Математичні машини і системи. 2019 №1

РЕФЕРАТИ І СТАТТІ 


ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ 

УДК 623.764

Метою даної статті є аналіз і демонстрація можливого застосування розробленої високорівневої Tехнології просторового захоплення (ТПЗ), а також її базової Мови просторового захоплення (МПЗ) для вирішення різних локальних і глобальних завдань, пов’язаних із кризовими та надзвичайними ситуаціями в динамічних розподілених середовищах. Коротко викладені основні поняття ТПЗ, рекурсивної організації МПЗ і її мережевого інтерпретатора, безліч взаємодіючих копій якого можуть встановлюватися по всьому світу і інтегруватися з іншими системами або працювати автономно у критичних ситуаціях. На МПЗ описані основні операції щодо створення і управління розподіленою мережею, які можуть працювати поверх існуючих систем зв’язку, таких, як інтернет, або самостійно виконувати функції мережевих протоколів високого рівня у разі нелокальних криз і катастроф. Досліджені і продемонстровані в МПЗ дві прикладні області з можливістю виникнення в них кризових ситуацій. Перша стосується повністю розподіленого аналізу і відстежування множинних мобільних об’єктів у розподілених просторах зі складними і заплутаними маршрутами, що можуть бути пов’язані з крилатими ракетами, об’єктами оборони та сміттям у космічному просторі, а також масовою міграцією людей через міжнародні кордони. Інша область належить до розподілених соціальних мереж, в яких різні співтовариства з різними культурами, традиціями або релігіями можуть бути просторово близькі одне до одного, співпадати або перетинатися. На МПЗ показано, як моделювати просторову динаміку таких угрупувань, регулярно знаходити топографічні центри різних співтовариств і оцінювати відстань між ними, що може бути корисним для прогнозування та запобігання різних соціальних конфліктів. Ця технологія в її попередніх варіантах застосовувалась і апробовувалась у різних країнах, а її остання версія може бути легко встановлена за угодою на будь-яких платформах. Іл.: 16. Бібліогр.: 17 назв. 

УДК 623.764

Целью данной статьи являются анализ и демонстрация возможного применения разработанной высокоуровневой Tехнологии пространственного захвата (ТПЗ), а также ее базового Языка пространственного захвата (ЯПЗ) для решения различных локальных и глобальных задач, связанных с кризисными и чрезвычайными ситуациями в динамических распределенных средах. Кратко изложены основные понятия ТПЗ, рекурсивной организации ЯПЗ и его сетевого интерпретатора, множество взаимодействующих копий которого может устанавливаться по всему миру и интегрироваться с другими системами или же работать автономно в критических ситуациях. В ЯПЗ описаны базовые операции по созданию и управлению распределенной сетью, которые могут работать поверх существующих систем связи, таких, как интернет, или же самостоятельно выполнять функции сетевых протоколов высокого уровня в случае нелокальных кризисов и катастроф. Исследованы и продемонстрированы в ЯПЗ две прикладные области с возможностью возникновения в них кризисных ситуаций. Первая касается полностью распределенного анализа и отслеживания множественных мобильных объектов в распределенных пространствах со сложными и запутанными маршрутами, которые могут быть связаны с крылатыми ракетами, объектами обороны и мусором в космическом пространстве, а также массовой миграцией людей через международные границы. Другая область относится к распределенным социальным сетям, в которых разные сообщества с разными культурами, традициями или религиями могут быть пространственно близки друг к другу, совпадать или пересекаться. В ЯПЗ показано, как моделировать пространственную динамику таких группировок, регулярно находить топографические центры различных сообществ и оценивать расстояние между ними, что может быть полезным для прогнозирования или предотвращения различных социальных конфликтов. Данная технология в ее предыдущих вариантах применялась и апробировалась в разных странах, а ее последняя версия может быть легко установлена по соглашению на любых платформах. Ил.: 16. Библиогр.: 17 назв.


УДК 681.3

Ященко В.О. Нова революційна технологія розвитку мозку для роботів. Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 16–27.

У статті розглядається новий напрям у комп’ютеризації, заснований на революційній технології обробки різних типів інформації (відео, звуку, тексту та ін. у реальному часі) в єдиній однорідній багатовимірній активній асоціативно-нейроподібній зростаючій структурі, що дозволяє створювати електронний мозок для роботів-андроїдів. Нова технологія заснована на новому типі нейронної мережі:  багатозв’язній, багатовимірній, рецепторно-ефекторній, нейроподібній, зростаючій мережі, що функціонує за аналогією з функціонуванням нейронних структур мозку людини. Нейроподібна структура виконує одночасне сприйняття, аналіз, синтез, запам’ятовування, класифікацію та узагальнення інформації, представленої в різних вимірах (наприклад, візуальному, звуковому, тактильному і т.д.). У результаті аналізу інформації нейроподібна структура генерує керуючі сигнали для виконавчих механізмів. У нейроподібній зростаючій мережі успішно формуються умовні та безумовні рефлекси, які, за І.П. Павловим, є базою умовно рефлекторної  діяльності мозку людини, що забезпечують адекватні і найбільш досконалі відносини організму до зовнішнього світу, тобто навчання та поведінки. На основі безумовних рефлексів, закладених у нейроподібну структуру, протягом життя робота формуються умовні рефлекси і складні адаптивні механізми його поведінки в довкіллі. Умовні рефлекси є основоположним чинником у навчанні та формуванні інтелекту. У роботі розглянуті уявлення про душу як безсмертну нематеріальну сутність людини і системи формування природного і штучного інтелекту. Розглянуто функціональну організацію мозку людини і мозку робота. Експеримент із простим роботом отримав деяке підтвердження формування душі комп’ютера як носія почуттів і волі. Іл.: 9. Бібліогр.: 9 назв.

УДК 681.3

Ященко В.А. Новая революционная технология развития мозга для роботов. Математические машины и системы. 2019. № 1. С. 16–27.

В статье рассматривается новое направление в компьютеризации, основанное на революционной технологии обработки различных типов информации (видео, звука, текста и др. в реальном времени) в единой однородной многомерной активной ассоциативно-нейроподобной растущей структуре, позволяющей создавать электронный мозг для роботов-андроидов. Новая технология основана на новом типе нейронной сети: многосвязной, многомерной, рецепторно-эффекторной нейроподобной растущей сети, функционирующей по аналогии с функционированием нейронных структур мозга человека. Нейроподобная структура выполняет одновременное восприятие, анализ, синтез, запоминание, классификацию и обобщение информации, представленной в различных измерениях (например, визуальном, звуковом, тактильном и т.д.). В результате анализа информации нейроподобная структура генерирует управляющие сигналы для исполнительных механизмов. В нейроподобной растущей сети успешно формируются условные и безусловные рефлексы, которые, по И.П. Павлову, являются базой условно рефлекторной деятельности мозга человека, обеспечивающие адекватные и наиболее совершенные отношения организма к внешнему миру, то есть обучению и поведению. На основе безусловных рефлексов, заложенных в нейроподобную структуру, в течение жизни робота формируются условные рефлексы и сложные адаптивные механизмы его поведения в окружающей среде. Условные рефлексы являются основополагающим фактором в обучении и формировании интеллекта. В работе рассмотрены представления о душе как бессмертной нематериальной сущности человека и системы формирования естественного и искусственного интеллекта. Рассмотрена функциональная организация мозга человека и мозга робота. Эксперимент с простым роботом получил некоторое подтверждение формирования души компьютера как носителя чувств и воли. Ил.: 9. Бібліогр.: 9 назв.


