Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании» @journal-sanse
Статьи журнала - Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании»
Все статьи: 405
Статья научная
В статье предлагается к рассмотрению технология построения беспроводных сенсорных сетей, основанных на нечетких сенсорных узлах, представлен ее инструментарий. Подробно разобраны компоненты технологии, приведены примеры возможного использования. В заключении даны выводы о перспективах технологии. The article proposes to consider the technology of construction of wireless sensor networks based on smart sensor nodes and represents its tools. The technology components are discussed in detail, examples of possible use are described. In conclusion, the findings on technology prospects are given.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена решению задачи прореживания нейронной сети, целью которой является уменьшение количества параметров сети при сохранении высокой точности ее работы на тестовой выборке. Проводится обзор существующих методов прореживания, которые принадлежат к разным группам подходов в зависимости от их свойств, таких как зависимость от входных данных и необходимость рассмотрения каналов сети в совокупности. Для решения поставленной задачи предлагаются подходы к сравнению каналов сети, на основе результатов которого происходит выбор удаляемых параметров. Подходы основаны на выборе эффективной метрики оценки близости каналов и кластеризации каналов. Описываются методы прореживания с использованием предложенных подходов. Рассматриваются детали программной реализации методов. Приводятся результаты экспериментального исследования эффективности предложенных методов.
Бесплатно
Исследование возможности снижения коррупции в России на основе математических многофакторных моделей
Статья научная
В статье рассматриваются современные тенденции формирования коррупции в государственном и муниципальном управлении в России. Приведены принципиальные особенности внедрения новых инструментов по противодействию коррупции. Представлены основные подходы реализации управленческих решений. В современных условиях актуальным становится необходимость перехода экономики в цифровую реальность XXI века, что непременно будет способствовать искоренению коррупции на различных уровнях. Для эффективного социально-экономического прогресса противодействие коррупции является важнейшей стратегической задачей. На основе проведенного анализа были получены прогнозные показатели коррупции, на основе которых выделены рекомендации, минимизирующие степень коррупционности нашей страны.
Бесплатно
Исследование вопросов информационной безопасности систем «интернета вещей»
Статья научная
Системы «Интернета вещей» имеют негативную репутацию как устройства с большим количеством проблем в безопасности. Несмотря на растущую популярность и применимость в широком наборе сфер, данный аспект «Интернета вещей» ограничивает дальнейшее повсеместное распространение данных решений. Целью данной работы является рассмотрение основных проблем безопасности систем «Интернета вещей», в результате чего будет разработан прототип программного обеспечения для обнаружения и идентификации проблемных мест в безопасности сканируемой системы «Интернета вещей». Для формирования основных требований были рассмотрены существующие на рынке средства сканирования устройств на наличие уязвимостей, из которых были выявлены общие преимущества и недостатки. В результате проектирования были созданы общая архитектура системы и графический дизайн приложения. Результатом работы является программное решение для сканирования систем «Интернета вещей» для выявления уязвимостей с возможностью получения отчета с распределением уязвимостей по уровню угроз, описанием уязвимостей и возможным способом исправления. Данное решение с открытым исходным кодом предоставляет альтернативу уже имеющимся на рынке, где зачастую для обнаружения уязвимостей используются несколько решений для минимизации риска пропуска уязвимости.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена проблеме повышения эффективности масочного автоэнкодера за счет разработки стратегии маскирования изображений, которая учитывала бы расположение объектов на изображении и позволяла бы скрыть как можно меньше семантически важной информации. В статье представлен обзор существующих методов маскирования изображений, включая стратегии как с учетом, так и без учета структуры изображения. Предложена стратегия наложения масок на основе алгоритма поиска объектов, анализирующего элементарные характеристики фрагментов изображений. Исследование проводится на примере масочного автоэнкодера с ViT в качестве энкодера. Сравнивается эффективность обучения энкодера с использованием предложенной стратегии и с использованием стратегии случайного маскирования изображений.
