Теоретическая и системная информатика. Рубрика в журнале - Проблемы информатики
Статья научная
Описано применение метода множества эквивалентности для решения задач многокритериальной оптимизации и обратных некорректных задач математической физики. Показаны преимущества метода множества эквивалентности по сравнению с другими методами, часто использующимися при решении многокритериальных задач. Сформулированы и доказаны теоремы, отражающие основные свойства метода множества эквивалентности и показывающие соотношение и взаимосвязь множества парето-оптимальных решений и множества эквивалентности. На примере задачи самофокусировки плоских рентгеновских импульсов в плазме описано применение метода множества эквивалентности для решения обратных задач математической физики. Показано, что метод множества эквивалентности можно считать обобщением метода регуляризации для некорректных задач в многомерном псевдометрическом пространстве критериев в дискретном случае.
Бесплатно
Статья научная
При помощи метода выделения характерных фаз поведения, основанного на расчете локальных ляпуновских показателей, получены основные характеристики перемежаемости на границе обобщенной синхронизации. Установлено, что данный метод позволяет проводить исследование не только в случае однонаправленной, но и взаимной связи. В качестве анализируемых систем выбраны однонаправленно и взаимно связанные системы Ресслера со сравнительно простой топологией аттрактора (ленточный тип) и осцилляторы Лоренца со сравнительно сложной топологией (двулистный тип). При этом, в первом случае реализуется перемежаемость ,,on-off“ типа, а во втором - перемежаемость типа перескоков. В работе были оценены основные характеристики перемежаемости, такие как распределения длительностей ламинарных (синхронных) фаз при фиксированном значении параметра связи и зависимость средней длительности ламинарных фаз от параметра надкритичности. Показано, что наблюдается хорошее соответствие между характеристиками, рассчитанными при помощи численного метода, и теоретическими закономерностями. Результаты работы хорошо согласуются с данными других работ и демонстрируют, что метод расчета локальных показателей Ляпунова может быть успешно применен для анализа систем, характеризующихся различной сложностью топологии аттрактора, как при однонаправленной, так и взаимной связи.
Бесплатно
Применение нестационарных сетей в задачах мониторинга
Статья научная
В статье исследуется тема моделирования современных сетей передачи данных с узлами на движущихся объектах транспортных средствах, беспилотных летательных аппаратах. Описаны основные задачи, возникающие при оптимизации сбора и передачи информации в нестационарных сетях (кластеризация узлов, использование мобильных стоков и др.). Приведен обзор публикаций последних лет с описанием систем имитационного моделирования функционирования таких сетей, а также предлагается разработанная авторами модель сети с узлами на беспилотных летательных аппаратах.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье приведен обзор созданных программных инструментов контроля и управления параметрами пучка накопителя-охладителя инжекционного комплекса ВЭПП-5. Программное обеспечение состоит из двух ключевых блоков („орбита" и ,,ручки“), которые в свою очередь включают в себя три типа программ: службы, административные графические приложения и приложения для операторов комплекса. „Ручка“ - это комбинация элементов системы управления ускорителем, которая выполняет изолированное смещение одного выбранного параметра (например, только частот бетатроных колебаний пучка). В статье рассмотрены возможности этого блока: создание „ручки“ из окна пользовательского приложения, либо высылая запрос в командный канал системы управления, хранение таблицы уже созданных „ручек“, их редактирование и использование для управления инжекционным комплексом. „Орбита“ включает в себя обработку данных, полученных от станций датчиков положения пучка накопителя-охладителя, отображение его частот бетатронных колебаний, пооборотных измерений координат пучка и его положения в вакуумной камере вдоль периметра накопителя- охладителя, собранные со всех 16 датчиков. Кроме того, этот блок предназначен для измерения матрицы отклика накопителя и формирования „ручек“, позволяющих проводить заданные изменения параметров пучка по итогам обработки этой матрицы.