УДК 519.7

Статтю присвячено питанням дослідження систем із антисипацією. Розглядається динаміка таких антисипаційних систем, які зводяться до відображення минулих станів у майбутній у явному вигляді. Оператор еволюції таких відображень заданий оператором Хатчинсона. В метричному просторі з метрикою Хаусдорфа проводиться моделювання динамічних систем із багатозначним оператором. У фокусі статті знаходиться проблематика розрахунку старшого показника Ляпунова як чисельної характеристики, на основі якої можна говорити про властиву системі чутливість до малих збурень, тим самим стверджуючи, що динаміка системи проявляє хаотичність чи регулярність. У силу росту обчислень за показниковим законом у ході моделювання системи з антисипацією, обумовленою багатозначністю розв’язків, питання оцінки і мінімізації цих обчислень стає першочерговою прикладною проблемою побудови системного підходу в аналізі таких систем. Завдяки цій причині, прикладні дослідження систем цього класу залишаються малочисельними, а актуальність їх обумовлена широким класом реальних процесів, що можуть формально представлятися моделями із антисипацією. Останні, у свою чергу, можуть навіть більш точно відображати природу процесу, який формалізують, порівняно з класичними моделями з запізненням. Серед них варто відзначити такі, як моделювання транспортного потоку, вирішення конфліктних ситуацій тощо. У роботі запропоновано та детально описано процедуру розрахунку старшого показника Ляпунова, адаптовану до систем із багатозначними операторами еволюції. Базова ідея процедури основана на алгоритмі Бенеттіна для чисельного розрахунку старшого показника Ляпунова. Наведено оцінки часової та просторової обчислювальних складностей. Виділено найбільш затратні з точки зору обчислень складові процедури – розрахунок відстані між основною траєкторією та збуреною. Іл.: 1. Бібліогр.: 7 назв.

УДК 519.7

Статья посвящена вопросам исследования систем с антисипацией. Рассматривается динамика антисипационных систем, которые сводятся к отображению прошлых состояний в будущее в явном виде. Оператор эволюции таких отображений задан оператором Хатчинсона. В метрическом пространстве с метрикой Хаусдорфа проводится моделирование динамических систем с многозначным оператором. В фокусе статьи находится проблематика расчета старшего показателя Ляпунова как численной характеристики, на основе которой можно говорить о присущей системе чувствительности к малым возмущениям, тем самым утверждая, что динамика системы проявляет хаотичность или регулярность. В силу роста вычислений по показательному закону в ходе моделирования системы с антисипацией, обусловленной многозначностью решений, вопросы оценки и минимизации этих вычислений становятся первоочередной прикладной проблемой построения системного подхода в анализе таких систем. По этой же причине прикладные исследования систем этого типа остаются малочисленными, а актуальность их обусловлена широким классом реальных процессов, которые могут быть формально представлены моделями с антисипацией. Последние же, в свою очередь, могут даже более точно отражать природу процесса, который они формализуют, по сравнению с классическими моделями с запаздыванием. Среди них стоит отметить такие процессы, как моделирование транспортного потока, решение конфликтных ситуаций и тому подобное. В работе предложена и подробно описана процедура расчета старшего показателя Ляпунова, адаптированная к системам с многозначными операторами эволюции. Базовая идея процедуры основана на алгоритме Бенеттина для численного расчета старшего показателя Ляпунова. Приведены оценки временной и пространственной вычислительных сложностей. Выделены наиболее затратные с точки зрения вычислений составные процедуры – расчет расстояния между основной траекторией и возмущенной. Ил.: 1. Библиогр.: 7 назв.


            ІНФОРМАЦІЙНІ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ 

УДК 528.9

Систему метеопрогнозу WRF-Україна налаштовано для прогнозування в Україні на детальних сітках як стандартних метеорологічних параметрів, так і агрометеорологічних характеристик, таких, як температура та вологість ґрунту. Модель верифіковано на підставі даних вимірів українських та австрійських метеорологічних та агрометеорологічних станцій. Температура повітря, швидкість і напрям вітру, а також температура ґрунту прогнозуються на рівні кращих світових аналогів. Середньоквадратична похибка прогнозування температури ґрунту на глибині 10 см на основі порівняння з даними українських станцій за весняно-літній період 2018 р. (декадні середні) складає 1,7°С (для прогнозів із завчасністю до 48 год)  та 1,9°С (для прогнозів із завчасністю 48–96 год). Коефіцієнт кореляції складає 0,92. Середньоквадратична похибка прогнозування температури ґрунту на глибині 20 см на основі порівняння з даними щогодинних вимірів австрійських станцій за той самий період складає 2,2 С, коефіцієнт кореляції дорівнює 0,87. Результати прогнозування загального запасу вологи у ґрунті у шарі 0–20 см виявились завищеними у порівнянні з даними українських станцій на 30%. У порівнянні з австрійськими станціями навпаки: результати прогнозування відносної вологості ґрунту на глибині 20 см були заниженими на 20 %. Коефіцієнти кореляції склали відповідно 0,55 та 0,3. Такі похибки пояснюються похибками у прогнозуванні опадів та сильною залежністю вологості ґрунту від локальних географічних умов (ухили площадок тощо), які не можуть бути відтворені при встановленому просторовому дозволі моделі (від 0,05 до 0,1 град). Однією з можливостей покращення прогнозування вологості ґрунту у майбутньому буде підключення автономної версії ґрунтової моделі до системи, її налаштування під локальні умови розташування кожної ділянки і виконання розрахунків із використанням метеорологічних параметрів, прогнозованих системою WRF-Україна. Табл.: 5. Іл.: 5. Бібліогр.: 17 назв.

УДК 528.9

Система метеопрогноза WRF-Украина настроена для прогнозирования в Украине на детальных сетках стандартных метеорологических параметров и агрометеорологических характеристик, таких, как температура и влажность почвы. Модель верифицирована на основании данных измерений украинских и австрийских метеорологических и агрометеорологических станций. Температура воздуха, скорость и направление ветра, а также температура почвы прогнозируются на уровне лучших мировых аналогов. Среднеквадратичная ошибка прогнозов температуры почвы на глубине 10 см на основе сравнения с данными украинских станций за весенне-летний период 2018 г. (декадные средние) составляет 1,7°С  (для прогнозов c заблаговременностью до 48 ч) и 1,9°С (для прогнозов с заблаговременностью 4896 ч). Коэффициент корреляции составляет 0,92. Среднеквадратичная погрешность прогнозов температуры почвы на глубине 20 см на основе сравнения с данными ежечасных измерений австрийских станций составляет 2,2°С, коэффициент корреляции равен 0,87. Результаты прогнозирования суммарного запаса влаги в почве в слое 020 см оказались завышенными по сравнению с данными украинских станций на 30%. Для австрийских станций результаты прогнозирования относительной влажности почвы на глубине 20 см были заниженными на 20%. Коэффициенты корреляции составили 0,55 и 0,3. Такие погрешности объясняются ошибками в прогнозировании осадков и сильной зависимостью влажности почвы от локальных географических условий (уклоны площадок и т.д.), которые не могут быть воспроизведены при установленном пространственном разрешении модели (от 0,05 до 0,1 град). Одной из возможностей улучшения прогнозирования влажности почвы в будущем будет подключение автономной версии почвенной модели к системе, ее настройка под локальные условия расположения каждого участка и выполнение расчетов с использованием метеорологических параметров, прогнозируемых системой WRF-Украина. Табл.: 5. Ил.: 5. Библиогр.: 17 назв. 

УДК 004.9:004.75

Лисецький Ю.М., Саблій Ю.Ю. Гіперконвергентна технологія з відкритим кодом. Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 49–55.

Поява гіперконвергентних інфраструктур є закономірним етапом розвитку ІТ-інфраструктур і наступним логічним кроком від конвергентних. Компанія Red Hat – лідер в області розробки відкритого програмного забезпечення, представила нову технологію рівня підприємства – інтегровану платформу для обчислень і зберігання даних Red Hat Hyperconverged Infrastructure (RHHI) з відкритим кодом. Під терміном «гіперконвергентна інфраструктура» розуміється програмно-визначувана ІТ-інфраструктура, яка включає такі обов'язкові компоненти, як гіпервізор обчислювальної віртуалізації, програмно-визначувані сховище даних і мережа. Технологія RHHI об'єднала в собі Red Hat Virtualization – платформу віртуалізації на основі технології KVM; Red Hat Gluster Storage – масштабовану програмну систему зберігання на основі GlusterFS; Red Hat Enterprise Linux – корпоративну Linux-платформу; Ansible – систему централізованого автоматизованого розгортання і управління конфігураціями без використання програмних агентів. Технологія RHHI орієнтована на віддалені офіси і/або філії, оскільки дозволяє реалізувати практично увесь функціонал ЦОД у місцях з обмеженими ресурсами. На сьогодні гіперконвергентна інфраструктура стала домінуючою апаратною платформою для розміщення приватних хмар, віртуальних робочих місць і середовищ розробки нових додатків. Унікальність технології RHHI полягає в тому, що повністю відкритий код виключає прив'язку до конкретного виробника, а також дозволяє підтримувати високий рівень інновацій, використовуючи переваги  та новітні технології від розробників із відкритим кодом. Таким чином, технологія RHHI може бути рекомендована для застосування в усіх організаціях, які бажають побудувати гнучку інфраструктуру хмарного рівня, не використовуючи для цього публічні ресурси, а розміщуючи устаткування у власних ЦОД. Taбл.: 1. Іл.: 2. Бібліогр.: 4 назв.

