Информатика и управление. Рубрика в журнале - Труды Московского физико-технического института
Метод сжатия модели машинного обучения на основе итеративной фильтрации слоев
Статья научная
Ускоряющийся рост как размера модели машинного обучения, так и требуемых вычислительных мощностей, привел к появлению ряда методов, которые снижают затрачиваемые ресурсы при использовании моделей машинного обучения. Такими методами являются: квантование, урезание, дистилляция и их комбинации. Представленное исследование посвящено одной из актуальных тем, связанных с урезанием (pruning – анг.) моделей машинного обучения для дальнейшего сжатия, что в перспективе позволит использовать их в более компактных устройствах, например, таких как портативные компьютеры или смартфоны. Урезание или фильтрация параметров моделей базируется на различных критериях. Предлагаемый метод основывается на такой конструктивной особенности модели, как слои нормализации, которые приводят значения весов моделей к аналогу нормального распределения. Исходя из распределения, в качестве критерия предлагается использовать интервалы среднеквадратичного отклонения. Веса, которые попадают в интервалы среднеквадратичного отклонения, урезаются в слое с дальнейшим умножением на масштабирующий коэффициент. Методика фильтрации применяется ко всей модели с периодическим контролем метрик при обработке слоев, что реализовано в виде итеративного алгоритма. В результате применения алгоритма была получена сжатая модель с допустимым снижением метрик (0.95 от эталонного). В зависимости от исходных данных сжатие варьировалось от 0.113 до 0.1848 от общего числа параметров. Количество удаленных параметров слоя изменялось с 0.74 до 0.99 в относительных единицах, где обработкe подвергались до половины всех слоев модели. Программный пакет с расчетами, используемыми в исследовании, представлен по следующей ссылке [8].
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Метрическое пространство прецедентов
Статья научная
Опыт эксплуатации сложных систем, в том числе программных, приводит к необходимости накопления и анализа большого количества информации о нештатных ситуациях и способах из локализации, обхода и устранения. Как правило, такая информация существует в виде набора прецедентов. Известны различные методы прецедентного анализа, позволяющие эксперту сортировать и искать информацию в этом множестве. В статье сформулирован подход к формализации прецедентов и построению метрического пространства прецедентов на основе новой иерархической метрики.
Бесплатно
Многозадачное обучение для улучшения генерализации в задаче генерации структурированных запросов
Статья научная
Семантический парсинг - это задача перевода выражения на естественном языке в логическое выражение на формальном языке. Примером практического применения семантического парсинга является преобразование текста в запрос к базе знаний. Наиболее популярными задачами преобразования текста в запрос являются задачи преобразования выражения в SQL и в SPARQL. Сдвиг распределения обучающей выборки - одна из главных проблем устойчивости семантических парсеров. Наиболее частым сдвигом в семантическом парсинге является композиционный сдвиг - необходимость генерации новых композиций кода из известных элементов синтаксиса целевого языка. В этой работе исследуется возможность использования предобученных языковых моделей (PLM) вместе с многозадачным обучением. Предлагаются специально разработанные разбиения наборов данных SPARQL и SQL, исходных датасетов LC-QuAD и WikiSQL для имитации сдвига распределения и сравнения оригинального подхода обучения генерации запроса с многозадачным подходом. В работе проведен углубленный анализ разбиений данных и предсказаний модели и показаны преимущества многозадачного подхода над оригинальным для задачи семантического парсинга.
Бесплатно
Многокомпонентные ранговые коды
Статья научная
Работа посвящена оценке мощности многокомпонентных ранговых кодов. Эти коды построены на основе кодов Силвы, Кёттера, Кшишанга (SKK), которые в свою очередь в качестве основы используют ранговые коды Габидулина. Даны оценки мощности кодов постоянной размерности в случае максимального кодового расстояния (спредов) и отличного от максимального расстояния (неспредов), а также для случаев многокомпонентного кода с различной размерностью компонент. Приведены примеры.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается метод вычисления граничного ранга матрицы на основе построения двудольного графа. Граничным рангом двоичной матрицы называется минимальное число строк и столбцов, в которых содержатся все ненулевые элементы матрицы. В данной работе речь пойдет о алгоритме Форда-Фулкерсона для задачи максимального потока. Далее предлагается моделирование алгоритма в среде MATLAB. Рассматривается приложение этого алгоритма для оценки характеристики кодов в гранично-ранговой метрике.
Бесплатно
Моделирование пропитки пористой среды с помощью двумерной сетевой модели
Статья научная
Реализована двумерная сетевая модель (network model) двухфазных течений в неод-ноднородной пористой среде, состоящей из двух подсистем: низко проницаемого блока с тонкими капиллярами, окруженного областью высокопроницаемой среды с толстыми капиллярами. Рассматривается задача установления капиллярного равновесия в результате противоточной пропитки блока. Считается, что в начальный момент времени высокопроницаемая и низко проницаемая части пористой среды насыщены смачивающей и несмачивающей несжимаемой жидкостью соответственно. В численных расчетах на основе сетевой модели исследуется зависимость от времени насыщенности подсистем смачивающей жидкостью и зависимость капиллярного давления от текущей насыщенности. Получено качественное соответствие известным экспериментальным и теоретическим результатам, что в дальнейшем позволит использовать модель для верификации осредненных моделей капиллярной неравновесности.
