Информатика, вычислительная техника. Рубрика в журнале - Informatics. Economics. Management - Информатика. Экономика. Управление
Статья
В статье рассматривается использование нейросетевого подхода при постобработке части оцифрованных киноматериалов северного кинооператора Ю.Я. Ковтуна. Авторами исследуется и изучается монтажно-коррекционный и нейросетевой методы применительно к части оцифрованных материалов северного оператора, таких как «День города - Норильск», «40 минут от Норильска», «Ангарская сосна идёт к океану», «Ледин и его героиня». Представлены численные результаты обработки полноценных кинокопий и визуальные результаты экспериментов, которые обеспечили улучшение визуальных характеристик оцифрованных киноматериалов. При этом большая часть эпизодов обрабатывалась покадрово сочетанием Topaz-инструментов. Дана оценка качества обработки в ImageDiscerner и представлены карты отличий и гистограммы сравнений кадров по Brightness (яркости), Solid Areas (сплошной области), Saturation (насыщению) и RGB для оцифрованных киноматериалов.
Бесплатно
Исследование программных подсистем для задач сенсорного мониторинга и управления экосистемами
Статья
В данной работе рассматривается потенциал использования программных датчиков в мониторинге сложных экологических систем. Интеграция современных технологий измерения и передовых вычислительных методов значительно расширила возможности программных датчиков, позволив осуществлять непрерывный и незаметный мониторинг экосистем. Система мониторинга и управления на основе моделей обеспечивает более высокую точность прогнозирования и оперативность, что важно для эффективного принятия решений. Также в настоящей статье представлен краткий обзор методологий разработки программных датчиков и обзор различных подходов к моделированию. Обсуждаются проблемы, связанные с самими экологическими системами: сложность, изменчивость и индивидуальные различия. Кроме того, в статье описываются проблемы, присущие подходу к моделированию на основе данных, в частности компромисс между сложностью модели и её производительностью. Программные датчики представляют собой значительный шаг вперёд в мониторинге и управлении экосистемами, позволяя принимать более взвешенные решения и оптимизировать процессы. По мере дальнейшего развития этих технологий сотрудничество между междисциплинарными командами будет иметь решающее значение для решения сложных задач, связанных с современными экосистемами.
Бесплатно
К вопросу о повышении надежности программного обеспечения за счет применения методов избыточности
Статья
Обеспечение надежности современных приложений имеет решающее значение для успеха бизнеса. В настоящей статье представлен комплексный подход к повышению надежности приложений за счет использования нескольких методов, включая избыточность, активное резервирование, мониторинг, дублирование, балансировку нагрузки, архитектуру микросервисов, горячее резервирование, резервное копирование и восстановление, прогнозирование и обнаружение ошибок. Реализуя эти стратегии, разработчики могут значительно сократить время простоя, повысить доступность системы и улучшить общий пользовательский опыт. В статье представлен обзор каждого метода, выделены их преимущества и недостатки.
Бесплатно
Статья
Традиционные методы, используемые для сохранения объектов историко-культурного наследия, являются эффективными, но существует ряд проблем и ограничений их использования, большинство из которых решаются посредством интеграции современных технологий и инновационных подходов. В данной статье рассматриваются технологии, используемые для создания электронных копий объектов историко-культурного наследия, гарантирующие их целостность, сохранность и равнодоступность для всех пользователей глобального информационного пространства в бесплатном, условно-бесплатном или лицензионном (платном) режимах доступа, удовлетворяя информационные потребности пользователей при сохранении баланса национальных и международных интересов, способствуя культурному взаимодействию и развитию различных отраслей, связанных с историко-культурным наследием.
