Информатика и вычислительная техника. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Using Delaunay triangulation for fingerprint template generation
Статья научная
Today, fingerprint identification is the most common method of biometric identification. Existing fingerprint identification models have some defects that reduce the speed and quality of identification. So most of the models do not take into account the topological characteristics of images, for example, the classical method of measuring the ridge count value may produce incorrect results in areas of significant curvature of the ridge lines. This paper presents a new mathematical model for fingerprint identification, taking into account their topological characteristics. Identification is performed on the basis of templates. The templates contain a list of minutiae detected on the image and a list of ridge lines. For the ridge lines and minutiae, sets of topological vectors are constructed. The result of building topological vectors does not depend on the location of minutiae and takes into account their possible mutations, which increases the stability of the proposed mathematical model. Additionally, the stability of the model is ensured by combining the base topological vectors constructed for all minutiae and ridge lines into an expanded topological vector. This view allows you to significantly reduce the size of the template and optimize the use of memory. To compare the fingerprints the Delaunay triangulation is used based on the list of constructed topological vectors. 112 possible classes for topological vectors are defined. This approach allows you to increase the speed of identification up to 10 times while maintaining its accuracy. The proposed classification is resistant to rotation and displacement of images.
Бесплатно
Web application for X3D-model creation of the robotic technological complex
Статья научная
The technique of the tabular description of composition, structure, geometrical and kinematic parameters of robots and other mechanical systems (MS) of the robotic technological complexes (RTC) has been offered. The html-file with the X3D model of RTC is automatically generated by these parameters. The basic concepts and designations used for the formal description of any RTK have been introduced. The X3D-marking of the RTC is executed on the basis of the parameters table of the MS which are the part of the RTC. This table is an interface between the user and the application for the RTC modeling. X3D models of bodies can be generated by default on the basis of the made table of parameters or in the described process of manual modeling of the MS. This method does not demand knowledge of the used information technologies (XML, X3D, HTML, CSS, XSLT, JavaScript). Examples of modeling of manipulation robot systems with three and six degrees of freedom have been given. The RTC X3D-model of machining, consisting of three lathes, the Cobra manipulator and the robocar with the three-degrees manipulator has been created as an example by using technique “top-down”.
Бесплатно
Статья научная
Современное производство радиоэлектронной аппаратуры является характерным примером позаказного многономенклатурного типа производства. При позаказном производстве изделий каждый заказ является уникальным изделием. Повторяемость заказов в общем объеме заказов достаточно невелика по сравнению с новыми заказами, что приводит к большому росту номенклатуры изделий. Как правило, производимые изделия являются сложными, высокотехнологичными изделиями, которые могут иметь большую структуру, состоять из большого количества компонентов и имеют сложный технологический процесс изготовления. Таким образом, реализация полного цикла производства изделий и подготовки конструкторской документации требует сопровождения специализированными программными средствами. Из-за сложности готовых изделий и большого числа участников, задействованных в производственной деятельности, происходит экспоненциальный рост объемов информации. Без наличия актуальных данных и методов для быстрого принятия решений процесс разработки и производства не будет эффективным. Рассмотрены вопросы автоматизации отслеживания оперативных изменений конструкторской документации на всех этапах производства радиоэлектронной аппаратуры. Автоматизированные системы, отвечающие за управление жизненным циклом продукции, называются PLM - Product Lifecycle Management - это стратегия производства промышленных изделий, управляющая продуктом на всех этапах жизненного цикла. Существующие коммерческие решения в данной области обладают избыточным функционалом и сложны для интеграции в существующее информационное пространство предприятия. Цель исследования: исследование процесса регистрации технических изменений конструкторской документации.
