«Системы и средства информатики»
Том 29, Выпуск 2, 2019г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

ЭЛЕКТРОННАЯ БУХГАЛТЕРСКАЯ КНИГА НА БАЗЕ СИТУАЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКИ

• А. А. Грушо  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, grusho@yandex.ru
• А. А. Зацаринный  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru
• Е. Е. Тимонина  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, eltimon@yandex.ru

Аннотация: Построена и исследована модель электронной бухгалтерской книги (ЭБК) для фиксации транзакций участников экономической деятельности цифровой экономики на региональном уровне. В качестве базовой инфраструктуры для реализации модели предложена сеть ситуационных центров (СЦ). В основу модели положен модернизированный вариант блокчейна - тангл (tangle). В РФ удобно использовать централизованный консенсус, позволяющий использовать частично созданную инфраструктуру СЦ и гарантии государства по безопасности участникам экономической деятельности цифровой экономики. Технология ЭБК на базе тангла решает основные задачи электронного взаимодействия для каждого участника экономической деятельности в цифровой экономике, в частности обеспечивает юридическую значимость информации о соглашениях и их выполнении, обеспечивает контроль непротиворечивости экономической деятельности и информирование органов власти о результатах этой деятельности. Использование для ЭБК инфраструктуры СЦ позволяет решать многие необходимые для цифровой экономики проблемы, связанные с обеспечением средствами, ресурсами и механизмами защиты информации.

Ключевые слова: информационная безопасность; блокчейн; тангл; цифровая экономика; ситуационный центр

МОДЕЛИ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАВИСИМОСТЕЙ ВО ВРЕМЕННЫХ РЯДАХ В ЗАДАЧАХ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

• К. Р. Усманова  Московский физико-технический институт, karina.usmanova@phystech.edu
• В. В. Стрижов  Вычислительный центр имени А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук; Московский физико-технический институт, strijov@ccas.ru

Аннотация: При прогнозировании сложноорганизованных временных рядов, зависящих от экзогенных факторов и имеющих множественную периодичность, требуется решить задачу выявления связанных пар рядов. Предполагается, что добавление этих рядов в модель повышает качество прогноза. В данной работе для обнаружения связей между временными рядами предлагается использовать метод сходящегося перекрестного отображения. При таком подходе два временных ряда связаны, если существуют их траек- торные подпространства, проекции на которые связаны. В свою очередь, проекции рядов на траекторные подпространства связаны, если окрестность фазовой траектории одного ряда отображается в окрестность фазовой траектории другого ряда. Ставится задача отыскания траекторных подпространств, обнаруживающих связь рядов. Решение этой задачи продемонстрировано на двух наборах рядов: потребление электроэнергии и температура воздуха, объем железнодорожных перевозок нефти и объем добычи нефти.

Ключевые слова: временные ряды; прогнозирование; траекторное подпространство; фазовая траектория; сходящееся перекрестное отображение

СХОДИМОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНКИ РИСКА ПОРОГОВОЙ ОБРАБОТКИ К СМЕСИ НОРМАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ОБЪЕМЕ ВЫБОРКИ

• О. В. Шестаков  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, кафедра математической статистики факультета вычислительной математики и кибернетики; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, oshestakov@cs.msu.su

Аннотация: Популярность алгоритмов обработки сигналов, использующих методы вейвлет-анализа, значительно возросла за последние десятилетия. Объясняется это тем, что вейвлет-разложение представляет собой удобный математический аппарат, способный решать задачи, в которых применение традиционного Фурье-анализа оказывается неэффективным. Основные задачи, для решения которых используются методы вейвлет-анализа, - это компрессия сигналов и удаление шума. При этом чаще всего используется пороговая обработка коэффициентов вейвлет-разложения, которая обнуляет коэффициенты, не превышающие заданного порога. Наличие шума и проце-дуры пороговой обработки неизбежно приводят к погрешностям в оцениваемом сигнале. Свойства оценки таких погрешностей (среднеквадратичного риска) исследовались во многих работах. В частности, показано, что при определенных условиях оценка риска является сильно состоятельной и асимптотически нормальной. При использовании методов пороговой обработки обычно предполагается, что число вейвлет-коэффициентов фиксировано. Однако в некоторых ситуациях объем выборки заранее не известен и моделируется случайной величиной. В данной работе рассматривается модель со случайным числом наблюдений и описывается класс распределений, которые могут быть предельными для оценки среднеквадратичного риска.

