| Об институте | Направления деятельности | Научно-исследовательские работы и проекты | Объекты интеллектуальной собственности | Научные журналы ИПИ РАН | Другие публикации | Семинары и конференции |
|
«Информатика и ее применения» (Том 12, Выпуск 4, 2018)Оглавление | Библиография | Об авторах ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ СЛУЧАЙНОГО БЛУЖДАНИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ УСТРОЙСТВ В БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ
Аннотация: Выполнен обзор моделей случайного блуждания объектов, применяемых при моделировании передвижения приемопередающих устройств пользователей беспроводной сети пятого поколения (5G). Рассмотрены модели мобильности, характерные для имитационного моделирования поведения пользователей беспроводной самоорганизующейся сети. Обсуждаются особенности различных моделей индивидуального движения объектов, а также моделей движения групп объектов с точки зрения применения к анализу интерференции в беспроводных сетях. Цель статьи - предложить ряд моделей мобильности для принятия обоснованного решения при выборе модели случайного блуждания для анализа качества предоставления услуг в беспроводных сетях. В качестве иллюстрации применения разработанного авторами комплекса аналитических и имитационных моделей проведен анализ отношения сигнал/интерференция, определяющего качество предоставления услуг в сетях пятого поколения, для сценария случайного блуждания мобильных абонентов в торгово-развлекательном центре при использовании модели случайного блуждания с остановками Random Waypoint. Ключевые слова: модель случайного блуждания; модель мобильности; отношение сигнал/интерференция; отношение сигнал/шум
Comparison of two active queue management schemes through the M/D/1/N queue
СРАВНЕНИЕ ДВУХ МЕХАНИЗМОВ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОЧЕРЕДЬЮ В СИСТЕМЕ M/D/1/N
Аннотация: Представлены некоторые результаты численных экспериментов, подтверждающие следующее обстоятельство: параметры механизма обобщенного обновления могут быть подобраны таким образом, что уровень производительности однолинейных систем массового обслуживания с обобщенным обновлением может быть не ниже уровня производительности систем с RED-подобными механизмами активного управления очередями. Механизмы сравниваются на примере системы M/D/1/N по стационарным значениям следующих характеристик: вероятность потери заявки, среднее число заявок в системе, среднее число последовательных потерь заявок и их средние квадратические отклонения. Расчеты основаны на известных фактах, а также на ряде новых аналитических результатов для систем с обобщенным обновлением, полученных в данной работе. Ключевые слова: система массового обслуживания; алгоритмы активного управления очередями; обобщенное обновление
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНОСТИ ОБЪЕМОВ ОСАДКОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА ПРЕВЫШЕНИЯ ПОРОГОВОГО ЗНАЧЕНИЯ
Аннотация: Задача корректного определения того, какие наблюдения следует признавать экстремальными, чрезвычайно важна при изучении метеорологических явлений. Предложены восходящий и нисходящий методы определения порогового (экстремального) уровня на основе использования теорем Реньи для редеющих потоков и результатов Пикандса - Балкемы - Де Хаана. На примере данных за 60 лет наблюдений в Потсдаме и Элисте продемонстрировано, что восходящий метод показывает отличные результаты для суточных объемов осадков, однако для дождливых периодов необходимо использовать нисходящий метод. Приведено сравнение результатов подобного непараметрического подхода с параметрическим критерием, который был предложен авторами в предшествующих работах. Ключевые слова: осадки; дождливые периоды; экстремальные наблюдения; пороговые значения; теорема Реньи; теорема Пикандса - Балкемы - Де Хаана; проверка статистических гипотез; анализ данных
ОПТИМИЗАЦИЯ ОБЪЕМА БУФЕРНОЙ ПАМЯТИ УЗЛА КОММУТАЦИИ ПРИ СХЕМЕ ПОЛНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ПАМЯТИ
Аннотация: Рассматривается задача оптимизации объема буферной памяти (БП) узла коммутации (УК) сети с коммутацией пакетов (КП), в котором используется схема полного разделения памяти между выходными линиями передачи, с учетом потерь пакетов из-за переполнения памяти и средних задержек пакетов. Для модели УК с пуассоновскими входящими потоками, общими распределениями времени обслуживания и одноканальными выходными линиями передачи получены свойства решения задачи и разработан алгоритм поиска оптимального объема. В рамках указанной модели разработан алгоритм поиска оптимального плана распределения БП при заданном ее объеме. Приведены результаты вычислительных экспериментов с использованием разработанных алгоритмов. Показана применимость полученных в работе подходов и алгоритмов к решению рассматриваемой задачи в рамках модели УК с рекуррентными входящими потоками, экспоненциальными временами обслуживания и одноканальными линиями передачи. Ключевые слова: узел коммутации; управление потоками; распределение буферной памяти; оптимальный объем буферной памяти
