Математичні машини і системи. 2022 №2

РЕФЕРАТИ І СТАТТІ 


ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ 

UDC 623.764

Сапатий П.С. Холістичний просторовий аналіз розподілених світів. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 3–18.

У статті досліджуються різноманітні способи застосування розробленої моделі просторового захоплення, технології аналізу великих розподілених систем і середовищ, а також ряд прикладів вирішення типових пов’язаних із ними задач за допомогою Мови просторового захоплення (МПЗ)
. Парадигма просторового захоплення (ПЗ) дозволяє вирішувати складні проблеми цілісним і повністю розподіленим способом. Дана парадигма розвивається у розподілених середовищах як активні нескінченні хвилі або навіть віруси і охоплює рішення просторових проблем у режимі паралельного узгодження патернів, принципово відрізняючись від традиційних уявлень про системи та їх рішень як частин, що обмінюються повідомленнями. У роботі наводяться результуючі дані про Технологію просторового захоплення, де її інтерпретатори МПЗ можуть об’єднуватися в мережу як потужні просторові комп’ютери, що охоплюють будь-які наземні і небесні середовища, а також вирішувати проблеми без будь-яких централізованих ресурсів. До нових сфер більш широкого застосування ПЗ належать основні проблеми навколишнього середовища, глобальні системи, відкриття нових світів, наука про Землю і діяльність NASA, спрямована на дослідження планет. Стаття містить описи рішень практичних проблем за допомогою МПЗ, пов'язаних із різними світами, включаючи групову поведінку морських тварин, особливості географічних рельєфів, управління транспортними мережами і дослідження інформаційних мереж. Розроблена парадигма дає можливість безпосереднього вираження вищої семантики та цілісних методів вирішення складних проблем. Вона динамічно створює необхідні середовища для її реалізації, забезпечуючи таким чином чіткий шлях від визначення проблеми до її практичного вирішення. Формульні високорівневі рішення у МПЗ є надзвичайно компактними, адже досить часто вони є в сто разів коротшими, ніж в інших мовах, а їх реалізацію можна здійснювати на будь-яких існуючих платформах, як і для попередніх версій мови у різних країнах. Іл.: 9. Бібліогр.: 42 назв.


         ІНФОРМАЦІЙНІ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ  

УДК 528.8: 528.7: 528.71: 528.4: 528.06

Альперт С.І. Новітній підхід до застосування нормалізованого диференційного вегетаційного індексу для класифікування аерокосмічних зображень за наявності неповних та неточних даних. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 19–28.

Розв’язання численних наукових, екологічних та сільськогосподарських задач із використанням аерокосмічних зображень включає в себе процедуру класифікування. Класифікування є однією із найбільш важливих процедур. На даний час багато методів контрольованого та неконтрольованого класифікування застосовується в дистанційному зондуванні Землі. Найбільш точні результати отримуються з використанням контрольованих методів класифікування. У цій статті були запропоновані деякі нові підходи до класифікування зображень, засновані на методах контрольованого класифікування та нормалізованому диференційному вегетаційному індексі (NDVI). Зазначено, що різні значення NDVI відповідають різним класам об'єктів, таким як ґрунт, вода, дороги, пісок, зелена рослинність, розливи нафти. Застосування вегетаційного індексу є першим кроком класифікування. Використовуючи NDVI, можна обирати певні класи, які нам потрібні. Після застосування NDVI можуть бути використані такі методи класифікування, як метод паралелепіпедів, правило Демпстера і правило комбінування Інагакі. У статті описані основні переваги цих методів класифікування. Було зауважено, що метод паралелепіпедів дозволяє легко та швидко обробляти дані. Показано, що правило комбінування Демпстера та правило комбінування Інагакі можуть працювати з неточними та неповними даними з різних спектральних каналів. Також зазначалося, що ці методи можуть обробляти суперечливу інформацію. Теорія Демпстера-Шейфера характеризується високою точністю та простотою розрахунків. Було розглянуто числовий приклад, в якому для виявлення та картування розливів нафти використовувалися NDVI та правило комбінування Інагакі. Застосування вегетаційного індексу та таких правил контрольованого  класифікування, як метод паралелепіпедів, правило Демпстера, правило комбінування Інагакі, може використовуватися в екологічному моніторингу, картуванні розливів нафти та для вирішення сільськогосподарських завдань. Табл.: 1. Бібліогр.: 18 назв.


