«Системы и средства информатики»
Том 31, Выпуск 2, 2021г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

«Закладки» без вредоносного кода

• А. А. Грушо  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, grusho@yandex.ru
• Н.А. Грушо  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, info@itake.ru
• М. И. Забежайло  Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, m.zabezhailo@yandex.ru
• Е. Е. Тимонина  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, eltimon@yandex.ru

Аннотация: Отражен ряд проблем, связанных с угрозами распределенным информационным системам (ИС) из-за наличия BackDoor. Использование BackDoor для атаки на распределенные компьютерные системы обладает большими преимуществами по сравнению с традиционным использованием вредоносного кода. В самом деле, использование BackDoor трудно идентифицировать как специальную атаку, т. е. отличить от ошибки в вычислительных процессах. Однако построение атак с помощью BackDoor значительно сложнее, чем построение атак с помощью вредоносного кода. Построен пример BackDoor с использованием исходных данных информационной технологии (ИТ). Такой подход к построению BackDoor не встречался ни в одном из описаний BackDoor. В работе показано, что существующие технологии поиска уязвимостей в программно-аппаратной системе не решают проблемы поиска BackDoor. Математические модели и методы решения задач поиска BackDoor, кроме частных случаев, еще не разработаны. Принципиально, что BackDoor не связаны с внедрением в компьютерную систему вредоносного кода и с его использованием для нанесения ущерба. Поэтому, как правило, механизм нанесения ущерба через BackDoor отличается от действия вредоносного кода.

Ключевые слова: информационная безопасность; BackDoor; BackDoorчерез данные

Аналитическая модель протокола множественного доступа с прослушиванием канала для приложений индустриального интернета вещей

• А. С. Царев  Российский университет дружбы народов, atsarev@sci.pfu.edu.ru
• Э. М. Хайров  Российский университет дружбы народов, emil.khayrov@gmail.com
• Ю. В. Гайдамака  Российский университет дружбы народов; Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, gaydamaka-yuv@rudn. ru
• С. Я. Шоргин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sshorgin@ipiran.ru

Аннотация: Индустриальный интернет вещей стал одной из ключевых концепций четвертой промышленной революции - нового подхода к построению промышленных процессов с использованием новейших технологий. Однако для планирования и выстраивания новых автоматизированных процессов необходимо понимать характеристики и ограничения, возникающие из-за технических особенностей системы. Для решения этой задачи в одном из сценариев использования промышленного интернета вещей предлагается математическая модель протокола многостанционного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов. Такая модель позволяет оценить среднее время цикла передачи данных с датчика, вероятность успешной передачи данных, вероятность коллизии при передаче данных. Получены аналитические выражения для вычисления ключевых метрик производительности на уровне управления доступом к среде.

Ключевые слова: индустриальный интернет вещей; управление доступом к среде; прослушивание канала; множественный доступ; цепь Маркова; вероятность коллизии

Обеспечение надежности центра коллективного пользования ФИЦ ИУ РАН

• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru
• А. И. Гаранин  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, algaranin@mail.ru
• С. А. Денисов  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, SDenisov@frccsc.ru

Аннотация: Проведена оценка надежности центра коллективного пользования (ЦКП) ФИЦ ИУ РАН с учетом показателей надежности составляющих его систем: гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса (ГВВК), систем электропитания и кондиционирования. Проведен анализ путей повышения надежности ЦКП. Сформулированы основные условия обеспечения надежности функционирования и поддержания работоспособности аппаратных и аппаратно-программных средств (АПС) ЦКП в период их эксплуатации. Даны рекомендации по обеспечению качественного проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования.

Ключевые слова: центр коллективного пользования; система электропитания; система кондиционирования; надежность; отказ; эквивалентная схема для расчета надежности

Методы анализа данных электроэнцефалографии с применением сверточных и рекуррентных нейронных сетей

• И. А. Шанин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ishanin@frccsc.ru
• С. А. Ступников  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sstupnikov@ipiran.ru

Аннотация: Современные методы анализа нейрофизиологических данных позволяют решать разнообразные задачи как в медицинской отрасли, так и в области построения интерфейсов "мозг-компьютер". В рамках данной работы были рассмотрены особенности решения задач анализа данных электроэнцефалографии (ЭЭГ) на примере задач детектирования артефактов и распознавания человеческих эмоций. Благодаря развитию алгоритмов на основе искусственных нейронных сетей, а также удешевлению промышленных интерфейсов эффективность и робастность современных методов анализа данных ЭЭГ приближается к уровню, достаточному для использования вне лабораторных условий. В работе предложены методы анализа данных ЭЭГ на основе сверточных и рекуррентных нейронных сетей, позволяющие добиться достаточно высокой точности классификации артефактов и распознавания эмоций на открытых наборах данных.

