«Системы и средства информатики»
Том 33, Выпуск 3, 2023г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова

К 40-летию выхода постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР о дальнейшем развитии работ в области вычислительной техники, в том числе в Академии наук СССР

• В. Н. Захаров  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, vzakharov@ipiran.ru

Аннотация: В 2023 г. исполняется 40 лет с момента образования Института проблем информатики АН СССР, в настоящее время входящего в состав Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" РАН. Институт был образован в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров (СМ) СССР и Постановлением Совета Министров СССР от 29 июля 1983 г. В статье рассматривается некоторая предыстория развития вычислительной техники в СССР до выхода этих постановлений, возвращение тематики работ по вычислительной технике и информатике в АН СССР, создание Отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации АН СССР, основные положения постановлений. Приведены также краткие сведения о развитии ИПИАН от момента создания до настоящего времени.

Ключевые слова: вычислительная техника; информатика; АН СССР; ЦК КПСС; Совет Министров СССР; Институт проблем информатики

Анализ монотонного тренда временного ряда

• М. П. Кривенко  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, mkrivenko@ipiran.ru

Аннотация: Рассматривается задача выявления изменений за период наблюдения характеристик исследуемого временного ряда. Практически всегда тренд возникает на фоне статистической зависимости элементов временного ряда. Наличие зависимости отдельных наблюдений становится мешающим фактором. При построении предположений об изменениях предпочтение отдается моделям общего характера: тренд вероятностных характеристик есть монотонная функция неизвестного вида от номера наблюдения (монотонный тренд). Необходимость учета в модели временного ряда объединения обоих действующих факторов и потребность получать работоспособные методы обработки данных приводят к следующей схеме действий: принять за основу уже разработанные процедуры, далее по возможности подогнать условия их корректного применения под требуемые и, наконец, использовать приспособленные варианты. Проводится анализ методов обработки мешающего фактора: нейтрализации зависимости, учета зависимости, обобщения модели временного ряда. В качестве примера рассматривается задача контроля стабильной работы двухпроцессорной системы обработки заданий со случайным выбором числа требуемых процессоров. Демонстрируются возможности и ограничения предложенных методов.

Ключевые слова: монотонный тренд; декорреляция; ARIMA-модели

Диспетчеризация в частично наблюдаемых стохастических системах конечной емкости с параллельным обслуживанием

• М. Г. Коновалов  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, mkonovalov@ipiran.ru
• Р. В. Разумчик  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, rrazumchik@ipiran.ru

Аннотация: Рассматривается новая задача оптимального централизованного управления выбором ресурсов в простейших моделях систем добровольных вычислений конечной емкости. Система моделируется на сильно агрегированном уровне, где она, по сути, вырождается в частично наблюдаемую стохастическую систему с параллельным обслуживанием с одним диспетчером, размещающим задания по однопроцессорным серверам без какой-либо информации об их текущем состоянии, причем очереди на серверах могут иметь конечную емкость. Частичная наблюдаемость подразумевает, что диспетчер осуществляет управление в отсутствие обратной связи с системой. Требуется предъявить стратегию, наилучшим образом оптимизирующую либо предельные значения среднего времени отклика и вероятности потери, либо заданную функцию от них. Описывается метод порождения соответствующих стратегий, реализующих известную идею диспетчеризации по предыстории в системах распределенных вычислений.

Ключевые слова: системы с параллельным обслуживанием; диспетчеризация; стратегии размещения заданий; управление при неполном наблюдении; программное управление

Принципы разработки программного комплекса центра управления национальной исследовательской компьютерной сетью России

• А. Г. Абрамов  Санкт-Петербургское отделение Межведомственного суперкомпьютерного центра Российской академии наук - филиала ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, abramov@niks.su
• В. А. Порхачёв  Санкт-Петербургское отделение Межведомственного суперкомпьютерного центра Российской академии наук - филиала ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, porhachev@niks.su

Аннотация: Статья посвящена общим принципам и методикам разработки и совершенствования программного комплекса цифрового центра управления национальной исследовательской компьютерной сетью нового поколения (ЦУС НИКС). В работе исследованы и систематизированы задачи, решаемые центрами управления крупными телекоммуникационными сетями, включая и специфичные для национальных научно-образовательных сетей. По результатам выделены основные задачи и функции ЦУС НИКС, приведена аргументация и обоснование создания собственного программного решения, обозначена его новизна, отличительные конкурентные преимущества и уни-кальные функции, предложены возможные направления развития и практического использования. Специальное внимание уделено представлению и обсуждению особенностей архитектуры программного ядра комплекса, а также взаимосвязанных базовых и дополнительных компонентов, включая набор функциональных и вспомогательных модулей в составе ядра, микросервисов для взаимодействия с внешними системами и внешних сервисов.

