Архив рубрики: Выпуск №4(23)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАЙЛОВ

УДК 681.3

Э.И. Воробьев , Ю.П. Преображенский


Задачи, связанные с защитой информации от помех, являются актуальными в различных практических приложениях. Сама информация может быть текстовой, графической, содержать видеофрагменты. Помехи могут быть как непреднамеренные, так и специально создаваемые злоумышленниками. Для обработки и передачи информации на практике используются различные помехоустойчивые коды. В работе рассмотрены характеристики некоторых подобных колов: код Хэмминга, код Рида-Маллера, код БЧХ Боуза-Чоудхури-Хоквингема. Приведены результаты сравнения исправляющих характеристик кодов. Дана иллюстрация закодированного текста и тех бит, которые подверглись искажениям. Приведена графическая зависимость, иллюстрирующая зависимость для трех выбранных кодов числа исправленных ошибок от числа ошибок, которые были добавлены в исходное сообщение. Приведены результаты исследований характеристик избыточности кодов с применением разных файлов. Для тестирования были выбраны коды БЧХ и Рида-Маллера. Анализировались файлы формата txt, midi, wmv и mpeg-2. Составлена таблица по результатам исследований, в которой показано, каким образом размер файла, а также его вид, оказывают влияние на избыточность. Установлено, что код Хэмминга и Рида-Маллера хорошо исправляют одиночные ошибки, код БЧХ подходит для исправления разных ошибок.

Ключевые слова: кодирование, информация, исправляющая способность, ошибка.

Полный текст статьи:
VorobyevPreobrazhenskiy_4_18_1.pdf

ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМ ЛЕЧЕБНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ ХРОНИЧЕСКИХ ОБЛИТЕРИРУЮЩИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ АРТЕРИЙ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЯ ЛАТЕНТНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

УДК 616.5-002.4

А.В. Быков, Н.А. Кореневский , А.И. Колесник , Т.Н.Говорухина


Целью предлагаемого исследования является повышение эффективности лечебно-оздоровительных мероприятий больных с хроническими облитерирующими заболеваниями артерий нижних конечностей (ХОЗАНК), включая их злокачественное развитие — критическую ишемию нижних конечностей, за счёт использования адекватных математических методов. В качестве адекватного математического аппарата выбрана теория измерения латентных переменных с моделью Г.Раша, с помощью которой устанавливаются скрытые связи между известными переменными (индикаторными переменными) и переменной, не имеющей явной аналитической связи с индикаторными переменными, но по отношению к которой на понятийном уровне известно, что такая связь может существовать. Эту переменную называют скрытой или латентной. С точки зрения выбора оптимальных схем лечебно-оздоровительных мероприятий в качестве индикаторных переменных выступают конкретные препараты, их дозировка, темпы и способы введения и т.д., а в качестве латентной переменной — эффективность лечения. Оценка эффективности лечебно-оздоровительных мероприятий, выбираемых на экспертном уровне обеспечивается интерактивным пакетом RUMM 2020, реализующим модель Г.Раша, обрабатывающим исходную статистическую информацию, которая формировалась в течение пяти лет при наблюдении за 400 пациентами Курской областной клинической больницы, страдающими различными стадиями ХОЗАНК и получающими различные схемы лечения. Эффективность проводимых лечебных мероприятий контролировалась по изменению интенсивности болевого синдрома в нижних конечностях по авторскому опроснику. При использовании пакета RUMM 2020 было установлено, что в качестве эффективных препаратов при лечении хронических облитерирующих заболеваний целесообразно использовать совокупность таких препаратов как алпростан, весел-дуэф, фраксипарин, актовегин, рефорстан 6%, прадакса и этоксидол. В диалоговом режиме экспертов с пакетом RUMM 2020 по этим препаратам были уточнены схемы лечения и было показано, что по шкале интенсивности болевого синдрома эффективность лечения по вновь полученным схемам лечения повышается в среднем на 75%, что позволяет рекомендовать их в медицинскую практику сосудистых хирургов и ангиологов.

Ключевые слова: хронические облитерирующие заболевания нижних конечностей, теория измерения латентных переменных, оптимальные схемы лечения.

