Информационные технологии. Вычислительная техника. Обработка данных

Книга посвящена научным проблемам массовых коммуникаций, в ней подводится итог развитию журналистики и освещается современный этап науки о ней, раскрываются основные принципы формирования глобального информационного общества, тенденции развития новейших средств массовых коммуникаций, рекламы. Впервые дается комплексный, системный анализ процессов, происходящих в отечественных и мировых средствах массовой коммуникации в конце ХХ – начале XXI века.

Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов направлений 010800.62 («Механика и математическое моделирование») и 220100.62 («Системный анализ») по дисциплине «Методы оптимизации», «Математические методы теории управления» и другим, связанным с применением различных методов оптимизации и теории управления при решении оптимизационных задач и задач нелинейного программирования.

Представлены задачи математической обработки экспериментальных данных и порядок их решения. Сформирован набор экспериментальных данных для решения поставленных задач.

Обязательными программами по всем специальностям факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета предусмотрено выполнение студентами курсовых работ, отчетов по лабораторным работам, выпускных квалификационных работ (выпускная работа бакалавра, дипломная работа, магистерская диссертация). Выполнение всей перечисленной текстовой документации требует соответствия существующим стандартам, единообразия в оформлении, а также соблюдения определенного порядка в структуре и содержании.

Учебное пособие посвящено моделированию взаимодействия ионов с поверхностью одной из фундаментальных проблем физики, микро- и наноэлектроники, и моделям цифровой обработки сигналов, используемым в современной электронике. Первая из этих проблем рассматривается с точки зрения изменения морфологии поверхности при ионном облучении и приводит к нелинейным дифференциальным уравнениям в частных производных. Вторая с точки зрения теории цифровой фильтрации основной составляющей цифровой обработки сигналов, приводящей к дискретным разностным уравнениям. Рассмотрены классические и относительно новые результаты.

В методических указаниях рассмотрены принципы организации случайного доступа к общей среде передачи в информационно-вычислительных сетях. Представлены описания методов ALOHA, дискретная ALOHA, метода множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CDcarrier sense multiple access with collision detection). Рассмотрены несколько вариантов стратегии повторной передачи при разрешении коллизий. Выполнены оценки производительности сетей, построенных на основе этих методов, проведён их сравнительный анализ. С учетом особенностей построения беспроводных сетей также рассмотрен метод множественного доступа с проверкой несущей и предотвращением столкновений (CSMA/CAcarrier sense multiple access with collision avoidance) и различные режимы его работы.

Основное использование вычислительной техники связано с хранением информации. Естественно, возникает задача защиты информации от несанкционированного использования. В работе сформулированы основные идеи создания блочных симметричных алгоритмов. Наиболее известные из них подробно описаны. Рассмотрена проблема управления ключами, которая возникает при работе с симметричными шрифтами.

Пособие представляет собой подробное изложение базовых понятий биометрии и некоторых приемов первичной количественной обработки биологических и экологических данных. Приводится разбор часто используемых в биологии и экологии статистических показателей, условий их применимости и алгоритмов расчета, раскрыты основы выборочного метода исследований, статистического оценивания и проверки гипотез. Рассмотрены основы дисперсионного анализа. Большое внимание уделено применению специального программного обеспечения в процессе анализа данных.

В методических указаниях излагаются принципы моделирования и анализа потоков работ (workflow) при помощи сетей Петри. Рассматриваются основные элементы и свойства моделей распределенных систем и процессов. Предназначены для магистрантов факультета информатики и вычислительной техники ЯрГУ, обучающихся но специальности 010500.68 Прикладная математика и информатика (маг.), очной формы обучения (дисциплина «Модели распределенных систему блок СД). Библиогр.: 18 назв.

Научный журнал Моделирование и анализ информационных систем издается Ярославским государственным университетом им. П.Г. Демидова. В журнале публикуются статьи по математике и информатике, вычислительной технике, кибернетике, механике и управлению, в которых рассматривается широкий круг вопросов, связанных с разработкой, анализом и проектированием информационных систем, а также исследованием их математических моделей. Входит в перечень ВАК.

