Статьи журнала - Проблемы информатики
Все статьи: 524
Алгоритмы для задачи многоадресной надежной рассылки в беспроводных mesh-сетях
Статья научная
Рассматривается задача многоадресной рассылки сообщений в беспроводных mesh-сетях. При исследовании задачи выбран критерий оптимальности - минимальная загрузка каналов с ограничением на вероятность потерь пакетов. Предложены алгоритмы, учитывающие особен- ности различных методов надежной доставки.
Бесплатно
Алгоритмы онлайн СППР для выбора закона распределения положительно определенной случайной величины
Статья научная
Рассматривается задача создания онлайн системы поддержки принятия решений (СППР) при выборе двухнараметричеткого закона распределения непрерывной, положительно определенной случайной величины с конечным вторым моментом. Приводятся алгоритмы и сценарии работы системы. При этом основным приоритетом является ориентированный на практическое применение и критерии пользователя подход, позволяющий при минимальной информации выбирать наиболее соответствующий конкретному исследованию вид закона распределения из конечного множества заданных моделей. В основе предлагаемого алгоритма выбора закона распределения случайных величин лежит естественная факторизация пространства эмпирических характеристик математического ожидания и среднеквадратического отклонения. Для наглядного сравнения законов распределения используются плотности распределения, значения параметров и дифференциальной энтропии; графики плотностей, функций распределений и интенсивностей отказов; диаграммы рассеяния; таблица метрик. Для ранжирования законов распределения предлагаются следующие простые, интуитивно понятные для пользователя (инженера, экономиста, биолога и др.), ориентированные на решение практических задач критерии: максимизация дифференциальной энтропии распределения, максимизация соответствия эмпирическим квантилям, максимизация соответствия эмпирическим моментам третьих) и более порядков, наличие или отсутствие аналитически заданной функции восстановления, характер функции интенсивности, возможность разложения на экспоненциальные фазы. Разрабатываемая СППР может применяться в комбинации с другими существующими методами выбора закона распределения случайной величины.
Бесплатно
Алгоритмы операций all-to-all стандарта MPI с использованием разделяемой памяти
Статья научная
Предложены алгоритмы реализации коллективных операций стандарта MPI Alltoall и Alltoallv с использованием разделяемой памяти многопроцессорных серверов и механизма ядра Linux СМА. Алгоритмы используют для обмена сообщениями систему очередей или системные вызовы СМА. Программная реализация выполнена на базе библиотеки Open MPI в виде отдельного компонента coll/sharm. При проведении экспериментов на сервере с архитектурой х86-64 для операции MPI_Alltoall получено наибольшее сокращение времени до 1.48 раз и MPI_Alltoal.lv в 1.37 раза по сравнению с реализацией в компонентах coll/tuned и coll/ucc библиотеки Open MPI. Предложены рекомендации по использованию алгоритмов для различных размеров сообщений.
Бесплатно
Алгоритмы разбиения графов на GPU
Статья научная
В данной работе рассматриваются два модифицированных и реализованных на GPU алгоритма: алгоритм меток и алгоритм Ja-Bc-Ja. Проведен сравнительный анализ работы на больших графах.
Бесплатно
Алгоритмы разбиения графов: обзор литературы
Статья обзорная
Работа посвящена разбору современных методов и алгоритмов разбиения графов. Исследованы и проанализированы точные решения, последовательные итерационные, многоуровневые, потоковые и параллельные алгоритмы. Отмечены как преимущества, так и слабые места алгоритмов, выявленные при их реализации.
Бесплатно
Алгоритмы расчета надежности сети на основе декомпозиционного подхода
Статья научная
В статье рассматривается задача точного расчета структурной надежности сети с ненадежными ребрами и абсолютно надежными вершинами. В качестве показателя надежности используется вероятность связности соответствующего случайного графа. Точный расчет данного показателя - NP-трудная задача, что делает его затруднительным для сетей реальной размерности. Предлагаются модификации метода факторизации, использующегося для точного расчета, основанные на декомпозиции сети по вершинному разрезу (сечению, сепаратору), образованному двумя вершинами. Для более эффективного использования декомпозиции учитывается структурная схожесть получающихся при декомпозиции подграфов - собственно подграфов, и графов, получающихся из них склейкой разрезающих вершин. Разработано три алгоритма, в среднем ускоряющих процесс вычисления вероятности связности произвольного графа. Для сравнения предложенных алгоритмов с методом факторизации и методом факторизации с предварительной декомпозицией приводятся результаты численных экспериментов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены алгоритмы фазочастотного прослеживания сейсмических сигналов с равновесной и неравновесной обработкой. Показано, что данные алгоритмы обладают высокой разрешающей способностью и помехоустойчивостью, позволяют выделять слабые отражения в волновом поле, используя только априорную информацию о форме фазочастотной характеристики регистрируемых колебаний. Результаты обработки реальных данных подтверждают практическую эффективность разработанных алгоритмов.
