Теоретическая и системная информатика. Рубрика в журнале - Проблемы информатики
Установление значимости коэффициентов квазилинейного уравнения n-факторной авторегрессии
Статья научная
В этой статье проводится анализ обобщенного метода наименьших отклонений (GLDM), применяемого при анализе временных рядов. Исследование посвящено установлению оптимального порядка модели и определению коэффициентов модели. Центральное место в этом анализе занимает программа оценки GLDM, которая определяет коэффициенты. Рассматривается адаптивность GLDM для анализа сложных процессов. Показано, что соответствующий порядок модели зависит не только от размера набора данных, но и от присущих характеристик данных, которые определяют сложность модели. Например, данные о температуре с ее значительными сезонными колебаниями и автокорреляцией требуют модели пятого порядка, тогда как скорость ветра и количество смертей от COVID-19 в России достаточно моделируются с помощью модели второго порядка. В документе также исследуются тонкости моделей более высокого порядка и предлагается специальная стратегия выбора модели, которая повышает точность и интерпретируемость прогнозов временных рядов.
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
Уязвимости больших языковых моделей: анализ и методы защиты
Статья научная
В статье рассматриваются ключевые уязвимости, связанные с использованием больших языковых моделей (LLM) в корпоративной среде. В последние годы LLM находят широкое применение в различных сферах, включая клиентскую поддержку, маркетинг, анализ данных и автоматизацию бизнес-процессов. Однако их интеграция сопровождается значительными рисками для информационной безопасности, включая утечки конфиденциальных данных, компрометацию систем и генерацию вредоносного контента. В работе анализируются три наиболее критические уязвимости: промпт-инъекции, атаки на цепочку поставок и отравление данных. Для каждой из них приведены формальные модели, примеры эксплуатации и возможные стратегии защиты. Особое внимание уделяется методам предотвращения атак, включая валидацию пользовательского ввода, контроль зависимостей и мониторинг аномалий в поведении модели. Исследование показывает, что, несмотря на активное развитие механизмов защиты, уязвимости в LLM остаются серьезной угрозой, требующей дальнейшего изучения и разработки новых методов противодействия.
Бесплатно
Формирование представлений алгоритмов для программных систем на основе концепции Q-детерминанта
Статья научная
Концепция Q-детерминанта является одним из подходов к распараллеливанию численных алгоритмов. На ее основе можно повысить эффективность параллельных вычислений с помощью выявления ресурсов параллелизма алгоритмов с применением программной системы, а затем и их использования. Для этого была разработана технология параллельного программирования. Исследования с применением концепции Q-детерминанта доказали возможность создания программных систем автоматизированного проектирования и исполнения программ для эффективной реализации численных алгоритмов. Для описания алгоритмов программные системы должны использовать представления алгоритмов в форме Q-детерминантов. При решении практических задач файлы, содержащие представления алгоритмов в форме Q-детерминантов, в настоящее время могут иметь большие размеры. В связи с этим при формировании и использовании представлений алгоритмов в форме Q-детерминантов могут возникать проблемы. В этом случае Q-детерминанты называются большими, а возникающие проблемы — проблемами больших Q-детерминантов. В статье описаны проблемы больших Q-детерминантов и предложены их решения.
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
Эффективная реализация алгоритмов обучения нейронных сетей с помощью Q-детерминанта
Статья научная
В статье впервые рассматривается эффективная реализация с помощью концепции Q-детерминанта алгоритмов обучения нейронных сетей. Для эффективной реализации алгоритмов применяется метод проектирования Q-эффективных программ, использующих ресурс параллелизма реализуемых ими алгоритмов полностью. Применение метода показано на примере алгоритмов, выполняющих часто используемые методы стохастического градиентного спуска и обратного распространения ошибки. Для этих алгоритмов разработаны Q-эффективные программы для общей и распределенной памяти параллельных вычислительных систем. С помощью вычислительных экспериментов выполнена оценка ускорения и эффективности разработанных программ. Вычислительные эксперименты проводились на суперкомпьютере «Торнадо» Южно-Уральского государственного университета.
Бесплатно
