bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
FRAUDULENT TRANSACTIONS DETECTION SYSTEM DESIGN IN INTERNATIONAL LOGISTICS
Authors: Романов Д.В. , Рындин Н.А.
Published: July 2024

В статье рассматриваются вопросы по разработке эффективной системы для борьбы с мошенническими действиями на основании общедоступных данных клиента сервиса по доставке посылок. Из-за постоянно возрастающих махинаций бизнес несет существенные убытки, а полноценная система фрод-мониторинга способна пресечь подозрительные действия и дать рекомендации по их дальнейшей обработке, что существенно снизит экономические, финансовые и репутационные риски. Система представляет собой отдельный ресурс, выполненный в виде облачного веб-сервиса, который включает в себя интеллектуальное ядро, выполняющее основные трудоемкие операции по анализу и детектированию транзакций. Аналитическая составляющая базируется на хорошо зарекомендовавших себя на практике алгоритмах машинного обучения, в основе которых лежит обучение с учителем. Для определения мошеннических действий строится и тестируется модель, выбирается лучшая. Оперируя исходными данными, она классифицирует каждую транзакцию, и в зависимости от уровня безопасности либо отклоняет ее, либо интерпретирует результат в понятный человеку и дает рекомендации по дальнейшим действиям. Система переобучается каждый раз, после того как уровни безопасности пересматриваются или добавляются новые; данные для обучения хранятся в централизованном хранилище. Разработанный сервис предполагается использовать для компаний, осуществляющих международную логистику, иметь простой и понятный интерфейс интеграции и взаимодействия.

The article is devoted to the design of effective system for combat fraud using client's publicly available data of the package delivery service. Because of the growth of frauds, business incurs heavy losses and complete system for fraud monitoring can stop suspicious actions and make recommendations for their further processing, which will significantly reduce economic, financial and reputational risks. The system is a single resource, which is implemented as a cloud web server and include the intellectual core for execution base labor-intensive operations on transaction analysis and detection. The analysis is based on well-proven machine learning algorithms based on supervised learning. For detection of fraudulent transactions model is built and tested, the best one is chosen. It classifies each transaction during data manipulations and make 2 actions depending on the security level: rejects or interprets it and may give recommendations for further action. After security levels are reviewed or added, the system retrained every time; training data is stored in the centralized repository. The developed service is supposed to be used for companies engaged in international logistics and had a simple and clear interface integration and interaction.
THE INVESTIGATION OF ERROR-CORRECTING CODING OF THE VARIOUS FILES
Authors: Воробьев Э.И. , Преображенский Ю.П.
Published: July 2024

Задачи, связанные с защитой информации от помех, являются актуальными в различных практических приложениях. Сама информация может быть текстовой, графической, содержать видеофрагменты. Помехи могут быть как непреднамеренные, так и специально создаваемые злоумышленниками. Для обработки и передачи информации на практике используются различные помехоустойчивые коды. В работе рассмотрены характеристики некоторых подобных колов: код Хэмминга, код Рида-Маллера, код БЧХ Боуза-Чоудхури-Хоквингема. Приведены результаты сравнения исправляющих характеристик кодов. Дана иллюстрация закодированного текста и тех бит, которые подверглись искажениям. Приведена графическая зависимость, иллюстрирующая зависимость для трех выбранных кодов числа исправленных ошибок от числа ошибок, которые были добавлены в исходное сообщение. Приведены результаты исследований характеристик избыточности кодов с применением разных файлов. Для тестирования были выбраны коды БЧХ и Рида-Маллера. Анализировались файлы формата txt, midi, wmv и mpeg-2. Составлена таблица по результатам исследований, в которой показано, каким образом размер файла, а также его вид, оказывают влияние на избыточность. Установлено, что код Хэмминга и Рида-Маллера хорошо исправляют одиночные ошибки, код БЧХ подходит для исправления разных ошибок.

Problems related to the protection of information from interference are relevant in a variety of practical applications. The information itself can be text, graphic, contain video clips. Interference can be unintentional as well as specially created by cyber criminals. To process and transmit information in practice, various noise-resistant codes are used. The paper discusses the characteristics of some similar stakes: Hamming code, code, reed-Muller, BCH code Bose-Chowdhury-Hoquinghem. The results of comparison of characteristics-correcting codes are shown. An illustration of the encoded text and those bits that have been distorted. A graphical dependency is given to illustrate the dependence of the number of corrected errors on the number of errors that were added to the original message for the three selected codes. The results of studies of the characteristics of redundancy of codes with different files are shown. The BCH and reed-Muller codes were chosen for testing. Txt, midi, wmv and mpeg-2 files were analyzed. A table on the results of research, which shows how the file size, as well as its appearance, have an impact on redundancy. It is established that Hamming and reed-Muller code fix single errors well, BCH code is suitable for correcting various errors.
MODEL OF SYSTEM DYNAMICS OF PROCESS OF TRAINING
Authors: Ганичева А.В. , Ганичев А.В.
Published: July 2024