Бесплатно
Анализ IP-трафика методами Data Mining. Проблема классификации
Статья научная
Предложен подход к решению задачи классификации IP-трафика, основанный на методах интеллектуального анализа данных. На основе статистических параметров потоков, извлекаемых из характеристик, не зависящих от полезной нагрузки IP-пакетов, проводится идентификация сетевых приложений. Для решения задачи применяется анализ данных, обеспечивающий автоматическое выявление скрытых закономерностей. Рассмотрен ряд алгоритмов классификации и поиска. Проведен их сравнительный анализ.
Бесплатно
Анализ ip-трафика методами Data Mining проблема кластеризации
Статья научная
Представлен подход к решению задачи классификации IP-трафика, основанный на методах интеллектуального анализа данных. С использованием статистических параметров потоков, извлекаемых из характеристик, не зависящих от полезной нагрузки IP-пакетов, проводится идентификация сетевых приложений. Для решения задачи применяется анализ данных, обеспечивающий автоматическое выявление скрытых закономерностей. Рассмотрен ряд алгоритмов кластеризации, проведен их сравнительный анализ.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ фазочастотных алгоритмов с целью исследования точности измерения временного положения сложных сигналов. Приведены теоретические оценки дисперсии временного положения для случаев сильного и слабого сигнала. Рассмотрены ситуации, когда выборка значений фазочастотной характеристики смеси сигнала с помехой является коррелированной и некоррелированной. Показано, что в дисперсионных средах оптимальные оценки временного положения сложных сигналов находятся путем оптимальной обработки функций группового запаздывания смеси.
Бесплатно
Анализ алгоритмов обнаружения импульсного шума на изображениях
Статья научная
Выполнен анализ алгоритмов обнаружения импульсного шума на изображениях. Проведено сравнение результатов, полученных с помощью этих алгоритмов по количеству необнаруженных и неправильно обнаруженных пикселей, искаженных импульсным шумом.
Бесплатно
Анализ надежности многоуровневых сетей c ненадежными вершинами
Статья научная
Рассматриваются вопросы расчета показателей надежности многоуровневых сетей е ненадежными вершинами. Представление показатели: вероятность связности нары узлов сети, средняя арифметическая вероятность связности нары узлов сети (АРС), средний размер связного подграфа, содержащих) выделенную вершину (ASCS). Для математического описания многоуровневых сетей используется гиперсеть. Был разработан алгоритм на основе известных методов расчета сети е ненадежными элементами. В статье приведен пример работы алгоритма для показателя ASCS, который показывает возможность его использования для оптимизации расстановки датчиков мониторинга окружающей среды части транспортной сети Новосибирска.
Бесплатно
Анализ перспектив перехода информационных систем на сервисно-ориентированную архитектуру
Статья научная
Рассмотрена стандартная информационная система с клиент-серверной архитектурой, проведено сравнение особенностей клиент-серверной и сервисно-ориентированной архитектур. Сформулирован критерий перевода системы на сервисно-ориентированную архитектуру, основанный на результатах нагрузочного тестирования систем. В качестве примера перевода информационной системы на сервисно-ориентированную архитектуру описана система АСПИД, разработанная для ОАО ИСС им. М.Ф. Решетнева.
Бесплатно
Анализ программного обеспечения на основе структурно-графического представления
Статья научная
Предложены алгоритмы получения структурно-графических представлений программного обеспечения (ПО) из текста программ. Для оценки сложности по критерию связанности предлагается использовать специальный информационный граф, называемый графом потока данных (ГПД). Представление ПО в виде ГПД позволяет решать задачу распараллеливания программы по памяти. Для этого разработан и реализован алгоритм перестроения ГПД в ярусно-параллельную форму.
Бесплатно
Анализ сетей с нестационарной топологией. Обзор исследований
Статья научная
Статья представляет собой обзор научных публикаций на тему моделирования и анализа беспроводных самоорганизующихся сетей, не имеющих постоянной структуры. Основные задачи функционирования таких сетей связаны со сбором информации, распространением сообщений между движущимися узлами. В статье рассматриваются различные подходы к анализу функционирования сетей, описывается применение соответствующего математического аппарата, сравниваются системы имитационного моделирования.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены проблемы разработки информационной системы Электронный документооборот как подсистемы информационного комплекса, предназначенного для предприятия с высокой степенью от- ветственности за конечный продукт. Сформулированы требования к подсистеме Электронный документооборот, изучена возможность использования в качестве такой подсистемы ряда существующих программных продуктов.
