Информационные технологии. Вычислительная техника. Обработка данных

Научный журнал Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова (Архангельск). Выходит 4 раза в год, в нем публикуются основные научные результаты в области биологии, экологии, географии, физики, математики, информатики, химии и наук о Земле.

Методические указания включают теоретические материалы для самостоятельного изучения и систему коммуникативно-творческих заданий для домашней работы.

В учебном пособии рассмотрены вопросы классической финансовой математики, в доступной форме изложены количественные методы анализа финансовых и кредитных операций, оценки потоков платежей, методы анализа инвестиционных проектов. Включены упражнения и задачи, на практических примерах раскрыта технология компьютерной реализации рассматриваемых методов анализа и моделирования с использованием табличного процессора MS Excel.

В номере освещены наиболее актуальные вопросы экономики России после выхода ее из экономического кризиса. В разделе 1 «Актуальные проблемы современного развития экономики» опубликована статья Ф. Н. Завьялова и А. М. Козыревой, в которой поднимаются проблемы развития сельского хозяйства России в условиях ее членства в ВТО. При неоднозначности решения авторы обосновывают свою позицию по этому вопросу. Статья М. И. Лебедевой раскрывает проблему правильного понимания основных терминов, связанных с инновационным развитием экономики. В работе О. В. Каплиной предложена методика отбора территориальных объектов для проведения международного сравнительного анализа их социально-экономического развития. Статья Г. И. Панькиной посвящена раскрытию экономической природы ренты и антиренты. В разделе 2 «Проблемы банковского дела» в статье Н. А. Милькевич и Л. Н. Назаровой проведен сравнительный анализ доходности депозитного вклада и банковского сертификата, показаны недостатки и преимущества каждого банковского продукта. В раздел 3 «Проблемы социальных отношений» включены: статья А. И. Василевского, где поставлены вопросы совершенствования подготовки специалистов вузов для инновационного развития экономики, статья В. М. Мелиховского и И. Г. Переломовой, в которой ставятся вопросы оценки интеллектуальной собственности и регулирования рынка знаний как важнейшего фактора производства. В разделе 4 «Вопросы совершенствования отраслевого развития» в статье А. В. Иванова ставятся вопросы совершенствования ценообразования в строительной отрасли, где определены факторы, значительно удорожающие ее продукцию. В статье В. А. Хомякова показаны функции аудита для обеспечения систем безопасности информационных проектов. Статья В. П. Сергеева посвящена новому подходу в дисперсионном анализе качественных признаков. В разделе критика и библиография дана рецензия на книгу доц. Г. И. Вовненко «Измерение результатов национальной экономики: былое и думы».

Пособие содержит систематическое изложение практических приемов использования технологий баз данных на современных предприятиях. Описываются теоретические основы технологии баз данных, дается понятие базы данных как важнейшего информационного ресурса предприятия и подходов, используемых для управления этим ресурсом.

В методических указаниях приведены описания лабораторных работ и варианты заданий для практикума на ЭВМ по курсам «Численные методы и математическое моделирование» и «Вычислительная физика».

В методических указаниях рассмотрены принципы организации сетей передачи информации, их состав и структура. Представлены описания топологий сетей на основе моноканала, циклические и узловые подсети. Основное внимание уделено описанию принципов организации взаимодействия информационных систем на основе уровневой организации сетей и базовой эталонной модели OSI. Вводится понятие протокола и его свойств. Рассмотрены способы подключения абонентских систем к коммуникационным подсетям с использованием базовых функциональных профилей.

В пособии раскрываются теоретические, методологические и практические аспекты изучения социальных технологий современного общества, особое внимание уделено особенностям социальных технологий в социальной работе в современных российских условиях. В помощь слушателям предоставлены контрольные вопросы и задачи, примерный список реферативных работ и список рекомендуемой литературы.