Бесплатно
К вопросу учета опасностей при анализе надежности АСУ ТП опасных производств
Статья
В статье обоснована необходимость комплексного подхода к анализу надежности АСУ ТП с учетом стандартов МЭК 61508/МЭК 61511. Предлагается учитывать как опасность, так и уровень важности того или иного отказа компонентов АСУ ТП. Методика учёта показателей надежности АСУ ТП отличается от рассмотренных ранее иной функцией приоритета с учетом возможных дестабилизирующих факторов, воздействующих на систему резервирования. Важно, что для достижения требуемого уровня безопасности системы следует обеспечивать достижение ею показателей, заданных уровнем Safety Integrity Level. Такими показателями является SFF и вероятность опасных отказов, в частности, таким отказом будет считаться отказ модуля, оперирующего опасными энергиями или химическими веществами. В статье рассматривается типичный пример химически опасного производства (участок процесса получения поликарбоната). Приведенные в статье результаты иллюстрируют эффективность разработанного метода и его применимость к анализу и повышению показателей надежности АСУ ТП. Рассмотрен пример химического производства, однако следует отметить, что предложенный метод может быть применен для широкого круга технологических процессов опасных производств.
Бесплатно
Ключевые проблемы безопасности данных в мобильных приложениях
Статья
В статье проведён комплексный анализ ключевых проблем обеспечения информационной безопасности мобильных приложений в условиях цифровой трансформации в контексте концепций Индустрии 4.0 /5.0. Рассмотрены основные угрозы, обусловленные уязвимостями программного кода, незащищёнными интерфейсами прикладного программирования, инъекциями вредоносного кода, атаками типа MitM, а также методами социальной инженерии и фишинговыми атаками. Рассмотрены сценарии эксплуатации уязвимостей – применения вредоносных библиотек, подмены сертификатов, использования небезопасных протоколов передачи данных (HTTP, FTP) и манипуляций с доверенной средой исполнения. Проанализированы ключевые аспекты защиты персональных данных и уязвимости облачных сервисов, связанные с ошибками конфигурации и проблемами механизмов разграничения доступа, в том числе в инфраструктурах AWS S3, Google Firebase и аналогичных платформах. Рассмотрены современные методы и технологии защиты, к которым относятся алгоритмы симметричного и асимметричного шифрования (AES-256, TLS 1.3, E2EE), применение сертификационного пиннинга, реализация многофакторной аутентификации (2FA, MFA), токенизация с использованием протокола OAuth 2.0, безопасные хранилища криптографических ключей (Android Keystore, iOS Secure Enclave). Отмечается важность использования архитектурной изоляции приложений и внедрения систем обнаружения вторжений и анализа поведения, основанных на машинном обучении. Особое внимание авторы уделяют переходу к концепции Zero Trust, предполагающей аутентификацию, минимизацию прав доступа и микросегментацию сетевых взаимодействий.
Бесплатно
Статья
В статье предлагается новый подход к повышению энергоэффективности протоколов управления потоком данных в беспроводных сенсорных сетях (WSN) с использованием скрытой марковской модели (HMM). Предлагаемая модель интегрирует HMM в процесс управления потоком данных, обеспечивая адаптивное принятие решений на основе наблюдаемых уровней энергии. Используя стохастические методы, система минимизирует потребление энергии, сохраняя производительность сети. Экспериментальные результаты показывают, что предлагаемый метод снижает потребление энергии до 19,05% по сравнению с существующими протоколами, тем самым продлевая срок службы сети.
Бесплатно
Математическое обеспечение и особенности управления несинхронизированным набором мобильных объектов
Статья
В статье рассматривается проблема эффективного управления несинхронизированным набором мобильных объектов. Для решения этой задачи предлагается подробно изучить существующие стратегии управления систем автономных мобильных объектов (АМО) с целью выбора наиболее практичного решения. В статье проанализированы несколько традиционных подходов к управлению для систем с несколькими АМО, а именно: методы, основанные на математическом обеспечении «ведущий-ведомые объекты» (ВВО), виртуальной структуре (ВС), поведении и консенсусе. Результаты анализа существующих решений показали, что подходы, основанные на ВВО, ВС и поведении, могут быть использованы для решения задач управления формированием АМО, однако у них есть недостатки. Метод, основанный на ВВО, не обладает надежной связью, а решения, основанные на ВС, не подходят для распределенной архитектуры из-за необходимости применения большого количества коммуникаций и вычислений. Подходы, основанные на поведении, трудно моделировать и они не могут гарантировать стабильность системы. Решить проблемы вышеперечисленных методов способен консенсусный подход, который основан на теории графов. Более того, результаты некоторых исследований показали, что подходы, основанные на ВВО, ВС и поведении, могут быть объединены в общую структуру консенсусного управления.