Содержит краткие теоретические сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ. Сформулированы контрольные вопросы по темам, приведены варианты индивидуальных заданий. 1-е издание вышло в печатном тираже в 2001 г. под заглавием «Методические указания к лабораторным работам по курсу „Методы оптимизации в инженерных за-дачах“». Из авт. коллектива 1-го изд. выбыл А.А. Чураков, в авт. коллектив настоящего изд. вошла О.М. Забродина.

Предлагаемый вниманию читателей сборник трудов российских и зарубежных авторов отражает актуальные тенденции современного медиаобразовательного дискурса: непрекращающиеся дискуссии в области понятийного аппарата, роли и места медиаобразования в обществе, особенностей функционирования, стратегий и технологий развития.

В монографии концентрированно дается представление об одном из наиболее актуальных направлений медиаисследований — медиаобразовании молодого поколения. Проблематика данного направления противоречива и изменчива, как изменчив сам объект исследования. Сформировавшиеся в последние годы подходы и концепции в области медиаобразования сегодня в значительной мере не соответствуют современным реалиям. По многим аспектам медиаобразования автор дает свое видение проблем и задач, стоящих перед специалистами, которые занимаются медиаобразованием подростков и молодежи.

Рассмотрены принципы и приемы конечно-элементного моделирования и расчетов типов конструкций, характерных для ракетно-космической техники, в среде современного программного продукта MSC.Nastran. Пособие содержит упражнения для освоения конечно-элементного моделирования в системе MSC.Nastran, а также справочные необходимые для выполнения этих упражнений.

Обсуждаются методические вопросы исследования эффективности ракетно-космической техники. Рассматриваются вопросы моделирования целевого функционирования высокопроизводительных космических аппаратов детального оперативного наблюдения. Разрабатываются модели и алгоритмы для оценки основных показателей эффективности: разрешающей способности на местности при съёмке, периодичности наблюдения заданных объектов, оперативности доставки видеоинформации на Землю и производительности космической системы наблюдения.

Рассматриваются методы выбора основных характеристик и проектного облика космических аппаратов и ракет-носителей с помощью проблемно-ориентированных систем автоматизированного проектирования. Рассмотрены теоретические вопросы создания проблемно-ориентированных систем, описан программный комплекс для реализации проблемно-ориентированной системы автоматизированного проектирования в среде программирования DELPHI, позволяющий осуществлять выбор основных проектных характеристик летательных аппаратов с учетом показателей их целевой эффективности.

Основная цель пособия заключается в ознакомлении читателей с современными технологиями автоматизации программирования и визуального моделирования параллельных вычислительных процессов, которые обладают достоинством наглядного представления информации и гораздо лучше соответствует природе человеческого восприятия, чем методы традиционного, текстового программирования.

Учебное пособие содержит описание методов обработки изображений, направленных на повышение их качества, фильтрации и восстановления. Рассмотрены вопросы поэлементных преобразований функции яркости. Приведены основные методы выделения контуров на изображении и повышения резкости. Детально рассмотрены алгоритмы линейной и нелинейной фильтрации изображений, а также оптимальные и квазиоптимальные методы их восстановления. Значительное внимание в пособии уделено вопросам локальной обработки изображений, основанной на применении параллельно-рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой. В частности, рассмотрены теоретические основы локальной обработки изображений; приведен ряд рекурсивно реализуемых базисных функций; представлены алгоритмы синтеза и применения фильтров с полиномиальными базисами, представляющими на практике особый интерес. Большое внимание в последнем разделе пособия уделено примерам расчета фильтров для решения конкретных прикладных задач обработки, моделирования и распознавания на изображениях.

Изложены основные подходы к построению математических моделей и этапы математического моделирования. Подробно рассмотрены математические модели структуры потоков в химических аппаратах, тепло- и массообмена, а также кинетики химических реакций. В качестве примера приведено построение моделей химического реактора. Изложен вероятностный подход к математическому моделированию, рассмотрены различные уравнения регрессии, а также методы планирования эксперимента. Большинство теоретических вопросов сопровождается решением конкретных примеров с использованием современных средств.

