bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Оценка эффективности последовательного комплексирования сигналов
Authors: Горин А.В.
Published: December 2024

В статье рассмотрено моделирование и оценка эффективности последовательного комплексирования сигналов неравноточных информационных систем, измеряющих истинный сигнал. Сигналы информационных систем моделировались как гармонический сигнал с аддитивным гауссовым шумом, а сам процесс моделирования как последовательность операций: генерация истинного сигнала, измерение его информационной системой, получение от информационной системы сигналов, которые поступают на первый блок комплексирования, и оптимальное комплексирование во втором блоке. Первый блок комплексирования представляет собой алгоритм вычисления весов сигналов информационных систем, которые учитывают и как само качество сигналов (точность измерения истинного сигнала), так и качество самих информационных систем, что обусловлено изначальной неравной точностью последних. Второй блок комплексирования является оптимальным алгоритмом обработки взвешенных в первом блоке сигналов, использующим метод наименьших квадратов для получения итого комплексированного сигнала. Поскольку процесс измерения величины носит статистический характер, для оценки эффективности было проведено моделирование 1000 реализаций измерения. Моделирования показало эффективность предлагаемого подхода: если точность комплексированного сигнала после первого блока колеблется около 30%, то выигрыш от использования еще и оптимального комплексирования позволяет повысить выигрыш в среднем до 82.

The article deals with modeling and evaluating the effectiveness of sequential integration of signals from unequal information systems that measure the true signal. The signals of information systems were modeled as a harmonic signal with additive Gaussian noise, and the modeling process itself as a sequence of operations: generating a true signal, measuring it by an information system, receiving signals from the information system that go to the first fusion block, and optimal integration in the second fusion block. The first fusion block is an algorithm for calculating the weights of information systems signals, which take into account both the signal quality itself (the accuracy of measuring the true signal) and the quality of the information systems themselves, which is due to the initial unequal accuracy of the latter. The second fusion block is an optimal algorithm for processing the signals weighted in the first block, using the least squares method to obtain the total signal fusion. Since the process of measuring a quantity is of a statistical nature, 1000 realizations of measurement were simulated to evaluate the effectiveness. Modeling has shown the effectiveness of the proposed approach: if the accuracy of the fusioned signal after the first block fluctuates about 30%, then the gain from using also the optimal fusion allows increasing the gain on average to 82.
Журналистика данных
Authors: Барабаш В.В. , Водопетов С.В. , Булгарова Б.А.
Published: December 2024

Data-журналистика – это относительно новое течение в журналистском деле, благодаря чему удается компилировать огромный контент данных, дифференцировать его, либо объединять в массивные статистические наблюдения, позволяющие проводить достоверные исследования в различных сферах человеческой жизнедеятельности. Создание массовых порталов и Интернет-платформ, гаджетов и мобильных приложений открывают широкие возможности для изучения всех проблем человечества: от количества двигательной активности конкретной выборки реципиентов (с помощью данных приложения «Шагомер»), до массового засорения океана или миротворчества. Соответственно, дата-журналистика – это новое течение в публицистике, которое активно развивается с ростом компьютеризации и информатизации общества на глобальном уровне, тесно коррелируя со становлением популярности виртуализации средств массовой информации и восполнением общемирового контента потоковой информацией в международной Интернет-паутине. Актуальность функционала и интеграции даты-журналистики в средства массовой информации заключается в том, что это новое направление позволяет сформировать независимое объективное представление об исследуемых процессах с помощью интерактивных инструментов, отвечая, тем самым, требованиям общества, которое склонно верить цифрам, а не субъективному мнению отдельных высокопоставленных фигур или медиаличностей.

Data journalism is a relatively new trend in journalism, thanks to which it is possible to compile huge data content, differentiate it, or combine it into massive statistical data that allows conducting reliable research in various areas of human activity. The creation of mass portals and Internet platforms, gadgets and mobile applications open up wide opportunities for studying all the problems of humanity: from the amount of motor activity of a specific sample of recipients ("Pedometer"), to the mass clogging of the ocean or peacemaking. Accordingly, data journalism is a new trend in journalism, which is actively developing with the growth of computerization and informatization of society at the global level, closely correlating with the formation of popularity and the replenishment of global content in the international Internet web. The relevance of data journalism lies in the fact that it allows forming an independent objective view of the processes under study with the help of interactive tools, thereby meeting the requirements of a society that tends to believe the numbers, and not the subjective opinion of individual high-ranking figures or media personalities. At the same time, the results of journalistic research are based on video, audio, photo facts, digitized printed materials and documents, which eliminates the need to spend time and material resources on data collection.
Интеллектуальный анализ больших данных: компьютерно ориентированный метод работы с семантикой суждений
Authors: Горемыкина Г.И.
Published: December 2024

