ИНФОРМАТИКА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ

2310-9912

  • Publisher Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук
  • Country Россия
  • Web https://elibrary.ru/title_about.asp?id=26694

Content

ИНТЕРПОЛЯЦИОННОЕ АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ В СЛОЖНЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

СИНИЦЫН ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

Разработаны методы интерполяционного аналитического моделирования (ИАМ) в сложных непрерывных и дискретных скалярных и приводимых к ним векторных стохастических системах (СтС). Выделены типовые классы сложных СтС. Методы основаны на интерполяционном решении эволюционного уравнения для одномерной характеристической функции (х.ф.). Получены уравнения чувствительности для оценки х.ф. к параметрам СтС. В основу базовых алгоритмов ИАМ положена теорема отсчетов Котельникова. Рассмотрены практические вопросы выбора интерполяционных формул Котельникова и оценки количества интерполяционных отсчетов. Для СтС с известной аналитической прир одой в качестве дальнейшего развития следует рассмотреть применение сплайнт-вейвлет методов для офлайн алгоритмов, а для онлайн алгоритмов - фильтрационных подходов, при этом особое внимание следует уделить многомерным распределениям.

УПРАВЛЕНИЕ ВЫХОДОМ СТОХАСТИЧЕСКОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПО КВАДРАТИЧНОМУ КРИТЕРИЮ. II. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

БОСОВ АЛЕКСЕЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, СТЕФАНОВИЧ АЛЕКСЕЙ ИГОРЕВИЧ

Представлена вторая часть исследования задачи оптимального управления для диффузионного процесса Ито и линейного управляемого выхода. Оптимальное управление выходом dzt = = atyt dt + btzt dt + ctut dt + at dwt стохастической дифференциальной системы с состоянием dyt = = At(yt) dt + >t(yt) dvt и квадратичным критерием качества, определяемое функцией Беллмана вида Vt(y,z) = atz2 + @t(y)z + Yt(y), рассчитывается путем приближенного решения сеточными методами дифференциальных уравнений для коэффициентов at, в(y) и Yt(y). Подробно рассмотрен модельный пример, опирающийся на простую дифференциальную модель для показателя RTT (Round-Trip Time) сетевого протокола TCP (Transmission Control Protocol). Приводятся результаты численного эксперимента, позволяющие оценить трудности практической реализации оптимального решения и обозначить задачи дальнейшего исследования.

ОБ ОДНОМ КЛАССЕ ЗАДАЧ ФИЛЬТРАЦИИ НА МНОГООБРАЗИЯХ

РЫБАКОВ КОНСТАНТИН АЛЕКСАНДРОВИЧ

Цель статьи состоит в описании стохастических дифференциальных систем, траектории которых находятся на гладком многообразии, в приложении к задаче оптимальной фильтрации. Дополнительным условием является принадлежность этому же многообразию не только траекторий системы, но и результата оценивания этих траекторий на основе косвенных измерений, а именно: решения задачи оптимальной фильтрации по критерию минимума среднеквадратической ошибки оценивания. Рассматриваются системы как диффузионного типа, так и диффузионно-скачкообразного типа, т. е. при наличии как винеровских, так и пуассоновских возмущений. Результатом являются условия на коэффициенты уравнения для случайного процесса, траектории которого требуется оценить. В основе полученных условий лежит понятие первого интеграла стохастических дифференциальных уравнений, а также некоторые его свойства.

О ЧИСЛЕ МАКСИМАЛЬНЫХ НЕЗАВИСИМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЧАСТИЧНЫХ ПОРЯДКОВ (СЛУЧАЙ ЦЕПЕЙ)

ДЮКОВА ЕЛЕНА ВСЕВОЛОДОВНА, МАСЛЯКОВ ГЛЕБ ОЛЕГОВИЧ, ПРОКОФЬЕВ ПЕТР АЛЕКСАНДРОВИЧ

Рассматривается одна из центральных труднорешаемых задач логического анализа данных - дуализация над произведением частичных порядков. Исследуется важный частный случай, когда каждый порядок является цепью. Если мощность каждой цепи равна двум, то рассматриваемая задача - это построение сокращенной дизъюнктивной нормальной формы монотонной булевой функции, заданной конъюнктивной нормальной формой (КНФ), что эквивалентно перечислению неприводимых покрытий булевой матрицы. При условии, что число строк булевой матрицы по порядку меньше числа столбцов, известна асимптотика типичного числа неприводимых покрытий. В настоящей работе аналогичный результат получен для дуализации над произведением цепей, когда мощность каждой цепи больше двух. Получение подобных асимптотических оценок является технически сложной задачей и необходимо, в частности, для обоснования существования асимптотически оптимальных алгоритмов для задачи монотонной дуализации и различных обобщений этой задачи.