Бесплатно
Исследование модельной задачи структурной биоинформатики
Статья научная
Работа посвящена исследованию методов решения задач структурной биоинформатики на примере решения модельной задачи укладки графов на плоскости. В работе рассматривается «энергетический» подход к решению данного типа задач, основанный на применении методов непрерывной оптимизации, целью которых является поиск конфигурации с минимумом энергии. В работе формулируется модельная задача укладки графа, формализуется структура графов, подлежащих укладке, и определяется целевая функция, моделирующая внутреннюю энергию укладки графа. Описываются нескольких популярных методов оптимизации, в том числе генетический алгоритм и алгоритм дифференциальной эволюции. Рассматривается несколько параллельных вариаций этих двух алгоритмов. Описывается реализация программной системы для автоматического тестирования заданного пользователем алгоритма при решении нескольких модельных задач фолдинга с поддержкой параллельных вычислений, веб-интерфейса и визуализации вычислений. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 20-07-01053 А).
Бесплатно
Статья научная
Семантическая сегментация - операция в компьютерном зрении, заключающаяся в классификации и попиксельной локализации объектов на цифровом изображении. Данная статья содержит в себе обзор существующих модификаций классической архитектуры сверточной нейронной сети, направленных на решение проблемы искажения информации с исходного изображения. Проведено сравнение эффективности рассмотренных моделей в условиях бинарной и множественной семантической сегментации. Статья может быть полезной для ML/DL-разработчиков, желающих изучить проблематику сегментации изображений в рамках своей предметной области.
Бесплатно
Исследование тенденции выдаваемых патентов в России на основе многофакторных моделей
Статья научная
Доказана значимость исследования влияния различных факторов на количество выдаваемых патентов на разработки и исследования в Российской Федерации. Выбран вид модели и построена линейная многофакторная модель, которая описывает тенденции развитию выдачи патентов и влияние на нее таких факторов, как количество населения, занятых научными разработками, расходы на научную отрасль и количество организаций, занятых научными разработками. Выполнен прогноз системы в будущем.
Бесплатно
Исследования уровня преступности в Российской Федерации методами математического моделирования
Статья научная
Рассмотрена проблема преступности в РФ. Подобраны некоторые факторы, которые могут влиять на число преступлений. С помощью полученных данных построены факторные и бесфакторные модели. Сделаны прогнозы с помощью этих математических моделей на 3 года. Выбраны 2 неуправляемых и 2 управляемых фактора. Изменяя выбранные факторы, получили прогнозы. Определена наихудшая комбинация изменений неуправляемых факторов, при которых повышается уровень преступности. Исходя из полученных данных, выбрали способы оптимального сдерживания уровня преступности в РФ.
Бесплатно
История развития компьютерного имитационного моделирования
Статья научная
Технологии компьютерного моделирования широко используются в настоящее время. Целесообразность модельного обеспечения сложных технических разработок и научных исследований сегодня не вызывает никаких сомнений. В будущем роль и значение компьютерного моделирования, безусловно, значительно возрастет. В работе дается обзор методов моделирования. Рассматривается эволюция и развитие средств компьютерного имитационного моделирования. Перспективы развития этой области также рассматриваются в работе.
Бесплатно
К вопросу о применимости производственных функций для системного анализа реальной экономики
Статья научная
Обсуждаются вопросы построения производственных зависимостей на основе статистической информации. Показано, что реальные статистические данные не позволяют построить производственные зависимости с постоянными значениями параметров и удовлетворительными статистическими характеристиками. Сделан вывод о том, что для выполнения конкретных макроэкономических исследований на перспективу целесообразно использовать подход, опирающийся на прогнозирование динамики коэффициента фондоотдачи с применением сплайн-анализа статистических данных базового периода.
Бесплатно
Статья научная
Дано описание моделей физических объектов квантовой релятивистской информатики. Отмечены особенности применения квантовых вычислений и физические ограничения на разработку программно-аппаратной поддержки в задачах квантовой информатики.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены алгоритмические и физические особенности основных моделей квантовых операторов, применяемых при конструировании квантовых алгоритмов. Приведены сведения из теории квантовых вычислений.
