К настоящему времени накоплено огромное количество данных о разнообразии организмов. Сохранить и использовать эти данные для решения научных задач помогают базы данных. В литературе описано несколько десятков баз, предназначенных для хранения данных о биоразнообразии. Каждая имеет оригинальную структуру, которая плохо согласуется со структурами других баз, что, в свою очередь, затрудняет обмен данными и формирование массивов больших данных о биоразнообразии.
Причиной сложившейся ситуации является отсутствие формальных определений универсальных компонент, из которых можно построить базу с любыми данными о разнообразии организмов. Анализ литературы и исследования авторов показывают, что универсальные компоненты есть в характеристиках любых организмов. Например, таксономическое название организма и место его поимки. Таких компонент шесть, и они отвечают на один из шести вопросов: что, где, когда, кто, откуда и куда . Первые три компоненты – что, где, когда – являются фундаментальными. Они составляют минимальную основу, которая описывает экземпляр таксона в пространственно-временных координатах. Каждой компоненте соответствует отдельная таблица базы данных. Эти таблицы связаны с таблицей данных об организме (особи) и не связаны между собой. Атрибуты связей между особью и таблицами компонент хранятся в промежуточных таблицах.
Процесс создания любой базы о разнообразии живых существ начинается с определения таблицы экземпляров организмов. Ее необходимо использовать, даже если нет явных данных об организмах. Тогда следует ввести виртуальные организмы и связать с ними остальные компоненты при помощи промежуточных таблиц. Последние состыковываются с прочими данными. Минимальные структуры всех таблиц, связи между ними и примеры построения баз данных описаны в настоящей работе.
Описывается технология построения нейросетевой системы искусственного интеллекта на стыке декларативного программирования и машинного обучения на основе моделирования кортикальных колонок. Используя доступный материал и сравнительно простые явления, эволюционные механизмы создали сложноорганизованные разумные системы. Из этого следует вывод, что искусственный интеллект также должен основываться на простых, но масштабируемых и биоправдоподобных алгоритмах, в которых стохастическая динамика корковых нейронных модулей позволяет быстро и эффективно находить решения сложных проблем. Цель исследования – алгоритмическая формализация на уровне репликативных нейросетевых комплексов. Базовый модуль искусственного интеллекта представлен как специализация и формализация понятия «китайская комната», введенного Джоном Сёрлом. Приведены результаты экспериментов по прогнозированию бинарных последовательностей. Компьютерная симуляця показала высокую эффективность реализации предложенных алгоритмов, при этом вместо использования для каждой задачи тщательно подобранного и адаптированного отдельного метода с частично эквивалентной переформулировкой задач были применены стандартный единый подход и единые параметры алгоритма. Делается вывод, что результаты экспериментов показывают возможность эффективных прикладных решений на базе предложенной технологии. Представленная технология позволяет создать самообучающиеся и планирующие деятельность системы.
В работе рассматривается задача идентификации различных аспектов функционирования взаимодействующих объектов информационно-телекоммуникационных сетей (ИТКС) по результатам мониторинга сетевого трафика. В качестве решения данной задачи в части идентификации типов и операций взаимодействия сетевых объектов обосновывается графовая модель поведения объектов мониторинга. В части деанонимизации отношений взаимодействующих объектов предложены предикатные модели состояний объектов ИТКС на основе отношений между активными и пассивными экземплярами.
В статье приводится описание общей архитектуры системы интеллектуальных сервисов защиты информации (СИСЗИ), предназначенной для использования в критически важных инфраструктурах, а также входящих в ее состав компонентов. В общей архитектуре СИСЗИ выделяются три уровня: данных, событий и прикладной. Рассматриваются структурная и функциональная модели общей архитектуры СИСЗИ, позволяющие определить основные функциональные механизмы для выделенных уровней. В качестве основных компонентов СИСЗИ, для которых приводится более детальное описание их архитектурного построения, рассматриваются модуль управления корреляцией событий, прогностический анализатор безопасности, компонент моделирования атак и поведения системы защиты, компонент поддержки решений и реагирования, модуль визуализации и репозиторий.
В настоящей статье рассмотрены этапы исследования по оценке разборчивости и качества речи, проводимого совместно НИИ онкологии СО РАМН и Томским государственным университетом систем управления и радиоэлектроники. Рассмотрено программное обеспечение для сбора материала для исследования, база данных для хранения собранного материала, текущее состояние по заполнению базы данных и дальнейшие планы исследования.
В статье рассматривается метод динамического управления доступом к информационным ресурсам в критически важных инфраструктурах, основанных на применении информационных профилей пользователей. На основе анализа особенностей разграничения доступа к информационным ресурсам в критически важных инфраструктурах, предлагаются показатели априорной и контекстной избыточности полномочий пользователя, которые используются в разработанном методе. В разработанном методе применяются марковские модели последовательностей обращений к информационным ресурсам, используемые для построения информационных профилей пользователей, и методы последовательного анализа данных, используемые для контроля соответствия действий пользователей сформированным профилям. Приводится экспериментальная оценка метода.
Применение SIEM-технологии (технологии управления информацией и событиями безопасности) является перспективным направлением в области защиты информации, особенно для критически важных инфраструктур. В статье приводятся общие положения по построению и функционированию систем, реализующих данную технологию, дается характеристика известных реализаций таких систем, а также обсуждаются особенности проекта MASSIF Седьмой рамочной программы Европейского Союза по созданию перспективных систем управления событиями и информационной безопасностью. Рассматриваются вопросы решения двух ключевых задач проекта, связанных с анализом событий безопасности на основе моделирования сетевых атак и построения репозитория.