Бесплатно
Анализ трехмерных алгоритмов реконструкции в рентгеновской компьютерной томографии
Статья научная
В статье проводится анализ существующих трехмерных алгоритмов реконструкции изображений в рентгеновской компьютерной томографии с конусной схемой сканирования и спиральной траекторией движения источника. Рассмотрены основные подходы к проектированию алгоритмов реконструкции, приведена их краткая классификация. Авторами рассмотрены приближенные методы решения задачи реконструкции изображений по трехмерному набору данных. Основное внимание уделено приближенным алгоритмам типа Фельдкампа и методам перепаковки конусных данных в параллельную схему. Описаны алгоритм обобщенной параллельной обратной проекции и алгоритм модифицированной однослойной перепаковки, их достоинства и недостатки. Авторами рассмотрены точные методы решения задачи реконструкции изображений по трехмерному набору данных в конусном пучке излучения. Описаны дополнительные условия, накладываемые на полноту проекционных данных, вычислительную эффективность алгоритмов, качество получаемых изображений. Основное внимание уделено алгоритмам, основанным на преобразовании в конусе лучей, прямом и обратном преобразованиях Радона в трехмерном пространстве. Описана общая схема конструирования обратных алгоритмов для конусной лучевой томографии. Рассмотрен алгоритм реконструкции в конусе лучей, основанный на операции взятия обратной проекции и фильтрации. Отражены достоинства и недостатки точных алгоритмов реконструкции.
Бесплатно
Возможности использования инкрементного обучения нейронной сети
Статья научная
Настоящее время характеризуется беспрецедентным ростом объемов информационных потоков. Обработка информации лежит в основе решения многих практических задач. Спектр приложений интеллектуальных информационных систем чрезвычайно обширен: от управления непрерывными технологическими процессами в реальном времени до решения коммерческих и административных задач. Интеллектуальные информационные системы должны обладать таким основным свойством, как способность быстро обрабатывать динамические входящие данные в реальном времени. Кроме того, интеллектуальные информационные системы должны уметь извлекать знания из ранее решенных задач. В последние годы инкрементное обучение нейронной сети стало одной из актуальных тем в области машинного обучения. По сравнению с традиционным машинным обучением, инкрементное обучение позволяет усваивать новые знания, поступающие постепенно, и сохранять старые знания, полученные от предыдущих задач. Такое обучение должно быть полезно в интеллектуальных системах, где данные поступают динамически. Цель исследования. Рассмотреть концепции, проблемы и методы инкрементного обучения нейронной сети, а также оценить возможность его использования при разработке интеллектуальных систем. Материалы и методы. Рассматривается идея инкрементного обучения, полученная при анализе обучения человека в течение жизни. Представлены термины, которыми описывается инкрементное обучение в литературе. Описаны препятствия, которые возникают при достижении цели инкрементного обучения. Приводится описание трех сценариев инкрементного обучения, среди которых выделяют инкрементное обучение по классам. Дается анализ методов инкрементного обучения, сгруппированных в семейство техник в соответствие с решением проблемы катастрофического забывания. Представлены возможности, которые дает инкрементное обучение в сравнении с традиционным машинным обучением. Результаты. В статье делается попытка оценить текущее состояние и возможность использования инкрементного обучения нейронной сети, выявить отличия от традиционного машинного обучения. Заключение. Инкрементное обучение полезно для будущих интеллектуальных систем, поскольку оно позволяет поддерживать существующие знания в процессе обновления, избегать обучения с нуля, динамически регулировать способность модели к обучению в соответствии с новыми доступными данными.
Бесплатно
Задача о максимальном K-подграфе
Статья научная
Вводится понятие K-подграфа как подграфа, каждая компонента которого содержит не более K вершин. Ставится задача определения максимального K-графа, то есть K-графа с максимальным числом вершин. Дается решение задачи для дерева. Для случая K = 2 предложены два эвристических алгоритма. Приведен пример прикладной задачи формирования портфеля с учетом взаимозависимости проектов, алгоритм решения которой включает этап определения максимального K-подграфа.
Бесплатно
Задача оптимизации вычислений в сетевых структурах
Статья научная
Рассматривается вычислительная сеть из n вершин (это вершины, в которых решаются те или иные задачи), m входных вершин и m выходных вершин (m - число решаемых задач). Каждой задаче соответствует путь в сети с входом H и выходом K, соответствующий некоторому алгоритму решения задачи. Одновременно в каждом узле может решаться только одна задача. Поэтому может возникнуть конфликтная ситуация, когда в момент прихода в вершину некоторой задачи эта вершина занята решением другой задачи. Узлы, в которых могут решаться несколько задач, будем называть проблемными. Рассматриваются задачи составления расписания выполнения задач по критериям минимизации времени решения всех задач и минимизации максимального отклонения от требуемых времен решения. Для их решения предложены методы локальной оптимизации, ветвлений, ветвей и границ.