Бесплатно
Анализ устойчивости явных методов Рунге - Кутты в инструментальной среде ИСМА
Статья научная
Разработаны и программно реализованы алгоритмы исследования устойчивости явных методов Рун- ге − Кутты. Исследованы 13-стадийные методы различных порядков точности на основе стадий Фельберга. Доказана эффективность алгоритмов переменного порядка с контролем точности и устой- чивости.
Бесплатно
Анализ функциональной зависимости атрибутов различных сущностей для выявления новых связей
Статья научная
Предложен новый подход для выявления связей между различными сущностями в концептуальной информационной модели предметной области. Проведен анализ функциональной зависимости атрибутов этих сущностей от направления связи и типов атрибутов.
Бесплатно
Анализ эпикардиальных электрограмм средствами искусственного интеллекта
Статья научная
Одним из наиболее эффективных на сегодняшний день электрофизиологических методов изучения миокарда является метод использования микроэлектродных матриц, который отличается высоким пространственным разрешением регистрации внеклеточных потенциалов. Сложности при анализе биоэлектрических потенциалов, регистрируемых с живых объектов исследования (клетка, ткань, орган) прямыми методами, заключаются в нестабильности формы, амплитуды и частоты регистрируемых биоэлектрических потенциалов в зависимости от условий эксперимента, а также в присутствии электрических шумов и артефактов. Существует необходимость постоянного контроля параметров алгоритма обработки сигнала на множественных коротких временных интервалах с последующей тщательной верификацией результата. Принимая во внимание высокие значения частоты дискретизации записи современной измерительной техники и внушительные объемы выходных данных, становится очевидной необходимость использования алгоритмов искусственного интеллекта для решения данных аналитических задач. Кроме того, применение методов искусственного интеллекта имеет большие перспективы для выявления на электрограммах сердца предикторов жизнеугрожающих аритмий при экспериментальном моделировании данных состояний. Электрограммы, задействованные в проведенном исследовании, были получены методом мультиэлектродного картирования гибкими матрицами, включающими 64 регистрирующих электрода, с поверхности эпикарда изолированных перфузируемых сердец крыс. Под моментами активации на графике электрограммы подразумеваются точки максимальной крутизны спада потенциала, которые соответствуют моментам возникновения потенциалов действия на мембранах кардиомиоцитов, то есть возбуждению ткани. Анализ частоты возникновения моментов активации на одном электроде или последовательности возникновения на нескольких электродах в пределах матрицы позволяет оценить такие параметры сердца, как его пейсмейкерная активность и электрическая проводимость миокарда. В рамках исследования биоэлектрической активности сердца перспективным направлением является применение методов искусственного интеллекта для автоматизации анализа электрограмм, зарегистрированных с поверхности эпикарда. Представленная работа описывает создание программного комплекса анализа электрограмм изолированных сердец мелких грызунов, главной частью которого является сегментирующая нейронная сеть для локализации моментов активации миокарда на основе архитектуры UNet. Выбор данной архитектуры обусловлен ее эффективностью в задачах сегментации изображений, что особенно важно для выделения структур на электрограммах сердца. Архитектура UNet характеризуется наличием сверточных слоев для извлечения признаков и декодером для точного восстановления пространственной информации. Это делает ее отличным выбором для задач сегментации медицинских данных, таких как электрограммы, где точность и полнота крайне важны. Однако, как упоминалось ранее, UNet из оригинальной статьи предназначен для сегментации изображений, в связи с чем нейросеть была адаптирована для анализа одномерных сигналов. Ввиду небольшого количества размеченных данных для оценки качества модели была проведена кросс-валидация, она проходила на восьми наборах данных. Успешность сегментации оценивается показателем F1, который представляет собой гармоническое среднее между точностью и полнотой. В данном контексте значение метрики F1 в районе 0.77 свидетельствует о способности модели точно выделять и локализовать моменты активации в сердце. Цель работы заключается в создании программного обеспечения, включающего в себя следующий функционал: создание набора данных для обучения, валидации и тестирования, обучение модели, создание и редактирование разметки. В совокупности это позволит автоматически локализовывать моменты активации на эпикардиальных электрограммах. Таким образом, разработанный нами программный комплекс обеспечивает выделение и точное определение искомых моментов активации, что облегчает дальнейший анализ биоэлектрической активности и повышает эффективность исследований в области кардиологии, в том числе благодаря возможности обработки больших данных. В целом, разработанный программный комплекс представляет собой перспективное решение для автоматизации анализа эпикардиальных электрограмм, с использованием сегментирующей нейронной сети на основе архитектуры UNet и сопутствующих алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Производится обзор проблемы обработки больших массивов данных методами интеллектуального анализа данных, и дается сравнительный анализ методов для решения различных типов задач на вычислительных системах с различной архитектурой. Основным критерием для сравнения выбрана эффективность решения поставленной задачи на сверхбольших массивах данных с использованием в перспективе вычислительных систем экзофлопсной производительности.
Бесплатно
