Публикационная активность
(сведения по итогам 2015 г.)
2-летний импакт-фактор РИНЦ: 0,339
2-летний импакт-фактор РИНЦ без самоцитирования: 0,227
Двухлетний импакт-фактор РИНЦ с учетом цитирования из всех
источников: 0,454
5-летний импакт-фактор РИНЦ: 0,324
5-летний импакт-фактор РИНЦ без самоцитирования: 0,251
Суммарное число цитирований журнала в РИНЦ: 3278
Пятилетний индекс Херфиндаля по цитирующим журналам: 571
Индекс Херфиндаля по организациям авторов: 420
Десятилетний индекс Хирша: 10
Место в общем рейтинге SCIENCE INDEX за 2014 год: 267
Место в рейтинге SCIENCE INDEX за 2014 год по тематике "Автоматика. Вычислительная техника": 11
Больше данных по публикационной активности нашего журнале за 2008-2015 гг. на сайте РИНЦ
Вход
Забыли пароль? / РегистрацияДобавить в закладки
Следующий номер на сайте
№3
Ожидается:
16 Сентября 2017
Статьи журнала №2 2017
1. Постановка задачи формирования направлений развития автоматизированных систем организационного типа и алгоритм ее решения [2017-05-26]Авторы: Лясковский В.Л. (l_vik_l@mail.ru) - Военная академия воздушно-космической обороны им. Маршала Советского Союза Г.К. Жукова, доктор технических наук Ph.D; Бреслер И.Б. (niiit@niiit.tver.ru) - Научно-исследовательский институт информационных технологий, кандидат военных наук Ph.D; Алашеев М.А. (niiit@niiit.tver.ru) - Научно-исследовательский институт информационных технологий, кандидат технических наук Ph.D;
Аннотация: В статье рассматриваются постановка задачи формирования направлений развития автоматизированных систем обработки информации и управления организационного типа и алгоритм ее решения. Необходимость решения данной задачи обусловлена тем, что многие автоматизированные системы создаются и эксплуатируются в течение десятилетий, при этом в процессе эксплуатации меняются требования, предъявляемые к этим системам, поэтому возникает потребность в периодическом формировании решений по приведению состояния автоматизированной системы в соответствие новым требованиям. В качестве основного показателя эффективности формируемых решений принят комплексный показатель, характеризующий степень автоматизации функциональных процессов, реализуемых в системе. В качестве ограничений выступают требования к обязательной автоматизации наиболее важных функциональных процессов и своевременности их выполнения, а также предельно допустимые финансовые и временные ресурсы процесса развития автоматизированной системы. Проведенный анализ алгоритмической сложности решения задачи показывает невозможность ее решения путем рассмотрения всех возможных вариантов из-за экспоненциальной зависимости количества решений от размерности исходных данных. В связи с этим разработан эвристический алгоритм, позволяющий существенно сократить количество рассматриваемых вариантов и получить рациональное решение задачи при относительно небольшой вычислительной сложности. Предложенный алгоритм позволяет обосновать решения по разработке и изготовлению комплексов средств автоматизации для оснащения органов управления из состава автоматизированных систем обработки информации и управления организационного типа, а также продления ресурса действующих в системе средств автоматизации. Предполагается реализовать алгоритм в автоматизированной системе поддержки принятия решений, представляющей собой программный комплекс, функционирующий на ПЭВМ потребительского класса.
The article discusses the statement of the problem of formation of directions for the development of organizational automated information processing and control systems and its solution algorithm.
It is necessary to solve this problem due to the fact that many automated systems are created and operated for decades, while the requirements for these systems change over time. Therefore, there is a need to form solutions in order to bring an automated system in compliance with new requirements from time to time. The main performance indicator of generated solutions is a complex index of the degree of automation of functional processes implemented in the system. The constraints are mandatory requirements for automation of the most important functional processes and timeliness of their implementation, as well as the maximum permissible financial and time resources for development of an automated system.
The analysis of the algorithmic complexity of the problem solution shows the impossibility of its solution by considering all possible options due to exponential dependence of the number of decisions on the dimension on the source data. Therefore, the authors have developed a heuristic algorithm to reduce the number of options under consideration and rational solution to obtain a relatively small computational complexity.
The proposed algorithm allows getting the decision on the development and production of complex automation equipment for an automated control system, as well as extending the life of existing automation. This algorithm is expected to be implemented in an automated decision support system, which functions as software on a consumer-grade personal computer.