Ключевые слова: пороговая обработка; случайный объем выборки; оценка среднеквадратичного риска

АПРИОРНОЕ ОБОБЩЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФРЕШЕ В БАЙЕСОВСКИХ МОДЕЛЯХ БАЛАНСА

• 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
• В. С. Шоргин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, VShorgin@ipiran.ru

Аннотация: Статья продолжает ряд работ авторов в области применения байесовского подхода к моделям массового обслуживания, надежности и баланса.
В рамках данного подхода при рассмотрении сложного агрегата все параметры, оказывающие влияние на функционирование системы, разделяются на два класса: способствующие и препятствующие корректному функционированию системы. Изучаются вероятностные характеристики индекса баланса - отношения факторов, негативно влияющих на работу системы, к позитивно влияющим факторам - в предположении, что факторы суть случайные величины с априори известными исследователю распределениями. В работе изучаются вероятностные характеристики индекса баланса системы в случае, когда оба фактора имеют априорное обобщенное распределение Фреше. Результаты представлены в терминах специальной гамма-экспоненциальной функции.

Ключевые слова: байесовский подход; обобщенное распределение Фреше; гамма-экспоненциальная функция; модели баланса; смешанные распределения

ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНОЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ

• 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
• Ф. Г. Майтаков  Балтийский федеральный университет им. И. Канта, maitakov@mail.ru

Аннотация: Проблемы оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) региональными электросетями характеризуются неоднородностью, частичной наблюдаемостью объекта управления, а также его динамическим характером, обусловливающим взаимозависимость выполняемых действий и сложность исправления ошибочных решений. Применяемые способы отображения не релевантны ментальному образу, на который оператор ориентируется в своей деятельности, мешают ему работать и выполнять действия в уме, способствуют ошибкам интерпретации данных. Поэтому стало актуально создание информационно-коммуникационных технологий компьютерной имитации когнитивных образований для усиления человеческого интеллекта в оперативной работе путем дополнения естественных способностей оператора к работе с оперативно-технологической информацией программно-аппаратными средствами (механизмами), расширяющими мыслительные процессы человека.

Ключевые слова: когнитивные гибридные интеллектуальные системы; оперативно-диспетчерское управление; региональная динамическая электроэнергетическая система

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТРАНСФОРМАЦИИ В ПРОЦЕССАХ ОБРАБОТКИ ГЕОДАННЫХ

• Д. А. Никишин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, dmnikishin@mail.ru

Аннотация: Анализируются процессы, характерные для сферы обработки геоданных. Эти процессы объединены в три специфичные группы, в структуре которых выделены элементарные информационные трансформации и рассмотрены их особенности. На этой основе предложена двухуровневая типология основных видов информационных трансформаций, которая направлена на обобщение существующих методов конкретно-абстрактных трансформаций и исследование свойства обратимости этих отображений в информационных системах.

Ключевые слова: геоданные; информационные трансформации; генерализация пространственных данных; цифровая картография; геоинформатика

МЕТОД РАСЧЕТА КАРТЫ ГЛУБИН НА ОСНОВЕ МЯГКИХ ОПЕРАТОРОВ

• М. В. Бобырь  Юго-Западный государственный университет, Курск, fregat_mn@rambler.ru
• А. Е. Архипов  Юго-Западный государственный университет, Курск, alex.76_09@mail.ru
• Н. А. Милостная  Юго-Западный государственный университет, Курск, nat_mil@mail.ru

Аннотация: Рассмотрен нечеткий метод построения карты глубин по стереоизображениям на основе композиции алгоритма SAD (Sum of Absolute Differences) и нечетко-логического вывода. Особенность данного метода состоит в использовании мягких арифметических операторов при нечеткой импликации. Точность метода определялась на основе количественной оценки показателя RMSE (root mean square error). Наилучшим признавался тот мягкий оператор, у которого показатель RMSE стремится к минимуму. Предложенный метод показал, что при использовании мягких операторов нахождения минимума точность алгоритма SAD увеличивается на 20%. Данный вывод подтвержден результатами имитационного моделирования, представленного в статье.

Ключевые слова: стереозрение; карта глубин; мягкие вычисления; SAD; нечеткая логика

ПРАКТИЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ "ПРОГРАММНО ОПРЕДЕЛЯЕМОГО"

• В. Б. Егоров  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, VEgorov@ipiran.ru

Аннотация: В новом тысячелетии в информационные технологии (ИТ) вошло понятие программного определения, и сегодня предметом обсуждения становятся все новые категории программно определяемых (software-defined) объектов: сети, хранилища, серверы и, наконец, полностью программно определяемые центры обработки данных (ЦОДы). Однако, несмотря на расширяющуюся номенклатуру объектов и частую повторяемость в литературе и дискуссиях словосочетания "программно определяемый", уловить его подлинный смысл непросто. Более того, существует достаточно распространенное мнение, что это вообще не технический термин, а маркетинговый трюк. Нет ясного общепринятого определения этого феномена и в актуальных энциклопедиях. В настоящей статье сделана попытка выявить технический смысл "программно определяемого" и дать ему по возможности понятное практичное определение. На основе анализа особенностей инфраструктурных компонентов программно определяемых ЦОДов, в которых было декларировано программное определение, сделан вывод, что "программно определяемое" можно считать техническим термином, и для него сформулировано определение в известных общепринятых понятиях.

