получаемой на основе регенеративного метода. Результаты численного моделирования показывают, что основным фактором переоцени- вания является случайное суммирование нагрузки на циклах регенерации системы. Полученные результаты показывают преимущество рандомизации величины группы данных при оценке ЭПС в высокоответственных системах. В таких системах превышение заданной вероятности потери данных (или переполнения буфера) является неприемлемым нарушением качества сервиса (quality of service, QoS). Для оценки ЭПС в таких системах предлагается использовать модификацию известного метода группового среднего, но с рандомизированным размером блока.

Ключевые слова: эффективная пропускная способность; регенеративное оценивание; рандомизация; QoS; высокоответственная система; метод группового среднего

БАЙЕСОВСКАЯ РЕКУРРЕНТНАЯ МОДЕЛЬ РОСТА НАДЕЖНОСТИ: АПРИОРНЫЕ ПЛОТНОСТИ ПОЛИНОМИАЛЬНОГО ВИДА

• А. А. Кудрявцев  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, nubigena@mail.ru
• С. И. Палионная  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, sofiapalionnaya@gmail.com

Аннотация: Данная работа посвящена рассмотрению байесовской рекуррентной модели роста надежности сложных модифицируемых информационных систем. Предполагается, что основные параметры системы не являются заданными, а известны только их априорные распределения. Приводятся формулы для вычисления плотности и математического ожидания предельной надежности системы для случая, когда априорные плотности показателей "дефективности" и "эффективности" средства, исправляющего ошибки в системе, имеют вид полинома. В частности, рассматриваются равномерное и параболическое априорные распределения. Также приводятся соотношения для случая, когда один из параметров является вырожденным. Аналитические формулы иллюстрируются численными результатами для модельных примеров и графиками.

Ключевые слова: модифицируемые информационные системы; теория надежности; байесовский подход; параболическое распределение; равномерное распределение; полиномиальные плотности

СТРАТЕГИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОРЕСУРСОВ В ГЕТЕРОГЕННЫХ СЕТЯХ С ТРАФИКОМ NARROW-BAND IoT

• В. О. Бегишев  Российский университет дружбы народов, begishev_vo@rudn.university
• А. К. Самуйлов  Российский университет дружбы народов, samuylov_ak@rudn.university
• Д. А. Молчанов  Российский университет дружбы народов, molchanov_da@rudn.university
• К. Е. Самуйлов  Российский университет дружбы народов, Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, samuylov_ke@rudn.university

Аннотация: Быстрый рост как объемов, так и количества типов данных, которые должны поддерживаться в будущих приложениях Интернета вещей (Internet of Things, IoT) является одной из ключевых особенностей эволюции мобильных сетей связи от 4G+ к 5G. В этой связи поставщикам услуг IoT необходимо обеспечивать массовые передачи мультимедийных данных совместно с сообщениями машинного типа. Необходимость одновременной поддержки нескольких категорий трафика влечет неоднородность сетей 5G.
Для подобного случая предложен режим внутриполосного развертывания технологии Narrow-Band IoT (NB-IoT), стандартизированной 3GPP. В работе представлены возможные стратегии совместного использования ресурсов мультимедийными данными и данными, полученными от сенсоров, в гибридной беспроводной сети LTE/NB-IoT. В рамках разработанной методологии проведено сравнение стратегий и даны рекомендации по выбору оптимальной стратегии.

Ключевые слова: Интернет вещей; NB-IoT (Narrowband IoT); LTE (Long Term Evolution); аналитическая модель; стратегии распределения ресурсов

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСОМ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОДУКТА В СХЕМЕ РЕГЕНЕРАЦИИ С ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ ЗАДЕРЖКОЙ ПОСТАВКИ И ПЕРИОДОМ РЕАЛЬНОГО ПОПОЛНЕНИЯ

• П. В. Шнурков  Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", pshnurkov@hse.ru
• Е. Ю. Пименова  Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", eyupimenova@edu .hse.ru

