Архив метки: алгоритм

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ИСПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ МНОГОСТАДИЙНОЙ ОБСЛУЖИВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

УДК 519.865.7
doi: 10.26102/2310-6018/2019.24.1.002

Е.В. Болнокина , С.А. Олейникова


Объектом исследования в работе являются многостадийные системы, на вход которых поступает поток заявок, требующих для своего обслуживания выполнения множества последовательно-параллельных работ. Предметом исследования является оптимизация задачи назначения исполнителям работ в такой системе. Целью работы заключается в формализации исследуемой задачи с учетом человеческого фактора при совместном выполнении работ группой исполнителей. Исследование особенностей задачи показало невозможность использования классических подходов (в частности, венгерского метода и методов решения задач целочисленного программирования) для ее решения. В связи с этим возникла необходимость разработки собственного специализированного математического и алгоритмического аппарата. В результате предложена формализация задачи, включающая нелинейную целевую функцию и рекурсивные ограничения. Специфика математического аппарата потребовала использования соответствующего алгоритмического обеспечения для ее решения. За основу была взята методика алгоритмов с возвратом. Представлена общая идея алгоритма, базирующаяся на методе ветвей и границ. Таким образом, получено формальное описание задачи назначений исполнителям работ с учетом имеющихся особенностей системы, а также представлен общий алгоритм ее решения. Детализация и программная реализация алгоритма позволят повысить эффективность принятия управленческих решений за счет оптимизации выбора коллектива исполнителей для каждой из работ.

Ключевые слова: организационное управление, задача о назначениях, многостадийная обслуживающая система, формализация, алгоритм.

Полный текст статьи:
BolnokinaOleynikova_1_19_1.pdf

КОМПЬЮТЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ЗАНЯТИЯМ ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ВИДАМИ СПОРТА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ОСОБЕННОСТЕЙ ПАЛЬЦЕВОЙ ДЕРМАТОГЛИФИКИ

УДК 575.116:004.42:796.08

Е.Н. Радченко , В.Н. Калаев ,А.П. Преображенский,Д.Е. Страхов,И.Я. Львович,И.Е. Попова,
А.В. Сысоев


В статье описан метод компьютерной диагностики генетически детерминированной предрасположенности к занятиям определенными видами спорта на основе исследования дерматоглифических рисунков пальцев рук с использованием программы «Спортивная специализация спортсменов на основе особенностей пальцевой дерматоглифики» (рег. номер: 2018614779). Программа разработана авторами и базируется на алгоритмах, созданных в результате анализа работ отечественных специалистов, изучающих особенности дерматоглифических узоров спортсменов. По результатам компьютерной диагностики можно выявлять людей, обладающих генетически детерминированными способностями к занятиям определенными видами спорта (для юношей — футбол, волейбол, баскетбол, академическая гребля и конькобежный спорт; для девушек — плавание, лыжные гонки, аэробика, художественная гимнастика, тхэквондо и фехтование), позволяющими им достичь значительных успехов в избранном виде спорта. Тестирование проводится на основании анализа легко определяемых дерматоглифических характеристик (дерматоглифический фенотип, суммарный дельтовый индекс и суммарный гребневой счет). Применение компьютерной диагностики может значительно повысить эффективность отбора в спортивные учреждения и результативность работы тренера. Метод неинвазивен, безопасен, не требует наличия специального образования, значительных затрат времени и средств, не имеет возрастных ограничений и может применяться у детей. Это является его существенным достоинством, так как для достижения высоких спортивных результатов необходимо начало тренировок в раннем возрасте.

Ключевые слова: алгоритм, компьютерная программа, дерматоглифика, спорт, специализация, дельтовый индекс, гребневой счет, узор.