Ключевые слова: IaaS; policy-based; SDDC; автоматизация управления; инфраструктура как сервис (IaaS); программно определяемые сети (SDN); программно определяемые хранилища (SDS)

ВОССТАНОВЛЕНИЕ СИГНАЛА В СИСТЕМАХ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ПО РАВНОМЕРНЫМ ВЫБОРКАМ С УМЕНЬШЕНИЕМ ИНТЕРВАЛА НАЙКВИСТА

• Б. Г. Майоров  АО "Научно-производственноепредприятие "Рубин"", г. Пенза, b.g.m.1947@rambler.ru

Аннотация: Предложена математическая модель поведения сигнала между двумя соседними выборками из него. Получены новые общие формулы для нахождения синусоидального критерия наибольшего отклонения. Доказана теорема об уменьшении интервала Найквиста, которая связывает критерий наибольшего отклонения и величину постоянного интервала дискретизации. Результаты позволяют обоснованно определять величину этого интервала.

Ключевые слова: системы реального времени; синусоидальный критерий наибольшего отклонения сигнала; ступенчатая или линейная аппроксимация сигнала по выборкам; допустимая погрешность аппроксимации; постоянный интервал дискретизации времени

МЕТАОБЪЕКТНЫЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ПРЕДПРИЯТИЯ В РАМКАХ ЕДИНОЙ ERP-СИСТЕМЫ

• С. И. Спивак  Башкирский государственный университет, semen.spivak@mail.ru
• Н. Д. Морозкин  Башкирский государственный университет, rector@bsunet.ru
• Л. А. Лукьянов  Башкирский государственный университет, leonlukyanov@gmail.com

Аннотация: Объединение бизнес-процессов предприятия внутри единой информационной системы носит массовый характер. Оптимизация деятельности предприятий в условиях гибкого рынка и стремительного технического прогресса невозможна без использования единой информационной системы. Существует огромное число ERP (Enterprise Resource Planning) систем, призванных решить в полной мере задачу автоматизации всех процессов на предприятии. Однако ни одна из них не способна в полной мере учитывать существующие механизмы автоматизации на предприятии. Эти механизмы обычно реализованы не только в виде документов с техническим заданием к тому или иному бизнес-процессу, но и как программные решения, обычно разработанные с помощью достаточно устаревших технологий. В данной работе рассматривается ERP-система собственной разработки, в которую заложен абсолютно новый подход внедрения, разработки и организации единого информационного пространства для всех подразделений предприятия. Предлагается метод внедрения, основанный на последовательном замещении существующей реализации бизнес-процессов подсистемами внедряемой платформы. Рассматривается метаобъектный подход к реализации бизнес-процессов, который может быть легко использован специалистами предметных областей, работающими непосредственно на предприятии. Предлагаемая ERP-система не изменяет логику существующих бизнес-процессов, но обеспечивает их интеграцию, прозрачность и единую модель данных.

Ключевые слова: MRP; MRP II; MES; CRUD; единое информационное пространство; планирование ресурсов; моделирование информационных систем; платформа; архитектура ERP

МЕТОД ПОИСКА ВЫПАДАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ОБУЧЕНИЯ

• И. С. Ожерельев  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, ilya365365@gmail.com
• О. В. Сенько  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, senkoov@mail.ru
• Н. Н. Киселёва  Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук, kis@imet.ac.ru

Аннотация: Рассматривается метод поиска выпадающих объектов (ВО) в задачах распознавания, т.е. объектов, описания которых значительно отличаются от описаний объектов своего класса. Метод основан на одновременном использовании величин оценок принадлежности объекта к классам и интегральных искажений, вносимых объектом в формируемый в результате обучения алгоритм распознавания. Возможность использования разработанного метода при высокой размерности данных была продемонстрирована на задаче прогнозирования возможности образования неорганических соединений состава A+3B+3C+2O4 при обычных условиях. Метод может быть использован с целью выявления ошибочных наблюдений для повышения качества обучающей информации при решении задач распознавания.