Ключевые слова: комплекс средств автоматизации, жизненный цикл систем управления, проектирование систем управления, автоматизированная системаKeywords: automation facilities set, life cycle of automated control systems, , automated control system design, an automated system issue
Просмотров: 846
2. Формирование вариантов развиФормирование вариантов развития энергетики Вьетнама методами комбинаторного моделирования [2017-05-26]
Авторы: Еделев А.В. (flower@isem.sei.irk.ru) - Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, кандидат технических наук Ph.D; Зоркальцев В.И. (zork@isem.irk.ru) - Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, доктор технических наук Ph.D; Доан Ван Бинь (doanbinh@ies.vast.vn) - Институт энергетической науки ВАНТ, кандидат технических наук Ph.D; Нгуен Хоай Нам (nhnam@ies.vast.vn) - Институт энергетической науки ВАНТ ;
Аннотация: В статье рассмотрен подход комбинаторного моделирования к исследованию вариантов развития энергетики страны. Основу подхода составляет представление развития моделируемой системы в форме направленного графа, узлы которого соответствуют возможным состояниям системы в отдельные моменты времени, а связи характеризуют допустимость переходов из одного состояния в другое. Методы комбинаторного моделирования, являясь наглядной формой представления динамических дискретных ветвящихся альтернатив, позволяют имитировать долгосрочный процесс развития исследуемой системы при различных возможных внешних и внутренних условиях, учитывая дискретность будущих состояний системы, определять рациональную стратегию развития исследуемой системы. Процедуры формирования и анализа графа развития энергетики страны реализованы в виде пакета прикладных программ «Корректива». Анализ графов развития больших размеров проводится с помощью распределенных вычислений. Приводится описание исследования устойчивого развития энергетики Вьетнама и его энергетической безопасности с 2015 по 2030 гг., выполненного в 2015 г. Институтом энергетической науки Вьетнамской академии науки и технологий. На основе данных этого исследования показано применение методов комбинаторного моделирования для формирования и анализа вариантов устойчивого развития энергетики Вьетнама с учетом требований энергетической безопасности. Создан граф развития топливно-энергетического комплекса Вьетнама, состоящий из 531 442 узлов. Его обсчет проводился в распределенной вычислительной среде, состоящей из вычислительных узлов высокопроизводительного кластера Института динамики систем и теории управления имени В.М. Матросова Сибирского отделения Российской академии наук. На основе результатов расчета была определена оптимальная стратегия развития энергетики Вьетнама, обеспечивающая минимум затрат на развитие и функционирование топливно-энергетического комплекса в рассматриваемый период времени.
The article describes the combinatorial modelling approach to the research on energy sector development. The idea of approach is to model a system development in the form of a directed graph with nodes corresponding to the possible states of a system at certain moments of time and arcs characterizing the possibility of transitions from one state to another.
The combinatorial modelling is a visual representation of dynamic discrete alternatives. It permits to simulate the long-term process of system development at various possible external and internal conditions, to determine an optimal development strategy of the system under study. The formation and analysis procedures of energy development options are implemented in the Corrective software package. The distributed computing environment are necessary to compute an energy sector development graph.
In 2015, the Institute of Energy Science of the Vietnamese Academy of Science and Technology performed a study of Vietnam sustainable energy development from 2015 to 2030. Data of this study show application of the combinatorial modelling methods to formation and analysis of Vietnam energy development options taking into account energy security requirements. The created Vietnam energy sector development graph consists of 531 442 nodes. It is computed in the cluster located at the Institute for System Dynamics and Control Theory of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science (Irkutsk).
The found optimal way of Vietnam sustainable energy development provides minimum costs of energy sector development and operation.