УДК 004.9:004.75

Лисецкий Ю.М., Саблий Ю.Ю. Гиперконвергентная технология с открытым кодом. Математические машины и системы. 2019. № 1. С. 49–55.

Появление гиперконвергентных инфраструктур является закономерным этапом развития ИТ-инфраструктур  и  следующим логическим шагом от конвергентных. Компания Red Hat – лидер в области разработки открытого программного обеспечения, представила  новую технологию уровня предприятия – интегрированную платформу для вычислений и хранения данных Red Hat Hyperconverged Infrastructure (RHHI) с открытым кодом. Под термином «гиперконвергентная инфраструктура» понимается программно-определяемая ИТ-инфраструктура,  которая включает в себя такие обязательные компоненты, как гипервизор вычислительной виртуализации, программно-определяемые хранилище данных и сеть. Технология RHHI объединила в себе Red Hat Virtualization –  платформу виртуализации на основе технологии KVM; Red Hat Gluster Storage – масштабируемую программную систему хранения на основе GlusterFS; Red Hat Enterprise Linux – корпоративную Linux-платформу; Ansible – систему централизованного автоматизированного развертывания и управления конфигурациями без использования программных агентов. Технология RHHI ориентирована на удалённые офисы и/или филиалы, так как позволяет реализовать практически весь функционал ЦОД в местах с ограниченными ресурсами. На сегодняшний день гиперконвергентная инфраструктура стала доминирующей аппаратной платформой для размещения частных облаков, виртуальных рабочих мест и сред разработки новых приложений. Уникальность технологии RHHI заключается в том, что полностью открытый код исключает привязку к конкретному производителю, а также позволяет поддерживать высокий уровень инноваций, используя преимущества и новейшие технологии от разработчиков с открытым кодом. Таким образом, технология  RHHI может быть рекомендована  для применения во всех организациях, которые хотят построить гибкую инфраструктуру облачного уровня, не используя для этого публичные ресурсы, а размещая оборудование в собственных ЦОД. Taбл.: 1. Ил.: 2. Библиогр.: 4 назв.


УДК 528.9

Майстренко С.Я., Донцов-Загреба Т.О., Хурцилава К.В., Харчук М.І., Грибков С.В., Ковалець І.В. Інформаційна технологія зберігання та візуалізації даних гідрометеорологічного прогнозування на основі WRF-Україна. Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 56–67.

Запропонована інформаційна технологія зберігання та візуалізації даних гідрометеорологічного та агрометеорологічного прогнозування для сільського господарства. Крім стандартних метеорологічних параметрів, передбачається можливість зберігання та надання за запитами специфічних для даної предметної області розрахункових показників, таких, як температура і вологість ґрунту на різних глибинах та інші. Розглядається можливість інтеграції до системи вимірів мережі наземних синоптичних метеостанцій та даних радіозондування, які проводяться національними  гідрометеослужбами у відповідності з вимогами Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО). Проведено аналіз даних результатів прогнозування та вимірів на предмет вибору середовища розробки веб-системи та архітектури її серверної і клієнтської компонент. Як результат досліджень, визначено набір рекомендацій для створення спеціалізованих веб-систем гідрометеорологічного прогнозування. Для ілюстрації ефективності запропонованої інформаційної технології створено прототипну версію веб-системи з урахуванням вказаних рекомендацій. У статті докладно наводяться можливості прототипної версії системи як щодо набору прогнозних показників і результатів вимірювань метеостанцій та радіозондів, так і візуалізації результатів з метою спрощення проведення аналізу. Дані метеопрогнозів відображаються на цифровій карті та у вигляді графіків зміни динаміки показників за період 108 годин. Для результатів вимірювань метеостанцій та радіозондів період часу для побудови графіків визначається користувачем і обмежений лише наявними в БД даними. Розроблена інформаційна технологія може бути впроваджена для планування сільськогосподарської діяльності та гідрометеорологічного моніторингу в Україні. Загалом стаття може представляти інтерес як для розробників веб-додатків, так і фахівців, відповідальних за гідрометеорологічне прогнозування. Іл.: 14. Бібліогр.: 12 назв. 

УДК 528.9

Майстренко С.Я., Донцов-Загреба Т.О., Хурцилава К.В., Харчук М.И., Грибков С.В., Ковалец И.В. Информационная технология хранения и визуализации данных гидрометеорологического прогнозирования на основе WRF-Украина. Математические машины и системы. 2019. № 1. С. 56–67.

Предложена информационная технология хранения и визуализации данных гидрометеорологического и агрометеорологического прогнозирования для сельского хозяйства. Помимо стандартных метеорологических параметров, предусматривается возможность хранения и предоставления по запросам специфичных для данной предметной области расчетных показателей, таких, как температура и влажность почвы на разных глубинах и другие. Рассматривается возможность интеграции в систему измерений сети наземных синоптических метеостанций и данных радиозондирования, проводимых национальными гидрометеослужбами в соответствии с требованиями ВМО. Проведен анализ данных результатов прогнозирования и измерений на предмет выбора среды разработки веб-системы и архитектуры ее серверной и клиентской компонент. В результате исследований определен набор рекомендаций для создания специализированных веб-систем гидрометеорологического прогнозирования. Для иллюстрации эффективности предложенной информационной технологии создана прототипная версия веб-системы с учетом указанных рекомендаций. В статье подробно приводятся возможности прототипной версии системы как по набору прогнозных показателей и результатов измерений метеостанций и радиозондов, так и визуализации результатов с целью упрощения проведения анализа. Данные метеопрогнозов отображаются на цифровой карте и в виде графиков изменения динамики показателей за период 108 часов. Для результатов измерений метеостанций и радиозондов период времени для построения графиков определяется пользователем и ограничен только имеющимися в БД данными. Разработанная информационная технология может быть внедрена для планирования сельскохозяйственной деятельности и гидрометеорологического мониторинга в Украине. В общем статья может представлять интерес как для разработчиков веб-приложений, так и специалистов, ответственных за гидрометеорологическое прогнозирование. Ил.: 14. Библиогр.: 12 назв.


УДК 004.891.2

Власова Т.М., Коваленко О.Є., Косолапов В.Л. Організаційно-інформаційний сервіс для технології прийняття рішень у ситуаційному центрі шляхом проведення нарад. Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 68–79.

У роботі описується програмний сервіс для автоматизації підготовки матеріалів, формування протоколів та організації нарад у ситуаційних центрах. Одним із ключових етапів ситуаційного управління є формування управлінських рішень, які приймаються індивідуально або шляхом колективних обговорень та схвалення відповідно до правил та регламенту прийняття рішень в організації. Описані принципи організації процедур колективного обговорення завдань ситуаційного управління та як це здійснюється шляхом проведення нарад у ситуаційних центрах. Запропоновані  модель та процедури колективного обговорення завдань ситуаційного управління шляхом проведення нарад у ситуаційних центрах. Модель проектної діяльності дає конкретні рекомендації щодо організації процесів ситуаційного управління на етапах планування, реалізації, моніторингу, управління та контролю. Розроблено моделі та програмні засоби організаційно-інформаційного сервісу IT «Meeting» підтримки прийняття рішень щодо ситуаційного управління. Cервіс IT «Meeting» використовується для забезпечення та обслуговування проведення нарад у ситуаційних центрах і базується на стандартних процедурах ситуаційного управління. Він може бути використаний як для проведення нарад у режимі повнофункціональної конфігурації ситуаційного центру (FullMode), так і в полегшеній конфігурації ситуаційного центру (LightMode), в залежності від архітектури ситуаційного центру та регламенту прийняття рішень. Організаційно-інформаційна технологія підтримки та прийняття рішень при ситуаційному управлінні шляхом проведення нарад у ситуаційних центрах – це синхронізація розробки повнофункціональних та полегшених конфігурацій комп’ютерних систем колективного прийняття рішень для розширення їх функціональності, якості та зручності у використанні. Іл.: 8. Бібліогр.: 14 назв.