В сборник включены научные статьи, представленные студентами и аспирантами факультета ИВТ. Темы статей касаются важных направлений развития математики, информатики и вычислительной техники.

Основное использование вычислительной техники связано с хранением информации. Естественно, возникает задача защиты информации от несанкционированного использования. В работе сформулированы основные идеи создания поточных алгоритмов. Наиболее известные из них подробно описаны. Рассмотрена также проблема формирования хеш-значения, которая возникает при криптографических методах защиты информации. Указания могут быть использованы как справочный материал при выполнении домашних заданий, курсовых работ и при подготовке к экзаменам.

Учебное пособие посвящено разработке приложений для мобильных устройств, функционирующих под управлением операционной системы Android. Рассмотрены основные API платформы, материал проиллюстрирован большим количеством примеров.

Изложены основные сведения о программной среде CLIPS, которые позволяют написать несложную экспертную систему. Все конструкции языка CLIPS поясняются на примерах. Особое внимание уделяется ситуациям, в которых начинающие работать с этой средой делают типичные ошибки. Кроме элементов самого языка, автор счел нужным кратко изложить основную концепцию экспертных систем, база знаний которых построена на продукционных правилах.

Курс лекций посвящен рассмотрению устройства и основных механизмов среды .NET Framework версии 4.0, а также разработке для нее программных приложений и компонентов на языке С# версии 4.0.

В настоящем пособии рассмотрены вопросы применения ГИС и статистических методов при решении проблем экологии и природопользования.

Методические указания знакомят студентов-биологов с основами такого направления, как биоинформатика, и вычислительными методами для обработки экспериментальных данных, моделирования биологических и биохимических объектов.

Методические указания знакомят студентов-химиков с основами пользования программами для написания формул химических соединений, их редактирования, компьютерного моделирования основных физико-химических свойств: ChemOffice и HyperChem.

Workshop on Program Semantics, Specification and Verification: Theory and Applications is the leading event in Russia in the field of applying of the formal methods to software analysis. Proceedings of the fourth workshop dedicated to formalisms for program semantics, formal models and verification, programming and specification languages, etc.

В методических указаниях по учебному курсу «Базы данных и экспертные системы» рассматривается язык Transact-SQL, используемый в одной из самых популярных систем управления реляционными базами данных MS SQL Server. Указания ориентированы в первую очередь на практическое применение языка TransactSQL: рассмотрены средства управления транзакциями, приведены сведения о хранимых процедурах, пользовательских и встроенных функциях, рассмотрены примеры использования триггеров. Содержатся теоретические сведения, включая достаточно подробное описание синтаксиса операторов Transact-SQL, приведены указания по их использованию. Методические указания содержат большое количество примеров по использованию операторов Transact-SQL, которые могут быть полезны на этапе освоения материала и выступать в качестве вопросов для самопроверки.

Представлено системное изложение теории управления и математический аппарат управления в экономике. Наряду с традиционными (стандартными) математическими методами исследования операций проведен анализ и изложены методы решения задач векторной оптимизации, лежащих в основе математических моделей, используемых при разработке и принятии управленческого решения в области экономики. Представлены теоретические основы и конструктивные методы решения векторных (многокритериальных) задач математического программирования при равнозначных критериях и при заданном приоритете критерия. Методы принятия решений в условиях определенности и неопределенности. Большинство математических методов сопровождаются конкретными числовыми примерами из области управления экономикой и их решением в системе Matlab.

Рассматриваются методология анализа, методы оценки, моделирования и прогнозирования инвестиционной деятельности туристских фирм в глобальную сеть Интернет; теоретические основы и методический инструментарий приоритетного инвестирования прогрессивных структурных сдвигов в туристских и смежных с ними экономических системах; критерии и показатели эффективности интернет-проектов в туризме.

