АННОТАЦИИ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" №10, 2014

К оглавлению

УДК 004.421
Ю. А. Зак, д-р техн. наук, научный эксперт и консультант, г. Аахен, Германия, e-mail: yuriy_zack@hotmail.com

Модифицированные генетические алгоритмы решения многоэкстремальных задач в условиях ограничений

Предложены модификации генетических алгоритмов для решения экстремальных задач в условиях ограничений, для которых по простым формулам могут быть вычислены оценки оптимального решения и граничные значения левых частей функций ограничений задачи. Допустимая область поиска решений разбивается на несколько подобластей существенно меньшей размерности, в каждой из которых реализуется эволюционная стратегия. Использование оценок оптимального решения, исключение областей, не содержащих допустимых и оптимальных решений, использование операторов проектирования на область ограничений задачи позволяют повысить эффективность работы генетических алгоритмов для рассматриваемых классов функций.
Ключевые слова: генетические алгоритмы, сепарабельно квазимонотонные функции, области, не содержащие допустимых и оптимальных планов, оценки оптимального решения

С. 3—10

УДК 004.01:006.72 (470.22)
P. В. Воронов, канд. техн. наук, доц., e-mail: rvoronov76@sampo.ru, А. П. Мощевикин, канд. физ.-мат. наук, доц., e-mail: alexmou@lab127.karelia.ru, Петрозаводский государственный университет

Применение условной энтропии при формировании рекомендаций по размещению базовых станций в локальных системах позиционирования

Описывается одно из решений задачи оптимального размещения базовых станций на местности для улучшения точности локации мобильных объектов. Для этого используется понятие информационной энтропии. При оценке выбранной конфигурации базовых станций предлагается минимизировать суммарную энтропию уровней сигналов во всех зонах территории. Описываемый подход может быть использован в системах локального позиционирования, основанных на построении карт уровней сигналов базовых станций, например, WiFi, ZigBee, Bluetooth, nanoLOC.
Ключевые слова: локальная система позиционирования, карта уровней сигнала, условная энтропия

С. 11—16

Исследования, описанные в статье, проводились в рамках деятельности МИП ООО "Наносети" и ЗАО "РТЛ-Сервис" а также поддерживались Петрозаводским государственным университетом (Программа стратегического развития ПетрГУ на 2012—2016 гг.), Министерством образования и науки РФ (гос. контракт 14.ВВВ.21.0162), Фондом СР МФП в НТС, Американским фондом гражданских исследовании и развития (CRDF) и Министерством экономического развития Республики Карелии.

УДК 621.3.049.77
А. Н. Соловьев, д-р техн. наук, проф., гл. науч. сотр., e-mail: Alexander.Soloviev@dinfo.ru, А. Л. Стемпковский, д-р техн. наук, проф., акад. РАН, директор, e-mail: xxx@ippm.ru, Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН (ИППМ РАН)

Методы повышения отказоустойчивости работы устройства управления микросистемы за счет введения структурной избыточности

Повышение отказоустойчивости является одной из ключевых задач, возникающих при разработке вычислительных микросистем, управляющих военными и гражданскими объектами в жестких условиях космоса, высокого уровня радиации и других экстремальных воздействий. Вместе с тем, в настоящее время в основном используются архаичные методы многократного дублирования, ведущие часто к неоправданной избыточности. Данная статья посвящена методам повышения отказоустойчивости одного из ключевых компонентов микросистемы — устройства управления — за счет введения управляемой структурной избыточности. Для обеспечения необходимого уровня помехозащищенности (обнаружение ошибок с заданной степенью кратности) в качестве операции свертки временной диаграммы устройства управления предлагается использовать операцию деления на образующий многочлен в двоичном поле Галуа. Полученная контрольная свертка обеспечивает обнаружение возникающих сбоев и функциональных ошибок. Рассмотрен синтез схемы контроля, выполняющей операцию формирования контрольной сигнатуры. При этом уровень помехозащищенности определяется выбором степени образующего примитивного многочлена. В качестве примера использования предложенного подхода рассмотрена реализация микросистемы, выполняющей операцию свертки.
Ключевые слова: помехоустойчивость, микросистема, устройство управления, избыточность, поля Галуа

С. 17—22

УДК 004.272.2
В. М. Амербаев, акад. НАН PK, д-р техн. наук, проф., гл. науч. сотр., P. А. Соловьев, канд. техн. наук, нач. отдела, e-mail: ZF-Turbo@yandex.ru, Д. В. Тельпухов, канд. техн. наук, науч. сотр., Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН

Метод вычисления циклической свертки на базе БПФ с использованием чисел Прота

В конечном поле может быть определено преобразование, аналогичное дискретному преобразованию Фурье, которое в дальнейшем может быть эффективно реализовано с помощью быстрых алгоритмов. Это преобразование можно использовать для вычисления сверток длинных последовательностей целых чисел методами целочисленной арифметики. Рассмотрен метод реализации операции свертки двух векторов с помощью аппарата модулярной арифметики над конечным полем по модулям типа Прота. Реализовано устройство, выполняющее операцию циклической свертки предложенным методом. Проведено сравнение с аналогичными устройствами, построенными на двоичной арифметике.
Ключевые слова: дискретное преобразование Фурье, система остаточных классов, числа Прота, циклическая свертка, конечное поле