Актуальность данной работы обусловлена важностью учета в учебном процессе личностных качеств обучаемых. Важность решения данной проблемы определяется тем, что компетентностный подход предполагает формирование будущих работников, способных самостоятельно действовать в различных ситуациях, оказывать влияние на других. При обучении в неоднородных учебных коллективах (группах) можно выделить подгруппы учащихся по разным критериям: способностям, успеваемости, дисциплине и т.д. Подгруппы обучаемых оказывают влияние друг на друга. Сила этого влияния зависит от численности подгрупп, коэффициентов влияния и времени воздействия. В результате взаимного влияния возможен переход обучаемого из одной группы в другую. В статье использован метод математического моделирования для анализа и учета динамического взаимовлияния учащихся в коллективе. Модель построена на основе системы дифференциальных уравнений Дж. Форрестера. Получено аналитическое решение системы для типового случая в учебном процессе – наличия трех видов подгрупп обучаемых. Для иллюстрации полученных результатов приведен числовой пример. Результаты его решения представлены графически. Рассмотрены важные частные случаи общей системы дифференциальных уравнений (задание соотношений между коэффициентами влияния). Разработанная математическая модель позволит совершенствовать качество образовательного процесса.

The relevance of this work is caused by importance of account in educational process of personal qualities of trainees. Importance of the solution of this problem is defined by the fact that competence-based approach assumes formation of future workers capable independently to work in various situations, to have an impact on others. When training in non-uniform educational collectives (groups) it is possible to allocate subgroups of pupils by different criteria: to abilities, progress, discipline, etc. Subgroups of trainees have an impact at each other. Force of this influence depends on the number of subgroups, of coefficients of influence and time of impact. As a result of mutual influence, it is possible of the trainee to move from one group to another. The article uses the method of mathematical modeling to analyze and account for the dynamic interaction of pupils in the team. The model is based on the system of differential equations of J. Forrester. The analytical solution of a system for a standard case in educational process - existence of three types of subgroups of trainees is received. A numerical example is given to illustrate the results. Results of its decision are presented graphically. Important special cases of the General system of differential equations (setting of relations between the coefficients of influence) are considered. The developed mathematical model will improve the quality of the educational process.
INTELLIGENT NETWORK INTRUSION DETECTION SYSTEM BASED ON ARTIFICIAL IMMUNE SYSTEM MECHANISMS
Authors: Васильев В.И. , Шамсутдинов Р.Р.
Published: July 2024

Статья посвящена проблеме обнаружения сетевых атак, как известных, так и неизвестных ранее. Проанализировано применение различных методов искусственного интеллекта к решению данной проблемы в научной литературе, выявлены преимущества искусственной иммунной системы, проанализированы основные ее механизмы: генерации и негативной селекции искусственных лимфоцитов, их периодического обновления, определения факта их реагирования и клональной селекции среагировавших лимфоцитов; описана разработанная система обнаружения атак на основе искусственной иммунной системы, содержащая подсистему сниффинга, что позволяет ей анализировать реальные данные о сетевых соединениях на уровне хоста. Также был описан набор данных о сетевых соединениях KDD99, с использованием которого проведена оценка эффективности разработанной системы. Проанализирована научная литература, предлагающая способы сжатия исходного множества данных, выявлены недостатки предложенных способов, проведено самостоятельное экспериментальное определение значимых параметров сетевых соединений, содержащихся в наборе данных. Было идентифицировано 13 значимых параметров из 41. Описана предварительная обработка и подготовка анализируемых данных, серия проведенных экспериментов, по результатам которых была определена высокая эффективность разработанной системы в обнаружении неизвестных сетевых атак, обнаружении и классификации известных атак.

The article is devoted to the problem of detecting network attacks, both known and previously unknown. The application of various methods of artificial intelligence in the scientific literature to solve this problem was analyzed. The advantages of the artificial immune system were revealed. Its main mechanisms including artificial lymphocytes generation, negative selection, clonal selection, data analysis, and periodic renewal of lymphocytes were analyzed. The article describes the developed intrusion detection system based on artificial immune system. Developed system includes a sniffing subsystem, so that allows it to analyze real data of host network connections. The article also describes network connections dataset KDD99, which used to efficiency evaluation of developed system. The methods of compressing the initial dataset proposed in the scientific literature were analyzed, and the drawbacks of these methods were identified. This article describes the experimental determination of the network connections significant parameters contained in the dataset. The authors identified 13 significant parameters from 41, and also they described the process of preliminary processing and preparation of the analyzed data, a series of experiments. The results of the experiments showed the high efficiency of the developed system in detecting unknown network attacks, detecting and classifying known attacks.
ON THE METHODS OF EVALUATING THE EFFICIENCY OF TARIFF POLICY IN THE REGIONAL SOCIAL SPHERE
Authors: Яковлева Л.Л.
Published: July 2024

В статье предложен метод оценки эффективности стратегии индексации тарифов и зарплат в социальной сфере региона с дотационным бюджетом. На примере Забайкальского края демонстрируются основные методические приемы, позволяющие сформировать эффективную стратегию индексации тарифов и зарплат в государственном секторе социальной сферы, учитывающую бюджетные ограничения и запланированные в индикативном плане развития региона показатели уровня жизни. Для этого используется имитационная модель, в которой в перечне регуляторов явно представлены элементы бюджетной и тарифной политики. Это позволяет оценить достижимость запланированных значений показателей уровня обеспеченности населения региона услугами социальной сферы в зависимости от выбранной политики индексации тарифов и зарплат. На реальных данных выполнен сценарный анализ чувствительности результатов принимаемых решений к бюджетным ограничениям и основным параметрам тарифной политики. Предлагаемый метод расширяет инструментарий результативного управления и будет полезен для оценки эффективности и реализуемости региональных стратегий и программ.

