Математичні машини і системи. 2023 №2

РЕФЕРАТИ І СТАТТІ 


ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ 

УДК 681.3

У статті аналізується проблема розвитку штучних нейронних мереж у рамках розробки штучного мозку. Розглядаються структура та функції біологічного мозку. Мозок виконує безліч функцій, таких як контроль роботи організму, координації рухів, обробки інформації, пам’ять, мислення, увага, регулювання емоційного стану і складається з мільярдів нейронів, об'єднаних безліччю зв’язків у біологічну нейронну мережу. У роботі обговорюються структура та функції біологічних нейронних мереж, докладно описуються переваги та недоліки порівняно зі штучними нейронними мережами. Біологічні нейронні мережі вирішують різні складні завдання в реальному часі, які і досі недоступні для штучних мереж, наприклад, одночасне сприйняття інформації з різних джерел, включаючи зір, слух, нюх, смак та дотик, розпізнавання та аналіз сигналів зовнішнього середовища з одночасним прийняттям рішень у відомих та невизначених ситуаціях. У цілому, незважаючи на всі переваги біологічних нейронних мереж, штучний інтелект продовжує швидко прогресувати та поступово відвойовувати позиції у біологічного мозку. Передбачається, що в майбутньому штучні нейронні мережі зможуть наблизитись до можливостей людського мозку і навіть перевершити його. Проводиться порівняння нейронних мереж головного мозку людини із штучними нейронними мережами. Описуються глибинні нейронні мережі, їх навчання та використання у різних додатках, докладно обговорюються їхні переваги та недоліки. Аналізуються можливі шляхи подальшого розвитку цього напряму. Коротко розглядаються проєкт «Human Brain», спрямований на створення комп’ютерної моделі, що імітує функції людського мозку, та проєкт просунутого штучного інтелекту – ChatGPT. Для розробки штучного мозку пропонується новий тип нейронних мереж – нейроподібні мережі, структура і функції яких аналогічні природним біологічним мережам. Наводиться спрощена схема структури штучного мозку на базі нейроподібної мережі. Іл.: 8. Бібліогр.: 17 назв.


UDC 623.764

В останні десятиліття ми стали свідками стрімкого розвитку різноманітних складних розподілених систем у фінансовій, промисловій, екологічній, безпековій, військовій та багатьох інших сферах застосування. Забезпечення високого рівня цілісності таких систем стає ключовим моментом їх розвитку, еволюції та використання, особливо в різних кризових та катастрофічних умовах, а також в умовах протистояння. У статті розглядається ряд існуючих робіт, присвячених цілісності, безпеці та відновленню розподілених систем. Також коротко описуються основні аспекти моделі та Технології просторового захоплення (ТПЗ) із відображенням загальних проблем парадигми, Мова просторового захоплення (МПЗ) та її мережева інтерпретація в розподілених середовищах. ТПЗ може динамічно встановлювати та підтримувати потужний контроль над великими розподіленими системами і, зокрема, створювати їх із нуля. Використовуючи представлення розподілених системних топологій на основі графів і вузлів, які мають як віртуальні, так і фізичні властивості, у статті представлено повне створення топології, починаючи з усіх вузлів паралельно, а потім з одного вузла, копіюючи існуючу топологію в подібних випадках. Також демонструється, як організувати розподілені системи таким чином, щоб вони могли самостійно відновлюватися за будь-яких обставин і після будь-яких пошкоджень, надаючи своїм вузлам універсальні генетичні можливості, за допомогою яких можна здійснювати будь-які самовідновлення. Таке відновлення може стосуватися як відсутніх сусідніх вузлів і зв’язків, так і всієї розподіленої топології, а це означає, що їх неможливо знищити навіть у найжорсткіших умовах. Ці особливості можуть бути особливо корисними у випадках пошкодження ІТ-мережі, екологічних і промислових катастроф, а також для врегулювання кризових ситуацій і становища на полях битв. У статті підтверджується ефективність розробленого підходу розподіленого керування для забезпечення високої цілісності та самовідновлення важливих розподілених систем. Іл.: 6. Бібліогр.: 26 назв.


            
ІНФОРМАЦІЙНІ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ
 
 

УДК 004.7

Лисецький Ю.М., Калбазов Д.Й. Особливості управління правами користувачів у корпоративних IT-системах. Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 28–33.