Бесплатно
Моделирование разработки нефтяных месторождений
Статья научная
Описывается агрегированная модель нефтяного месторождения, позволяющая определять в динамике на перспективу основные технико-экономические показатели добычи нефти и допускающая изучение методами оптимального управления. Рассматриваются также вопросы моделирования и оптимизации для группы месторождений, учета неопределенности исходных данных, программной реализации.
Бесплатно
Моделирование рыночных манипуляций в реальном времени
Статья научная
Рассматривается задача обнаружения манипуляций на рынке криптовалют. Предлагается новое веб-приложение для моделирования эффекта манипуляции в лабораторном эксперименте с участием реальных игроков. Приложение позволяет в зависимости от входных параметров моделировать различные конфигурации манипуляции. В отличие от реальных данных без учителя, на лабораторных данных с учителем возможна более точная оценка качества моделей поиска аномалий.
Бесплатно
Моделирование стационарных ударных волн в пористом веществе методом SPH
Статья научная
Предлагаемый в работе метод мезоскопического расчета отклика пористых материалов на ударное сжатие в подвижном окне открывает возможность прямого расчёта ударных адиабат пористых материалов. Мезоскопическое моделирование описывает пористую среду явным заданием структуры пор и использует информацию только об уравнении состояния и прочностных характеристиках сплошного материала. Для достижения истинно стационарного режима распространения ударной волны разработан метод подвижного окна наблюдения, суть которого состоит в следующем: несжатое вещество втекает в расчетную область с постоянной скоростью, а скорость вытекания из области подбирается итерациями так, чтобы фронт волны установился неподвижным в окне наблюдения. Моделирование ударных волн было проведено как в стандартной постановке с неподвижным поршнем (методом обращенного движения), так и в системе подвижного окна наблюдения. Продемонстрировано, что после достижения стационарного режима профили, полученные обоими методами, идентичны.
Бесплатно
Статья научная
Современные сетевые инфраструктуры могут состоять из десятков тысяч устройств, которые связаны друг с другом множеством сетевых протоколов. Для автоматизации управления инфраструктурами такого размера необходимо поддерживать единый источник правды обо всем сетевом оборудовании, учитывающий многоуровневую природу сетей передачи данных и различные архитектуры их построения. В данной работе проведен анализ существующих многоуровневых моделей описания сетевых топологий, которые предлагались общественными организациями (IETF, ONF) и различными компаниями (Google, Microsoft, Facebook), выделены их узкие места, а также предложена модель для описания динамической маршрутной информации протоколов OSPF и BGP, учитывающая ограничения открытых аналогов. В работе приводится архитектура системы для хранения и анализа данных по предложенной модели с применением графовых СУБД, позволяющая в режиме реального времени контролировать изменение топологии внешней и внутренней связности сетей, детектировать нарушения связности, изменения маршрутов и т.д.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается пространственная фильтрационная задача в трехфазной (газ, гидрат, вода) гидратно-равновесной зоне. Представляется математическая модель, позволяющая исследовать двумерные течения флюидов при наличии твердой гидратной фазы в областях с нерегулярной структурой пластов. Для определения скорости флюидов используется неклассическая форма закона движения (с учетом его нелинейности), которая применима в том числе в условиях пониженной проницаемости при невысоких перепадах давления. На основе метода опорных операторов предлагаются эффективные вычислительные алгоритмы, выделяющие гиперболическую (при наличии переноса насыщенностей) и диссипативную подсистемы задачи. Данные алгоритмы программно реализованы на сетках нерегулярной структуры, что дает возможность проводить моделирование пространственно двумерных многофазных и многокомпонентных процессов диссоциации газовых гидратов в пористой среде осадочных бассейнов. Тестирование разработанной программы проводилось на модельных расчетах пьезопроводных процессов при наличии переноса насыщенностей. Проведенные расчеты показали, что внутри пространственных областей при использовании нелинейных законов движения депрессионные процессы выражены в меньшей степени, чем в случае классического закона Дарси. При этом процессы гидратного растепления сопутствуют задаваемому в расчетной области депрессионному отбору газа. Таким образом, представленные в данной работе математическая модель и соответствующие ей вычислительные алгоритмы дают возможность корректно описывать физику низкопроницаемых коллекторов.
Бесплатно
Модельно-ориентированный инжиниринг физико-технических, информационных и интеллектуальных систем
Статья научная
В статье рассматриваются методы и инструменты модельно-ориентированного инжиниринга гибридных технических систем, включающих физико-технические, информационные и интеллектуальные подсистемы.
