«Системы и средства информатики»
Том 30, Выпуск 3, 2020г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

Оценки распределения потоков при предельной загрузке многопользовательской сети

• Ю. Е. Малашенко  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, malash09@ccas.ru
• И. А. Назарова  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, irina-nazar@yandex.ru

Аннотация: Рассматривается итерационный метод последовательного распределения многопродуктового потока, позволяющий полностью использовать пропускную способность всех ребер сети. В рамках формальной математической записи модели сети определяются векторы потоков, которые могут одновременно передаваться между всеми парами вершин. Последовательно находятся совместные распределения потоков, при которых достигается предельно возможная загрузка одного из ребер. Достигнутые значения потоков для всех пар узлов-корреспондентов фиксируются, и вычисляется остаточная пропускная способность. На следующем этапе вновь решается задача поиска совместного распределения максимально возможных потоков и выявляется очередное ребро, пропускная способность которого оказывается исчерпанной. Процедура повторяется до тех пор, пока остаточная пропускная способность всех ребер не окажется равной нулю. Анализируются результаты вычислительных экспериментов на моделях сетей с разными структурными особенностями. Предложенная процедура может применяться при априорном анализе функциональных возможностей и для оценки эффективности использования ресурсов сети.

Ключевые слова: множество достижимых потоков; равнодолевое распределение потоков; оценка эффективности сети

Стационарные характеристики двухузловой марковской системы массового обслуживания с обобщенным обновлением

• Л. А. Мейханаджян  Финансовый университет при Правительстве РФ, lamejkhanadzhyan@fa.ru
• И. С. Зарядов  Российский университет дружбы народов; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, zaryadov- is@rudn.ru
• Т. А. Милованова  Российский университет дружбы народов, milovanova-ta@rudn.ru

Аннотация: Рассматривается функционирующая в случайной среде двухузловая система массового обслуживания (СМО), в каждом узле которой реализован механизм обобщенного обновления. Каждый узел представляет собой однолинейную систему обслуживания конечной емкости, с пуассоновским входящим потоком и временами обслуживания, имеющими распределение Эрланга с различными для каждого узла параметрами. Только обслуженные на первом узле заявки поступают в очередь второго узла; потерянные на первом, а также обслуженные и потерянные на втором узле заявки покидают систему. Заявка теряется, если очередь в узле, на который она поступает, полностью заполнена. Предложен матрично-аналитический метод расчета совместного стационарного распределения числа заявок в первом и втором узлах и фаз обслуживания. Представлены формулы для вычисления стационарных вероятностей потерь при прямом порядке обслуживания и обновления в каждом узле.

Ключевые слова: система массового обслуживания; цепочка приборов; обобщенное обновление; управление очередью

Об эргодичности одноканальных систем массового обслуживания с дисциплиной абсолютного приоритета

• А. В. Мистрюков  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, unf08@rambler.ru

Аннотация: Известные результаты по эргодичности приоритетных систем массового обслуживания (СМО) получены в предположении, что входящие потоки требований всех приоритетов пуассоновские. В данной работе это требование ослаблено, а именно найдены достаточные условия эргодичности СМО с двумя классами приоритетов, в которых поток требований высшего приоритета является гиперэкспоненциальным или эрланговским, а низшего - рекуррентным. Исследованы системы с абсолютным приоритетом. Для получения искомых условий для последовательных времен ожидания в очереди требований каждого приоритета получены рекуррентные соотношения, известные как рекурсия Линдли. Полученная цепь Маркова исследуется методом пробных функций.

Ключевые слова: абсолютный приоритет; эргодичность; метод пробных функций; гиперэкспоненциальный поток; эрланговский поток

Решение гомогенных диагностических задач специалистом в медицине

• С. Б. Румовская  Калининградский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sophiyabr@gmail.com
• А. В. Колесников  Балтийский федеральный университет им. И. Канта, avkolesnikov@yandex.ru

Аннотация: Рассматриваются особенности индивидуального решения задач врачом, в частности вклад образного мышления в постановку диагноза. У опытного врача хорошо развито правополушарное мышление, и он активно пользуется им в процессе диагностики пациента, т. е. рассуждения базируются не только на точном анализе, но и на правосторонних механизмах рассуждения, благодаря чему формируются вербально-гаптико-визуальные образы диагностической задачи и состояния объекта диагностики - текущего, нормы, прошлых из опыта предыдущих лет работы. В работе описана общая схема формулирования и решения гомогенных диагностических задач, а также когнитивный образ объекта диагностики и его функциональная деформация в оперативные образы, содержащие только требуемые для реализации частного действия над объектом диагностики характеристики.