Ключевые слова: распределенная вычислительная среда, поддержка принятия решений, топливно-энергетический комплекс, система энергетики, комбинаторное моделированиеKeywords: distributed computing environment, decision support, fuel and energy sector, energy development, combinatorial modelling
Просмотров: 783
3. Принцип минимизации эмпирического риска на основе агрегирующих функций средних потерь для решения задач регрессии [2017-05-26]
Авторы: Шибзухов З.М. (szport@gmail.ru) - Институт прикладной математики и автоматизации, доктор физико-математических наук Ph.D; Димитриченко Д.П. (dimdp@rambler.ru) - Институт прикладной математики и автоматизации, кандидат технических наук Ph.D; Казаков М.А. (f_wolfgang@mail.ru) - Институт прикладной математики и автоматизации ;
Аннотация: В настоящей работе предлагается расширенный вариант принципа минимизации эмпирического риска для решения задачи регрессии. Он строится на основе применения усредняющих агрегирующих функций для вычисления эмпирического риска вместо среднего арифметического. Это оправданно, если распределение потерь имеет выбросы или существенно искажено, отчего оценка риска как средних потерь с самого начала является смещенной. Поэтому в таких случаях при оптимизации параметров в задаче регрессии изначально следует использовать робастную оценку среднего риска. Подобные оценки среднего риска можно построить, используя усредняющие агрегирующие функции, которые являются решением задачи минимизации штрафной функции за отклонение от своего среднего значения. Такой подход для представления агрегирующих функций среднего позволяет, с одной стороны, определить значительно более широкий класс функций среднего, а с другой, определить дифференцируемые функции среднего, которые аппроксимируют недифференцируемые функции среднего, такие как медиана или квантиль. В результате появляется возможность построить градиентные методы решения задачи регрессии, в определенном смысле аппроксимирующие робастные методы, такие как Least Median и Least Quantile. В настоящей работе предлагается новая градиентная схема для решения задачи минимизации среднего риска. Она является аналогом схемы, применяемой в алгоритме SAG в случае, когда риск вычисляется при помощи среднего арифметического. Приведен иллюстративный пример построения робастной процедуры оценки параметров в задаче линейной регрессии на базе использования усредняющей функции среднего, аппроксимирующей медиану.
The paper proposes an extended principle of empirical risk minimization to solve the regression problem. It is based on using aggregate functions instead of arithmetic mean to calculate risk. This can be justified if the loss distribution of emissions is significant or distorted, causing a shift in the risk assessment of the average loss from the very beginning. Therefore, in such cases, when optimizing characteristics in the regression problem the robust estimate of average value-at-risk should be initially used.
Such intermediate risk assessment can be constructed using avg functions, which are the solution to the problem of penalty function minimization in case of mean deviation. This approach allows, on one hand, to determine a much broader class of secondary functions, and, on the other hand, to determine the average differentiable functions that approximate the average non-differentiable functions, such as a median or quintile. As a result, it is possible to construct gradient methods for solving the regression problem that, in a sense, can approximate robust techniques such as Least Median and Least Quantile.
This paper proposes a new gradient scheme for solving the minimization problem of the intermediate risk. It is an analog of the used in the SAG algorithm circuit when the risk is calculated by arithmetic mean. An illustrative example presents the construction of robust procedures for characteristics assessment in a linear regression based on the use of the avg function, which approximates the median.
Ключевые слова: процедура градиентного спуска, штрафная функция, регрессия, эмпирический риск, агрегирующая операция, агрегирующая функцияKeywords: gradient descent procedure, penalty function, regression, empirical risk, aggregation operation, aggregation function
Просмотров: 556
4. Сжатое представление строгих ассоциативных правил в анализе данных [2017-05-26]
Авторы: Быкова В.В. (bykvalen@mail.ru) - Сибирский Федеральный университет, доктор физико-математических наук Ph.D; Катаева А.В. (kataeva_av@mail.ru) - Краевая клиническая больница ;
Аннотация: Современные методы и средства поиска ассоциативных правил в больших массивах данных приводят к значи- тельному множеству правил, многие из которых являются избыточными. Избыточные ассоциативные правила не представляют ценности, но могут вводить в заблуждение. Для решения этой проблемы предложен алгоритм MClose, являющийся модификацией алгоритма Close. Известно, что с помощью алгоритма Close можно построить минимаксный базис для строгих ассоциативных правил (правил с достоверностью 1). Минимаксный базис интересен для экспертов тем, что каждое входящее в него правило имеет минимальную посылку и максимальное следствие. Однако минимаксный базис может содержать избыточные ассоциативные правила. Алгоритм MClose позволяет в процессе построения минимаксного базиса устранять избыточные правила. Результирующий базис назван сжатым строгим базисом. Удаленные ассоциативные правила всегда можно получить из сжатого строгого базиса с сохранением их поддержки и достоверности без обращений к анализируемому массиву данных. Алгоритм MClose основан на соответствиях Галуа и выводимостях, подобных аксиомам Амстронга, которые используются в теории реляционных БД для функциональных зависимостей. Как показали вычислительные эксперименты, алгоритм MClose по времени работы сопоставим с алгоритмом Close. Однако он примерно в два раза уменьшает число ассоциативных правил минимаксного базиса. В работе дано описание программы, в которой представлены алгоритмы MClose и Close.