УДК 004.891.2

Власова Т.М., Коваленко А.Е., Косолапов В.Л. Организационно-информационный сервис для технологии принятия решений в ситуационном центре путем проведения совещаний. Математические машины и системы. 2019. № 1. С. 68–79.

В работе описывается программный сервис для автоматизации подготовки материалов, формирования протоколов и организации совещаний в ситуационных центрах. Одним из ключевых этапов ситуационного управления является формирование управленческих решений, принимаемых индивидуально или путем коллективных обсуждений и одобрения в соответствии с правилами и регламентом принятия решений в организации. Описаны принципы организации процедур коллективного обсуждения задач ситуационного управления и то, как это осуществляется путем проведения совещаний в ситуационных центрах. Предложены модель и процедуры коллективного обсуждения задач ситуационного управления путем проведения совещаний в ситуационных центрах. Модель проектной деятельности дает конкретные рекомендации по организации процессов ситуационного управления на этапах планирования, реализации, мониторинга, управления и контроля. Разработаны модели и программные средства организационно-информационного сервиса IT «Meeting» поддержки принятия решений при ситуационном управлении. Cервис IT «Meeting» используется для обеспечения и обслуживания совещаний в ситуационных центрах и базируется на стандартных процедурах ситуационного управления. Он может быть использован для проведения совещаний как в режиме полнофункциональной конфигурации ситуационного центра (FullMode), так и в облегченной конфигурации ситуационного центра (LightMode), в зависимости от архитектуры ситуационного центра и регламента принятия решений. Организационно-информационная технология поддержки и принятия решений при ситуационном управлении путем проведения совещаний в ситуационных центрах – это синхронизация разработки полнофункциональных и облегченных конфигураций компьютерных систем коллективного принятия решений для расширения их функциональности, качества и удобства в применении. Ил.: 8. Библиогр.: 14 назв.


УДК 539.16.04

Беженар Р.В. Реконструкція забруднення Чорного моря радіоактивним 137Cs у період з 1945 по 2020 роки за допомогою камерної моделі
POSEIDON-R.
 Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 80–93.

Камерна модель POSEIDON-R була застосована для довгострокового моделювання забруднення Чорного моря радіоактивним цезієм 137Cs. Враховувалися джерела 137Cs до та після аварії на ЧАЕС. Змив радіонукліду з водою річок Дніпра і Дунаю для періодів часу, коли відсутні дані вимірювань, оцінювався на основі узагальненої моделі річкового стоку. Порівняння результатів розрахунків із вимірами показало, що модель відтворює розподіл радіоактивності у поверхневому шарі води в різні моменти часу та її перенос у глибоководні області. Також отримане узгодження результатів моделювання з вимірами для донних відкладень і різних видів риби. Показано, що врахування впливу концентрації конкуруючих іонів калію K+ на засвоєння цезію морськими організмами дозволяє отримати краще співпадіння результатів моделювання з вимірами як для нехижих, так і для хижих видів риби у Дніпро-Бузькому лимані. Отримана динаміка зміни концентрації 137Cs у пелагічній рибі дуже схожа з відповідною динамікою в поверхневому шарі води Чорного моря, що свідчить про стан, близький до рівноважного. У зв’язку з цим були визначені концентраційні фактори для нехижої (81 л/кг) і для хижої (95 л/кг) риби. В роботі здійснені оцінки вмісту 137Cs у Чорному морі на основі результатів моделювання. Згідно з ними, вміст 137Cs у донних відкладеннях не перевищує 3% його вмісту у воді, що пов’язано з дуже повільним проникненням забруднення у глибинні шари Чорного моря з наступним осіданням на дно. Найбільший внесок у зниження радіаційного забруднення поверхневого шару Чорного моря дають проникнення радіонуклідів у глибинні шари моря та радіаційний розпад. Згідно з результатами моделювання, зниження концентрації 137Cs у 2 рази в поверхневому шарі Чорного моря відбувається за 13 років, а в цілому морі – за 25 років. Taбл.: 1. Іл.: 10. Бібліогр.: 29 назв.

УДК 539.16.04

Беженар Р.В. Реконструкция загрязнения Черного моря радиоактивным 137Cs в период с 1945 по 2020 годы с помощью камерной модели
POSEIDON-R.
 Математические машины и системы. 2019. № 1. С. 80–93.

Камерная модель POSEIDON-R была применена для долгосрочного моделирования загрязнения Черного моря радиоактивным цезием 137Cs. Учитывались источники 137Cs до и после аварии на ЧАЭС. Смыв радионуклида с водой рек Днепра и Дуная для периодов времени, когда отсутствуют данные измерений, оценивался на основе обобщенной модели речного стока. Сравнение результатов расчетов с измерениями показало, что модель воспроизводит распределение радиоактивности в поверхностном слое воды в разные моменты времени и ее перенос в глубоководные области. Также получено согласование результатов моделирования с измерениями для донных отложений и разных видов рыбы. Показано, что при учете влияния концентрации конкурирующих ионов калия K+ на усвоение цезия морскими организмами достигается лучшее совпадение результатов моделирования с измерениями как для нехищных, так и для хищных видов рыбы в Днепро-Бугском лимане. Полученная динамика изменения концентрации 137Cs в пелагической рыбе очень похожа на соответствующую динамику в поверхностном слое воды Черного моря, что свидетельствует о состоянии, близком к равновесному. В связи с этим были определены концентрационные факторы для нехищной (81 л/кг) и для хищной (95 л/кг) рыбы. В работе проведены оценки содержания 137Cs в Черном море на основе результатов моделирования. Согласно с ними, содержание 137Cs в донных отложениях не превышает 3% от его содержания в воде, что связано с очень медленным проникновением загрязнения в глубинные слои Черного моря с последующим осаждением на дно. Наибольший вклад в снижение радиационного загрязнения поверхностного слоя Черного моря дают проникновение радионуклидов в глубинные слои моря и радиационный распад. Согласно результатам моделирования, снижение концентрации 137Cs в 2 раза в поверхностном слое Черного моря происходит за 13 лет, а в целом море – за 25 лет. Taбл.: 1. Ил.: 10. Библиогр.: 29 назв.


УДК 004.942

Чесановський М.С., Шекета В.І., Потеряйло Л.О. Формально-метричні аспекти кейс-базованих реалізацій при вирішенні технологічних проблем буріння. Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 94–106.

Означено сутність застосування кейс-базованих міркувань при вирішенні технологічних проблем процесу буріння, що в кінцевому підсумку дозволяє всі описані операції фактично звести до оперування із значеннями, представленими в формі сутностей з накладеними обмеженнями, які можуть бути стратифіковані як за кількістю, так і якістю виконаних представлень для введених технологічних параметрів. Таким чином, кейс-базовані міркування (розмірковування на основі прецедентів) застосовано як одну з ефективних методологій побудови знання-орієнтованих систем, де центральним елементом є минулий експертний досвід у формі кейсів (прецедентів). Із системної точки зору важливо, що чим більше буде таких кейсів, тим вища якість машинних міркувань, що очікувано повинні привести до рішення проблеми, де вже існуючі кейси в базі служать для уточнення проектованого рішення та дозволяють ефективну адаптацію вже існуючих результатів у формі кортежів значень технологічних параметрів до певних заданих початкових умов у формі накладених систем обмежень, де рішення вважається правильним, якщо воно задовольняє накладену систему обмежень. Описано процес формування простору рішень для виділених технологічних проблем із накладеними обмеженнями. Процес видобування кейсів базується на добре обґрунтованих відношеннях між індексованими сутностями, що описуються відповідними формальними семантиками обчислюваних відповідей. З даною метою виконано аналіз впливаючих моделей на проектований простір рішення технологічної проблеми в контексті представленого ймовірнісного підходу до кейс-базованого виведення, що є суттєвим розширенням випадку статистичних розмірковувань, оскільки в такому розширенні експертні оцінки в формі коефіцієнтів впевненостей оперуються відповідно до відношення схожості на множині гомогенізованих представлень предметної області. Табл.: 2. Іл.: 1. Бібліогр.: 11 назв.