УДК 004.021

Ющенко К.С. Підхід до автоматизації процесу підбору кадрів за допомогою 3D резюме. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 29–39.

У статті розглянута можливість використання підходу з застосуванням скінченного автомата Мура для створення 3D резюме у процедурах підбору, сегментації та навчання кадрів. У даній роботі 3D резюме розглядається як документ (наприклад, HTML-документ), який представляє професійні досягнення особи у трьох вимірах (інтерактивне представлення – текстові документи, відео та тестування в режимі онлайн). Використання автомата пропонується для автоматизації перебору питань та завдань інтерактивного резюме в залежності від попередніх відповідей респондента. Мінімізація числа внутрішніх станів автомата в даному випадку застосовується для виключення дублювання питань при такому переборі. Для реалізації задачі використано автомат Мура, який базується тільки на вхідних діях. Для тестування персоналу створюються набори питань або завдань. На кожне з питань можуть бути різні неоднозначні відповіді, які не підпадають під операції логічного типу даних, але можуть бути представлені у вигляді шкали відповідності певному встановленому критерію. Сама процедура мінімізації проведена за алгоритмом Ауфенкампа-Хона. В роботі вирішена задача мінімізації числа внутрішніх станів автомата для створення 3D резюме та представлена концептуальна схема реалізації цього інструмента для підбору кадрів. 3D резюме реалізується на веб-платформах і може бути задіяне для всебічного потокового тестування персоналу, що відбирається для потреб організації, як то: проведення текстового опитування або додавання сканованих документів про освіту чи резюме, опитування з записом відеотрансляції, вирішення задач чи демонстрація навичок із застосуванням інструментів, наявних на веб-платформі. Запропоноване може бути використане для створення автоматизованих систем підбору, сегментації та навчання кадрів, реалізованих як на веб-платформах, так і як програмних продуктів для рекрутингових компаній та великих підприємств. Табл.: 8. Іл.: 4. Бібліогр.: 14 назв.


УДК 004.891.2

Власова Т.М., Косолапов В.Л., Русанова Г.А. Автоматизація побудови генеалогічного дерева. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 40–49.

Стаття присвячена питанням автоматизації побудови генеалогічного дерева сім’ї, виходячи з родоводу, представленого у вигляді текстового документа, починаючи від родоначальника сім’ї до інших її членів. Запропонований у статті метод побудови дерева не залежить від його розгалуженості та мови. Реалізована відповідно до методу програмна оболонка (програма) «MyDrevo» використовує підготовлені текстові документи для автоматичного формування поточних засобів управління процесом побудови дерева. Вихідний текстовий документ родоводу програма перетворює на деревоподібну структуру, відображаючи його на панелі керування користувача у зручному для роботи виді, що дозволяє користувачеві переглядати дерево та редагувати його рядки (його гілки). Програма «MyDrevo», яка використовує гілки дерева, забезпечує рекурсивне його нарощування, витримуючи строгу підпорядкованість при включенні нових членів сім’ї до родоводу. У процесі нарощування дерево доповнюється гнучко побудованими об’єктами родоводу. Загалом програма «MyDrevo» підтримує автоматизовану побудову родоводу у довільній формі та будь-якою мовою. Програма «MyDrevo» дозволяє також автоматизовано підключати до будь-якого об’єкта дерева коментарі, архіви із включеними в них різними файлами та групу звукових (аудіо) файлів учасників виступів, файлів, створених у режимі реального часу. Запропонована програма дозволяє автоматизовану побудову дерева, забезпечуючи автоматичне зворотне перетворення його на поточний текстовий документ. Поточний текстовий документ родоводу може бути використаний незалежно від часу і дня на будь-якому ПК у локальній мережі, дозволяючи суміщену (паралельну) роботу з деревом (його коригування). Запропонований метод формування дерева може бути застосований у різних сферах: освіти, медицини та ін. За своїми можливостями запропонований метод формування, редагування та перегляду дерева може бути порівняний із популярною системою «MyHeritage», але він більш простіший в управлінні і дозволяє створювати дерево різними мовами. Іл.: 5. Бібліогр.: 4 назв.


