«Системы и средства информатики»
Том 32, Выпуск 2, 2022г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

Вопросы увеличения пропускной способности и территориальной доступности национальной исследовательской компьютерной сети России

• А. Г. Абрамов  Санкт-Петербургское отделение Межведомственного суперкомпьютерного центра Российской академии наук - филиала ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, abramov@niks.su
• А. В. Евсеев  Санкт-Петербургское отделение Межведомственного суперкомпьютерного центра Российской академии наук - филиала ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, evseev@niks.su
• А. А. Гончар  Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, andrey.gonchar@jscc.ru
• Б. М. Шабанов  Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, shabanov@jscc.ru

Аннотация: Статья посвящена обсуждению планов развития Национальной исследовательской компьютерной сети России (НИКС) на период 20212024 гг. в рамках национального проекта "Наука и университеты". Акцент в работе сделан на текущем нормативном правовом статусе НИКС, существенных аспектах разработанного администратором сети и утвержденного профильным министерством порядка управления НИКС, включая цели, задачи и ожидаемые в процессе развития результаты. Внимание уделено также вопросам модернизации магистральной телекоммуникационной инфраструктуры сети и расширению ее территориальной доступности внутри России.

Ключевые слова: национальная исследовательская компьютерная сеть; НИКС; национальная научно-образовательная сеть; нормативный правовой статус; телекоммуникационная инфраструктура; региональное развитие

Машинное обучение для задач экстраполяции с малым объемом данных

• А. О. Белозеров  Тихоокеанский государственный университет, aobelozerov@gmail.com
• А. И. Мазур  Тихоокеанский государственный университет, mazur@khb.ru

Аннотация: Предложен новый метод экстраполяции вариационных расчетов, в основе которого лежит обучение большого числа искусственных нейронных сетей (ИНС) с последующей фильтрацией для отбора сетей, обученных наилучшим образом. Метод апробирован на модельной задаче с точным решением и применен к оценке энергии связи ядра 4He на основе расчетов в модели оболочек без инертного кора (МОБИК) с реалистическим потенциалом Daejeon16. Изучена сходимость результатов при увеличении объема входных данных. Показано, что метод обеспечивает достаточно высокую точность прогноза даже в случае небольших модельных пространств. Предложенный метод можно применять как для нахождения других характеристик ядер, так и для решения иных задач, не связанных с ядерной физикой.

Ключевые слова: машинное обучение; методы экстраполяции; энергия основного состояния; модель ядерных оболочек

Построение сокращенного дерева достижимости для моделей программ в терминах сетей Петри

• Д. В. Леонтьев  Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, devozh@dvo.ru
• Д. И. Харитонов  Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, demiurg@dvo.ru

Аннотация: Рассматривается задача построения пространства состояний для анализа поведения императивных программ. При автоматическом построении моделей программ эффект взрыва числа анализируемых состояний составляет основную проблему для поиска ошибок в исходных текстах программ, причем этот взрыв индуцируется за счет состояния множества переменных программы. Предлагается подход к уменьшению числа состояний дерева достижимости моделей программ через отделение модели потока управления программой от моделей переменных и последующего добавления только переменных, влияющих на поток управления, и сокращения состояний этих переменных. Рассмотренный в статье пример показывает, как на практике может быть применен такой подход.

Ключевые слова: сети Петри; дерево достижимости; проверка корректности программ; моделирование поведения программ

К вопросу о совмещении программного определения сетей с виртуализацией сетевых функций

• В. Б. Егоров  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, VEgorov@ipiran.ru

Аннотация: Многие фирмы, поставляющие программные продукты на сетевой рынок, предлагают средства для программного определения сетей (software-defined networking, SDN) и виртуализации сетевых функций (network functions virtualization, NFV). Частое соседство в публикациях и рекламе обоих акронимов, вплоть до их объединения в SDN/NFV, создает впечатление, что за ними стоит что-то близкородственное, если вообще не одно и то же. Выяснение же действительного соотношения сетевых технологий SDN и NFV затрудняется сложностями с пониманием самих предметов сопоставления.
В публикациях по этим предметам закрепились часто повторяемые утверждения, многие из которых при внимательном рассмотрении оказываются сомнительными. Настоящая статья ставит целью показать, что декларируемая схожесть обеих технологий во многом иллюзорна, они развиваются в разных направлениях и разными темпами: NFV востребована и активно распространяется в провайдерских сетях, в то время как SDN нашла воплощение главным образом в сетях крупных интернет-компаний и интерес к ней последнее время не растет, чему есть целый ряд объективных причин. В рекламном соседстве обеих технологий, вплоть до видимости их объединения комплексным акронимом SDN/NFV, заинтересованы главным образом фирмы-поставщики сетевых программных продуктов по сугубо маркетинговым соображениям.