Ключевые слова: гомогенные диагностические задачи; индивидуальное принятие диагностических решений; когнитивный образ объекта диагностики; оперативные образы объекта диагностики

Устойчивость самосинхронного конвейера к логическим сбоям в комбинационной части

• 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. В. Рождественский  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, YRogdest@ipiran.ru
• Н. В. Морозов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, NMorozov@ipiran.ru
• Д. Ю. Степченков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, stepchenkov@mail.ru
• Д. Ю. Дьяченко  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, diaden87@gmail.com

Аннотация: Оценивается вероятность повреждения данных в самосинхрон- ных (СС) схемах, изготовленных по КМДП-технологии с проектными нормами 65 нм и ниже, из-за кратковременных логических сбоев (ЛС) в комбинационной части ступени СС-конвейера, вызванных внешними и внутренними факторами. Выявлены ситуации, способные привести к порче данных в конвейере из-за ЛС. Определен уровень естественной защищенности СС-кон- вейера от ЛС в его комбинационной части благодаря свойствам СС-схем (84,4% в наихудшем случае). Предложенные приемы топологического синтеза повышают сбоеустойчивость СС-конвейера до 85,6% от всех ЛС. Индикация состояния парафазного сигнала, инверсного по отношению к его спейсеру, как спейсера обеспечивает иммунность СС-конвейера к 98,6% одиночных ЛС за счет увеличения его аппаратных затрат всего на 1%.

Ключевые слова: самосинхронная схема; сбоеустойчивость; конвейер

Статический способ стеганографического встраивания информации на основе LSB

• И. А. Кривошеев   Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук; Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, igork@as.khb.ru
• М. А. Линник  Вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, linnik.max1995@mail.ru

Аннотация: Предлагается новый подход к сокрытию информации на основе метода LSB (least significant bit). Предложен статический способ встраивания информации в цветное изображение, основанный на матричном представлении отдельных блоков и оценке модуля их детерминанта. Численным моделированием была оценена возможность предложенного способа противостоять различным методам стегоанализа. Показано его преимущество как в степени защищенности, так и в объеме встраиваемой информации. Данный алгоритм может быть использован для встраивания информации в изображения форматов без сжатия информации.

Ключевые слова: стеганография; стегоконтейнер; стегоанализ; детерминант; LSB; RS-стегоанализ; анализ с использованием критерия хи-квадрат; анализ битовых слоев

Методика темпоральной оценки нестабильности машинного перевода

• А. Ю. Егорова  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ann.shurova@gmail.com
• 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
• В. А. Нуриев  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, nurieff.v@gmail.com

Аннотация: Изложены основные положения методики темпоральной оценки нестабильности нейронного машинного перевода (НМП), позволяющей оценить изменение НМП одних и тех же текстов во времени. Дается описание эксперимента по исследованию НМП с использованием 250 русскоязычных текстовых фрагментов. Каждый фрагмент многократно переводился на французский язык в течение одного года с шагом в один месяц посредством системы НМП Google. Полученные переводы были проаннотированы с помощью над- корпусной базы данных (НБД), чтобы зафиксировать сделанные в переводе ошибки, если таковые имели место. В итоге сформировалась серия из 12 аннотаций для переводов каждого из 250 текстовых фрагментов. В последней аннотации ставится рубрика, обозначающая степень нестабильности НМП применительно ко всей серии переводов. Эта рубрика характеризует изменения качества перевода или указывает на их отсутствие. Цель статьи - описать методику темпоральной оценки нестабильности НМП и результаты ее применения.

Ключевые слова: нейронный машинный перевод; нестабильность; оценка качества машинного перевода; лингвистическое аннотирование; виды нестабильности

Организация жизненного цикла исследовательских данных

• А. К. Рычихин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ak.rychikhin@gmail.com
• В. А. Нуриев  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, nurieff.v@gmail.com

Аннотация: Рассматривается проблема организации жизненного цикла исследовательских данных в гуманитарных науках. Такой цикл включает составление плана по управлению данными (ПУД), сбор и/ или генерацию данных, определение их структуры и формата хранения, выбор лицензии и цифрового репозитория для их долгосрочного хранения, а также публикацию сведений о данных в целях их широкого распространения. Описание каждой стадии сопровождается обзором рекомендаций европейских рабочих групп по реализации принципов "справедливого" доступа к данным (FAIR - findable, accessible, interoperable, reusable) и ссылками на средства информатики, помогающие в реализации этих принципов. Дано сравнение трех цифровых репозиториев по критериям Швейцарского национального научного фонда (ШННФ). Цель статьи - дать краткий обзор стадий жизненного цикла и рекомендаций по реализации принципов FAIR.