  МОДЕЛЮВАННЯ І УПРАВЛІННЯ 

УДК 681.515.8

Морозов А.О., Клименко В.П., Ґедзь О.В., Ієвлєв М.Г., Мойсеєнко С.Є. Системи управління схемою гарячого водопостачання для сучасних новобудов. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 50–63.

Житлово-комунальне господарство Києва налічує понад 10000 багатоповерхових будинків, а Київської області – понад 5000. Скорочення споживання енергоресурсів на потреби утримання житла, послуги тепло- та водопостачання й освітлення слід розглядати як скорочення витрат енергоресурсів. Важливе значення має безаварійна робота обладнання. Його ресурс на багатьох об’єктах комунальної сфери має мінімальний запас міцності. Централізований аналіз контролю обладнання, облік моторесурсу та відповідно вчасно проведені профілактичні роботи дозволяють продовжити термін роботи багатьох вузлів інженерних систем у комунальній сфері, на транспорті, у промисловості. Ці задачі вирішуються розподіленими системами автоматизованого управління інженерним обладнанням, у тому числі системами управління схемою гарячого водопостачання для сучасних новобудов. У сучасних новобудовах поширена схема гарячого водопостачання (ГВП) із двома циркуляційними насосами і регулятором ГВП. Шафа управління, розроблена в ІПММС НАН України, виконана на основі контролера МРТП-7 з відповідним програмним забезпеченням, яке складається із програм загального призначення та програм спеціального призначення. У статті розглянуті принципи побудови системи управління схемою гарячого водопостачання, розглянуто функції програмного забезпечення системи, наведено математичну модель системи ГВП, описано лабораторний полігон для відпрацювання алгоритмів регулювання ГВП  та моделювання процесу регулювання ГВП. Викладені у статті науково-технічні рішення можуть бути використані при розробці систем автоматизованого управління інженерним  обладнанням у комунальній сфері. Табл.: 1. Іл.: 6. Бібліогр.: 4 назв.


УДК 004.7

Морозов А.О. Прийняття рішень. Поняття та визначення. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 64–67.

Прийняття рішень безпосередньо пов'язане з цілеспрямованою діяльністю людини і є процесом, яким кожна людина займається щоденно як особисто, так і з використанням автоматичних або автоматизованих систем. У статті розглядаються питання технології прийняття рішень в автоматичних і автоматизованих системах, визначені основні етапи прийняття рішень: дані – інформація – знання – прийняття рішення – виконання рішень. Дано визначення термінам «дані», «інформація», «знання», «рішення», «виконання рішень», які використовуються на етапах прийняття та виконання рішень в автоматизованих і автоматичних системах управління. Представлено визначення автоматичних і автоматизованих систем, роботів – окремого класу автоматичних систем, а також наступного етапу розвитку роботів – автоматичних машин, що самоорганізуються, які самостійно на основі закладених в них правил отримання знань налаштовуються на виконання різних цільових функцій. Відзначені особливості великих систем типу галузь, держава. Для таких систем неможливо отримати всі необхідні дані про процеси, що протікають в них, і таким чином отримана в результаті їх обробки інформація не забезпечить повноту знань для прийняття рішення щодо управління системою. Відсутні знання можна отримати за допомогою підключення людини з їх неформалізованими знаннями. Наведено визначення неформалізованих знань людини. Сформовані принципи побудови автоматизованих та автоматичних систем із використанням штучного інтелекту. Описано послідовність процесів управління в будь-якій автоматичній або автоматизованій системі управління. Бібліогр.: 3 назв.