Третичная структура алгебраической байесовской сети (АБС) требуется для построения как случайного минимального графа смежности, так и всего множества минимальных графов смежности. Помимо этого она требуется для нахождения лучшей или оптимальной вторичной структуры для заданной первичной структуры АБС. Целью работы является формирование четко определенного понятия третичной структуры АБС и связанных с ней объектов на основе синтеза существующих подходов, а также исследование их свойств. Рассмотрены все существующие подходы к определению понятий«клика», «множество клик» и «граф клик», а также классификация клик максимального графа смежности. Построена единая терминологическая база для описания сопутствующих объектов, удовлетворяющая критериям неизбыточности и полноты систематизации. Третичная полиструктура определена как семейство графов, построенных над подмножествами множества сужений максимального графа смежности, ребра которых соответствуют тем или иным родственным отношениям, определенным в статье. Третичная структура определена как ориентированный граф, ребра которого проведены от родительских вершин к сыновьем, а вершинами являются сужения максимального графа смежности на веса ребер и вершин, а также на пустой вес (родительский граф над расширенным множеством значимых клик).
Вводная статья и краткое описание системы поддержки принятия решений для корректировки и анализа алгоритмических моделей в электронных таблицах.
Приводятся сведения о новом подходе к приложению методов теории полумарковских процессов для решения прикладной задачи по оцениванию функциональной устойчивости элементов, входящих в состав информационной инфраструктуры, функционирующей в условиях воздействия множества компьютерных атак. Задача оценивания функциональной устойчивости сводится к задаче поиска функции живучести исследуемого элемента и определению ее экстремальных значений. Обосновывается актуальность исследования. В основе обоснования лежит предположение о том, что количественные методы исследования устойчивости технических систем, которыми оперирует теория надежности, не всегда могут быть применены для оценки живучести. Уточняются понятия «устойчивость» и «компьютерная атака». Формулируются вербальная и формальная постановки задач исследования. Новизна полученных результатов заключается в применении известных методов для решения практически значимой задачи в новой постановке с учетом ограничения на ресурс, выделенный для поддержания живучести исследуемого элемента, при условии принятия произвольных законов распределения случайных времен реализации компьютерных атак и времен восстановления функционала элемента. Приводятся рекомендации по формированию исходных данных, содержание укрупненных этапов моделирования и тестовый пример для демонстрации работоспособности модели. Приводятся результаты тестового моделирования в виде графиков функции живучести. Полученное приложение может быть использовано на практике для построения функции живучести при реализации до трех компьютерных атак, а также как инструмент для оценивания достоверности аналогичных статистических моделей. Ограничение объясняется прогрессивным возрастанием размерности аналитической модели и снижением возможности её содержательной интерпретации.
Накопление данных о процессах управления проектами и типовых решениях сделало актуальными исследования, связанные с применением методов инженерии знаний для многокритериального поиска вариантов, которые задают оптимальные настройки параметров проектной среды. Цель: разработка методики поиска и визуализации групп проектов, которые могут быть оценены на основе концепции доминирования и интерпретироваться в терминах проектных переменных и показателей эффективности. Методы: обогащение выборки с сохранением неявной связи между проектными переменными и показателями эффективности осуществляется с помощью прогнозирующей нейросетевой модели. Для обнаружения фронта Парето в многомерном критериальном пространстве используется набор генетических алгоритмов. Онтология проектов определяется после кластеризации вариантов в пространстве решений и преобразования кластерной структуры в критериальное пространство. Автоматизация поиска в многомерном пространстве зоны наибольшей кривизны фронта Парето, определяющей равновесные проектные решения, их визуализация и интерпретация осуществляются с помощью плоского дерева решений. Результаты: плоское дерево строится при любой размерности критериального пространства и имеет структуру, которая имеет топологическое соответствие с проекциями разделяемых образов кластеров из многомерного пространства на плоскость. Для различных видов преобразований и корреляций между показателями эффективности и проектными переменными показано, что участки наибольшей кривизны фронта Парето определяются либо содержимым целого кластера, либо частью вариантов, представляющих “лучший” кластер. Если на плоском дереве к правому верхнему углу примыкает неразделенный прямоугольник кластера, то его представители в критериальном пространстве хорошо отделены от остальных кластеров и при максимизации показателей эффективности наиболее приближены к идеальной точке. Все представители такого кластера являются эффективными решениями. Если кластер-победитель содержит внутри дерева решений доминируемые варианты, то “лучший” кластер представляют оставшиеся варианты, которые задают оптимальные настройки проектных переменных. Практическая значимость: предложенная методика поиска и визуализации групп проектов может найти применение при выборе условий ресурсного и организационно-экономического моделирования проектной среды, обеспечивающих оптимизацию рисков, стоимостных, функциональных и временных критериев.
Системы распределения воды представляют собой критическую инфраструктуру. Эти архитектуры очень важны, и нестандартное поведение может отразиться на безопасности человека. Фактически, злоумышленник, получивший контроль над такой архитектурой, может нанести множество повреждений как инфраструктуре, так и людям. В этой статье мы предлагаем подход к выявлению нестандартного поведения, ориентированного на системы распределения воды. Разработанный подход рассматривает формальную среду проверки. Журналы, полученные из систем распределения воды, анализируются в формальную модель, и, используя временную логику, мы характеризуем поведение системы распределения воды во время атаки. Оценка, относящаяся к системе распределения воды, подтвердила эффективность разработанного подхода при выявлении трех различных нестандартных режимов работы.
Предложен подход к техническому диагностированию сложных технических систем по результатам обработки телеметрической информации внешней системой контроля и диагностирования с использованием гибридных сетевых структур. Рассмотрен принцип построения диагностических комплексов сложных технических систем, обеспечивающий автоматизацию процесса технического диагностирования и основанный на использовании при обработке телеметрической информации моделей в виде гибридных сетевых структур, включающих многослойные нейронные сети и дискретные байесовские сети со стохастическим обучением. Разработаны модель изменения параметров технического состояния сложных технических систем на основе многослойных нейронных сетей, позволяющая сформировать вероятностную оценку отнесения текущей ситуации функционирования сложной технической системы к множеству рассмотренных ситуаций функционирования по отдельным телеметрируемым параметрам, и многоуровневая иерархическая модель технического диагностирования сложных технических систем на основе дискретной байесовской сети со стохастическим обучением, позволяющая агрегировать полученную от нейросетевых моделей информацию и распознавать текущую ситуацию функционирования сложной технической системы. В условиях нештатных ситуаций функционирования сложной технической системы по результатам обработки телеметрической информации локализуются неисправные функциональные узлы и формируется объяснение причины возникновения нештатной ситуации. Детализированы этапы реализации технического диагностирования сложных технических систем с использованием предложенных гибридных сетевых структур при обработке телеметрической информации. Представлен пример использования разработанного подхода к решению задач технического диагностирования бортовой системы космического аппарата. Показаны преимущества предлагаемого подхода к техническому диагностированию сложных технических систем в сравнении с традиционным подходом, основанном на анализе принадлежности значений телеметрируемых параметров заданным допускам.