Modern methods and means of searching for association rules in big data lead to a significant number of rules, many of which are redundant. Redundant association rules are generally of no value, but they can misinform. To solve this problem, the paper proposes an algorithm MClose, which is a modification of the algorithm Close.
It is known that Close algorithm might help to construct mini-max basis for strict association rules (association rules with the confidence of 1). Mini-max basis consists of only min-max association rules. Association rules with minimal antecedent and maximal consequent are called min-max association rules. Such rules are interesting for experts. However, mini-max basis may contain redundant association rules. The algorithm MClose immediately eliminates redundant association rules when creating mini-max basis. The resulting basis is called concise strong basis (CSB). Redundant association rules might always be obtained from the CSB without sacrificing their support and confidence, without references to the data set. Algorithm MClose is based on Galois connection. MClose algorithm is also based on derivability, which are similar on Armstrong axioms for functional dependencies.
Experiments have shown that running time of algorithm MClose is comparable with the algorithm Close. However, it reduces the number of association rules mini-max basis about twice. We provide a description of the program which presents MClose and Close algorithms.
Ключевые слова: сжатый строгий базис, неизбыточность, ассоциативные правила, замкнутые множества, соответствия галуа, анализ данныхKeywords: concise strong basis, non-redundancy, association rules, closed sets, galois connection, data analysis
Просмотров: 758
5. Effective algorithm for constructing associative rules [2017-05-26]
Авторы: Биллиг В.А. (Vladimir-Billig@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет, г. Тверь, кандидат технических наук Ph.D;
Аннотация: Конструирование ассоциативных правил является одним из наиболее важных алгоритмов извлечения знаний из БД. Все современные алгоритмы так или иначе связаны с алгоритмом Apriori, предложенным в работах Р. Агравала и его соавторов, опубликованных более чем 20 лет назад и ставших сегодня классикой. Известные эффективные реализации алгоритма связаны со сжатием БД и представлением структуры данных в виде дерева, что позволяет эффективно вычислять поддержку ассоциативных правил и другие их характеристики. Предлагаемый алгоритм ConApriori не использует вышеназванную идею. Транзакции БД рассматриваются как перечисление, заданное шкалой. Это позволяет практически мгновенно вычислять базисную для алгоритма операцию, определяющую, является ли некоторое множество подмножеством другого множества. Вычисления сводятся к нескольким логическим командам компьютера. Перечисление позволяет также рассматривать транзакцию во внутреннем представлении как одно или несколько чисел, сохраняя в то же время смысл элементов транзакции в их внешнем представлении. Другая идея, используемая в алгоритме, позволяет конструировать большинство достоверных правил на основе ранее построенных достоверных правил. В статье дается обоснование корректности алгоритма и приводится оценка его сложности. Анализируется эф-фективность алгоритма в сравнении с другими известными реализациями. Рассматривается также возможность распараллеливания алгоритма.
Constructing associative rules is one of the most important algorithms for extracting knowledge from databases. All modern algorithms are somehow connected with Apriori algorithm proposed in R. Agrawal’s and his co-authors’ works published more than 20 years ago and now considered classical. The known effective implementations of the algorithm are connected with database compression and presentation of data structure as a tree, which allows effective evaluation of support and other characteristics of associative rules.
The proposed ConApriori algorithm does not use the above idea. We regard database transactions as enumeration given by a scale. This allows instant calculation of the basic algorithm operation determining whether some set is a subset of another set or not. The calculations are reduced to several logical computer commands. Enumeration also allows us to treat the transaction in the internal presentation as a number, preserving the meaning of the transaction elements in their external presentation at the same time.
Another idea used in the algorithm allows us to construct most of the confident rules on the basis of those previously built.
This article provides evidence for correctness of the algorithm as well as evaluate its complexity. We analyze its effectiveness compared with other known algorithm implementations. Possibility of parallelization is also considered.