Бесплатно
Разработка модели и инструментов анализа надежности сети в условиях использования нечетких данных
Статья научная
В данной статье рассматривается задача определения надежности сети в виде нечеткого числа. Сеть представлена графом с надежными ребрами и ненадежными вершинами. Рассматривается получение исходных нечетких данных о сети. Описывается общий подход к определению надежности при заданных условиях. Приводятся способ вычисления надежности отдельных узлов сети и способ вычисления общей оценки надежности сети. Обосновывается переход от решаемой специфической задачи к более распространенным и хорошо изученным задачам.
Бесплатно
Статья научная
Для решения систем линейных алгебраических уравнений с разреженными матрицами коэффициентов широко применяются итерационные методы подпространства Крылова. Однако сходимость этих методов может ухудшаться из-за ошибок округления, возникающих при выполнении вычислений в арифметике фиксированной разрядности. Снизить влияние ошибок округления позволяет использование арифметики многократной точности, обеспечивающей выполнение операций с числами повышенной разрядности. В статье представлены реализации итерационных решателей многократной точности на базе метода сопряженных градиентов без предобуславливания и с диагональным предобуславливанием для графических процессоров видеокарт. Для поддержки вычислений с числами повышенной разрядности используется система остаточных классов. Матрично-векторное произведение реализовано в виде гибридного ядра, в котором матрица двойной точности, представленная в формате CSR, умножается на вектор многократной точности. Параллельное скалярное произведение вычисляется с использованием двухэтапного алгоритма. Результаты экспериментов с разреженными матрицами различных размеров показывают, что повышенная точность арифметики позволяет ускорить сходимость итерационных методов.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты численных экспериментов но решению прямой одномерной задачи магнитотеллурического зондирования для вертикально градиентной среды с разными вариантами постановки краевых условий. Вычисления осуществлялись в матричной форме в среде Mat lab с помощью алгоритмов, полученных на основе метода локальных интегральных уравнений.
Бесплатно
Статья научная
Непрерывно-временные сети Петри (НВСП) - расширение сетей Петри, где каждый переход имеет локальные часы и временной интервал. Данная модель позволяет учитывать как функциональные (качественные), так и реально-временные (количественные) характеристики моделируемой системы. В работе рассматриваются НВСП со слабой временной стратегией (ход модельного времени не форсирует срабатывания сетевых переходов) и с промежуточной пространственной стратегией (при смене состояний сети срабатывание перехода порождает «промежуточную» разметку). В терминах данной модели определяются и исследуются языковые и бисимуляционные эквивалентности. При языковом подходе поведение системы полностью определяется множеством вариантов ее функционирования (процессов). При бисимуляционном подходе учитываются точки выбора альтернативных действий моделируемой системы. Эквивалентности рассматриваются в семантиках интерливинга (процесс - последовательность действий), шага (процесс - последовательность множеств параллельных действий), частичного порядка (процесс - частично-упорядоченное множество действий) и в процессно-сетевой семантике (процесс - ациклическая бесконфликтная сеть). Анализируются взаимосвязи между данными эквивалентностями, приводится их иерархия.