УДК 004.942

Чесановский Н.С., Шекета В.И., Потеряйло Л.А. Формально-метрические аспекты кейс-основанных реализаций при решении технологических проблем бурения. Математические машины и системы. 2019. № 1. С. 94–106.

Раскрыта сущность применения кейс-основанных размышлений при решении технологических проблем процесса бурения, что в конечном итоге позволяет все описанные операции фактически свести к оперированию со значениями, представленными в форме сущностей с наложенными ограничениями, которые могут быть стратифицированы как по количеству, так и по качеству выполненных представлений для введенных технологических параметров. Таким образом, кейс-основанные рассуждения (рассуждения на основе прецедентов) применены как одна из эффективных методологий построения знание-ориентированных систем, где центральным элементом является прошлый экспертный опыт в форме кейсов (прецедентов). С системной точки зрения важно, что чем больше таких кейсов, тем выше качество машинных размышлений, которые ожидаемо должны привести к решению проблемы, где уже существующие кейсы в базе служат для уточнения проектируемого решения и позволяют эффективную адаптацию уже существующих результатов в форме кортежей значений технологических параметров в определенных заданных начальных условиях в форме наложенных систем ограничений, где решение считается правильным, если оно удовлетворяет наложенную систему ограничений. Описан процесс формирования пространства решений для выделенных технологических проблем с наложенными ограничениями. Процесс добычи кейсов базируется на хорошо обоснованных отношениях между индексированными сущностями, которые описываются соответствующими формальными семантиками вычисляемых результатов. С данной целью выполнен анализ влияющих моделей на проектируемое пространство решений технологической проблемы в контексте представленного вероятностного подхода кейс-базирующегося вывода, что является существенным расширением случая статистических рассуждений, поскольку в таком расширении экспертные оценки в форме коэффициентов уверенности оперируются в соответствии с отношением сходства на множестве гомогенизированных представлений предметной области. Табл.: 2. Ил.: 1. Библиогр.: 11 назв.


                           МОДЕЛЮВАННЯ І УПРАВЛІННЯ 

 УДК 519.769

У статті пропонується методика конструктивної оцінки ефективності діяльності університетів із залученням безлічі критеріїв, скоригованих під регіональну специфіку. Дана безліч складається з 18 критеріїв і розбита на три розділи за ключовими показниками: «Потенціал», «Активність і якість освіти», «Міжнародне визнання». Деякі з них обчислюються як частки об'єктів або результатів діяльності університету певної якості щодо загального їх числа або обсягу. Інші показники носять виключно якісний характер, наприклад, такі як привабливість серед абітурієнтів та/або репутація серед роботодавців. Ряд показників є розрахунковими за тими чи іншими схемами, як, наприклад, рівень участі університету в міжнародних програмах. Інші представляють собою абсолютні значення вимірювань. Запропонована методика враховує той факт, що різні показники діяльності університетів мають різні ваги у визначенні їх рейтингу, а їх пріоритети повинні змінюватися в залежності від специфіки університету, його розміру, віку та ряду інших характеристик. У результаті такого аналізу проводиться не тільки ранжування університетів, але й намічається механізм його поступального розвитку. Виходячи з цих міркувань, у рамках зазначеної методики пропонується підхід до багатокритеріальної оцінки освітніх послуг і ранжування університетів, заснований на комбінованому застосуванні експертних оцінок і нейромережевого моделювання. Отримані на основі експертних висновків знання як зовнішнє ставлення до зважених сумарних оцінок університетів компілюються в ефективні внутрішні уявлення про них у логічному базисі тришарової feedforward нейронної мережі. Табл.: 7. Іл.: 4. Бібліогр.: 6 назв. 

УДК 519.769

В статье предлагается методика конструктивной оценки эффективности деятельности университетов с привлечением множества критериев, скорректированных под региональную специфику. Данное множество состоит из 18 критериев и разбито на три раздела по ключевым показателям: «Потенциал», «Активность и качество образования», «Международное признание». Некоторые из них вычисляются как доли объектов или результатов деятельности университета определённого качества относительно общего их числа или объёма. Другие показатели носят исключительно качественный характер, например, такие как привлекательность среди абитуриентов и/или репутация среди работодателей. Ряд показателей являются расчётными по тем или иным схемам, как, например, уровень участия университета в международных программах. Остальные представляют собой абсолютные значения измерений. Предлагаемая методика учитывает тот факт, что различные показатели деятельности университетов имеют разный вес в определении их рейтинга, а их приоритеты должны меняться в зависимости от специфики университета, его размера, возраста и ряда других характеристик. В результате подобного анализа производится не только ранжирование университетов, но и намечается механизм его поступательного развития. Исходя из этих соображений, в рамках указанной методики предлагается подход к многокритериальной оценке образовательных услуг и ранжированию университетов, основанный на комбинированном применении экспертных оценок и нейросетевого моделирования. Полученные на основе экспертных заключений знания как внешние представления о взвешенных суммарных оценках университетов компилируются в эффективные внутренние представления о них в логическом базисе трёхслойной feedforward нейронной сети. Табл.: 7. Ил.: 4. Библиогр.: 6 назв.


УДК 004.94:519.876.5

Моделювання трафіка є важливим аспектом при прийнятті нових стратегій керування дорожнім рухом, а також вдосконаленні вже існуючих стратегій. У статті наведено порівняльний аналіз програмних засобів для моделювання транспортного руху. Існують програмні засоби, які дозволяють проводити моделювання дорожнього руху, проте на мікрорівні вони недостатньо реалістично моделюють взаємодію транспортних засобів та рельєф дороги. Більшість таких програмних продуктів використовують математичні моделі, які описують рух транспортних засобів. Ці моделі часто базуються на динаміці рідини і є однаковими для кожного виду транспорту. Проте вони не задовольняють сучасним потребам моделювання дорожнього руху як складного комплексу засобів управління та учасників дорожнього руху. Програмні засоби, які з’явились останнім часом, можуть відтворювати фізичну взаємодію об’єктів різного типу з урахуванням їх форми, ваги, якості поверхні, що надзвичайно важливо при дослідженні транспортного руху на основі моделей. У даній статті розглянуто використання Unity3D як нового засобу для моделювання дорожнього руху у тривимірному представленні. Unity3D має великий набір вбудованих інструментів для відтворення механіки руху транспортних засобів, навколишнього середовища, а також можливість розробки власних механік та скриптів на основі мови C#. Розроблено алгоритм імітації керування транспортними засобами, який приймає рішення на основі інформації про сигнали регулювання, відстань до найближчих транспортних засобів та перешкод для руху, погодні умови, якість дорожнього покриття. Це надає можливість представити рух транспортного засобу найбільш точно до реальних умов. Табл.: 1. Іл.: 3. Бібліогр.: 10 назв.

УДК 004.94:519.876.5

Моделирование трафика является важным аспектом при принятии новых стратегий управления дорожным движением, а также при совершенствовании уже существующих стратегий. В статье приведен сравнительный анализ программных средств для моделирования транспортного движения. Существуют программные средства, которые позволяют проводить моделирование дорожного движения, однако на микроуровне они недостаточно реалистично моделируют взаимодействие транспортных средств и рельеф дороги. Большинство таких программных продуктов используют математические модели, описывающие движение транспортных средств. Эти модели часто базируются на динамике жидкости и являются одинаковыми для каждого вида транспорта. Однако они не удовлетворяют современным потребностям моделирования дорожного движения как сложного комплекса средств управления и участников дорожного движения. Программные средства, которые появились в последнее время, могут воспроизводить физическое взаимодействие объектов различного типа с учетом их формы, веса, качества поверхности, что чрезвычайно важно при исследовании транспортного движения на основе моделей. В данной статье рассмотрено использование Unity3D как нового средства для моделирования дорожного движения в трехмерном представлении. Unity3D имеет большой набор встроенных инструментов для воспроизведения механики движения транспортных средств, окружающей среды, а также возможность разработки собственных механик и скриптов на основе языка C#. Разработан алгоритм имитации управления транспортными средствами, который принимает решения на основе информации о сигналах регулирования, расстояние до ближайших транспортных средств и препятствий для движения, погодные условия, качество дорожного покрытия. Это дает возможность представить движение транспортного средства наиболее точно к реальным условиям. Табл.: 1. Ил.: 3. Библиогр.: 10 назв.