Полный текст статьи:
BykovSoavtors_4_18_2.pdf

МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННОГО ПОДХОДА

УДК 629.7.05

И.Я. Львович, А.П. Преображенский, О.Н. Чопоров, Е Ружицкий


В состав современных радиопередающих устройств могут входить антенны, сформированные как из металлических, так и диэлектрических компонентов — металлодиэлектрические антенны. Они являются достаточно компактными и могут размещаться на различных объектах техники. В работе проведено моделирование металлодиэлектрической антенны на основе комбинированного подхода. Приведена схема построения антенны в разных плоскостях. Рассмотрен процесс рассеяния плоской электромагнитной волны на антенне. Разработан комбинированный алгоритм, включающий метод интегрального уравнения, параллельный подход и генетический алгоритм. В работе интегральное уравнение применяется для того, чтобы определить неизвестные поверхностные электрические токи на поверхности антенны, оно решается на основе метода моментов. Для ускорения расчетов использовался параллельный алгоритм. Матрица импедансов представляется как блочная. Для каждого из блоков применяется свой параллельный поток. При учете влияния на рассеянное поле плоского диэлектрического волновода используется метод, связанный с обобщенной матрицей рассеяния. Для решения задачи многоальтернативной оптимизации, связанной с определением линейных размеров антенного устройства при заданной рабочей частотой антенны, используется генетический алгоритм. В результате получены размеры спроектированной антенны для заданных размеров входящих в ее состав компонентов.

Ключевые слова: антенна, интегральное уравнение, параллельные вычисления, оптимизация, генетический алгоритм.

Полный текст статьи:
LvovichSoavtors_4_18_1.pdf

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ КОРРЕКЦИИ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ

УДК 629.7.05

А.В. Сизов, С.В. Ипполитов, А.Ю. Савченко, В.А. Малышев


В статье предложена методика формирования требований к системе коррекции инерциальной навигационной системы на основе решения многопараметрической оптимизационной задачи, которая позволит обосновать требуемые значения навигационных параметров для различных типов авиационных комплексов с целью повышения их боевой эффективности. Суть данной методики заключается в выборе требуемых оптимальных значений показателей точности навигации и точности коррекции, ограниченных нормативно-технической документацией и ресурсами вычислительными среды с одной стороны, и достижением максимальной боевой эффективности с другой. Полученные оптимальные значения параметров точности навигации и скорость нарастания ошибки счисления координат инерциальной навигационной системы определяют частоту коррекции инерциальной навигационной системы. На основе выявленной связи точности навигации и размера рабочей области ЭКМ получена зависимость вычислительных ресурсов от точности навигации. А на основе выявленной связи точности коррекции и количества секторов рабочей области ЭКМ получена зависимость вычислительных ресурсов от точности коррекции. В результате решения многопараметрической оптимизационной задачи определена взаимосвязь частоты коррекции и точности навигации при неизменной скорости нарастания ошибки счисления координат. Данное решение позволяет определить оптимальное значение точности навигации и точности коррекции, обеспечивающие максимальную боевую эффективность.

Ключевые слова: инерциальная навигационная система, оптико-электронная система, электронная карта местности, оптимизация.

Полный текст статьи:
SizovSoavtors_4_18_1.pdf

СТРУКТУРА ЗАДАЧ МОДЕЛИРОВАНИЯ, ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ОПТИМИЗАЦИИ КАЧЕСТВЕННОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТЕВЫХ ОБЪЕКТОВ В МНОГОАСПЕКТНОЙ СРЕДЕ ИНФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА

УДК 681.3

А.Н.Швиндт


Дана характеризация процесса функционирования сетевых объектов в многоаспектной среде информационного мониторинга. Рассмотрены основные аспекты оценивания качества функционирования в условиях цифровизации. Показана необходимость разработки объектно-ориентированных методов математического моделирования и численной оптимизации исследуемого процесса. Обоснован двухуровневый характер упорядоченности элементов многоаспектной среды информационного мониторинга и возможность их представления в виде нумерационных множеств. Приведены основные классы преобразований нумерационных множеств. Оценена зависимость большинства преобразований от экспертных оценок при взаимодействии объединения сетевых объектов с управляющим центром и потребителями результатов функционирования. Предложены виды математического моделирования и методы их реализации, которые соответствуют преобразованиям нумерационных множеств: структурное, статистическое, экспертно-агрегационное, экспертно-классификационное, экспертно-оптимизационное. При этом экспертно-оптимизационное моделирование направлено на последовательную редукцию вариантов качественного функционирования сетевых объектов с использованием численных методов рандомизированного поиска и экспертного оценивания.

Ключевые слова: сетевые объекты, качественное функционирование, информационный мониторинг, нумерационное множество, моделирование, численная оптимизация, экспертное оценивание.

