Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2017 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

1. Analysis of website security status based on performance metrics [№4 за 2017 год]
Authors: D.T. Dim, Bogatikov V.N.
Просмотров: 4291
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.

2. Interpretation of the meaning of natural language phrases in problem-oriented systems [№4 за 2017 год]
Authors: Billig V.A., I.S. Smirnov
Просмотров: 5589
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.

3. 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: 7568
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.

4. Архитектура интеллектуальной системы оптимального управления эволюцией многостадийных процессов в нечеткой динамической среде [№4 за 2017 год]
Авторы: Палюх Б.В., Ветров А.Н., Егерева И.А.
Просмотров: 9378
В статье излагаются ключевые элементы подхода к созданию системы интеллектуальной информационной поддержки инноваций на предприятии, основанного на интеграции механизмов поиска инновационных решений, методов управления эволюцией производственно-технологической системы с использованием созданного хранилища инновационных решений, алгоритмов согласованной оптимизации и идентификации технологических параметров. Рассмотрена возможность использования предложенного подхода применительно к базовому варианту модели функционирования производственно-технологической системы. Проект посвящен фундаментальной научной проблеме создания методов и средств моделей оптимального управления эволюцией многостадийных процессов в условиях динамической неопределенности для повышения их эффективности и долгосрочной устойчивости в течение всего жизненного цикла. Многостадийный процесс рассматривается как многоагентная система, эффективность управления которой зависит от согласованного поведения центра и агентов, их заинтересованности в поиске и внедрении инновационных решений, умения анализировать возможности эволюционного развития. Подход, лежащий в основе предлагаемого в проекте формального аппарата для оптимального управления эволюцией многостадийных процессов, включает разработку и исследование математической модели управления эволюцией многостадийных процессов в нечеткой динамической среде. Он также предполагает разработку метода решения задачи управления эволюцией многостадийных процессов в виде оптимального (субоптимального) закона управления с обратной связью и исследование асимптотических свойств решений полученного функционального уравнения для автономных систем. Разработка методов согласованной оптимизации при взаимодействии центра и группы агентов в условиях расширения их производственно-технологических возможностей также составляет содержание проекта. Реализация разрабатываемых методов и моделей предполагает создание прототипа интеллектуальной системы оптимального управления эволюцией многостадийных процессов в нечеткой динамической среде.

5. Интервально-дифференциальные уравнения в структуре нечеткого фильтра Калмана при управлении сложными технологическими объектами [№4 за 2017 год]
Авторы: Пучков А.Ю., Дли М.И.
Просмотров: 9523
В статье предложена методика вычисления оценок процессов, протекающих на сложных технологических объектах, основанная на применении интервальных методов к дифференциальному векторно-матричному уравнению, описывающему фильтр Калмана. В отличие от методов решения дифференциального уравнения, описывающего фильтр Калмана, в классе вещественных чисел применение интервального счисления позволяет учесть неопределенность и неточность исходных данных, обусловленные различными факторами. К числу таких факторов относятся ошибки измерительной аппаратуры, зависящие от класса точности прибора, ошибки округления при проведении численных расчетов, погрешности дискретизации как по времени, так и по уровню. Свой вклад в неточность могут вносить и применяемые математические методы, в частности, использование нечетко-логического подхода к нахождению матрицы формирующего фильтра при описании процессов, протекающих на сложных технологических объектах, что обусловлено субъективизмом при формировании параметров нечетких моделей: видов функций принадлежности, количества термов переменных, правил, заполняющих базу знаний. Новизна предложенного подхода заключается в разработанной методике получения интервальных оценок состояния процесса в условиях неточности исходной информации на основе применения методов решения интервально-дифференциальных уравнений, позволяющих свести решение дифференциальных уравнений к более простому решению систем алгебраических уравнений. Представлены этапы решения уравнения, описывающего фильтр Калмана, которые состоят в переходе от дифференциального векторно-матричного уравнения фильтра к скалярной форме, а затем от него к интервально-дифференциальной форме и системе алгебраических уравнений. Решение этой системы дает искомый диапазон, внутри которого находятся оценки состояния процесса. Приведены иллюстративный пример и результаты работы реализующей предложенную методику программы, написанной на языке MATLAB.