При проведении анализа больших объёмов данных с привлечением экспертов предметной области возникает проблема представления знаний, заключающаяся в описании смыслового содержания суждений с последующей их формализацией, автоматизированным построением логического вывода и компьютерной обработкой, целью которой является преобразование суждений в соответствии с их семантикой. В работе исследуется проблема представления знаний через построение семантики суждений на основе интуиционистской логики. Предлагается компьютерно ориентированный метод, позволяющий эффективно работать со смысловым содержанием суждений и получать компьютерно реализуемые интуиционистские выводы утверждений на основе трансляционного подхода с помощью конвертирования классических выводов в интуиционистские. Суть метода заключается в семантическом оценивании каждого суждения элементами специально подбираемой решётки. Метод позволяет автоматически переходить от выводимости (истинности) некоторого суждения в классической теории к выводимости (соответственно истинности) самого или близкого ему по смыслу суждения в соответствующей интуиционистской теории, если в качестве решёток выбирать полную булеву и полную гейтингову алгебры соответственно. Такой подход особенно актуален при обработке больших объёмов информации, так как позволяет избежать необходимости построения сложных интуиционистских выводов, что, в свою очередь, позволяет значительно увеличить скорость обработки данных. В работе предлагаемый метод используется при построении интуиционистских выводов в языке решёточно упорядоченных колец и при конвертации классической теории в интуиционистскую для многосортных алгебраических систем. Исследуются также особенности метода, доказываются соответствующие утверждения.

The article considers the method of working with the semantics of judgments, its properties are investigated. With its help, it is possible to construct computer-implemented intuitionistic conclusions of statements due to the conversion of the corresponding classical conclusions (the semantic evaluation of which in a Boolean-valued universe is equal to one) into intuitionistic ones. This approach is especially relevant when processing large amounts of information, as it avoids the need to build complex intuitionistic conclusions, which, in turn, allows you to significantly increase the speed of data processing. In particular, the possibility of transferring the properties of l-rings to ordered rings and converting classical theory into intuitionistic theory for multi-grade algebraic systems is shown.
Робастный дизайн модельного прогнозного управления
Authors: Отман Ш.А. , Баландин Д.В.
Published: December 2024

Развитие робастных систем управления связано с тем, что обычно существует источник неопределенности при моделировании системы, например возмущение, немоделированная динамика, неопределенность параметров и шум измерения. Некоторые характеристики, такие как устойчивость, чувствительность и робастность, определены для оценки того, как система управления может справиться с неопределенностью. Система управления называется робастной, если устойчивость поддерживается, а технические характеристики выполняются при наличии определенного диапазона неопределенности. Основная цель данной статьи - предложить достаточные критерии устойчивости и стабилизации по Ляпунову для линейные системы с переменными параметрами LPV с вероятностной неопределенностью.

Recently, many control designers have worked on design methods that meet several design specifications called multi-objective control design. However, the main challenge for the Model Predictive Control design is the high computational load preventing its application to the fast dynamic control of the system in real time. To meet this challenge, this paper proposes a new modified Model Predictive Control design for nonlinear systems with probabilistic uncertainties that guarantees robust stability and performance of the systems, using the Linear Matrix Inequality"LMI". Introducing our robust Model Predictive Control state feedback, the control law will be calculated by step-by-step optimization, and the LMI solutions can be found to stabilize the Linear Parameter-Varying "LPV"system with disturbance rejection ability. Then, a Tensor Product (TP) model transformation is constructed as a powerful tool in the modeling of the complex nonlinear systems.
Организация работы в удаленном режиме и гибридном формате
Authors: Васильева Е.В. , Громова А.А.
Published: December 2024

В данной статье анализируются современные методологии и программные средства, позволяющие большему количеству организаций перейти на удаленный или гибридный формат работы. Также в статье приведены результаты опроса сотрудников различных сфер деятельности на предмет удобства работы в формате гибридного офиса, и сравнения данного формата с удаленной работой и оффлайн работой в офисе, проведенного авторами. Данные, полученные в результате опроса, рассматриваются в различных разрезах, таких как пол, возраст, сфера деятельности, позиция, занимаемая в компании, эмоциональное состояние (выгорание или устойчивое эмоциональное состояние), предпочитаемый формат работы. Подчеркнута важность анализа эмоционального состояния работников. Выделены существующие на рынке программные инструменты, которые могут вести прогностический анализ и выявлять случаи выгорания персонала. Представлен прототип системы, позволяющий отслеживать возможность выгорания у сотрудников, и предлагающий пути повышения их эмоциональной стабильности. Также в статье содержатся рекомендации, основанные на исследовании авторов, по тестированию сотрудников, лежащее в основе предлагаемого программного решения. Даны рекомендации для руководства организаций, предотвращающие выгорание сотрудников и повышение их эмоционального уровня.