Проблема анализа устойчивости и как ее составных частей надежности и живучести является довольно востребованной как в области телекоммуникаций, так и в других отраслях, занимающихся разработкой и эксплуатацией сложноразветвленных сетей. Наиболее подходящей моделью сети для подобного рода задач оказывается модель, использующая постулаты теории графов. При этом предположение о случайном характере отказов отдельных звеньев телекоммуникационной сети позволяет ее рассматривать в виде обобщенной модели Эрдеша–Реньи. Хорошо известно, что вероятность выхода из строя элементов может трактоваться в форме коэффициента готовности и коэффициента оперативной готовности, а также в виде других показателей, характеризующих работоспособность элементов телекоммуникационной сети. Большинство подходов рассматривают лишь случай двухполюсной связности, когда необходимо обеспечить взаимодействие двух конечных адресатов. В современных телекоммуникационных сетях на первый план выходят услуги типа виртуальных частных сетей, для которых организуются многоточечные соединения, не укладывающиеся в понятие двухполюсной связности. В этой связи в работе предлагается расширить подобный подход для анализа многополюсной и всеполюсной связностей. Так, подход для двухполюсной связности базируется на методе, использующем в качестве основы матрицу связностей, и, по сути, предполагающий последовательный перебор всех сочетаний вершинных сечений, начиная с истока и стока. Данный способ приводит к включению в общий состав сечений не минимальных, что потребовало введения дополнительной процедуры проверки добавляемого сечения на безызбыточность. Подход для всеполюсной связности базируется на методе, использующем в качестве основы матрицу связностей, и, по сути, предполагающий последовательный перебор всех сочетаний вершинных сечений, не включая одну из вершин, считаемую терминальной. Более простым решением оказался контроль добавляемого сечения на уникальность. Подход для многополюсной связности аналогичен использованному при формировании множества минимальных всеполюсных сечений и отличается, лишь процедурой отбора используемых для образования матрицы сечений комбинаций, из всего множества которых сохраняются лишь те, которые содержат полюсные вершины. В качестве тестовой сети связи используется магистральная сеть Ростелеком, развернутая с целью формирования потоков в направлении "Европа – Азия". Показано, что многополюсные сечения являются наиболее общим понятием относительно двухполюсных и всеполюсных. Не смотря на возможность подобного обобщения, в практических приложениях целесообразно рассматривать именно частные случаи вследствие их меньшей вычислительного сложности.
Описание логической и физической структуры сети необходимо для решения многих задач сетевого управления. Автоматизация построения такого описания осложнена возможностью неполноты и некорректности исходных данных о структуре сети, получаемых из стандартных источников. В данной статье приводится исследование свойств неполных исходных данных о связях сетевых устройств на канальном уровне. Для этого вводятся графовые модели структуры канального уровня в присутствии виртуальных локальных сетей, формализуется задача дополнения исходных данных. Приводятся методы обобщённой обработки разнородных исходных данных о канальном уровне. В работе описываются модели и методы выведения части отсутствующих данных, а также условие, при котором исходные данные могут позволить построить единственное правильное описание структуры сети. Статья включает методы определения в исходных данных некорректных элементов и ситуаций, при которых возможно несколько решений задачи описания структуры сети. Приводятся алгоритмы построения описания структуры сети при неполных данных, когда их можно и нельзя восполнить до необходимого объема, методы разрешения неоднозначности во входных данных и методы исправления некорректных данных. Проведённые вычислительные испытания методов на сгенерированных данных и в реальных сетях показывают их применимость и эффективность в сетях различных структур и со смешанным набором производителей оборудования. Также, показывается преимущество перед разработанными ранее аналогичными методами: способность дополнить до 99% данных о связях на канальном уровне за полиномиальное время, возможность получения точного решения при неоднозначности исходных данных.
Задачи анализа надежности, живучести и устойчивости характерны не только для телекоммуникаций, но и для систем, чьи компоненты подвержены одному или нескольким видам отказов, например транспортные, энергетические, механические системы, интегральные цепи и даже программное обеспечение. Логический подход предполагает декомпозицию системы на ряд небольших функциональных элементов, и в рамках телекоммуникационных сетей они обычно представляют собой отдельные сетевые устройства (коммутаторы, маршрутизаторы, терминалы и т. п.), а также линии связи между ними (медножильные, оптоволоконные, коаксиальные кабели, беспроводная среда и другие среды передачи). Функциональные взаимосвязи задают и логические соотношения между отказами отдельных элементов и отказом сети в целом. Также используется допущение, что отказы устройств являются сравнительно менее вероятными, чем отказы линий связи, что подразумевает использование предположения об абсолютной устойчивости (надежности, живучести) данных устройств. Модель телекоммуникационной сети представлена в виде обобщенной модели Эрдеша – Реньи. В контексте устойчивости телекоммуникационной сети под анализируемым свойством понимается связность сети в той или иной форме. Основываясь на представлении понятия стохастической связности сети как соответствия некоторого случайного графа свойства связности заданному набору вершин, традиционно выделяют три меры связности: двухполюсная, многополюсная и всеполюсная. Представлены процедуры формирования для сетей произвольной структуры множеств путей, деревьев и, как их обобщение, многополюсных деревьев. Отмечено, что многополюсные деревья являются наиболее общим понятием относительно простых цепей и остовых деревьев. Решение подобных задач позволит в дальнейшем перейти к вычислению вероятности связности графов для различных мер связности.
