«Системы и средства информатики»
Том 34, Выпуск 4, 2024г.

Оглавление | Об авторах

Аннотации и ключевые слова

Новый подход к реализации логических функций в программируемых логических интегральных схемах

• С. Ф. Тюрин  Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермский государственный национальный исследовательский университет, tyurinsergfeo@yandex.ru
• С. И. Советов  Пермский национальный исследовательский политехнический университет, fizikoz@gmail.com
• Ю. А. Степченков  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, YStepchenkov@ipiran.ru
• Ю. Г. Дьяченко  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, diaura@mail.ru

Аннотация: Рассматривается расширение функциональных возможностей логического элемента LUT (Look up Table) программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) типа FPGA (Field-Programmable Gate Array). Предлагаемый метод использует неактивную половину дерева транзисторов элемента. В статье исследуются также реализация элемента на одну переменную 1-LUT, который реализует логическую функцию одновременно с дешифрацией (DC, decording) переменной, и его использование для создания LUT на n переменных n-LUT + DC FPGA. Моделирование подтверждает работоспособность элемента и масштабирование для создания элементов на n переменных n-LUT. Анализ показывает существенный выигрыш предложенного подхода: уменьшение сложности в числе транзисторов и снижение временной задержки. Разработанный элемент позволяет существенно увеличить функциональность логики отечественных ПЛИС в рамках существующих ограничений, сдерживающих импортозамещение электронной компонентной базы.

Ключевые слова: логические функции; ПЛИС; LUT; дешифрация набора переменных

Дискретное условно-оптимальное оценивание в неявных наблюдаемых стохастических системах

• И. Н. Синицын  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, sinitsin@dol.ru

Аннотация: Статья посвящена методам условно-оптимального (по Пугачёву) синтеза фильтров для оценивания (фильтрации, экстраполяции и интерполяции) в неявных дискретных стохастических системах (СтС), приводимых к явным путем эквивалентной гауссовской и негауссовской линеаризации. Предполагается, что наблюдения не влияют на объект наблюдения и описываются дискретными нелинейными уравнениями с некоррелированными и автокоррелированными помехами. Дан обзор работ в области синтеза условно-оптимальных фильтров и экстраполяторов (УОФ и УОЭ) для явных и неявных дискретных наблюдаемых СтС. Приведены основные модели дискретных неявных СтС и методы их эквивалентной линеаризации. Получены уравнения УОФ и УОЭ. Основное внимание уделено трем методам условнооптимальной интерполяции: прямого действия, с фиксированной задержкой и с фиксированным интервалом. В качестве примера рассмотрены УОФ и УОЭ для авторегрессионных приведенных уравнений. Сделаны основные выводы, обсуждены примеры и направления дальнейших исследований.

Ключевые слова: авторегрессионные уравнения; дискретные фильтры; наблюдаемая СтС; стохастическая система (СтС); условно-оптимальная интерполяция: условно-оптимальная фильтрация (УОФ); условно-оптимальная экстраполяция (УОЭ)

Оптимизация порогового параметра RED-подобного алгоритма управления очередью модели G/M/1

• Я. М. Агаларов  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, agglar@yandex.ru

Аннотация: Рассматривается задача расчета оптимального порогового значения RED-подобного алгоритма для системы массового обслуживания (СМО) G/M/1 с неполным обновлением очереди и вероятностным сбросом заявок. RED-подобный алгоритм использует однопороговый механизм вероятностного сброса заявок из очереди, согласно которому в каждый момент освобождения обслуживающего прибора с заданной вероятностью сбрасывается часть заявок из очереди. Заявки занимают очередь в порядке поступления, и те, у которых в моменты освобождения обслуживающего прибора номер очереди больше заданного порогового значения (находятся в «зоне перегрузки»), с заданной вероятностью сбрасываются. Предполагается, что «зона перегрузки» имеет ограниченное число мест, и если в момент поступления заявки в «зоне перегрузки» нет свободных мест, то заявка сбрасывается. Целевая функция представляет собой взвешенную сумму среднего времени задержки заявки, среднего числа сбрасываемых из очереди в единицу времени заявок, среднего числа отклоняемых на входе в единицу времени заявок, среднего времени простоя прибора, оплаты обслуживания заявок. Сформулирована математическая задача оптимизации целевой функции по пороговому значению при фиксированном размере «зоны перегрузки». Приведены доказательства некоторых соотношений между характеристиками СМО и унимодальности целевой функции по пороговому значению. Предложен простой алгоритм гарантированного решения сформулированной задачи.