В сборнике представлены материалы совместной научно-практической конференции РГАФК, МГАФК, ВНИИФК. Рассматриваются вопросы теории и методики физической культуры, спортивной биомеханики, физиологии, психологии и педагогики, экологии, истории физической культуры и спорта, олимпизма, связи с общественностью в области физкультуры и спорта и др.

В сборнике представлены, в основном в авторской редакции, материалы Всероссийской научной конференции «Информационные технологии и технические средства обучения и тренировки в сфере физической культуры и спорта», проходившей в Научно-исследовательском институте информационных технологий Московской государственной академии физической культуры 8-11 декабря 2003 года по следующим научным направлениям: общие вопросы информатизации сферы физическая культура и спорт, информационные технологии и технические средства в образовании, информационные технологии и технические средства в спортивной тренировке, спортивной медицине и оздоровлении населения.

В учебном пособии изложены основные теоретические подходы моделирования материалов и технологических процессов в полиграфии. Выделены основные этапы получения и обработки экспериментальных данных для формализации математического описания свойств материалов и технологических процессов. Описаны основные методы обработки многомерных массивов информации. Рассмотрены основные приемы оптимизации режимов функционирования технологических процессов и методы прогнозирования физико-химических свойств чистых веществ и их смесей. В учебном пособии приведены также описания лабораторных работ, позволяющие студентам на практике освоить теоретическую часть курса.

Проблемам обеспечения безопасности общества и его граждан, а также хозяйствующих субъектов, каждое государство должно уделять особое внимание на любом этапе своего развития. Для успешного решения этих проблем необходимо тщательное изучение и грамотная квалификация инструментария обеспечения безопасности организации, в том числе юридической, налоговой, информационной, экономической и др. В монографии рассматриваются вопросы использования контроля, экономического анализа, внутреннего аудита в качестве инструментов обеспечения экономической безопасности хозяйствующих субъектов России.

В учебном пособии рассмотрены особенности архитектуры баз данных и моделей данных в нефтегазовой геологии. Подробно изложены средства работы с базами данных в среде Paradox (V 9.0), а именно особенности создания баз данных в геологической отрасли знаний и извлечения и преобразования информации геологом-нефтяником при решении геологических задач. Излагаемые способы работы с объёмной геологической информацией проиллюстрированы на примере учебных баз данных.

В пособии рассмотрены наиболее фундаментальные результаты классического вариационного исчисления и оптимального управления, из которых складывается курс методов оптимизации. Приведены решения ряда экстремальных задач, что позволяет использовать данное пособие на практических занятиях.

Пособие посвящено изложению метода связанных волн и его применениям к решению задач расчета тонкопленочных дифракционных решеток. Метод является наиболее эффективным в случае анализа бинарных оптических решеток, однако с дополнительными условиями применим также и к решеткам с более сложным профилем. Приведен подробный вывод расчетных формул для случаев ТЕ- и ТМ-поляризованных волн, а также случая конической дифракции. Изложены численно устойчивые методы определения интенсивностей пропускания и отражения дифракционных решеток.

В пособии в краткой доступной форме рассматриваются основные приемы работы с документами в текстовом редакторе MS Word, создание презентаций в программе MS Power Point, решение математических задач и задач линейного программирования средствами MS Excel, принципы поиска информации в Интернете, а также создание простейших реляционных баз данных и работа с ними посредством MS Access. В пособии содержатся задания для лабораторных работ и даются подробные рекомендации по их выполнению, а также задания для самостоятельной работы с ответами.

В методических указаниях рассматриваются принципы маршрутизации и удаленного доступа в сетях TCP/IP. Приведены задания по настройке программного маршрутизатора на базе ОС Linux и конфигурированию удаленного доступа к сети по технологии xDSL. Предназначены для студентов направлений 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», 231000.62 «Программная инженерия», 010500.62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» и специальностей 230102.65 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», 010503.65 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 230401.65 «Прикладная математика».

Методические указания посвящены криптографическим методам и средствам защиты информации. Цель приведенных лабораторных работ состоит в изучении существа симметричных и асимметричных криптосистем, в получении студентами практических навыков программирования криптографических средств защиты информации в прикладных программных приложениях. Предназначены для студентов направления 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», специальностей 230102.65 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» и 010503.65 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем».