This article analyzes modern methodologies and software tools that allow more organizations to move to a remote or hybrid work format. The article also provides the results of a survey of employees in various fields of activity for the convenience of working in a hybrid office format, and a comparison of this format with remote work and offline work in the office, conducted by the authors. The data obtained as a result of the survey is considered in various aspects, such as gender, age, field of activity, position in the company, emotional state (burnout or stable emotional state), preferred work format. The importance of analyzing the emotional state of employees is emphasized. Highlighted software tools existing on the market that can conduct predictive analysis and identify cases of staff burnout. A prototype of a system is presented that allows tracking the possibility of burnout in employees, and suggests ways to increase their emotional stability. The article also contains recommendations based on the authors' research on employee testing, which is the basis of the proposed software solution. Recommendations for the management of organizations are given to prevent burnout of employees and increase their emotional level.
Отдельные элементы цифровизации отечественной контрактной системы
Authors: Ежова Л.А.
Published: December 2024

Современная контрактная система предполагает включение большого количества участников, что приводит к потребности в установлении прозрачной и эффективной системе, обеспечивающей надлежащую степень реализации прав всех заинтересованных субъектов. По мнению авторов, цифровизация отечественной контрактной системы позволит повысить уровень конкуренции на рынке государственных закупок, уменьшить возможность недобросовестного поведения на всех этапах проведения государственных и муниципальных закупок. Достаточно большое количество цифровых систем в настоящее время только разрабатываются, что позволяет оценивать лишь их прикладные возможности в отдельных элементах рассматриваемого механизма. В качестве основных цифровых технологий, внедрение которых возможно в отечественную контрактную систему, взяты искусственный интеллект, BigData, а также деятельность цифровых платформ в целом. На примере функционирования таких технологий продемонстрирована возможность разрешения отдельных практических проблем контрактной системы. Отдельно проанализированы статистические материалы функционирования государственных закупок с учетом применения и реализации отдельных способов определения поставщиков, подрядчиков и исполнителей по государственным и муниципальным контрактам. Особое внимание обращено на взаимосвязи экономических аспектов цифровизации контрактной системы и правовой регламентацией соответствующих общественных отношений.

The modern contract system involves the inclusion of many participants, which leads to the need to establish a transparent and effective system that ensures an appropriate degree of realization of the rights of all stakeholders. According to the authors, digitalization of the domestic contract system will increase the level of competition in the public procurement market, reduce the possibility of unfair behavior at all stages of state and municipal procurement. A sufficiently large number of digital systems are currently only being developed, which makes it possible to evaluate only their application capabilities in individual elements of the mechanism under consideration. Artificial intelligence, BigData, as well as the activities of digital platforms in general are taken as the main digital technologies, the introduction of which is possible in the domestic contract system. On the example of the functioning of such technologies, the possibility of solving certain practical problems of the contract system is demonstrated. The statistical materials of the functioning of public procurement are analyzed separately, taking into account the application and implementation of individual methods for determining suppliers, contractors and performers under state and municipal contracts. Particular attention is paid to the relationship between the economic aspects of digitalization of the contract system and the legal regulation of relevant public relations.
Метод защиты информации цифровых документов с помощью невидимых цифровых меток и его реализация
Authors: Гуртова К.С.
Published: December 2024

В настоящее время многие цифровые данные, которые передаются через Интернет, часто подвергаются атакам злоумышленников, что приводит к утечке информации и создает серьезные проблемы в области защиты авторского права, защиты права собственности, аутентификации и т.д. В последние годы большое внимание пользователей и исследователей привлекла технология цифровых водяных меток для применения в задачах защиты контента. Особенно требовательной областью цифрового маркирования являются методы маркирования документов, которые очень чувствительны к любым изменениям текста. В данной статье рассматриваются текущие тенденции в области технологий нанесения и извлечения водяных меток на цифровые документы, чтобы определить самые современные методы и их ограничения. Также разрабатывается общая архитектура алгоритма нанесения и алгоритма извлечения надежных и незаметных водяных меток в документ, основанная на изменении глифов текста, для решения проблемы отслеживания источника утечки информации. Применяя такой алгоритм, мы можем извлечь информацию о водяных метках из скриншотов документа. По сравнению с предыдущими алгоритмами нанесения водяных меток в документы, предлагаемая схема гарантирует независимое от контента встраивание, а также невидимость цифровой метки. Кроме того, предлагаемая схема маркирования показывает высокую точность извлечения.