СИСТЕМА ОБСЛУЖИВАНИЯ С ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ПРИОРИТЕТОМ И ПРОФИЛАКТИКАМИ ПРИБОРА
Аннотация: Изучена одноканальная система массового обслуживания с двумя типами требований, бесконечным числом мест для ожидания, гиперэкспоненциальным входящим потоком и профилактиками обслуживающего прибора при освобождении системы. Тип требования определяется случайно с заданными вероятностями в момент его поступления в систему обслуживания. Требования первого типа имеют относительный приоритет перед требованиями второго типа. Найдено нестационарное совместное распределение числа требований каждого типа в системе. Профилактики прибора заключаются в том, что в момент освобождения системы от требований прибор на случайное время с заданным распределением становится недоступным для обслуживания. Если за время профилактики поступает хотя бы одно требование, то начинается нормальное функционирование системы. Если требования не поступают, то прибор отправляется на новую профилактику. Такие системы хорошо описывают функционирование большого числа реальных вычислительных и информационных систем. Ключевые слова: гиперэкспоненциальный поток; профилактики обслуживающего прибора; одноканальная система; относительный приоритет; длина очереди
МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗАХВАТА ХОСТА В РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, ЗАЩИЩЕННОЙ С ПОМОЩЬЮ МЕТАДАННЫХ
Аннотация: Рассматривается модель распределенной информационно-вычислительной системы (РИВС), в которой разрешения на сетевые соединения определяются с помощью метаданных (МД). Метаданные служат упрощением моделей бизнес-процессов (БП). Доказано, что нарушитель информационной безопасности (ИБ), захвативший хост и аккуратно атакующий систему с помощью изменений выходных данных решаемых на этом хосте задач, не выявляется на уровне МД. Проблема связана с тем, что модели БП и, следовательно, МД оперируют переменными, для которых изменения конкретных значений не отражаются в их описании. Исключение составляют случаи выхода на запрещенные значения, например за пределы областей определения и множества значений функций, из которых построены информационные технологии (ИТ). Предложены дополнительные варианты защиты информации, учитывающие "невидимость" подобных нарушений ИБ на уровне МД. Ключевые слова: информационная безопасность; информационные технологии; распределенные информационно-вычислительные системы; метаданные; запреты; угроза захвата хоста
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТНОЙ МОДЕЛИ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ ОДНОГО КЛАССА ГОТОВЫХ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЛОКАЛЬНЫХ И СЕТЕВЫХ СИСТЕМ
Аннотация: Обсуждается и анализируется возможность обеспечения эффективного тестирования готовых к использованию программных продуктов (ГИПП), решающих задачи вычисления функций, в условиях отсутствия полной информации, необходимой для традиционного тестирования. Под эффективностью понимается возможность обеспечения сколь угодно высокой вероятности обнаружения возможных ошибок вычислений, не выявленных при выходном контроле, по мере роста числа проверок. В качестве концептуальной модели предлагается использовать свойства функций со случайной самоприводимостью (random self-reducible function - RSR), т. е. функций, вычисление которых на конкретном входном наборе можно свести к вычислению на нескольких случайно выбранных входных наборах. Обосновывается рациональность обеспечения свойств самотестируемости в коммерческих вычислительных ГИПП. Ключевые слова: тестирование программ; самотестирование
SEAMLESS ROUTE UPDATES IN SOFTWARE-DEFINED NETWORKING VIA QUALITY OF SERVICE COMPLIANCE VERIFICATION
