| 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 13, Выпуск 2, 2019)ДОКАЗАТЕЛЬСТВО УНИМОДАЛЬНОСТИ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ В ЗАДАЧЕ ПОРОГОВОГО УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ НА СЕРВЕР
Аннотация: Рассматривается задача ограничения нагрузки в системе M/M/N/infinity с помощью простой пороговой стратегии. Процесс обслуживания характеризуется наличием дедлайна для времени выполнения заданий. Другая особенность постановки задачи заключается в системе доходов и штрафов, которые получает система в зависимости от качества обслуживания. Качество управления оценивается в терминах предельного среднего дохода, а оптимальным считается значение порога, которое максимизирует эту величину. Нахождение оптимального порога существенно облегчается, когда целевая функция имеет единственный максимум. Результаты экспериментов свидетельствуют об унимодальности целевой функции для широкого класса входных потоков. Однако строгое доказательство этого факта отсутствует, и в статье этот пробел восполняется для пуассоновской нагрузки. При доказательстве используются результаты теории марковских цепей и теории массового обслуживания. Ключевые слова: цепи Маркова; система M/M/N/infinity; ограничение нагрузки; пороговое управление; дедлайн 0 РАЗВИТИИ КОНЦЕПЦИИ УСЛОВНО-МИНИМАКСНОЙ НЕЛИНЕЙНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ: МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ФИЛЬТР И ЕГО АНАЛИЗ
Аннотация: Представлен новый субоптимальный фильтр, основанный на методе условно-минимаксной нелинейной фильтрации (УМНФ), используемом в задаче фильтрации состояний нелинейных стохасти- ческих систем наблюдения с дискретным временем. Идея модификации УМНФ состоит в отказе от априорного расчета параметров условно-минимаксного фильтра, выполняемого в оригинальном УМНФ методом имитационного моделирования, в пользу процедуры аппроксимации параметров фильтра, совмещенной с оцениванием текущего состояния. Методом Монте-Карло аппроксимируются условные моментные характеристики, определяющие параметры модифицированного УМНФ, в отличие от безусловных, вычисляемых в оригинальном фильтре. Дано минимаксное обоснование предлагаемого варианта аппроксимации, аналогичное базовой концепции УМНФ. Обсуждаются простые модельные эксперименты, подтверждающие работоспособность представленного алгоритма оценивания, его сравнение с исходным фильтром. Ключевые слова: : нелинейная стохастическая система наблюдения с дискретным временем; условно-минимаксная нелинейная фильтрация; метод Монте-Карло СВОЙСТВА ВЕЙВЛЕТ-ОЦЕНОК СИГНАЛОВ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ В СЛУЧАЙНЫЕ МОМЕНТЫ ВРЕМЕНИ
Аннотация: Алгоритмы вейвлет-анализа в сочетании с процедурами пороговой обработки широко используются в задачах непараметрической регрессии при оценивании функции сигнала по зашумленным данным. Преимущества данных методов заключаются в их вычислительной эффективности и возможности адаптации к локальным особенностям оцениваемой функции. Анализ погрешностей методов пороговой обработки представляет собой важную практическую задачу, поскольку позволяет оценить качество как самих методов, так и используемого оборудования. Иногда природа данных такова, что регистрация наблюдений производится в случайные моменты времени. Если точки отсчета образуют вариационный ряд, построенный по выборке из равномерного распределения на отрезке регистрации данных, то использование обычных процедур пороговой обработки оказывается адекватным. В данной работе проведен анализ оценки среднеквадратичного риска пороговой обработки и показано, что при определенных условиях данная оценка оказывается сильно состоятельной и асимптотически нормальной. Ключевые слова: пороговая обработка; случайные отсчеты; оценка среднеквадратичного риска АРХИТЕКТУРНЫЕ РЕШЕНИЯ В ЗАДАЧЕ ВЫЯВЛЕНИЯ МОШЕННИЧЕСТВА ПРИ АНАЛИЗЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКЕ
Аннотация: Cформулирован подход к исследованию некоторых видов мошенничества в цифровой экономике с использованием причинно-следственных связей. Во всех видах рассматриваемых мошенничеств должно наблюдаться несоответствие между целями финансовых транзакций и реальной стоимостью достижения этих целей. Данные о транзакциях можно собирать, наблюдая информационные потоки, в которых отражаются эти транзакции. Архитектура сбора данных и их анализа может быть организована с помощью распределенных реестров с централизованным консенсусом, что позволяет создать аналог электронной бухгалтерской книги, фиксирующей финансово-экономическую деятельность субъектов цифровой экономики в регионе. Рассматриваемые методы выявления мошенничества основаны на противоречиях между действиями, описанными в транзакциях, и информацией, содержащейся в планах, стандартах, прецедентах и др. Рассмотрен метод, основанный на некоторой упрощенной схеме реализации абстрактного проекта. Для выявления противоречий необходимо проводить анализ от следствия к причине, т. е. искать аномалии в информации, описывающей порождение наблюдаемых следствий. Показано, как в реализации проекта можно выделять простые "необходимые условия" нарушения причинно-следственных связей, т. е. множество "необходимых условий", нарушение которых свидетельствует о наличии мошенничества. Это множество "необходимых условий" можно назвать метаданными для контроля проекта на выявление мошенничества. Ключевые слова: цифровая экономика; информационные потоки; причинно-следственные связи; выявление мошеннических схем О ТЕОРЕТИКО-АВТОМАТНЫХ МОДЕЛЯХ БЛОКЧЕЙН-СРЕДЫ