Ключевые слова: национальная исследовательская компьютерная сеть нового поколения, НИКС; центр управления сетью, ЦУС; мониторинг и управление сетями; программный комплекс

Анализ эффективности алгоритма редукции в решении задачи об упаковке в контейнеры

• Е. Б. Барашов  Институт проблем управления Российской академии наук, barashov.eb@gmail.com
• А. В. Егоркин  Московский институт электронной техники, egorkinandrewv@mail.ru
• Д. В. Лемтюжникова  Институт проблем управления Российской академии наук; Московский авиационный институт, darabbt@gmail.com
• М. А. Посыпкин  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, mposypkin@frccsc.ru

Аннотация: Задача упаковки в контейнеры - это известная комбинаторная задача, заключающаяся в поиске минимального числа контейнеров фиксированного размера для размещения заданного набора предметов с известным весом. Несмотря на простую формулировку, задача относится кNP-трудным, и точные методы ее решения зачастую неэффективны на практике. Поэтому большое значение имеет исследование и разработка приближенных методов решения задачи об упаковке. В статье исследуется класс приближенных алгоритмов, состоящих в последовательном применении редукции и одного из четырех "жадных" алгоритмов. Проводится оценка влияния редукций на качество получаемых решений и время работы рассматриваемых методов. Алгоритмы сравниваются на четырех наборах данных по нескольким критериям, отвечающим за качество получаемых решений и время, необходимое для их нахождения. Проведенное экспериментальное исследование показало, что эффективность применения редукции варьируется в широких пределах и сильно зависит от коэффициентов задачи.

Ключевые слова: редукция; задача упаковки в контейнеры; дискретная оптимизация; жадные алгоритмы; улучшение решения двусторонним помещением

Методология научно-исследовательской работы при создании функций систем сканирования и печати

• И. В. Сафонов  Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", ilia.safonov@gmail.com
• И. А. Матвеев  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, matveev@frccsc.ru

Аннотация: Устройства сканирования, копирования и печати широко используются в промышленности, государственном управлении и для персональных нужд. В сочетании с прикладным и системным программным обеспечением (ПО) такие устройства представляют собой системы сканирования и печати. Формулировка методологии научно-исследовательской работы (НИР) при создании функций подобных систем позволяет формализовать и ускорить разработку новых методов обработки изображений. Приводится обзор методологий научного исследования, НИР в промышленности, разработки ПО.
Для НИР при создании решений для систем сканирования печати в качестве критерия успеха выбран факт реализации результата исследовательской работы в продукте. На основе ретроспективного анализа выявлены факторы, которые препятствовали реализации результатов. На стадии НИР данные факторы можно рассматривать как риски. С помощью метода анализа иерархий риски ранжированы по важности. Предложена методология НИР при создании новых функций систем сканирования и печати, основанная на анализе и управлении рисками.

Ключевые слова: методология НИР; управление рисками; метод анализа иерархий

Проблемы формирования системы согласованных локальных географических онтологий

• Д. А. Никишин  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, dmnikishin@mail.ru

Аннотация: Рассматривается сущность геоонтологии как средства представления географического знания и решаемые ею задачи. Представлена многоуровневая система локальных геоонтологий, рассматриваемая как база для перспективных географических информационных систем (ГИС). Выделены проблемы реализации такой системы: выработка системы конвенционально понимаемых сущностей (геоконцептов), свойств и классификаций, основанной на согласованном подходе к структурированию и формализации моделируемых явлений; обеспечение пространственной и логической связанности компонентов модели местности; обеспечение взаимной согласованности локальных онтологий (интерфейсов взаимодействия) в аспектах генерализации и вариантности, а также, при необходимости, альтернативности и темпораль- ности для решения задач на "стыке" локальных геоонтологий.

