Математичні машини і системи. 2023 №1

РЕФЕРАТИ І СТАТТІ 


ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ 

УДК 681.3

Cтаття присвячена розробці загального штучного інтелекту на базі нового типу нейронних мереж – «Нейроподібних мереж, що ростуть». Стаття складається із двох частин. Перша частина опублікована в № 4, 2022 р. У першій частині описаний штучний нейроподібний елемент (штучний нейрон) за своїми функціональними можливостями, максимально наближеними до біологічного нейрона. Штучний нейроподібний елемент є основним елементом побудови нейроподібних мереж. У другій частині розглядаються структури та функції штучних і природних нейронних мереж. Пропонується новий підхід до створення нейроподібних мереж, що ростуть, як засіб розробки загального штучного інтелекту максимально наближеної до природного інтелекту людини. Інтелект людини та живих організмів формується їхньою нервовою системою. Основним механізмом вищої нервової діяльності, за визначенням І.П. Павлова, є рефлекторна діяльність нервової системи. У нервовій клітині основним сховищем безумовних рефлексів є молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). У статті описано рибосомний синтез білків, що сприяє реалізації безумовних рефлексів та формуванню умовних рефлексів як основи навчання біологічних об’єктів. У першій частині роботи показано, що структура та функції рибосом практично повністю збігаються зі структурою та функціями машини Тюрінга. Тюрінг придумав цю машину для доказу принципової (теоретичної) можливості побудови скільки завгодно складних алгоритмів із гранично простих операцій, причому самі операції виконуються автоматично. Тут виникає приголомшлива аналогія: природа вигадала ДНК і рибосому для побудови складних алгоритмів створення біологічних об'єктів, їх спілкування між собою та з зовнішнім середовищем. Рибосомний синтез білків здійснюється безліччю рибосом. Одночасно зроблений висновок, що нервові клітини мозку являють собою аналогові багатомашинні комплекси – надшвидкодіючі молекулярні суперкомп’ютери з надзвичайно простим аналоговим пристроєм програмування. Іл.: 26. Бібліогр.: 22 назв.


 УДК 623.764

Стаття стосується презентації, представленої на міжнародній конференції «Технології протиповітряної та протиракетної оборони», що проходила 1617 листопада 2022 р. у Лондоні, Великобританія (день другий), і відображає зміст слайдів презентації. Робота описує застосування запатентованої і перевіреної в різних країнах світу Технології просторового захоплення (ТПЗ) та її Мови просторового захоплення (МПЗ) у галузі інтегрованої протиповітряної та протиракетної оборони (ІППО). З огляду на цілісну космічну навігацію та обробку за допомогою рекурсивного мобільного коду, що саморозгортається у розподілених світах, управління ТПЗ суттєво відрізняється від традиційного керування великими системами, адже вона складається з частин, які обмінюються повідомленнями. Динамічна мережа інтерпретаторів МПЗ може бути досить великою та охоплювати земне і небесне середовище як потужні просторові механізми. У роботі наведено приклад відстеження та знищення великої кількості крилатих ракет за допомогою просторової розвідки, що самостійно розвивається, за допомогою МПЗ і з використанням мереж радіолокаційних станцій. Також коротко описується група супутників, що розростається, на низьких навколоземних орбітах і шляхи їхнього потенційного застосування для організації ІППО. Починаючи з огляду Стратегічної оборонної ініціативи (SDI) і продовжуючи стислим описом останнього проєкта Агентства космічного розвитку, стаття демонструє рішення МПЗ для виявлення, відстеження і знищення балістичних ракет і гіперзвукових планерів із використанням груп супутників, розміщених на низьких навколоземних орбітах. Робота також показує, як організувати більш високий рівень спостереження за групами мобільних переслідувачів, які відстежують велику кількість цілей (потенційно як ракети, так і дрони), забезпечуючи за допомогою МПЗ глобальну обізнаність і навіть свідомість, що може суттєво покращити їхню продуктивність. Остання версія ТПЗ може бути реалізована на будь-яких платформах і введена в експлуатацію в найкоротші терміни, як і було зроблено з її попередніми версіями в різних країнах світу. Іл.: 24. Бібліогр.: 52 назв.


