Архив рубрики: 2020 год

ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ДЕЙКСТРЫ ПРИ ГРАФОСТРУКТУРНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТАГРАФОВ


УДК 519.179
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.008

Н.Ю. Жбанова, А.И. Мирошников


С появлением социальных сетей, различных систем сбора и хранения данных и накоплением больших объемов информации графовые структуры получили очередной стимул для развития, так как одно из их основных преимуществ заключается в возможности получить компактные и понятные модели сложных систем. Графоструктурный подход является особенно продуктивным при решении задач, связанных с анализом сетей различной природы, таких как социальные сети, веб-графы, транспортные дорожные сети и другие. Такие объекты характеризуются большим объемом и сложной структурой, поэтому вопрос использования для их описания обобщенных графовых структур весьма актуален. В качестве обоснования можно выделить ряд преимуществ: сокращение размерности исходных данных без потери информации, снижение сложности интерпретации промежуточных результатов, возможность моделирования задачи на нескольких этапах и другие. Данная статья посвящена вопросам, связанным с развитием математического аппарата для построения графоструктурных моделей сложных систем. Рассматриваются обобщения понятия графа, такие как неориентированные и ориентированные гиперграфы и метаграфы. Приводится пример программной реализации иерархической системы на основе метаграфа. Данный подход позволяет варьировать степень детализации данных без их модификации при решении различных задач управления организационными системами.

Ключевые слова: графовые структуры, метаграфы, организационные системы, графоструктурное моделирование, алгоритм Дейкстры, конденсация графов.

Полный текст статьи:
ZhbanovaMiroshnikov_2_20_1.pdf

МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ СКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД КОХА-ЖАО


УДК 004.932.2
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.007

Д.Э. Вильховский


В статье предлагается алгоритм анализа изображений с встроенным сообщением на основе стеганографического метода Коха-Жао. Объектом исследования являются изображение, в которые было осуществлено встраивание методом Коха-Жао. Ключевая идея заключается в сравнительном анализе пар коэффициентов дискретного косинусного преобразования. Для этого строится зависимость разности коэффициентов от номера блока. Численное дифференцирование данной зависимости даёт возможности определить границы встроенного сообщения. После чего анализ исходной зависимости на выделенном интервале даёт возможность установить применяемые параметры метода Коха-Жао. Научная новизна заключается в разработке алгоритма стеганографического анализа метода Коха-Жао, основанного на анализе коэффициентов дискретного косинусного преобразования, отличающегося тем, что в нем присутствуют модуль автоматического поиска ступенчатых изменений, который позволяет определить параметры встраивания и извлечь сообщение. Выполнен эксперимент на ЭВМ. Установлено, что предлагаемый алгоритм даёт возможность с абсолютной точностью установить размер, содержимое и расположение скрытого сообщения, в случае, когда оно встроено в непрерывную последовательность блоков. Практическая значимость результатов заключается в том, что разработанный программный комплекс позволяет проводить стегоанализ изображений с данными методом Коха-Жао при низком заполнении стегоконтейнера (менее чем 40% битов нулевого битового слоя).

Ключевые слова: анализ коэффициентов ДКП, выявление стеговставок, анализ стегоконтейнера, анализ изображений со вставками, метод Коха-Жао.

Полный текст статьи:
Vilkhovskiy_2_20_1.pdf

АЛГОРИТМ ВЫЯВЛЕНИЯ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИХ ВСТАВОК ТИПА LSB-ЗАМЕЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ


УДК 004.932.2
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.006

А.К. Гуц, Д.Э. Вильховский


В статье предлагается алгоритм выявления стеганографических вставок, осуществляемых в виде замены наименее значащих битов. Предлагаемый алгоритм базируется на методе анализа иерархий. Рассматриваются слои младших битов синей компоненты. Области встраивания определяются при помощи алгоритма таксономии. Применяются алгоритм предварительной обработки для того чтобы повысить эффективности на участках, которые содержат градиентную заливку. Научная новизна заключается в разработке алгоритма стеганографического анализа метода LSB-замены при низком заполнении стегоконтейнера, основанного на сравнительном анализе нескольких слоев изображения с помощью метода анализа иерархий, отличающегося тем, что выделенные критерии принятия решения представляют возможность учитывать структуру исходного изображения-контейнера, которая хранится в более высоких битовых слоях и за счет этого представляется возможным сформировать карту подозрительных пикселей, повышающую эффективность обнаружения встроенного сообщения. Был выполнен эксперимент на ЭВМ. Для искусственных изображений с градиентной и равномерной заливкой предлагаемый алгоритм дает возможность определять в среднем 91% подмененных битов, тогда как ложные срабатывания составляют не больше 1%. Положение встроенных битов может быть определено на основе сопоставления матрицы решений с начальным изображением. Предлагаемый алгоритм эффективен при малых размерах встроенного сообщения в отличие от созданных ранее алгоритмов.

