| 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 3, 2019)Методы выявления «слабых» признаков нарушений информационной безопасности
Аннотация: Предложен новый подход к выявлению "слабых" признаков нарушений информационной безопасности. Исходной информацией для выявления "слабых" признаков нарушений информационной безопасности инсайдером-злоумышленником служат наблюдаемые потенциальные цели инсайдера- злоумышленника. Появление новой ценной информации, в которой заинтересован инсайдер-злоумышленник, вызовет поведенческую реакцию инсайдера-злоумышленника в каких-то информационных пространствах. Методы поиска таких реакций в различных информационных пространствах являются целью данной работы. Построена вероятностная модель реакции инсайдера-злоумышленника в случае повторного появления цели. Показано, что использование многих информационных пространств существенно повышает возможности выявления влияния цели на поведение инсайдера-злоумышленника. Ключевые слова: информационная безопасность; информационные пространства; поведенческие признаки нарушителя информационной безопасности Об асимптотике кластерного коэффициента конфигурационного графа с неизвестным распределением степеней вершин
Аннотация: Рассматриваются конфигурационные графы со случайными одинаково распределенными степенями вершин. Степень каждой вершины равна числу выходящих из нее различимых полуребер. Граф строится путем попарного равновероятного соединения полуребер друг с другом для образования ребер. Такой граф допускает петли и кратные ребра. Конфигурационные графы широко используются для моделирования сложных сетей коммуникаций, включая интернет, социальные, транспортные, телефонные сети. Распределение степеней вершин может быть неизвестным. Предполагается только, что оно имеет конечное математическое ожидание и либо дисперсия тоже конечна, либо выполнены некоторые достаточно слабые ограничения на асимптотическое поведение хвоста распределения. Обсуждаются понятие кластерного коэффициента и его свойства в таких графах. При стремящемся к бесконечности числе вершин доказана предельная теорема для кластерного коэффициента. Найдены условия, при которых этот коэффициент неограниченно возрастает. Ключевые слова: случайные графы; конфигурационные графы; кластерный коэффициент; предельные теоремы Об оценках скорости сходимости для некоторых моделей массового обслуживания с неполно заданными интенсивностями
Аннотация: Рассматриваются некоторые модели массового обслуживания с неполно заданными интенсивностями. Авторы изучают систему Mt/Mt/S с произвольным числом серверов S и систему Mt/Mt/S/S (модель Эрланга) с интенсивностями, удовлетворяющими соответствующим условиям. Для получения оценок скорости сходимости используется понятие логарифмической нормы операторной функции и связанные с ней оценки нормы матрицы Коши. Ключевые слова: система массового обслуживания; неполно заданные интенсивности; скорость сходимости; эргодичность; логарифмическая норма; Mt/Mt/S; Mt/Mt/S/S Нетранзитивные триплеты непрерывных случайных величин и их приложения
Аннотация: Изучается явление нетранзитивности отношения стохастического предшествования для трех независимых случайных величин с распределениями из некоторых классов непрерывных распределений. Первоначально этот вопрос был поставлен в связи с задачей из теории прочности. При парных сравнениях железных брусков с трех заводов может сложиться парадоксальная ситуация, когда бруски с первого завода "хуже" брусков со второго завода, бруски со второго "хуже" брусков с третьего, a бруски с третьего "хуже" брусков с первого. В дальнейшем тема нетранзитивности стала популярной на примере так называемых нетранзитивных (игральных) костей, однако это привело к ее сужению на дискретные случайные величины с конечным множеством значений. В работе показано, что для смесей нормальных и показательных распределений нетранзитивность возможна в широком диапазоне параметров. Указаны характерные особенности взаимного расположения графиков функций распределения в этих случаях. Ключевые слова: нетранзитивность; нетранзитивные кости; стохастическое предшествование; непрерывные распределения; смеси распределений Априорное обобщенное гамма-распределение в байесовских моделях баланса