С. 22—27

УДК 519.873:519.218.4:004.056.53
А. И. Перегуда, д-р техн. наук, проф., e-mail: pereguda@iate.obninsk.ru, Обнинский институт атомной энергетики — филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"

Математическая модель надежности информационной системы, состоящей из объекта защиты и n систем безопасности

Рассмотрена математическая модель надежности информационной системы, состоящей из объекта защиты информации и N систем безопасности, парирующих возможные попытки несанкционированного доступа к информации. Математической моделью надежности изучаемой системы является суперпозиция случайных процессов восстановления и регенерации. Анализ математической модели надежности информационной системы позволяет вычислить математическое ожидание случайного времени до осуществления несанкционированного доступа, а также и асимптотическую оценку вероятности несанкционированного доступа к защищаемой информации до момента времени t.
Ключевые слова: надежность, система безопасности, случайные величины, наработка до отказа, случайный процесс, математическое ожидание времени, функция распределения

С. 28—35

УДК 621.382 + 621.373.5
М. М. Гурарий, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., М. М. Жаров, канд. техн. наук, вед. науч. сотр., С. Г. Русаков, чл.-корр. PAН, д-р техн. наук, гл. науч. сотр., С. Л. Ульянов, д-р техн. наук, зав. отделом, Институт проблем проектирования в микроэлектронике PAН (ИППМ PAН), г. Москва,
e-mail: rusakov@ippm.ru

Методы моделирования в частотной области периодических режимов автогенераторных схем

Обсуждаются современные методы моделирования установившихся периодических режимов для анализа автогенераторных схем. Методы ориентированы на применение в программах схемотехнического моделирования, они позволяют анализировать произвольные конфигурации автогенераторных схем и обеспечивают расчет характеристик при внешнем периодическом воздействии произвольной формы.
Ключевые слова: схемотехническое моделирование, автогенераторные схемы, установившийся периодический режим, гармонический баланс, метод искусственного зонда, синхронизация автогенераторов

С. 36—43

УДК 004.93
К. С. Маркелов, аспирант, e-mail: kosmar89@mail.ru, В. В. Нечаев, д-р физ.-мат. наук, проф., зав. каф., e-mail: nechaev@mirea.ru, Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики

Алгоритм повышения качества цифровых изображений дактилоскопической информации

Рассматриваются вопросы обработки изображений в целях увеличения разрешающей способности цифрового изображения на базе метода суперразрешения. Разработан алгоритм повышения информативности цифрового изображения, который включает предобработку изображения с переводом в градации серого цвета, нахождение межкадрового движения методом Лукаса—Канаде, с последующим усреднением в один кадр высокого разрешения и постобработку цифрового изображения в целях устранения размытости и повышения резкости. Предлагаемый алгоритм инвариантен к конкретным задачам и может использоваться в различных областях знаний, в частности — в биометрии.
Ключевые слова: цифровое изображение, разрешение, суперразрешение, метод Лукаса—Канаде, биометрия, дактилоскопия

С. 44—50

УДК 004.932
С. С. Садыков, д-р техн. наук, проф., e-mail: sadykovss@yandex.ru,
Ю. А. Буланова, аспирант, e-mail: yuliyabulanova@yandex.ru, Е. Е. Канунова, канд. техн. наук, доц., e-mail: kanunovaee@list.ru, Муромский институт (филиал) ФГБОУ ВПО "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых", г. Муром, Е. А. Захарова, врач-рентгенолог 1-й категории НУЗ Отделенческая больница на станции Муром, ОАО "РЖД"

Разработка концепций построения информационной системы диагностики новообразований на маммограммах

Анализируются известные информационные системы обработки и анализа маммограмм как зарубежных, так и российских фирм-производителей. Поставлены цели и требования для разработки информационной системы диагностики новообразований на маммограммах. Приведена и подробно описана структура разработанной системы обработки и анализа маммограмм. Информационная система содержит в своем составе несколько программных модулей, которые в статье представлены в виде блок-схемы. Экспериментальные исследования с участием эксперта (врача-рентгенолога) и их результаты диагностики новообразований по маммографическим снимкам с использованием системы и в диалоговом режиме показали целесообразность применения разработанной системы для диагностики новообразований. Основные преимущества системы: высокая точность распознавания новообразований, сравнительно малый процент ложноположительных результатов, устранение субъективности при постановке диагноза, учет индивидуальных особенностей строения молочных желез пациентов.
Ключевые слова: маммограмма, система обработки и анализа маммограмм, информационная система для обработки и анализа маммограмм, случайное марковское поле, выделение области молочной железы, предварительная обработка, текстурная сегментация, выделение области новообразования, выделение контуров, идентификация новообразований