УДК 004.78

У роботі вдосконалено веб-систему прогнозування атмосферних забруднень у випадку техногенних аварій «Повітря» шляхом збереження налаштованої моделі атмосферного перенесення CALPUFF у попередньо налаштованому образі та інтеграції в системі програмних засобів автоматичного створення віртуальних машин із попередньо збереженого образу після запиту користувача на розрахунок. Для цього в Українській національній грід інфраструктурі було налаштовано образ на базі операційної системи Ubuntu разом із необхідними бібліотеками моделі атмосферного перенесення CALPUFF. На базі збереженого образу можна швидко створювати і запускати віртуальну машину і розпочинати розрахунок. Після розрахунку система «Повітря» видаляє віртуальну машину, звільнюючи ресурси хмари для інших задач. На прикладі тестових розрахунків показано, що завдяки винесенню модуля розрахунку атмосферного перенесення у хмарну інфраструктуру вдалося зменшити час розрахунку моделі CALPUFF майже у 2 рази, а час завантаження даних прогнозу погоди зменшено більше ніж у 10 разів. Сумарно час виконання розрахунку системи після запиту користувача зменшився для тестової конфігурації у 4 рази. Крім того, підвищилась стійкість системи щодо збоїв у роботі хмарної інфраструктури. Створений архів з операційною системою та налаштованим для роботи моделі CALPUFF за потреби також  можна переносити на інші приватні хмари (наприклад, Amazon, Google Cloud Platform, Microsoft Azure) та запускати віртуальні машини. Таким чином, розроблена веб-система відповідає сучасним трендам із впровадження хмарних технологій, дозволяє за необхідності масштабування та  може бути адаптованою для інших приватних чи публічних обчислювальних хмар. Система доступна для зареєстрованих користувачів за посиланням: http://cloud-2.bitp.kiev.ua/airsystem_english/airsystem.html. Іл.: 8. Бібліогр.: 6 назв.


УДК 537.612+537.212+621.3.01

Робота присвячена вирішенню задачі теорії тривимірного квазістаціонарного електромагнітного поля, що генерується безконтактним індуктометром при його взаємодії з розташованим під ним на деякій відстані електропровідному ґрунті сільськогосподарського призначення, питома електропровідність якого вимірюється. Особливістю даного дослідження є те, що воно засноване на отриманні точного аналітичного рішення задачі для електромагнітного поля, створюваного довільним просторовим контуром зі струмом (модель безконтактного індуктометра), розташованим поблизу електропровідного тіла, що намагнічується, з плоскою поверхнею (модель електропровідного грунту сільськогосподарського призначення), вихрові струми. Рішення з урахуванням замкнутості контурів знайдено у вигляді квадратур для векторного та скалярного потенціалів, напруженостей магнітного та електричного полів в електропровідному середовищі без обмежень на геометрію контурів, властивості середовища та частоту поля. Наявність точного рішення, крім безперечної переваги, пов'язаного з обґрунтованістю знайдених результатів, дозволяє отримати ряд наслідків, справедливих для довільного поля в системі. Іншим важливим наслідком точного рішення є висновок, що неоднорідне електромагнітне поле при проникненні в електропровідний простір згасає із глибиною завжди швидше, ніж однорідне поле. Для імпульсних полів розрахунок обмежений певним проміжком часу від початку дії імпульсу струму, причому, чим ближче до початкового моменту часу, тим більш точно розраховується електромагнітне поле. Так, як зазвичай, імпульс струму змінюється найбільш швидко і досягає найбільших значень протягом відносно малого проміжку часу, отже на цьому найважливішому етапі визначається електромагнітне поле. Іл.: 1. Бібліогр.: 8 назв.