Ключевые слова: организация исследований; план по управлению данными; жизненный цикл данных; цифровые репозитории; принципы FAIR; этикоправовые аспекты

Угрозы и риски реализации комплексных научно-технических программ в рамках приоритетов Стратегии научно-технологического развития России

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

Аннотация: Рассмотрены актуальные проблемы реализации Стратегии научно-технологического развития России в рамках принятых приоритетов на основе комплексных научно-технических программ исследований и разработок (КНТП), прежде всего в рамках первого приоритета. Приведены методические подходы к классификации рисков и угроз на основе их систематизации, которые препятствуют выполнению принятых КНТП. Предложен классификатор угроз, позволяющий получить некоторое цельное представление об эффективности запланированного в КНТП комплекса мероприятий. Дана оценка потенциальных рисков и угроз применительно к КНТП "Искусственный интеллект как драйвер цифровой трансформации экономики России", разработанной Федеральным исследовательским центром "Информатика и управление" РАН. Показано, что основные риски обусловлены недостаточным стимулированием научных исследований и слабой востребованностью инновационных научных результатов.

Ключевые слова: комплексная научно-техническая программа; стратегия научно-технологического развития; классификация рисков и угроз; искусственный интеллект; научные исследования

Алгоритмы аналитической обработки данных системы управления научными сервисами для планирования и выполнения междисциплинарных научных исследований

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

Аннотация: Рассматриваются методы и алгоритмы анализа данных системы управления научными сервисами (СУС) для планирования и выполнения междисциплинарных научных исследований. Особенность междисциплинарного подхода состоит в том, что он допускает прямой перенос методов исследования из одной научной дисциплины в другую, что определяет специфические задачи анализа. Система управления научными сервисами в интересах междисциплинарных исследований должна обеспечивать научные аналитические услуги по подбору релевантного научного инструментария смежных дисциплин, коллектива компетентных исследователей, услуги по планированию и проведению этих исследований. Основным источником данных для такого рода анализа служат крупнейшие полнотекстовые, реферативные и индексные базы данных научных публикаций.

Ключевые слова: научный результат; информационная модель; научные сервисы; алгоритмы идентификации; интеллектуальный поиск; междисциплинарные исследования

Актуальные проблемы информационной безопасности в условиях пандемии коронавируса

• В. Е. Гаврилов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vegavrilov@yandex.ru
• А. А. Зацаринный  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru

Аннотация: Статья посвящена вопросам информационной безопасности при использовании информационных технологий в ходе проведения мероприятий по борьбе с распространением пандемии коронавируса в России. При этом проблема информационной безопасности рассматривается в широком смысле слова и включает технический, функциональный и системный аспекты. Проанализированы основные области применения информационных технологий, созданных непосредственно для обеспечения установленного режима повышенной готовности либо испытывающих повышенную нагрузку в изменившихся условиях пандемии.

Ключевые слова: пандемия; информационные технологии; информационная безопасность; техническая безопасность; функциональная безопасность; системная безопасность

Разработка модуля для измельчения ячеек расчетных сеток в нескольких направлениях и его интеграция в GUI для программной среды OpenFOAM

• Д. И. Читалов  Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии Уральского отде-ления Российской академии наук, edi9@yandex.ru

Аннотация: Статья посвящена разработке программного модуля, расширяющего исходный код графической оболочки rCF_GUI, созданной автором, и позволяющего автоматизировать один из этапов численного эксперимента для задач механики сплошных сред (МСС) - измельчение ячеек расчетных сеток (РС) в нескольких направлениях. Этот этап выполняется в рамках препроцессинга численного эксперимента и определяет точность результата (итоговой численной модели). Сформулирована цель исследования и совокупность задач для ее достижения. Определен стек технологий, необходимых для разработки модуля, представлена его структурная схема и диаграмма, описывающая логику использования. Реализованный модуль интегрирован в текущую версию графической оболочки rCF_GUI, которая размещена в открытом доступе на сервисе GitHub. Возможности модуля протестированы в рамках работы с учебной задачей МСС в области аэродинамики, входящей в дистрибутив программной среды (ПС) OpenFOAM. Подведены итоги исследования, выявлена его новизна и практическая значимость.