            
ІНФОРМАЦІЙНІ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ
 
 

УДК 004.457

Коваленко О.Є., Кузнюк К.В. Системи моніторингу комп’ютерних мережМатематичні машини і системи. 2023. № 1. С. 50–59.

Засоби моніторингу є важливою складовою інфраструктури мережі й забезпечує автоматизацію процесів адміністрування мереж. Ефективність використання системи моніторингу є окремим показником якості комп’ютерної мережі і залежить від заданих налаштувань і сценаріїв її використання. Основні характеристики та параметри, які слід дослідити та врахувати при розгортанні системи моніторингу комп’ютерної мережі: масштабованість мережі; передбачення оновлення наявної системи після розгортання; необхідний рівень комплексності моніторингу мережі; функціональність сервісу. Інструменти керування та моніторингу мережі повинні містити такі ключові функції: деталізована аналітика, сумісність, режим спрощеного огляду, сповіщення, налаштування облікових записів та інтерфейсу. Деталізована аналітика та звіти – основа моніторингу мережі. Обраний інструмент повинен здійснювати оцінку продуктивності роботи мережі, обробляючи параметри швидкодії та латентності мережі. Сумісність дозволяє взаємодіяти з різними компонентами ІТ-інфраструктури. Широкий спектр сумісності забезпечує більшу різноманітність характеристик елементів та більшу адаптивність сервісу до реальних умов конкретного підприємства. Сповіщення системи моніторингу повинні бути миттєвими та надсилатися щоразу при перевищенні порогового значення показника або відключенні пристрою. Системи моніторингу дозволяють редагувати тип, рівень критичності сповіщення, а також створювати категорії та шаблони моніторингу. Облікові записи є важливим аспектом, зокрема, для віддаленої роботи. Інтерфейс користувача важливий для організації процесу роботи з системою моніторингу комп’ютерної мережі з точки зору продуктивності. Вдало організований інтерфейс пришвидшує взаємодію людини-адміністратора чи людини-оператора з інформацією щодо поточного стану системи. Важливою характеристикою інтерфейсу є адаптивність відображення на пристроях різних типів: смартфон, планшет, комп’ютер тощо. Іл.: 4. Бібліогр.: 17 назв.


УДК 004.02[004.9:614.8.084]

Бєгун В.В. Цифрова економіка та питання безпеки ТРЦ України. Математичні машини і системи. 2023. № 1. С. 60–71.

Аналізуються проблеми безпеки торговельно-розважальних центрів (ТРЦ) України та можливість і необхідність включення важливих питань безпеки у державну програму розвитку (цифрового) електронного урядування. Розглянуто стан розвитку електронного урядування в Україні, доведено, що рівень розвитку високий та значно покращився за два минулі роки і відповідає світовим вимогам сьогодення. З точки зору безпеки, розглянуто основні (найкращі) проєкти ТРЦ і на основі даних перевірок державних інспекцій із безпеки описані фактори та обставини ризику для персоналу й відвідувачів ТРЦ. Представлені моделі евакуації під час можливої пожежі й імовірнісна модель виникнення й поширення пожежі. Запропоновані варіанти програмного забезпечення для виконання розрахунків. Як правило, ці сучасні багатофункціональні центри обслуговування населення споруджуються в Україні за рахунок іноземних інвестицій, базуючись на нормах країн інвесторів. Але з причин невідповідності законодавчих основ виникають проблеми з безпеки персоналу та відвідувачів, хазяїв та державних інспекторів із контролю безпеки. Пропонується концепція контролю безпеки на основі даних із надійності систем безпеки об’єктів, яка легко реалізується на комп’ютері. Також розроблена концепція включення розроблених моделей  та програм до складу програм державного електронного уряду, оскільки ТРЦ стають об’єктами масової культури з дуже великим числом щоденних відвідувань, яке буде зростати. Наприклад, ТРЦ «Магелан» у м. Києві до початку пандемії відвідувало 30000 людей щодня, ТРЦ «Ocean Plaza» – 60000.  Це приблизно від 2 до 5 тисяч людей щогодини. Отже, у випадку пожежі може бути багато жертв, якщо не вдасться вчасно евакуювати людей або приборкати пожежу. Задля запобігання небажаних подій, статистика яких постійно збільшується, пропонується вирішення задач безпеки ТРЦ на сучасному науковому рівні ризик-орієнтованого підходу та сучасному інформаційному рівні. Розглянуто можливий варіант включення питань безпеки ТРЦ в інформаційні технології електронного уряду. Табл.: 1. Іл.: 4. Бібліогр.: 18 назв.