Сьогодні жодне робоче місце працівника будь-якого підприємства не обходиться без використання інформаційних технологій. Автоматизація, яку можуть забезпечити інформаційні технології, охоплює вже всі аспекти діяльності підприємства: документообіг, бухгалтерський облік, складський облік, фінансовий облік, аналітичний, управління підприємством. Для ефективної роботи працівнику потрібен доступ до систем, робота з якими передбачена його посадою. Управління й контроль облікових записів користувачів у корпоративних ІТ-системах – серйозне завдання для ІТ-підрозділу чи служби інформаційної безпеки. Оскільки системи слабо інтегровані одна з одною, кожна система потребує окремого налаштування облікових записів користувачів та відповідні права доступу. Основні напрями в управлінні доступом до корпоративних ІТ-систем – ідентифікація облікових записів, управління обліковими записами користувачів, відповідність вимогам авторизованих прав доступу. Сучасна концепція роботи з корпоративними системами полягає у формуванні сервісної моделі на базі використовуваних ІТ-систем. З точки зору сервісної моделі підприємство надає працівнику певний сервіс на базі наявних корпоративних систем. Організація ефективного управління правами користувачів у корпоративних ІТ-системах вимагає автоматизації цього процесу. Кроком уперед в автоматизації управління доступом є створення порталів самообслуговування, де працівник може ознайомитися з переліком корпоративних сервісів, доступних для нього, та запросити до них доступ в автоматизованому режимі. Автоматизація процесу видачі та зміни облікових записів користувачів на корпоративних ІТ-системах дозволяє скоротити час створення чи зміни прав доступу, створити передумови для контролю прав доступу до систем та підвищити ефективність роботи ІТ-підрозділу в цілому. Іл.: 2. Бібліогр.: 6 назв.


УДК 004.5

Никифоров О.В., Путятін В.Г. Нейромережеві моделі управління процесом функціонування систем захисту інформації. Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 34–43.

Нейромережеві моделі, які спочатку застосовувалися для моделювання процесів розпізнавання графічних зображень, на цей час знайшли широке використання і в галузі розпізнавання багатопараметричних об’єктів, а також регулювання параметрів роботи складних систем. Таке їх застосування є ефективним стосовно вирішення задач управління інформаційною безпекою. За допомогою нейромереж успішно вирішуються завдання класифікації загроз, вибору параметрів заходів захисту, регулювання режимів роботи інформаційних систем. У науковій літературі помічається велике різноманіття підходів та методів щодо створення штучних нейронних мереж. Це, на початковому етапі проєктування систем інформаційної безпеки, коли необхідно визначати основні параметри створюваного програмного забезпечення, представляє проблему для проєктувальника. Прорахунки, зроблені на даному етапі проєктування, можуть призвести до невдалого завершення всього проєкту. У статті виконаний короткий порівняльний аналіз штучних нейронних мереж, які відрізняються за методами налаштувань (навчання) мережі і за формою її структури. Охарактеризовано застосовність, переваги і недоліки таких методів налаштувань нейромереж, як метод зворотного розповсюдження помилки; генетичний алгоритм; ітеративний алгоритм Уідроу-Хоффа з мінливим кроком; модифікований метод найменших квадратів; метод послідовного навчання. Показано відмінності структури для мереж, призначених для вирішення задач регулювання інформаційних процесів і розпізнавання багатопараметричних об’єктів. Для регулювання процесів структуру нейромережі розглянуто на прикладі нечіткої нейронної мережі ANFIS. Для задач класифікації приведена структура багатошарового персептрона, в якому структура внутрішніх шарів відображає онтологічну мережу розглянутої предметної області. Представлені результати можуть бути використаними при обґрунтуванні виду нейронної мережі, що застосовується для розв’язання конкретної задачі в області інформаційної безпеки. Іл.: 4. Бібліогр.: 10 назв.


УДК (64.012.25+614.8):001.8

Яловець А.Л. Методологічні засади створення електронних планів дій із протидії надзвичайним ситуаціям (Ч. І). Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 44–54.