Полный текст статьи:
Schwindt_4_18_1.pdf

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СООБЩЕСТВ ИГРОКОВ И ФУНКЦИЙ ВЫИГРЫША В ИГРАХ С НЕПРОТИВОПОЛОЖНЫМИ ИНТЕРЕСАМИ

УДК 519.83:519.81

Т.В. Меньших, В.И. Новосельцев


При решении многих прикладных задач используются методы теории игр. В частности, при принятии управленческих решений требуется согласование различных аспектов решений, за которые отвечают специалисты разного профиля. Это приводит к необходимости использования игр с непротивоположными интересами и нахождения для них равновесий по Дж. Нэшу. Решение указанной задачи для частного случая игр с иерархическим вектором интересов определяется теоремой Гермейера и Вателя. Однако, при доказательстве теоремы, не был учтен целый ряд аспектов. В частности, неопределенны условия построения иерархического дерева групп игроков и в неполной мере описаны свойства функции выигрыша для этих групп. В данной работе предлагается ввести понятия целей игроков и на этой основе построить структурно-параметрическую модель сообщества игроков, представляющую собой нечеткий граф с множеством вершин, соответствующих игрокам, и дуг, отражающих совпадение целей игроков. Веса дуг определяются функциями принадлежности нечетких множеств, описывающих значимости целей для игроков. Цвета дуг соответствуют целям игроков. После этого вводится понятие цветной клики и разрабатывается алгоритм построения иерархической структуры групп на основе последовательного нахождения цветных клик. Далее, на основе анализа доказательства теоремы Гермейера и Вателя, показывается, что функция выигрыша группы игроков должна быть непрерывной. Следствием этого является исключение случаев, использования дискретных (в частности, целочисленных) ресурсов.

Ключевые слова: игры с непротивоположными интересами, равновесие по Нэшу, цели игроков, структурно-параметрическая модель сообщества, иерархическая структура групп игроков, функция полезности группы игроков.

Полный текст статьи:
MenshikhNovoseltsev_4_18_1.pdf

ПРОБЛЕМА ВЫБОРА НЕЙРОСЕТЕВОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОТОКОВ ДАННЫХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

УДК 004.7

В.О. Акопов, С.А. Сорокин, О.Я. Кравец


Объектом исследования в работе являются распределенные информационные системы, на вход которых поступает поток заявок, требующих для своего обслуживания выполнения определенных ресурсов. Предметом исследования является прогнозирование потоков данных в таких системах. Цель работы заключается в анализе проблемы выбора нейросетевой модели для прогнозирования потоков данных распределенных информационных систем. Проанализирована специфика исследуемой задачи, а также подходы к решению на основе теории систем массового обслуживания. Сделан вывод о недостаточной адекватности таких систем в условиях динамического изменения состояния. В связи с этим возникла необходимость разработки собственного специализированного математического и алгоритмического аппарата. В результате предложен подход к сокращению объема выборки на основе совмещения нейросетевой модели с численным методом, учитывающим известные закономерности функции и освобождающим нейросеть от прогнозирования этих закономерностей. Специфика математического аппарата потребовала использования соответствующего алгоритмического обеспечения для ее решения. Таким образом, проведен анализ проблемы выбора нейросетевой модели для прогнозирования потоков данных распределенных информационных систем.

Ключевые слова: распределенные информационные системы, задача прогнозирования, нейронные сети, формализация.

Полный текст статьи:
AkopovSoavtori_4_18_1.pdf

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В СТРУКТУРЕ СОВРЕМЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

УДК 004.052

А.В. Поначугин


Предметом исследования является применение современных подходов для определения, направленных на повышение надежности программного обеспечения мер безопасности и качества информационной системы. Объектом исследования являются модели определения надёжности программного обеспечения. Автор подробно рассматривает такие аспекты темы как: использование функционального подхода к изучению надежности программной составляющей, складывающейся из совокупного достижения надежности каждого функционального блока; использование системного подхода в части исследования надёжности программного обеспечения в структуре информационной системы. Особое внимание уделяется сопоставлению существующих моделей и способов определения надёжности. Выделены методы повышения качества и надёжности конечного результата разработки программного обеспечения с учетом выделения функциональных блоков. Основные выводы проведённого исследования: использование системного подхода дает возможность выявить качества, вытекающие из взаимных связей между составляющими элементами программы, которые определяют современные способы повышения надежности программных продуктов. В работе автором предложено адаптировать главные системные принципы повышения надежности программного обеспечения, доказывается положительный эффект от их внедрения. Новизна исследования заключается в совместном использовании функционального и системного подходов с целью выявления способов роста качества и надежности, что позволяет учитывать особенности внутри структурных элементов программы и их взаимодействие.