6. Использование концепт-карт для автоматизированного создания продукционных баз знаний [№4 за 2017 год]
Авторы: Дородных Н.О., Юрин А.Ю.
Просмотров: 11825
Актуальность использования концептуальных моделей в форме концепт-карт для автоматизированного формирования баз знаний интеллектуальных систем обусловливает необходимость разработки специализированного алгоритмического и программного обеспечения. В данной работе рассмотрен подход, обеспечивающий прототипирование баз знаний экспертных систем продукционного типа на основе анализа концепт-карт IHMC CmapTools. Подход основан на выделении исходных структурных элементов концепт-карт из файлов формата Concept Mapping Extensible Language (CXL) и на их преобразовании в конструкции целевого языка программирования баз знаний, в частности, C Language Production System (CLIPS). Приведены описание основных этапов подхода, анализируемых конструкций CXL (в частности, concept-list, linking-phrase-list, connection-list), а также иллюстративный пример преобразований. Особенностью предлагаемого подхода является использование онтологической модели в качестве универсальной промежуточной формы представления знаний, полученных из концепт-карт, не зависящей от языка программирования баз знаний, и авторской графической нотации – Rule Visual Modeling Language (RVML), обеспечивающей наглядное отображение и уточнение причинно-следственных отношений в виде логических правил (продукций). Рассмотренное алгоритмическое обеспечение реализовано в составе исследовательского прототипа программного средства Personal Knowledge Based Designer (PKBD), которое в настоящий момент используется в учебном процессе в Иркутском национальном исследовательском техническом университете.

7. Когнитивные гибридные системы поддержки принятия решений и прогнозирования [№4 за 2017 год]
Авторы: Аверкин А.Н., Ярушев С.А., Павлов В.Ю.
Просмотров: 17606
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.

8. Математические модели реограмм состояния в программах Table Curve 2d/3d как основа интеллектуальной системы управления процессами структурирования многокомпонентных эластомерных композитов [№4 за 2017 год]
Авторы: Кузнецов А.С., Корнюшко В.Ф.
Просмотров: 7978
В настоящее время большинство изделий из эластомерных материалов получают в процессе структурирования, что представляет собой химический процесс пространственного сшивания и технологический процесс создания готового изделия из эластомеров. Современное промышленное производство изделий из эластомеров – сложный многостадийный процесс, характеризующийся наличием нескольких стадий. В общем виде система производства изделий из эластомеров представляет собой пример химико-технологической системы с последовательным соединением элементов. В работе рассматриваются единая химико-технологическая система производства изделий из эластомеров, а также химико-технологические процессы смешения и структурирования многокомпонентных эластомерных композитов как составляющие химико-технологической системы. В настоящее время требования к уровню свойств изделий из эластомеров все более ужесточаются. Для получения кондиционных изделий с требуемым комплексом свойств необходимо четкое соблюдение последовательности и параметров всех подготовительных и технологических операций и стадий резинового производства. Повышению качества готового продукта способствуют применение методов контроля и управления процессами смешения и структурирования, системный анализ производственных процессов, их детальное вербальное и математическое описание, а также информационное обеспечение принятия решений при контролировании процессов смешения и вулканизации на основе анализа реометрических кривых и информационных БД. Организация управления процессом структурирования эластомерных композитов невозможна без его информационной поддержки на основе современных информационных технологий и систем. Построена интеллектуальная информационная система управления сложными химико-технологическими процессами структурирования многокомпонентных эластомерных композитов на основе анализа и моделирования реографической информации. Проведено математическое моделирование реограмм состояния многокомпонентных эластомерных композитов с использованием нелинейных относительно параметров моделей. Приведены критерии качества полученных моделей, приемы визуализации основных показателей процесса структурирования многокомпонентных эластомерных композитов с использованием современных программных продуктов. Показано, что аналитические приборы являются неотъемлемой частью интегрированной интеллектуальной информационной системы управления сложными химико-технологическими процессами структурирования многокомпонентных эластомерных композитов.