The article proposes a method of evaluating the indexation tariffs and wages strategy effectiveness in the social sphere of the region with a subsidized budget. Using the example of the Zabaykalsky Krai, the main methodological techniques are demonstrated, which allow to form an effective indexation strategy for tariffs and wages in the public sector of the social sphere, taking into account budgetary restrictions and the standard of living indicators planned in the indicative development plan of the region. For this, a simulation model is used, in which the list of regulators explicitly presents elements of the budget and tariff policy. This makes possible to assess the attainability of the region's population level of provision with social services planned indicators, depending on the chosen policy of indexation of tariffs and wages. On real data, a scenario analysis of the decisions influence to budget constraints and the main parameters of the tariff policy was made. The proposed method expands the tools of effective management and will be useful for evaluating the effectiveness and feasibility of regional strategies and programs.
NUMERICAL MODELING OF DIFFUSION OF CONTAMINANTS IN RIVERS WITH REGARD OF DIFFUSE TERM
Authors: Вишневецкий В.Ю. , Старченко И.Б.
Published: July 2024

В данной работе рассматриваются проблемы моделирования и прогнозирования распространения загрязняющих веществ в потоке воды в реке. Проанализированы государственные доклады Министерства природных ресурсов и экологии, на основании которых показана важность отслеживания сбросов загрязняющих веществ в реки, которые являются разносчиками поллютантов со скоростью потока воды. Особое значение приобретает важность прогнозирования распространения концентрации загрязняющих веществ в русле реки и дальнейшего сброса вод в водоемы. В настоящей статье рассматривается двумерное моделирование процесса диффузии загрязняющих веществ в реках с учетом диффузного множителя. В качестве основного используется симметричное параболическое уравнение второго порядка. Выполнено численное моделирование уравнений для различных скоростей потока воды в реке и скоростей диффузного процесса в программном продукте Matlab. Построены трехмерные профили распределения концентраций в зависимости от скорости течения реки в диапазоне 0,1-1 м/с и скорости диффузии поллютанта в диапазоне 0,5-10 м/с. Показано, что при малых скоростях диффузии концентрация практически постоянна, а высокая скорость диффузии дает резкое возрастание концентрации в начальный момент времени с последующим плавным спадом.

This paper deals with the problems of modeling and forecasting the spread of pollutants in the water flow in the river. The state reports of the Ministry of natural resources and ecology are analyzed, on the basis of which the importance of tracking the discharge of pollutants into the rivers, which are carriers of pollutants from the water flow rate, was shown. Of particular importance is the importance of predicting the spread of the concentration of pollutants in the river bed and the further discharge of water into water bodies. In this article we consider two-dimensional modeling of the process of diffusion of pollutants in rivers, taking into account the diffuse factor. The symmetric parabolic equation of the second order was used as the basic one. Numerical modeling of the equations for different flow rates of water in the river and the velocity of the diffusion process was done in Matlab software. Three-dimensional profiles of concentration distribution depending on the river flow rate in the range of 0.1-1 m/s and the pollutant diffusion rate in the range of 0.5-10 m/s are plotted. It is shown that at low diffusion rates the concentration is almost constant, and the high diffusion rate gives a sharp increase in the concentration at the initial time, followed by a smooth decline.
REPRESENTATION AND STORAGE OF VOXEL TERRAIN FOR DESIGNING VIRTUAL REALITY SYSTEMS
Authors: Шакаев В.Д. , Кравец А.Г.
Published: July 2024

В статье исследованы способы представления и форматы хранения объёмных (воксельных) данных, которые могут быть использованы для моделирования воксельных ландшафтов с реконструкцией острых углов и рёбер, что необходимо для представления искусственных элементов ландшафта в САПР для архитектуры и строительства и в системах виртуальной реальности с разрушаемым окружением. Для хранения редактируемых блоков воксельного ландшафта предложено использовать лучевое представление, дополненное материалами и нормалями к поверхности, и точечное представление с неявной связанностью. В первой форме представления трёхмерный объект описывается как набор сплошных интервалов вдоль трёх координатных осей. Во второй объект представлен трёхмерным массивом вокселей, являющихся идентификаторами материалов, и облаком точек, существующих внутри ячеек, находящихся на границах раздела областей с различными материалами. Оба вида представления позволяют выполнять булевы операции, поддерживают различные материалы и содержат информацию для реконструкции острых углов поверхности, а лучевое представление применяется в настоящее время для геометрического моделирования в CAD/CAM/CAE-системах. Проведено экспериментальное тестирование предложенных способов представления и методов хранения блоков воксельного ландшафта, отмечены их преимущества и ограничения. Предложены рекомендации по выбору методов, наиболее подходящих для решения конкретных классов задач САПР. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-07-01200.