Полный текст статьи:
RadchenkoSoavtori_3_18_1.pdf

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОГНОЗИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБУЧЕНИЯ

УДК 519. 72

В.И. Сумин, О.В. Исаев,М.В. Скулков


В статье рассмотрен процесс обучения, который представляется в виде дискретного информационного потока. На каждом из этапов процесса обучения ученика проанализированы порции обучающей информации и определено качество их усвоения, с определением уровня незнания порции учебной информации. Сформированы индивидуальные характеристики и реакция ученика на каждую порцию обучающей информации. В условиях построения оптимальной обучающей системы, на основе среднего значения уровня незнания определена функция качества обучения ученика. Сформирована более адекватная оценка процесса обучения ученика, что позволяет эффективнее корректировать действующую систему обучения в процессе трансформации её характеристик. Рассмотрен алгоритм управления обучением ученика с прогнозируемым количеством контрольных проверок его знаний, что позволяет сформировать требуемое управляющее воздействие, которое для этого необходимо. С использованием исследованного алгоритма сформирован вектор вероятностей незнания учеником элементов обучающей информации. Также разработан алгоритм по формированию прогнозируемых параметров обучения ученика. Решена задача, позволяющая сравнивать оптимальную продолжительность обучения ученика, полученную экспериментально, с теоретически прогнозируемой продолжительностью процесса обучения. При этом сделан вывод об эффективности формирования прогнозируемых параметров обучения ученика. В работе разработана информационная система, использующая результаты экспериментальных значений индивидуальных параметров обучения каждого ученика и позволяющая определить индивидуальные характеристики, вычислить рейтинг и отслеживать процесс изменения параметров обучения.

Ключевые слова: алгоритм, информационная система, информационный процесс, модель взаимодействия, непрерывный информационный поток, дискретный информационный поток, параметр обучения, вектор вероятностей незнания, функция качества обучения, порция учебной информации.

Полный текст статьи:
SuminSoavtori_2_18_2.pdf

АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОХРАННЫХ СИСТЕМ И ФАКТОРОВ НЕГАТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

УДК 519. 72

В.И. Сумин, О.В. Исаев,М.В. Скулков


C целью обеспечения высоконадежной обработки информации на практике при оценке устойчивости функционирования охранных систем, рассматриваемых с позиций информационных структур, в условиях негативных воздействий, необходимо не только разрабатывать новые модели и алгоритмы устойчивого взаимодействия элементов указанных информационных множеств, но и учитывать требования к эффективности протекающих при этом информационных процессов. Увеличение количества негативных воздействий на элементы охранных комплексов требует модернизации систем парирования негативных воздействий, а также проведения анализа устойчивости функционирования подобного рода информационных структур. Совершенствование информационных структур и оптимизация информационных процессов, произведенные на основе разработки адекватных моделей функционирования систем комплексной безопасности объектов особой важности в условиях факторов внешних воздействий, является актуальной в настоящее время научно-технической задачей, практическая реализация которой позволит минимизировать отставание темпов развития охранной техники и технологий от динамично совершенствующихся инструментов дестабилизации элементов систем охраны объектов особой важности. Разработка и решение адекватной математической модели взаимодействия информационных структур охранных систем и негативных воздействий призваны описать динамику эволюции их элементов на фазовой плоскости пространства, а с учетом интегрального представления условий устойчивости, а также второго метода Ляпунова сформировать математическую модель устойчивого управления информационным процессом взаимодействия элементов указанных информационных множеств. Задача анализа фазовых портретов состояния охранных комплексов как информационных систем связана с исследованием аттракторов, представляющих собой области (фазовые окрестности) пространства, состоящие из совокупности концентрических окружностей в виде множества точек, притягивающих траектории эволюции элементов информационных структур охранных систем и указывающих на области их устойчивого функционирования.

Ключевые слова: аттрактор, алгоритм, динамическая система, устойчивость, эффективность, информационная система, информационная структура, информационный процесс, информационное множество, модель взаимодействия, управление.

Полный текст статьи:
SuminSoavtori_2_18_1.pdf

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНОВ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛЕЙ БИНАРНОГО ВЫБОРА

УДК 519.254

И.В. Горошко, Ш.Х. Гонов


В статье предлагается технологический алгоритм анализа на основе моделей дискретного выбора, позволяющий оценивать оперативно-служебную деятельность органов внутренних дел в сфере обеспечения правопорядка в общественных местах. Предметом исследования являются методы и модели анализа результатов деятельности территориальных органов МВД России. В ходе исследования применялись методы многомерного статистического анализа данных, а также математический аппарат моделей дискретного выбора. Рассматривается механизм идентификации и оценки параметров logit- и probit-моделей на основе метода максимального правдоподобия. Предложены методы оценки значимости параметров регрессионных уравнений, а также методы оценки качества модели. Проведенный анализ единой совокупности статистических данных при помощи logit- и probit-моделей позволил сделать вывод о наибольшем влиянии оценочных показателей, имеющих более высокие коэффициенты значимости в системе оценки эффективности. Моделирование показало возможности применения данных моделей в поиске количественных закономерностей развития изучаемого процесса. Впервые с использованием математических моделей дискретного выбора разработан подход к анализу и оценке преступности в общественных местах, на их основе предложены новые решения по оценке результатов оперативно-служебной деятельности органов внутренних дел, что позволяет повысить качество информационно-аналитической работы.