Keywords: data mining, apriori, associative rules, support, confidence, lift, enumeration, scale, database, transaction,
Ключевые слова: антимонотонность, априори, ассоциативные правила, поддержка, достоверность, лифт, перечисление, шкала, database, транзакция, обнаружение знаний, параллельные вычисления, корректность, сложность, data miningKeywords: anti-monotony, apriori, associative rules, support, confidence, lift, enumeration, scale, database, transaction, knowledge discovery, parallel computation, correctness, complexity, data mining
Просмотров: 827
6. Параллельные вычисления при реализации web-инструментария распознавания образов на основе методов прецедентов [2017-05-26]
Авторы: Фомин В.В. (v_v_fomin@mail.ru) - Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, доктор технических наук Ph.D; Александров И.В. (chrono555@yandex.ru ) - Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Аспирант ;
Аннотация: Предлагается программное решение, направленное на улучшение качества распознавания образов и повышение эффективности инструментария машинного обучения посредством реализации grid-технологий. Формулируются стратегические направления разработки инструментария распознавания образов в виде программной системы, основанной на принципах распределенных систем, распараллеливания и адаптивной настройки вычислительных ресурсов. Рассматривается структура организации web-инструментария распознавания образов с использованием концепции библиотеки алгоритмов. Даются алгоритмические решения распараллеливания алгоритмов обучения и распознавания на базе классических методов интеллектуального анализа данных, которые хорошо зарекомендовали себя на практике. К таким алгоритмам относятся методы прецедентов или методы, основанные на метриках близости. Они обладают большим потенциалом к распараллеливанию вычислительных процессов и разработке параллельных алгоритмов их реализации. Поиски путей повышения производительности вычислительной техники, особенно при реализации web-инструментария на основе ресурсоемких вычислительных алгоритмов машинного распознавания и прогнозирования, привели к решению создать grid-систему. Рассматриваемые в статье архитектура и реализация grid-системы предполагают распараллеливание и организацию распределенных вычислений на многомашинной основе с применением интернет-технологий, что позволяет получить практически те же вычислительные мощности, что и на многопроцессорных компьютерных системах, но с гораздо меньшей стоимостью. В статье решается задача повышения эффективности вычислительных ресурсов при возможности реконфигурирования структуры интернет-соединений, в том числе процедуры настройки структуры вычислительной сети, подключаемых каналов связи и выделенных серверов в зависимости от исходных алгоритмов и данных. Представлены зависимости параметров времени выполнения операций от дисциплины обслуживания, адаптирующей систему к запросам пользователей. При этом задачи ранжируются по ресурсоемкости и под них выделяются соответствующие их рангу вычислительные мощности.
The article considers a software solution aimed at improving image recognition quality and effectiveness of machine learning tools using grid technologies. The paper formulates strategic directions for pattern recognition tools as a software system based on the principles of distributed systems, parallelism and adaptive configuration of computing re-sources. The article considers the structure of web tools for pattern recognition using the concept of the algorithm library. It also describes the algorithmic solutions for parallelizing learning and recognition algorithms on the basis of classical data mining algorithms that are proved themselves in practice. Such algorithms include precedent (case-based reasoning) methods or methods based on proximity metrics. They have a great potential to parallelize computational processes and develop parallel algorithms for their implementation.
The search for ways to improve the productivity of computers, especially when implementing web tools based on re-source-intensive computer algorithms for machine recognition and prediction, led to the decision to create a grid system. The architecture and implementation of the grid system considered in the article assumes parallelization and organization of distributed computations on a multi-machine basis using Internet technologies. It allows obtaining similar computing power as multiprocessor computer systems but the cost is much lower.
The article considers the problem of increasing the efficiency of computing resources with the possibility of reconfiguring the structure of Internet connections, including the procedure of configuring a computer network structure, connectable communication channels and dedicated servers depending on the original algorithms and data. The paper presents dependencies of operation execution time parameters on the service discipline that adapts the system to user requests. Here the tasks are ranked according to resource intensity and computing power corresponding to their rank is allocated to them.
Ключевые слова: параллельные вычисления, web-системы, машинное обучение, распознавание образов, интеллектуальные информационные системыKeywords: parallel computing, web systems, machine learning, pattern recognition, : intelligent information systems
Просмотров: 755
7. Однородная распределительная задача на основе моделей адаптивного поведения муравьиной колонии [2017-05-26]
Авторы: Лебедев Б.К. (lebedev.b.k@gmail.com) - Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета, доктор технических наук Ph.D; Лебедев О.Б. (lebedev.ob@mail.ru) - Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета, кандидат технических наук Ph.D; Лебедева Е.М. (lebedeva.el.m@mail.ru ) - Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета, Аспирант ;
Аннотация: В данной работе предлагается решение однородной распределительной задачи. Приводится постановка этой задачи, рассматриваются основные группы алгоритмов ее решения – приближенные и точные, а также их достоинства и недостатки. Описана предлагаемая новая парадигма кoмбинатopной oптимизации, базирующаяся на моделировании адаптивного поведения муравьиной колонии. Решением однородной распределительной задачи является ее графическое представление в виде двудольного графа. Для решения данных задач были предложены новые механизмы. Основу метаэвристики алгоритма на основе муравьиной колонии составляет комбинация двух техник. Базовая техника состоит в поиске наилучшего решения с использованием механизмов адаптивного поведения муравьиной колонии. Муравей строит какое-то конкретное решение, при этом используется встроенная процедура, в основе которой лежит конструктивный алгоритм. Построенный на графе поиска решений двудольный граф – основное отличие предлагаемого муравьиного алгоритма от существующей канонической парадигмы. При нахождении оптимальных решений оптимизационных задач, которые допускают представление решений в виде двудольных графов, данный подход будет достаточно эффективным. Проведенные исследования показали, что муравьиный алгоритм позволяет получать более качественные решения, чем известные алгоритмы. Сравнив результаты, можно сказать, что они улучшились на 3–4 %.
