Статьи журнала - Проблемы информатики
Все статьи: 531
Модификация однородной структуры для вычисления интегрального вейвлет-спектра
Статья научная
Предложена модифицированная схема однородной вычислительной структуры для распараллеливания и ускорения вычисления непрерывного вейвлет-преобразования и интегрального вейвлет-спектра. Показана возможность модификации всей структуры без изменения схем составляющих ее ячеек. Представлены результаты моделирования обнаружения дискретных составляющих спектра гидроакустических шумов на основе интегрального вейвлет-спектра с помощью модифицированной однородной структуры.
Бесплатно
Можно ли добиться дальнейшего ускорения расчета характеристик связности случайного графа?
Статья научная
В статье рассматриваются новые приемы ускорения расчета некоторых характеристик связности случайного графа (вероятность связности подмножества вершин, средняя вероятность парной связности, математическое ожидание размера связного подграфа, содержащего выделенную вершину и некоторые другие). Эти задачи имеют доказано неполиномиальный характер сложности, и, как правило, ищутся приближенные решения. Однако, с развитием вычислительной техники и разработкой параллельных алгоритмов, нахождение точных решений стало возможным для графов достаточно большой размерности для решения практических задач (до сотен вершин в случае небольшой их средней степени). Кроме того, найденные за годы решения этих задач, в том числе автором доклада, различные приемы редукции и декомпозиции позволили еще больше поднять размерность рассчитываемых графов. Точные решения необходимы также для оценки качества приближенных алгоритмов. Предлагаются различные приемы развития известного метода факторизации, когда вместо рассмотрения одного разрешающего ребра рассматривается некоторое небольшое подмножество специальным образом выбранных ребер.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы создания мультиагентной Smart-системы ведения научных исследований для компьютерного молекулярного дизайна новых лекарственных препаратов с заданными свойствами и прогнозирования зависимости „структура-свойство/активность“ (QSAR, Quantitative Structure-Activity Relationship) на основе модифицированных алгоритмов искусственных иммунных систем и других биоинснерированных подходов искусственного интеллекта. Приведены основные достоинства и недостатки применения различных интеллектуальных алгоритмов при построении Smart системы. Разработана структура мультиагентной Smart-системы ведения научных исследований и описано функционирование агентов.
Бесплатно
Мультиагентный подход к повышению эффективности исполнения фрагментированных программ в системе Luna
Статья научная
Применение систем параллельного программирования и систем автоматического конструирования параллельных программ предоставляет возможности к статической и/или динамической адаптации исполнения параллельной программы к особенностям вычислителя и хода вычислений, но при этом возникает проблема снижения накладных расходов, возникающих из-за работы исполнительной системы (динамических системных алгоритмов). Существенное снижение таких накладных расходов возможно за счет переноса как можно большего количества работы по конструированию и адаптации параллельной программы на этап трансляции, но при этом важно сохранять возможность динамической настройки исполнения параллельной программы в части, где настройка должна по существу выполняться динамически (например, для осуществления динамической балансировки нагрузки на вычислительные узлы). В работе предлагается технологичный подход к переносу существенного объема работ по конструированию и исполнению параллельных программ в системе LuNA, который сохраняет возможность обеспечения динамических свойств исполнения программы. Предложенный подход позволил существенно снизить накладные расходы на исполнение LuNA-программ по сравнению с традиционным подходом распределенной динамической интерпретации LuNA-программ.
Бесплатно
Статья научная
Представлены системотехнические решения задач построения навигационно-телекоммуникационных систем мониторинга подвижных объектов, мобильных групп и центров управления, основанные на интеграции информационных, навигационных и космических технологий.
Бесплатно
Научное проектирование в академическом институте (ретроспективный анализ)
Статья научная
Статья посвящена анализу показателей функционирования подсистемы „Научное проектирование". Она входит в состав системы „Научный процесс академического института". Функционирование этой подсистемы, т. е. выполнение научных проектов различных видов, обеспечивают научные кадры института. Процесс выполнения научных проектов включает в себя написание отчетов, научных статей, монографий, разработку комплексов программ. Эта деятельность научных кадров и является результатом функционирования подсистемы. В статье рассчитываются и анализируются финансовые показатели подсистемы, возрастные характеристики руководителей и исполнителей научных проектов и показатели активности ученых в заключении контрактов и договоров, приносящих дополнительное финансирование. С использованием интегрированных баз данных „Научные кадры“ и „Научные проекты", а также данных из ежегодных отчетов института рассчитаны значения и определена динамика этих значений следующих показателей за период 2001-2017 г.
