Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2017 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам |

1. Когнитивные гибридные системы поддержки принятия решений и прогнозирования [№4 за 2017 год]
Авторы: Аверкин А.Н., Ярушев С.А., Павлов В.Ю.
Просмотров: 17634
В работе рассматривается ряд моделей для поддержки принятия решений в динамических ситуациях, характеризующихся слабой структурированностью, основанной на гибридной системе, интегрирующей нечеткую иерархическую модель оценивания и нечеткую когнитивную модель ситуации. Представлены гибридная модель на основе когнитивных карт и иерархий Саати для поддержки принятия решений в динамических ситуациях и нечеткая продукционная модель для моделирования нерационального поведения людей в задачах поведенческой экономики. При создании поведенческой модели принятия решений учитывались модули, отвечающие за эмоции ЛПР, и репрезентативность внутренней модели. В модели используются нечеткая логика и продукционные правила. Этот подход делает модель принятия решений интуитивно понятной благодаря лингвистическим переменным, формирующим продукционные правила. Еще одно преимущество – универсальность и шкалируемость, получаемая при переходе к моделям с большим числом параметров. Представлена модель модулярной системы прогнозирования временных рядов, состоящей из модулей на основе модулярных нейронных сетей, модуля, включающего в себя гибрид нечеткой когнитивной карты и нейро-нечеткой сети ANFIS, и модулей верификации и агрегирования полученных результатов. Подробно в данной статье рассматривается модуль, сочетающий нечеткую когнитивную карту и нейро-нечеткую сеть. Построена нейронная сеть, и продемонстрирована ее структура в сочетании с нечеткой когнитивной картой на примере прогноза показателя «качество жизни населения». Подобные подходы используются в системах бизнес-аналитики для экономики знаний на основе интеллектуальных систем поддержки принятия решений, использующих когнитивные методы анализа сознания людей, вовлеченных в эти процессы, а также тестирование качества ЛПР по их мозговой активности, для параметрической настройки интеллектуальных систем поддержки принятия решений.

2. Оптимальная энтропийная кластеризация в информационных системах [№4 за 2017 год]
Автор: Аскерова Б.Г.
Просмотров: 8495
В данной работе исследована возможность разработки нового метода кластеризации данных в информационных системах. Кластеризация – это процесс нахождения возможных групп в заданном множестве с учетом признаков схожести или различия элементов этого множества. Существующий метод энтропийной кластеризации представляет собой информационно-теоретический подход к задаче кластеризации. В статье предлагается метод оптимальной энтропийной кластеризации высокоразмерных данных в информационных системах, который базируется на энтропийном подходе к выбору состояния элементов сообщений. Дано его математическое обоснование. Разработанный метод оптимальной энтропийной кластеризации базируется на известном принципе «малая величина энтропии соответствует большому количеству информационного содержания» и позволяет формировать режим не только оптимальной кластеризации, но и сокращения признакового пространства. Предложены методики вычисления степени оптимальности проведенной кластеризации, а также сокращения признакового пространства высокоразмерных данных при их первичной обработке.

3. Interpretation of the meaning of natural language phrases in problem-oriented systems [№4 за 2017 год]
Authors: Billig V.A., I.S. Smirnov
Просмотров: 5605
Организация диалога с компьютером на естественном языке является одним из важнейших направлений в области искусственного интеллекта. Мощь и выразительная сила естественного языка затрудняют его формализацию и устранение неоднозначностей в понимании смысла фраз. В данной статье рассматривается подход к интерпретации смысла фраз на основе теории «Смысл–Текст». Ключевым моментом является намеренное ограничение контекста диалога заданной предметной областью. Это позволяет системе вести более содержательный диалог и решать конкретные задачи из заранее определенного множества. Построенная на основе разработанных авторами алгоритмов программная система «Элиза–Школьник» ориентирована на достаточно широкую предметную область, включающую множество задач, предлагаемых на едином государственном экзамене по информатике. Система способна объяснять свои действия по анализу текста фраз, содержащих запросы на решение тех или иных задач, решать запрашиваемые задачи и давать объяснения хода решения. Форма взаимодействия «вопрос–ответ» представляется наиболее естественной в процессе обучения. Процесс анализа разбивается на последовательность этапов (предварительный, морфологический, синтаксический и семантический анализ), на каждом из которых используются различные модели языка и предметной области. Предлагаемый подход базируется на следующих идеях: абстрагирование от предметной области до самых поздних этапов анализа и направленность на результат, то есть построение наиболее вероятного, может быть, неполного, представления смысла, несмотря на неполноту исходной информации или возможные ошибки в процессе анализа. Разработанные алгоритмы могут быть применены и к другим проблемным областям.