Одним із можливих шляхів підвищення якості оперативного управління протидією надзвичайним ситуаціям засобами ситуаційних центрів є використання відповідних систем підтримки прийняття рішень. Як така система підтримки прийняття рішень у статті розглядається СППР СПОР, засобами якої забезпечується вирішення проблем оперативного управління протидією надзвичайним ситуаціям за допомогою електронних планів дій. У статті викладено першу частину методологічних засад створення електронних планів дій, метою якої є розгляд загально-теоретичних проблем структуризації процесу протидії надзвичайній ситуації, незалежній від специфіки конкретної надзвичайної ситуації, спрямованої на обґрунтування загальних методів побудови електронних планів дій. Для уникнення можливих розбіжностей у тлумаченні основних понять, використовуваних при викладенні методологічних засад, наведено їх визначення. Обґрунтовано призначення та структуру методологічних засад і охарактеризовано основні дії, які лежать в основі розроблення електронного плану дій. Визначено вимоги до надзвичайної ситуації, при задоволенні яких доцільно використовувати СППР СПОР. Викладено загальні методологічні основи розроблення електронних планів дій. Описано особливості формування множини операцій, які утворюють упорядковані послідовності, що складатимуть електронний план дій. Охарактеризовано проблему актуалізації змісту вихідних даних при адаптації типового електронного плану дій та сформульовано вимоги до вихідних даних операцій, необхідних для створення електронного плану дій. Особливості використання отриманих результатів при створенні електронних планів дій буде подано у другій частині методологічних засад.       Іл.: 2. Бібліогр.: 6 назв.



УДК 004.02[004.9:614.8.084]

Бєгун В.В. Розвиток парадигми РОП на основі теоретичних досліджень у сфері безпеки. Математичні машини і системи. 2023. №2. С. 55–68.

Розглянуто впровадження та розвиток парадигми ризик-орієнтованого підходу (РОП). Продемонстровано можливості методик РОП категоризувати загрози за ступенем небезпеки, що дозволяє застосовувати інформаційні технології (ІТ) та більш ефективно проводити оптимізаційні заходи. Простежено поступовий перехід на парадигму РОП з точки зору розвитку ІТ та як шлях до незалежного (неупередженого) аудиту важливих параметрів безпеки. Аналізуються можливості та обмеження існуючих методик, показана тенденція щодо переходу до адаптивного управління безпекою. Вказано на можливості скорочення витрат на побудову моделей визначення числових значень ризику за рахунок розробки ймовірнісних структурно-логічних моделей за типами небезпечних об’єктів та виробництв. Відмічено значний потенціал вітчизняних розробок у напрямі розвитку і впровадження ймовірнісно-фізичного підходу до оцінки довговічності та надійності з використанням імовірнісних моделей на основі DМ- та DN-розподілів в умовах обмеженої інформації щодо відмов. Продемонстровано ефективність переходу в атомній енергетиці України з початку 2000-х років на сучасні методи аналізу безпеки, що базуються на парадигмі РОП, де завдяки оновленню процесів розробки, плануванню заходів безпеки та державного контролю збитки від аварійних зупинок зменшилися більш, ніж у 10 разів. У той же час відмічено відставання нашої країни у впровадженні парадигми РОП в інших галузях виробництва та життєдіяльності. Сформульовано пріоритетні проблеми та задачі щодо розвитку ІТ, які нині потребують вирішення у нашій країні та у світі, для прискорення впровадження РОП у широке коло галузей виробництва та сфер життєдіяльності. Іл.: 1. Бібліогр.: 27 назв.


УДК 004.273

Самойленко Г.Т., Селіванова А.В. Розподілені інформаційні системи у сфері електронної торгівлі. Математичні машини і системи. 2023. №2. С. 69–74.

У статті розглянуто основні вимоги до інформаційних систем електронної торгівлі, що підтримують ведення бізнесу. Охарактеризовано особливості модульного проєктування інформаційних систем електронної торгівлі, визначено переваги та недоліки незалежно від розроблених інформаційно-обчислювальних ресурсів. Обґрунтовано доцільність використання розподілених інформаційних систем для задач електронної торгівлі. Концепція розподілених інформаційних систем передбачає використання різних технологій та протоколів для забезпечення доступності, надійності й масштабованості системи. Архітектура розподіленої інформаційної системи передбачає створення системи з розподіленими компонентами, які взаємодіють за допомогою стандартних інтерфейсів та використовують різні технології для комунікацій. Визначено перспективи застосування розподілених інформаційних систем, проаналізовано переваги застосування розподіленої архітектури. У статті проаналізовано етапи побудови архітектури розподіленої інформаційної системи, визначено її основні складові. Архітектура розподілених систем може складатися з таких складових, як сервери баз даних, веб-сервери, додатки, засоби забезпечення безпеки, мережеве обладнання і може варіюватися залежно від конкретної системи та її потреб. Визначено типи архітектур розподілених інформаційних систем, специфіку та особливості їх застосування. У статті розглянуто мікросервісну орієнтовану архітектуру (Microservices-Oriented Architecture, MOSA), основна ідея якої полягає в тому, що програмне забезпечення розбивається на невеликі автономні мікросервіси, що взаємодіють між собою за допомогою API. Застосування MOSA для інформаційних систем електронної торгівлі дозволяє підвищити швидкість розробки та впровадження додаткових функцій, забезпечує масштабованість та стійкість до відмов. Іл.: 1. Бібліогр.: 5 назв.