Широкое использование многомодальных интерфейсов, обусловленное многомодальностью традиционного межличностного общения, переход к полимодальному представлению информации и систем ее обработки позволили по-новому взглянуть на ряд инфокоммуникационных технологий и сервисов и предложить подход к их реализации на основе распределенных терминальных систем. Предложен подход к синтезу топологической структуры таких систем, реализуемый в два этапа: на первом определяется минимальная совокупность узлов коммуникации и их размещение на основе требований к доступности узлов коммуникации для различных категорий пользователей и глобальности распределенной терминальной системы, на втором — варианты построения узлов коммуникации и связей между ними, которые обеспечивают выполнение функций коммуникации пользователей локальных информационных пространств при обеспечении непрерываемости связи для различных категорий пользователей. Представлен модельный пример задачи синтеза распределенной терминальной системы для аудиомониторинга двух категорий пользователей (взрослые и дети) в локальном информационном пространстве (доме), голосового управления подсистемами «умного» дома. Для ее решения на каждом этапе синтеза определены исходные данные, осуществлена формальная постановка задачи синтеза, представлен алгоритм решения и получаемые результаты. Так задача первого этапа синтеза представляет собой линейную целочисленную задачу математического программирования, решенную в модельном примере симплекс-методом. Решение задачи второго этапа основано на альтернативно-графовой формализации и методе «ветвей и границ». Полученные результаты демонстрируют возможности предложенного научно-методического инструментария синтеза топологической структуры распределенных терминальных систем и перспективность его использования во вновь возникающих задачах технической реализации новых инфокоммуникационных технологий и сервисов.
Критические инфраструктуры и оперативная совместимость составляющих ее информационно-ресурсных компонентов — главная составляющая жизненного цикла инфраструктуры. Поскольку системы диспетчерского контроля и сбора данных ((анг. Supervisory Control and Data Acquisition — SCADA) являются частью критической инфраструктуры, их киберзащита особенно важна на стратегических объектах, таких как электростанции, нефтеперерабатывающие заводы, нефтепроводы, очистные сооружения, производственные объекты, транспорт и так далее. Наряду с развитием технологий и онлайн доступности устройств систем SCADA, также увеличилась уязвимость подконтрольных им секторов. В мире Интернета вещей конечные устройства вызывают новую волну возможных уязвимостей в SCADA, так как они подвержены атакам и взломам и через них можно получить доступ к системе. В Европейском сообществе существует ряд критически важных инфраструктур, нарушение или разрушение которых может иметь значительные по масштабу трансграничные последствия для более чем одного сектора как результатвзаимозависимости взаимосвязанных инфраструктур. Такие европейские критические инфраструктуры были созданы и запущены в соответствии с разработанной Европейской комиссией общей процедурой, включающей в себя оценку требований безопасности, с учетом общего минимального подхода.
Рассматриваются критические инфраструктуры Европейского Союза и Болгарии. Посредством структуры системы SCADA были проанализированы уязвимости и различные возможности для ее атаки. В качестве примера рассмотрен конкретный случай, на премере деревьев атак, и полученные результаты были обобщены и визуализированы. Проанализированы последствия и сделаны соотвествующие выводы.
В работе рассматривается один из методов анализа и синтеза структур сетей связи, основанный на наиболее простом подходе к вопросу расчета вероятности связности — методе полного перебора типовых состояний сети. При этом под типовыми состояниями сети понимаются события связности и несвязности графа сети, представляющие собой простые цепи и сечения данного графа. Несмотря на существенный недостаток метода полного перебора типовых состояний, который заключается в значительной трудоемкости проводимых вычислений, он оказывается достаточно востребованным. Кроме того, на его основе возможно получать граничные оценки вероятности связности сети. Так, при расчете границ Эзари — Прошана используется полный набор несвязных (для верхней) и связных (для нижней) состояний сети связи. Данные границы основаны на утверждении, что вероятность связности сети при тех же условиях выше (ниже), чем у сети, составленной из последовательного (параллельного) соединения полного набора независимых несвязных (связных) подграфов. При расчете границ Литвака — Ушакова используются только реберно-непересекающиеся сечения (для верхней) и связные подграфы (для нижней), то есть подмножества элементов такие, в которых какой-либо элемент не встречается дважды. В данной границе учтено широко известное естественное свойство монотонности, заключающееся в уменьшении (увеличении) надежности сети при снижении (повышении) надежности любого элемента. С точки зрения сложности вычислительных процедур границы Эзари — Прошана имеют существенный недостаток: они предполагают определение всех связных подграфов для расчета верхней границы и минимальных разрезов для нижней, что само по себе нетривиально. Границы Литвака — Ушакова подобными недостатками не страдают: вычисляя их, можно ограничиться перебором необходимого числа вариантов наборов независимых связных и несвязных состояний графа.
При создании надежных и безопасных компонентов систем автоматического управления часто используются методы помехоустойчивого кодирования — как при передаче данных между узлами системы, так и на уровне архитектуры аппаратных и программных средств. Широко применяется избыточное кодирование при организации контроля комбинационных логических устройств. При этом используются коды, ориентированные именно на обнаружение, а не исправление ошибок. Такие особенности кодов позволяют реализовывать контролепригодные системы автоматики с приемлемой избыточностью, не превышающей избыточности при использовании дублирования. В статье освещается метод синтеза самопроверяемых комбинационных устройств, позволяющий учитывать при решении задачи синтеза технических средств диагностирования особенности архитектуры исходных устройств, а также свойства обнаружения ошибок избыточными кодами. Даются базовые сведения из теории синтеза контролепригодных дискретных систем на основе избыточных кодов с суммированием. Определены ключевые этапы анализа топологий объектов диагностирования с выделением специальных групп выходов — групп структурно и функционально симметрично независимых выходов устройств. Приводятся формулы, позволяющие установить наличие или отсутствие симметричной зависимости выходов объекта диагностирования. Дается пример, иллюстрирующий процесс вычислений. Сформулированы основные этапы анализа применения избыточных кодов при выявлении ошибок на функционально симметрично зависимых выходах. Дан алгоритм синтеза самопроверяемых логических устройств с учетом особенностей структуры объекта диагностирования и свойств избыточных кодов.