Бесплатно
Нахождение оптимальных параметров для схемы приема и передачи данных в IDMA-системах
Статья научная
Исследуется задача отыскания некоторых параметров для рассмотренной П. Гойером и Х. Шонехом оптимальной схемы приема и передачи данных в IDMA-системах, т. е. системах множественного дос- тупа с чередующимся разделением каналов - новой технологии, возникшей на основе метода CDMA. В частности, получены формулы для нахождения константы и значений мощностей, зависящие лишь от известных значений отношения сигнал/шум и числа слоев.
Бесплатно
Нахождение оптимальных размеров коллектора для инженерных сетей
Статья научная
Рассмотрена задача минимальных размеров и оптимального форм-фактора коллектора для инженерных сетей. Решение поставленной задачи необходимо для оценки стоимости решений при проектировании инженерной инфраструктуры мегаполиса. Рассмотрены все типы коммуникаций, допускающие возможность прокладки в подземных коллекторах. Составлена классификация коллекторов. Предложен точный алгоритм нахождения оптимального решения.
Бесплатно
Нахождение хроматического числа графа с помощью методов глубокого обучения
Статья научная
Алгоритмы глубокого обучения сильно развились в последнее десятилетие и стали стандартом во многих сферах. Притом количество архитектур глубокого обучения растет и существуют модели, работающие со структурой графа Graph Neural Network или GNN, которые показали свою эффективность в различных доменах. Также глубокое обучение применяют и для решения задач комбинаторной оптимизации. Поскольку многие задачи комбинаторной оптимизации изначально формулируются в терминах теории графов или же могут быть конвертированы в подобное представление, то архитектура GNN может стать эффективным методом для их приблизительного решения. В этой работе рассматривается задача о нахождении хроматического числа графа и ее приблизительное решение с помощью GNN. Вершины и цвета, в которые предположительно можно раскрасить граф, задаются случайными эмбеддингами, далее GNN, с учетом структуры графа, преобразовывает все эмбеддинги и производит на их основе бинарную классификацию, может граф быть раскрашен в данное количество цветов или нет. Данные для обучения сети являются сгенерированными и представляют собой сложные случаи раскраски. Также для тестирования обобщенности приведены замеры на данных, сильно отличающихся от тренировочных. Натренированная на синтетических данных GNN сравнивается по точности и времени исполнения с эвристиками: tabucol и жадный алгоритм.
Бесплатно
Статья научная
Алгоритмы информационного поиска нацелены на получении наиболее релевантной выдачи документов по текстовому запросу. В большинстве прикладных семантических информационных систем пользователь для подготовки выборки документов производит итеративное уточнение параметров поискового запроса с целью улучшения релевантности документов для дальнейшего семантического анализа. Формирование качественного запроса из-за омонимической неоднозначности, большого разнообразия контекстов, значительной синонимичности слов и фраз является нетривиальной задачей. В языках поисковых запросов реализована грамматика логики высказываний. В данной статье предложен алгоритм уточнения поискового запроса, его подход основан на индуктивно-логическом выводе с использованием ручной бинарной классификации результатов первичной выдачи.
Бесплатно
Нейросетевой подход к решению задачи самовоздействия волновых полей в нелинейных средах
Статья научная
В работе рассматривается возможность применения технологий глубинного обучения для численного решения задачи о распространении оптических импульсов в средах с нелинейностью Керра. В качестве математической модели, описывающей процессы эволюции огибающей электромагнитного излучения, выбрано обобщенное параболическое уравнение, которое в безразмерных переменных имеет вид одномерного модифицированного нелинейного уравнения Шредингера. Была предложена постановка указанной проблемы, позволяющая задействовать для расчетов методы искусственного интеллекта, и реализован один из возможных вариантов данного подхода с применением полносвязной нейронной сети для решения физических задач. При этом был проведен анализ различных алгоритмов подбора параметров, ответственных за передачу информации от слоя к слою такой сети в ходе ее обучения. Выполненные исследования показали, что наиболее перспективными с точки зрения скорости вычислений и адекватности предсказаний являются квази-ньютоновские функции оптимизации, которые в стандартных библиотеках имеют аббревиатуру L-BGFS.
Бесплатно
Статья научная
С использованием баз данных, включающих кадровые и производственные показатели, исследована динамика основных характеристик научных кадров академического института за 16-летний период реформ в науке.