УДК 004.772

Юрченко Ю.Ю. Впровадження елементів системи захисту підприємства. Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 75–81.

У статті визначено головні завдання та особливості корпоративних інформаційних мереж, проаналізовано специфіку корпоративної мережі, реалізованої в медичному центрі. Запропонована система захисту даних на підприємстві розроблена на основі моделі Белла-Ла Падула, оскільки ключовими положеннями даної моделі є призначення усім учасникам процесу обробки даних, що захищається, і документам, в яких вона міститься, спеціальних рівнів безпеки. Визначені рівні безпеки впорядковані за допомогою встановленого відношення домінування, контроль доступу здійснюється залежно від рівнів безпеки взаємодіючих сторін, що дозволяє застосовувати технічні рішення служби каталогів Active Directory. Одним із елементів для забезпечення захисту даних реалізовано використання за відповідним розкладом Тіньової копії даних. Важливою складовою забезпечення захисту даних є індивідуальний процес налаштування групових політик та перевірка реплікації з іншими серверами, на яких працюють служби каталогів Active Directory медичного центру. У результаті впровадження елементів системи захисту даних підприємства вдалось значно підвищити рівень захисту, налаштувати сервер резервного копіювання, на якому створено відповідні папки, в які буде проводитись резервне копіювання за розкладом. Дана функція дає можливість зберігати історію змін будь-якого файла за певний період. Запропоновані елементи системи безпеки можуть бути застосовані для аналізу системи захисту, контролю доступу, забезпечення цілісності даних тощо. Служби каталогів Active Directory були впроваджені в медичному центрі, та виконано налаштування реплікації даних на резервний сервер. Враховуючи специфіку підприємства, а саме медичного центру, впроваджені елементи системи захисту даних забезпечують розмежування рівнів доступу, реалізують профілі захисту та убезпечують особові дані пацієнтів. Іл.: 3. Бібліогр.: 5 назв.


  
МОДЕЛЮВАННЯ І УПРАВЛІННЯ 

УДК 658.52.011.56:621.771.23-413

Управління шириною листа за допомогою ЕОМ на товстолистових станах (ТЛС) та в чорнових групах клітей (ЧГК) широкосмугових станів гарячої прокатки (ШСГП) має забезпечити задану ширину листа (підкату); прямокутність листа (підкату) у плані, що характеризується рівномірністю ширини листа як у середній частині за довжиною, так і на передньому та задньому кінцях; мінімальний обріз переднього та заднього некондиційного кінців листа («язики» та «ластівчин хвіст»). Формування заданої ширини листа здійснюється або у спільно працюючих вертикальній та горизонтальній клітях у реверсивному режимі, або у безперервній нереверсивній групі клітей (попарно вертикальній – горизонтальній). За провідною участю авторів виконані розробки Автоматизована система управління технологічним процесом (АСУ ТП) та дослідження з регулювання ширини у ЧГК стану 560. У відомих роботах наведено математичні моделі опису природного та додаткового розширення й вимоги до точності цих моделей. З метою оцінки точності характеристик були проведені експериментальні дослідження на лабораторному стані. При дослідженні моделювалися умови прокатки в ЧГК стану 560. Аналіз експериментальних даних та розрахованих за різними формулами, наведеними у літературних джерелах, показав, що всі відомі моделі не відповідають пред'явленим до них з боку АСУ ТП ЧГК стану 560 вимогам до точності. Тому було розроблено нові математичні моделі розширення. У статті наведено математичні моделі зміни ширини в середній частині по довжині підкату та моделі зміни ширини на «голові» та «хвості» підкату. Описано метод визначення розчину валків, що реалізує такий закон зміни розчину вертикальних валків, який усуває відхилення ширини підкату від вихідної (до прокатки) величини. Перевірка розроблених математичних моделей в умовах технологічного процесу в ЧГК стану 560 показала їхню здатність забезпечити вирішення задачі керування шириною листа в реальному масштабі часу. Іл.: 2. Бібліогр.: 6 назв.