Аннотация: Работа посвящена исследованию байесовских моделей баланса, предполагающих разбиение параметров системы на два класса: способствующих функционированию позитивных факторов и препятствующих функционированию негативных факторов. Рассматривается индекс баланса, определяемый как отношение негативного фактора к позитивному. Изучается постановка задачи, заключающаяся в нахождении основных вероятностных характеристик (плотность, функция распределения, моменты) индекса баланса факторов, имеющих априорные обобщенные гамма-распределения с параметрами формы одного знака. Результаты формулируются в терминах гамма-экспоненциальной функции. Приводится ряд новых свойств последней. Показано, что приводимые утверждения легко переформулируются для масштабных смесей обобщенных гамма-распределений, имеющих параметры формы разных знаков. Полученные результаты могут найти широкое применение в моделях, использующих для описания процессов и явлений распределения с положительным неограниченным носителем. Ключевые слова: байесовский подход; обобщенное гамма-распределение; гамма-экспоненциальная функция; модели баланса; смешанные распределения Гибридные модели экстремального градиентного бустинга для восстановления пропущенных значений в данных об осадках
Аннотация: Проведено сравнение классического метода экстремального градиентного бустинга, реализованного во фреймворке XGBoost (eXtreme Gradient Boosting, экстремальный градиентный бустинг) и категориальной модификации CatBoost (Categorical Boosting, категориальный бустинг), которая достаточно редко встречается в научных исследованиях. Предложены некоторые гибридные модели классификации- регрессии для повышения точности заполнения пропусков в реальных данных на примере 14 станций в Германии. Достигнутая точность в задачах классификации составила до 92% при весьма умеренных значениях ошибок прогнозов в метрике RMSE (Root Mean-Square Error, среднеквадратичная ошибка). Гибридные методы превзошли по качеству предсказания простые модели классификации и регрессии. Развиваемые подходы могут быть успешно использованы как для непосредственного анализа метеорологических данных методами машинного обучения, так и для улучшения качества предсказания на основе физических моделей атмосферных процессов. Ключевые слова: заполнение пропусков; осадки; классификация; регрессия; градиентный бустинг; XGBoost; CatBoost Управление выходом стохастической дифференциальной системы по квадратичному критерию. III. Анализ свойств оптимального управления
Аннотация: Продолжено исследование задачи оптимального управления для диффузионного процесса Ито и линейного управляемого выхода с квадратичным критерием качества. Изучаются свойства оптимального решения, определяемого функцией Беллмана вида Vt(y,z) = atz2 + @t(y)z + Yt(y), коэффициенты @t(y) и Yt(y) которой описываются линейными уравнениями в частных производных параболического типа. Для данных коэффициентов определяются альтернативные эквивалентные описания в форме стохастическихдифференциальныхуравнений и теоретико-вероятностного представления их решений, известного как уравнение А. Н. Колмогорова. Показано, что полученное дифференциальное представление эквивалентно интегральной формуле Фейнмана-Каца. В перспективе полученное описание коэффициентов и, как следствие, решение исходной задачи управления могут использоваться для реализации альтернативного численного метода их расчета как результата имитационного моделирования решения стохастического дифференциального уравнения. Ключевые слова: стохастическое дифференциальное уравнение; оптимальное управление; функция Беллмана; линейные уравнения параболического типа; уравнение А. Н. Колмогорова; формула Фейнмана-Каца О решении проблемы оптимального управления запасом дискретного продукта в стохастической модели регенерации с непрерывно происходящим потреблением
Аннотация: Работа представляет собой вторую и завершающую часть исследования проблемы оптимального управления запасом дискретного продукта в стохастической модели регенерации. Основным содержанием работы является вывод аналитических представлений для математического ожидания приращения функционала прибыли, полученной за период регенерации. При этом указанные математические ожидания находятся при всех возможных в данной задаче условиях на решения, принимаемые на периоде регенерации. Полученные аналитические представления позволяют явно выразить стационарный стоимостный показатель эффективности управления, который был определен в первой части исследования. Таким образом, появляется возможность численно решить задачу оптимального управления запасом в рассматриваемой модели. Ключевые слова: управление запасом дискретного продукта; управляемый регенерирующий процесс; стационарный стоимостный показатель эффективности управления Оценка уровня значимости критерия Шуирманна для проверки гипотезы биоэквивалентности при наличии пропущенных данных