Ключевые слова: выявление стеговставок, анализ изображений со вставками, анализ стегоконтейнера, поиск LSB-вставок, LSB встраивание.

Полный текст статьи:
GutsVilkhovskiy_2_20_1.pdf

СИНТАКСИС И ОПЕРАЦИОННАЯ СЕМАНТИКА ЦЕЛЕВОГО ЯЗЫКА В РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ «ПРЕДПОЛОЖИ И ДОПУСТИ» ПРИ ОБЪЕДИНЕНИИ ЦИКЛОВ ДЛЯ ВЕРИФИКАЦИИ ПРОГРАММ


УДК 004.7
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.1.005

Д.В. Лысов


Loop Fusion – преобразование программы для объединения нескольких последовательных петель в одну – было изучено в основном для оптимизации компилятора. В работе предлагается новая стратегия объединения циклов, которая может объединить любые петли, даже петли с зависимостью данных. Показано, что это полезно для программы проверки, потому что может упростить инварианты цикла. Суть цикла слияния заключается в следующем: если состояние после первого цикла было известно, два тела цикла могут быть вычислены одновременно, независимо от данных путем переименования переменных программы. Loop Fusion создает программу, которая угадывает неизвестное состояние после первого цикла, недетерминированно выполняет слитый цикл, в котором переменные переименовываются, сравнивает угаданное состояние и состояние, фактически вычисленное слитой петлей, и, если они не совпадают, расходится. Последние два шага, сравнение и расхождение, имеют решающее значение для сохранения частичной корректности. Подход «предположи и допусти» назван так потому, что в дополнение к первому шагу (предположи), последние два шага могут быть выражены псевдоинструкцией «допусти», которая используется в проверке программы.

Ключевые слова: преобразование циклов, верификация программы, инварианты циклов, операционная семантика, целевой язык.

Полный текст статьи:
Lysov_2_20_1.pdf

УРЕГУЛИРОВАНИЕ КОНФЛИКТА ИНТЕРЕСОВ МЕЖДУ УЧАСТНИКАМИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.004

С.И. Сигарев, В.А. Чертов, О.Е. Шугай


Рассматривается задача урегулирования конфликта интересов между участниками строительных проектов путем оптимизации распределения ресурса. В отличие от традиционного оптимизационного подхода, зачастую не дающего решения в условиях конфликта, предлагается использовать комплексный критерий Нэша-Парето. В этом случае конфликт интересов исчерпывается, поскольку участникам проекта становится невыгодным завышать свои потребности в ресурсах, а их потребности в ресурсах удовлетворяются хотя бы в минимальной мере. Дается математическая постановка такой задачи и, опираясь на работы В.Н. Буркова, Д.А. Новикова и Ю.Б. Гермеера, осуществляется ее решение. Рассматривается два типа моделей равновесного в смысле Нэша распределения ресурса между участниками проекта: с прямым и с обратным приоритетом. В первом случае распределение ресурса происходит согласно принципу: «больше просишь – больше дадут», во втором – «больше просишь – меньше дадут». Для указанных моделей выделяются их разновидности: простые, с учетом коэффициента использования ресурса, со штрафом и с поощрением. Для всех типов моделей и их модификаций выписываются формулы для определения плана распределения ресурса. Описывается алгоритм урегулирования конфликта интересов между участниками строительных проектов путем оптимизации распределения ресурса, основанный на указанных выше моделях и результатах их анализа. Отличительной чертой алгоритма является то, что в нем урегулирование конфликта интересов участников поддерживается поиском парето-оптимальных планов распределения ресурса. В качестве обсуждения результатов рассматривается задача, когда распределяется не один, а несколько видов ресурсов. Показано, что с учетом комплексирования поставок и взаимозаменяемости ресурсов различных видов, она может быть сведена к решению задачи для одного вида ресурса, а конфликт интересов может быть урегулирован с помощью предложенного алгоритма.

Ключевые слова: конфликт, строительство, проект, ресурс, распределение, оптимальность, равновесие Нэша, оптимальность по Парето, алгоритм.