In this paper, we develop methods for representing and storing volumetric (voxel) data. These methods can be used for modeling voxel terrains with sharp features that are necessary for representing human-made parts of the terrain in architectural CAD and virtual reality systems with destructible environments. We propose that each editable chunk of the voxel terrain be stored in a form of ray-representation augmented with surface normals and materials, or as a set of points with implicit connectivity. In the first case, a 3D object is encoded as a set of solid intervals along the three principal directions. In the second case, the object is described as a dense 3D array of voxels (serving as material indices), and a sparse point cloud, where points are stored only inside heterogeneous cells (where materials at corner voxels differ). Both representations allow to perform boolean operations, support multiple materials and store information for reconstructing sharp features of the surface, while the ray representation is used in CAD/CAM/CAE software for geometric modeling. We evaluate the proposed volumetric representations in a test environment and emphasize their advantages and limitations. This enables the reader to choose the best strategy according to the number of specific requirements for a CAD or a virtual reality system.The reported study was funded by RFBR according to the research project № 19-07-01200.
TELECOMMUNICATION TRAFFIC ANALYSIS USING ORANGE ANALYTICAL SYSTEM
Authors: Губарева О.Ю. , Диязитдинова А.А. , Пальмов С.В.
Published: July 2024

Упростить задачу обеспечения информационной безопасности можно за счет применения технологии интеллектуального анализа данных. Данная технология может быть использована для прогнозирования атак на информационную систему. Дерево решений – один из эффективных инструментов построения прогностических моделей. Orange – аналитическая система, в которой содержится большое число алгоритмов интеллектуального анализа данных, включая дерево решений. Средствами указанной системы выполнен анализ реальных данных о сетевых атаках, полученных в ходе экспериментального исследования, с целью прогнозирования DDoS-атак. Для оценки качества работы использовались пять метрик: правильность, специфичность, точность, полнота и F-мера. Итоги проведенного анализа представлены в табличном виде. Полученные результаты были сравнены с прогнозами, созданными iWizard-E – интеллектуальной системой поддержки принятия решений, использующей модифицированный алгоритм дерева решений. iWizard-E превосходит Orange по первым трем метрикам, но уступает по последним двум. Реализации указанного алгоритма в системах Orange и iWizard-E не могут быть применены для проведения анализа данных вышеприведенного вида, поскольку формируют прогнозы, обладающие низкой достоверностью. Необходимо провести усовершенствование дерева решений, направленное на повышение качества генерируемых прогностических моделей в разрезе увеличения значений метрики «полнота».

To simplify the task of ensuring information security is possible through data mining usage. This technology can be used to predict attacks on the information systems. Decision tree is one of the effective tools for predictive models building. Orange is an analytical system that contains a large number of data mining algorithms, including a decision tree. With help of the system made an analysis of real data on network attacks obtained during the experimental study, with the aim of predicting DDoS attacks. Five metrics were used to assess the quality of work: accuracy, specificity, precision, recall and F-measure. The results of the analysis are presented in tabular form. The results were compared with the forecasts created by iWizard-E, an intelligent decision support system using a modified decision tree algorithm. iWizard-E surpasses Orange in the first three metrics, but inferior in the last two. The implementation of this algorithm in the Orange and iWizard-E systems cannot be applied to analyze the data of the above type, since they form forecasts with low reliability. It is necessary to improve the decision tree aimed at improving the quality of the generated prognostic models in the context of increasing the values of the “completeness” metric.
METHOD OF AUDITING THE PROTECTION OF AUTOMATED SYSTEMS
Authors: Токарев В.Л. , Сычугов А.А.
Published: July 2024

Проведен анализ существующей в настоящее время нормативной базы и методик анализа защищенности информационных ресурсов. Отмечено, что в основе методик лежит использование технических методов анализа, которые предполагают применение как активного, так и пассивного тестирования системы защиты информации. Еще одним существующим вариантом решения данной задачи является применение экспертных оценок. Однако, оба подхода являются трудоемкими и, зачастую, субъективными. На основе теории нечетких множеств предложена математическая модель аудита защищенности автоматизированных систем на основании которой предложен соответствующий метод. Рассмотрены нечеткие модели как инструмент для проведения аудита автоматизированных систем, обрабатывающих конфиденциальную информацию. В качестве примера использования предложенного метода рассматривается оценка одного из аспектов информационной безопасности - защищенность доступа к конфиденциальной информации в автоматизированной системе. Предлагаемый метод позволит эффективно использовать полученные оценки для решения задачи обеспечения безопасности информации в автоматизированных системах. Основным преимуществом метода является то, что он не требует проведения сложных процедур тестирования, расчета вероятностей, привлечения и подбора экспертов и др. и может быть использован для оценивания большинства различных аспектов информационной безопасности.