Аннотация: Задача проверки гипотезы биоэквивалентности имеет важное значение в фармакокинетике. С ее помощью принимают решение об эквивалентности воспроизведенного лекарственного препарата референтному лекарственному препарату. Одна из проблем исследований биоэквивалентности - наличие пропущенных данных. Так как объем исследуемых данных достаточно мал, то удаление данных субъекта, у которого есть пропущенные данные, нежелательно. Поэтому стоит задача оценить влияние пропущенных данных при принятии решения о биоэквивалентности, а именно: дать оценку уровня значимости. Основным методом проверки гипотезы биоэквивалентности является процедура двух односторонних тестов Шуирманна. В статье дана оценка уровня значимости данной процедуры при наличии пропущенных данных. В явном виде получена компонента оценки уровня значимости, зависящая от уровня полноты данных. Ключевые слова: биоэквивалентность; уровень значимости; ошибка первого рода; пропущенные данные; процедура двух односторонних тестов Шуирманна Формализация метода ранжирования альтернатив для процесса группового принятия решений при анализе социальных сетей
Аннотация: Распространение и доступность интернет-технологий позволили по-новому взглянуть на социальные сети. Если раньше этот онлайн-сервис имел в большей степени развлекательный характер, то сегодня, с повышением скоростей передачи данных и появлением возможности общения пользователей в реальном времени, социальные сети, на платформе которых можно легко организовать опрос или провести голосование, становятся мощным механизмом достижения консенсуса в процессе принятия решений. В статье предложен обзор известных моделей группового принятия решений (англ. group decision making, GDM) и формальное описание разработанного на его основе алгоритма принятия решений, использующего большой объем данных в социальной сети. Особенностью алгоритма является возможность выбора экспертом из огромного числа альтернатив ограниченного набора, представляющего для него интерес, а также учет масштабирования сети с точки зрения числа экспертов, привлекаемых к процессу группового принятия решений. Представлен метод экстраполяции значений оценок при масштабировании сети. Разработан и исследован кейс для иллюстрации работы алгоритма. Ключевые слова: групповое принятие решений; анализ социальных сетей; нечеткая логика; набор языковых выражений Вычисление показателей оптимальных по CC-VaR портфелей на рынках опционов
Аннотация: Работа продолжает исследования автора по проблеме применения на финансовых рынках континуального критерия VaR (CC-VaR). Речь идет о проецировании идей и методов, разработанных для задачи инвестирования на теоретическом однопериодном рынке с одним базовым активом, на дискретный по страйкам рынок опционов с небольшим числом сценариев. Основное внимание уделяется методам расчета функций распределения дохода и доходности, среднего дохода и средней доходности для оптимального по CC-VaR портфеля опционов и его рандомизированных версий - как полных, так и частичных. Предлагаются эффективные по скорости и точности алгоритмы вычислений для разных вариантов задач оптимизации. Исследование иллюстрируется на примере с бета-распределенными рыночными ценами базового актива и прогнозом инвестора, сопровождаемом графиками. Ключевые слова: континуальный критерий VaR (CC-VaR); функция рисковых предпочтений (ф.р.п.); сценарии; опционы; процедура Неймана-Пирсона; индикаторы; баттерфляи; полная и частичная рандомизации; оптимальный портфель; доход; доходность Интерфейсы третьего порядка в информатике
Аннотация: В Европейской стратегии "Информатика для всех", объявленной в Брюсселе в марте 2018 г., различаются две ступени преподавания информатики в системе среднего и высшего профессионального образования. Вторая ступень, ориентированная на изучение информационных трансформаций в искусственных, живых и социальных системах, подразумевает сначала выбор для преподавания некоторой парадигмы информатики, а затем и ее развитие. Необходимость развития обусловлена двумя причинами: во-первых, существенным расширением сферы применения информационных технологий (ИТ), рассматриваемых в учебном процессе, во-вторых, интеграцией методов и средств информатики в учебные программы по другим областям знания, что расширяет спектр изучаемых информационных трансформаций. В отсутствие доминирующей парадигмы информатики и при наличии нескольких ее вариантов вопрос ее выбора как отправной точки развития является дискуссионным. В обзоре "Informatics Education in Europe", опубликованном в 2017 г. и предваряющем разработку Европейской