УДК 519.248:159.9

У роботі досліджено методи статистичного аналізу психологічних профілів, отриманих на підставі проведення психологічних тестів для 800 військовослужбовців. Для тестування було застосовано батарею з восьми відомих тестів, а саме: 4 тести Гілфорда, тест «виключення понять», «переплутані лінії», «компаси», тест Ксенофонтової. Статистичний аналіз побудовано на підставі визначення психологічних показників за методами IRT. На підставі застосування відповідних статистичних критеріїв  було обрано такі математичні моделі тестів: модель Раша, а також 1 PL, 2 PL і 3 PL-моделі. Для комп’ютерної обробки застосовано мову R, а саме, пакет ltm. Розраховано латентні параметри як респондентів, так і відповідних індикаторів (запитань тесту). Основну увагу було приділено аналізу психологічних показників, а саме: побудові психологічних профілів  та ранжуванню респондентів за цими профілями. Для ранжування респондентів застосовано як відомий інтегральний лінійний показник, так і сучасні методи багатокритеріальної оптимізації TOPSIS та VIKOR з певними  ваговими коефіцієнтами. За допомогою підбору експертами відповідних вагових коефіцієнтів можна виділити ті риси  психологічного стану людини, які відповідають певним цілям. Було використано функції VIKOR, TOPSISLinear (скалярна процедура нормалізації), TOPSISVector (векторна процедура нормалізації) з пакета MCDM.  Розглянуто приклади, в яких задано різні набори вагових коефіцієнтів.  Проаналізовано результати ранжування за інтегральним показником та методами TOPSIS та VIKOR. Отримані результати у цілому співпадають, але результати, отримані методами багатокритеріальної оптимізації, є більш узгодженими, а, отже, і більш достовірними. Табл.: 4. Бібліогр.: 15 назв. 

УДК 519.248:159.9

В работе исследованы методы статистического анализа психологических профилей, полученных на основании проведения психологических тестов для 800 военнослужащих. Для тестирования была применена батарея из восьми известных тестов, а именно: 4 теста Гилфорда, тест «исключения понятий», «перепутанные линии», «компасы», тест Ксенофонтовой. Статистический анализ построен на основании определения психологических показателей методами IRT. На основании применения соответствующих   статистических критериев были отобраны следующие математические модели тестов:  модель Раша, а также 1 PL, 2 PL и 3 PL-модели. Для компьютерной обработки применен язык R, а именно, пакет ltm. Рассчитаны латентные параметры как респондентов, так и соответствующих индикаторов (вопросов теста). Основное внимание было уделено анализу психологических показателей, а именно: построению психологических профилей и ранжированию респондентов по этим профилям. Для ранжирования респондентов применены как известный интегральный линейный показатель, так и современные методы многокритериальной оптимизации TOPSIS и VIKOR с определенными весовыми коэффициентами. С помощью подбора экспертами соответствующих весовых коэффициентов можно выделить те черты психологического состояния человека, которые отвечают определенным целям. Были использованы функции VIKOR, TOPSISLinear (скалярная процедура нормализации), TOPSISVector (векторная процедура нормализации) из пакета MCDM. Рассмотрены примеры, в которых заданы разные наборы весовых коэффициентов. Проанализированы результаты ранжирования по интегральному показателю и методами TOPSIS и VIKOR. Полученные результаты в целом совпадают, но результаты, полученные методами многокритериальной оптимизации, являются более согласованными, а, следовательно, и более достоверными. Табл.: 4. Библиогр.: 15 назв.



УДК 528.06


У даній статті описується новий підхід класифікування гіперспектральних космічних зображень, який використовує поняття моделі векторного простору та векторних функцій подібності, таких як міра Серенсена-Дайса, косинусна міра подібності, м’яка косинусна міра подібності, міра Жаккара, міра перекриття та асиметрична міра. Було показано, що косинусна міра подібності – це міра кута між двома ненульовими -вимірними векторами, які представляють обєкти у -вимірному просторі. Також наголошувалося на тому, що м’яка косинусна міра подібності – це міра м’якої подібності між двома векторами, тобто ця міра виражає подібність між парами характеристик векторів. Для обчислення м’якої косинусної міри використовується матриця подібності характеристик. На відміну від звичайної косинусної міри подібності, яка розглядає характеристики векторного простору як повністю незалежні, м’яка косинусна міра враховує подібність характеристик векторного простору, що дозволяє узагальнити поняття косинусної міри подібності. Також було розглянуто коефіцієнт Жаккара, який виражає подібність між скінченними множинами та дорівнює відношенню кількості елементів перетину множин до кількості елементів їхнього об’єднання. У статті описаний коефіцієнт Серенсена-Дайса, який був незалежно відкритий двома науковцями: Товардом Серенсеном та Дайсом Лі Раймондом. Було показано, що коефіцієнт перекриття вимірює перекриття двох скінченних множин та визначається як відношення кількості елементів перетину двох множин до кількості елементів тієї множини, яка є меншою. Було зауважено, що асиметрична міра подібності виражає операції, пов’язані із включенням векторів. У статті були проаналізовані основні властивості та характеристики даних векторних функцій подібності. Також було розглянуто приклад обчислення мір подібності для двох векторів. Запропоновані  векторні функції подібності можуть бути використані в задачах інформаційного пошуку, при вирішенні різноманітних екологічних задач та при класифікуванні гіперспектральних космічних зображень. Бібліогр.: 22 назв. 

УДК 528.06

В данной статье описывается новый подход к классификации гиперспектральных космических изображений, который использует понятие модели векторного пространства и векторных функций подобия, таких как мера Серенсена-Дайса, косинусная мера подобия, мягкая косинусная мера подобия, мера Жаккара, мера перекрытия и ассиметричная мера. Было показано, что косинусная мера подобия – это мера угла между двумя ненулевыми -мерными векторами, которые представляют объекты в -мерном пространстве. Также акцентировалось на том, что мягкая косинусная мера подобия – это мера мягкого подобия между двумя векторами, то есть эта мера выражает подобие между парами характеристик векторов. Для вычисления мягкой косинусной меры используется матрица подобия характеристик. В отличие от обычной косинусной меры подобия, которая рассматривает характеристики векторного пространства как полностью независимые, мягкая косинусная мера учитывает подобие характеристик векторного пространства, что позволяет обобщить косинусную меру подобия. Также был рассмотрен коэффициент Жаккара, который выражает подобие между конечными множествами и равен отношению количества элементов пересечения множеств к количеству элементов их объединения. В статье был описан коэффициент Серенсена-Дайса, который независимо был открыт двумя учеными: Товардом Серенсеном и Дайсом Ли Раймондом. Было показано, что коэффициент перекрытия измеряет перекрытие двух конечных множеств и определяется как отношение количества элементов пересечения двух множеств к количеству элементов того множества, которое является меньшим. Было замечено, что ассиметричная мера подобия выражает операции, связанные с включением векторов. В статье были проанализированы основные свойства и характеристики данных векторных функций подобия. Также был рассмотрен пример вычисления мер подобия для двух векторов. Предложенные векторные функции подобия могут быть использованы в задачах информационного поиска, при решении различных экологических задач и при классификации гиперспектральных космических изображений. Библиогр.: 22   назв.


       ЯКІСТЬ, НАДІЙНІСТЬ І СЕРТИФІКАЦІЯ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ І ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 

УДК 621.3.019.3

Стаття присвячена питанням інжинірингу відмовостійких мікроконтролерів і мікроконтролерних систем. Мета досліджень – це розробка концептуальних підходів до реалізації типових двохканальних дубльованих вузлів на базі програмованих мікроконтролерів і створення на їх основі відмовостійких систем із конвеєрною обробкою даних, поблоковим резервуванням і здатністю до реконфігурації. За оцінками різних дослідників, простій комп'ютерних систем (КС) обходиться американському бізнесу в мільярди доларів (близько сотні тисяч доларів за годину простою). Ось чому технології, що підвищують надійність роботи КС, так цікаві компаніям, що працюють в області критичних інфраструктур і технологій. У роботі наведено короткий опис технічних засобів, що входять до складу сучасних мікроконтролерів (МК), розглянуті питання підвищення надійності МК шляхом побудови типових дубльованих вузлів. Наводиться зарубіжний досвід створення дубльованих МК і створення на їх основі дубльованих мікроконтролерних систем. Оскільки технічні рішення щодо створення резервованих систем на основі мікроконтролерів зі зрозумілих причин розробники не афішують, то в роботі запропоновано декілька авторських варіантів вирішення завдань щодо дублювання МК, сформульованих у результаті обговорення проблеми в мережі Інтернет. На основі дубльованих вузлів пропонується будувати дубльовані системи з конвеєрною обробкою даних, виконані у вигляді квазімостікової структури (КМС). Якщо така структура є еквівалентною заміною за функціональними можливостями дубльованого вузла, що складається, наприклад, із двох промислових комп’ютерів, то в цьому випадку досягаються додаткові переваги, властиві МК і КМС. Іл.: 5. Бібліогр.: 8 назв. 