Бесплатно
Статья научная
Использование информационных технологий в медицинской деятельности радикально меняет постановку, способы и средства решения большинства практических задач. Переход на современные информационные технологии обеспечивает новые возможности и улучшает качество сервиса, сокращает время обследования, увеличивает точность диагностики и т. д. Цель исследования: извлечение информации об использовании информационных технологий для поддержки принятия решений в медицинской диагностике на основе анализа публикаций в этой области. Материалы и методы. Для формального представления процесса структурно-семантического анализа информации об использовании ИТ в медицине построена функциональная модель в нотации IDEF0. При проведении исследований в конкретной предметной области требуется проведение анализа известных научных результатов и практических решений, для чего используются научные публикации, размещенные в различных источниках. Существуют платформы, где собрана информация о таких данных, позволяющие определить количественные показатели публикации, их специфические характеристики и т. д. Для выявления динамики появления публикаций, сравнительного анализа результативности различных ученых и исследовательских организаций, определения публикационной активности в журнальном секторе использованы инструменты семантического анализа. Для определения особенностей публикационной активности аналитиком, в качестве которого выступает специалист по семантическому анализу, проведен дополнительный анализ. Для обработки собранной информации использованы методы статистического анализа. На текущий момент собран небольшой объем данных, в применении специализированных инструментов анализа нет необходимости, для построения диаграмм использованы инструменты Excel. Результаты. Выявлены ключевые характеристики публикаций по анализируемой тематике, динамика появления статей, наиболее активные авторы, научные школы и наиболее популярные журналы, в которых опубликованы результаты исследований; приведены результаты извлечения информации об исследованиях в области использования ИТ в кардиологии из наиболее востребованных публикаций активных авторов. Заключение. Анализ публикаций на основе данных платформы elibrary.ru является предварительным этапом изучения научных текстов по выбранной тематике исследований, в дальнейшем необходимо разработать информационную систему для поддержи исследователей скомплексированными показателями и данными на основе анализа научных текстов.
Бесплатно
Имитационная модель технической готовности крупного автопарка
Статья научная
Введение. Принятие решений об объемах ремонтов транспортных средств после поломок основывается на минимальной стоимости ремонта. Однако это может привести к снижению технической готовности предприятия в целом, невыполнению заявок на перевозки и экономическому ущербу. Для расчета необходимого объема ремонтных работ, ведущего к достаточному повышению технической готовности транспортного средства, необходима модель деятельности предприятия, позволяющая рассчитывать последствия того или иного объема ремонтных работ по отношению к выполнению заявок на перевозки. Цель исследования: разработка имитационной стохастической модели деятельности автотранспортного предприятия, учитывающей снижение технической готовности транспортных средств в процессе эксплуатации. Материалы и методы. Проведен анализ структуры затрат на эксплуатацию транспортных средств, включая ремонтные затраты. Обоснована структура имитационной модели, включающая полный жизненный цикл перевозок и ремонтные работы. Приняты допущения, свойственные условиям работы крупного автотранспортного предприятия. Модель реализована на языке GPSS. Техническая готовность отдельного транспортного средства аппроксимирована кусочно-линейной функцией. Приведены сведения о процедуре моделирования. Результаты. Проведена проверка адекватности результатов моделирования при изменении факторов, ведущих к очевидным последствиям: скорости транспортных средств, количества транспортных средств в автопарке, времени ремонтных работ. Показана непротиворечивость результатов. Исследована возможность повышения выполнения системы заявок на перевозки за счет проведения более полных ремонтных работ. Получена асимптотическая зависимость готовности автопарка в целом от степени восстановления транспортных средств в результате ремонтов. Заключение. Разработанная модель может быть использована в качестве модуля системы поддержки принятия решений по управлению автотранспортным предприятием.