Ключевые слова: слова: виртуализация сетевых функций; программно определяемая сеть; NFV; SDN

О применении экспертных методов при оценке эффективности и качества информационных систем

• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru
• Ю. С. Ионенков  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, UIonenkov@ipiran.ru

Аннотация: Статья посвящена вопросу применения экспертных методов при оценке эффективности и качества информационных систем (ИС). Рассмотрены общие вопросы применения экспертных оценок, включая проведение процедуры экспертного опроса и установление согласованности мнений экспертов. Представлены различные подходы к определению числа экспертов, включая формулы для проведения расчетов, и сделаны сравнительные расчеты по этим формулам. Изложен формализованный подход к оценке компетентности экспертов, включающий их научную квалификацию, аргументированность оценок и степень знакомства с оцениваемой проблемой.

Ключевые слова: экспертные методы; эффективность; качество; число экспертов; квалификация экспертов; информационная система

Аналитическое моделирование и оценивание нестационарных нормальных процессов в стохастических системах, не разрешенных относительно производных

• И. Н. Синицын  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук; Московский авиационный институт, sinitsin@dol.ru

Аннотация: Разработано методическое обеспечение для аналитического моделирования, оценивания, идентификации и калибровки существенно нестационарных, например ударных, нормальных стохастических систем (СтС), не разрешенных относительно производных, основанное на регрессионной линеаризации. Дан иллюстративный пример. Полученные результаты могут быть обобщены на случай дифференциальных интегродифференциальных систем, стохастически не разрешенных относительно старших производных, в условиях многоэшелонированных ударных воздействий. Исследование выбросов и накопление возмущений также имеет важное прикладное значение.

Ключевые слова: аналитическое моделирование; калибровка; оценивание (фильтрация и экстраполяция); стохастическая система, не разрешенная относительно старшей производной (СтС НРОП); ударная СтС НРОП; фильтр и экстраполятор Калмана и Бьюси

Некоторые подходы к анализу сетевых DLP

• А. А. Грушо   Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, grusho@yandex.ru
• Н. А. Грушо  Федеральный исследовательский "Информатика и управление" Российской академии наук, info@itake.ru
• М. И. Забежайло  Федеральный исследовательский "Информатика и управление" Российской академии наук, m. zabezhailo@yandex. ru
• Д. В. Смирнов  ПАО Сбербанк России, dvlsmirnov@sberbank.ru
• Е. Е. Тимонина  Федеральный исследовательский "Информатика и управление" Российской академии наук, eltimon@yandex. ru
• С. Я. Шоргин  Федеральный исследовательский "Информатика и управление" Российской академии наук, sshorgin@ipiran. ru

Аннотация: Рассматриваются главным образом сетевые системы защиты DLP (Data Lost/Leakage Prevention). Одна из основных задач DLP-систем - выявление ценной информации (ЦИ), которая может появиться в сети на выходе из компьютерной системы. Сетевые DLP-системы приобретают большую важность в связи с широким распространением удаленной работы сотрудников различных организаций. Правильное функционирование DLP определяется распознаванием коротких сообщений как случайных последовательностей, а утечек ЦИ, например персональных данных, - как коротких последовательностей, удовлетворяющих структурным ограничениям. Основная проблема методов защиты информации - ложные тревоги. В работе на простейших моделях оценивается объем данных, в которых возможен поиск ЦИ при малых вероятностях ложных тревог. Построены примеры простых, но быстрых методов выявления утечек ЦИ. Методы разделены по сложности и возможностям их применения. Такие методы могут использоваться не только для анализа DLP-систем, но и для поиска служебных вставок и сигналов в процессе передачи информации, при поиске и анализе плохо защищенных или незащищенных персональных данных, где по правилам требуется обезличивание. Построены оценки вероятностей появления ложных тревог.