Currently, many digital data transmitted over the Internet are often attacked by intruders. This leads to information leakage and creates serious problems in the field of copyright protection, property rights protection, authentication, etc. In recent years, the technology of digital watermarks for application in content protection problems has attracted great attention from users and researchers. A particularly demanding area of digital marking is the marking of documents, which are very sensitive to any changes of text. This article reviews the current trends in watermarking and watermarking technologies on digital documents to identify state-of-the-art techniques and their limitations. Also, a general architecture of the algorithm for applying and extracting reliable and imperceptible watermarks into a document, based on changing text glyphs, is being developed to solve the problem of tracking the source of information leakage. Using this algorithm, we can extract watermark information from document screenshots. Compared to previous algorithms for watermarking documents, the proposed scheme guarantees content-independent embedding, as well as the invisibility of the digital mark. In addition, the proposed marking scheme shows a high extraction accuracy.
Системы оценки студенческих стартапов на основе технологий нейронных сетей
Authors: Алисултанова Э.Д. , Тасуев У.Р. , Юсупова Р.В.
Published: December 2024

В статье исследован процесс разработки системы оценки бизнес-идей стартап-проектов на основе фреймворка SWOT с помощью технологий нейронных сетей для использования студентами и начинающими предпринимателями на основе обученной модели. Рассматриваются этапы выполнения проектирования, которые включают в себя разработку клиентской и серверной сторон веб-приложения, создание интерактивного интерфейса приложения для заполнения формы, обучение базовой и расширенной нейронных сетей, разработку экспериментального образца системы анализа бизнес-идей по бизнес-фреймворкам с использованием нейросетей, а также экспериментальное сравнение эффективности обучения различных архитектур нейронных сетей, анализ критериев оценки бизнес-проектов по SWOT-фреймворку выполнено в соответствии с обозначенными задачами. Описываемое в данном исследовании программное приложение предоставляет возможность сохранять истории выполненных оценок проектов, а также имеет функции осуществления взаимосвязи с зарегистрированными экспертами. Разрабатываемая система имеет английскую локализацию, которая определяется на основе данных настроек браузера у пользователя, в которой реализована многоуровневая система прав доступа в приложении. Полученные результаты в целом имеют высокий уровень возможности применения данного программного продукта в коммерческих целях в системах оценки молодежных инновационных проектов экспертным сообществом.

The article explores the process of developing a system for evaluating business ideas for start-up projects based on the SWOT framework using neural network technologies for use by students and aspiring entrepreneurs based on a trained model. The design stages are considered, which include the development of the client and server sides of a web application, the creation of an interactive application interface for filling out a form, the training of basic and extended neural networks, the development of an experimental sample of a system for analyzing business ideas on business frameworks using neural networks, and also an experimental comparison of the effectiveness of training of various architectures of neural networks, an analysis of the criteria for evaluating business projects using the SWOT framework was carried out in accordance with the designated tasks.
О восстановлении параметра размытия в задаче оптического секционирования
Authors: Бажитов С.Д.
Published: December 2024

В статье рассматривается проблема нахождения параметра размытия между двумя изображениями для задачи оптического секционирования, в которой модель размытия имеет естественное оптическое происхождение, связанное с использованием некогерентного белого света в качестве источника излучения в приближении Френеля. Для её решения предлагается метод и описывается общая схема нахождения коэффициента размытия для функции рассеяния точки на основе сравнения градиентов исходного и размытого изображений. Градиенты изображения вычисляются через частные производные функции Гаусса, что дает возможность сгладить возможные фоновые шумы на изображениях. Приводятся результаты тестирование метода на симулированных и реальных изображениях с различным уровнем шума. Результаты показывают, что разработанный метод устойчиво находил искомые параметры по зашумленным изображениям с погрешностью, не превосходящей уровня шума, а для изображений без шума метод точно находил искомые параметры. Важной конструктивной особенностью метода является возможность замены одного вида функции рассеяния точки на другую, что позволяет адаптировать алгоритм к другим задачам, в которых изображение формируется на основе свертки объекта с функцией рассеяния точки.

The article considers the problem of finding the blur parameter between two images for the optical sectioning problem, in which the blur model has a natural optical origin associated with the use of incoherent white light as a radiation source in the Fresnel approximation. A method for solving this problem is proposed, and a general scheme for finding the blur coefficient for the point spread function based on a comparison of the gradients of the original and blurred images is described. Image gradients are calculated through partial derivatives of the Gaussian function, which makes it possible to smooth out possible background noise in images. The article presents the results of testing the method on simulated and real images with different noise levels. The results show that the developed method well detects the desired parameters in noisy images, and the detection error does not exceed the noise level, and for images without noise, the method accurately finds the desired parameters. An important design feature of the method is the ability to replace one type of point scattering function with another, which allows adapting the algorithm to other problems in which the image is formed on the basis of the convolution of the object with the point scattering function.
Верификация алгоритма забияки для распределенных систем средствами TLA+ и PlusCal
Authors: Поляков А.С. , Нигодин Е.А. , Полупанова Е.Е. , Усов П.Е.
Published: December 2024