НЕПРЕРЫВНЫЕ ОБНОВЛЕНИЯ МАРШРУТА В SDN С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОВЕРКИ СООТВЕТСТВИЯ КАЧЕСТВУ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Аннотация: В программно-определяемой сети (SDN - software-defined networking) уровень управления и уровень данных разделены. Это обеспечивает высокую гибкость эксплуатации, предоставляя абстракции для управления сетью приложений и возможность непосредственного программирования маршрутов. Однако из-за изменений топологии, процедуры обслуживания или происходящих сбоев иногда необходима реконфигурация и обновление сети. В предлагаемом сценарии рассматривается текущий маршрут C и набор возможных новых маршрутов {Ni}, где для замены текущего маршрута требуется один из новых маршрутов. Существует вероятность того, что новый маршрут Ni окажется длиннее некоторого другого нового маршрута Nj, но при этом Ni будет более надежным и он будет обновляться быстрее или работать лучше после обновления с точки зрения требований качества обслуживания (QoS - quality of service). Принимая во внимание случайный характер функционирования сети, авторы дополнили недавно предложенный алгоритм обновления маршрута Delaet с соавт. методом оценки соблюдения требований QoS во время непрерывного обновления маршрута, основанным на использовании цепей Маркова. При этом, во-первых, предлагаетсярасширитьалгоритмпередачипакетовповыбранномумаршруту, сравнивая процесс обновления для возможных альтернатив маршрута. Во-вторых, предлагается несколько способов выбора комбинаций предпочтительных отрезков путей новых маршрутов, что приводит к оптимальному в смысле соответствия QoS маршруту Ключевые слова: программно-определяемые сети; цепи Маркова; качество обслуживания
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ МОДЕЛИ РЕКУРРЕНТНОЙ СЕТИ В ЗАДАЧАХ ПОИСКА ПАРАФРАЗА
Аннотация: Рассматривается задача выбора оптимальной рекуррентной нейронной сети. В качестве критерия оптимальности используется нижняя оценка правдоподобия модели. Исследование скон-центрировано на применении вариационного подхода к аппроксимации апостериорного распределения параметров модели. Частным случаем аппроксимации выступает нормальное распределение параметров с различными видами матрицы ковариаций. Для увеличения правдоподобия модели предлагается метод удаления параметров с наибольшей плотностью вероятности в нуле. В качестве иллюстративного примера рассматривается задача многоклассовой классификации на выборке пар схожих и несхожих предложений SemEval 2015. Ключевые слова: глубокое обучение; выбор оптимальной модели; рекуррентная нейросеть; разреживание нейросети; вариационный вывод
ТЕОРЕТИКО-ИНФОРМАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ СОВЕРШЕННО УРАВНОВЕШЕННЫХ ФУНКЦИЙ
Аннотация: Совершенно уравновешенные дискретные функции являются объектом исследований для ряда математических дисциплин, близких к информатике, таких как комбинаторика, теория кодиро-вания, криптография, символическая динамика, теория автоматов и др. Данный класс дискретных функций оказался удобным математическим инструментом для синтеза и описания сверточных кодов, некоторых криптографических примитивов, сюръективных эндоморфизмов дискретных динамических систем, а также для конечных автоматов без потери информации. Ранее Хедлундом и Сумароковым были доказаны критерии, связывающие свойство совершенной уравновешенности со свойствами функции быть дефекта нуль и без потери информации. В данной статье доказывается новый критерий совершенной уравновешенности функции, носящий теоретико-информационный характер, а также рассмотрены некоторые алгоритмические свойства совершенно уравновешенных функций как преобразователей информации. Ключевые слова: конечный алфавит; дискретная функция; случайная величина; закон распределения; взаимная энтропия; совершенная уравновешенность
НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБОБЩЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИТТАГ-ЛЕФФЛЕРА В ВИДЕ СМЕСЕЙ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ
Аннотация: Приведены новые представления обобщенного распределения Миттаг-Леффлера в виде смесей. В частности, показано, что при значениях "обобщающего" параметра, не превосходящих единицы, обобщенное распределение Миттаг-Леффлера является масштабной смесью полунормальных законов, масштабной смесью "обычных" распределений Миттаг-Леффлера или масштабной смесью обобщенных распределений Миттаг-Леффлера с большими значениями характеристического показателя. Во всех случаях приведены явные выражения для смешивающих величин. Полученные представления позволяют предложить новые алгоритмы моделирования случайных величин (с.в.) с обобщенным распределением Миттаг-Леффлера и сформулировать новые предельные теоремы, в которых указанное распределение выступает в качестве предельного. Ключевые слова: обобщенное распределение Миттаг-Леффлера; масштабная смесь; обобщенное гамма- распределение; полунормальное распределение; устойчивое распределение
О НЕРАВНОМЕРНЫХ ОЦЕНКАХ ТОЧНОСТИ НОРМАЛЬНОЙ АППРОКСИМАЦИИ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ НЕКОТОРЫХ СЛУЧАЙНЫХ СУММ ПРИ ОСЛАБЛЕННЫХ МОМЕНТНЫХ УСЛОВИЯХ