Аннотация: Рассматриваются методы анализа и моделирования блокчейн-среды, основанные на теоретико-автоматных моделях, в первую очередь на так называемых "автоматах с метками времени" (timed automata). Также предлагается новая версия автоматов с метками времени, позволяющая избежать некоторых неудобств моделирования с помощью классических автоматов с метками времени, а при моделировании блокчейн-среды на основе последних приходится использовать переменные разных типов, действительные и булевы, что вызывает ряд сложностей как теоретического, так и практического характера. Предлагаемый подход основан на применении 2-адического анализа, что дает возможность использовать переменные одного и того же типа, а именно булева. Ключевые слова: блокчейн-среда; смарт-контракт; автомат с метками времени ОБ ОДНОМ МЕТОДЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ КВАДРАТИЧНЫХ БУЛЕВЫХ УРАВНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕМ ЛОКАЛЬНЫЕ АФФИННОСТИ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ
Аннотация: Как известно, вычислительная задача решения систем нелинейных уравнений над полем из двух элементов является NP-трудной. Этим обстоятельством обусловливается стремление исследователей разрабатывать алгоритмы ее решения, минимизирующие необходимые вычислительные ресурсы для тех или иных классов систем уравнений. В статье предлагается метод решения систем квадратичных булевых уравнений, использующий представление функций их аффинными нормальными формами, т. е. в некотором смысле аппроксимацию квадратичных функций кусочно-аффинными. Для каждого уравнения на основе такого представления строится набор систем небольшого числа линейных уравнений, а затем ищется совместная комбинация этих линейных систем для различных исходных уравнений. Исходная нелинейная задача, таким образом, сводится, по большому счету, к проверке совместности серии линейных систем от того же числа переменных. Метод может быть эффективно распараллелен и, несмотря на большую трудоемкость в худшем случае, допускает ряд эвристик, уменьшающих время его выполнения. Ключевые слова: булева функция; система квадратичных булевых уравнений; разбиение векторного пространства; плоскость; локальная аффинность; аффинная нормальная форма; алгебраический криптоанализ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ ОТБОРА МНОГОМАСШТАБНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Аннотация: Рассмотрены вопросы использования методов поддержки принятия решений для задачи отбора многомасштабных композиций (МК) - вычислительных аналогов многомасштабных физико-математических моделей, созданных для анализа различных гетерогенных процессов, связанных с формированием новых композиционных материалов с заранее заданными свойствами. При решении конкретных задач могут быть построены разные многомасштабные модели и соответствующие им МК. Возникает вопрос о сравнении этих моделей, об оценке их эффективности для данной конкретной задачи. В работе на этапе предсказательного моделирования предлагается методика сравнения многомасштабных моделей с помощью оценки и отбора соответствующих МК с использованием методов поддержки принятия решений при многих критериях качества. Для иллюстрации возможности выбора наилучшей альтернативы при наличии дополнительной информации о критериях оценки МКрассмотрен модельный пример, связанный с исследованием электронных и структурных свойств тонких пленок InN (GaN) на кремниевых подложках. Ключевые слова: многомасштабное моделирование; теория принятия решений; критерии качества; альтернатива; методы поддержки принятия решений; многокритериальность; функция ценности ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСОМ ДИСКРЕТНОГО ПРОДУКТА В СТОХАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕГЕНЕРАЦИИ С НЕПРЕРЫВНО ПРОИСХОДЯЩИМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ И СЛУЧАЙНОЙ ЗАДЕРЖКОЙ ПОСТАВКИ
Аннотация: Рассматривается проблема оптимального управления запасом дискретного продукта в схеме регенерации с пуассоновским потоком требований потребителей. В исследуемой системе допускается отложенный спрос, объем которого ограничен заданной величиной. В качестве параметра управления рассматривается уровень запаса, при достижении которого необходимо делать заказ на пополнение. Показателем эффективности управления служит средняя удельная прибыль, полученная на одном периоде регенерации. Задача оптимального управления решается на основе утверждения об экстремуме дробно-линейного интегрального функционала на множестве дискретных вероятностныхраспределений. Ключевые слова: управление запасом дискретного продукта; управляемый регенерирующий процесс; экстремальная задача для дробно-линейного интегрального функционала ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЛЕВАНТНОСТИ ПАРАМЕТРОВ НЕЙРОСЕТИ