Бесплатно
Статья
В статье представлен подход к минимизации объемов матричного представления информации при взаимодействии автономных интеллектуальных систем. Показано, что важным этапом при анализе ограничений на значения параметров в пространстве действий автономных интеллектуальных систем является этап заполнения матриц зависимости параметров, а также матриц ограничений параметров. Ставится задача о необходимости минимизировать рост матриц с увеличением числа зависимостей и ограничений в системе. Изучены области влияния параметров, дана их графическая иллюстрация. Предложена процедура минимизации хранящейся информации в матрицах путем ограничения набора параметров. Введено понятие порога чувствительности матрицы зависимости. Сформулирована задача сохранения баланса повышения производительности и сохранения универсальности, для решения которой предложена процедура с динамическим распределением параметров для формирования матриц зависимости по областям значений.
Бесплатно
Нейронные сети как финансовый инструмент
Статья
Технологии искусственного интеллекта широко используются в разных областях экономики, и для такого метода, как нейронные сети, уже найдено достаточно много применений в этой сфере. В данной статье дано краткое представление строения и работы искусственной нейронной сети, а также рассмотрено её применение в экономике и представлен краткий обзор наиболее популярных современных нейропакетов. Отмечается, что выбор нейропакета зависит от того, какой критерий отбора будет взят в качестве основного. В работе представлена оценка пакетов по пяти наиболее распространенным параметрам.
Бесплатно
Нейросетевые методы прогнозирования в производственном секторе: MLP или RNN?
Статья
В статье рассматриваются методы глубокого обучения, применяемые для решения задач регрессии в производственном секторе. Основное внимание уделяется сравнению полносвязных нейронных сетей (MLP) и рекуррентных нейронных сетей (RNN, LSTM, GRU) в задачах прогнозирования ключевых показателей: объема производства, затрат, времени простоя оборудования, уровня брака и энергопотребления. Проведен анализ особенностей этих моделей, их преимуществ и ограничений в зависимости от структуры данных и их временных зависимостей. Рассматриваются практические примеры использования регрессионных моделей для оптимизации производственных процессов, бюджетного планирования и управления ресурсами. Особое внимание уделяется обработке исторических данных, включая временные ряды, а также вопросам выбора подходящей архитектуры нейронной сети в зависимости от поставленных задач. В статье приводятся рекомендации по применению MLP и RNN в различных сценариях, учитывающие вычислительные ресурсы, сложность реализации и эффективность прогнозирования. Сделан вывод о целесообразности использования MLP для задач с ограниченными временными зависимостями и RNN для анализа последовательных данных с выраженной динамикой. Полученные результаты могут быть полезны специалистам в области анализа данных, управления производством и планирования ресурсов.
Бесплатно
Нетрадиционные архитектуры: ассоциативные процессоры и системы с управлением потоком данных
Статья
В статье рассмотрены особенности нетрадиционных архитектур вычислительных систем, в частности ‒ ассоциативных процессоров и систем с управлением потоком данных. Проведён анализ принципов организации вычислений, структуры памяти, способов управления и параллельной обработки информации. Ассоциативные процессоры описаны как архитектуры, использующие обращение к данным по содержимому и обеспечивающие параллельную обработку множества элементов. Системы с управлением потоком данных представлены как архитектуры, в которых выполнение операций определяется готовностью данных, что обеспечивает асинхронность и высокую степень параллелизма. В работе выполнен сравнительный анализ двух подходов, выявлены их преимущества, недостатки и области эффективного применения. Полученные результаты позволяют определить перспективы развития гибридных вычислительных систем, сочетающих ассоциативные и потоковые принципы обработки данных. В работе также проведено аналитическое моделирование временной сложности традиционной, ассоциативной и гибридной архитектур на задачах поиска и циклической обработки. Результаты моделирования показывают, что гибридная архитектура, сочетающая потоковый параллелизм операций с аппаратным ассоциативным сопоставлением токенов, позволяет многократно снизить латентность синхронизации данных по сравнению с классической потоковой моделью.