Ключевые слова: информационная безопасность; DLP-системы; оценки вероятностей появления ложных тревог

Архитектуры интеллектуальных агентов сплоченных гибридных интеллектуальных многоагентных систем

• 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: Работа развивает исследования в области моделирования сплоченности коллектива специалистов, решающих проблемы за круглым столом, гибридными интеллектуальными многоагентными системами (ГиИМАС). Формирование сплоченности агентов этих систем обеспечивается такими механизмами, как обмен информацией об интересах, знаниях, опыте с другими агентами, выработка и согласование единых для системы целей, ценностей, норм, средств и способов деятельности, что релевантно процессам, происходящим в длительно существующих коллективах специалистов, совместно решающих практические проблемы. Реализация подобных механизмов позволит существенно упростить процесс интеграции разнородных интеллектуальных агентов в единую систему, что особенно актуально при их разработке независимыми командами разработчиков. В статье предлагаются архитектуры агентов, необходимые для реализации перечисленных механизмов.

Ключевые слова: сплоченность; гибридная интеллектуальная многоагентная система; коллектив специалистов

Исследование методов детектирования ключевых точек при создании панорамных изображений

• П. О. Архипов  Орловский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, arpaul@mail.ru
• А. К. Трофименков  Орловский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, andretrf@yandex.ru
• М. В. Цуканов  Орловский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, tsukanov.m.v@yandex.ru
• Н. Ю. Носова  Орловский филиал Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, ofipiran.lab01@yandex.ru

Аннотация: Статья посвящена проблеме создания панорам в условиях отличия цветовой палитры и уровня освещенности сшиваемых снимков, вызванных как особенностями оптической системы, так и погодой или иными факторами. Предложена процедура коррекции яркости и цвета для минимизации отличий между сшиваемыми снимками и уменьшения негативных воздействий. Приведены особенности детектирования ключевых точек различными методами во время сшивания панорамных изображений в условиях разновысотной съемки. Описано влияние дополнительной процедуры коррекции яркости и цвета на число найденных ключевых точек. Оценено качество итоговых панорамных изображений и время их сшивания. В ходе работы получены статистические данные и проведен их сравнительный анализ.

Ключевые слова: коррекция яркости; коррекция цвета; детектирование; ключевые точки; панорамные изображения; обработка изображений

Модель определения необходимого числа оптических дисков, организованных в гибридные структуры, для создания и поддержания долговременных электронных архивов

• А. В. Чернышов  Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана, sch-ru@yandex.ru

Аннотация: Гибридные структуры оптических дисков представляют собой метод архивного хранения информации с повышенной надежностью, аналогичный RAID-массивам дисков. Но в отличие от классических массивов RAID в гибридных структурах одна из копий информации хранится на одиночных дисках, что обеспечивает быстрый и простой доступ к информации с помощью всего одного стандартного привода. При длительном хранении оптические диски с записью способны деградировать. Знание числа оптических дисков, которое необходимо ежегодно приобретать для создания архива, а затем для поддержания его целостности, необходимо для планирования жизненного цикла архива и затрат на его содержание еще на этапе проектирования.
В работе построены аналитические модели, позволяющие определить необходимое ежегодно число оптических дисков для четырех возможных вариантов (стратегий) заполнения архива, а также моменты времени, характеризующие процесс заполнения архива и позволяющие оценить принципиальную достижимость плановой емкости архива. Приведен пример реального расчета.

Ключевые слова: долговременное электронное хранилище информации; оптические диски однократной записи (WORM); гибридные структуры оптических дисков; замена отказавших оптических дисков; ежегодно необходимое число оптических дисков

Модель процесса извлечения новых терминов и тональных слов из текстов

• И. М. Зацман  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, izatsman@yandex.ru

Аннотация: Рассматривается модель, ориентированная на проектирование информационных технологий и автоматизированных систем, обеспечивающих извлечение новых терминов в процессе программного и экспертного анализа текстов (далее - информационно-технологически ориентированная модель, или модель ITO). Предлагается модификация этой модели для описания извлечения новых терминов из научных документов и тональных слов из сообщений пользователей социальных сетей. Рассмотрение этих двух моделей представлено в статье как поэтапная трансформация спиральной модели генерации нового знания. Основная цель статьи состоит в описании этапов трансформации, которая рассматривается на примере извлечения новых терминов из текстов научных документов и тональных слов из сообщений пользователей социальных сетей.