Анализ и синтез сетей связи, основанный на критериях устойчивости, предполагает рассмотрение простых и удобных для понимания показателей, слабо привязанных к классическому понятию вероятности выхода объекта из состояния работоспособности. Подобные детерминированные показатели устойчивости (связность, пара связностей, линейный функционал связности, число остовых деревьев) позволяют, пусть и весьма приближенно, решать целый комплекс задач, связанных с оценкой надежности и живучести сложноразветвленных сетей связи. Вследствие достаточно простого аналитического вида линейного функционала связности для синтеза структур оказывается возможным использовать аналитический метод, представленный в работе. При этом общая постановка задачи для синтеза связных графов формулируется как поиск графа с заданным числом ребер, вершин и с фиксированными значениями их весовых коэффициентов, имеющего максимальное значение линейного функционала связности. В целом для детерминированных показателей характерен и достаточно серьезный недостаток, проявляющийся в невозможности учета особенностей функционирования отдельных линий связи. Кроме того, для структур общего типа, где выражение линейного функционала не сводится к аналитическому виду, конструктивность такого показателя связности структур сетей связи (графов) оказывается менее выраженной. В теоретических исследованиях относительно структур общего типа линейный функционал слабо коррелирует с уже существующими понятиями (например, с реберной связностью). Поэтому, несмотря на то, что он, как показатель связности (надежности), может быть применен для оценки любой структуры, при исследовании структур общего типа более рационально использовать такие показатели связности, которые все же каким-либо образом согласовывались с понятиями, используемыми в теории графов.
В статье описан инструментальный программный комплекс, позволяющий строить, исполнять и интегрировать имитационные модели функционирования бортовой аппаратуры космических систем. В основу положена технология повторного использования, определенная в международном стандарте Simulation Model Portability (SMP2). Наряду с реализацией стандартных правил построения интегрируемых моделей разработаны дополнительные оригинальные средства информационно-графического и интеллектуального моделирования. Таким образом, обеспечиваются возможности графически строить модели архитектуры бортовых систем, задавать методы функционирования моделей и определять варианты выполнения команд управления бортовой аппаратурой.
Работы ведутся в рамках создания программного обеспечения проблемно-ориентированной инфраструктуры имитационного моделирования в космической отрасли. Разработанный программный комплекс позволит конструкторам не только строить собственные модели бортовых систем, но и объединять имитаторы устройств различных производителей, проводить имитационные эксперименты для подготовки и анализа технических проектов. Предложенный подход обеспечивает экономические и технологические преимущества для развития наукоемкого производства космической техники.
При решении задач, связанных с анализом и синтезом сетей связи по показателям устойчивости, особое место занимают вопросы описания структур сетей связи с позиции теории графов. При этом традиционным является подход, подразумевающий формальное представление телекоммуникационной сети как неориентированного графа. В данной работе рассматриваются возможные варианты представления графов не в форме их диаграмм (рисунков в двумерной плоскости), а на основе различного набора чисел, либо же вообще одного числа. Подобное описание в ряде случаев позволяет существенно упростить процедуры, связанные с вычислением показателей не только устойчивости исходной сети, но иногда и других показателей качества. При этом появляется возможность алгоритмического решения задач синтеза структур телекоммуникационных сетей, а не только переборными визуальными методами. Приведены примеры расчетов характеристик структур сетей связи для простейших вариантов. Кроме того, в работе не только описан аналитический аппарат формирования числовых описаний структур сетей, но и представлены соотношения, выполняющие трансформацию подобных описаний друг в друга.
В статье рассматривается метод модернизации информационных систем на основе анализа их функциональной нагрузки. Рассмотрены оценки структурно-функционального состава информационных систем экологического мониторинга для реализации и поиска оптимальных вариантов решения задач реструктуризации.
Рассмотрены методы бесконтактного определения величин угловых и линейных геометрических параметров в структурах текстильных материалов. Разработаны алгоритм моделирования изображений дифракционных картин с использованием быстрого преобразования Фурье, алгоритм измерения угла кручения нити по цифровой фотографии её структуры, алгоритм измерения перекоса нитей в ткани и алгоритм измерения расстояния между соседними элементами структуры с использованием метода двойного преобразования Фурье.
Предложен способ аналитического моделирования процесса распространения вирусов в компьютерной сети. Он учитывает особенности сетевой структуры, поведенческие характеристики вирусов и подсистем защиты информации узлов и возможность исходного заражения множества узлов различными вирусами. Способ основан на представлении сети в виде модели с дискретными состояниями и временем переходов, которое распределено по обобщенному закону Эрланга n -го порядка.
В работе рассматривается задача формирования единого информационного пространства промышленного предприятия в виде мультипредметной информационной системы промышленного предприятия (МИСПП). Предложена архитектура мультипредметной информационной системы промышленного предприятия, метод автоматизированного формирования семантической модели предметной области информационной системы на основе принципа «пользователь как эксперт», метод формирования когнитивных пользовательских интерфейсов, адаптированных для различных категорий пользователей, и метод поиска, обеспечивающий автоматизированное расширение запроса и оценку релевантности результатов поиска на основе совместного анализа формализованной ментальной модели и семантической модели предметной области с учетом субтрактивных отношений.
Предлагается подход к построению распределенных вычислительных сетей и организации защиты информации с использованием доверенной инфраструктуры. Отсутствие единой высокоуровневой платформонезависимой модели организации вычислительного процесса и защиты информации, а также необходимых механизмов, реализующих модель на уровне ее практического внедрения, порождает множество несогласованных между собой частных решений и приводит к неоправданному нагромождению технических и программных средств организации обработки информации в автоматизированных системах. Поэтому эволюционно развивающиеся системы, функционирующие на разных платформах в настоящее время, требуют внедрения доверенных решений в области защиты информации.