Полный текст статьи:
SigarevSoavtors_2_20_1.pdf

МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ КОНТРОЛЯ В МНОГОУРОВНЕВЫХ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ


УДК 65.012
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.003

А.В. Потудинский, А.П. Преображенский


Контроль процессов в организационных системах — это деятельность, направленная на выполнение задач (планов, выполнение заказов) по всему перечню процессов системы. Для выполнения этой задачи руководство должно своевременно оценивать выполнение программы, следить за тенденцией исполнителей отклоняться от плановой нормы и направлять имеющиеся в его распоряжении ресурсы на устранение этих отклонений. Во многих областях подсчет количества промежуточных и финальных результатов автоматизирован, и персонал может в любое время знать цифры, характеризующие ход выполнения. Однако в таких областях, как строительство, высокие технологии и некоторые другие, довольно трудно оценить, как осуществляется программа. Каждая операция по показу фактического выполнения программы и контролю сроков по каждому виду результатов требует проведения полного мониторинга. Это дорогостоящая операция, часто требующая приостановки процесса. Поэтому желательно, чтобы это делалось как можно реже, но при этом не упускался момент, когда тенденция к отклонению перерастет в угрозу выполнению программы. Рассмотрен процесс управления работой организационной системы одноцелевого типа, объем программы которой выражается в виде общего эквивалента — в единицах выпуска (задачах) или в себестоимости. Для программ, решающих несколько важных видов задач, необходимо одновременно проводить контроль по каждому виду задач.

Ключевые слова: момент контроля, организационная систем, выполнение программы, моделирование, одноцелевой тип.

Полный текст статьи:
PotudinskyPreobrazhensky_2_20_1.pdf

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ВЗАИМНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО СОГЛАСИЯ В СИСТЕМАХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ РЕЕСТРОМ НА ОСНОВЕ ЦЕПОЧКИ БЛОКОВ


УДК 004.056.2
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.002

С.С.Еськов, О.Я.Кравец


Объектом исследования в работе являются системы распределенного реестра на основе цепочки блоков. Предметом исследования является математическое и программное обеспечение распределенной обработки данных при решении задачи достижения взаимного информационного согласования в системах распределенного реестра на основе цепочки блоков. Цель работы заключается в разработке алгоритма функционирования узла системы с возможностью реализации им нештатных функций, алгоритма взаимного информационного согласования в системе распределенного реестра на базе цепочки блоков, проведение планирования численных экспериментов для оценки эффективности математического и программного обеспечения взаимного информационного согласования в системах распределенного реестра на основе цепочки блоков. Исследование существующих подходов показало, что большинство исследований не в полной мере учитывают одновременную реализацию узлами нештатных функций и изменение структурно-параметрических характеристик системы вследствие объединения узлов в группы. В результате предложен алгоритм функционирования узла системы, учитывающий возможность реализации нештатных функций: формирование ответвления обрабатываемых данных и атаку временной блокировки. Представлен обобщенный алгоритм функционирования системы распределенного реестра на базе цепочки блоков при выполнении алгоритма взаимного информационного согласования, учитывающий возможность объединения узлов в группы. Проведено планирование численного эксперимента.

Ключевые слова: распределенный реестр, формализация, алгоритм, взаимное информационное согласование, нештатные функции, централизация.

Полный текст статьи:
EskovKravets_2_20_1.pdf

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКРЫТОГО РАСПРЕДЕЛЕННОГО РЕЕСТРА С УПРАВЛЯЮЩИМ УЗЛОМ


УДК 004.942
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.001

В.А. Евсин, С.Н. Широбокова, С.П. Воробьев, В.А. Евсина


В данной статье представлено математическое и имитационное моделирование распределенного реестра с управляющим узлом на примере алгоритма консенсуса RAFT. Описан процесс взаимодействия отдельных узлов сети распределенного реестра, особое внимание уделено алгоритму проведения транзакций внутри данной сети. Ключевым аспектом данной статьи является разработка математической модели сети распределенного реестра как системы массового обслуживания с использованием теории очередей. Рассмотрены концептуальные модели как распределенного реестра в целом, так и модель информационного процесса доступа к кластеру нотариальных узлов. Проведено математическое моделирование сети распределенного реестра, а также информационного процесса получения доступа к управляющему узлу сети. Представлено пространство состояний в распределенном реестре с управляющим узлом. Сформировано описание инфинитезимальной матрицы для оценки вероятности переходов между состояниями в распределенном реестре, описаны вероятности переходов, а также интенсивности данных процессов. Описана характеристика законов распределения показателей в рассматриваемой системе. Другим важным аспектом данной статьи является имитационное моделирование процесса с целью выявления наиболее качественной комбинации параметров для достижения максимальной эффективности. Сформирован стек варьируемых показателей имитационной модели. Проведены тесты, на основании которых эмпирическим методом подобрана наиболее эффективная совокупность характеристик. Представлены итоги по проведению математического и имитационного моделирования распределенного реестра с управляющим узлом.