УДК 621.3.019.3

Статья посвящена вопросам инжиниринга отказоустойчивых микроконтроллеров и микроконтроллерных систем. Целью исследований является разработка концептуальных подходов к реализации типовых двухканальных дублированных узлов на базе программируемых микроконтроллеров и созданию на их основе отказоустойчивых систем с конвейерной обработкой данных, поблочным резервированием и способностью к реконфигурации. По оценкам различных исследователей, простой компьютерных систем (КС) обходится американскому бизнесу в миллиарды долларов (порядка сотни тысяч долларов за час простоя). Вот почему технологии, повышающие надежность работы КС, так интересны компаниям, работающим в области критических инфраструктур и технологий. В работе приведено краткое описание технических средств, входящих в состав современных микроконтроллеров (МК), рассмотрены вопросы повышения надежности МК путем построения типовых дублированных узлов. Приводится зарубежный опыт создания дублированных МК и создания на их основе дублированных микроконтроллерных систем. Поскольку технические решения по созданию резервированных систем на основе микроконтроллеров по понятным причинам разработчики не афишируют, то в работе предложено несколько авторских вариантов решения задач по дублированию МК, сформулированных в результате обсуждения проблемы в сети Интернет. На основе дублированных узлов предлагается строить дублированные системы с конвейерной обработкой данных, выполненные в виде квазимостиковой структуры (КМС). Если такая структура является эквивалентной заменой по функциональным возможностям дублированного узла, состоящего, например, из двух промышленных компьютеров, то в этом случае достигаются дополнительные преимущества, свойственные МК и КМС. Ил.: 5. Библиогр.: 8 назв.


УДК 004.9:004.03

Проаналізовано світовий досвід і підходи щодо організації моніторингу та попередження надзвичайних ситуацій на прикладі країн-членів Європейського Союзу, в яких діяльність щодо охорони довкілля почалася ще у 1972 році ухваленням кількох послідовних програм дій, заснованих на вертикальному та галузевому підходах до розв’язання екологічних проблем. Доведено, що питання моніторингу безпеки є актуальними в усьому світі, де практично в усіх провідних країнах із метою запобігання несприятливим і небезпечним природним явищам та процесам, а також техногенним катастрофам, для збору даних, їх обробки й узагальнення, прийняття управлінських рішень, видачі сигналів оповіщення й команд на відповідні дії розроблено та створено системи моніторингу і прогнозування надзвичайних ситуацій. Характерною особливістю функціонування цих систем є наявність потужної космічної та авіаційної складової з можливостями дистанційного зондування Землі, а визначення та аналіз загроз і ризиків, оцінка та побудова матриці ризиків, розробка можливих сценаріїв їх реалізації, заходи з управління ризиками і їх регулярні перегляди є основними компонентами політики запобігання на всіх рівнях управління. Проведено огляд заходів, які здійснюються ООН у рамках виконання Сендайської рамкової програми зі зниження ризику катастроф на 2015–2030 рр., зокрема, створення і впровадження системи онлайн моніторингу, що дає змогу відстежувати тенденції та проводити порівняння по регіонах, країнах відповідно до цілей і показників програми. На прикладі європейської інформаційно-моніторингової системи Copernicus проведено аналіз підходу Європейського Союзу до моніторингу та прогнозування надзвичайних ситуацій. Визначено необхідність створення сучасної системи моніторингу та прогнозування надзвичайних ситуацій в Україні, яка б могла бути інтегрованою з системою Copernicus, а також вказано на доцільність створення національної платформи зниження ризиків катастроф як ефективного механізму, що дасть змогу істотно підвищити рівень захисту населення і довкілля. Іл.: 8. Бібліогр.: 23 назв. 

УДК 004.9:004.03

Проанализированы международный опыт и подходы к организации мониторинга и предупреждения чрезвычайных ситуаций государств-членов Европейского союза, где деятельность в природоохранной сфере началась в 1972 году с утверждения нескольких последовательных программ действий, основанных на вертикальных и секторальных подходах к решению экологических проблем. Доказано, что вопрос мониторинга безопасности актуален во всем мире, где практически всеми ведущими странами для предотвращения неблагоприятных и опасных природных явлений и процессов, а также антропогенных катастроф, для сбора данных, обработки и обобщения, принятия управленческих решений, выдачи сигналов для оповещения и команд на соответствующие действия разработаны системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций. Характерной особенностью функционирования этих систем является наличие мощной космической и авиационной составляющей дистанционного зондирования Земли, а определение и анализ угроз и рисков, оценка и построение матрицы рисков, разработка возможных сценариев их реализации, меры по управлению рисками и их регулярный пересмотр являются основными компонентами политики предотвращения на всех уровнях управления. Проведен обзор деятельности Организации Объединенных Наций, которая осуществляется в рамках Сендайской рамочной программы для уменьшения опасности стихийных бедствий на 2015-2030 годы, в частности, создание и внедрение интерактивной системы мониторинга, которая позволяет отслеживать тенденции и проводить сравнение по регионам, странам в соответствии с целями и показателями программы. На примере европейской информационно-мониторинговой системы Copernicus проведен анализ подхода Европейского Союза к мониторингу и прогнозированию чрезвычайных ситуаций. Определена необходимость построения современной системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций в Украине, которая могла бы быть интегрирована с системой Copernicus, а также указано на целесообразность создания национальной платформы для снижения рисков стихийных бедствий как эффективного механизма, который позволит значительно повысить уровень защиты населения и окружающей среды. Іл.: 8. Бібліогр.: 23 назв.


УДК 681.323

Системи високої готовності повинні забезпечувати мінімальний час простою. Вплив розрядів статичної електрики на мікропроцесорну систему високої готовності може викликати відмову. За результатами авторського контролю мікропроцесорних систем, в умовах тривалої безперервної їх експлуатації на більш ніж п'ятистах об'єктах країни, спостерігалась відмова, яка мала ознаки усувної відмови. Експериментально встановлено, що перезапуск мікроконтролера мікропроцесорної системи по входу скидання гарантовано не виводить його зі стану зависання. Високий ступінь мікромініатюризації компонентів кристала мікроконтролера тягне за собою підвищення чутливості до впливу електростатичних розрядів. Наведено дані щодо відносної чутливості до впливу електростатичних розрядів на напівпровідникові елементи різних структур під впливом статичної електрики на базові елементи структури мікроконтролера. У лабораторних умовах проведено моделювання аналогічних відмов мікропроцесорних плат друкованого монтажу систем при впливі електростатичних розрядів, що створюються штучно. Для моделювання впливу розрядів на електронні компоненти передбачалося використання моделі тіла людини, машинної моделі та моделі з зарядженим приладом при повітряному і контактному розрядах. У лабораторних умовах ефект зависання мікроконтролера проявився як при контактному, так і при повітряному розряді в рамках перших двох моделей. За результатами моделювання був запропонований метод відновлення працездатності систем шляхом перезапуску щодо живлення в автоматичному режимі. Ефективність цього методу підтверджена результатами експлуатації близько п'ятисот систем, в яких відновлення працездатності після зависання внаслідок впливу електростатичних розрядів, що не перевищують поріг руйнування, виконувалося автоматично. Табл.: 1. Іл.: 6. Бібліогр.: 13 назв.