Бесплатно
Статья научная
Активное развитие отраслей цифровой экономики сегодня предъявляет высокие требования к адаптивности, практической направленности и качеству современных образовательных программ. Существующие подходы к интеллектуальной поддержке формирования образовательных программ на основе онтологических моделей, экспертных систем и эвристических алгоритмов не позволяют эффективно учитывать и отслеживать изменения как на рынке труда, так и в пространстве открытого образовательного контента в среде Интернет. Вместо этого предлагается использовать подходы к семантическому анализу текстов на основе известной нейросетевой модели языка word2vec, обучаемой без учителя на больших текстовых корпусах. Сложность сопоставительного семантического анализа заключается в переходе от определения меры семантической близости для отдельных коротких описаний анализируемых сущностей (тем курсов, результатов обучения, требований вакансий и т. д.) к сопоставлению больших структурируемых документов, таких как профессиональный стандарт, образовательная программа по направлению подготовки. Для учета взаимосвязей сущностей вводится графовая модель представления образовательной и профессиональной области. В работе предлагается интеллектуальный метод формирования рекомендаций по актуализации целей и содержания образовательных программ, включающий четыре этапа анализа. На первом этапе определяются актуальные требования рынка труда на основе семантического сопоставления фрагментов вакансий с содержанием профессиональных стандартов. Второй этап включает в себя семантическое сопоставление содержания учебных дисциплин с требованиями рынка труда. На третьем этапе производится семантический поиск релевантного образовательного контента среди программ дисциплин ведущих вузов и онлайн-курсов. В ходе четвертого этапа формируются итоговые рекомендации по актуализации образовательной программы. В рамках эксперимента продемонстрирована возможность применения метода для сопоставления результатов обучения и содержания дисциплин с требованиями профессиональных стандартов с оценкой качества на примере образовательной программы по направлению «Информатика и вычислительная техника».
Бесплатно
Статья научная
Временные ряды - это данные, собираемые в различные отрезки времени, которые, в свою очередь, в зависимости от задачи могут отличаться. Временные ряды используются для принятия решений. Анализ временных рядов позволяет получить некоторый результат, который определит характер принимаемого решения. Анализом временных рядов занимались в очень давние времена, например, следствием анализа стали различные календари. Позднее анализ временных рядов применялся для исследования и прогнозирования экономических, социальных и других систем. Временные ряды появились очень давно. Когда-то древневавилонские астрономы, изучая положение звезд, обнаружили периодичность затмений, что позволило в дальнейшем прогнозировать их появление. Позднее анализ временных рядов подобным образом привел к созданию различных календарей, например, урожайных. В дальнейшем помимо естественных областей добавились социальные и экономические. Цель исследования: поиск классификационных признаков временных рядов, позволяющих понять, можно ли для их краткосрочного (3 отсчета) прогноза применять модель ARIMA. Материалы и методы. Разработано специальное программное обеспечение, реализующее модели семейства ARIMA и необходимые интерфейсы. В работе были исследованы 59 наборов годовых данных с малой длиной, менее 20 значений. Данные обрабатывались с помощью Python бибиблиотек Statsmodels, Pandas. Для определения стационарности ряда использовался тест Дики - Фуллера. Стационарность временного ряда позволяет более качественно строить прогнозы. Для выбора наилучшей модели применялся информационный критерий Акаике. Получены рекомендации по обоснованному подбору параметров настройки ARIMA-моделей. Показана зависимость настроек от категории годовых рядов. Заключение. После обработки данных были выделены четыре категории, или шаблона, годовых рядов. В зависимости от категории были подобраны диапазоны параметров для настройки ARIMA-моделей. Предлагаемые диапазоны позволят определить начальные параметры для исследования аналогичных наборов данных. Даны рекомендации по улучшению качества постпрогноза и прогноза при помощи ARIMA-модели за счет подбора настроек.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается актуальная на данный момент проблема планирования задач в высоконагруженных информационных системах. Целью данной работы является проверка гипотезы о том, что загруженность высокопроизводительных информационных систем зависит от внешних параметров среды, в которой они функционируют. Для проверки была собрана и запущена система, на которой находятся корпоративный сайт компании, система мониторинга и приложение для социальной сети vk.com. В качестве внешних параметров были выбраны как природные явления, так и статистические данные посещения популярных сайтов, а также курсы валют и акций. На наш взгляд, эти параметры в той или иной степени могут оказывать влияние на загруженность информационной системы. Данные собирались на протяжении месяца работы системы каждые десять минут. При каждом сборе информации для каждого работающего процесса в системе запоминалось количество расходуемой им памяти. Для идентификации модели был выбран метод линейной регрессии как наиболее простой и часто используемый вариант проверки неявных зависимостей между данными. Все собранные параметры были отфильтрованы - проверены на наличие кросскорреляции и нормализованы. Используя построенную модель, мы предсказали значение расходуемой памяти процессами. Для каждого предсказанного значения было посчитано среднеквадратичное отклонение. Анализ результатов показал, что построенная модель имеет ряд проблем. В качестве рекомендаций по улучшению результатов указано использование другого метода построения модели, а также улучшение качества и количество собираемых данных. Дальнейшие планы включают в себя исследование возможности предсказания процессорного времени высоконагруженной информационной системы, используя внешние параметры.