The analysis of the currently existing regulatory framework and methods for analyzing the protection of information resources was carried out. It is noted that the basis of the methods is the use of technical methods of analysis, which involve the use of both active and passive testing of the information protection system. Another existing solution to this problem is the use of expert assessments. However, both approaches are laborious and often subjective. On the basis of the theory of fuzzy sets, a mathematical model is proposed for auditing the security of automated systems on the basis of which an appropriate method has been proposed. Fuzzy models are considered as a tool for auditing automated systems that process confidential information. As an example of the use of the proposed method, an assessment of one of the information security aspects is considered - the security of access to confidential information in an automated system. The proposed method will make it possible to effectively use the obtained estimates for solving the problem of ensuring the security of information in automated systems. The main advantage of the method is that it does not require complex testing procedures, calculating probabilities, attracting and selecting experts, etc., and can be used to evaluate most various aspects of information security.
AUTOMATION OF CONTROL SYSTEM OF GROUP OBJECT TECHNICAL SERVICE
Authors: Яцечко М.И. , Ипполитов С.В. , Репин Р.В. , Малышев В.А.
Published: July 2024

В статье рассмотрен алгоритм организации инженерно-авиационного обеспечения на примере системы технического обслуживания группового объекта. Суть данного алгоритма заключается в правиле назначения приоритетов. Выявлено три правила назначения приоритетов. Первое правило назначения приоритета для элемента, который принимал участие в выполнении предыдущей заявки. Второе правило назначения приоритета для того элемента, который обслуживался или ремонтировался последним. Третье правило назначения приоритета выбирается случайным образом. Определены показатели эффективности системы обслуживания группового объекта, такие как: среднее время подготовки группового объекта, среднее число необслуженных заявок и среднее число восстановлений, произведенных в групповом объекте. На основе выбранных показателей произведено сравнение эффективности системы подготовки систем технического обслуживания групповых объектов с различными правилами назначения приоритетов. Показано, что каждое правило назначения приоритетов имеет свои достоинства. Если для группового объекта имеет значение время подготовки, то применяем первое правило назначения приоритетов, а если при подготовке группового объекта имеет значение вероятность отказа, то целесообразно применять второе правило. В настоящий момент при подготовке применяется третье правило, которое не требует затрат на создание автоматизированных систем управления.

The article considers the algorithm of organization of engineering and aviation support on the example of the system of group object technical service. The essence of this algorithm is the priority assignment rule. Three priority assignment rules are identified. The first priority assignment rule is for an element that participated in the execution of a previous requisition. The second priority assignment rule is for the element that was last serviced or repaired. The third priority assignment rule is chosen at random. The performance indicators of the group object service system are determined, such as: the average time of preparation of the group object, the average number of unserved requests and the average number of recoveries made in the group object. On the basis of the selected indicators, the comparison of the efficiency of the system of preparation of maintenance systems of group objects with different priority assignment rules is made. It is shown that each priority assignment rule has its advantages. If for a group object there is the value of preparation time, then we apply the first priority assignment rule, but if in the preparation of the group object there is the value of the probability of failure, it is advisable to apply the second rule. At the moment, the third rule is applied in the preparation, which does not require the cost of creating automated control systems.
AUTOMATION OF PERSONALIZED FEEDBACK IN THE PROGRAMMING STUDIES COURSES
Authors: Есин Т.Е. , Глухих И.Н.
Published: July 2024

Использование автоматической обратной связи может существенно повысить успешность начинающих изучать программирование, в особенности на тех, кому приходится учиться внутри большой группы, а время преподавателя ограничено. В статье предложен подход к созданию автоматической обратной связи, основанный на предыдущих решениях. Подход заключается в формировании пространства программных решений – взвешенного графа. Узлами в графе является программный код, вес ребра – количество изменений и действия, которые нужно выполнить, чтобы перейти из одного состояния в другое. Для уменьшения количества уникальных решений проводится нормализация исходного кода с помощью ряда преобразований и построения абстрактного синтаксического дерева. Обратная связь – подсказка следующего шага, которую можно сгенерировать после того, как новое решение будет добавлено в существующий граф и выявлен путь, приводящий к более правильному состоянию. Таким образом, с помощью обратной связи можно достигнуть верного решения. Использование пространства решений также позволяет узнать, какие решения наиболее распространены, какие ошибки возникают и какие пути их исправления предпочитают учащиеся. Поскольку такой подход основан исключительно на данных, от преподавателя не требуется значительного взаимодействия, что делает его масштабируемым и адаптируемым.