Ключевые слова: управление очередью; обновление очереди; пороговый параметр

Разработка сверточного алгоритма для расчета стационарных характеристик ресурсных систем с временем обслуживания, зависящим от объема требований

• А. И. Назарьин  Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы, nazaryin_ai@rudn.ru
• Э. С. Сопин  Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы; Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, sopin-es@rudn.ru
• С. Я. Шоргин   Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, sshorgin@ipiran.ru

Аннотация: Ресурсные системы массового обслуживания с ограниченным ресурсом (РеСМО) используются для анализа и расчета показателей эффективности систем беспроводной связи. Рассматривается многолинейная РеСМО с ограниченным ресурсом и с временем обслуживания, зависящим от объема требований заявки, которая позволяет проводить анализ эффективности беспроводных сетей в условиях передачи эластичного трафика. Расчет вероятностных характеристик модели осложняется необходимостью вычисления многократных сверток распределения требований к ресурсам. Для снижения сложности расчетов предложен сверточный алгоритм, позволяющий получать вероятностные характеристики, такие как вероятность потери заявки и средний объем занятого ресурса, в процессе вычисления нормировочной константы. Проведен численный анализ вероятности потери заявки и среднего объема занятого ресурса для дискретных распределений требований к ресурсу.

Ключевые слова: ресурсная система массового обслуживания; случайный объем требований; вероятность потери заявки

Кооперативные самонастраивающиеся гибридные интеллектуальные системы персонализированной диагностики и прогнозирования в медицине: концепция, подход к разработке, декомпозиция проблемы

• С. Б. Румовская  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, sophiyabr@gmail.com
• Ф. Н. Парамзин  Центральная городская клиническая больница; Балтийский федеральный университет им. И. Канта, fedia931@yandex.ru

Аннотация: Клиническая картина полиморбидных, полиэтиологических заболеваний (в том числе острого панкреатита (ОП)) разнообразна, непредсказуема и может пересекаться со множеством других заболеваний. Это изменяет и осложняет процесс персонализированной оценки (диагностической и прогностической) состояния сложного объекта в медицине (организма пациента), что влечет серьезные ошибки и риски. Необходимы технологии виртуализации принятия решений. В работе предложены кооперативные самонастраивающиеся гибридные интеллектуальные системы (КСГиИС) (на примере ОП), а также рассмотрены результаты редукции проблемы персонализированной оценки состояния пациента и спецификации задач из полученной декомпозиции.

Ключевые слова: гибридные интеллектуальные системы поддержки принятия решений; проблемно-инструментальная методология; консилиум; оценка тяжести и прогнозирование состояния пациента

Развитие структуры надкорпусных баз данных

• A. А. Гончаров  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, a.gonch48@gmail.com

Аннотация: Описано развитие структуры надкорпусных баз данных (НБД), ориентированное на более глубокую детализацию результатов анализа параллельных текстов и большую системность в фиксировании этих результатов. Рассмотрена исходная структура той части НБД, которая относится к аннотированию переводных соответствий, после чего представлены четыре способа ее совершенствования. Эти способы обеспечивают следующие основные возможности: (1) снабжать блоки текста оригинала и перевода более подробной разметкой; (2) классифицировать признаки блока текста по нескольким основаниям; (3) сохранять сведения о лексических показателях признаков блока текста; (4) сохранять сведения о нерелевантности пар фрагментов параллельного текста поисковому запросу. Перечисленные возможности позволяют повысить качество результирующих данных с точки зрения их полноты и системности, а соответствующие изменения структуры данных — сделать ее более гибкой. Ни одно из предлагаемых изменений структуры данных не зависит от целей и задач какого-либо конкретного исследования, проводимого с использованием НБД.