9. Метод повышения интерпретируемости регрессионных моделей на основе трехступенчатой модели развития мышления [№4 за 2017 год]
Автор: Куликовских И.М.
Просмотров: 6876
Повышение обобщающей способности регрессионных моделей приводит к более эффективному решению задач распознавания, прогнозирования, выявления различных стратегий поведения технических и социальных систем. Известные методы повышения обобщающей способности обладают вычислительной эффективностью, но понижают интерпретируемость модели и конечных результатов. Предлагаемая статья является попыткой обратиться к данной проблеме, дополняя задачи регрессии и классификации в контексте задач синтеза фильтров из области цифровой фильтрации и тестирования из области психометрии. Принимая во внимание достоинства решений в альтернативных предметных областях, целью данной работы является создание метода повышения интерпретируемости регрессионных моделей через стимулирование процессов внутренней неопределенности в машинном обучении. Для достижения поставленной цели была создана трехступенчатая модель развития машинного мышления, отражающая динамику анализируемых предметных областей. Эти области связаны едиными процессами внутренней неопределенности, что требует создания соответствующего математического аппарата. Данная работа рассматривает процессы внутренней неопределенности с когнитивной точки зрения через процессы забывания и угадывания. Результатом исследования является реализация ступеней синтеза фильтров, тестирования и интегральной ступени регрессии/классификации в рамках созданной трехступенчатой модели развития мышления. При этом ступень синтеза фильтров моделирует техническую среду, ступень тестирования – социальную среду, а интегральная ступень – социально-техническую среду. Тогда как социальная среда моделирует сознание человека, социально-техническая среда вводит понятие сознания машины. Представленные реализации позволили формализовать метод повышения интерпретируемости регрессионных моделей через формирование принципов перехода от сознания человека к сознанию машины.

10. Метод управления пакетом проектов заказов на предприятии оборонно-промышленного комплекса [№4 за 2017 год]
Авторы: Семенов В.Ю., Допира Р.В., Ягольников Д.В.
Просмотров: 6261
Статья посвящена решению задачи управления пакетом проектов заказов на предприятии оборонно-промышленного комплекса. Если в процессе реализации крупных проектов показатели освоенного объема и фактических затрат совпадают с плановыми, то при фиксированных целях (относительно планируемого суммарного объема и планируемой продолжительности) необходимость в оперативном управлении отсутствует. Если же в процессе реализации проекта наблюдаются отклонения основных показателей освоенного объема от плановых значений, возникает необходимость оперативного управления. Рассматриваются различные возможные случаи несоответствия основных показателей, и предлагается метод управления процессом выполнения проекта. Ключевая идея, лежащая в основе метода освоенного объема, заключается в следующем: показатели освоенного объема являются характеристиками, на основании исследования которых на ранних стадиях выполнения проекта возможна (иногда достаточно точная) оценка их будущих значений и, следовательно, выработка на их основе своевременных оперативных управляющих воздействий. Предложенные показатели могут описывать проекты, состоящие как из одной, так и из нескольких операций. Если проект состоит из нескольких операций, возникает вопрос о том, как агрегировать показатели подпроектов, операций и т.д. Важную роль при этом играют структура декомпозиции работ (дерево работ, в котором проект последовательно разбивается на более мелкие составляющие) и план контроля затрат – совокупность процедур определения стоимостей элементов структуры декомпозиции работ и правил их агрегирования. Основные преимущества метода заключаются в том, что он оперирует теми же показателями, что и руководитель проекта (который делает это формально или интуитивно), достаточно прост в использовании и, что самое главное, позволяет принимать решения в реальном режиме времени.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►