The use of automatic feedback can significantly increase the success of beginners in programming, especially for those who have to study inside a large group, and the teacher’s time is limited. The article proposes an approach to the creation of automatic feedback based on previous solutions. The approach is to form a solution space of programs – weighted graph. The nodes in the graph are the program code; the edge weight is the number of changes and actions that need to be performed in order to go from one state to another. To reduce the number of unique solutions, the source code is normalized using a number of transformations and the construction of an abstract syntax tree. Feedback is a hint of the next step, which can be generated after a new solution is added to an existing graph and the path leading to a more correct state is identified. Thus, with the help of feedback you can reach the right decision. Using the solution space also allows you to find out which solutions are most common, which errors occur and which ways they can be corrected students prefer. Since this approach is based solely on data, the teacher does not need significant interaction with, which makes it scalable and adaptable.
OPENMP PARALLEL CALCULATIONS IN ALGORITHMS FOR SOLVING SHORTEST PATHS PROBLEM
Authors: Лавлинская О.Ю. , Берников В.В. , Григорова О.Н.
Published: July 2024

Актуальность исследования обусловлена необходимостью решения задач распараллеливания вычислений для класса NP-полных задач, поскольку вычислительные мощности позволяют использовать параллельные потоки и снижать время вычислений и энергозатраты на получение сложного вычислительного результата с помощью программных технологий распараллеливания вычислений. В связи с этим, данная статья направлена на опубликование результатов исследования, основанных на анализе эмпирических данных, доказывающем эффективность параллельных вычислений для класса NP-полных задач. В статье проводится сравнение работы однопоточного приложения и многопоточного приложений, использующего технологию OpenMP, на примере алгоритма Флойда-Уоршалла поиска кратчайшего пути. В ходе эксперимента получены данные о скорости выполнения последовательного и параллельного алгоритмов. Сделаны выводы о том, что параллельный алгоритм эффективнее последовательного. При росте вычислительной мощности алгоритма эффективность параллельных вычислений возрастает. Эксперимент проводился для вычислений при разной мощности набора исходных данных, данные представлены в виде таблиц и графиков. Дана оценка эффективности применения стандарта распараллеливания OpenMP. Материалы статьи представляют практическую значимость для студентов магистратуры, изучающих курс «Вычислительные системы», могут быть использованы для решения прикладных задач оптимизации.

The relevance of the study is due to the need to solve the problems of parallelization of calculations for the class of NP-complete problems, since computing power allows the use of parallel flows and reduce the computation time and energy consumption to obtain a complex computational result using software technologies of parallelization of calculations. In this regard, this article aims to publish the results of the study, based on the analysis of empirical data, proving the effectiveness of parallel calculations for the class of NP-complete problems. The article compares the work of a single-threaded application and multithreaded applications using OpenMP technology, on the example of the Floyd-Warshall Algorithm for finding the shortest path. During the experiment, data on the speed of serial and parallel algorithms were obtained. It is concluded that the parallel algorithm is more efficient than the serial one. With the growth of the computational power of the algorithm, the efficiency of parallel computing increases. The experiment was carried out for calculations at different power of a set of initial data, the data are presented in the form of tables and graphs. Evaluate the effectiveness of the use of standard parallelization and OpenMP. The materials of the article are of practical importance for master's students studying the course "Computer systems", can be used to solve applied optimization problems.
METHOD FOR VERIFICATION OF SYNTHESIZED FUNCTIONAL STRUCTURE ON BASE OF BUILDING A PHYSICAL OPERATION PRINCIPLE OF THE TECHNICAL SYSTEM
Authors: Коробкин Д.М. , Фоменков С.А. , Колесников С.Г.
Published: July 2024

В данной статье предлагается разработанный метод верификации синтезированной функциональной структуры (ФС) технической системы (ТС). Синтезированная конструктивная ФС верифицируется посредством построения физического принципа действия (ФПД) ТС на основе базы данных выполняемых физическими эффектами (ФЭ) технических функций (ТФ) и критериальных оценок ФЭ. Конструктивная функциональная структура представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются технические объекты (ТО), а ребрами – ТФ. На основе хранимых связей между ТО, ТФ и ФЭ конструктивная ФС преобразуется в сетевую структуру физических эффектов, которую необходимо проверить на совместимость ФЭ. Структура ФПД задана на основе конструктивной ФС, поэтому необходимо из списков ФЭ, соответствующих ТФ и ТО, выбрать совместимые (по воздействия и объектам ФЭ) и оценить полученные цепочки ФЭ на основе критериальных оценок физических эффектов. Разработаны алгоритмы проверки совместимости воздействий ФЭ, структур и фаз объектов ФЭ. При формировании потоковой функциональной структуры требуется сформировать задание на синтез физического принципа действия. «Субъект» (S) и «Объект» (O) из семантической структуры SAO, на основе которой была сформирована техническая потребность, определяются как начальное входное и конечное выходное воздействия требуемой ФПД.