Рассмотрены теоретические положения и практические аспекты исследования и проектирования приводов, конструкций и рабочих органов машин для строительства и содержания дорог и аэродромов.

Рассмотрены современные методики обучения информационным технологиям в системе профессионального обучения, их целесообразность и эффективность.

Рассмотрены современные методики обучения информационным технологиям в системе профессионального обучения, их целесообразность и эффективность. Материал, представленный в данном издании, полезен студентам педагогических специальностей, преподавателям и учителям, ведущим занятия по информационным технологиям.

Что такое современные медиа, ориентированные на производство и распространение специфического продукта — информации, в условиях ее коммодификации, т. е. превращения в товар? В чем специфика новостей и особенности их подачи, каковы механизмы формирования повестки дня? Каковы основы столь мощного воздействия медиа на современного человека и как понимать «медиатизацию» культуры и ее влияние на процессы художественного творчества? Что представляет собой виртуальная реальность» и каковы социально-психологические последствия «погружения» в нее? Как изменяются роли и функции журналиста, вытесняемого блоггером, в новом информационном пространстве электронных СМИ? Что реально стоит за метафорой «четвертой власти» и каковы основы реальной власти СМИ в условиях медиатизации политики? Какова достойная позиция интеллектуала в отношении медиа, узурпировавших сферу не только публичного права, но и «право знать»? На все эти и многие другие вопросы отвечает эта книга.

Работа подготовлена на кафедре информатики и вычислительной техники МГУП.

Лабораторные работы подготовлены на кафедре автоматизации полиграфического производства. Позволяют студентам практически освоить математические методы и программное обеспечение для решения задач управления, планирования, организации производства, анализ и методы синтеза элементов и систем управления техническими системами, овладеть методами составления моделей объектов и систем на основе причинно-следственных связей между переменными и последующее изучение математических моделей с использованием технических средств.

В выпуске публикуются научные статьи по моделированию и анализу информационных систем, нейронным сетям, синхронно-автоматным программам.

Настоящие методические указания подготовлены в соответствии с программой курса «Мировая экономика». В методических указаниях изложены современные представления о сущности международного разделения труда и его особенностях в условиях глобализации мировой экономики, показана роль транснациональных корпораций в углублении международной экономической интеграции и формировании глобального международного производства. Отдельный раздел посвящен анализу информационных технологий, ставших ключевым фактором развития международного разделения труда. В приложениях приведены статистические материалы ЮНКТАД. иллюстрирующие динамику процессов развития современного международного разделения труда.

В монографии представлен новый вариант транспортного протокола TCP - протокол ARTCP, использующий темпоральные показатели потока в качестве входного параметра для алгоритма управления потоком и сочетающий оконный механизм контроля скорости с диспетчеризацией каждого сегмента. Описана имитационная модель, позволяющая моделировать все компоненты сети, влияющие на функционирование транспортного протокола. Построена формальная расширяемая модель протоколов TCP и ARTCP в терминах раскрашенных сетей Петри и предложены основные методы анализа и верификации этой модели. По данным модельных экспериментов определены важнейшие характеристики ARTCP, а также показано, что ARTCP превосходит TCP по основным показателям. Книга предназначена для специалистов в области информатики, интересующихся вопросами моделирования, анализа и верификации протоколов в телекоммуникационных сетях, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В пособии представлены некоторые элементы теории электромагнитного поля, дано краткое описание программного продукта FEMM версии 4.01 и применяемого метода расчета магнитных систем, изложены методики создания физико-математических моделей для расчета магнитных систем любого типа.

В учебном пособии изложены методологические основы моделирования объектов и процессов при решении задач электроэнергетики. Рассматриваются три уровня представления математических моделей: микро- макро- и метауровень. Приводятся примеры моделирования основных объектов электроэнергетических систем в задачах, связанных с анализом установившихся режимов электрических сетей. Дано описание подходов к прогнозированию электропотребления и нагрузки энергосистем с использованием различных моделей. Приводятся методы построения математических моделей, выбора их структуры и вычисления параметров моделей. Примеры использования и исследования математических моделей даны в системе Mathcad.