Бесплатно
Нелинейная стационарная задача теории переноса в диффузионном приближении
Статья научная
Одним из наиболее эффективных математических приближений для описания процессов переноса рентгеновского излучения является многогрунновое диффузионное приближение. Уравнения одногруннового диффузионного приближения представляют собой систему двух дифференциальных уравнений относительно двух неизвестных функций: плотности и потока излучения. В работе рассматривается нелинейная задача теории переноса излучения в диффузионном приближении, формулируется линеаризующий итерационный алгоритм решения нелинейной задачи. Кроме того, исследуется возможность применимости соответствующего линеаризующего итерационного алгоритма для нелинейной системы интегро-дифференциальных уравнений переноса излучения и статистического равновесия для модели двухуровневого атома. Следует отметить, что модель двухуровневого атома отражает важные содержательные задачи, а также может рассматриваться как составная часть исследования более сложных задач многоуровнего атома. Для решения возникающей системы уравнений предлагается и численно исследуется линеаризующий итерационный алгоритм решения. Приводятся результаты численного анализа предлагаемого итерационного алгоритма, подтверждающие возможность его применения. Обсуждаются свойства используемой разностной схемы.
Бесплатно
Нечеткая модель прогнозирования урожайности
Статья научная
Рассмотрены задачи построения модели прогнозирования урожайности при нечетко заданной исходной информации с использованием механизмов и процедур систем нечеткого логического вывода. Описа- на модель прогноза, основанная на нечетких моделях типа модели Сугэно и реализованная в виде нечетких баз знаний. Приводятся результаты вычислительного эксперимента по оценке эффективно- сти предложенной модели прогнозирования.
Бесплатно
Новый наукометрический индекс издательской активности автора
Статья научная
Представлен новый (трехмерный) наукометрический индекс --- (взвешенный) индекс издательской (или публичной) активности автора, зависящий от числа публикаций автора в различных журналах. Информативно индекс издательской активности автора характеризует широту научных интересов автора, внимание к его работам со стороны издательств и (косвенно) уровень научной значимости его результатов. Взвешенность оценки достигается путем учета квартилей журналов. Для удобства сравнения издательской активности ученых введена одномерная псевдонорма (или оценки) индекса активности. Новые индексы просты в использовании, основаны на уже привычной для научного сообщества методологии Хирша и одновременно по качеству превосходят методику Хирша в анализе вкладе ученого в развитие его отрасли науки.
Бесплатно
О взаимосвязях поведенческих эквивалентностей временных сетей Петри
Статья научная
Для временных сетей Петри определяется и исследуется семейство поведенческих эквивалентностей в семантиках интерливинг~--- час\-тич\-ный по\-ря\-док и линейное время~--- ветвистое время. Изучаемые эквивалентности основаны на понятии временного процесса, т.~е. временного расширения причинной сети за счет глобальных моментов времени, поставленных в соответствие срабатываниям переходов. Устанавливаются взаимосвязи эквивалентностей и строится иерархия классов эквивалентных временных сетей Петри.
Бесплатно
О влиянии одностороннего движения на величину потока
Статья научная
Рассматривается возможность применения имитационного моделирования для определения правил управления потоками машин в мегаполисе. В основу построения имитационной модели положена нестационарная s-гиперсеть, которая дает возможность вполне адекватно отобразить потоки машин по улицам города.
Бесплатно
О возможностях манипулирования виртуальными 3D объектами с помощью реальных объектов
Статья научная
Разработан метод распознавания руки для управления 3D-объектом в дополненной реальности. Показана связь между несколькими маркерами, которая основана на отношениях между камерой и маркером. Предложен алгоритм манипулирования виртуальным объектом.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются формулы n-значной логики, имеющие различное применение, в частности для записи высказываний экспертов. С использованием методов логики и теории моделей для n-значной логики вводятся метрики на формулах (высказываниях) и меры (степени) недосто- верности. Изучены свойства введенных расстояний и мер недостоверности формул. Предло- жены способы задания на классах эквивалентных формул метрик, степеней недостоверности и установления для них полезных свойств, которые могут быть использованы при кластери- зации, построении решающих функций и распознавании образов.
Бесплатно
О математической модели однофазной задачи Стефана
Статья научная
Рассмотрена математическая модель двумерной однофазной задачи Стефана. Метод нахождения зависимости теплового поля и определение скорости движения границы фазового перехода основаны на использовании функции Грина для уравнения теплопроводности в однослойной среде с нерегулярной границей области. Функция Грина теплофизического процесса построена на основе интегральных преобразований Лапласа, Ханкеля и конечного sin-преобразования Фурье, что позволяет получить явное аналитическое представление зависимости теплового поля и определить область фазового перехода однофазной двумерной задачи Стефана.
Бесплатно