Бесплатно
Модификация процедуры проверки электронной подписи
Статья научная
Инфраструктура открытых ключей (PKI/ИОК) получила широкое распространение как в обычных компьютерных сетях, так и в интернете вещей (IoT). PKI применяется для аутентификации узлов сети и контроля целостности, эти процедуры построены на проверке электронной подписи данных. Наиболее сложной операцией при проверке электронной подписи является проверка статуса сертификата. Данная проверка может быть реализована двумя методами - с использованием CRL (certificate revocation list/список отозванных сертификатов) или с OCSP (Online Certificate Status Protocol/онлайн протокол проверки статуса сертификата). В данной статье рассматриваются преимущества и недостатки каждого из этих методов, приведена оценка безопасности существующего алгоритма проверки электронной подписи(ЭП), выявлены недостатки, предложен новый алгоритм проверки ЭП. Предложен метод оценки достоверности результата проверки ЭП с использованием старого алгоритма проверки ЭП.
Бесплатно
Монотонность функции биномиального распределения возле медианы
Статья научная
Для биномиальной случайной величины S с параметрами n ∈ N и b/n хорошо известно, что ее медиана равна b, если b ∈ {1, . . . , n}. В 2018 году Дмитриев и Жуковскийисследовали монотонность по b функции P(S b). В данной статье этот результат обобщен для случайной величины S с параметрами n ∈ N и b/(n + с) для произвольного c ∈ [0, 1], а также подтверждена гипотеза, сформулированная Дмитриевыми Жуковским.
Бесплатно
Нахождение оптимального портфеля ценных бумаг из набора активов
Статья научная
В работе производится построение средствами языков R и Python портфелей с наилучшими показателями. Исследуются портфели, содержащие четыре актива. Сравнивается доходность, риск портфелей и коэффициент Шарпа. Изучено поведение портфелей с фиксированными весами и разными активами, а также фиксированными активами и разными весами. Решена задача более быстрого нахождения наилучших весов и активов.
Бесплатно
Недвоичные линейные покрывающие коды
Статья научная
Представлен обзор известных работ по теме «Недвоичные линейные покрывающие коды» и проведён анализ основных результатов. Рассматриваются линейные покрывающие [n, n - r]qR-коды над полем из q элементов, q > 2. Если радиус покрытия R и коразмерность (избыточность) r фиксированы, то проблемой покрытия является построение кодов относительно небольшой длины n и/или получение хороших оценок длины. Функция длины ℓq (r, R) - это наименьшая возможная длина q-ичного линейного кода коразмерности r и радиуса покрытия R. В статье приведена известная нижняя граница функции длины и cформулированы две основные проблемы: построение кодов, асимптотически достигающих границы, и кодов, имеющих близкие к границе параметры. Подробно рассмотрены случаи, когда в литературе указанные проблемы решены путем построения бесконечных семейств покрывающих кодов. Отмечено взаимно однозначное соответствие между линейными покрывающими кодами и насыщающими множествами в проективных пространствах PG(N, q). Рассмотрены каскадные qm-конструкции удлинения покрывающих кодов как инструмент построения бесконечных кодовых семейств растущей коразмерности. Отмечены некоторые проблемы многократных покрытий.
Бесплатно
Нейросетевая детекция голосовой активности для распознавания речи в реальном времени
Статья научная
В статье исследуется задача распознавания речи в зашумленной среде в реальном времени. Предлагается оригинальный подход адаптации современных нейросетевых алгоритмов детекции голосовой активности RealVADR для решения задачи распознавания речи в реальном времени с использованием обработки интервалов звука. Рассматривается влияние параметров данного алгоритма на качество распознавания речи, а также методы оптимизации его параметров. Проведены эксперименты как на существующем открытом наборе данных CommonVoice, так и на нескольких собственных наборах данных, собранных в шумной робототехнической среде. Они показали, что применение предложенного подхода позволяет получить в реальном времени качество распознавания, сравнимое с офлайн-распознаванием.
Бесплатно
Нейросетевой метод детекции видеоизображения лица в видеопотоке системы лицевой биометрии
Статья научная
Рассматриватся задача распознавания спуффинг-атак на систему лицевой биометрии, основанных на подмене в поле зрения камеры видеонаблюдения лица реального человека на видеоизображение лица другого человека, сформированного на экране носимого устройства. Предложен нейросетевой метод детекции такого рода подмен, использующий в качестве входных данных результаты предварительной матричной предобработки последовательности видеокадров. Проведен сравнительный анализ алгоритмов предобработки и получены оценки метрик качества предсказания для выбранной архитектуры сети.
Бесплатно
Нормальные расширения полугрупп и вложения полугрупповых C*-алгебр
Статья научная
Изучаются нормальные расширения абелевых полугрупп с сокращением и редуцированные полугрупповые C*-алгебры. Для нормального расширения, порожденного одним элементом полугруппы, мы рассматриваем две редуцированные полугрупповые C*-алгебры, определяемые этим расширением. Показывается, что существует естественное вложение полугрупповых C*-алгебр.
Бесплатно