Бесплатно
Статья научная
Цель. Использование принципиально новых подходов для решения задачи структурного синтеза слабо формализованных объектов - с одной стороны, вызов времени, требующий сокращения времени разработки и получения качественных технических решений, с другой стороны, результат исследований, позволяющих использовать инвариантные переборные алгоритмы для решения задачи структурного синтеза. Решение указанной задачи предлагаемым способом требует создания множества данных и знаний, перебор которого даст искомый результат. Формирование данного множества, поддержание его в корректном и актуальном состоянии - серьезная задача, требующая выработки новых подходов, формализации продиктованных этими подходами процессов и разработки алгоритмов. Методы. Этапами формирования указанного множества являются: сбор данных о существующих технических решениях, их формальное описание, обобщение этих описаний с формированием некоторой структуры, позволяющей однозначно идентифицировать каждый существующий объект и создавать новый путем комбинации имеющихся знаний или путем модернизации известных технических решений. В качестве структуры, обобщающей данные конкретной области знаний, предлагается использовать классификатор, особенностью которого является то, что при его организации реализованы два метода создания: иерархический и фасетный. Создание такого классификатора и поддержание его в корректном состоянии - задача, позволяющая решить проблему формирования информационного обеспечения систем структурного синтеза слабо формализованных объектов средней и высокой степени сложности. Результаты. Процесс создания такого классификатора сталкивается с рядом проблем, выявление которых - первый шаг в направлении разработки качественного информационного обеспечения. Указанные проблемы возникают на каждом из этапов анализа предметной области (анализ существующих вариантов исполнения объектов; обобщение знаний о рассмотренных объектах; дополнение (расширение) классификатора). Причинами их возникновения могут стать нарушение принципа достаточности при анализе и декомпозиции, нарушение иерархичности структуры при обобщении в процессе построения модели предметной области, нарушение признаков обязательности и необязательности при синтезе и расширении модели, основу которой составляет классификатор. Заключение. Выявление указанных проблем и исследования процесса их недопущения и преодоления - важная задача, решение которой позволит максимально формализовать процесс создания классификатора как информационной модели системы структурного синтеза.
Бесплатно
Кластерное программное обеспечение автоматизированной информационной системы
Статья научная
Предлагается новый подход к созданию кластерной структуры программного обеспечения, обеспечивающей наибольшую защиту от получения злоумышленником контроля над системой поддержки принятия решений, а также высокую устойчивость к порче и взлому. Рассматривается подход к решению проблемы безопасности программного обеспечения информационных систем путём кластеризации его на модули. Показана возможность формального построения таких структур методами теории множеств и теории категорий. Доказано, что множество модулей удовлетворяет всем постулатам и аксиомам теории категорий, следовательно является категорией. Определены условия фрактального представления автоматизированной информационной системы от уровня структурных модулей системы до уровня микрокоманд с выделением конкретных объектов и морфизмов на уровнях иерархии.