Ключевые слова: алгоритм, модели бинарного выбора, оценка, метод максимального правдоподобия, логит-модель.

Полный текст статьи:
GoroshkoGonov_2_18_1.pdf

ПРИМЕНЕНИЕ БАЙЕСОВСКОГО КЛАССИФИКАТОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕМАТИКИ ТЕКСТА

УДК 621.396

С.В. Шанов, П.Г. Чупин, А.Ю. Афонин


Актуальность исследования обусловлена потребностью современного общества в автоматической классификации данных. В данной работе рассмотрен байесовский алгоритм на примере определения тематики текста. Целью работы является разработка, выявление и решение проблем, возникающих во время реализации и непосредственной работы классификатора, а также оценка его эффективности. Выявлены проблемы арифметического переполнения и появления нулевой вероятности в результате. Предложено их решение с помощью сглаживания Лапласа и свойства логарифмов. Также представлены подходы по оптимизации и увеличению скорости работы программного модуля. В результате был реализован байесовский классификатор. Его обучение проводилось на базе наборов статей 10 различных тематик. На основе полученных данных проведена тестовая классификация и выполнена проверка корректности данной операции. Материалы статьи представляют практическую ценность для тех, кто собирается применить рассмотренный алгоритм или подобные ему в своих исследованиях.

Ключевые слова: наивный байесовский классификатор, Text Mining, алгоритм, теорема Байеса, анализ документа.

Полный текст статьи:
ShanovSoavtori_1_1_18.pdf

МНОГОВАРИАНТНЫЙ ВЫБОР ПРИ УПРАВЛЕНИИ РАЗВИВАЮЩИМИСЯ СИСТЕМАМИ

УДК 681.3

Д.А. Недосекин


В данной работе рассматривается проблема управления связанными развивающимися системами (СРС). Они влияют на то, каким образом осуществляется развитие соседствующих высокотехнологичных технологических систем. Данная работа направлена на создание алгоритмической процедуры, позволяющей проводить управление СРС. Выбор перспективного варианта в оптимизационной задаче исходит из того, что инфокоммуникационная система является прогрессирующей системой в структуре СРС. В процедуре выделены и описаны три модуля. Приведены структурная схема алгоритмической процедуры управления выбором граничных условий развития односвязной системы и структурная схема алгоритмической процедуры управления перераспределением финансового ресурса основной системы. Процедура многоальтернативного выбора отличается характером формализации экспертных знаний в виде рангов совместимых перспективных направлений развития содействующих систем и позволяет достигать эффективного взаимодействия всех составляющих связанной развивающейся системы. Выбор варианта допустимых граничных условий развития информационно-телекоммуникационных технологий (ИКТ) в регионе осуществляется экспертным путем на основе сравнения доминирующих стратегий. Проанализирована выборка статистических показателей за определенный период развития компонент ИКТ в указанный период, что дало возможности для подтверждения эффективности оптимизации.

Ключевые слова: принятие решений, система, многоальтернативная агрегация, оптимизация, управление, модель, алгоритм.