The paper proposes a solution of a homogeneous distribution problem. It gives the problem statement, describes the main groups of algorithms to solve it (approximate and exact) and their advantages and disadvantages. The paper proposes a new paradigm of combinatorial optimization, which is based on modeling the adaptive behavior of an ant colony.
The solution of a homogeneous distribution problem is its graphical representation as a bipartite graph. New decision mechanisms were proposed to solve these problems. The basis of metaheuristics of an ant colony algorithm is a combination of two techniques. The first basic technique is to perform the search for the best solution using an ant colony adaptive behavior. An ant builds a specific solution using a built-in procedure, which is based on a constructive algorithm. A bipartite graph that is built on the solution search graph is the main difference of the proposed ant algorithm from the existing canonical paradigm.
When finding optimal solutions for optimization problems, which allow presenting solutions in the form of bipartite graphs, this approach will be fairly effective.
The conducted researches showed that the ant algorithm gives more qualitative solutions in comparison with the known algorithms. Comparing known and developed algorithms, we can say that the results improved by 3–4 %.
Ключевые слова: однородная распределительная задача, адаптивное поведение, муравьиная колония, роевой интеллект, оптимизация, двудольный граф, задача о назначенияхKeywords: homogeneous distribution proble, adaptive behavior, ant colony, swarm intelligence, optimisation, bipartite graph, assignment problem
Просмотров: 750
8. Автоматизированная система обработки данных в unix-подобных системах [2017-05-26]
Авторы: Пальчевский Е.В. (teelxp@inbox.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет, Аспирант ; Халиков А.Р. (khalikov.albert.r@gmail.com) - Уфимский государственный авиационный технический университет, кандидат физико-математических наук Ph.D;
Аннотация: Данная статья посвящена распределенно-модульной обработке информации в автоматизированном режиме. Эта разработка позволяет принимать входящие и исходящие данные на физический сервер в объеме до 2,2 GB/s, при этом распределяя потоковую информацию (весь входящий сетевой трафик на сервер) по физическим и логическим ядрам. Показана нагрузочная зависимость физических ресурсов от входящей информации. Обоснована целесообразность применения разработанного аппаратно-программного комплекса SDP (Speed data processing), а также представлены структура и принципиальная схема работы. На первом этапе создания комплекса осуществляется разработка алгоритма, на втором – его техническая реализация. Приведен фрагмент исходного кода, отвечающего за уведомления на e-mail как о нагрузке на центральный процессор, так и об основных запускаемых процессах. Описан основной функционал со следующими данными: название функции, цель функции, теоретическая нагрузка, лимит передачи данных (в MB/s) и результат выполнения. На третьем этапе проводится тестирование комплекса SDP, представлены среднесуточные результаты за десять дней. Созданный аппаратно-программный комплекс позволяет эффективно обрабатывать входящую и исходящую информацию в автоматическом режиме для увеличения пропускной способности при приеме и отправке данных в СУБД MySQL, в том числе при DoS- и DDoS-атаках. Одной из частей комплекса является web-модуль для управления как с персонального компьютера, так и с мобильного телефона. В мониторинговой части web-модуля реализована возможность уведомления SMS-сообщениями о состоянии загруженности физического сервера. Разработанный аппаратно-программный комплекс показал высокую стабильность при обработке больших объемов данных с минимальной нагрузкой на ЭВМ.
The article considers development of distributed and modular information processing in the automated mode. Implementation of this project allows accepting input and output data on a physical server up to 2,2 GB/s in volume while distributing stream information (all incoming network traffic on the server) on physical and logical kernels.