         ЯКІСТЬ, НАДІЙНІСТЬ І СЕРТИФІКАЦІЯ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ І ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 

УДК 621.3.019:658.562

Для забезпечення високої експлуатаційної надійності електронної апаратури, проведення технічного обслуговування і ремонту, що продовжують терміни служби апаратури, пропонується система забезпечення, яка включає діагностичні та ремонтні засоби, комплекти запасних елементів. Розглядається проєктування ЗІП з урахуванням забезпечення критеріїв надійності функціонування систем, тобто рівень достатності, склад і обсяг ЗІП, які повинні забезпечити функціонування систем із необхідними показниками надійності. Пропонується використання методик розрахунку запасних елементів на основі більш адекватних моделей надійності, яке приводить до більш точного прогнозування необхідного обсягу запасних елементів і, отже, до більш ефективного комплектування апаратури запасними елементами. Надається підхід щодо визначення номенклатури комплектів ЗІП на основі більш адекватних моделей відмов для розрахунку обсягу запасних частин. Це приводить до більш точного прогнозу числа відмов елементів і необхідної кількості запасних частин і тим самим до більш ефективного забезпечення комплектів ЗІП (оптимального числа запасних елементів). Розглядаються безпосередньо метод визначення номенклатури комплектів ЗІП та підхід до розрахунку кількості запасних частин комплектів ЗІП-О. Одиночний комплект ЗІП (ЗІП-О) призначений для поточного ремонту апаратури шляхом заміни несправних елементів, а також для проведення профілактичних робіт і налаштування апаратури в експлуатаційних умовах. Одиночний ЗІП надається одному певному виробу. До складу ЗІП-О входять вироби електронної техніки (інтегральні схеми, напівпровідникові прилади, резистори, конденсатори та ін.), вироби електротехніки, захисту і комутації, світлотехніки тощо, типові елементи заміни (ТЕЗ), окремі вузли та блоки, в тому числі покупні пристрої, прилади (контрольні прилади, пристосування) і матеріали, необхідні для технічного обслуговування і ремонту апаратури. Табл.: 2. Бібліогр.: 5 назв.


УДК 004.05

З огляду на те, що нинішній стан контактної мережі електрифікованих залізниць України не відповідає вимогам щодо забезпечення надійної роботи швидкісних поїздів, у статті пропонуються шляхи покращення якості обслуговування (контролю та ремонту) контактної мережі з метою своєчасного виявлення проблемних ділянок, тим самим забезпечуючи запобіганню аварій на залізниці. Стаття присвячена вирішенню проблеми визначення залишкового ресурсу контактного проводу (КП) електрифікованих залізниць. У роботі аналізуються види й основні параметри зношування КП. Як визначальний параметр зносу запропоновано використовувати залишкову висоту перерізу і площу зношеної частини перерізу КП. Також встановлено допустимий ступінь зношування КП. На основі експериментальних даних було визначено залишковий ресурс КП. У статті пропонуються і розробляються критерії оцінки залишкового ресурсу КП, що дозволяють знизити експлуатаційні витрати за рахунок збільшення інтервалів між ремонтом. Пропонується використання ймовірнісно-фізичного підходу до оцінки реального технічного стану і прогнозування залишкового ресурсу виробів за відсутності статистики відмов. У межах імовірнісно-фізичного підходу до оцінки довговічності залучається ймовірнісна модель (DМ-розподіл відмов), параметри якої мають фізичну інтерпретацію – середню швидкість зміни визначального параметра (критерію придатності) та коефіцієнт варіації узагальненого процесу деградації. У статті також наведено декілька прикладів розрахунку залишкового ресурсу, які демонструють використання двох імовірнісно-фізичних методів для оцінки залишкового ресурсу КП, а саме за результатами контрольованої експлуатації та статистики відмов і відновлення КП. Отримані в результаті розрахунків дані відповідають чинним рекомендаціям щодо середньої частоти проведення поточного ремонту ділянок КП. Табл.: 5. Іл.: 5.    Бібліогр.: 5 назв.