4. Применение методов классификации и кластеризации для повышения эффективности работы прецедентных систем [№4 за 2017 год]
Авторы: Варшавский П.Р., Ар Кар Мьо, Шункевич Д.В.
Просмотров: 12997
В статье рассматриваются актуальные вопросы повышения эффективности работы систем, использующих рассуждения на основе прецедентов (CBR – Case-Based Reasoning). Прецедентные методы и системы (CBR-системы) активно применяются для решения целого ряда задач в области искусственного интеллекта (например, для моделирования правдоподобных рассуждений (рассуждений здравого смысла), машинного обучения, интеллектуальной поддержки принятия решений, интеллектуального поиска информации, интеллектуального анализа данных и др.). Следует отметить, что современные инструменты для интеллектуального анализа данных, широко используемые сегодня в интеллектуальных системах, системах управления базами данных и знаний, бизнес-приложениях, системах машинного обучения, системах электронного документооборота и др., не обладают развитыми CBR-средствами. Для повышения эффективности работы CBR-систем предлагается использовать модифицированный CBR-цикл, позволяющий сформировать базу удачных и неудачных прецедентов на основе имеющейся экспертной информации (тестовых выборок), а также модификацию алгоритма k ближайших соседей (k-NN) для извлечения прецедентов. Предложенные модификации позволяют повысить качество решения задач интеллектуального анализа данных (в частности, задачи классификации данных). Кроме того, в работе для повышения быстродействия CBR-систем рассматривается возможность сокращения количества прецедентов в базе удачных прецедентов за счет применения методов классификации и кластеризации. С использованием разработанного в среде MS Visual Studio на языке C# прототипа CBR-системы проведены вычислительные эксперименты по оценке эффективности предлагаемых в работе решений на наборе данных из UCI Machine Learning Repository.

5. Модель сервисного обслуживания компьютерных тренажеров военного назначения [№4 за 2017 год]
Автор: Вус А.В.
Просмотров: 8949
В статье рассматриваются вопросы сервисного обслуживания компьютерных тренажеров для подготовки военных специалистов. В связи с активным перевооружением Вооруженных Сил РФ отмечается важность применения компьютерных тренажеров для подготовки военных специалистов. Определяются общая модель жизненного цикла компьютерного тренажера и модель существующей системы сервисного обслуживания. Проводится анализ существующей системы сервисного обслуживания компьютерных тренажеров военного назначения и ее места в жизненном цикле тренажера, выявлены недостатки системы. Определяются показатели актуальности компьютерного тренажера, влияющие на эффективность применения компьютерного тренажера для подготовки военных специалистов в образовательных организациях и учебных заведениях и их связь с сервисным обслуживанием. Рассматривается целесообразность проведения работ по модернизации и по бюллетеням для актуализации компьютерного тренажера. Обосновывается необходимость создания новой модели сервисного обслуживания компьютерных тренажеров, позволяющей учитывать вопросы актуализации и доработки специального ПО. Отмечается роль организации-разработчика в актуализации компьютерного тренажера. Предложена модель сервисного обслуживания, позволяющая поддерживать компьютерный тренажер не только в исправном, но и в актуальном состоянии.

6. Программное средство моделирования модульных вычислительных систем для проверки допустимости их конфигураций [№4 за 2017 год]
Автор: Глонина А.Б.
Просмотров: 7775
В работе представлено программное средство для проверки критерия допустимости конфигураций модульных вычислительных систем (МВС) реального времени. В качестве примера таких систем рассматриваются системы интегрированной модульной авионики. Конфигурация МВС реального времени считается допустимой, если для нее все работы всех вычислительных задач выполняются в рамках директивных сроков. На основе анализа задач, возникающих при проектировании систем, были сформулированы требования к средству проверки критерия допустимости конфигурации. Обзор существующих программных средств показал, что ни одно из них не удовлетворяет всем требованиям, поэтому было принято решение о разработке собственного средства. Разработанное программное средство позволяет моделировать МВС реального времени и получать временные диаграммы их функционирования, необходимые для проверки критерия допустимости. Благодаря выбранному для моделирования математическому аппарату (сетям временных автоматов с остановкой таймеров) корректность построенных моделей формально доказана. Процесс построения и прогона модели для конкретной конфигурации полностью автоматизирован, поэтому разработанное средство может быть использовано в цикле работы алгоритмов поиска оптимальных конфигураций. Программное средство было интегрировано с САПР планирования вычислений в МВС реального времени, используемой в промышленности, и апробировано на данных, приближенных к реальным. Эксперименты показали, что разработанное средство применимо на практике и для конфигураций с длительным интервалом планирования превосходит по быстродействию встроенную в САПР модель МВС. Кроме того, предложенное средство удовлетворяет всем сформулированным ранее требованиям в отличие от встроенной в САПР модели, удовлетворяющей им лишь частично.