Ключевые слова: геоонтологии; геоинформационные системы; моделирование географических явлений; система локальных геоонтологий; динамические геоонтологии

Некоторые подходы к анализу факторов, влияющих на информационную безопасность систем искусственного интеллекта

• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru
• А. П. Сучков  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, ASuchkov@ipiran.ru

Аннотация: Рассматривается проблематика обеспечения необходимого уровня информационной безопасности (ИБ) систем искусственного интеллекта (СИИ), что становится одним из ключевых условий их внедрения в государственную практику. Отмечается, что основную специфическую угрозу несут процедуры обучения СИИ, в ходе которых настраивается и может меняться не только информационная база, но и алгоритмы интеллектуальных выводов. Предложена технология выявления особенностей обеспечения ИБ СИИ, позволяющая охарактеризовать совокупность существующих угроз. Обсуждены специфические вопросы защиты информации СИИ и ряд мероприятий по обеспечению ИБ этих систем.

Ключевые слова: информационная безопасность; системы искусственного интеллекта; процедуры обучения; виды защиты информации

Некоторые проблемы мониторинга информационной безопасности критической инфраструктуры

• А. А. Грушо  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, grusho@yandex.ru
• Н. А. Грушо  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, info@itake.ru
• М. И. Забежайло  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, m.zabezhailo@yandex.ru
• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, AZatsarinny@ipiran.ru
• Е. Е. Тимонина  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, eltimon@yandex.ru

Аннотация: Информационная безопасность критической инфраструктуры должна рассматриваться с единых системных позиций на основе единой оценки ценности информации. Отсюда следует единый подход к оценке подсистем с точки зрения возможностей использовать взаимозависимости инфраструктуры для выявления нарушений информационной безопасности. В работе рассматриваются кибернетические взаимозависимости в контексте обеспечения информационной безопасности. Основная идея подхода состоит в наблюдении следствий из причины, которая представляет собой ненаблюдаемый источник действий по нарушению информационной безопасности.

Ключевые слова: критическая инфраструктура; информационная безопасность; механизмы мониторинга информационной безопасности

Машинный перевод с помощью ChatGPT: мониторинг воспроизводимости результатов

• А. Ю. Егорова  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук; Московский государственный лингвистический университет, anna.yu.egorova@yandex.ru
• И. М. Зацман  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, izatsman@yandex.ru
• В. О. Романенко  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, varvarorama@gmail.com

Аннотация: Рассматривается вопрос воспроизводимости на интервале времени результатов применения чат-бота ChatGPT для решения математической задачи, генерации кода и разгадки визуальной головоломки. Дан краткий обзор экспериментальных данных мониторинга воспроизводимости результатов для этих трех приложений чат-бота. Представленные экспериментальные данные иллюстрируют то, что результаты работы ChatGPT при решении одной и той же задачи могут изменяться со временем. При этом значительные изменения могут произойти за относительно короткий промежуток времени, что подчеркивает необходимость мониторинга и оценки поведения чат-бота ChatGPT при его использовании. Основная цель статьи состоит в исследовании воспроизводимости на заданном интервале времени результатов машинного перевода, выполненного по запросу к ChatGPT. Полученные экс-периментальные данные мониторинга воспроизводимости результатов также свидетельствуют об их изменении, включая и снижение на интервале времени качества машинного перевода одних и тех же текстов. Для мониторинга воспроизводимости результатов и оценки поведения ChatGPT применяется ранее разработанный метод интервального оценивания машинного перевода.