Ключевые слова: спиральная модель; новые термины; модель ITO; тональные слова; модификация модели ITO; трансформация спиральной модели

Подход к разработке концептуальной схемы базы геоданных с поддержкой многовариантного представления 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 согласованного мультимасштабного и многовариантного представления геообъектов. Рассмотрена сущность вариантности геомоделей, выделена типология взаимосвязей между вариантными представлениями геоданных. Объединение вариантов представления геоданных в контексте общей БГД позволит обеспечить прямой доступ к ним и на этой основе реализовать новые методы решения задач анализа и обработки данных, а также обеспечить синхронизацию и согласование изменений геоданных.

Ключевые слова: геоданные; базы геоданных; концептуальная схема базы геоданных; моделирование геообъектов; вариантность геомоделей

Подход к связыванию записей в технологии поддержки конкретно-исторических исследований, основанный на нечетких множествах

• И. М. Адамович  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, Adam@amsd.com
• О. И. Волков  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, Volkov@amsd.com

Аннотация: Статья посвящена дальнейшему развитию распределенной технологии поддержки конкретно-исторических исследований (ПКИИ), основанной на принципах краудсорсинга и ориентированной на широкий круг не относящихся к профессиональным историкам и биографам пользователей. Развитие осуществляется за счет модификации алгоритма автоматического связывания записей при обработке номинативных документов семейной структуры, опирающегося на метод восстановления истории семей, успешно применяемый в исторической демографии, и структуру графов родственных связей в семье. Модификация заключается в опоре на теорию нечетких множеств и использовании мер сходства для принятия решения о связывании записей в случае, когда алгоритмы метода восстановления истории семей не позволяют сделать однозначный вывод о связанности. Описывается методика построения функций принадлежности и обосновывается использование меры сходства, основанной на мерах сходства по Лукасевичу и по Заде.

Ключевые слова: конкретно-историческое исследование; распределенная технология; связывание записей; источники семейной структуры; нечеткие множества

S-моделирование и цифровые технологии экономической деятельности

• В. Д. Ильин  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, vdilyin@yandex.ru

Аннотация: Рассмотрено применение теории символьного моделирования произвольных объектов (s-моделирования) для идентификации экономических процессов при решении задач управления ими в цифровой среде. S-модели финансовых, торговых и других процессов экономической деятельности представлены совокупностью самообучающихся цифровых двойников (digital twins). Для построения цифрового двойника используются значения параметров, характеризующих поведение моделируемого объекта. С момента своего создания цифровой двойник накапливает знания о моделируемом объекте, обмениваясь с ним сообщениями и обновляясь. Цифровая технология экономической деятельности определенного вида рассматривается как совокупность методов, средств и правил реализации процессов этой деятельности посредством онлайн-сервисов, работающих в среде цифровых двойников. Приведены примеры обновленных технологий нормализованного экономического механизма (НЭМ).

Ключевые слова: символьное моделирование; s-моделирование; цифровая технология; экономический процесс; нормализованный экономический механизм

Сравнительный анализ многопоточных транспортных протоколов

• Е. П. Степанов  Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, estepanov@lvk.cs.msu.ru
• Р. Л. Смелянский  Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, smel@cs.msu.ru

Аннотация: Рассматривается задача обеспечения качества сетевого сервиса при помощи протоколов многопоточной маршрутизации, согласно которым поток данных от приложения разделяется на несколько подпотоков и каждый из них идет по своему маршруту в сети. Выделяют два класса многопоточных протоколов: статический, в котором количество подпотоков не изменяется в течение жизни соединения, и динамический, в котором количество подпотоков зависит от текущего состояния сети и требований приложения. Представлен сравнительный анализ эффективности статического и динамического многопоточных транспортных протоколов. Методика сравнительного анализа инвариантна к топологии сети, нагрузке и настройкам транспортных агентов. Выделены области эффективности динамического и статического многопоточных протоколов. Экспериментальное исследование показало преимущество динамического подхода.

Ключевые слова: MPTCP; FDMP; QOS; ISP