Ключевые слова: нейрофизиология; нейроинформатика; электроэнцефалография; анализ данных; нейронные сети; обнаружение артефактов в данных; детектирование эмоций

Стимуляция конфликтов агентов в гибридных интеллектуальных многоагентных системах

• С. В. Листопад  Калининградский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ser-list-post@yandex.ru
• И. А. Кириков  Калининградский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, baltbipiran@mail.ru

Аннотация: Конфликты в коллективах специалистов, решающих проблемы "за круглым столом", - неотъемлемая часть процесса обсуждения, и при компьютерном моделировании этого процесса необходимо управлять конфликтами по аналогии с тем, как это происходит в оригинале. Не каждый конфликт носит деструктивный характер и требует подавления: управление конфликтом в коллективе предполагает идентификацию ситуации принятия решений, при необходимости стимуляцию и последующее разрешение конструктивных форм конфликта, а также предотвращение его деструктивных форм. Статья посвящена разработке метода стимуляции конфликтов между агентами в гибридных интеллектуальных многоагентных системах (ГиИМАС), что позволит разработать подсистему управления конфликтами, обеспечив релевантность таких систем малым коллективам специалистов, успешно решающим проблемы с высокой комбинаторной сложностью, неоднородностью, недоопределенностью и другими НЕ-факторами.

Ключевые слова: конфликт; гибридная интеллектуальная многоагентная система; коллектив специалистов; стимулирование конфликта

Стратегия обследования помещений для автономного мобильного робота на основе карты ракурсов

• О. А. Яковлев  Орловский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, maucra@gmail.com
• П. О. Архипов  Орловский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, arpaul@mail.ru

Аннотация: Рассмотрен вариант задачи автономного обследования, цель которого - построение трехмерной реконструкции по снимкам, получаемым в процессе перемещения мобильного робота, оснащенного камерой. Предложена структура данных - карта ракурсов, накапливающая информацию о том, под какими углами наблюдались разные фрагменты сцены. Сформулирована стратегия обследования на основе карты ракурсов и описана ее эффективная реализация с применением частичных сумм и оптимального разбиения ортогонального многоугольника на прямоугольники. Также приведены результаты эксперимента в виртуальном окружении, подтверждающие возможность применения описанной стратегии в реальном времени. Оценена полнота полученной трехмерной модели помещения путем сравнения с эталоном.

Ключевые слова: трехмерная реконструкция; стратегия обследования; автономный мобильный робот

Некоторые вопросы программного определения хранилища данных

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

Аннотация: Развитие информационных технологий (information technologies, IT) вовлекает в сферу интересов владельцев центров обработки данных (ЦОД) наряду с более совершенным оборудованием хранилищ данных также и более эффективные технологии их хранения. Одной из таких технологий обещает стать программно определяемое хранилище (software-defined storage, SDS). Следуя за программным определением сетей (software-defined networking, SDN), SDS заимствовало у лидера ряд базовых положений, в первую очередь реализацию плоскости управления хранением данных в едином программном контроллере и упрощение оборудования плоскости данных. Однако при растущем интересе к SDS в его теоретическом базисе все еще сохраняются определенные пробелы, начиная с отсутствия для него общепринятого адекватного определения. Нередко эти пробелы заполняются в посвященной SDS литературе сомнительными и некорректными утверждениями. Отсутствует и понимание объективных различий между SDS и SDN, заставляющих эти две родственные технологии развиваться несколько разными путями.
В статье сделана попытка дать "универсальное" определение SDS, выявлены принципиальные отличия SDS от SDN, показаны особенности развития этой перспективной технологии.

Ключевые слова: гиперконвергентная инфраструктура; "оркестровка"; программно определяемое хранилище

Информационные аспекты обеспечения безопасности на транспорте: поиск и отбор информации

• А. В. Борисов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ABorisov@ipiran.ru
• А. В. Босов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AVBosov@ipiran.ru
• Д. В. Жуков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, DZhukov@ipiran.ru
• А. В. Иванов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AIvanov@ipiran.ru

Аннотация: Вторая статья цикла, посвященного описанию системы поддержки принятия решений (СППР) в области обеспечения безопасности пассажирских перевозок и противодействия противоправной деятельности на транспорте. На основе концептуальной модели, предложенной авторами в первой статье, формируется функциональное наполнение системы. Предложена классификация аналитических функций, включающая поисковые запросы, аналитические расчеты и задачи процессинга данных, и представлено содержание задач первого (поискового) типа, специализированных в рамках предметной области. Часть поисковых запросов, имеющих универсальное назначение, объединена в группу служебных методов. Вторую часть составили специализированные транспортные поисковые запросы. Содержательные в рамках предметной области поиски анонсируют запланированное представление более глубоких аналитических функций.