Аннотация: Исследуется задача оптимального управления запасом в стохастической модели регенерации. Данная проблема формализуется в виде экстремальной задачи для некоторого стационарного стоимостного показателя, зависящего от функции распределения времени от момента очередного пополнения запаса до момента заказа на следующее пополнение. Найден явный вид этого показателя в форме дробно-линейного интегрального функционала, для которого получены представления подынтегральных функций числителя и знаменателя. На основании теории об экстремуме функционала такого вида установлено, что оптимальное управление является детерминированным и определяется точкой достижения глобального экстремума функции, для которой получено аналитическое представление. Найдены аналитические достаточные условия на исходные характеристики модели, при которых существует оптимальное детерминированное управление.

Ключевые слова: оптимальное управление в стохастической системе; управление запасом; управляемый регенерирующий процесс

АРХИТЕКТУРА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГИБРИДНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ С ГЕТЕРОГЕННЫМ ВИЗУАЛЬНЫМ ПОЛЕМ

• А. В. Колесников  Балтийский федеральный университет им. И. Канта; Калининградский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, avkolesnikov@yandex.ru
• С. В. Листопад  Калининградский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управ-ление" Российской академии наук, ser-list-post@yandex.ru

Аннотация: Гибридные интеллектуальные системы (ГиИС) интеграции моделей знаний экспертов решают неоднородные задачи (проблемы). При этом элементы ГиИС взаимодействуют на основе символьно-логических моделей знаний, что существенно ограничивает их возможности по сравнению с коллективами экспертов, успешно рассуждающих как логически, так и образно. Предлагается типовая архитектура ГиИС, синтезирующих интегрированные методы решения проблем над гетерогенным визуальным полем, и архитектура инструментального средства разработки таких систем. Гибридные интеллектуальные системы с гетерогенным визуальным полем попеременно моделируют коллективные вербально-символьные и визуально-образные рассуждения в зависимости от неопределенности ситуации принятия решений. Благодаря визуально-образным рассуждениям система "видит" приближенное решение проблемы, которое впоследствии может быть уточнено методами вербальносимвольных рассуждений.

Ключевые слова: гибридная интеллектуальная система; гетерогенное визуальное поле; визуальное мышление; визуальное управление

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОРОВ В ЗАДАЧАХ МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

• С. А. Семенов  Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), greyss@mai.ru
• Д. Л. Ревизников  Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет); Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, reviznikov@inbox.ru

Аннотация: Использование графических процессоров (GPU) позволяет существенно расширить возможности вычислительных систем. Рассматриваются вопросы применения графических процессоров в задачах молекулярно-динамического моделирования со сложным потенциалом межчастичного взаимодействия. С целью повышения производительности вычислений на GPU реализованы следующие методы: сокращение числа запросов в глобальную память, сокращение числа ветвлений, подбор оптимальной загрузки мультипроцессоров, использование эквивалентных математических выражений для более быстрого выполнения программного кода. Параллельное исполнение программы реализуется за счет разбиения пространства моделирования на ячейки, составления и обновления списка соседних атомов с целью минимизации коллизий памяти, распределения операций по вычислительным потокам и выделения дополнительной памяти для создания копий координат взаимодействующих атомов.

Ключевые слова: высокопроизводительные вычисления; графические процессоры; разделяемая память; молекулярно-динамическое моделирование; наноматериалы

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ПРОДУКТА СРЕДСТВАМИ СЕГМЕНТИРОВАННОГО СИТУАЦИОННОГО ЦЕНТРА

• А. А. Зацаринный  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru
• В. И. Королёв  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук; Научно-исследовательский ядерный университет МИФИ; Финансовый университет при Правительстве РФ, vkorolev@ipiran.ru

Аннотация: Ситуационный центр (СЦ) представлен как объект в защищенном исполнении, информационная безопасность которого обеспечивается сегментированием ресурсов по признаку выделения контуров безопасности информационно-технологической (ИТ) инфраструктуры. Рассмотрены вопросы интегрирования и консолидации информационных ресурсов (ИР) СЦ для создания информационно-аналитического продукта (ИАП). Дано представление ИТ-ландшафта СЦ в защищенном исполнении. Предложен алгоритм информационного обеспечения при создании ИАП ситуационного управления в ИТ-инфраструктуре с выделенными контурами безопасности.