The paper shows a load dependence of physical resources on the input information. It also justifies feasibility of the developed hardware and software SDP (Speed data processing) use. There is also a structure and basic operation diagrams. The first stage of creating a complex is the development of an algorithm. The second stage includes its technical implementation. The article gives a fragment of a source code, which is responsible for notification messages on an email address as CPU load, and the main launched processes. There is a description of the main functionality with the following data: a function name, a function purpose, theoretical loading, data transfer limit (in MB/s) and a result of execution. The third stage includes testing SDP complex. Its average daily results are provided within ten days.
The created hardware and software complex allows processing input and output information effectively in an automatic mode in order to increase capacity of reception and sending data in MySQL DBMS, including cases with DoS- and the DDoS-attacks. One of the parts of the complex is WEB-module, which is responsible for control, both as from a personal computer, as well as from a mobile phone. The possibility of notifying about a physical server usage by sms is realized in a monitoring part of the WEB module.
The developed hardware and software complex showed high stability when handling data in large volumes with a minimum load on a computer.
Ключевые слова: центр обработки данных, распределенная система, sms-уведомление, потоки информации, снижение нагрузки информационных потоков, организация данных, нагрузка на вычислительные ресурсы, обработка информацииKeywords: data-processing centre, information processing system, sms notification, information flows, lowering of information flow loading, data structure, load on computing resources, information processing
Просмотров: 699
9. Обобщенно-периодические движения динамических и неавтономных периодических систем [2017-05-26]
Авторы: Афанасьев А.П. (apa@isa.ru) - Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН (ИППИ РАН), Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук Ph.D; Дзюба С.М. (sdzyuba@mail.ru) - Тверской государственный технический университет, доктор физико-математических наук Ph.D; Емельянова И.И. (irina.egereva@gmail.com) - Tver State Technical University ;
Аннотация: Настоящий обзор посвящен истории изучения ситуации общего положения движений динамических и неавто-номных периодических систем, поскольку, как оказалось, полное и подробное описание ситуации общего положения позволяет решить проблему построения обобщенно-периодических движений динамических и неавтономных периодических систем. Необходимость численного изучения указанных систем объясняется тем, что подавляющее большинство моделей реальных технических, биологических, экономических и др. процессов описываются именно такими системами. В автономном случае обобщенно-периодическое движение эквивалентно классическому рекуррентному движению, введенному и изученному еще Дж. Биркгофом. С понятием рекуррентного движения прямо связано понятие минимального множества. Именно эти два понятия и определяют ситуацию общего положения классических динамических систем. Особое значение построение и исследование рекуррентных движений и минимальных множеств приобрели в связи с потребностями хаотической динамики и гиперболической теории. Однако еще до недавнего времени отсутствовали общие методы построения рекуррентных движений и минимальных множеств: все сводилось к построению аттракторов отдельных систем дифференциальных уравнений с полилинейной правой частью. Открытие же понятия обобщенно-периодического движения привело к созданию общего метода построения и исследования всех минимальных множеств, содержащихся в предельных множествах динамических систем. Более того, понятие обобщенно-периодического движения позволило перенести все основные понятия классической теории динамических систем на неав- тономные периодические системы и описать ситуацию общего положения в таких системах с единых позиций. Со- ответственно, появилась возможность прямого переноса метода построения рекуррентных движений на построение обобщенно-периодических движений неавтономных периодических систем, что позволило выполнять численное построение таких движений с единых позиций.
This review represents the history of study analysis of the situation of typical behavior of dynamical and non-autonomous periodic system motions. The necessity of this investigation is due to the fact that the complete and detailed description of a typical behavior situation makes it possible to solve the problem of construction of generalized periodic motions of dynamical and non-autonomous periodic systems. The necessity of numerical investigation of indicated systems is due to the fact that the vast majority of real technological, biological, economical and others process models are described by these specific systems.
In the autonomous case a generalized periodic motion is equivalent to a classical recurrent motion, which was introduced and investigated by G. Birkhoff. The concept of the recurrent motion is related to the concept of a minimal set. These two concepts define the situation of typical behavior of classical dynamical systems.
The construction and investigation of recurrent motions and minimal sets took on special significance due to the requirements of chaotic dynamics and the hyperbolic theory. However, until quite recently there were no general methods of constructing recurrent motions and minimal sets. It came down to constructing attractors of separate systems of differential equations with a polylinear right part. The discovery of the generalized periodic motion concept resulted in creation of the general method of construction and investigation of all minimal sets contained in limit sets of dynamical systems. Furthermore, the concept of a generalized periodic motion allowed adapting all the basic definitions of the classical dynamical system theory to non-autonomous periodic systems and describing the situation of typical behavior in such systems on common ground. Therefore, it allows adapting directly the method of recurrent motion construction to the construction of generalized periodic motions of non-autonomous periodic systems that made the numerical construction of such motions on common ground possible.