Ключевые слова: транспортная безопасность; система поддержки принятия решений; поисковый запрос; расчетная задача; процессинг данных

Стратегия исследований и разработок в области искусственного интеллекта II: сравнительный анализ наукометрических показателей в мире и в Российской Федерации

• А. В. Борисов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ABorisov@ipiran.ru
• А. В. Босов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, AVBosov@ipiran.ru
• Д. В. Жуков  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, DZhukov@ipiran.ru

Аннотация: Статья продолжает цикл работ, открытый в предыдущем номере журнала представлением результатов анализа влияния государственного управления на эффективность проведения исследований и разработок в области искусственного интеллекта (AI R&D). Вторая часть цикла посвящена анализу значений наукометрических показателей AI R&D в мире и в Российской Федерации в период с 2000 по 2019 гг. Представлена информация о мировых индексируемых научных изданиях в области AI R&D. Даны сведения о мировой публикационной активности в области AI R&D. Обсуждаются результаты сравнительного статистического анализа наукометрических показателей исследователей из Российской Федерации вообще и Российской академии наук (РАН) в частности.

Ключевые слова: искусственный интеллект; наукометрические индексы; реферативные базы данных; платформа Scopus; платформа Web of Science

Аналитические свойства и аспекты вычисления гамма-экспоненциальной функции

• М. О. Воронцов  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, m.vtsov@mail.ru
• А. А. Кудрявцев  Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, nubigena@mail.ru
• С. Я. Шоргин  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sshorgin@ipiran.ru

Аннотация: Смеси вероятностных распределений играют важную роль в современном анализе и моделировании сложных процессов. Большое внимание исследователей традиционно уделяется распределениям, относящимся к гамма-классу. Основные вероятностные характеристики масштабных смесей обобщенных гамма-распределений не выражаются в элементарных функциях, что усложняет процесс аналитического исследования и зачастую приводит к неоправданно большим вычислительным сложностям. В работе анализируются свойства и аспекты вычисления специальной гамма-экспоненциальной функции, зарекомендовавшей себя в качестве удобного инструмента при исследовании смесей обобщенных гамма-распределений. Приводимые результаты существенно расширяют возможности применения функций типа Миттаг-Леффлера для анализа вероятностных распределений.

Ключевые слова: гамма-экспоненциальная функция; обобщенное гамма- распределение; смешанные распределения; вычислительные алгоритмы

Вариант концептуальной схемы базы геоданных с поддержкой обратимой генерализационной связанности моделей геообъектов

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

Аннотация: Представлена структура концептуальной схемы и основные проектные решения для построения варианта базы геоданных (БГД), обеспечивающей поддержку обратимой генерализационной связанности геомоделей, представляющих геообъекты с разной степенью детализации. Это позволит расширить функциональность перспективных БГД за счет применения муль- тимасштабных методов анализа геоданных и решения по ним соответствующих задач. В частности, такая мультимасштабная структура БГД позволит формализовать процессы генерализации и контроля целостности данных в БГД и тем способствовать их автоматизации.

Ключевые слова: базы геоданных; концептуальная схема базы геоданных; моделирование геообъектов; обратимая генерализация геомоделей

Наследуемые лексикографические ресурсы базы данных фразеологического словаря

• В. В. Вакуленко  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, vvak@pm.me
• И. М. Зацман  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, izatsman@yandex.ru

Аннотация: Рассматриваются принципы импорта в базу данных (БД) фразеологического словаря ранее созданных словарных статей, т.е. использование наследуемых лексикографических ресурсов. Импорт словарных статей в БД основан на двух основных принципах: структуризации текста статей и дополнении словарных статей новыми полями и их значениями, отсутствующими в статьях. Каждая статья включает идиому немецкого языка, один или несколько ее переводов на русский язык, их контексты и ряд других компонентов. Цель статьи состоит в описании принципов использования и пополнения наследуемых лексикографических ресурсов в процессе формирования БД фразеологического словаря немецких идиом, а также в сопоставлении функционала БД с возможностями аналогичных лексикографических информационных систем создания словарей в аспекте двух принципов импорта словарных статей.