7. Анализ особенностей процессов управления требованиями к информационным системам государственных структур [№4 за 2017 год]
Авторы: Гриб И.И., Вишняков Ю.С., Жижченко А.Б., Поликарпов С.А., Сотников А.Н., Табаченко Н.В.
Просмотров: 7579
Работа посвящена исследованию процессов управления требованиями к информационным системам корпора-тивного уровня на различных стадиях их жизненного цикла. Существует множество методик и нотаций, описывающих процесс управления требованиями к ПО. Процессам создания, имплементации и сопровождения корпоративных информационных систем, особенно для бизнес-среды, посвящено большое количество научных исследований, однако существует значительный пробел в исследовании и практических рекомендациях для информационных систем государственных учреждений, учитывающих их специфику и особенности. В ситуации, когда информатизация в стране приняла всеобъемлющий характер, информационные системы массово создаются, модернизируются и развиваются. Для эффективной разработки, внедрения и сопровождения корпоративных информационных систем, в первую очередь государственных, необходимо обеспечить процесс управления требованиями к таким системам и к их базовым компонентам.

8. Analysis of website security status based on performance metrics [№4 за 2017 год]
Authors: D.T. Dim, Bogatikov V.N.
Просмотров: 4299
Актуальность работы заключается в анализе современных трендов развития web-сайтов и интернет-инфраструктуры, а также в отражении условий для оптимальной работы систем, представляющих информацию, выполняющих функции электронной коммерции и предоставляющих различные виды услуг. В последние два десятилетия общая информация во всемирной паутине WWW и количество пользователей увеличились почти в двести раз. С их ростом требования к технике стали еще критичнее, но оценке с коммерческой точкой зрения уделяется больше внимания, чем с технической. В работе особое внимание уделяется оценке качества работы web-сайтов с точки зрения информационно-технологических показателей, рассмотрена нечеткая цепь Маркова с выделением конкретных состояний производительности web-сайтов.

9. Оценка состояния безопасности интернет-сайтов как плохо формализуемых объектов на основе методов нечеткой логики [№4 за 2017 год]
Авторы: Дим Д.Т., Богатиков В.Н., Клюшин А.Ю.
Просмотров: 8396
Статья посвящена анализу времени загрузки страницы, что является важным показателем для любого web-сайта. Как правило, сайты размещены на web-серверах с определенными характеристиками. Они взаимодействуют с окружающей средой, которая в большей части агрессивна и неопределенна (внешние угрозы, такие как проникновение, отказ в обслуживании, внедрение кода в язык структурированных запросов SQL и т.д.). Нужно отметить, что существуют и неопределенности, порождаемые аппаратным и программным обеспечением. Любой сайт может быть подвержен влиянию внешнего окружения и различных подсистем обслуживания функций web-сайтов, что приводит к возникновению нештатных ситуаций и порождает неопределенность его работы. Степень неопределенности практически не всегда можно оценить только на основании статистического материала. Это приводит к увеличению количества методов и средств интеллектуализации выполнения оценок на основе методов искусственного интеллекта, в частности, методов, построенных на применении нечетких оценок.

10. Система поддержки принятия решений при определении нозологической формы гепатита [№4 за 2017 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Астафьев А.Н.
Просмотров: 9585
Статья посвящена решению проблемы определения нозологической формы гепатита с целью снижения ошибок при оценке данных анамнеза и клинических анализов. Проблема решается с помощью ПО, моделирующего опыт специалистов, путем итерационного обучения на эталонных ситуациях. Поставленная перед системой поддержки принятия решений задача состоит из шестидесяти пяти входных факторов (анализов и анамнезов) и четырех выходных значений, характеризующих форму гепатита. Набор входных фак- торов выбран исходя из рекомендаций по клинической диагностике формы гепатита, нозологические формы выбирались в соответствии с требованиями международной системы классификации болезней. Предложенный алгоритм решения задачи основан на применении модифицированного итерационного метода Качмажа для решения систем линейных уравнений нейронной сети, при решении происходит расчет весовых коэффициентов. Выбранный метод позволяет производить расчет, эффективно используя вычислительные возможности. Система реализована в среде разработки Embarcadero Delphi, в качестве сервера БД использован FirebirdSQL. БД содержит 280 эталонных образов, участвующих в обучении системы. Общее количество итераций для формирования базы весовых коэффициентов составляет 260, полученная ошибка обучения равна 0,2–0,3. Применение образов, содержащих наибольшую ошибку, позволяет понизить ошибку и общее количество образов. Система прошла клиническую апробацию на полных данных 100 реальных пациентов, коэффициент корреляции составил 0,7. В ряде случаев применение разработанной системы позволяет повысить эффективность лечения. Применение данного подхода также возможно для оценки эффективности лечения гепатита.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►