УДК 004.772

Метою статті є аналіз питань безпеки сучасних комп’ютерних мереж для розробки технічних рішень, що використовуються при створенні корпоративних мереж, та представлення практичного застосування для забезпечення захисту інформації на підприємстві. Однією з найважливіших частин інформаційної інфраструктури сучасних підприємств та багатьох державних організацій є корпоративні мережі. Оскільки функціонування корпоративних систем може проходити у відкритому середовищі, вихід із ладу такої системи чи спотворення підсистеми доступу до інформаційних ресурсів фактично означає припинення функціонування підприємства. У статті розглядаються питання методологічних та технічних аспектів захисту інформації на підприємстві. Розглядаються питання застосування мережевих технологій для реалізації політики безпеки та рівнів доступів до інформації. Розглядаються й аналізуються питання безпеки та доступу до інформації на різних рівнях,з урахуванням технічного та кадрового забезпечення. Визначено принципи побудови, що використовуються під час планування мережі та прийняття рішень. Розглянуто структуру корпоративної мережі та методологію її створення. Наведено способи реалізації корпоративної мережі підприємства з урахуванням питань безпеки та захисту інформації. Запропоновано теоретико-методологічні основи проєктування корпоративної мережі забезпечення інформаційної безпеки підприємства. У статті наведено технології, що застосовуються при створенні корпоративних мереж. Розглянуто методологію створення корпоративної мережі, а саме, які вимоги ставляться перед корпоративною мережею та технічні завдання корпоративної комп’ютерної мережі. В результаті дослідження було розроблено оновлену схему корпоративної комп’ютерної мережі (для реалізації комп’ютерної безпеки) та представлено систему безпеки корпоративної комп’ютерної мережі. Іл.: 1. Бібліогр.: 5 назв.


УДК 623.764

Ця робота є продовженням попередніх семи книг про високорівневе управління великими розподіленими системами. З’явившись півстоліття тому ще до появи Інтернету і спершу відома як WAVE, розроблені модель і технологія використовувалися в багатьох програмах у різних країнах світу. У книжці увага зосереджена на сферах їх більш широкого застосування, включаючи нові земні та космічні світи, глобальні системи, а також сфери і технології стратегічних досліджень NASA. У роботі представлені основні ідеї Парадигми просторового захоплення (ПЗ) і деталі її ключової Мови просторового захоплення (МПЗ), включаючи філософію, методологію, синтаксис, семантику та інтерпретацію в розподілених системах. Патерн сценарію у МПЗ здійснює просторове поширення, реплікування, модифікацію, охоплення та узгодження розподілених світів у паралельному хвилеподібному режимі, що дозволяє нам оцінювати великі розподілені явища за їх фізичним або віртуальним розповсюдженням. Рішення у МПЗ, зокрема, включають дослідження таких явищ, як урагани і лісові пожежі, що здійснюються з використанням методів, подібних до тих, які застосовувалися для аналізу космічних явищ. Також вони показують, як за допомогою техніки зіставлення просторового графіка знаходити зображення у довільних розподілених мережах. За допомогою МПЗ можна проводити дослідження групової поведінки морських тварин, виявляти невідомі географічні особливості місцевості і здійснювати пошук шляхів у великих транспортних мережах. Порівняння МПЗ з іншими мовами програмування як спеціалізованими, так і природними мовами, показує простоту і компактність отриманих рішень, що забезпечуються завдяки тому, що МПЗ функціонує безпосередньо у розподілених мережевих тілах у холістичному і паралельному режимах, а також у режимі узгодження патернів. Було досліджено відношення МПЗ до деяких вищих ментальних концептів і показано, як моделювати принципи гештальт-психології і підтримувати глобальну обізнаність і свідомість розподілених систем за допомогою рекурсивного вірусоподібного просторового покриття МПЗ. Отримані результати підтверджують потенційну можливість застосування розробленої парадигми, мови і технології для вирішення значно ширшого кола проблем, пов’язаних із великими невідомими світами. Підхід також може бути використаний замість природних мов для високорівневого формулювання ключових проблем і їх вирішення завдяки чіткості і компактності результатів, які він надає. 


 

 

 

      Останнє оновлення: May 26, 2022