Бесплатно
Улучшение качества алгоритма рекомендательной системы с помощью методов ассоциативного анализа
Статья научная
В сфере развития CRM систем растет спрос на вспомогательные системы, реализующие методы и технологии интеллектуального анализа данных и машинного обучения (Data mining) и способные генерировать полезные знания из огромных массивов собранных в CRM данных. В статье приведены результаты разработки и исследования алгоритма рекомендательного сервиса CRM системы с применением методов ассоциативного анализа данных. Ранее авторами был разработан и реализован базовый вариант алгоритма рекомендательного сервиса, основанный на использовании методов кластерного анализа данных и коллаборативной фильтрации [1-2]. В новой версии алгоритма дополнительно используются методы ассоциативного анализа для формирования рекомендаций по выбору продуктов (услуг), что позволило увеличить точность рекомендательной системы (сервиса) по метрике F2 в среднем с 67,98 % до 81,24 % при несущественном увеличении времени выдачи рекомендаций (в среднем на 2,47 мс). Исследование и сравнение базовой и модифицированной версий алгоритма проводилось на данных страховых компаний, предоставленных компанией „ФБ Консалт“.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается один из возможных вариантов модификации нейросетевого подхода к численному решению нелинейных уравнений в частных производных, у которых благодаря физическим свойствам описываемых явлений имеются интегралы движения. Представленный метод подразумевает учет и непосредственное использование соответствующих законов сохранения при построении и обучении нейронных сетей, аппроксимирующих решения такого класса задач, что позволяет улучшить характеристики и качество получаемых нелинейных регрессионных моделей. Более точное выполнение консервативных свойств физических систем для аппроксиматора обеспечивается регуляризацией функции потерь: добавлением невязки сохраняющейся величины нейросетевого решения. Данная концепция рассмотрена и апробирована на примере нелинейного уравнения Шредингера и двух его интегралов движения, отвечающих законам сохранения числа квантов и энергии. Для вычисления невязки этих сохраняющихся величин и реализации консервативной регуляризации функции потерь был использован метод плоскостей непрерывности (вычисление величин в фиксированные моменты времени). Полученные результаты показывают улучшение консервативных свойств, а также в некоторых случаях точности нейросетевого решения по сравнению с регрессионной моделью, построенной с помощью глубокого обучения без учета предложенной в работе модификации.
Бесплатно
Учет нескладируемых ресурсов в целочисленных моделях календарного планирования проектов
Статья научная
В известных моделях календарного планирования наличие нескладируемых (возобновляемых) ресурсов полагается заранее заданным во всех временных интервалах, т. е. предполагается их априорное распределение до построения расписания выполнения проекта. Общеизвестное определение нескладируемых ресурсов как ненакапливаемых (типа «мощность»), неиспользование которых приводит к их потере, неполностью отражает их специфику. В статье рассмотрена формализация ресурсных условий в трех задачах построения расписаний работ: минимизация длительности цикла при ограниченных ресурсах; минимизация несбалансированности ресурсов при известном их количестве в интервалах планового периода; распределение ресурсов по критерию минимизации дисбаланса с возможностью перераспределения нескладируемых ресурсов. Предложена формализация условий целочисленной линейной модели построения расписания работ с переменными нескладируемыми ресурсами, минимизирующего дисбаланс при заданных директивных сроках завершения проектов.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается неклассическая система массового обслуживания с ожиданием, в которой осуществляется управление конфликтными потоками в классе циклических алгоритмов. Конфликтность потоков означает, что их нельзя суммировать, и это не позволяет свести задачу к более простому случаю с одним потоком. Обслуживание требований из различных конфликтных потоков происходит в непересекающиеся промежутки времени. Кроме того, есть еще дополнительные промежутки времени переналадки, за счет которых разрешается проблема конфликтности потоков. Такого рода системы являются адекватными моделями реально действующих систем по переработке и передаче информации, технологических систем, транспортных систем и т. д. В отличие от большинства известных трудов, для построения математической модели выходных потоков в работе используется так называемое нелокальное описание потока требований. В описание выходных потоков включены состояние обслуживающих устройств и величины очередей по конфликтным потокам. Заметим, что функционирование рассматриваемой системы обслуживания неоднородных требований и управления конфликтными потоками в непрерывном времени является сложным немарковским процессом. Поэтому изучение характеристик системы и свойств выходных потоков в непрерывном времени является трудноразрешимой задачей. В этой статье обосновывается методика численного исследования системы методами имитационного моделирования с использованием компьютерных и информационных технологий. Результаты исследований динамики выходных процессов обслуживания требований на имитационной модели проинтерпретированы на задаче управления конфликтными неоднородными транспортными потоками на изолированных перекрестках.
Бесплатно