Рассматриваются принципы оценивания эффективности действий нарушителя в критической инфраструктуре. Представлен «операционный комплекс» моделирования процессов нарушения информационной безопасности. Исследованы неопределенности процесса моделирования нарушителя и пути их устранения. Разработана математическая модель агрегированного показателя эффективности действий нарушителя, которая снимает ряд ограничений существующих вероятностных моделей случайных явлений в области информационной безопасности. Модель носит название стохастического супериндикатора и предназначена для исследования конфликтных ситуаций в критической инфраструктуре.
Платформа Smart-M3 позволяет создавать программные приложения как интеллектуальное пространство, в котором агенты, выполняемые на разнообразных устройствах вычислительной среды, взаимодействуют через совместное накопление и использование информации. Актуальной задачей является поддержка работоспособности приложения в условиях возникновения сбоев в сетевых вычислительных средах. В данной статье рассматривается понятие программной инфраструктуры для Smart-M3 приложения и предлагаются два решения для обеспечения его устойчивости к сбоям. Первое решение определяет сервис управления содержимым, который обеспечивает сохранность объемных данных и их целостность за счет делегирования функций хранения выделенному элементу инфраструктуры приложения. Второе решение состоит из механизмов восстановления сетевых соединений. Для экспериментального исследования используется существующее Smart-M3 приложение — система интеллектуального зала SmartRoom. На ее примере показана эффективность применения предлагаемых решений.
В данной статье описаны результаты исследования «Перцептивная шкала длительностей фонетических единиц языка». В ходе исследования были проведены два психоакустических эксперимента, в результате которых был установлен порог восприятия длительности ударных гласных. В среднем он составляет 2–4 периода основного тона, что приблизительно соответствует 20–40 мс. Показано, что величина порога не зависит от количества слогов в слове и места ударения. В разделах статьи представлены: краткий обзор литературных данных по проблеме, а также описание психоакустических экспериментов, целью которых было установить слуховые дифференциальные пороги длительности для русских гласных с учетом фонетического контекста, статистический анализ результатов эксперимента, а также выводы по полученным данным.
Рассматривается возможность определения в слове ударного слога путем изучения особенностей формантной картины. На основе анализа массива логатомов выявляются особенности формантной картины, причем сравниваются энергетические характеристики отдельных формант. Опираясь на допущение об оптимальности способа формирования диктором речевой посылки, спектр гласных разбивается по психоакустической шкале эрбов. Для удобства обработки материала полученный массив частичных дисперсий кодифицируется. Для выявления признака ударности полученный массив кодов разбивается по признаку гласной и по признаку ударности. Сравнение частичных массивов дает возможность подтвердить существование исследуемого признака ударности и выявить фонетические особенности этого явления, существующие в формантной картине. Сделан вывод о возможности применения признака ударности по особенностям формантной картины гласной как эффективно дополняющего определение ударности слога в слове по иным общепринятым признакам.
В работе рассмотрена проблема преобразования первичной структуры алгебраической байесовской сети с интервальными оценками вероятности к первичной структуре такой сети, стохастически эквивалентной исходной в задаче преобразования первичной структуры такой сети к ацикличной. Показано, что такое преобразование допустимо лишь в том случае, когда гиперграф, соответствующий результирующий первичной структуре, пореберно содержит гиперграф, соответствующий исходной первичной структуре. Предложен способ построения вероятностных оценок результирующей первичной структуры, делающий ее стохастически эквивалентной исходной.
Проведено обобщение опыта создания и развития центров интеграции образования, науки и промышленности Санкт-Петербурга при внедрении инновационных космических технологий. Описаны основные элементы созданных интегрирующих структур: Северо-Западный центр аэрокосмического мониторинга, Инновационно-образовательный центр космических услуг и Объединенный учебный центр обработки космической информации. Сформулированы полученные научные и практические результаты, в том числе в области развития образовательных технологий и международной деятельности.
Предложена двухэтапная схема синтеза подмножеств минимальных графов смежности, предполагающая построение трех множеств (стереосепараторов, их владений и обязательных ребер) по множеству подалфавитов и построение по этим четырем множествам множеств жил определенного вида для каждого стереосепаратора. Систематизированы алгоритмы, реализующие оба этапа, и дана оценка их сложности.
В статье исследуются универсальные структуры и их функции в ментальном лексиконе взрослого, изучающего иностранный язык в учебных условиях. Модель ментального лексикона билингва в виде ассоциативно-вербальной сети строится на основе материалов свободных ассоциативных экспериментов, полученных от русскоязычных испытуемых на разных этапах обучения английскому языку (начальный и продвинутый этапы). За универсальные структуры ментального лексикона принимаются локальные группировки разнокодовых узлов, объединенные общим, интегральным значением, которое распределяется по двум межузловым связям. Исследование показывает, что универсальные структуры стабильно функционируют в ментальном лексиконе на разных этапах обучения; формируются в направлении от поверхностного языкового уровня к глубинному; выполняют связующую, интегрирующую и медиативную функции; обеспечивают процессы межъязыкового взаимодействия систем Я1 и Я2.
В теории алгебраических байесовских сетей стоит задача построения вторичной структуры сети по известной первичной структуре. Для осуществления логико-вероятностного вывода в качестве вторичной структуры может выступать только минимальный граф смежности. В статье сформирован алгоритм рандомизированного синтеза минимального графа смежности. Доказана теорема о том, что выбор любого возможного для заданной первичной структуры алгебраической байесовской сети минимального графа смежности алгебраические байесовские сетиалгебраические байесовские сетиалгебраические байесовские сетиалгебраические байесовские сетиалгебраические байесовские сетиалгебраические байесовские сетиимеет положительную вероятность.
В связи с невозможностью применения некоторых алгоритмов глобального логико-вероятностного вывода над цикличной вторичной структурой алгебраической байесовской сети (АБС) и относительно значительной временной сложностью алгоритма построения такой структуры, целесообразно предъявить критерий, который позволит. Проверять цикличность АБС до процесса построения вторичной структуры. Статья предлагает один из таких критериев, основывающийся на анализе вспомогательной структуры (полусиблингового графа) на предмет наличия циклов особого класса.