Ключевые слова: построение обобщенно-периодических движений, обобщенно-периодические движения, ситуация общего положения, динамические и неавтономные периодические системыKeywords: construction of generalized-periodic motions, generalized-periodic motions, situation of typical behavior, dynamical and non-autonomous periodic systems
Просмотров: 415
10. Оценка эффективности методов решения задач обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем [2017-05-26]
Авторы: Есиков Д.О. (mcgeen4@gmail.com) - Тульский государственный университет, Аспирант ;
Аннотация: Для принятия обоснованных решений в части организации процессов хранения и обработки данных для обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем предложено применять комплекс разработанных математических моделей оптимизации распределения элементов ПО функциональных задач по узлам сети, распределения информационных ресурсов по центрам хранения и обработки данных, состава технических средств системы хранения и обработки данных, распределения резерва информационных ресурсов по центрам хранения и обработки данных. Показано, что данные задачи относятся к классу задач дискретной оптимизации с булевыми переменными. Для решения формализованных задач предложено и экспериментально проверено применение метода ветвей и границ и генетических алгоритмов. Для повышения эффективности этого метода рекомендован алгоритм предварительного определения порядка ветвления переменных путем однократного решения приближенным методом задачи, двойственной по отношению к исходной. Проведена экспериментальная проверка эффективности метода ветвей и границ для решения задач обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем, в том числе с использованием алгоритма предварительного определения порядка ветвления переменных. Дана оценка влияния исходных данных на общую производительность метода ветвей и границ. Определены наиболее эффективные для решения разработанных задач стратегии ветвления переменных. Предложены варианты основных операторов, а также схемы начальной инициализации исходной популяции генетического алгоритма для решения задач обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем. Для повышения качества получаемого генетическим алгоритмом решения обосновано использование адаптивной схемы репродукции особей и островной схемы организации вычислений. Экспериментально проверена эффективность предложенных генетического и островного генетического алгоритмов и определены параметры генетических алгоритмов, обеспечивающие максимальное качество получаемого решения. Подтверждена возможность управления точностью получаемого решения за счет изменения параметров алгоритма при введении ограничений на время решения. Дана сравнительная оценка метода ветвей и границ и островного генетического алгоритма при решении формализованных задач, определены области их эффективного применения.
To make informed decisions regarding the organization of data storage and processing to ensure the sustainability of distributed information systems the paper proposes to use a complex of mathematical models for optimizing the dis-tribution of functional task software elements over network nodes; for optimizing the distribution of information resources by data storage and processing centers; for optimizing technical means of data storage and processing system; for optimizing the allocation of resources by information storage and processing centers. It is shown that these problems are related to the class of optimization problems with discrete Boolean variables.
The paper proposes and experimentally verifies the branch-and-bound method and the method of genetic algorithms to solve formalized problems. In order to improve the efficiency of the branch-and-bound method the paper proposes preliminary determination of the variable branching order using an approximation method for solving the dual problem once. The article shows an experimental verification of the effectiveness of the branch-and-bound method for solving problems of ensuring distributed information system sustainability including the use of the algorithm of predetermined order of branching variables. The author estimates the initial data influence on overall performance of the branch-and-bound method. The paper shows the most effective strategies of variables branching to solve the designed tasks. There are variations of major operators, as well as initialization circuits of a genetic algorithm initial population to solve the problems of ensuring distributed information system sustainability.
To improve the quality of the solution, which is obtained using a genetic algorithm, the author justifies the use of an adaptive scheme of individuals’ reproduction and an computational island circuit. He also experimentally checks the effectiveness of the proposed genetic and island genetic algorithms. The paper determines the parameters of genetic algorithms for ensuring maximum quality of the solutions and proves ability to manage the accuracy of the obtained solution by changing the algorithm parameters when introducing time restrictions for solving. There is a comparative assessment of the branch-and-bound method and the island genetic algorithm for solving formal problems. The paper also shows areas of their effective application.
Ключевые слова: адаптивная схема репродукции, островной генетический алгоритм, генетический алгоритм, двойственная задача, метод ветвей и границ, математические модели, устойчивость функционирования, распределенная информационная системаKeywords: adaptive reproduction scheme, island genetic algorithm, generic algorithm, dual problem, branch-and-bound method, mathematical models, operational sustainability, distributed information system
Просмотров: 649
| 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