Ключевые слова: приложения ChatGPT; мониторинг; воспроизводимость результатов; машинный перевод; интервальное оценивание

Методический подход к контролю качества трансформации данных в междисциплинарной цифровой платформе

• А. А. Зацаринный  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, azatsarinny@ipiran.ru
• А. П. Шабанов  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, apshabanov@mail.ru

Аннотация: Объектом исследования выбраны процессы обработки данных в междисциплинарной цифровой платформе (МЦП), обеспечивающей информационное взаимодействие между субъектами экономической, управленческой и научной деятельности. Приведены результаты анализа входящего и исходящего процессов трансформации данных. Показано, что время обработки трансформируемых данных на вычислительных ресурсах зависит от информации, которую содержат эти данные и которая определяется намерениями субъектов. Выявлено, что для экономических агентов важны параметры своевременности предоставления информации о новых знаниях, которая передается им научными партнерами. Параметры времени обработки данных на вычислительных ресурсах классифицируются как параметры качества трансформации данных, которые утверждаются в договорах субъектов с оператором платформы и учитываются в требованиях к процессам контроля качества. Впервые предложен методический подход к контролю качества, построенный на сравнительной оценке степени соответствия фактических значений параметров времени трансформации данных их доверенным значениям, которые утверждены в договорах. Практическая значимость методического подхода заключается в обеспечении функций объективного инструмента для контроля над соблюдением договорных обязательств оператора цифровой платформы перед взаимодействующими субъектами.

Ключевые слова: цифровая платформа; трансформация данных; информационное взаимодействие; своевременность; доверенный контроль

Теория S-символов: сетевой табс-решатель S-задач

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

Аннотация: Теория S-символов представляет собой расширенное обобщение теории S-моделирования; рассматривается как часть методологического обеспечения разработок систем искусственного интеллекта в S-среде (включая системы знаний, системы S-моделирования задач и конструирования программ и др.). S-среда, основанная на взаимосвязанных системах S/символов, кодов, сигналов), служит инфраструктурным основанием реализации информационных технологий различного назначения. В статье представлена третья часть (из четырех) описания теории. Приведены определения понятий многослойной таблицы (табса) и табс-структур, используемых для представления S-объектов. Дано описание основ табс-конструирования S-объектов. Основная часть статьи посвящена сетевому табс-решателю произвольных задач на основе системы знаний об S-задачах. Методология его построения рассматривается как вклад в методологическое обеспечение разработки систем цифровизации различных видов деятельности.

Ключевые слова: теория S-символов; S-задача; табс; сетевой табс-решатель S-задач; автоматизация разработки систем цифровизации

Очистка данных в технологии поддержки конкретно-исторических исследований

• 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 продолжает серию работ, посвященных технологии поддержки конкретно-исторических исследований (ПКИИ). Технология построена на принципах сотворчества и краудсорсинга и ориентирована на широкий круг не относящихся к профессиональным историкам и биографам пользователей. Показана целесообразность расширения перечня задач конкретно-исторического исследования, решаемых в рамках описанной технологии с применением методов машинного обучения. Отмечена особая важность подготовки данных в связи с фрагментарностью и противоречивостью конкретно-исторической информации. Данная статья посвящена специфике очистки конкретно-исторических данных и анализу возможности применения с этой целью механизмов и алгоритмов, уже интегрированных в технологию. Перечислены основные направления, по которым проводится очистка данных.
Для каждого направления выявлены подходящие, уже включенные в технологию инструменты. Особое внимание уделено инструментам устранения несогласованности. Перечислены этапы очистки данных и приведена схема взаимодействия всех описанных в статье механизмов и алгоритмов.

Ключевые слова: конкретно-историческое исследование; распределенная технология; машинное обучение; очистка данных; несогласованность данных

Социальная эффективность информационных технологий

• К. К. Колин  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, kolinkk@mail.ru

Аннотация: Рассмотрена проблема оценки эффективности информационных технологий и создаваемых на их основе информационных систем различного назначения. Показано, что их использование позволяет существенно повысить качество жизни и поэтому стало неотъемлемой частью жизнедеятельности современного общества. Кроме того, их применение необходимо для обеспечения общественной, национальной и глобальной безопасности. Приведен состав наиболее значимых в социальном аспекте перспективных информационных технологий и систем для различных сфер жизнедеятельности общества. Предложен концептуальный подход к созданию научной методологии оценки социальной эффективности информационных технологий и систем. Показано, что универсальным критерием для такой оценки может служить экономия социального времени, которая достигается в результате их практического использования. Рассмотрены перспективные направления развития информационных технологий.

Ключевые слова: информационные системы; информационные технологии; качество жизни; национальная безопасность; социальная эффективность