  МОДЕЛЮВАННЯ І УПРАВЛІННЯ 

УДК 681.515.8

Актуальність створення систем управління інженерним обладнанням у житлових будинках та на промислових об’єктах пов’язана з сучасним станом житлово-комунального господарства м. Києва, що налічує понад 10000 багатоповерхових будинків, та Київської області – понад 5000, які збудовані ще у минулому сторіччі і мають застаріле інженерне обладнання, що потребує ремонту і впровадження сучасних інформаційних технологій. Сучасні системи управління інженерним обладнанням у житлових будинках та на промислових об’єктах забезпечують економне споживання енергоресурсів. Автоматизація інженерних систем будівель забезпечує суттєве зниження споживання ресурсів (електрики, води, тепла), підвищення ефективності роботи інженерного комплексу будівлі, оптимізацію роботи всіх його систем відповідно до потреб споживачів, а також внутрішніх та зовнішніх чинників, мінімізацію участі людини в управлінні будь-якими частинами системи, підвищення рівня безпеки будівель за рахунок створення системи миттєвого автоматичного реагування на будь-яку позаштатну ситуацію, зниження витрат на обслуговування всіх частин системи, можливість віддаленого доступу до роботи всього обладнання та контролю за ним. У статті описані науково-технічні результати досліджень у частині створення апаратних та програмних рішень для побудови спеціалізованих контролерів на базі сучасних 32-розрядних однокристальних мікро-ЕОМ, розробки схемотехніки, топології друкованих плат та програмного забезпечення, дослідження  та розробки методів інформаційної взаємодії з автоматикою інженерних систем в комунальній сфері. Викладені у статті науково-технічні рішення можуть бути використані при розробці систем автоматизованого управління інженерним обладнанням у комунальній сфері та на промислових об’єктах. Іл.: 6. Бібліогр.: 4 назв.


УДК 005.3:614.8

У статті проаналізовано світові підходи до управління протидією надзвичайним ситуаціям. Розглянуто традиційну структуру процесу управління протидією з метою виявлення та докладного аналізу тих її компонентів, які важливі з точки зору автоматизації процесу оперативного управління протидією надзвичайним ситуаціям. З цією метою розглянуто цикл управління протидією надзвичайним ситуаціям та проаналізовано його етапи. Основний акцент зроблено на етапах готовності та реагування як етапах, що потребують автоматизації. При розгляді етапу готовності проаналізовано цикл забезпечення готовності та його складові кроки. Детально проаналізовано крок планування як крок, у рамках якого створюється план дій. Розглянуто традиційний процес планування та проаналізовано його кроки. За результатами аналізу встановлено, що плани дій, створювані у процесі планування, є текстовими документами, розрахованими виключно для потреб конкретного регіону. На основі отриманих результатів обґрунтовано необхідність створення альтернативного подання плану дій, яке буде придатним для комп’ютерного оброблення та може бути використано в ситуаційних центрах для оперативного управління протидією надзвичайним ситуаціям. При розгляді етапу реагування проаналізовано систему управління протидією надзвичайній ситуації та центр екстрених операцій, які активізуються під час виникнення надзвичайної ситуації. Зокрема, розглянуто організаційну структуру системи управління протидією та проаналізовано основні функції її підрозділів. За результатами аналізу виявлено певні недоліки аналізованої системи управління протидією. У статті зроблено висновок, що існуючі підходи до управління протидією надзвичайним ситуаціям мають бути докорінно переосмислені. Іл.: 4. Бібліогр.: 11 назв.