АНАЛИЗ УЯЗВИМОСТИ МНОГОПОЛЮСНЫХ СЕТЕЙ ПРИ СТРУКТУРНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЯХ

МАЛАШЕНКО ЮРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ, НАЗАРОВА ИРИНА АЛЕКСАНДРОВНА, НОВИКОВА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА

Предложен метод получения информативных оценок изменений функциональных возможностей многостоковой сетевой системы после потенциальной аварии. В рамках формализма модели передачи однопродуктового потока изучается множество достижимых векторов-решений, удовлетворяющих стандартным условиям сохранения и ограничениям на потоки по дугам. Для анализа изначального состояния системы для каждой стоковой вершины, отдельно и независимо от остальных, вычисляется максимальный поток. Соответствующий минимальный разрез отделяет эту стоковую вершину от источника. Все дуги найденного минимального разреза модельно удаляются и в поврежденной таким образом сети оцениваются возможности передачи потоков в другие стоковые вершины - рассчитываются предельно-допустимые для вершины потоки, которые сравниваются с их изначальными значениями. Оценки ущерба проводятся для различных минимальных разрезов. Определяется влияние таких структурных повреждений на величины потоков для всех стоковых вершин и строятся агрегированные характеристики подверженности вершины влиянию структурных повреждений.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА С ПОМОЩЬЮ ЛОКАЛЬНЫХ АППРОКСИМИРУЮЩИХ МОДЕЛЕЙ

АНИКЕЕВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ПЕНКИН ГРИГОРИЙ ОЛЕГОВИЧ, СТРИЖОВ ВАДИМ ВИКТОРОВИЧ

Исследуется проблема классификации временных рядов акселерометра мобильного телефона. Классу физической активности соответствует сегмент временного ряда. Сегменту сопоставляется его признаковое описание. Оно порождается аппроксимирующим сплайном. Элементами вектора признаков являются коэффициенты при базисных функциях сплайнов. Вычислительный эксперимент находит оптимальные параметры аппроксимации и параметры модели классификации согласно максимуму правдоподобия логистической модели классификации.

ОБРАЩЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ ОПЕРАТОРОВ С ПОМОЩЬЮ СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ЖЕСТКОЙ ПОРОГОВОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ НЕИЗВЕСТНОЙ ДИСПЕРСИИ ШУМА

ШЕСТАКОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ

При обращении линейных однородных операторов обычно необходимо использовать методы регуляризации, поскольку наблюдаемые данные, как правило, зашумлены. Для подавления шума часто используется пороговая обработка вейвлет-коэффициентов функции наблюдаемого сигнала. Пороговая обработка стала популярным инструментом подавления шума благодаря своей простоте, вычислительной эффективности и возможности адаптации к функциям, имеющим на разных участках разную степень регулярности. Рассматривается предложенный недавно стабилизированный метод жесткой пороговой обработки, в котором устранены основные недостатки мягкой и жесткой пороговой обработки, и исследуются статистические свойства этого метода. В модели данных с аддитивным гауссовским шумом с неизвестной дисперсией проведен анализ несмещенной оценки среднеквадратичного риска и показано, что при определенных условияхданная оценка является асимптотически нормальной, при этом дисперсия предельного распределения зависит от способа оценивания дисперсии шума.

ОБ УНИМОДАЛЬНОСТИ ФУНКЦИИ ДОХОДА СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТИПА G|M|S С УПРАВЛЯЕМОЙ ОЧЕРЕДЬЮ

АГАЛАРОВ ЯВЕР МИРЗАБЕКОВИЧ, УШАКОВ ВЛАДИМИР ГЕОРГИЕВИЧ

Рассматривается задача максимизации среднего дохода в системе массового обслуживания (СМО) типа G\M\s в единицу времени на множестве чистых стационарных пороговых стратегий с одной точкой переключения режима ограничения доступа. Функция дохода зависит от следующих параметров, измеряемых в стоимостных единицах: плата, получаемая за обслуживание заявок; затраты на техническое обслуживание прибора; вычет из дохода за задержку заявок в очереди; штраф за необслуженные заявки. Доказано, что функция дохода является унимодальной на множестве рассматриваемых пороговых стратегий. Предложен алгоритм расчета оптимального порогового значения и соответствующего значения максимального дохода. Приведены результаты вычислительного эксперимента, иллюстрирующего работу предложенного алгоритма.