Аннотация: Работа посвящена оптимизации структуры нейронной сети. Предполагается, что число параметров нейросети можно существенно снизить без значимой потери качества и значимого повышения дисперсии функции ошибки. Предлагается метод прореживания параметров нейронной сети, основанный на автоматическом определении релевантности параметров. Для определения релевантности параметров предлагается проанализировать ковариационную матрицу апостериорного распределения параметров и удалить из нейросети мультикоррелирующие параметры. Для определения мультикорреляции используется метод Белсли. Для анализа качества представленного алгоритма проводятся эксперименты на выборке Boston Housing, а также на синтетических данных. Ключевые слова: нейронные сети; оптимизация гиперпараметров; метод Белсли; релевантность параметров; прореживание нейронной сети БАЙЕСОВСКИЕ МОДЕЛИ БАЛАНСА ФАКТОРОВ, ИМЕЮЩИХ АПРИОРНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЙБУЛЛА И НАКАГАМИ
Аннотация: Рассматриваются байесовские модели баланса, в рамках которых факторы, оказывающие влияние на состояние системы, условно разделяются на позитивные, т. е. способствующие функционированию, и негативные, т. е. препятствующие функционированию. В качестве показателя эффективности работы системы рассматривается отношение негативного фактора к позитивному - индекс баланса. Исследование проводится в предположении о зависимости факторов от условий внешней среды и невозможности определения точных значений факторов в каждый момент времени в силу внешних причин: несовершенства измерительного оборудования, нехватки материальных и временных ресурсов и т. п. Также предполагается, что законы изменения факторов априори известны и остаются постоянными. Данные предположения обусловливают применение байесовского метода, который заключается в рандомизации исходных параметров и, как следствие, индекса баланса, при этом предполагается, что априорные распределения факторов известны. Статья продолжает ряд исследований авторов по применению байесовских методов в задачах массового обслуживания и надежности. В работе приводятся полученные вероятностные характеристики индекса баланса факторов в случае априорных распределений Вейбулла и Накагами. Результаты представлены в терминах гамма-экспоненциальной функции. Ключевые слова: байесовский подход; модели баланса; смешанные распределения; распределение Вейбулла; распределение Накагами; гамма-экспоненциальная функция ПРОТОКОЛ ГЕТЕРОГЕННОГО МЫШЛЕНИЯ ГИБРИДНОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ МНОГОАГЕНТНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСЕТИ
Аннотация: Для проблемы восстановления электроснабжения в региональной распределительной электросети после масштабных аварий характерны высокая комбинаторная сложность, неоднородность, недоопределенность, неточность и нечеткость. Применение механизма коллективного решения проблем для преодоления перечисленных НЕ-факторов невозможно из-за временных ограничений. Для решения проблемы предлагается новый класс интеллектуальных систем, моделирующих коллективное принятие решений под руководством фасилитатора - гибридные интеллектуальные многоагентные системы гетерогенного мышления (ГИМСГМ). В отличие от традиционных гибридных интеллектуальных систем, интегрирующих модели знаний экспертов, они дополнительно моделируют взаимодействие в групповых процессах и эффектах, адаптируясь к динамичным проблемным ситуациям послеаварийного восстановления региональной распределительной электросети. В работе рассматривается один из компонентов таких систем - протокол организации коллективного гетерогенного мышления агентов. Ключевые слова: гетерогенное мышление; гибридная интеллектуальная многоагентная система; проблема восстановления распределительной электросети СОЧЕТАЕМОСТЬ ЛОГИКО-СЕМАНТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ: КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Аннотация: Рассматриваются логико-семантические отношения (ЛСО), обеспечивающие связность текста, и их эксплицитные текстовые показатели - коннекторы. Представлен обзор существующих подходов к определению и классификации ЛСО, рассмотрены различные варианты сочетаемости ЛСО и их показателей. Для решения задачи количественного анализа сочетаемости ЛСО предлагается использовать надкорпусные базы данных (НБД), в рамках которых для аннотирования ЛСО и их показателей используется двухуровневая фасетная классификация. На материале базы данных генерируется и интерпретируется количественная информация по сочетаемостным характеристикам ЛСО. В частности, показано, что отношения экстенсиональной генерализации гораздо чаще сочетаются с соединительными отношениями, чем, например, отношения спецификации, определяются речевые реализации (РР), которые чаще всего являются показателями более чем одного отношения, и т. д. Показано, как результаты анализа сочетаемости ЛСО могут быть использованы для дальнейшего развития методологии обратимой генерализации информационных объектов. Гибкость и доступность предлагаемого подхода позволяют по-новому подойти к пока мало изученной проблеме сочетаемости ЛСО. Ключевые слова: надкорпусные базы данных; количественный анализ; коннекторы; логико-семантические