Бесплатно
Статья научная
Дано описание решений нелинейных уравнений квантовой механики (Шредингера, Фока-Клейна-Гордона, Дирака). Данные решения позволяют перенести методы классической теории управления на квантовые объекты компьютерных нанотехнологий и квантовой информатики.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены алгоритмические и физические особенности основных моделей квантовых операторов, применяемых при конструировании квантовых алгоритмов. Моделирование квантовых алгоритмических ячеек рассмотрено с позиции квантового программирования. Кратко описаны основные языки квантового программирования и факты квантовой релятивистской теории информации.
Бесплатно
Квантовое программирование. Ч.1: анализ средств разработки
Статья научная
Данная статья является первой частью в цикле статей, посвящённых квантовому программированию. В статье рассматриваются средства разработки квантовых программ: Quantum Developer Kit c квантовым языком программирования Q# и фреймворк Qiskit. При помощи обоих средств производится написания программ, демонстрирующих: суперпозицию, запутанность и квантовую телепортацию. Целью работы является выбор наиболее подходящего средства для дальнейшей реализации решений различных задач при помощи квантовых вычислений.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены возможности применения интеллектуальной системы управления (ИСУ) беспилотным воздушным судном (БВС). Подробно представлены этапы проектирования встраиваемой ИСУ на основе технологии квантовых и мягких вычислений. В частности, описывается возможность обучения реального БВС со встроенным генетическим алгоритмом, раскрыты варианты применения математического моделирования для извлечения обучающего сигнала. Особое внимание уделено программным инструментариям - «Оптимизаторам баз знаний на мягких и квантовых вычислениях», которые применяются для проектирования встраиваемой самоорганизующейся квантовой ИСУ в непредвиденных ситуациях управления. Представлены эффекты полученные за счет применения квантовых самоорганизующихся контроллеров, встроенных в контур управления ИСУ. Показано квантовое преимущество и превосходство ИСУ над классическими и нечеткими системами управления.
Бесплатно
Квантовый генетический алгоритм: выбор типа и вида корреляции в квантовом нечетком выводе
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы разработки робастных интеллектуальных систем управления, особое внимание уделяется алгоритму квантового нечеткого вывода, в частности этапу определения типа и вида квантовой корреляции. Автоматизация выбора типа и вида квантовой корреляции осуществляется при помощи квантового генетического алгоритма, анализ и выбор структуры которого рассматривается в данной статье
Бесплатно
Статья научная
Статья открывает цикл работ по разработке квантового симулятора на примере системы «каретка - маятник» на основе квантового генетического алгоритма. Особое внимание уделено актуальности разработки симуляторов в целом и конкретно для образовательного процесса в интеллектуальной робототехнике. В статье описывается выбор средств разработки, процесс проектирования симулятора и параллельной частичной реализации одного из алгоритмов.
Бесплатно
Классификация клеток гиппокампа с помощью алгоритмов машинного обучения
Статья научная
Автоматическая идентификация и классификация нейронов в микропрепаратах нервной ткани имеет важное значение при изучении воздействия ионизирующего излучения на головной мозг. Оценка состояния клеток ЦНС специалистом вручную является трудоемким и субъективным процессом, в то время как алгоритмы машинного обучения показали потенциал в автоматизации этой задачи. В данной работе были использованы 81 фотоизображение препаратов гиппокампа мышей, на которых выделяли клетки без видимых повреждений, легко-измененные и дистрофические. Для каждой клетки вычислялись следующие параметры: Площадь, Округлость и Структурная сложность ядра. Данные параметры использовались для обучения классификатора RandomForestClassifier с использованием библиотеки scikit learn. Точность классификации составила 68%, при этом наиболее значимым признаком оказалась структурная сложность ядра. Предложенный классификатор может служить основой для автоматической системы анализа нейронов в микропрепаратах головного мозга.
Бесплатно