Ключевые слова: распределенный реестр, DLT-система, алгоритм консенсуса, математическое моделирование, инфинитезимальная матрица, теория массового обслуживания, теория очередей, имитационное моделирование.

Полный текст статьи:
EvsinSoavtors_2_20_1.pdf

ДЕСТРУКТИВНОЕ ИНФОРМАЦИОННО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ


УДК 004.942
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.043

В.П. Охапкин, Е.П. Охапкина, А.О. Исхакова, А.Ю. Исхаков


В статье рассматривается задача выявления деструктивного информационно-гуманитарного воздействия в социальных сетях. Отмечается, что проблемы, связанные с оперативным выявлением фактов деструктивного информационного воздействия являются предпосылками для разработки и совершенствования методов и средств выявления таких воздействий в социальных сетях. Для понимания социальной динамики групп социальных сетей рассмотрены: коммуникационная модель, предложенная Теодором Ньюкомбом, «планарная карта» Курта Левина, теория когнитивного баланса Фрица Хайдера. Проанализированы документы ООН по противодействию использования сети интернет в экстремистских целях и целях радикализации. Рассматривается роль когнитивного подхода к анализу сообщений социальных сетей и основные сценарии, реализуемые акторами влияния в текстах, направленных на разные аудитории. В исследовании излагается системный подход в отношении задачи проектирования мультиагентной платформы. Особое внимание уделяется блоку анализа паттернов пользовательских сообщений в социальных сетях, как с позиции математического моделирования, так и с позиции социальной динамики. Приводится описание архитектуры и методов мультиагентной системы выявления деструктивного информационно-гуманитарного воздействия. Система состоит из интерфейса администрирования, подсистем администрирования мультиагентной системы и управления агентами, агентов кластеризации, анализа сетевых сообщений и дисперсионного анализа. Приведено описание основных блоков агентов и подсистем.

Ключевые слова: социальная сеть, кластерный анализ, информационная безопасность, радикализация, агрессия, большие данные, личность, информационно-психологическое воздействие.

Полный текст статьи:
OkhapkinSoavtors_1_20_1.pdf

СРАВНЕНИЕ ТОЧНОСТИ АППРОКСИМАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ КВАДРАТОВ С МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ


УДК 678.04
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.042

А.Б. Голованчиков, М.К. Доан, А.В. Петрухин, Н.А. Меренцов


Представлены результаты сравнения точности аппроксимации экспериментальных или табличных данных, полученной с использованием типового метода наименьших квадратов (МНК) и предлагаемого метода наименьших относительных квадратов (МНОК), на примере заданной табличной зависимости вязкости водноглицеринового раствора от массовой концентрации глицерина. Показывается преимущество последнего как по сумме и средним значениям локальных относительных отклонений расчетных данных вязкости искомого раствора полученных МНОК, с аналогичными данными, полученными типовым МНК, так и по наибольшим значениям этих относительных отклонений. Так, рассчитанные с использованием МНК средние относительные отклонения теоретических значений вязкости водного раствора глицерина от заданных табличных, по абсолютной величине равны 12,9 %, МНОК 5,8 %, то есть, ниже в 2 раза. Соответственно наибольшие относительные отклонения в МНК составляют
17,9 %, а МНОК – 10,6 %, то есть снижаются на 68 %. Предлагается определять условные значения параллельных опытов по экспериментальным данным основного опыта. Для этого расчет условных численных значений i-ого параллельного опыта определяется методом кусочной линейной аппроксимации i-1 и i+1 численных значений основного опыта или табличных данных. Проводится корреляционной анализ с определением коэффициентов корреляции, воспроизводимости, адекватности и значимости коэффициентов полученного уравнения регрессии.

Ключевые слова: линеаризация, аппроксимация, абсолютные и относительные отклонения, МНК и МНОК, коэффициент корреляции, воспроизводимость, адекватность, значимость.

Полный текст статьи:
GolovanchikovSoavtors_1_20_2.pdf