стратегии "Информатика для всех", перечислены три варианта парадигмы, включая позиционирование информатики как самостоятельной отрасли знания, предложенное Деннингом и Розенблюмом в 2009 г. Подробное описание этого варианта под названием полиадического компьютинга дано Розенблюмом в его монографии 2013 г. Цель статьи состоит в определении нового понятия "интерфейс 3-го порядка" на основе деления на среды предметной области информатики как полиадического компьютинга. Актуальность введения этого понятия иллюстрируется на примере процессов управления роботизированной рукой сигналами головного мозга. Ключевые слова: интерфейсы 3-го порядка; полиадический компьютинг; среды предметной области информатики; информационные трансформации Архитектура системы нейронного машинного перевода
Аннотация: Описывается архитектура системы нейронного машинного перевода. Актуальность объекта исследования обусловлена тем, что сейчас доминирующей парадигмой в области автоматизированного перевода стал машинный перевод с использованием искусственных нейронных сетей. Качество нейронного перевода в значительной мере превосходит результаты, обеспечиваемые предыдущим поколением машинных переводчиков, однако и оно все еще далеко отстоит от качества переводов, выполненных человеком-экспертом. Для его улучшения необходимо более четкое понимание устройства системы нейронного машинного перевода. В общем случае архитектура системы нейронного машинного перевода включает в себя две рекуррентные нейронные сети (РНС), одна из которых ответственна за обработку входной текстовой последовательности, а другая - за формирование выходного текста-перевода. Часто в систему также встраивается механизм внимания, позволяющий оптимизировать работу с протяженными входными последовательностями. Архитектура системы описывается на примере переводного сервиса Google (translate.google.com, Google's Neural Machine Translation system, GNMT), так как он стал одним из самых востребованных в мире на данный момент: ежедневно сервис обрабатывает около 143 млрд слов более чем на 100 языках. В заключение формулируются некоторые перспективы исследования. Ключевые слова: нейронный машинный перевод; искусственные нейронные сети; рекуррентные нейронные сети; механизм внимания; архитектура системы машинного перевода; Google's Neural Machine Translation system Методика поиска имплицитных логико-семантических отношений в тексте
Аннотация: Рассматривается методика поиска имплицитных логико-семантических отношений (ЛСО) в текстах надкорпусной базы данных (НБД) коннекторов. На примере направления перевода "русский ^ французский" описаны стадии процесса поиска: (1) выбор анализируемого ЛСО и создание массива аннотаций тех коннекторов русского языка, которые могут считаться прототипическими средствами выражения этого ЛСО; (2) анализ полученного массива аннотаций и выявление основных переводных эквивалентов для данных коннекторов во французском языке; (3) использование двуязычного поиска в НБД, причем для текстов на русском языке исключаются коннекторы, аннотированные на первой стадии, а для текстов на французском проводится поиск по языковым единицам, представляющим собой наиболее частотные переводные эквиваленты этих коннекторов, определенные на второй стадии; (4) аннотирование найденных таким образом пар фрагментов параллельных текстов; (5) анализ сформированных аннотаций, дающий возможность произвести категоризацию случаев, когда ЛСО в русском языке является имплицитным. Предлагаемая методика поиска в НБД позволяет получить новое знание об имплицитных ЛСО. Ключевые слова: выявление имплицитной информации; коннекторы; контрастивная лингвистика; корпусная лингвистика; надкорпусные базы данных; логико-семантические отношения Персональный когнитивный ассистент: концепция и принципы работы
Аннотация: Предложена концепция когнитивного персонального ассистента. Когнитивный ассистент выступает виртуальным интеллектуальным агентом, обладающим своей собственной картиной мира (КМ) и строящим КМ пользователя, которому он помогает решать различные задачи. Описана архитектура когнитивного ассистента, рассмотрены основные функции, которые он должен реализовывать, и представлены основные методы и технологии, которые используются при построении такого рода ассистентов. Рассмотрены две предметные области, в которых использование когнитивных ассистентов наиболее перспективно. Ключевые слова: когнитивный ассистент; образовательный ассистент; медицинский ассистент; знаковая картина мира; обработка естественного языка; диалоговая система; сценарий; планирование Применение рекуррентных нейронных сетей для прогнозирования моментов конечных нормальных смесей