Ключевые слова: надкорпусная база данных; параллельные тексты; аннотирование текстов; корпусная лингвистика

Теория S-символов: развитие и применение

• B. Д. Ильин  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, vdilyin@yandex.ru

Аннотация: Представлена новая версия теории S-символов (с дополнениями и уточнениями). Теория S-символов изучает построение взаимосвязанных систем S-(символов, кодов и сигналов) для создания формализованных языков (включая языки спецификации и программирования); символьное моделирование произвольных объектов (S-моделирование), включая системы понятий и знаний; построение символьно-кодово-сигнальной среды (S-среды); конструирование S-объектов на основе систем знаний (включая программные системы и информационные ресурсы). S-среда служит инфраструктурным основанием для решения задач исследовательской, инженерной и другой деятельности с помощью программируемых машин (S-машин). Теория S-символов рассматривается как часть методологического обеспечения разработок формализованных языков, систем знаний и др., выполняемых в S-среде. В новой версии теории добавлен раздел о формоориентированных языках с семантической разметкой (S-языках) и приведено определение системы знаний о произвольном S-объекте. Приведены примеры применения в автоматизации программирования, цифровизации системы государственного управления и экономического механизма.

Ключевые слова: теория S-символов; формоориентированные языки с семантической разметкой (S-языки); S-системы знаний; S-среда; S-моделирование; S-машина; технологии цифровизации

Проблемы целеполагания в аппаратно-программном комплексе «Безопасный город»

• A. 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: Проведен анализ концептуальных подходов к созданию аппаратно-программного комплекса (АПК) «Безопасный город» (БГ) с позиций обоснованного целеполагания с учетом необходимости рассмотрения такого показателя, как прогнозируемый ущерб от возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС). На реальных примерах и на конкретной модели показано, что для реальной оценки степени рисков различных видов ЧС необходимо отойти от сложившейся практики фиксированной оценки рисков без учета конкретных условий в регионах и всех факторов влияния на их реальную величину, для чего необходимо создание системы расчета прогнозируемого ущерба. Рассмотрен основной подход к расчету прогнозируемого ущерба. Показано, что одно из основных направлений использования показателей прогнозируемого риска — определение размера возможных экономически целесообразных затрат на профилактику ЧС.

Ключевые слова: АПК «Безопасный город»; целеполагание; причиненный ущерб; предотвращенный ущерб; прогнозируемый ущерб

Программа РАН «Оптический компьютер» и ее последствия

• B. П. Торчигин  Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, v_torchigin@mail.ru

Аннотация: В рамках программы РАН «Оптический компьютер» при исследовании возможности создания оптических резонаторов, в которых световая волна циркулирует в однородном стекле, выяснилось, что такая возможность уже реализована в виде шаровой молнии в атмосфере Земли. В результате появилась оптическая модель шаровой молнии, согласно которой шаровая молния представляет собой просто циркулирующей свет, т. е. объект, в существование которого трудно поверить без дополнительных убедительных доказательств. Такие доказательства были получены. В многочисленных статьях показано полное сходство аномального поведения природных шаровых молний, которое основано на многолетних многочисленных свидетельствах очевидцев, с поведением циркулирующего света в атмосфере, которое следует из простых законов физики и оптики. Более того, оказалось, что в природе существует целый мир циркулирующего света, состоящий из объектов с аномальными свойствами. Это позволило объяснить другое не менее загадочное явление однопузырьковой сонолюминесценции. Изданы две книги по этой теме в Нью Йорке и Лондоне. Таким образом, последствием программы «Оптический компьютер» стало открытие нового мира циркулирующего света с необычными объектами, которые могут быть востребованы и в вычислительной технике.

Ключевые слова: передача оптических сигналов; шаровая молния; циркулирующий свет; молекулярное рассеяние света; 2И-световод

On an approach to data analysis and visualization in the domain of employee-organization relationships

• Kishankumar Bhimani  National Research University Higher School of Economics, 11 Pokrovsky Blvd., Moscow 109028, Russian Federation, kbhimani@hse.ru
• Khushbu Saradva  National Research University Higher School of Economics, 11 Pokrovsky Blvd., Moscow 109028, Russian Federation, khsaradva@edu.hse. ru

О подходе к анализу и визуализации данных в области взаимоотношений между сотрудником и организацией