УДК 681.323

Системы высокой готовности должны обеспечивать минимальное время простоя. Воздействие разрядов статического электричества на микропроцессорную  систему высокой готовности может вызвать отказ. По результатам авторского контроля микропроцессорных систем, в условиях длительной непрерывной их эксплуатации на более чем пятистах объектах страны, наблюдался отказ, который имел признаки устранимого отказа. Экспериментально установлено, что перезапуск микроконтроллера микропроцессорной системы по входу сброса  гарантированно не выводит его из состояния зависания. Высокая степень микроминиатюризации  компонентов кристалла микроконтроллера влечет за собой повышение чувствительности к воздействию электростатических разрядов. Приведены данные по относительной чувствительности к воздействию электростатических разрядов на полупроводниковые элементы различных структур под влиянием статического электричества на базовые элементы структуры микроконтроллера. В лабораторных условиях проведено моделирование аналогичных отказов микропроцессорных плат печатного монтажа систем при воздействии электростатических разрядов, создаваемых искусственно. Для моделирования воздействия разрядов на электронные компоненты предполагалось использование модели тела человека, машинной модели и модели с заряженным прибором при воздушном и контактном разрядах. В лабораторных условиях эффект зависания микроконтроллера  проявился как при контактном, так и при воздушном разряде в рамках первых двух моделей. По результатам моделирования был предложен метод восстановления работоспособности систем путем перезапуска по питанию в автоматическом режиме. Эффективность этого метода подтверждена результатами эксплуатации около пятиста систем, в которых восстановление работоспособности после зависания вследствие воздействия электростатических разрядов, не превышающих порог разрушения, выполнялось автоматически. Табл.: 1. Ил.: 6. Библиогр.: 13 назв.


УДК 004.02:004.04

Останнім часом урядом прийнято достатньо велику кількість документів законодавчого рівня з напряму регулювання безпеки в усіх сферах діяльності відповідно до концепції ризик-орієнтованого підходу. Але при цьому спостерігається однобокість урядових рішень, яка проявляється перш за все у рекомендованих методах оцінки ризику, способах контролю (моніторингу) рівня ризику та пов’язаних з цим одиниць виміру ризику. Перевага віддається якісним методам оцінок ризику та інспекційним перевіркам об’єктів із використанням бальної шкали виміру ризику. З цього слідує небезпечна тенденція спрощеного підходу до важливого питання, гальмування впровадження сучасних ринкових методів управління, які базуються на кількісних оцінках ризику на основі моделювання, відповідного страхування ризику та декларування. Як свідчить досвід, тільки ці методи приводять до успіху самоврядування, зменшення державного тиску на бізнес та зближення з нормативним полем європейських країн. У статті аналізуються допущені системні помилки та пропонуються шляхи їх виправлення. Отже, стаття є дуже актуальною. Оскільки ІПММС постановою НАНУ визнано головною науковою організацією з наукового супроводу цієї важливої державної тематики, слід зробити відповідні роз’яснення. У статті обґрунтовано вибір одиниці виміру ризику на основі визначення відповідно до теорії розмірності та існуючої практики у небезпечних галузях виробництва, загальний алгоритм оцінки ризику на основі моделювання з можливістю оцінки людського чинника. Зроблена оцінка невизначеності за якісними та кількісними методами оцінок ризику, розглянуто алгоритм відбору подій, факторів та обставин, які потрібно враховувати в моделях оцінок ризику. Іл.: 1. Бібліогр.: 18 назв. 

УДК 004.02:004.04

В последнее время правительством принято достаточно большое количество документов законодательного уровня в направлении регулирования безопасности во всех сферах деятельности в соответствии с концепцией риск-ориентированного подхода. Но при этом наблюдается однобокость правительственных решений, которая проявляется в первую очередь в рекомендованных методах оценки риска, способах контроля (мониторинга) уровня риска и связанных с этим единиц измерения риска. Предпочтение отдается качественным методам оценок риска и инспекционным проверкам объектов с использованием балльной шкалы измерения риска. Из этого следует опасная тенденция упрощенного подхода к важному вопросу, торможение внедрения современных рыночных методов управления, которые основаны на количественных оценках риска на основе моделирования, соответствующего страхования риска и декларирования. Как свидетельствует опыт, только эти методы приводят к успеху самоуправления, уменьшению государственного давления на бизнес и сближению с нормативным полем европейских стран. В статье анализируются допущенные системные ошибки и предлагаются пути их исправления, поэтому статья является очень актуальной. Поскольку ИПММС постановлением НАНУ признан главной научной организацией по научному сопровождению этой важной государственной тематики, следует провести соответствующие разъяснения. В статье обоснован выбор единицы измерения риска на основе определения в соответствии с теорией размерности и существующей практики в опасных отраслях производства, общий алгоритм оценки риска на основе моделирования с возможностью оценки человеческого фактора. Проведена оценка неопределенности качественных и количественных методов оценок риска, рассмотрен алгоритм отбора событий, факторов и обстоятельств, которые необходимо учитывать в моделях оценок риска. Ил.: 1. Библиогр.: 18 назв.


УДК 621.3.019.3

Одним із методів підвищення рівня гарантоздатності комп'ютерних систем є метод багатоверсійного програмування. Ця концепція була запропонована Лімінгом Ченом і Альгірдасом Авіженісом у вигляді основної гіпотези про те, що «незалежні зусилля при розробці програмного забезпечення значно зменшать імовірність ідентичних збоїв, що виникають у двох або більше версіях програми». Метою багатоверсійного програмування є підвищення надійності роботи програмного забезпечення за рахунок локалізації помилок проектування. Ефективність багатоверсійної системи залежить від різноманітності варіацій на етапах утворення груп виконавців, використання різних алгоритмів, засобів проектування та випробувань. Багатоверсійне програмне забезпечення визначається, як незалежно розроблені дві або більше функціонально еквівалентні програми, написані з однієї початкової специфікації. Різні версії програм мають усе необхідне для їх одночасного виконання і при цьому взаємодіють одна з одною на етапах порівняння результатів. Дослідження припускають, що незалежна розробка програмного забезпечення і подальше впровадження методів диверсності приведуть до створення версій, які містять суттєво різні помилки, що не приводять до відмов на етапах порівняння. Таким чином, якщо більшість версій видасть однакові значення, цей загальний результат, імовірно, буде вірним. Також слід звернути увагу на проектування багатоверсійної системи як системи з декількома видами версійної надлишковості на всіх етапах її життєвого циклу. Це дозволить диверсифікувати систему не тільки на етапі розробки, але й на попередніх етапах проектування системи. Незважаючи на те, що були проведені дослідження, які ставлять під сумнів актуальність багатоверсійного проектування, ряд дослідницьких груп підтвердили значно вищу коректність обчислень, яких здатні досягти багатоверсійні системи у порівнянні зі звичайними системами. Іл.: 1. Бібліогр.: 9 назв.

УДК 621.3.019.3

Одним из методов повышения уровня гарантоспособности компьютерных систем является метод многоверсионного программирования. Эта концепция была предложена Лимингом Ченом и Альгирдасом Авиженисом в виде основной гипотезы о том, что «независимые усилия при разработке программного обеспечения значительно уменьшат вероятность идентичных сбоев, возникающих в двух или более версиях программы». Целью многоверсионного программирования является повышение надежности работы программного обеспечения за счет локализации ошибок проектирования. Эффективность многоверсионной системы зависит от разнообразия вариаций на этапах образования групп исполнителей, использования разных алгоритмов, средств проектирования и испытаний. Многоверсионное программное обеспечение определяется как независимо разработанные две или более функционально эквивалентные программы, написанные из одной исходной спецификации. Разные версии программ имеют всё необходимое для их одновременного выполнения и при этом взаимодействуют друг с другом на этапах сравнения результатов. Исследования предполагают, что независимая разработка программного обеспечения и дальнейшее внедрение методов диверсности приведут к созданию версий, которые содержат существенно разные ошибки, не приводящие к отказам на этапах сравнения. Таким образом, если большинство версий выдадут одинаковые значения, этот общий результат, вероятно, будет верным. Также следует обратить внимание на проектирование многоверсионной системы как системы с несколькими видами версионной избыточности на всех её этапах жизненного цикла. Это позволит диверсифицировать систему не только на этапе разработки, но и на предварительных этапах проектирования системы. Несмотря на то, что были проведены исследования, ставящие под сомнение актуальность многоверсионного проектирования, ряд исследовательских групп подтвердили значительно более высокую корректность вычислений, которых способны достичь многоверсионные системы в сравнении с обычными системами. Ил.: 1. Библиогр.: 9 назв.


              

      Останнє оновлення: Apr 1, 2019