Ключевые слова: ситуационный центр; информационная безопасность; информационные ресурсы; информационно-технологическая инфраструктура; информационно-аналитический продукт

КЛАССИФИКАЦИЯ УЯЗВИМОСТЕЙ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА РАННИХ СТАДИЯХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

• А. П. Сучков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ASuchkov@ipiran.ru

Аннотация: Рассматриваются проблемные вопросы создания интегрированных систем управления (ИСУ) на основе объединения существующих и перспективных разнородных автоматизированных систем управления (АСУ). Большое количество и разнообразие интегрируемых систем увеличивает опасность реализации угроз в отношении создаваемых ИСУ на ранних стадиях их жизненного цикла (ЖЦ). Актуальным представляется выявление и анализ потенциальных уязвимостей в рамках осуществления указанных процессов. Систематизация угроз и уязвимостей на основе их грамотной классификации позволит получить полную и цельную картину складывающейся обстановки в большом объеме запланированных научно-исследовательских и опытноконструкторских работ (НИОКР). В данной статье предпринята попытка создания такой классификации.

Ключевые слова: интегрированная система управления; стадии жизненного цикла; угрозы; уязвимость; классификация

ЗАПРЕТЫ ВЕРОЯТНОСТНЫХ МЕР В ЗАДАЧЕ ПОИСКА ИНСАЙДЕРА

• Е. А. Мартьянов  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математиики и кибернетики, zhenya388@yandex.ru

Аннотация: Рассматривается модель данных, с которыми работает конечное множество аналитиков. Среди аналитиков может быть инсайдер, который за счет доступа к запрещенным для него данным может нанести ущерб организации. Работа каждого аналитика описывается случайной последовательностью выборок допустимых для него данных. Обращение к запрещенным данным описывается запретами вероятностных мер, описывающих честную работу аналитиков. Предложен метод построения случайных последовательностей с заданным множеством запретов, позволяющий корректно использовать теорию запретов и однозначно идентифицировать инсайдера за конечное число наблюдений за работой аналитиков.

Ключевые слова: инсайдер; информационная безопасность; теория запретов вероятностных мер; математическая статистика

ВЛИЯНИЕ ОШИБОК ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ НА ДИНАМИКУ КАЧЕСТВА СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕТИ

• И. М. Адамович  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, Adam@amsd.com
• О. И. Волков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, Volkov@amsd.com

Аннотация: Статья посвящена описанию и обоснованию подхода к моделированию ошибок независимых пользователей при формировании семантической сети, лежащей в основе распределенной технологии поддержки конкретно-исторических исследований, и количественной оценке степени влияния данных ошибок на структуру сети. Предложенный подход заключается в развитии модели семантической сети, построенной с опорой на принципы графодинамики и на модель Барабаши-Альберт, за счет включения в нее механизмов параллельной фиксации ошибочных и соответствующих им безошибочных (идеальных) действий пользователей, а также механизма имитации поисковых запросов, выполняемых параллельно в искаженной и неискаженной подсетях. В рамках этого подхода также была проведена классификация ошибок, влияющих на структуру сети, и разработан интегральный показатель качества сети. С помощью данной модели были проведены экспериментальные проверки влияния ошибок пользователей на качество семантической сети в динамике.