Пособие представляет теоретический курс по основам организации коммерческой деятельности туристских фирм с использованием глобальной сети «Интернет». На основе системного подхода к анализу современного состояния (2014 г.) интернет-коммерции классифицированы и рассмотрены основные характеристики туристских интернет-ресурсов, специализированных российских и зарубежных туристских серверов, функциональные возможности интернет-проектов туристских дестинаций, фирм, гостиниц и электронных агентств.

Отражены основные виды и формы взаимоотношений туристской фирмы и авиакомпании: договор на квоту мест на регулярные авиарейсы, системы компьютерного бронирования и резервирования авиабилетов, агентское соглашение, чартеры. Рассмотрены виды поездок и авиарейсов, тарифы и скидки, факторы, влияющие на стоимость авиабилета, деятельность малой и бизнес-авиации в туризме. Приведены мотивационные программы по привлечению часто летающих пассажиров. В приложении даны коды основных мировых авиакомпаний. В конце каждой главы приведены контрольные вопросы для самопроверки знаний.

Рассматриваются вопросы использования офисных туристских технологий для решения задач формирования и реализации турпродукта. Пособие разработано в соответствии с программой учебной дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности» специальностей среднего профессионального образования «Менеджмент» и «Туризм».

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Цель статьи - описание разрабатываемой модели для реализации специальных вычислительных устройств. Авторами объединены и обобщены несколько моделей вычислителей, фактически являющихся математическими моделями компьютеров. Эти модели применяются в самых разных областях - от радиолокационной задачи построения бинарных фазоманипулированных сигналов с минимальными автокорреляционными свойствами до нанотехнологий (задач с условным названием "математические модели сборки наномашин"). При этом данную статью нельзя считать только "прямой суммой" рассматриваемых в ней различных задач: именно применение всех этих задач в комплексе и дает возможность описания новой модели вычислительного устройства, действительно являющегося возможным подходом к моделированию наномашин.

Важнейшим этапом проектирования перспективных инфокоммуникационных систем является этап моделирования функционирования системы при реализации в ней различных основополагающих проектно-технических решений, определяющих ее облик в целом. Индикаторами качества решений могут служить значения экспертных показателей качества функционирования системы, отражающие динамику изменения состояния системы в различных фазах и режимах эксплуатации. Поэтому целью данной работы является разработка алгоритмов оценки значений экспертных показателей качества, позволяющих выполнить известные требования к состоятельности, несмещенности и эффективности формируемых оценочных значений в условиях, отличных от стационарности исследуемых процессов.

Интерес к симуляционному обучению базовым навыкам лапароскопии в процессе подготовки врачей-хирургов определяется широкой распространенностью лапароскопических операций и возможностью эффективного использования современной техники. АПК "Виртуальный хирург" – тренажер лапароскопии, созданный с использованием современных технологий трехмерного моделирования и компьютерной графики коллективом специалистов Самарского государственного медицинского университета и инженеров-программистов Научно-производственной компании Magenta Technology. Особое значение при моделировании лапароскопических операций придается тому, что хирург получает визуальную информацию с экрана монитора, на котором выводится изображение с видеокамеры-эндоскопа. Cтудент учится верно определять взаимное расположение объектов по плоскому изображению, получаемому с камеры, контролировать движения инструментов, а также координировать взаимодействие камеры и инструментов, постоянно удерживая инструменты в поле зрения камеры. В связи с этим одной из ключевых задач моделирования операционного процесса является контроль видимости объектов сцены. Проанализированы основные задачи обучения базовым навыкам лапароскопии, связанные с управлением эндоскопической камерой и контролем видимости объектов сцены. Для решения этих задач разработаны алгоритмы, использующие запросы видимости OGRE 3D. Приведены описания основных этапов использования запросов видимости, предложены структуры данных для работы с ними. Результаты проиллюстрированы изображениями реальных сцен базовых навыков, используемых в АПК "Виртуальный хирург".