С. 51—56

УДК 615.47-114:616-07-08
Н. Т. Абдуллаев¹, канд. техн. наук, доц., e-mail: a.namik49@mail.ru, О. А. Дышин², канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр., Г. Э. Абдуллаева², магистр,
¹Азербайджанский технический университет
²Азербайджанская государственная нефтяная академия, г. Баку

Интервальные байесовские механизмы вывода при дифференциальной диагностике нервно-мышечных заболеваний

На основе построенных доверительных интервалов для априорных вероятностей рассматриваемых заболеваний нервно-мышечной системы показана возможность использования байесовских механизмов вывода для принятия диагностических решений. Итеративное применение обобщенных интегральных байесовских схем приводит к уточненным оценкам достоверности заболевания исследуемого пациента по заданному симптомокомплексу значений диагностических признаков и позволяет рассмотреть различные возможные случаи подтверждения или отрицания гипотезы о наличии у пациента того или иного заболевания из рассматриваемой совокупности нервно-мышечных заболеваний.
Ключевые слова: электромиография, дифференциальная диагностика, диагностические признаки, байесовский механизм, интервальная оценка

С. 56—64

УДК 004.023
А. М. Марченко¹, д-р техн. наук, проф., Е. А. Попов¹, инженер, В. Ю. Савченко², аспирант, e-mail: valentine.savchenko@gmail.com,
¹Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
²Национальный исследовательский университет "МИЭТ"

Трассировка соединений в нанометровых стандартных ячейках с помощью шаблонов

Метод стандартных ячеек широко применяется для проектирования цифровых интегральных схем специального назначения (ASIC). Стандартная ячейка представляет собой набор специальным образом соединенных транзисторов, выполняющий булеву функцию или функцию хранения. Этап топологического проектирования ASIC является неотъемлемой частью метода стандартных ячеек и состоит в получении геометрического представления (топологии) схемы на основе геометрического представления библиотечных элементов. Рассмотрены вопросы, связанные с синтезом топологии стандартных ячеек. Предложен метод трассировки соединений в библиотечном элементе, учитывающий трудно формализуемый критерий качества топологии — доступность портов для подключения на уровне схемы. Предложены модели для трассировки, позволяющие учитывать конструкторско-технологические ограничения 32-нанометрового семейства технологий.
Ключевые слова: синтез топологии, трассировка, стандартные ячейки

С. 65—72

УДК 004.056:004.738
В. Ю. Михайлов, д-р техн. наук, проф., Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), e-mail: mihvj@yandex.ru, В. Н. Гридин, д-р техн. наук, проф., Центр информационных технологий в проектировании PAH, e-mail: info2@ditc.ras.ru, P. Б. Мазепа, канд. техн. наук, проф., Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), e-mail: mrb402@mail.ru

Безопасное информационное взаимодействие. Проблемы и решения

Рассмотрены вопросы безопасности систем информационного взаимодействия. Делается попытка системного анализа основных проблем безопасности, в частности, причин и источников уязвимостей, способов проникновения в систему вредоносного программного обеспечения (ВПО) и методы борьбы с ним. Такой подход позволяет повысить эффективность решения задачи по сравнению с традиционным утилитарным стилем, использующим отдельные, слабосвязанные приемы, методы и средства обеспечения информационной безопасности. В качестве главных объектов анализа предложены и использованы логические каналы, среда исполнения и сервис среды исполнения. Отдельно рассмотрены также проблемы использования существующих средств борьбы с ВПО, показана актуальность разработки комплексных средств борьбы с ВПО для использования специалистами различной квалификации, в том числе и для некоммерческого применения.
Ключевые слова: информационные системы, информационное взаимодействие, логический канал, протокол, уязвимость, информационная безопасность

С. 72—77

УДК 004.02.021
А. С. Добрынин, зав. лаб., ст. преподаватель, e-mail: serpentfly@mail.ru, P. С. Койнов, зав. сектором, ст. преподаватель, Сибирский государственный индустриальный университет (СибГИУ), e-mail: koynov_rs@mail.ru

Об одном алгоритме построения расписаний в условиях временных ограничений

Задачи построения расписаний (JSSP) в различных сферах человеческой деятельности имеют важнейшее теоретическое и прикладное значение. Во многих из них присутствуют специфические временные ограничения, описывающие допустимые для планирования отрезки времени и периоды простоев на интервале планирования. Планирование — важный элемент управления. Его можно формализовать, используя такой рабочий инструмент, как план-график производства тех или иных работ. План-график представляет собой определенную последовательность этапов и сроков выполнения работы. Составляется он до начала работ. План-график, его отдельные этапы могут корректироваться в ходе ведения работ, но конечные сроки их выполнения должны выдерживаться с максимальной точностью. Описан алгоритм распределения работ в условиях временных ограничений для задач построения производственных и учебных расписаний (графиков), а также сервисной деятельности.
Ключевые слова: распределение работ, расписание, ИТ-сервис, планирование работ, временные ограничения, сервисное управление

С. 77—80

оглавление