Ключевые слова: семантическая сеть; модель; ошибки пользователей; поисковый запрос; качество сети

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЧАСТОТНОСТИ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕВОДА КОННЕКТОРОВ И ОБРАТИМОСТЬ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ

• И. М. Зацман  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, izatsman@yandex.ru
• М. Г. Кружков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, magnit75@yandex.ru
• Е. Ю. Лощилова  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, lena0911@mail.ru

Аннотация: Рассматриваются методы анализа частотности аннотаций коннекторов русского языка и моделей их перевода на французский язык, реализованные в надкорпусной базе данных (НБД), содержащей параллельные тексты. Кроме них НБД содержит двуязычные аннотации переводных соответствий, включающих одновременно как рубрики исследуемых языковых единиц, в данном случае коннекторов, так и рубрики их переводов, найденных в параллельных текстах. Рубрики, проставляемые лингвистами в НБД и принадлежащие к фасетным классификациям, многоаспектно описывают модели перевода исследуемых языковых единиц. Характерной чертой реализации в НБД методов анализа частотности коннекторов и моделей их перевода является обратимость процесса вычисления статистических данных. Другими словами, значение частотности некоторого коннектора является гиперссылкой к списку аннотаций случаев употребления этого коннектора в параллельных текстах НБД. Поддержка в НБД фасетных классификаций обеспечивает возможность проведения многоаспектного статистического анализа аннотированных коннекторов и моделей их перевода. При этом получаемые статистические данные являются верифицируемыми, так как динамически формируются ссылки от вычисленных данных к спискам соответствующих им аннотаций. Основная цель статьи заключается в описании методов анализа частотности моделей перевода коннекторов, включая те методы, которые обеспечивают обратимость процесса генерализации вычисляемых статистических данных о моделях перевода разной степени обобщения.

Ключевые слова: надкорпусная база данных; модели перевода; аннотирование моделей перевода; фасетные классификации; корпусная лингвистика; генерализация; обратимость процесса генерализации

ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СЕРВИСА "ПЕРСОНАЛЬНАЯ ТЕЛЕМЕДИЦИНА"

• Г. Я. Илюшин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ilushin@ipiran.ru
• В. И. Лиманский  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vlimansky@ipiran.ru

Аннотация: Рассмотрена возможность применения мобильных телемедицинских комплексов (МТК) и сервисов персональной телемедицины (ПТМ) для повышения доступности и улучшения качества медицинской помощи, предоставляемой жителям труднодоступных и удаленных населенных пунктов РФ. Описано назначение и основные функции сервиса ПТМ, применение которого позволяет организовать удаленный мониторинг состояния здоровья пациентов и сократить число посещений пациентами врачей лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) в процессе прохождения пациентами курса амбулаторного или восстановительного лечения. Определены подходы к реализации сервиса ПТМ на базе сервисов и приложений личного кабинета пациента (ЛКП). Представлена возможная схема организации процесса предоставления медицинских услуг населению удаленных и труднодоступных населенных пунктов с использованием МТК и сервисов ПТМ.

Ключевые слова: телемедицинские центры; мобильные телемедицинские комплексы (МТК); амбулаторные ЛПУ; телекоммуникационный центр МТК; личный кабинет пациента (ЛКП)

СИТУАЦИОННАЯ ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ: МОДЕЛЬ ОБЪЕКТА

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

Аннотация: Представлена модель объекта ситуационной информатизации жизнедеятельности населения, рассматриваемой как совокупность образовательных, производственных и других видов деятельности. Модель представлена предопределенным набором пространств состояний компонент жизнедеятельности, регулируемых государством (названных госпространствами). Совершенствование объекта посредством информатизации изучается как поэтапный процесс планируемых переходов от отправной ситуации к целевой. Оценка состояния объекта осуществляется путем сопоставления портретов достигнутой и целевой ситуации. Информационные технологии, разработанные на основе методологии ситуационной информатизации, реализуются в человеко-машинной среде решения задач (названной s-средой), которая служит инфраструктурным основанием онлайн-сервисов (банковских, логистических и др.). Концепция и методология ситуационной информатизации рассматриваются как вклад в методологическое обеспечение реализации государственной программы "Цифровая экономика Российской Федерации".

Ключевые слова: ситуационная информатизация; человеко-машинная среда решения задач; пространства состояний жизнедеятельности; потенциал страны; цифровая экономика