В теории алгебраических байесовских сетей существуют алгоритмы определения возможности построения ациклической вторичной структуры сети по её пер-вичной структуре, и, следовательно, возможности осуществления относительно эффективного апостериорного вывода. Их наличие позволило разработать и описать алгоритм глобального апостериорного вывода, не опирающийся на вторичную структуру таких сетей. Доказано совпадение результатов работы данного алгоритма и известного алгоритма распространения виртуальных свидетельств по графу смежности для случая скалярных оценок вероятностей.
Условием работы алгоритмов глобального логико-вероятностного вывода в алгебраической байесовской сети (АБС) является отсутствие циклов в ее вторичной структуре. Первичная структура, над которой можно построить ациклическую вторичную, называется ациклической. Цель работы — предложить алгоритм выявления ацикличности первичной структуры на основе оценки числа ребер в ее вторичной структуре без непосредственного построения вторичной структуры, а также оценка сложности этого алгоритма. В работе сформулирован алгоритм выявления ацикличности первичной структуры на основе оценки числа ребер в минимальном графе смежности полным перебором, доказана его корректность, оценена его сложность, предложено улучшение скорости работы этого алгоритма, доказана корректность и оценено время работы улучшенного алгоритма. Также рассмотрены возможности улучшения скорости работы этого алгоритма за счет использования алгоритмов построения элементов третичной полиструктуры АБС.
Алгебраическая байесовская сеть (АБС) — одна из логико-вероятностных графических моделей баз фрагментов знаний с неопределенностью. Алгоритмы глобального логико-вероятностного вывода АБС могут применяться при условии ацикличности еѐ вторичной структуры — графа смежности. Существующий метод преобразования графа смежности в дерево смежности ограниченно применим. Цель работы — предложить новые методы преобразования цикличной АБС к ацикличной, основывающиеся на структурной теореме о циклах минимальных графов смежности. В работе предложено два метода устранения циклов и доказана их корректность. Ключевые слова: алгебраические байесовские сети, четвертичная структура, вероятностные графические модели систем знаний, глобальная структура, ацикличность первичной структуры.
Алгебраические байесовские сети (АБС) относятся к классу логиковероятностных графических моделей систем знаний с неопределенностью, которые позволяются использовать интервальные оценки вероятности для представления неопределенности в знаниях. Одним из наиболее важных условий работы АБС является отсутствие циклов в их вторичной структуре. Первичная структура, над которой можно построить ациклическую АБС, называется ациклической. Цель работы — предложить алгоритм выявления ацикличности первичной структуры на основе анализа четвертичной структуры АБС, а также оценка сложности этого алгоритма. В работе сформулирован алгоритм выявления ацикличности, доказана его корректность, оценена его сложность и предложен ряд способов, направленных на ускорение работы этого алгоритма.
Роль третичной полиструктуры алгебраической байесовской сети (АБС) заметно возросла. Вводимая изначально в качестве вспомогательного объекта для построения вторичной структуры, третичная полиструктура нашла свое применение в анализе цикличности вторичной структуры без ее непосредственного построения и предполагается к использованию для глобального вывода в АБС. Цель работы — выделение (с последующей систематизацией и оценкой сложности) существующих алгоритмов построения элементов третичной полиструктуры из алгоритмов построения вторичной структуры. В работе рассмотрены существующие алгоритмы построения элементов третичной полиструктуры и оценено время их работы. Приводятся четыре алгоритма построения пустого графа над подмножествами значимых клик и два алгоритма построения родительского графа над множеством стереоклик.
Третичная структура алгебраической байесовской сети (АБС), представляемая в виде графа клик, важна для построения и анализа вторичной структуры АБС, а также для анализа ее первичной структуры. В статье предложены два алгоритма построения третичной структуры: алгоритм построения графа клик при помощи потомков и алгоритм построения графа клик снизу—вверх, доказана их корректность и оценено время работы. Оба алгоритма по заданному набору максимальных фрагментов знаний строят два упорядоченных множества, содержащие множества вершин и множества сыновей каждой клики. Приведены примеры первичных структур АБС, на которых первый алгоритм работает быстрее второго и, наоборот, второй — быстрее первого. Также установлены существование и единственность третичной структуры АБС для каждой первичной структуры АБС.
Алгебраические байесовские сети (АБС) представляют собой логико-вероятностную графическую модель систем знаний с неопределенностью. Работа алгоритмов логико-вероятностного вывода АБС зависит от выбора вторичной структуры, обычно представляемой графом смежности. В частности, возможности применения указанных алгоритмов препятствуют циклы, содержащиеся в этих графах. Цель работы — исследовать циклы вторичной структуры и выявить необходимые и достаточные условия цикличности или ацикличности минимальных графов смежности. Замкнутый сверху граф клик определяется как граф клик с добавленным к нему корнем (пракликой), полусиблинговые циклы определены как циклы, состоящие из вассалов, небратские полусиблинговые циклы определены как полусиблинговые циклы, пересечение всех вассалов, входящих в которые, пусто. Сформулирована и доказана теорема о циклах, утверждающая, что необходимым и достаточным условием цикличности минимального графа смежности является существование небратских полусиблинговых циклов в какой-либо клике. Следствием из теоремы является то, что все минимальные графы смежности, построенные над данной первичной структурой АБС, являются либо циклическими, либо ациклическими одновременно
Показаны особенности моделирования и расчета надежности систем с сетевой структурой. Приведены методика оптимизации надежности данных систем, использующая алгоритм логико-вероятностной оптимизации надежности, и результаты решения задач оптимизации надежности. Проведено сравнение полученных решений с решениями, полученными другими методами.
Предложен новый терминологический поход для формализации работы с графами смежности, основанный на понятии торакса, обозначающего множество ребер. Предложена новая система уточненных понятий теории графов смежности: вес, сужение, жила, магистральная связность, минимальный граф смежности. Уточнены также понятие графа смежности и формулировка теоремы о множестве минимальных графов смежности. Сформулирована и доказана лемма о независимом пути, утверждающая, что из набора непересекающихся множеств ребер найдутся два таких, что магистральный путь между ними не пересекается ни с каким множеством из набора.