Данная работа посвящена верификации алгоритма забияки для распределенных систем средствами TLA+ и PlusCal. В работе обзорно приводится основная информация о распределенных системах, далее приводится краткая информация о распределенных алгоритмах выбора координатора, и, затем приводится подробный разбор распределенного алгоритма забияки на простом примере распределенной системы из семи узлов. Затем, в работе демонстрируется созданная модель распределенного алгоритма забияки на языках спецификации TLA+ и PlusCal и приводится описание основных частей данной модели. Далее приводится верификация созданной модели. Верификация производится при помощи инструмента TLC – это специализированное средство проверки моделей и симулятор для TLA+ спецификаций. Далее в работе продемонстрирован результат верификации. В результате верификации распределенного алгоритма забияки удалось установить, что заявленные свойства надежности и живучести выполняются в полной мере для всех возможных состояний системы.

This article is devoted to verification of the bully election algorithm for distributed systems with TLA+ and PlusCal. In this work, we show an overview of the basic information about distributed systems, then we show definition of election algorithms for distributed systems, after that we provide a full description of the bully election algorithm for distributed systems. Later in this article, we show the model of the distributed algorithm created with TLA+ and PlusCal. Then we describe the main parts of this model. Next, we illustrate results of verification of this model. The verification was done using TLC ‒ a model checker and simulator for executable TLA+ specifications. As a result of the verification, it was possible to establish that the declared properties of safety and liveness are fully satisfied for all possible states of the system.
Исследование алгоритмов траекторного управления роботом манипулятором
Authors: Василенко И.В. , Ведякова А.О.
Published: December 2024

Промышленные роботы-манипуляторы широко используются в производстве и область их применения постоянно расширяется. Одним из наиболее распространенных режимов работы роботов-манипуляторов является движение вдоль заданной траектории. В статье проводится сравнительный анализ четырех схем траекторного управления, три из которых представляют собой ПД (пропорционально-дифференцирующие) регуляторы, а последняя основана на скользящем режиме. На основе модели трехзвенного робота-манипулятора разработан имитационный моделирующий комплекс с использованием интегрированной среды MATLAB Simulink, который позволяет проводить вычислительные эксперименты с замкнутой системой управления манипулятора. С использованием комплекса исследована работа рассматриваемых схем управления. Изучалось влияние параметрических возмущений в модели объекта управления и сигнальных возмущений типа белый шум, высокочастотный гармонический сигнал, случайные единичные помехи. Сформулированы методические рекомендации по использованию и настройке регуляторов. Рассмотренные схемы управления применимы к различным роботам последовательной кинематики.

Industrial robots are widely used in manufacturing and their application field is constantly expanding. The movement along a given trajectory is one of the most common modes of robotic manipulators’ operation. The paper presents a comparative analysis of four trajectory control schemes, three are PD (proportional-derivative) controllers, and the last one is based on a sliding mode. Using the three-link robot-manipulator model, a simulation modeling complex was developed using the MATLAB Simulink, which allows conducting computational experiments with the closed-loop control system of the manipulator. With that complex, the performance of the considered control schemes was investigated. The effect of parametric perturbations in the manipulator model and signal disturbances, such as a white noise, high frequency harmonic signal, random single interference were studied. Methodical recommendations were formulated for the controller’s application and tuning. The considered control schemes are applicable to various robots of series kinematics.
Применение методов искусственного интеллекта и когнитивных технологий в задачах моделирования динамических систем
Authors: Дружинина О.В. , Масина О.Н. , Игонина Е.В.
Published: December 2024

Рассмотрены вопросы, связанные с применением методов искусственного интеллекта и когнитивных технологий в задачах моделирования управляемых динамических систем. Представлен обзор результатов решения некоторых задач когнитивного моделирования. Изучены аспекты построения и исследования когнитивных моделей с применением различных инструментов искусственного интеллекта. Охарактеризованы особенности применения нейронных сетей, эволюционных алгоритмов, объектно-ориентированных языков программирования, многоагентных архитектур в задачах когнитивного моделирования. Дано описание областей применения искусственного интеллекта и когнитивных технологий в задачах моделирования динамических систем. Рассмотрено методическое обеспечение для исследования траекторной динамики систем интеллектного управления. Предложен подход к построению динамических когнитивных карт для моделирования маятниковых систем с применением интеллектуальных технологий. Разработан обобщенный алгоритм стабилизации маятника с применением нечетких когнитивных карт. Рассмотренный подход позволяет синтезировать модели перевернутого маятника с учетом различных физических эффектов и решать ряд задач управления маятниковыми системами. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и совершенствовании управляемых технических систем.