Учебное пособие предназначено студентам специальности 230102 и посвящено вопросам системного представления коммуникаций в организациях. Дана характеристика методологии системного подхода к пониманию функционирования организации и природы организационных коммуникаций. Выделены типичные задачи системного анализа информационных систем. Приведены модели представления типовых элементов и поведения в типовых ситуациях коммуникативной деятельности. Материалы учебного пособия могут быть использованы студентами других специальностей, а также широким кругом специалистов, занимающихся проблемами управления организациями.

Вторая часть практикума посвящена идентификации динамических объектов и моделированию систем автоматического управления нелинейными динамическими объектами посредством идентифицирующих нейросетевых регуляторов. Практикум предназначен для студентов технических вузов направления и специальности «Автоматизация технологических процессов и производств», а также может быть полезен специалистам в области моделирования современных систем автоматического управления.

Вторая часть пособия посвящена моделированию интеллектуальных систем, в основе функционирования которых лежат методы составляющих концепции мягких вычислений – фазиматематика и нейроматематика.

Изложены матричные модели идеального и реального диодов с приоткрыванием p–n-перехода, а также методы автоматизированного синтеза согласующее-фильтрующих цепей широкополосных преобразователей частоты. Рассмотрено необходимое программное обеспечение для их проектирования на персональных ЭВМ.

Третья часть практикума посвящена имитационному 2В-моделированию несложных технологических систем и процессов в программной среде Plant Simulation фирмы Siemens PLM Software.

Третья часть пособия посвящена краткому изложению основных положений агентной проблематики, на которых возможно построение и моделирование систем разнообразного назначения: свойств и принципов построения и моделирования агентов и мультиагентных систем различных классов, инструментальных средств агентных вычислений, а также базовых принципов организации и функционирования объектов роевого интеллекта и искусственных иммунных систем, в том числе базирующихся на агентах.

Приведен системный подход к определению типа и шкал переменных, произведена классификация методов по целям решаемых задач и типам используемых переменных. Рассмотрены различные подходы к решению задачи распознавания образов и классификации наблюдений. Среди них представлены как классические (дискриминантный анализ, логистическая регрессия, кластерный анализ), так и относящиеся к области Data Mining исследования данных (деревья решений и нейронные сети). Кроме того, изложены важные в практических приложениях методы факторного анализа, которые могут использоваться как для снижения размерности, так и для структуризации множества исходных переменных. Рассмотрены возможности прогнозирования для различных типов зависимой переменной с использованием целого спектра методов. Проведен их сравнительный анализ, рассмотрены особенности, указаны способы верификации качества полученных результатов.

Рассмотрены алгоритмы моделирования дискретных и непрерывных случайных величин и процессов. Изложены принципы и алгоритмы моделирования информационных сигналов, описываемых Марковскими процессами с дискретным и непрерывным времени Рассмотрены принципы моделирования систем массового обслуживания. Описаны особенности описания и использования фрактальных и мультифрактальных процессов для моделирования телекоммуникационного трафика. Анализируются методы и примеры моделирования информационных систем с использованием специализированных пакетов прикладных программ Matlab, Opnet, Network simulator.

Изложены основные принципы современной оптимизационной теории помехоустойчивого кодирования и следующие из нее алгоритмы многопорогового декодирования (МПД). Эти итеративные алгоритмы при каждом изменении корректируемых ими символов всегда находят строго более правдоподобные решения. Рассмотрены возможности открытых авторами символьных кодов и соответствующих им простых в реализации специальных символьных МПД, которые намного проще и эффективнее всех других известных методов декодирования недвоичных кодов. Оцениваются границы эффективности реальных кодов при равенстве пропускной способности канала и кодовой скорости, т.е. при R=C. Сравнивается сложность различных алгоритмов коррекции ошибок.

Рассмотрены методы кластеризации технического состояния зданий и сооружений в условиях неопределенности, основанные на комплексном использовании инструментария теории нечетких множеств и генетических алгоритмов, позволяющего устранить недостатки существующих аналогов, обеспечивая при этом высокую обоснованность и адекватность принимаемых решений. Приводятся примеры, поясняющие предлагаемые методы кластеризации.