Бесплатно
Обзор инструментов кластеризации в SEO-проектировании
Статья
В статье приведена краткая характеристика методов кластеризации, рассмотрен ряд инструментов кластеризации ключевых слов в SEO – проектировании в соответствии с методами кластеризации: логической группировки, семантической группировки и группировки по топам поисковой выдачи. Отмечается, что для каждого метода кластеризации предусмотрен ряд специальных инструментов, даны рекомендации для успешного разделения ключевых слов на кластеры. Рекомендуется первоначально разбить ключи с помощью утилит на основе семантической схожести и определить интент, а затем соотнести результаты с результатами группировки по топам поисковой выдачи той системы, под которую будет оптимизирован ресурс. Далее на основе корреляции результатов вносятся изменения в кластеры.
Бесплатно
Обзор предметной области и проектирование информационной системы мониторинга спортивной активности
Статья
В статье представлен анализ предметной области мониторинга спортивной активности в контексте разработки информационной системы. Актуальность работы обусловлена широким применением цифровых технологий в спорте и необходимостью структурированного хранения и анализа данных о тренировочной деятельности. Целью исследования является анализ предметной области и проектирование информационной системы мониторинга спортивной активности. В ходе работы применялись методы анализа требований и моделирования бизнес-процессов и данных. Выполнено функциональное и информационное моделирование с использованием моделей IDEF0, IDEF1x, а также разработаны диаграммы вариантов использования и последовательностей для описания взаимодействия с системой. В результате определены основные процессы, структура данных и сценарии работы системы. Сделанные выводы позволяют использовать полученные модели как основу для последующей реализации и развития информационной системы мониторинга спортивной активности.
Бесплатно
Статья
Дефектация механического оборудования на производственных предприятиях всегда была важным звеном в производственном процессе. Наряду с компьютерной техникой, технологии искусственного интеллекта и различные интеллектуальные датчики широко используются в обрабатывающей промышленности. Объем данных, производимых производственными машинами и оборудованием на всех этапах производственного процесса, также быстро растет, особенно важно анализировать данные, генерируемые этими устройствами для обнаружения и даже прогнозирования неисправностей. Технология интеллектуального анализа данных предоставляет расширенные методы анализа данных для этой цели. В статье представлены основные концепции интеллектуального анализа данных, его процессов и ключевой технологии интеллектуального анализа данных, а также даны рекомендации по применению интеллектуального анализа данных для обнаружения неисправностей оборудования.
Бесплатно
Статья
В работе рассматриваются особенности применения многомерного тензорного анализа при исследовании сетей интегрального обслуживания. Отмечается, что в таких сетях в зависимости от нагрузки и от числа источников информации осуществляется выбор оборудования узла коммутации, учитываются его качественные и количественные характеристики, а также все затраты на установление и эксплуатацию. В работе в качестве основного инвариантного уравнения при анализе нагрузки сети взята формула интенсивности нагрузки и предложен тензор, учитывающий стоимость узла коммутации. Особенности применения метода отражаются в приведенных примерах расчетов для конкретных топологий сети. Показано, что метод позволяет анализировать сети интегрального обслуживания одновременно по нескольким характеристикам, а также обеспечивает возможность синтеза структуры сети по заранее заданным характеристикам.
Бесплатно
Статья
Технология двунаправленного кодирования от трансформеров (BERT), впервые разработанная исследователями Google в 2018 году, представляет собой прорыв в области обработки естественного языка (НЛП). BERT достиг самых современных результатов в ряде задач НЛП, используя архитектуру нейронной сети на основе одного трансформера. В этой работе рассматривается технический подход BERT, производительность на момент публикации и значительное влияние на исследования с момента выпуска. Мы предоставляем информацию об основах BERT, таких как преобразовательные кодеры и перенос обучения на основе универсальных языковых моделей. Основные технические инновации включают в себя глубокую двунаправленную обработку с целью моделирования языка в масках на этапе предварительной подготовки без использования BERT. Для оценки BERT был доработан и протестирован на одиннадцати задачах НЛП, начиная от ответов на вопросы и заканчивая анализом настроений с помощью теста GLUE, что позволило добиться новых самых современных результатов. Кроме того, в работе анализируется огромное исследовательское влияние BERT как доступного метода, превосходящего специализированные модели. BERT стал катализатором внедрения предварительного обучения и нейросетевой архитектуры трансформеров обучения для НЛП. В количественном отношении более 10 000 статей расширили BERT, и он широко интегрирован в отраслевые приложения. Будущие направления на основе шкалы BERT ориентированы в сторону миллиардов параметров и многоязычных представлений. Таким образом, в этой работе рассматриваются: метод, производительность, влияние и перспективы BERT как основополагающего метода НЛП.