отношения; аннотирование отношений; генерализация информационных объектов МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПОРТФЕЛЯ ПРОЕКТОВ С НЕОДНОРОДНЫМИ РЕСУРСАМИ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕТКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Аннотация: Рассматривается задача планирования портфеля проектов в условиях ограничений на имеющиеся трудовые ресурсы различной специализации и нечетких оценок трудозатрат выполнения работ. Был использован аппарат нечеткой W-алгебры, позволивший избежать недостатков и трудностей тради-ционных подходов: неоправданного расширения носителя, необходимости задания операции сравнения нечетких чисел и ряда других. Предложенная модель позволяет получить нечеткие оценки времени выполнения проектов и их работ, а также оптимальное распределение исполнителей по работам с учетом их возможной частичной занятости. Для решения задачи был реализован генетический алгоритм, основанный на кодировании особей в виде списка приоритетов работ. Приводится численный пример, демонстрирующий перспективы применения данного подхода проектными организациями при совершении оценок, необходимых для принятия решений в условиях неопределенности. Ключевые слова: управление проектами; W-алгебра; нечеткая арифметика; комбинаторная оптимизация; генетический алгоритм О ГЕНЕЗИСЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА: ИНФОРМАТИКО-КИБЕРНЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
Аннотация: Вводится понятие "генезис информационного общества", которое рассматривается с позиций информатико-кибернетического моделирования (ИКМ) процесса развития Человечества как самоуправляющейся иерархо-сетевой системы. На этой основе получены количественные оценки его типовых пространственно-временных характеристик, представляющих собой геометрические прогрессии со знаменателем "е в степени е" (15,15426...), а также скоординированных с ними во времени и в пространстве психико-антропологических, образовательных и информационно-коммуникационных параметров и возможностей включенного в этот процесс усложняющегося человека и его сообществ различной величины. Это позволило раздвинуть рамки существования информационного общества на всю историческую и даже археологическую эпоху такого развития. Результирующая последовательность информационных технологий (ИТ) "сигнальные позы/звуки/движения - мимика/жесты - речь/язык - письменность - тиражирование текстов - компьютеры - телекоммуникации - информационная нанотехнология - ..." позволяет рассматривать генезис информационного общества в широком контексте единой исторической ретроспективы и перспективы. Ключевые слова: информационное общество; информационные технологии; информатико-кибернети- ческая модель; самоуправляющаяся иерархо-сетевая система Человечества; археологическая эпоха A GAUSSIAN APPROXIMATION OF THE DISTRIBUTED COMPUTING PROCESS
ГАУССОВСКАЯ АППРОКСИМАЦИЯ ПРОЦЕССА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Аннотация: Продолжено изучение стохастической модели процесса динамики выполнения задачи в системе Desktop Grid при наличии многих пользователей, предложенной в 2017 г. Морозовым с соавт. Требу-емой характеристикой выступает средняя продолжительность времени выполнения проекта. Гауссовская аппроксимация искомого процесса производится на основе предельных теорем для суперпозиции on- off источников. Приведен обзор известных аналитических результатов для требуемой характеристики, включая результаты для броуновского и дробного броуновского движения. Также показывается, как с помощью условного метода Монте-Карло оценить хвост распределения времени выполнения проекта. Ключевые слова: : гауссовская аппроксимация; распределенные вычисления; дробное броуновское движение VIRTUAL EXPERIMENTS IN DATA INTENSIVE RESEARCH
ВИРТУАЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ В ИССЛЕДОВАНИЯХ С ИНТЕНСИВНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ
Аннотация: Организация и управление виртуальными экспериментами в исследованиях с интенсивным использованием данных широко изучались в последние годы. Авторы рассматривают существующие подходы к работе с виртуальными экспериментами и гипотезами и анализируют управление виртуальными экспериментами на примере из области астрономии. Проведен обзор существующих систем, которые могут выступать в качестве платформ для проведения виртуального эксперимента. Были представлены требования к системе для организации виртуальных экспериментов в областях с интенсивным использованием данных, а также представлена общая структура и функциональность для систем, выполняющих виртуальные эксперименты. Обсуждаются взаимосвязи между гипотезами и моделями в виртуальном эксперименте. Также авторы иллюстрируют, как концептуально моделировать виртуальные эксперименты, соответствующие гипотезы и модели. Обсуждаются потенциальные преимущества и недостатки предлагаемого подхода, включая поддержание согласованности эксперимента и уменьшение потенциального числа экспериментов. Ключевые слова: виртуальный эксперимент; гипотезы; концептуальное моделирование; исследования с интенсивным использованием данных
|
|
||
|
| © 2016 Институт проблем информатики Российской Академии наук |