Бесплатно
Количественный анализ процедуры обезличивания персональных данных. Метод введения идентификаторов
Статья научная
Обезличивание - способ обработки персональных данных, целью которого является приведение этих данных в защищенное состояние, которое не позволяет злоумышленнику использовать их во вред физическому лицу. Результат обезличивания персональных данных зависит от их содержания и применяемого метода обезличивания. Нормативные акты определяют несколько методов обезличивания, но все они описываются качественными критериями. В статье производится количественный анализ одного из методов обезличивания - метода введения идентификаторов. Предлагается вариант технической реализации данного метода, включая решение проблемы необходимого и достаточного идентификационного набора атрибутов таблицы соответствий, определение требований к связующему идентификатору, а также рассмотрение возможных способов связи таблицы соответствий с обезличенными данными. На основе реального примера производится оценка эффективности метода по различным критериям. В том числе по техническим критериям (невозможность идентификации, с одной стороны, и возможность деобезличивания с применением имеющихся дополнительных данных, с другой стороны), а также по экономическим критериям (окупаемость). На базе показателей вероятности идентификации и степени обезличивания персональных данных приводятся рекомендации по повышению эффективности данного метода обезличивания персональных данных.
Бесплатно
Компьютерные технологии выполнения схем электрических принципиальных с учетом требований ГОСТ ЕСКД
Статья научная
Показано, что на практике схемы электрические принципиальные удобно выполнять в графическом пакете AutoCAD, при этом необходима его настройка в соответствии с российскими ГОСТ Единой системы конструкторской документации. Приведена последовательность выполнения схем и заполнения перечня элементов. Для практической реализации способа «вставки», способа «дорисовки» и комбинированного способа в табличной форме приведены условно графические обозначения элементов схем и их размеры, а также размеры форматов, основных надписей, перечня элементов и таблиц выводов в соответствии с ГОСТ ЕСКД. Дан пример выполнения и оформления схемы. При выполнении схем, учитывая актуальность импортозамещения, вместо зарубежного пакета AutoCAD целесообразно использовать его полный аналог, а именно графический пакет NanoCAD - универсальную САПР-платформу, разработанную компанией ЗАО «Нанософт» (Россия).
Бесплатно
Концептуальная модель реально-виртуальной лаборатории
Статья научная
В статье предложена структурно-функциональная схема реально-виртуальной лаборатории, определены основные блоки реально-виртуальной лаборатории и связи между ними. Для целей формализации введены модули информационного образования, иллюстрирующие преобразования каждым блоком входных и внутренних переменных и характеристик в выходные. Также кратко рассмотрены некоторые дистанционные реально-виртуальные лаборатории с приведением их структурных схем. Описаны элементы, входящие в дистанционные реально-виртуальные лаборатории, с приведением описания функций, выполняемых в лабораториях. Цель. Разработать концептуальную модель реально-виртуальной лаборатории, предложив ее структурно-функциональную схему и определив основные блоки реально-виртуальной лаборатории, их функции, а также связи между ними. Методы. Для разработки новой структуры для реально-виртуальной лаборатории необходим анализ известных научных результатов и практических решений, для чего используются научные публикации, размещенные в различных источниках на английском и русском языках, а также методы программирования современных контроллеров, средств их связи с компьютером и лабораторным оборудованием и методы сетевого программирования. Результаты. Сделан краткий обзор существующих дистанционных лабораторий с приведением их структуры и описанием механизма взаимодействия удалённого пользователя с лабораторией. Предложена структурно-функциональная схема реально-виртуальной лаборатории, определены ее основные блоки и связи между ними. Для целей формализации введены модули информационного преобразования, иллюстрирующие преобразования каждым блоком входных и внутренних переменных и характеристик в выходные. Заключение. В результате рассмотрения некоторых реализаций удалённых лабораторий был сделан вывод, что большинство из них построены с использованием зарубежной платной среды разработки. В связи с этим, принимая во внимание общую ситуацию в мире и конкретно в нашей стране, было сделано умозаключение, что разработка своей собственной реализации удалённой лаборатории в отечественной среде разработки - это необходимая мера. В работе представлена структурно-функциональная схема РВЛ, отражающая ее блочную структуру. Процесс функционирования лаборатории отражают модули информационного преобразования входных переменных и параметров в выходные характеристики. Данный формализм может быть использован для построения функциональной модели реально-виртуальной лаборатории.