В работе представлено описание моделей и методов расчета аналитических величин «рекомендованная стоимость» и «подразумеваемая волатильность» для производных финансовых продуктов типа «Опцион», оценки их стоимости в процессе мониторинга ситуаций на фондовом рынке с целью поддержки принятия решений в области торговли кредитными деривативами. Для оценки стоимости опционов использована усовершенствованная модель Блека-Шоулза, а также разработанный алгоритм нахождения подразумеваемой волатильности при помощи численных методов. Результаты теоретических исследований направлены на создание новых подходов к мониторингу и автоматизированной поддержке принятия решений для управления кредитными рисками среднего и крупного коммерческого банка в области торговли производными финансовыми продуктами, что позволит повысить качество и надежность принимаемых управленческих решений. В процессе анализа банковской деятельности в области управления рисками при торговле кредитными деривативами и прочими ценными бумагами выполнены исследования формализованного подхода к моделированию и оценке рыночных ситуаций, моделей и методик расчета производных финансовых инструментов для использования в системах поддержки принятия решений.

Описывается способ реализации арифметико-логического устройства (АЛУ) специализированных процессоров на базе VLIW-архитектуры. Дается описание функциональных блоков АЛУ для реализации базовых арифметико-логических операций. Показан вариант реализации универсальной ячейки, на базе которой строится вычислительное ядро АЛУ. Приведены примеры вычислительных схем обработки данных АЛУ. Результатом работы являются патентно способные решения, которые нашли практическое отражение в опытно-конструкторских решениях на базе промышленных предприятий г. Пензы.

Представлены результаты исследований работы информационно-аналитической системы реструктуризации административно-территориального деления на примере Пензенской области. В качестве результатов работы системы приведены различные варианты объединения районов области. Сформулированы критерии сравнения различных вариантов реструктуризации с точки зрения эффективности социально-экономических показателей укрупненных районов.

Рассматривается экспертная система поддержки принятия решений для определения причин отказов автоматизированных станочных модулей, формирующая рекомендации наладчикам по устранению дефектов технологического оборудования.

Рассмотрены возможности активного и пассивного способа измерения скорости интернет-соединения. Создана структура распределенной информационно-измерительной системы для проведения мониторинга параметров систем сотовой связи.

Рассматривается система мониторинга деятельности кафедры вуза и формирования отчетной документации. Описывается применение онтологического подхода при проектировании системы.

Статья является обзором современных методов маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях. Рассматриваются основные принципы маршрутизации и дается начальное представление о методах маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях на примере десяти характерных и известных алгоритмов: SPIN, DD, RR, GBR, GPSR, MCF, LEACH, TEEN, GAF, TTDD. Приводится краткое описание с библиографической ссылкой на первоисточник, описание сопровождается поясняющими иллюстрациями. Указывается специфика и особые условия применения каждого метода, имеющиеся модификации и различия между ними.

Представлено описание решений, моделей и методов для создания инструментов доступа к многомерным данным в области торговли кредитными деривативами и последующего их анализа для людей, не являющихся техническими специалистами в области баз данных, благодаря интуитивно понятным пользовательским интерфейсам и алгоритмам, автоматизирующим низкоуровневые операции с данными, позволяя абстрагироваться от них.

Рассматриваются вопросы подключения специализированных вычислительных устройств, реализованных на программируемых логических интегральных схемах, к персональной ЭВМ по интерфейсу USB. Приводятся примеры реализации на языке VHDL и результаты экспериментального исследования.

Рассматриваются особенности выполнения интерактивных задач в клиент-серверных системах. Предлагается методика исследования интерактивных пауз обработки и формула оптимизации механизма свопинга оперативной памяти на ее основе. Приводятся результаты экспериментальной апробации методики.

Описывается создание экспериментальной информационной среды кафедры университета для поддержки мониторинга различных систем и служб, а также информационной поддержки студентов и преподавателей. Рассматриваются вопросы организации "повсеместного" доступа на базе гетерогенных беспроводных сетей, а также идентификации, локализации и позиционирования пользователей системы. Приводятся описание построенной информационной среды и достигнутые результаты.