Ключевые слова: автотестирование, надежность, программное обеспечение, системный подход, функциональный подход, функциональный блок.

Полный текст статьи:
Ponachugin_4_18_1.pdf

УПРАВЛЕНИЕ ДОСТУПОМ К ИНФОРМАЦИОННЫМ РЕСУРСАМ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

УДК 681.323

Т.И. Лапина, Э.М. Димов, Е.А. Петрик,Д.В. Лапин


В статье рассматривается поход к организации многофакторной аутентификации пользователей автоматизированных информационных систем. Показано, что при многопользовательском режиме доступа к информационному ресурсу через сетевые протоколы одной из основных задач обеспечения информационной безопасности ресурсов является подтверждение личности, вступающей в информационный обмен. В настоящее время при использовании единого информационного пространства автоматизированных информационных систем средства информационной безопасности должны обеспечивать еще поддержание детерминистической целостности. Под детерминистической целостностью информационных ресурсов подразумевается не только факт использования и взлома конфиденциальные данные предприятия, а способность средств защиты однозначно удостоверить целостность своих информационных ресурсов на основе минимизации риска проникновения посторонних пользователей. В статье рассмотрен подход организации доступа к информационным ресурсам автоматизированных информационных систем на основе многофакторной аутентификации. Проверка личности пользователя информационного ресурса выполняется после проведения стандартных процедур проверки факторов аутентификации и является одним из уровней многофакторной аутентификации. Для подтверждения личности пользователя предложено использовать методы динамической биометрической аутентификации на основе динамики рукописного почерка. Предложен комплекс технических средств получения биометрический данных пользователя, процедуры их анализа и алгоритм доступа к информационному ресурсу. Для формирования биометрического образа и эталона предложено использовать дискретное преобразование Фурье и систему ортогональных функций Хаара, позволяющих выделить существенные особенности измеряемых данных динамики рукописного почерка пользователя информационных ресурсов.

Ключевые слова: аутентификация пользователя, многофакторная аутентификация, анализ биометрических данных.

Полный текст статьи:
LapinaSoavtors_4_18_3.pdf

НЕЙРОСЕТЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫБОРА СХЕМЫ ЛЕЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ И МОЧЕКАМЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ

УДК 681.3

К.О. Левенков, Е.Н. Коровин, Е.И. Новикова


Работа посвящена актуальной проблеме повышения точности выбора схемы лечения заболеваний мочевыделительной системы за счет компьютерной обработки данных и применения методов искусственного интеллекта для систем поддержки принятия решений. В статье представлены результаты нейросетевого моделирования процесса выбора схемы лечения пациентов с хроническим пиелонефритом и мочекаменной болезнью. На этапе формирования матрицы входной информации были обработаны 150 историй болезни пациентов с диагнозами хронический пиелонефрит, мочекаменная болезнь, а также, больные у которых наблюдалось сочетание данных патологий. В матрицу входных значений вошли 25 показателей, среди которых результаты лабораторных и инструментальных исследований. Построение многослойного персептрона проводилось на базе модуля NeuralNetworks в программе Statistica. Была получена сеть, которая состоит из 25 входных векторов и одного скрытого слоя, содержащего 14 нейронов. Обучение нейронной сети осуществлялось по выборке, включающей в себя 100 примеров. Полученная нейросетевая модель имеет 5 выходов, каждый из которых идентичен присутствующим в обучающей выборке классам типа лечения. Разработанная модель дает возможность выбрать один из 5 видов лечения: Y1 – консервативная терапия антибактериальными, спазмолитическими и противовоспалительными препаратами в сочетании с физиотерапевтическими процедурами; Y2 — консервативная терапия в сочетании с оперативным лечением в объеме контактной литотрипсии (КЛТ); Y3 — консервативная терапия в сочетании с оперативным лечением в объеме дистанционной литотрипсии (ДЛТ); Y4 — консервативная терапия в сочетании с оперативным лечением в объеме перкутанной нефролитолапаксией (ПНЛТ); Y5 — открытая операция и консервативное лечение. Апробация разработанной сети проводилась на контрольной выборке, включающей 50 примеров. В результате тестирования трем пациентам был поставлен неправильный диагноз. Таким образом, точность модели составила 94%.

Ключевые слова: нейросетевое моделирование, хронический пиелонефрит, мочекаменная болезнь, многослойный персептрон, нейрон, тестовая выборка, система распознавания образов.

Полный текст статьи:
LevenkovSoavtors_4_18_1.pdf