Ключевые слова: численное моделирования; механика сплошных сред; утилита refineMesh; OpenFOAM; открытое программное обеспечение; графический интерфейс пользователя; язык программирования Python; библиотека PyQt

Автоматизированный поиск противоречий в конкретно-исторической информации

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

Аннотация: Статья продолжает серию работ, посвященных технологии поддержки конкретно-исторических исследований (ПКИИ). Технология построена на принципах сотворчества и краудсорсинга и ориентирована на широкий круг пользователей, не относящихся к профессиональным историкам и биографам. Статья посвящена дальнейшему развитию технологии путем интеграции в нее механизма автоматизированного поиска противоречий в конкретноисторической информации. Обосновывается невозможность использования существующих подходов к данной проблеме, вытекающая из специфики конкретно-исторического исследования и обрабатываемой в его рамках информации, представленной в форме историко-биографического факта. Сформулированы цели поиска противоречий в конкретно-исторической информации, вытекающие из этой специфики и заключающиеся не в сужении объема доступной исследователю информации, а в выявлении новых направлений исследования. Проведена классификация видов противоречий в конкретно-исторической информации, обосновано введение в технологию механизма поддержки нормалей, регламентирующих зависимости между фактами. Описаны и обоснованы необходимые изменения объектной модели технологии, приведено подробное описание алгоритма, определены процедуры обработки результатов поиска.

Ключевые слова: конкретно-историческое исследование; распределенная технология; противоречие; историко-биографический факт; автоматизированная процедура

Ситуационная модель универсального договора в цифровой среде

• А. В. Ильин  Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем, ilyin@res-plan.eom
• В. Д. Ильин  Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vdilyin@yandex.ru

Аннотация: Ситуационная модель программно реализуемого в цифровой среде универсального договора (УЦС-договора) рассматривается как часть методологического обеспечения технологий реализации договорных отношений: УЦС-договор может отражать имущественные отношения (банковский договор, договор о торговой сделке и др.), трудовые отношения (трудовой договор, договор подряда и др.) и любые другие отношения договорившихся сторон (физических и/или юридических лиц). Он представляет собой систему обязательных и ориентирующих требований, определяющих поведение и статусы сторон. Процесс выполнения УЦС-договора представлен определенными в нем ситуациями. Данные, определяющие ситуации, поставляются цифровыми двойниками, обслуживающими УЦС-договор. Эти данные передаются на вход программы УЦС-договора, выполняемой на компьютерных устройствах (смартфонах, ноутбуках и др.) сторон. Ситуационная модель УЦС-договора основана на идее смарт-контракта, предложенной Ником Са бо, и методологии ситуационной информатизации, разработанной авторами. Предложенная модель может быть применена при разработке технологий произвольных договорных отношений, реализуемых в цифровой среде.

Ключевые слова: универсальный договор в цифровой среде (УЦС-договор); ситуационная модель УЦС-договора; технология договорных отношений; смарт-контракт; цифровые двойники, обслуживающие УЦС-договор

Базисные информационные технологии и «промышленные революции»: какова их взаимосвязь?

• С. Н. Гринченко  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sgrinchenko@ipiran.ru

Аннотация: На базе информатико-кибернетической модели (ИКМ) самоуправляющейся иерархо-сетевой системы Человечества установлено, что: (а) первая промышленная революция (ПР) по К. Швабу (1760-1840 гг.) - это ПР в общепринятом смысле этого термина и одновременно системная, инициируемая базисной информационной технологией (БИТ) тиражирования текстов революция (1806 г.) производственных и социально-инфраструктурных технологий; (б) вторая ПР по К. Швабу (конец XIX -начало XX вв.) не вписывается в модельную схему датировки революций системных технологий в истории Человечества во всей их целостности. Ее, в отсутствие соответствующей инициирующей БИТ, следует трактовать как вторую фазу (знаменующую начало "века электричества") первой ПР (знаменующей начало "века пара"). Совокупность первой и второй ПР определяет формирование "мира силовых машин" в самоуправляющейся системе Человечества; (в) третья ПР по К. Швабу (1960-е гг.) - это системная, инициируемая БИТ локальных компьютеров революция (1970 г.) производственных и социально-инфраструктурных технологий; (г) четвертая ПР по К. Швабу (рубеж нового тысячелетия) - это системная, инициируемая БИТ телекоммуникаций революция (2003 г.) производственных и социально-инфраструктурных технологий. Совокупность третьей и четвертой ПР определяет формирование "мира интеллектуальных машин", или мира "искусственного интеллекта". Таким образом, указанная взаимосвязь БИТ и ПР состоит в том, что первые инициируют вторые - с некоторой инерционностью.

Ключевые слова: базисные информационные технологии; производственные технологии; социально-инфраструктурные технологии; промышленные революции; К. Шваб; информатико-кибернетическая модель; самоуправляющаяся иерархо-сетевая система Человечества