ЯКІСТЬ, НАДІЙНІСТЬ І СЕРТИФІКАЦІЯ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ І ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

УДК 004.05

Федухін О.В., Муха Ар.А. Оцінка залишкового ресурсу трубопроводу в умовах ерозійно-корозійного зношування. Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 88–93.

Стаття присвячена вирішенню проблеми визначення залишкового ресурсу трубопроводів. Основним негативним чинником, що досліджується та впливає на ресурс експлуатації, обрано ерозійні-корозійні пошкодження. Зокрема, ерозійно-корозійне пошкодження типу виразкової «піттингової корозії», що є одним із найбільш серйозних та поширених видів корозії. Це явище може призвести до суттєвого зниження ресурсу експлуатації технічних   обєктів та підвищення витрат на їх обслуговування, ремонт та заміну. За визначальний параметр обрано залишкову товщину стінки труби. Для виконання оцінки об’єктивного технічного стану та прогнозування залишкового ресурсу вказаних конструкцій, за відсутності значної статистики відмов, використовується ймовірнісно-фізичний підхід. В основі підходу щодо оцінки довговічності конструкцій лежить імовірнісна модель із застосуванням DМ-розподілу відмов. Цей розподіл спеціально формалізований на основі марковського випадкового процесу дифузійного типу з постійною швидкістю. DM-розподіл найбільш точно вирівнює статистичні дані про відмови механічних об’єктів, якими є трубопроводи різного призначення. Дуже цінно, що параметри моделі, яка використовується, мають у своїй основі фізичну інтерпретацію, що дозволяє оцінювати параметри моделі в умовах відсутності статистики відмов. В основі аналізу лежать два ключові параметри: середня швидкість зміни визначального параметра – критерію працездатності та коефіцієнт варіації узагальненого процесу деградації. У роботі наведено приклад, у якому встановлено ймовірнісно-фізичним методом залишковий ресурс ділянки трубопроводу. Отримані при розрахунках результати порівнюються з результатами, які отримано іншим традиційним методом. Уточнення оцінки залишкового ресурсу ділянки трубопроводу дозволить оптимізувати експлуатаційні витрати за рахунок зменшення міжремонтних інтервалів. Табл.: 1. Іл.: 3. Бібліогр.: 7 назв.


УДК 519.718

Сеспедес Гарсія П.Д. Щодо питання оцінки залишкового ресурсу трубопроводів. Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 94–104.

Прогнозування залишкового ресурсу трубопровідної системи може стати цінним інструментом для інженерів-операторів при розробці майбутніх стратегій безпечної експлуатації, плануванні технічного огляду та інспекцій, а також у формуванні ефективного графіка технічного обслуговування. Це дозволить звести до мінімуму ризики відмов трубопровідної системи до моменту завершення очікуваного терміну експлуатації. Однак, з урахуванням великої кількості факторів, що впливають на утворення дефектів різного походження, досягнення точних прогнозів стає складним завданням. Детальна оцінка та прогнозування основних дефектних показників у трубопровідних системах можуть допомогти уникнути виникненню витоків та розривів на об’єкті, зменшуючи ризики аварій та людських жертв. Це також суттєво знижує операційні (експлуатаційні) ризики, що сприяє уникненню матеріальних збитків, включаючи витрати, що можуть бути спричинені масштабною заміною трубопроводу. У цій статті розглядаються основні підходи,  описані в нормативних документах, що дозволяють оцінити термін експлуатації, придатність до використання та залишковий ресурс трубопроводів. У результаті роботи досліджено техніки огляду, перевірки та моніторингу об’єкта, обробки та оцінки отриманих даних про дефекти, розрахунку технічних параметрів для оцінки придатності компонентів до подальшої експлуатації, а також інші інженерні рекомендації щодо аналізу об’єкта  на деяких етапах його життєвого циклу. На основі проведеної роботи було виявлено, що комплексне використання кількох відносно різних, або навпаки, сумісних нормативних документів, обладнання та програмного забезпечення (враховуючи конкретні потреби та специфікації проєкту) це досить популярна практика, яка дозволяє вдосконалити процес проведення оцінки залишкового ресурсу і дає більш достовірні результати визначення технічного стану об’єкта. Табл.: 1.    Бібліогр.: 31 назв.


   

 
      Останнє оновлення: Jun 20, 2023