АПРИОРНЫЕ ФРЕШЕ И МАСШТАБИРОВАННОЕ ОБРАТНОЕ ХИ-РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В БАЙЕСОВСКИХ МОДЕЛЯХ БАЛАНСА

КУДРЯВЦЕВ АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ, ПАЛИОННАЯ СОФЬЯ ИГОРЕВНА, ШОРГИН ВСЕВОЛОД СЕРГЕЕВИЧ

Статья продолжает ряд работ авторов в области моделирования систем массового обслуживания с применением байесовского подхода. Постановка задачи распространяется на более широкий класс прикладных исследований - изучение индекса баланса факторов, влияющих на функционирование системы. Предполагается, что параметры модели разделены на два класса, к одному из которых относятся те, что оказывают позитивное влияние на функционирование сложного агрегата, а к другому - препятствующие функционированию. Эффективность работы исследуемой системы, естественно, зависит от соотношения позитивного и негативного факторов, называемого индексом баланса. В рамках байесовского подхода предполагается, что факторы суть случайные величины с известными априорными распределениями. Во многих прикладных задачах свою адекватность демонстрируют распределения из гамма-класса. В статье рассматриваются смеси частных случаев обобщенного гамма-распределения - распределение Фреше и масштабированное обратное хи-распределение.

ПОЛИНОМИАЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ АФФИННОСТЕЙ КВАДРАТИЧНЫХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ

ЛОГАЧЕВ ОЛЕГ АЛЕКСЕЕВИЧ, СУКАЕВ АЛЬБЕРТ АТЛАСОВИЧ, ФЕДОРОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

Аффинная нормальная форма позволяет рассматривать произвольную булеву функцию на определенных плоскостях (так называемых локальных аффинностях) как аффинную. Данное представление - по сути, аффинная аппроксимация - булевых функций может помочь в решении систем нелинейных уравнений над полем из двух элементов. Задача решения таких систем (специального вида), среди прочего, используется в ряде методов синтеза и анализа средств обеспечения информационной безопасности. В статье описывается способ нахождения локальных аффинностей для квадратичных булевых функций, основанный на теореме Диксона. Тем самым решается задача построения аффинных нормальных форм для таких функций. Кроме того, обсуждаются вопросы эффективности подобных алгоритмов. Основная цель данной статьи - подготовить базу для готовящейся к публикации работы, предлагающей метод решения систем квадратичных булевых уравнений с помощью «аппроксимирования» соответствующих функций их аффинными нормальными формами.

ОПТИМИЗАЦИЯ ГИПЕРПАРАМЕТРОВ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ПРЕДСКАЗАНИЯ ОСАДКОВ

ГОРШЕНИН АНДРЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, КУЗЬМИН ВИКТОР ЮРЬЕВИЧ

Рассмотрена процедура настройки гиперпараметров нейронной сети для анализа простран-ственныхметеорологическихданныхс использованием инструментов гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса (ГВВК). Проведено сравнение точности прогнозирования осадков на основе таких методов, как поиск по решетке и случайный поиск. Продемонстрировано, что даже при сравнительно небольшом числе случайных выборов комбинаций гиперпараметров возможно получить точность, сопоставимую с полным перебором, при умеренных временных затратах. Данные результаты означают возможность автоматического построения архитектуры нейросети на основе базовой модели для решения конкретных прикладных задач.

СИНТЕЗ ГЕОДАННЫХ В ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИНФРАСТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ СВЯЗАННЫХ ДАННЫХ

ДУЛИН СЕРГЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ДУЛИНА НАТАЛЬЯ ГЕОРГИЕВНА, КОЖУНОВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

Синтез пространственных данных из различных источников, доступных в Web, - главная задача для современных приложений, использующих информационный поиск в сети и нацеленных на принятие решений на основе геоданных. Эта работа посвящена синтезу пространственных данных с акцентом на его приложения в пространственных инфраструктурах данных (Spatial Data Infrastructures - SDIs). Возможности интеграции SDIs и семантического контекста обсуждаются при условии согласованного описания и использования отношений характеристик объектов. Предложена классификация и декомпозиция процессов синтеза в сервис-ориентированной структуре для обслуживания широкого круга запросов.

ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ: ВЫЯВЛЕНИЕ И ЗАПОЛНЕНИЕ ЛАКУН

ЗАЦМАН ИГОРЬ МОИСЕЕВИЧ

Дано описание процесса целенаправленного развития лингвистических типологий2 как форм представления знаний об исследуемых языковых единицах (ЯЕ). Рассматриваемая задача заключается в обнаружении лакун в системе современного знания (ССЗ) об исследуемых ЯЕ, что предполагает выбор и использование некоторого эталона, отражающего современный уровень знания в соответствующей предметной области. Процесс обнаружения лакун представляет собой вид лингвистического аннотирования текстов, содержащих исследуемые ЯЕ, с применением методов и средств информатики. В качестве источника новых знаний для заполнения лакун используются параллельные тексты, которые включают оригинальные литературные произведения и их переводы. Цель статьи состоит в описании подхода к обнаружению лакун в процессе аннотирования параллельных текстов, содержащих исследуемые ЯЕ и их переводы.