Существует эффективный алгоритм построения множества минимальных графов смежности по заданному набору максимальных фрагментов (при помощи самоуправляемых клик), а также два улучшения, каждое из которых реализуется в отдельном алгоритме; однако нет алгоритма, который бы реализовал оба улучшения. Цельюданной работы является создание такого алгоритма, который бы реализовывал одновременно ряд улучшений базового алгоритма, вследствие чего он был бы более эффективным, чем существующие.Такой алгоритм был предложен, его корректность доказана.
Алгебраические байесовские сети (АБС), представляющие собой логико-вероятностную графическую модель систем знаний с неопределенностью и позволяют работать в том числе с интервальными оценками вероятности. Работа алгоритмов АБС во многом опирается на вторичную структуру, представляемую графов смежности. Особую роль играет множество минимальных графов смежности, которое содержат наиболее «эффективные» вторичные структуры. Цель данной статьи — оценить мощность указанного множества. Введено понятие объема, характеризующее число вершин, входящих в компоненты связности строго сужения. Использование понятия объема позволила выразить коэффициент раздробленности клик — ее численную характеристику, через которую была выражена мощность множества минимальных графов смежности.
Существует эффективный алгоритм построения множества минимальных графов смежности по заданному набору максимальных фрагментов (при помощи само-управляемых клик), однако он может быть улучшен путем привлечения результатов активно разрабатывающейся теории глобальной структуры алгебраической байесовской сети. Целью данной работы является разработать улучшенную версию этого алгоритма за счет усовершенствованного построения множества вершин, входящих в клики: вместо полного перебора всех весов клик и вершин производить поиск для каждой клики ее потомков среди других клик. Предложенное улучшение легко в основу нового алгоритма построения множества минимальных графов смежности при помощи самоуправляемых клик-собственников, корректность которого также была доказана.
Алгебраические байесовские сети представляют собой логико-вероятностную графическую модель систем знаний с неопределенностью и позволяют работать в том числе с интервальными оценками вероятности. Существенной для их работы является вторичная структура, представляемая в виде графа смежности. Данная статья исследует ребра клик минимальных графов смежности для спецификации различных типов клик. В частности, было доказано, что у определенного класса клик, которые являются основными с точки зрения построения множества минимальных графов смежности, множество вершин совпадает с множеством концов особых ребер, вес которых совпадает с весом клики.
Алгебраические байесовские сети представляют собой логико-вероятностную графическую модель систем знаний с неопределенностью и могут быть применимы в обработкестатистических данных и машинном обучении. Важную роль в их работе играет вторичная структура, представляемая в виде графа смежности. Данная статья вводит классификацию клик минимальных графов смежности в зависимости от числа их детей, а также числа вхождения в них числа особых ребер. Получено восемь различных типов клик, для которых были получены и обоснованыоценки числа зависимых от них компонент (феодов и жил).
Известен эффективный алгоритм построения множества минимальных графов смежности по заданному набору максимальных фрагментов знаний (при помощи самоуправляемых клик), однако этот алгоритм может быть улучшен путем привлечения разработанной теории глобальной структуры алгебраической байесовской сети. Цель работы — улучшить работу этого алгоритма за счет усовершенствованного построения владений (компонент связности строгих сужений) — ключевых объектов в построении данного множество: строить их не прямым поиском, а путем анализа пересечений множеств вершин детей соответствующих клик. Был предложен алгоритм, реализующий предложенные улучшения, и доказана его корректность.
Известна схема алгоритма, которая позволяет строить множество минимальных графов смежности по заданному набору максимальных фрагментов знаний (МФЗ), однако алгоритм может быть улучшен путем привлечения разработанной теории глобальной структуры алгебраической байесовской сети. Цель исследования — улучшить работу это алгоритма. Были выдвинуты и обоснованы три улучшения известного алгоритма: 1) исключение незначимых сужений, 2) исключение клик с единственным владением и 3) априорный учет однореберных бездетных клик. Предложен алгоритм, реализующий предложенные улучшения и доказана его корректность.
Цель данной работы — обобщение результатов структурного анализа минимальных графов смежности, представляющих вторичную структуру алгебраической байесовской алгебраической сети, на графы смежности общего вида, представляющие эту же структуру. Сформулирована система терминов, расширяющая существующую систему для МГС на графы смежности в целом. Исследованы новые свойства графов смежности. Сформулированы и доказаны две леммы, характеризующие оммаж (результат сжатия минимального графа смежности) как минимальную курию (результат сжатия графа смежности). Упрощено доказательство теоремы о множестве минимальных графов смежности.
Цель данной работы — анализ структуры минимальных графов смежности и их свойств. Введена система терминов, структурирующая исследуемую область. Исследованы свойства минимальных графов смежности. Доказана структурная теорема о множестве минимальных графов смежности и предложен алгоритм построения такого множества.
Рассматриваются принципы построения иерархических нейронных сетей для решения задач обработки большого объема видеоинформации, в частности для анализа стерео- и мультиизображений в реальном времени. Для достижения практически приемлемого времени обучения нейронных сетей предлагается декомпозиция единой (глобальной) нейронной сети на отдельные (локальные) подсети на основе вводимого авторами принципа когнитивности нейронов и иерархической организации архитектуры.
В работе с использованием методики оценки ценностей Шварца, психодинамически ориентированного личностного опросника ПОЛО «Ресурс» и теста «Индекс жизненного стиля» исследовались взаимосвязи предложенного авторами психологического конструкта — показателя ценностно-интенциональной согласованности (ПЦС) — с психодинамическими характеристиками личности. Установлено уменьшение дифференцированности иерархии рангов на уровне нормативных идеалов и индивидуальных приоритетов у лиц с ценностной рассогласованностью. Анализируются корреляционные связи ПЦС с конструктивными и деструктивными психодинамическими характеристиками в модели личности. Показана опосредованная через деструктивную агрессию положительная связь ценностной согласованности с активностью механизмов психологической защиты.
1 - 25 из 59 результатов