The issues related to the use of artificial intelligence methods and cognitive technologies in the modeling of controlled dynamic systems are considered. An overview of the results of solving some cognitive modeling problems is presented. Aspects of the construction and research of cognitive models using various artificial intelligence tools are studied. The features of the application of neural networks, evolutionary algorithms, object-oriented programming languages, multi-agent architectures in cognitive modeling problems are characterized. The description of application fields for artificial intelligence and cognitive technologies in the problems of modeling dynamic systems is given. Methodological support for the study of the trajectory dynamics of intelligent control systems is considered. An approach to the design of dynamic cognitive maps for modeling pendulum systems using intelligent technologies is proposed. A generalized algorithm for stabilization of the pendulum using fuzzy cognitive maps is developed. The considered approach makes it possible to synthesize models of an inverted pendulum taking into account various physical effects and solve a number of problems of controlling pendulum systems. The obtained results can be used in the design and improvement of controlled technical systems.
К методам системной инженерии: вероятностные подходы к анализу процесса управления качеством системы
Authors: Костогрызов А.И.
Published: December 2024

Перспективная системная инженерия, выходя далеко за сегодняшние рамки, должна ориентироваться на системы будущего, становящиеся более разумными, самоорганизующимися, ресурсоэффективными, безопасными, устойчивыми, а также поддерживаться междисциплинарной теоретической основой. В результате анализа прогнозов применения системной инженерии предложены вероятностные подходы к анализу процесса управления качеством системы. Предложенные вероятностные подходы позволяют оценивать риски нарушения надежности реализации процесса управления качеством системы (в т.ч. риски невыполнения необходимых действий, нарушения сроков выполнения необходимых действий процесса и/или наличия недопустимого брака в поставляемых продукции и/или услугах) без учета и с учетом дополнительных специфических системных требований. Их применение ориентировано на решение актуальных задач системной инженерии.

Advanced system engineering should be based on interdisciplinary theory and focused on the systems of the future, becoming more intelligent, self-organizing, resource-efficient, safe and sustainable. As a result of the analysis of forecasts for the application of system engineering, probabilistic approaches to the analysis of the system quality management process are proposed. The proposed probabilistic approaches allow us to assess the risks of violation of the reliability of the implementation of the system quality management process (including the risks of failure to perform the necessary actions, violation of the deadlines for performing the necessary actions of the process and/or the presence of unacceptable defects in the supplied products and/or services) without taking into account and taking into account additional specific system requirements. Their application is focused on solving actual problems of system engineering.
Оптимизация разбиения структур для векторного оптимизатора в графическом компиляторе Intel
Authors: Владимиров К.И. , Андреев И.В.
Published: December 2024

Вычисления на видеокарточках и специализированных ускорителях широко используются для решения большого количества важных практических задач. Разработчики на таких языках как OpenCL, SYCL, CM и ISPC существенно полагаются на качество оптимизаций в графическимх компиляторах. Для Intel GPU компилятор имеет две части: скалярную, которая работает в модели SIMT и векторную, нацеленную на SIMD языки. Именно векторная часть компилятора вносит наибольший вклад, когда речь заходит о критических задачах, таких как обучение нейросетей, решение систем уравнений, рендеринг изображений и так далее. К сожалению, до недавнего времени в архитектуре графического компилятора Intel отсутствовала возможность хорошо раскладывать структуры по векторным регистрам, что приводило к особенным проблемам с производительностью в программах, написанных на ISPC, таких как Embree и OSPRay. Чтобы решить эту проблему, предлагается алгоритм разбиения структур для векторного оптимизатора графического компилятора Intel. Приводится подробное описание алгоритма и замеры производительности, показывающие на некоторых задачах прирост до 80%.

Computations on video cards and specialized accelerators are widely used to solve many important practical tasks. Developers working with OpenCL, SYCL, CM, and ISPC rely heavily on the quality of optimizations in graphics compilers. For the Intel GPU, the compiler has two parts: a scalar part that works in the SIMT model, and a vector part that targets SIMD languages. It is the vector part of the compiler that contributes the most when it comes to critical tasks such as training neural networks, solving systems of equations, rendering images, and so on. Unfortunately, until recently, the Intel graphics compiler architecture lacked the ability to properly decompose into vector registers, which led to particular performance problems in programs written in ISPC, such as Embree and OSPRay. To solve this problem, we propose a structure partitioning algorithm for the vector optimizer of the Intel graphics compiler. A detailed description of the algorithm and performance measurements are given, showing an increase of up to 80% on some tasks.
Управление морским аппаратом в режиме перемещения по линейной координате
Authors: Смирнова М.А. , Смирнов М.Н.
Published: December 2024