Аннотация: Проведено сравнение нейронных сетей прямого распространения и рекуррентных модификаций для решения задачи построения прогнозов непрерывных значений для математического ожидания, дисперсии, коэффициентов асимметрии и эксцесса конечных нормальных смесей. Рассмотрены 14 различных архитектур нейронных сетей, включая и LSTM (Long-Short Term Memory). Для повышения скорости обучения использованы высокопроизводительные вычислительные средства. Продемонстрировано, что на рассматриваемых данных наилучшие результаты для всех моментных характеристик в смысле качества прогнозирования в стандартных метриках (среднеквадратичная ошибка, функция потерь, средняя абсолютная ошибка) достигаются с использованием двух рекуррентных архитектур - с одним скрытым слоем из 100 нейронов и тремя слоями по 50 нейронов. Ключевые слова: рекуррентные нейронные сети; прогнозирование; глубокое обучение; высокопроизводительные вычисления; CUDA Методы моделирования и визуального представления конфликта в малом коллективе экспертов, решающих проблемы (обзор)
Аннотация: Малые коллективы экспертов как естественный коллективный интеллект поддержки принятия решений (гетерогенный коллектив) эффективно решают сложные проблемы. При этом такая форма взаимодействия между экспертами, как конфликт, порождает позитивные изменения в коллективе: развитие группы, диагностику отношений, снятие напряжения, сплачивание группы, а также способствует сохранению коллектива. В человеческом мышлении огромную роль играют заготовки-схемы стандартных ситуаций, использование которых существенно ускоряет рассуждения. Визуализация конфликтной ситуации делает возникшие противоречия контрастными, видимыми, предоставляя новую информацию для разрешения конфликтов, делая их легкоуправляемыми и позволяя контролировать влияние на них субъективных предпочтений. Рассмотрено понятие конфликта в малых коллективах, его особенности, структура и динамика, а также подходы к моделированию и визуальному представлению конфликтологического аспекта групповой динамики экспертов, решающих проблемы. Ключевые слова: малый коллектив экспертов; конфликт; модели конфликта; визуализация конфликта Разработка метода формирования признакового пространства и модели для оценки и прогнозирования антропогенного влияния на окружающую среду (на примере лесного фонда нефтедобывающего региона)
Аннотация: Работа посвящена разработке системного метода оценки и прогнозирования влияния природных и антропогенных воздействий на окружающую среду, включающего процедуры преобразования исходных информационных массивов, формирования нейросетевой модели, ее обучения и тестирования. Метод применен для анализа последствий антропогенных воздействий на окружающую среду в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре. Ключевые слова: анализ данных; машинное обучение; нейронные сети; пространственный анализ; географические информационные системы; риск-ориентированный подход Научный результат как информационный объект в контексте системы управления научными сервисами
Аннотация: Обсуждается проблема формализации одного их важнейших понятий для системы научных сервисов - научный результат, который является квинтэссенцией всех научных исследований и основным информационным объектом для процессов постановки научной проблемы, формулировки научных гипотез, мониторинга научно-технической информации. Формализованное понятие "научный результат", интегрирующее всю информационную структуру научного исследования, используется при организации значительного числа научных сервисов: сервисов извлечения фактов и знаний (извлечение фактов, понятий, связей и формализация фактографических данных на основе лингвистического анализа слабоструктурированной информации); интеллектуального поиска информации; тематического индексирования; наукометрического анализа; анализа фронта исследований; сервисов коммуникаций (сервисов работы с научно-технической информацией (НТИ) и коммуникаций в научном сообществе; интеллектуального анализа специализированных социальных сетей и других средств научных коммуникаций); проверки заимствований. Особенно это актуально для междисциплинарных исследований, где обеспечивается поиск и подбор релевантных научных положений и инструментария в смежных областях научного знания. Ключевые слова: научный результат; информационная модель; научные сервисы; алгоритмы идентификации; интеллектуальный поиск; междисциплинарные исследования
|
|
||
|
| © 2016 Институт проблем информатики Российской Академии наук |