УДК 004.94

Описуються новий метод побудови багатошарових моделей моніторинговим програмним агентом та його використання для прогнозування кількості захворювань на COVID-19 в Україні. Моніторингові агенти використовуються для забезпечення інформацією та знаннями процесів прийняття рішень різної терміновості шляхом неперервних спостережень за об’єктами та інтелектуального аналізу результатів цих спостережень. Необхідність розв’язку інтелектуальних задач із класифікації, кластеризації, ідентифікації, прогнозування та інших у процесі виконання моніторингових завдань зумовила використання інтелектуальних агентів з цією метою. Крім того, виникає особливий клас автономних програмних систем – моніторингові агенти, що мають особливу структуру та індивідуальний функціонал, використовують нетипові методи взаємодії з зовнішнім середовищем, спеціалізовані методи обробки результатів спостережень та потребують створення нових методів синтезу моделей. Після спалаху COVID-19 науковці почали використовувати сучасні технології, які б мали змогу допомогти в боротьбі та подоланні цієї страшної хвороби. Почали навчати моделі виявляти хвороби, її різноманітні симптоми, а також планувати шляхи лікування. Недостатня інформативність результатів спостереження, на основі яких відбувається навчання моделей, є типовою при прогнозуванні розвитку пандемії. Ефективними засобами подолання цієї проблеми є використання багатошарових моделей об’єктів спостереження. У нашому дослідженні ми описали новий метод побудови багатошарових моделей моніторинговим програмним агентом на прикладі виконання  завдання прогнозування розвитку захворюваності на COVID-19 населення України. Це може дати змогу контролювати навантаження на лікарні та планувати час і тривалість соціальних обмежень на населення країни з метою уповільнення розвитку пандемії в умовах збройної агресії Російської Федерації. Табл.: 3. Іл.: 1. Бібліогр.: 18 назв.


УДК 004.772


Визначено характерні риси та ознаки інформаційного суспільства. Інформаційне середовище, яке розглядається для формування моделі безпеки підприємства, є складовою інформаційного суспільства. Виділено класи інтелектуальних інформаційних технологій (ІІТ), необхідних для взаємодії суб’єктів в інформаційному суспільстві. Зазначені класи ІІТ, взаємно доповнюючи один одного, створюють умови сталого доступу до інформації і знань, що оновлюються. Визначено та охарактеризовано складові інформаційного середовища, а саме: організація; технології; цифровий репозиторій інформаційних та методичних ресурсів; сервіси; математичні методи моделювання; система моделювання безпеки підприємства відповідно до типів, цілей і принципів та інформаційно-телекомунікаційна інфраструктура. Визначено внутрішні і зовнішні ресурси організації, наявність яких впливає на формування моделі безпеки підприємства. В рамках інформаційного суспільства запропонована концептуальна модель дозволяє визначити необхідний набір сервісів і інформаційних ресурсів, потрібних для формування моделі безпеки підприємства. Виділено основні компоненти моделі безпеки підприємства: задачі безпеки; комп’ютерні комунікації; засоби безпеки; гнучкість; організаційне середовище. Запропонована практична реалізація дає можливість доступу до інформаційних ресурсів, обміну повідомленнями з використанням існуючих комунікацій, участі в загальних дискусіях, пошуку інформації відповідно до запиту, організації колективної (спільної) діяльності. Грунтуючись на структурі організації, запропонована практична реалізація моделі забезпечує розмежування рівнів доступу, реалізує індивідуальні профілі захисту та забезпечує безпеку персональних даних користувачів. Іл.: 3. Бібліогр.: 5 назв.