Рассматриваются вопросы моделирования подсистемы регистрации радиолокационной станции временными раскрашенными сетями Петри. Предложенная модель позволяет оценивать взаимное влияние информационных потоков через сеть Gigabit Ethernet.

Описывается модификация алгоритма муравьиных колоний, позволяющая осуществлять поиск оптимальной траектории перемещения грузоподъемной машиной груза произвольной формы в трехмерном пространстве с произвольными препятствиями, заданными в дискретном виде, с учетом угловой ориентации груза.

Рассмотрены ключевые особенности энергопотребления автономных цифровых устройств. Предложена структура датчика тока как основа построения современных средств мониторинга и анализа энергетических режимов работы автономных микромощных систем. Рассчитаны параметры и проведено моделирование статического режима работы датчика тока.

Рассматриваются вопросы создания архитектуры и принципы работы системы беспроводного оперативного мониторинга работы котельных и магистралей городского теплоснабжения. Предлагается инновационный подход на базе использования беспроводных технологий ZigBee, GSM/GPRS для учета и контроля работы тепловых сетей. Разработана экспериментальная система беспроводного мониторинга на основе сенсорной ZigBee-сети компании Jennic для контроля приборов типа ТРМ32-Щ4 и ВКТ-5 блочно-модульных котельных и терминальных датчиков в теплосети.

Представлена Web-онтология систем управления промышленными процессами, построенных в соответствии с новым международным стандартом IEC 61499. Математической основой онтологии являются дескриптивная логика и логика хорновских дизъюнктов, а языками реализации - OWL DL и SWRL. Предлагается метод семантического анализа описаний систем управления на основе определения в онтологии так называемых "семантически правильных" классов.

В результате системного анализа выявлены недостатки существующих систем инструментальной детекции лжи алгоритмов нейросетевого детектирования лжи, предложены, реализованы и проанализированы алгоритмы построения нейросетевого полиграфного аппарата, выявлен наиболее перспективный алгоритм построения нейросетевого полиграфа - анкетный.

Рассматриваются основные подходы и технологии для построения самоорганизующихся беспроводных сетей для мониторинга широкого класса процессов и систем. Разработаны системные требования и трехуровневая инфраструктура системы распределенного мониторинга. Предложена математическая модель гетерогенной инфраструктуры для беспроводного информационного обеспечения процессов мониторинга.

Рассматривается задача декомпозиции сетевых моделей на отдельные узлы на основе полученных математических моделей мультиплексирования и демультиплексирования потоков. При этом потоки описываются на уровне двух первых моментов распределений времени между событиями в них. Полученные уравнения равновесия потоков позволяют декомпозировать сетевые модели на отдельные узлы и рассчитывать их характеристики.

Сформулированы основные принципы анализа технической структуры корпоративной сети, основанные на предварительном анализе информационной структуры. Решены задачи описания иерархической структуры сети и вычисления характеристик: нагрузки на каналы связи, структурообразующее оборудование, серверы и рабочие станции сети.

Показано, что обучение человека может быть представлено как процесс подстраивания весов синапсов. При этом некоторые алгоритмы изменяют структуру сети, т. е. количество нейронов и их взаимосвязи. По аналогии с известными принципами самоорганизации нервных клеток построены алгоритмы обучения Хебба.

Рассмотрены проблемы анализа информационной структуры корпоративной сети. Сформулированы основные принципы анализа структуры. Решены задачи описания структуры и вычисления характеристик структуры: интенсивностей потоков данных между узлами сети, нагрузка на узлы и структурообразующее оборудование сети.

Предлагается представление машины Тьюринга с помощью обобщенного сдвига (GS), в качестве аналоговой вычислительной машины используется простая непрерывная машина, описанная стационарной динамической системой, и сформулирован подход к аппроксимации.