This paper proposes a developed method for verifying the synthesized functional structure of a technical system. The synthesized constructive functional structure is verified by building a physical operating principle of the vehicle based on a database of technical functions performed by physical effects. The constructive functional structure is a directed graph, the vertices of which are technical objects, and the edges are technical functions. Based on the stored relationships between technical objects, technical functions and physical effects, the constructive functional structure is transformed into a network structure of physical effects that needs to be checked for compatibility of the physical effects. Algorithms for verifying the compatibility of the effects of the physical effects, the structures and phases of the objects of the physical effects are developed. When forming a streaming functional structure, it is required to form a task for the synthesis of a physical operating principle. “Subject” (S) and “Object” (O) from the semantic structure of SAO, on the basis of which a technical need was formed, are defined as the initial input and final output effects of the required physical operating principle.
ENERGO-INFORMATION OPTIMIZATION AND SYNTHESIS OF COMPLEX OF PARALLELED INSTRUMENTS FOR MEASURING NON-STATIONARY PARAMETRIC REMOTE SENSING SIGNALS
Authors: Джахидзаде Ш.Н. , Асадов Х.Г.
Published: July 2024

Актуальность исследования обусловлена растущей необходимостью извлечения полезной информации о разнообразных уникальных объектах, находящихся на дальних и сверхдальних расстояниях. Особая ценность такой информации диктует необходимость привлечение ресурсов всех имеющихся технических средств дистанционного действия, организацию их параллельную или синхронную работу. При этом, необходимо иметь в виду, что удаленные объекты часто нестационарные, т.е. их параметры изменяются во времени. С учетом вышеизложенного статья посвящена предлагаемому методу энергоинформационной оптимизации и синтезу комплексов параллельных измерителей параметрически нестационарных сигналов дистанционного зондирования. Предложена классификация оптимизируемых комплексов параллельной структуры предназначенных для измерения нестационарных сигналов дистанционного зондирования. Отмечено целесообразность применения энергоинформационного критерия для синтеза оптимальной модели комплексов параллельной структуры, предназначенных для измерения нестационарных сигналов дистанционного зондирования. Для вычисления оптимальной модели использован метод безусловной вариационной оптимизации. В результате проведенной оптимизации выбранной энергоинформационной модели комплекса получено оптимальное соотношение между основными режимными функциональными характеристиками комплекса. Разработанная оптимизационная модель ориентировано на широкое применение в сфере дистанционного зондирования удаленных объектов , осуществляемого по различным экологическим программам исследования окружающей среды.

Actuality of this research is conditioned by increasing requirement to retrieve useful information about various unique objects located at remote distances. The utmost importance of such information make it necessary to mobilize resources of all existing technical instruments of remote action and organization of parallel or synchronous operation of them. At the same time it should be taken into account that remote objects are frequently nonstationary ones i.e. parameters of them are changing on time. In view of above said the article is devoted to suggested method of energyinformation optimization and synthesis of complexes of paralleled instruments designated for remote sensing of signals of parametrically nonstationary objects. The classification of optimized complexes of parallel structure designated for measurements of nonstationary signals of remote sensing is suggested. Expediency of utilization of energyinformation criterion for synthesis of optimum models of complexes featured by parallel structure used for measuring of nonstationary remote sensing signals is noted. As a result of carried out optimization of chosen energyinformation model of complex an optimum functional dependence between major regimes functional characteristics are derived.
THE PROBLEMS OF MONITORING AND CONTROL OF MICROCLIMATE PARAMETERS IN THE MICROELECTRONICS INDUSTRY
Authors: Гусев К.Ю. , Жильцов Д.В. , Бурковский В.Л. , Гусев П.Ю.
Published: July 2024

В настоящее время всё большее внимание при стратегическом планировании развития промышленности в России уделяется предприятиям, работающим в сфере микроэлектроники. Подтверждением тому является большое число проводимых конференций, форумов и встреч на самом высоком государственном уровне по проблемам развития микроэлектроники в России. Основная часть предприятий, выпускающих микроэлектронную продукцию, начинали свою работу еще в советское время. То есть на сегодня имеются производственные цеха, которые по своим размерам и характеристикам не совпадают с современными производственными линиями выпуска микроэлектронной продукции. В статье приводится влияние параметров микроклимата на качество выпускаемой продукции. Рассматриваются как характеристики воздуха, поступающего и удаляемого из помещений, так и электростатические характеристики, несомненно оказывающие влияние на производство микроэлектроники и часто приводящие к браку, а также параметры воды, используемой в производстве. Результатом обзора существующего на сегодня в микроэлектронной промышленности уровня управления описанными выше параметрами является формулирование проблематики отсутствие системного подхода при постановке технического задания, разработки всех стадий проекта и реализации строительства или реконструкции предприятий микроэлектронной промышленности в ключе управления параметрами микроклимата цеха, электростатическими параметрами и характеристиками промышленной воды и газа.