УДК 004.047

У роботі визначено математичні особливості, які виникають при алгоритмізації мінімізації похибок, що з’являються в результаті наближення функцій у прикладних задачах з екологічної безпеки, створення автоматизованих систем відбору персоналу, вдосконалення систем із рекомендаційним механізмом. Було доведено, що, здійснюючи алгоритмізацію будь-якого процесу, необхідно враховувати ігнорування деякої частини інформації у процесі формалізації. При перетворенні інформації будь-яку подію у процесі функціонування складної системи на певному проміжку часу можна розглядати як виникнення конкретної ситуації в деякій визначеній точці, до якої і висуваються вимоги забезпечення властивостей інформації. Робота базується на базових постулатах теорії Коші та роботах Г.С. Теслера щодо деяких тверджень із розкладання функцій за нев’язками. Використовуючи підхід щодо розв’язання задач із складними варіантами апроксимації функцій та існуючі методи мінімізації похибок при наближеннях, запропоновано алгоритм, який дозволяє у випадку пошуку рішення з великою кількістю ітерацій провести ряд перетворень, що дозволять отримати результат за допомогою розкладання в ряд Тейлора за ступенями. Було виявлено, що при відсутності чіткого рішення поставленої задачі найкраще застосовувати апроксимацію з деякою нев’язкою. Тобто, обирається параметр, який і виступає в ролі елемента адаптації до зазначених умов задачі. Звичайно, такий спосіб вирішення потребує функціональних перетворень, але у підсумку дозволяє використовувати базові тригонометричні функції, які спрощують алгоритмізацію. Був розглянутий приклад практичної реалізації алгоритму з мінімізацією похибок наближення. На основі прикладу доведено, що більш раціональним є використання таблиць ряду широко вживаних функцій та розкладання функцій у ряди за похибками. Іл.: 1. Бібліогр.: 23 назв.


ІНФОРМАЦІЯ

Робота зосереджена на прогресивній організації та управлінні великими розподіленими динамічними системами, які можуть мати як земну, так і небесну природу. В її основі знаходяться зовсім інші організаційні філософії, моделі і технології, які забезпечують високоінтегровані рішення шляхом динамічного охоплення й узгодження розподілених середовищ за допомогою активного саморозповсюджуваного рекурсивного коду, а не розгляд і управління системами та рішеннями у них як елементами, які обмінюються повідомленнями. Книга пояснює, як ця парадигма може ефективно забезпечити розподілену та глобальну обізнаність і навіть моделювати свого роду глобальну свідомість у багатьох важливих галузях, що можуть включати такі сфери, як економіка, екологія, клімат, психологія, міжнародні відносини, завоювання космосу, безпека та оборона. Виражений Мовою просторового захоплення (МПЗ) код супервірусного сценарію, що самозростає, самовідтворюється та самовідновлюється, здатний ефективно контролювати розподілені системи за будь-яких обставин і з елементами, кількість яких швидко змінюється. Що стосується ідей свідомості, буде показано спосіб представлення мозкових хвиль, ходу думок, потоку свідомості, просторової свідомості, свідомості поза тілом, штучної свідомості тощо. Книга також міститиме приклади вираження законів теорії гештальту, які у повністю розподілених системах спершу охоплюють ціле, а потім визначають деталі, пов’язуючи особливості гештальту зі свідомістю. Ідеї, що обговорюються, супроводжуються розподіленими рішеннями, схожими на патерни і виражені у МПЗ, які є набагато простішими, ніж в інших моделях і мовах. Окремий розділ присвячено патернам як універсальній теорії, яка часто протиставляється аналізу думки з точки зору логіки. Попередні версії технології були у пробному режимі впроваджені в різних країнах, а останню з них також можна оперативно впровадити на будь-якій платформі. Посилання: “Spatial Grasp” в Google (www.google.com).


   

 
      Останнє оновлення: Jun 20, 2023