Бесплатно
Статья
В статье рассматривается повышение транзакционной надежности передачи данных в интегрированных системах на основе технологии умной пыли (Smart Dust) в средах Интернета вещей (IoT). Предлагается комплексный подход, включающий многоуровневую архитектуру сбора и обработки данных, облегчённую блокчейн-технологию, адаптированную под ограниченные вычислительные ресурсы устройств умной пыли (мотов Smart Dust), а также двухэтапный метод сокращения объёма передаваемых данных с разделением информации на срочные и обычные классы. Использование двух типов блокчейн-реестров, в частности, облегчённого для обычных данных и модифицированного традиционного для срочных данных обеспечивает приоритетную и безопасную передачу критически важных сообщений при сохранении целостности и аутентичности данных. Введение специализированных узлов аутентификации и времени способствует синхронизации и повышению надёжности транзакций. Представленный подход позволяет создавать масштабируемые и устойчивые интегрированные IoT-системы с использованием технологии умной пыли, способные эффективно функционировать в сложных и распределённых условиях эксплуатации, что особенно актуально для цифровизации различных отраслей промышленности и мониторинга объектов, в том числе, расположенных в труднодоступных регионах.
Бесплатно
Потоконезависимое взаимодействие объектов как архитектурная парадигма
Статья
В статье предлагается архитектурная парадигма потоконезависимого взаимодействия объектов в многопоточных C++ системах как ответ на «кризис конкурентности» и ограничения ООП с разделяемым состоянием. Исследуется гибридный подход, сочетающий событийно-ориентированную архитектуру и строгую инкапсуляцию потоков в ядре Node Manager. Ключевая идея заключается во введение состояния «потоконезависимости» как архитектурного инварианта, реализованного через hub-and-spoke топологию с централизованными lock-free очередями, типобезопасной маршрутизацией команд на основе type erasure и детерминированной обработкой событий in-process message broker’ом. Показано, что вынос планирования и синхронизации из бизнес-логики в инфраструктурное ядро снижает связанность модулей и когнитивную нагрузку, упрощает тестирование (включая record-and-replay), устраняет классы ошибок deadlock и race condition и обеспечивает стабильную латентность при высокой нагрузке и рост масштабируемости без потери детерминизма. Обсуждаются ограничения подхода, такие как единый узел отказа, backpressure, потеря причинности стека вызовов и возможные пути их инженерной компенсации. Статья предназначена архитекторам и ведущим разработчикам высоконагруженных C++ систем.
Бесплатно
Применение булевой алгебры в программировании
Статья
Цифровая эпоха опирается на принципы булевой алгебры больше, чем на любую другую существующую математическую систему. Каждое аппаратное обеспечение, от микрочипов до крупномасштабных процессоров, разрабатывается с использованием булевых концепций. Без булевой алгебры не существовало бы двоичного кода, лежащего в основе каждой компьютерной операции. В статье рассматривается роль булевой алгебры как одного из фундаментальных математических инструментов, широко применяемого в программировании. Проанализированы основные логические операции и законы булевой алгебры, а также их реализация в популярных языках программирования. Особое внимание уделено использованию логических выражений в условных конструкциях, циклах и побитовых операциях. Описаны методы оптимизации логических выражений с целью повышения эффективности кода. Рассматриваются области практического применения булевой алгебры, включая в том числе и искусственный интеллект, проектирование цифровых схем, а также алгоритмы поиска и обработки данных. Используя булеву алгебру, поисковые системы могут быстро обрабатывать огромные объёмы данных, возвращая пользователям наиболее релевантные результаты. В заключении обоснована актуальность булевой логики в условиях развития современных вычислительных технологий и обозначены возможные перспективные направления дальнейших исследований.
Бесплатно