Полный текст статьи:
Nedosekin_1_1_18.pdf

УСТОЙЧИВОСТЬ РЕШЕНИЙ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

УДК 519.676

Д.Е. Орлова


Под устойчивостью решений, принимаемых при обеспечении функционирования организационно-технических систем, понимается их способность сохранять свою актуальность в условиях действия различных мешающих факторов. Предлагаются методы и численные алгоритмы оценки устойчивости двух классов решений в таких системах. К первому классу относятся решения вертикального типа «руководитель-подчиненный», устойчивость которых трактуется по Нэшу. как решения, нарушение которых невыгодно самим нарушителям, будь то руководитель или подчиненные. Ко второму классу относятся решения горизонтального типа, принимаемые на уровне взаимодействия подчиненных, устойчивость которых трактуется по А.М. Ляпунову, когда оценка устойчивости исследуемого объекта сводится к вопросу о существовании стационарного нетривиального решения системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику этого объекта. Для обоих классов решений выявляются формальные условия обеспечения устойчивости и разрабатываются алгоритмы, позволяющие установить уровень устойчивости в типовых ситуациях. Алгоритмы реализованы в интегрированной среде TURBO PASCAL с применением процедур и функций VISUAL BAISIC, DELPHI и C++, ориентированной на создание приложений под управлением Windows 7. Численным экспериментом доказана их сходимость. Описанные в статье методы могут найти практическое применение как инструмент поддержки принятия решений при управлении сложными динамическими система организационно-технического типа.

Ключевые слова: организационно-техническая система, управленческое решение, устойчивость, система дифференциальных уравнений, алгоритм.

Полный текст статьи:
Orlova_1_2_18.pdf

ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ТЕНЗОРНЫХ УРАВНЕНИЙ КРОНА ДЛЯ ДВУХУРОВНЕВОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

УДК 519.676

Д.Е. Орлова


Рассматривается численный метод решения тензорных уравнений Крона для двухуровневой иерархической системы при наличии релевантных связей взаимного влияния между ее компонентами. Идея метода заключается в том, что детальный учет связей взаимовлияния, собственно и обусловливающих трудности решения данных уравнений, подменяется типовыми алгоритмами оптимизации координационного типа. Выбор типа алгоритма предваряется количественной оценкой степени рассогласованности параметров компонентов, основанной на идеях системной теории конфликта. Показано, что все многообразие рассогласований можно свести к трем типовым вариантам: существенному рассогласованию, практическому отсутствию локальных рассогласований и незначительному рассогласованию по второстепенным вопросам. В первом варианте для нормального функционирования системы требуется, чтобы в ней доминировали системные интересы. Во втором варианте решение проблем может быть отдано на уровень компонентов системы. В третьем варианте устранить рассогласования можно на основе паритета системных и локальных интересов. Описываются соответствующие этим вариантам алгоритмы оптимизации: при доминировании системных интересов, при доминировании локальных интересов и при паритете интересов. Метод реализован в виде программного комплекса на базе систем программирования Visual Basic, С++ и Delphi. Численным экспериментом доказана сходимость алгоритмов оптимизации. Метод может найти практическое применение как инструмент поддержки принятия решений при управлении сложными динамическими система иерархического типа.

Ключевые слова: тензорные уравнения Крона, численный метод, оптимизация, рассогласование, программный комплекс, алгоритм, сходимость.

Полный текст статьи:
Orlova_1_1_18.pdf

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УСКОРЕНИЯ АЛГОРИТМОВ
ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СОРТИРОВКИ RADIX НА GPGPU

УДК 004.424.5.032.24

Г.В. Воронцов, А.П. Преображенский , О.Н. Чопоров


В данной работе проводится анализ алгоритма параллельной сортировки RADIX на графических процессорах (GPGPU). Вначале рассматривается наивный алгоритм поразрядной сортировки. При этом используются два вида поразрядной сортировки — по младшим и старшим разрядам. Приведен пример их использования. С тем, чтобы увеличить производительность алгоритма поразрядной сортировки предлагается использовать параллельное решение, хотя при этом возникают дополнительные проблемы, требующие своего решения. Анализируются возможные подходы по распараллеливанию, предложенные различными авторами. В рассматриваемом алгоритме данные хранятся в памяти графического процессора, и сортировка выполняется непосредственно на GPU. Этот алгоритм параллельной Radix сортировки состоит из 3-х подсистем: подсчет двоичных комбинаций в текущем разряде, префикс суммирование, окончательное соответствие ключей с вычисленными позициями. Первым шагом алгоритма является процесс подсчета частоты каждого элемента в последовательности. Для осуществления этого параллельным образом происходит разделение входного массива на блоки. Далее вычисляется локальная частота всех возможных элементов для каждого блока. Затем для каждой маски проводится префиксное суммирование. На следующем шаге получаются из локальных списков частот глобальные. Приведены результаты моделирования, продемонстрировавшие увеличение в несколько раз быстродействие предлагаемого алгоритма по сравнению с известными.

Ключевые слова: параллельная сортировка, алгоритм, данные, процессор.

Полный текст статьи:
VoronzovSoavtori_1_1_18.pdf