Ключевые слова: выпадающие объекты; базы данных; распознавание; неустойчивость обучения; неорганические соединения

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ГИБРИДНОГО ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПРИ РЕШЕНИИ НАУЧНЫХ ЗАДАЧ

• А. А. Зацаринный  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@frccsc.ru
• А. И. Гаранин   Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, algaranin@mail.ru
• В. А. Кондрашев  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, VKondrashev@frccsc.ru
• К. И. Волович  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, KVolovich@frccsc.ru
• С. И. Мальковский  Вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, sergey. malkovsky@gmail. com

Аннотация: Обоснована необходимость применения гибридных решений при создании высокопроизводительных вычислительных систем. Дано краткое описание гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса (ГВВК) Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук (ФИЦ ИУ РАН) и представлена его укрупненная структурная схема. Предложен методический подход к оценке надежности ГВВК, на основе которого проведены расчеты надежности выделенных функциональных подсистем. Отдельно проведена оценка надежности "вычислительной инфраструктуры" ГВВК (без периферийных элементов).
Даны рекомендации по повышению надежности функциональных подсистем.

Ключевые слова: гибридный высокопроизводительный вычислительный комплекс; функциональные подсистемы; надежность; отказ; эквивалентная схема для расчета надежности

МЕТОДОЛОГИЯ АННОТИРОВАНИЯ В НАДКОРПУСНЫХ БАЗАХ ДАННЫХ

• А. А. Гончаров  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, a.gonch48@gmail.com
• О. Ю. Инькова  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, olyainkova@yandex.ru
• М. Г. Кружков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, magnit75@yandex.ru

Аннотация: Рассматриваются методологические принципы аннотирования языковых единиц (ЯЕ) в рамках кросслингвистических надкорпусных баз данных (НБД). Надкорпусные базы данных представляют собой новый вид лингвистических информационных ресурсов, позволяющий сохранять ре-зультаты лингвистического анализа корпусных данных в виде аннотаций, структурированных в соответствии с задачами исследования. Выделяются 4 основных этапа аннотирования: поиск объектов исследования, выбор ЯЕ (в оригинале и в переводе) и формирование контекста, выбор дополни-тельных признаков ЯЕ (в оригинале и в переводе) и, наконец, формирование переводного соответствия (ПС) и выбор его признаков. Рассматривается также функциональный потенциал НБД и обобщаются описанные ранее частные методики аннотирования, на основе чего делается вывод о возможности применения разработанной методологии к другим объектам исследования.

Ключевые слова: надкорпусные базы данных; фасетные классификации; лингвистическое аннотирование; методология аннотирования; контрастивная лингвистика

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДАННЫХ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ КОНКРЕТНО-ИСТОРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

• 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 продолжает серию работ, посвященных технологии поддержки конкретно-исторических исследований (ПКИИ). Технология ПКИИ построена на принципах сотворчества и краудсорсинга с опорой на систему автоматического извлечения фактов из текстов историко-биографической направленности Т-парсер, а также инструментальный комплекс п-Фактограф, обеспечивающий поддержку исследовательского процесса, и ориентирована на широкий круг не являющихся профессиональными историками и биографами пользователей. Данная статья посвящена описанию и обоснованию принципов физического хранения информации в распределенной среде технологии ПКИИ, предотвращающих неограниченный рост объемов центрального хранилища документов без потерь важной информации. Проверка эффективности предложенных мер осуществляется методом имитационного моделирования. Обосновывается проверка адекватности модели за счет сопоставления и анализа результатов ее прогонов с различными значениями атрибутов документов, отражающих их общественную ценность. По результатам проверки делается обоснованный вывод об эффективности предложенных принципов организации данных для технологии ПКИИ.

Ключевые слова: конкретно-историческое исследование; распределенная технология; частично реплицированное размещение данных; модель распределенной системы; центральное хранилище

МОДЕЛЬ КООПЕРАТИВНОГО РЕШАТЕЛЯ ЗАДАЧ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ

• В. Д. Ильин  Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vdilyin@yandex.ru

Аннотация: Предложена модель кооперативного решателя задач на основе цифровых двойников. Участники кооперации (названные dt-инфами) рас-сматриваются как обучающиеся машины для решения задач. Dt-инф, наде-ленный конечным множеством состояний и целью (понимаемой как множество разрешимых задач предметной области), в процессах решения задач взаимодействует с другими членами кооперации и элементами окружения путем обмена унифицированными сообщениями. Предметная область (для каждого dt-инфа) представлена задачным графом, рассчитанным на поиск разрешающих структур и формализацию знаний о задачах. Множество вершин графа составлено из задачных конструктивных объектов. Каждая вершина имеет память, представленную памятью задачи (простой или составной) или задачной области. Ребро задачного графа - пара вершин с непустым пересечением по памяти. Нагрузка ребра определяется множеством всех пар элементов памяти, входящих в пересечение. Предложенная модель рассчитана на применение при разработках информационных технологий и онлайн-сервисов.

Ключевые слова: цифровые двойники; машина для кооперативного решения задач; задачный конструктивный объект; задачный граф; информационная технология; онлайн-сервис