РЕСУРСНЫЕ СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ

ГОРБУНОВА АНАСТАСИЯ ВЛАДИМИРОВНА, НАУМОВ ВАЛЕРИЙ АРСЕНТЬЕВИЧ, ГАЙДАМАКА ЮЛИЯ ВАСИЛЬЕВНА, САМУЙЛОВ КОНСТАНТИН ЕВГЕНЬЕВИЧ

Представлен обзор ресурсных систем массового обслуживания (РСМО). Одному из методов их исследования посвящен целый раздел. Ценной особенностью предложенного метода является значительное упрощение анализа системы и при этом сохранение высокой точности оценки, а в отдельных случаях и отсутствие потери точности в принципе. Так, в частности, вместо исходной ресурсной модели было предложено рассматривать упрощенную, в которой после ухода заявки освобождается не тот объем ресурсов, который заявка занимала, а его некоторая случайная величина, что позволяет значительно упростить случайный процесс, описывающий поведение системы. Впоследствии для случая пуассоновского входящего потока и экспоненциального времени обслуживания была строго доказана эквивалентность результатов для исходной и упрощенной моделей. Отдельный практический интерес представляют работы с рекуррентной дисциплиной обслуживания. Результатам их анализа посвящена значительная часть работы.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕЛИ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ МЕЖМАШИННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, РАБОТАЮЩЕЙ В РАМКАХ ДВУХ ПОЛИТИК РАЗДЕЛЕНИЯ РАДИОРЕСУРСОВ

МАРКОВА ЕКАТЕРИНА ВИКТОРОВНА, ГОЛЬСКАЯ АНАСТАСИЯ АНДРЕЕВНА, ДЗАНТИЕВ ИЛЬЯ ЛЕОНИДОВИЧ, ГУДКОВА ИРИНА АНДРЕЕВНА, ШОРГИН СЕРГЕЙ ЯКОВЛЕВИЧ

В настоящее время информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) все глубже проникают во многие области современной жизни. Например, концепция интеграции ИКТ и Интернета вещей (Internet of Things, IoT) для управления городской инфраструктурой «Умный город» позволяет городской власти следить за изменениями и ситуацией в городе с помощью датчиков. При этом специализированные системы осуществляют сбор данных в автоматическом режиме без участия человека. Важным параметром при определении показателей эффективности беспроводных сетей межмашинного взаимодействия (Machine-to-Machine, M2M) - скорости передачи данных, вероятности блокировки - служит удаленность устройства (датчика) от радиопередающей аппаратуры (базовой станции, БС). Поэтому при описании такой сети в виде системы массового обслуживания с потоковым (гарантированная скорость передачи данных) или эластичным (негарантированная скорость) трафиком необходимо рассматривать входящий поток запросов на передачу данных от M2M-устройств таким образом, чтобы учесть расположение устройств относительно БС...В настоящее время информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) все глубже проникают во многие области современной жизни. Например, концепция интеграции ИКТ и Интернета вещей (Internet of Things, IoT) для управления городской инфраструктурой «Умный город» позволяет городской власти следить за изменениями и ситуацией в городе с помощью датчиков. При этом специализированные системы осуществляют сбор данных в автоматическом режиме без участия человека. Важным параметром при определении показателей эффективности беспроводных сетей межмашинного взаимодействия (Machine-to-Machine, M2M) - скорости передачи данных, вероятности блокировки - служит удаленность устройства (датчика) от радиопередающей аппаратуры (базовой станции, БС). Поэтому при описании такой сети в виде системы массового обслуживания с потоковым (гарантированная скорость передачи данных) или эластичным (негарантированная скорость) трафиком необходимо рассматривать входящий поток запросов на передачу данных от M2M-устройств таким образом, чтобы учесть расположение устройств относительно БС. Представлена модель соты беспроводной сети со стационарными M2M-устройствами, находящимися либо в пассивном, либо в активном состоянии. Устройства описываются точками, случайно возникающими на плоскости, и генерируют потоковый трафик, скорость передачи которого зависит от расположения устройства в соте, его мощности и уровня шума. Состояние системы описывает вектор переменной длины, компонентами которого служат расстояния от каждого активного устройства до БС. Рассмотрены две политики управления радиоресурсами - round robin (RR) и full power (FP), отличающиеся друг от друга распределением временного интервала обслуживания M2M-устройства и предоставляемой скоростью передачи данных. Проведен сравнительный анализ значений вероятности блокировки запроса на передачу данных.

This content is a part of the Информатика и информационная деятельность collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request

Unfortunately, we have no right to provide any kind of access to this resource in the territory of Western Europe. In any case, we will process your request and contact you with possible variants of solution.