Ключевые слова: принципы импорта; наследуемые лексикографические ресурсы; сопоставительный анализ; база данных фразеологического словаря

Индикаторная оценка нестабильности нейронного 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: Представлены данные, полученные в результате наблюдения за работой системы нейронного машинного перевода (НМП), а также анализа допущенных в переводе ошибок. В ходе эксперимента получена количественная оценка нестабильности НМП с помощью индикаторов. Экспериментальным материалом послужили 250 русскоязычных текстовых фрагментов, для каждого из которых ежемесячно в течение одного года фиксировался как перевод на французский язык, выполненный с помощью системы НМП Google Translate, так и допущенные в нем ошибки. Фиксация ошибок проведена в процессе аннотирования переводов с помощью надкорпусной базы данных (НБД). В результате ежемесячной обработки переводов была получена серия из 12 аннотаций для каждого из 250 текстовых фрагментов. Аннотирование переводов позволило не только зафиксировать допущенные в переводе ошибки в случае их наличия, но и определить категории нестабильности НМП, указывающие на изменения качества перевода или на отсутствие ошибок.
Цель статьи состоит в сопоставительном анализе результатов работы Google Translate с учетом временного параметра.

Ключевые слова: нейронный машинный перевод (НМП); нестабильность машинного перевода; надкорпусная база данных; индикаторная оценка; лингвистическое аннотирование; категории, характеризующие нестабильность НМП

Устойчивость технологии поддержки конкретно-исторических исследований к попыткам искажения истории

• 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 описанию и анализу распределенной технологии поддержки конкретно-исторических исследований (ПКИИ), основанной на принципах краудсорсинга. Данная статья посвящена моделированию процесса информационных атак на сообщество пользователей технологии (СПТ) с целью фальсификации истории. Выработаны численные показатели, отражающие последствия таких атак. Были проведены проверки, доказывающие уязвимость технологии для информационных атак без применения специальных мер противодействия. Были предложены такие меры, основанные на определенных групповых нормах работы с информацией, распределении ролей и использовании специальных фасилитационных техник и описанные в форме алгоритма поведения членов ядра сообщества. Моделирование показало, что предложенные меры проти-водействия информационным атакам устойчиво эффективны. Это позволило рекомендовать применение предложенных мер в технологии ПКИИ и сделать вывод об устойчивости обновленной технологии к попыткам фальсификации истории.

Ключевые слова: виртуальное сообщество; модель; технология; искажение истории; конкретно-историческое исследование

Ситуационная цифровизация товарно-денежного обращения

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

Аннотация: Предложена модель ситуационной цифровизации системы товарно-денежного обращения (отдо-системы), в которой спецификации товаров, платежей и других составляющих системы представлены зашифрованными цифровыми кодами. Управление товарно-денежным обращением осуществляется посредством систем обязательных и ориентирующих требований, зафиксированных в ситуационных цифровых договорах, определяющих отношения заказчиков и поставщиков. Процесс выполнения каждого договора представлен определенными в нем ситуациями. Данные, определяющие портреты ситуаций, поставляются цифровыми двойниками, обслуживающими договор. Эти данные передаются на вход программы договора, выполняемой на компьютерных устройствах договорившихся сторон. Перемещение товаров и платежей сопровождается документирующим перемещением соответству-ющих кодов. Каждое перемещение отражается в памяти цифровой системы учета величин имущественного права, представленной совокупностью унифицированных счетов поставщиков и заказчиков. Мультивалютные счета открываются и программно контролируются с помощью онлайн-сервисов банка-регулятора. Для каждого товара сделка может быть совершена в любой валюте из списка, являющегося пересечением множеств валют, разрешенных банками-регуляторами государств, к которым относятся участники сделки.

Ключевые слова: система товарно-денежного обращения; ситуационный цифровой договор; система учета величин имущественного права; унифицированный мультивалютный счет; онлайн-сервис

Математическое и компьютерное моделирование агроценоза хлопчатника с учетом возрастной структуры и с произвольными трофическими функциями

• Р. Н. Одинаев  Таджикский национальный университет, Душанбе, raim_odinaev@mail.ru
• А. Б. Гафоров  Таджикский национальный университет, Душанбе, alisher_gaforov@mail.ru

Аннотация: Агроценоз хлопчатника служит примером сложной системы, так как расчленяется на три подсистемы: зооценоз, фитоценоз и микробиоценоз.
В свою очередь, каждая подсистема может быть разделена на конечное число более мелких подсистем. Например, зооценоз делится на полезных (хищники и паразиты вредителей) и вредных насекомых (вредителей хлопчатника), фитоценоз состоит из одного элемента - хлопчатника, микробиоценоз состоит из возбудителей вилта и других микроорганизмов. В данной работе рассматривается математическое и компьютерное моделирование процесса защиты агроценоза хлопчатника с учетом возрастной структуры и с произвольными трофическими функциями.

Ключевые слова: математическое и компьютерное моделирование; модель; агроценоз; хлопчатник; произвольная трофическая функция; вредные насекомые; полезные насекомые; возрастная структура; биомасса; численность биологических популяций; нектароносные растения