Аннотация: Представлены неравномерные оценки скорости сходимости в центральной предельной теореме для сумм случайного числа независимых одинаково распределенных случайных величин для случаев, когда индекс суммирования (число слагаемых в сумме) имеет биномиальное или пуассоновское распределение и стохастически независим от слагаемых. Рассматривается ситуация, в которой доступна информация лишь о существовании моментов второго порядка у слагаемых. Указаны конкретные числовые значения абсолютных констант, входящих в оценки. Попутно анонсируется уточнение абсолютной константы в неравномерной оценке скорости сходимости в центральной предельной теореме для сумм неслучайного числа независимых одинаково распределенных случайных величин с моментами порядков не выше второго. Ключевые слова: центральная предельная теорема; нормальная аппроксимация; случайная сумма; биномиальное распределение; распределение Пуассона; теорема Пуассона
ГАММА-ВЕЙБУЛЛОВСКИЙ СЛУЧАЙ АПРИОРНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ В БАЙЕСОВСКИХ МОДЕЛЯХ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Аннотация: Статья посвящена байесовскому подходу к задачам теории массового обслуживания и на-дежности. В байесовских моделях для классических постановок задач предполагается, что основные параметры системы, например интенсивности входящего потока и обслуживания, являются случайными величинами с известными априорными распределениями. Байесовский подход эффективен при изучении больших совокупностей однотипных систем или одной системы, характеристики которой меняются в моменты времени, неизвестные исследователю. Рандомизация основных параметров системы приводит к тому, что различные ее характеристики, такие как коэффициент загрузки, также становятся случайными. Приводятся аналитические результаты для вероятностных характеристик коэффициента загрузки, выражаемые в терминах гамма-экспоненциальной функции, в случае, когда в качестве пары априорных распределений параметров системы M|М1110 рассматриваются гамма-распределение и распределение Вейбулла. Ключевые слова: байесовский подход; системы массового обслуживания; смешанные распределения; распределение Вейбулла; гамма-распределение; гамма-экспоненциальная функция
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МАШИННОГО ПЕРЕВОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАДКОРПУСНЫХ БАЗ ДАННЫХ
Аннотация: Рассматривается информационная технология, которая поддерживает экспертизу результатов машинного перевода литературных текстов. Технология разрабатывалась и апробировалась на примерах переводов коннекторов при следующих условиях. Во-первых, объектом исследования выступают переводы предложений как с однословными (например, хотя, а, кстати и т.д.), так и с неоднословными коннекторами (например, да еще, но зато, и вообще, и притом, хотя и и т.д.). Во-вторых, между словами, входящими в состав коннекторов, может быть фрагмент текста, например: если (расстояние) так, когда (расстояние) то, не только (расстояние) но и, так как (расстояние) то и т.д. Технология поддержки экспертизы результатов машинного перевода охватывает три основные стадии: (1) лингвистическое аннотирование результатов машинного перевода коннекторов и их контекстов с использованием надкорпусных баз данных (НБД); (2) количественная обработка результатов аннотирования; (3) лингвистический анализ сформированных аннотаций и полученных числовых данных. Статья посвящена описанию технологических аспектов поддержки экспертизы, относящихся к ее первым двум стадиям. Экспериментальный материал включает примеры только с неоднословными коннекторами, части которых могут располагаться как дистантно, так и контактно Ключевые слова: надкорпусная база данных; машинный перевод; классификация ошибок; технология поддержки экспертизы; лингвистическое аннотирование; корпусная лингвистика; коннекторы
РАЗВИТИЕ СЕРВИСОВ ЦИФРОВЫХ ПЛАТФОРМ ДЛЯ ПРЕОДОЛЕНИЯ НЕФИНАНСОВЫХ БАРЬЕРОВ
Аннотация: Рассматриваются примеры различных нефинансовых барьеров, препятствующих эффективному развитию молодежи в научной и образовательной сферах. Их преодоление не всегда возможно исключительно за счет привлечения дополнительных ресурсов, так как зачастую требуется изменение среды. Предложены концептуальные способы преодоления подобных барьеров за счет создания и развития сервисов платформ цифровой экономики - одной из основных современных парадигм в информационных технологиях (ИТ). На примере создаваемой в Федеральном исследовательском центре "Информатика и управление" Российской академии наук цифровой платформы "Наука и образование" продемонстрировано соответствие сервисов основным направлениям реализации Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (СНТР). Предложенная концепция является эффективной и для решения более широкого класса задач. Ключевые слова: цифровые платформы; нефинансовые барьеры; стратегия научно-технологического развития; цифровая экономика; молодежная политика
|
|
||
|
| © 2016 Институт проблем информатики Российской Академии наук |