Бесплатно
Логические парадоксы и их роль в математическом моделировании
Статья научная
Даётся краткое изложение существа и истории вопроса о роли логических парадоксов, а также значения противоречивых моделей в оптимизации и классификации. Рассмотрены парадоксы в теории множеств, причина которых в использовании понятия актуальной бесконечности и в перенесении методов, пригодных для конечных множеств, на множества бесконечные. Некоторые логические парадоксы связываются с несобственными системами предикатов, т. е. такими несовместными системами предикатов, поставить которым в соответствие можно лишь несобственный объект. Рассматривается путь анализа таких парадоксов, состоящий в расширении имеющихся представлений об объектах, в ослаблении накладываемых при определении объекта требований, в расширении смысла понятия «существование». Рассматривается моделирование объектов с помощью несовместных систем линейных неравенств. Разрешение противоречивых систем предлагается на пути введения «размытых» понятий и коллективных решений (это можно считать моделированием консилиума). В последнем случае исследуется более частный подход к разрешению парадоксов. Здесь используются некоторые средства ослабления требования абсолютизации тех или иных критериев решения задачи. Особенно важен случай анализа неформализованных задач и даже неформализуемых. Предложенные подходы к неформализуемым моделям были обсуждены с Н.Н. Непейводой в рамках всемирного конгресса по логике науки.
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования: разработка методов моделирования данных для разработки рекомендательных алгоритмов с использованием дважды стохастических авторегрессионных моделей случайных процессов и проверка их адекватности путем применения алгоритмов машинного обучения для кластеризации пользователей в имитируемом наборе данных и прогнозирования вероятностей интереса. Методы исследования. В статье рассмотрены методы, используемые при построении рекомендательных систем. При этом рассмотрена задача моделирования поведения пользователей с помощью дважды стохастической модели. Данная модель предложена для генерации искусственных данных. Дважды стохастическая модель позволяет генерировать нестационарные процессы, таким образом, создает пользователей с разными вероятностными свойствами в разных группах объектов интереса. После этого искусственно созданные пользователи (и их активность) кластеризуются на основе модифицированного алгоритма K-средних. Основная модификация заключается в необходимости автоматической предварительной оценки числа кластеров, а не его выбора человеком. Далее моделируется поведение представителей каждой группы пользователей для новых событий. На основе сгенерированной информации и обучающих данных решается задача прогнозирования и ранжирования предлагаемых услуг. При этом на первом этапе использования регрессионных моделей достаточно для отнесения пользователя к группе и формирования предложений данному пользователю. Результаты исследования. На обучающих данных в 2 кластерах были достигнуты высокие индексы детерминации, что говорит примерно о 90 % объясненной дисперсии при использовании предложенной дважды стохастической модели. Особое внимание уделено работе современных рекомендательных систем на примере системы «Диско» от Яндекс. Кроме того, выполнена предобработка и предварительный анализ данных реального сектора, а именно: исследуются данные телекоммуникационной компании. С целью выдачи релевантных предложений по услугам связи разработана тестовая рекомендательная система. Заключение. Таким образом, к основным результатам работы относится математическая модель, симулирующая реакцию пользователей на различные услуги, а также модель логистической регрессии, используемая для прогнозирования вероятности заинтересованности пользователя новой услугой. На основе прогнозируемых вероятностей не составляет труда ранжирование новых предложений. Апробация на синтезированных данных показала высокую эффективность модели.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена методу получения изображений трехмерных объектов - объемному рендерингу, применительно к рентгеновской компьютерной томографии. Дано подробное описание алгоритма объемного рендеринга, близкое к практической реализации. Рассмотрены общие принципы работы алгоритма объемного рендеринга с воксельными массивами трехмерных данных. Описан механизм пускания лучей в трехмерном пространстве через объёмный набор данных, включая задание плоскости наблюдения, ракурса просмотра, изменение масштаба при реализации параллельной проекции. Рассмотрена выборка точек по ходу пущенного луча при параметрическом его задании, а также взятие шага выборки точек согласно теореме о дискретизации. Описана трилинейная интерполяция для получения значений, не попавших в узлы трехмерной сетки объемного набора данных. Описано использование передаточных функций для задания цвета и прозрачности визуализируемым структурам. Рассмотрена модель освещения Фонга и связанное с ней вычисление градиента трехмерных данных. Приведен альтернативный метод затенения трехмерного изображения, основанный на уравнении ослабления света и не требующий вычисления градиента данных. Приведен композитинг на основе применения основного уравнения объемного рендеринга как один из способов получения изображения трехмерного объекта по методу объемного рендеринга.
Бесплатно