Currently, more and more attention in the strategic planning of industrial development in Russia is paid to enterprises working in the field of microelectronics. This is confirmed by a large number of conferences, forums and meetings at the highest state level on the development of microelectronics in Russia. The main part of the enterprises producing microelectronic products began their work in the Soviet period. That is, today there are production shops, which in their size and characteristics do not coincide with modern production lines of microelectronic products. The article presents the influence of microclimate parameters on the quality of products. Both the characteristics of the air entering and leaving the premises and the electrostatic characteristics undoubtedly affecting the production of microelectronics and often leading to marriage, as well as the parameters of the water used in the production are considered. The result of the review of the current level of control in the microelectronic industry described above parameters is the formulation of problems the lack of a systematic approach in the formulation of technical specifications, the development of all stages of the project and the construction or reconstruction of the microelectronic industry in the key management parameters of the microclimate shop, electrostatic parameters and characteristics of industrial water and gas.
THE ENERGY ANALYSIS NC PROGRAM FOR MACHINING CENTER
Authors: Французова Ю.В. , Сальников В.В.
Published: July 2024

В работе рассмотрен подход к энергетическому анализу управляющих программ (УП) для многоцелевых станков (МЦС) с системой числового программного управления (ЧПУ), целью которого является оценка эффективности потребления энергетических ресурсов при её выполнении на определенном оборудовании. Описан общий подход к программированию систем ЧПУ с помощью языка ISO7Bit. Представлено описание грамматики языка ISO7Bit с помощью метасимволов для построения на ее основе синтаксического и лексического анализаторов текста управляющей программы. Рассмотрено разработанное авторами программное обеспечение, позволяющее производить анализ управляющих программ с целью получение из текста УП контура обрабатываемой поверхности, скоростей резания и подачи в каждой точке траектории, и расчет по полученным данным мощности резания и построение диаграмм потребления энергии приводами станочной системы. Для демонстрации возможностей разработанного программного обеспечения произведен анализ управляющей программы, полученной на предприятии Тульской области. В результате предложен ряд мероприятий для повышения энергетической эффективности ее выполнения: сокращение нерациональных холостых ходов инструмента, и оптимизация значения подачи в момент обработки впадины. Показаны направления по дальнейшей модернизации разработанного программного обеспечения.

The paper considers an approach to the energy analysis of control programs (up) for multipurpose machines (MCS) with a numerical control system (CNC), the purpose of which is to assess the efficiency of energy consumption when it is performed on a certain equipment. Describes the General approach to programming of CNC systems with the help of ISO7bit. The description of the grammar of ISO7Bit language is presented with the help of metacharacters for constructing the syntactic and lexical analyzers of the text of the control program on its basis. Considered the authors developed software for analysis of control programs with the goal of getting out of the text up the contour of the workpiece, cutting speed and feed in each point of the trajectory, and calculation of the data obtained cutting power and chart your energy consumption by machine drives system. To demonstrate the capabilities of the developed software, an analysis of the control program obtained at the enterprise of the Tula region was made. As a result, a number of measures are proposed to improve the energy efficiency of its implementation: reducing the irrational idle tool strokes and optimizing the feed value at the time of processing the depression. Directions for further modernization of the developed software are shown.
STRUCTURAL SYNTHESIS OF INNOVATIVE AGROTECHNOLOGICAL PROCESSES WITH THE APPLICATION OF GENETIC ALGORITHMS
Authors: Зеленина А.Н. , Петросова Н.В. , Игнатенко В.А. , Петросов Д.А.
Published: July 2024

В большинстве существующих моделей и методов интеллектуального структурного синтеза имитационных моделей технологических процессов не уделяется внимание предметной области агропроизводств. В данной работе рассматривается возможность применения генетических алгоритмов в качестве основного инструментального средства синтеза моделей на основе заданного поведения, которое представляет собой заданной множество входных векторов, обработанное во множество эталонных. В качестве инструментального средства адаптации эволюционной процедуры (генетического алгоритма) предложено использование вложенных сетей Петри, на основе которых разработана модель, позволяющая выполнить процедуру интеллектуального синтеза. Описание элементной базы компонентов технологического процесса выполнено на основе выбранного математического инструментария, что позволяет ограничиться математическим аппаратом для решения задачи интеллектуального структурного синтеза имитационных моделей технологических процессов. В качестве средства для предварительного описания структуры синтезируемой модели, предлагается использовать современные методологии описания бизнеспроцессов, такие как IDEF3. В работе рассмотрен технологический процесс внесения удобрений, предложена элементная база имитационных моделей компонентов технологической цепочки, созданная с применением программного средства PIPE v 4. Приведены примеры работы предложенных моделей и методов.

In the majority of existing models and methods of intellectual structural synthesis of simulation models of technological processes, the subject area of agricultural production is not paid attention. This paper discusses the possibility of using genetic algorithms as the main tool for model synthesis based on a given behavior, which is a given set of input vectors processed into a set of reference vectors. As a tool for adapting the evolutionary procedure (genetic algorithm), the use of nested Petri nets is proposed, on the basis of which a model has been developed that allows one to perform an intelligent synthesis procedure. The description of the element base of the components of the technological process is also carried out on the basis of the chosen mathematical tools, which allows it to be limited to one mathematical apparatus for solving the problem of intelligent structural synthesis of simulation models of technological processes. As a means for a preliminary description of the structure of the synthesized model, it is proposed to use modern methodologies for describing business processes, such as IDEF3. The paper discusses the technological process of fertilizer application, proposes the element base of simulation models of the technological chain components created using the PIPE v 4 software tool. Examples of the work of the proposed models and methods are given.