Выполнение различных маневров в вертикальной и горизонтальной плоскостях – одна из важнейших задач, возникающих при управлении любым объектом. В статье рассматривается задача реализации движения в режиме перемещения по линейной координате (глубине) для беспилотного подводного аппарата. Представлен алгоритм построения закона управления, удовлетворяющего заданным условиям, например, заданному положению равновесия в вертикальной плоскости, астатизму. Построен закон управления с корректирующим устройством. Этот алгоритм был реализован в MATLAB с помощью подсистемы Simulink. MATLAB–одна из самых мощных систем для компьютерного моделирования и анализа динамических систем, таким образом разработанный алгоритм и его реализация с небольшими изменениями могут быть достаточно легко адаптированы для любого объекта.

Performing various maneuvers in the vertical and horizontal planes is one of the most important tasks that arise when controlling any object. It is important to build such automatic control systems that will meet most of the requirements for such systems. These requirements always include the stability of a closed-loop system, the accuracy of processing the control signal in various situations, such as the influence of constant disturbances, the influence of wave disturbances, emergency situations when some kind of problem occurs on board, etc. If all the requirements are met, we get a secure management system that does not depend on a person. It is extremely important to create such systems for unmanned devices, such as autonomous underwater vehicles. The article deals with the problem of implementing motion in the mode of moving along a linear coordinate (depth) for an unmanned underwater vehicle. An algorithm for constructing a control law satisfying given conditions, for example, a given equilibrium position in a vertical plane, astatism, is presented. A control law with a corrective device is constructed. This algorithm was implemented in MATLAB using the Simulink subsystem. MATLAB is one of the most powerful systems for computer modeling and analysis of dynamic systems, so the developed algorithm and its implementation with small changes can be easily adapted for any object.
LSM-индекс с общими компонентами для индексации хронологических данных
Authors: Неганов А.М.
Published: December 2024

Современная эпоха характеризуется взрывным ростом объема хранимых и обрабатываемых данных. В таких условиях особенно важными становятся производительность хранения и индексации данных во внешней памяти. Существует множество приложений, требующих доступа к истории изменения данных, таких как приложения резервного копирования, информационные системы в банковской сфере, медицине и т. д. Данные с историей, т. е. объекты, имеющие время жизни в определенной шкале времени, называются хронологическими. Предлагается новый алгоритм индексации хронологических данных, LSM с общими компонентами, который сочетает в себе возможность хранения части индекса во внешней памяти, эффективность операций записи во внешнюю память (запись всегда выполняется в последовательном режиме), не зависящее от количества версий объектов время выполнения запросов по диапазону ключей при фиксированном времени, а также возможность разделения «исторических» («холодных») данных и их хранения на отдельных носителях. Алгоритм был теоретически проанализирован, реализован и протестирован. Его поведение было изучено в сравнении с известными подходами для нескольких вариантов использования.

The modern era is characterized by an explosive growth in the amount of data stored and processed. In such circumstances, the performance of storing and indexing of data in external memory become especially important. There are a variety of applications that require access to the history of data changes, such as backup applications, information systems in banking, medicine, etc. The data with history, i.e., objects that have a lifetime on a certain timescale, is called chronological data. A new algorithm for indexing chronological data is proposed, LSM with shared components, which combines the ability to store a part of the index in external memory, the efficiency of write operations to external memory (writes are always performed in sequential mode due to out-of-place update design), the complexity of key-range time-slice queries that does not depend on the number of object versions and the possibility of separating "historical" ("cold") data and storing it on separate media. The algorithm was analyzed theoretically, implemented and benchmarked. Its behavior was studied in comparison with known approaches for several use cases.
Использование многомерных матриц для определения параметров графа
Authors: Макаров А.И. , Мунерман В.И.
Published: December 2024

При увеличении сложности проектируемых вычислительных систем и компьютерных сетей растет необходимость в определении наиболее подходящей модели данных. Одной из основных моделей для подобного рода задач является графовая модель. Однако для систем с большим числом узлов графы получаются настолько сложными, что эвристические методы, являющиеся основными в теории графов, становятся слишком ресурсозатратными. Но при использовании методов теории многомерных матриц возможно определение отдельных свойств графов, а также их параметров при значительно меньших занимаемых ресурсах вычислительных мощностей. В данной статье рассмотрены некоторые свойства графов, которые возможно проанализировать с использованием -свернутого произведения многомерных матриц. Проведены доказательства соответствия одного из численных параметров вершин графа и результата возведения матрицы смежности графа в квадрат. Сформулированы параметры графа, не влияющие на его хроматическое число, и выдвинуто предположение о возможной связи между хроматическим числом и числом нечетных циклов в графе.

The need to determine the most appropriate data model increases, as the complexity of the designed computing systems and computer networks increases. The graph model is one of the main models for this kind of tasks. However, graphs are so complex for systems with many nodes, that heuristic methods, which are basic in graph theory, become too resource intensive. But it is possible to determine individual properties of graphs, as well as their parameters using the methods of the theory of multidimensional matrices, with significantly less computing power resources. This article discusses some properties of graphs that can be analyzed using the -collapsed product of multidimensional matrices. The proofs of the correspondence of one of the numerical parameters of the vertices of the graph and the result of squaring the adjacency matrix of the graph are carried out. The parameters of the graph that do not affect its chromatic number are formulated, and an assumption is made about a possible relationship between the chromatic number and the number of odd cycles in the graph.
Spectral Design of Discrete H2 Optimal Fault Detection Observer
Authors: Knyazkin Y.V.
Published: December 2024

The paper is devoted to the problem of additive fault detection observer design for discrete LTI plants with scalar measurement and external disturbance with the known spectral features. Choice of the observer-filter parameters should maximize its sensitivity to the faults effect and minimize its response to the external disturbance signal. These features are provided by the special filter, generating the corrective signal. The specific spectral approach to discrete H2 optimization in frequency domain, based on the polynomial factorization, is applied with the aim to improve computational effectiveness of the synthesis. Some theoretical aspects are discussed and the novel algorithm of discrete adaptive fault detection observer analytical design is formulated and its effectiveness is demonstrated by the numerical example with implementation of MATLAB package.

Статья посвящена проблеме построения аддитивного наблюдателя для обнаружения неисправностей для дискретных объектов LTI со скалярным измерением и внешним возмущением с известными спектральными характеристиками. Выбор параметров фильтра-наблюдателя должен обеспечивать его максимальную чувствительность к воздействию неисправностей и минимальную реакцию на сигнал внешнего возмущения. Эти возможности обеспечивает специальный фильтр, формирующий корректирующий сигнал. Специальный спектральный подход к дискретной H2-оптимизации в частотной области, основанный на полиномиальной факторизации, применяется с целью повышения вычислительной эффективности синтеза. Обсуждаются некоторые теоретические аспекты, и формулируется новый алгоритм аналитического проектирования дискретного адаптивного наблюдателя обнаружения неисправностей, эффективность которого демонстрируется на численном примере с реализацией пакета MATLAB.
Development of Cloud Platform for Controlling Internet of Things Devices
Authors: Perepelkin D.A. , Tkachev D.D.
Published: December 2024

Currently, solutions based on the Internet of Things are becoming widely in demand. The concept of the Internet of Things implies the construction of a software-defined network (SDN) of physical devices with integrated mechanisms of interaction both among themselves and with a cloud platform, a software system and objects of the outside world. The aim of the work is to develop a cloud platform and a visual software system for configuring Internet of Things devices. The paper proposes a four-level architecture of a software-defined network, including an additional layer of Internet of Things devices containing actuators for executing commands and sensors for collecting environmental parameters. To aggregate data about the network structure, as well as to obtain information from the end devices of the Internet of Things and store their configuration, a cloud platform has been developed that allows using an external REST API interface and a deployed socket server to interact with the visual software system and end devices of the Internet of Things. A visual IoT Map software system has been developed for configuring a software-defined network of Internet of Things devices, visualizing the network topology and data received from end devices. Special attention is paid to the mechanisms of interaction between the visual software system, the cloud platform and the end devices of the Internet of Things.

В настоящее время широко востребованными становятся решения на базе Интернета вещей. Концепция Интернета вещей подразумевает построение программно-конфигурируемой сети (ПКС) физических устройств с интегрированными в них механизмами взаимодействия как между собой, так и с облачной платформой, программной системой и объектами внешнего мира. Целью работы является разработка облачной платформы и визуальной программной системы конфигурирования устройств Интернета вещей. В работе предложена четырехуровневая архитектура программно-конфигурируемой сети, включающая дополнительный уровень устройств Интернета вещей, содержащий исполнительные устройства для выполнения команд и датчики для сбора параметров окружающей среды. Для агрегирования данных о структуре сети, а также получения информации с конечных устройств Интернета вещей и хранения их конфигурации разработана облачная платформа, позволяющая с помощью внешнего интерфейса REST API и развернутого сокет-сервера осуществлять взаимодействие с визуальной программной системой и конечными устройствами Интернета вещей. Для конфигурирования ПКС устройств Интернета вещей, визуализации топологии сети и данных, получаемых с конечных устройств, разработана визуальная программная система IoT Map. Особое внимание в работе уделено механизмам взаимодействия между визуальной программной системой, облачной платформой и конечными устройствами Интернета вещей.