АННОТАЦИИ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
№4. Том 25. 2019

К оглавлению

УДК 681.5.09                                                                               
DOI: 10.17587/it.25.195-204

В. И. Левин, д-р техн. наук, проф., e-mail: vilevin@mail.ru, Пензенский государственный технологический университет

Непрерывная логика и анализ надежности сложных систем. Математический аппарат

Обсуждается разработка автоматно-логической модели надежности сложных технических систем и соответствующих логических методов оценки надежности таких систем, которые в отличие от известных используют не традиционные вероятностные показатели надежности, а детерминированные логические показатели. Предложено использовать в качестве исходных данных наблюдаемые моменты последовательных отказов и вос­становлений элементов технической системы, а в качестве характеристик надежности самой системы — моменты последовательных отказов и восстановлений системы. В этом случае задача оценки надежности системы сводится к построению ее математической модели в виде автоматных логических функций, выражающих моменты ее последовательных отказов и восстановлений через аналогичные моменты всех ее элементов. Данная статья представляет собой первую часть работы, в которой детально разрабатывается автоматно-логическая модель, предназначенная для вычисления логической функции надежности сложных технических систем. Новизна работы заключается в построении адекватной логической модели надежности сложной системы, позволяющей свести оценку надежности сложной технической системы к вычислению ее логических функций надежности. В процессе вычислений впервые используется математический аппарат логических определителей, что и позволяет решить проблему сложности. В статье детально разработаны логическая модель надежности и методы ее исследования, позволяющие вводить новые показатели надежности сложных технических систем, не требующие для своей оценки использования вероятностны х методов и исходных статистических данных об отказах элементов. На основе разработанной логической модели надежности и методах ее исследования решена задача построения автоматной модели надежности систем, которая позволит вести практические расчеты сложных технических систем методами теории динамических автоматов с помощью аппарата логических определителей.
Ключевые слова: сложная система, переключательный процесс, надежностный процесс, динамический автомат, двоичный оператор, структура оператора, логическая теория надежности

УДК 621.391.1: 621.395
DOI: 10.17587/it.25.205-210
В. Н. Тарасов, д-р техн. наук, проф., зав. каф., e-mail: veniamin_tarasov@mal.ru, Н. Ф. Бахарева, д-р техн. наук, проф., зав. каф., e-mail: nadin1956_04@inbox.ru,
Када Отхмане, аспирант, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара

Математическая модель телетрафика на основе системы HE₂/M/1

Статья посвящена исследованию системы массового обслуживания (СМО) HE/M/1 типа G/M/1 с гиперэрланговским входным распределением второго порядка и экспоненциальным законом времени обслуживания в целях получения решения для среднего времени ожидания требований в очереди в случае стационарного режима. Для этого использован классический метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли. Для практического применения полученных результатов использован метод моментов. Оказывается, что гиперэрланговский закон распределения HE₂, как и гиперэкспоненциальный H2, являющийся трехпараметрическим, может определяться как двумя первыми моментами, так и тремя первыми моментами. Эту характерную особенность гиперэрланговского закона распределения необходимо использовать в теории массового обслуживания. Выбор такого закона распределения вероятностей обусловлен тем, что он является наиболее общим распределением неотрицательных непрерывных случайных величин, поскольку его коэффициент вариации c_t>= 1/2^1/2 и охватывает более широкий диапазон, чем гиперэкспоненциальное распределение, для которого c_t>= 1. Определение главной характеристики СМО — среднего времени ожидания — является актуальной задачей в теории телетрафика при анализе трафика, чувствительного к задержкам. Метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли для СМО HE₂/M/1 позволяет получить решение в замкнутой форме.
Ключевые слова: гиперэрланговский закон распределения, интегральное уравнение Линдли, метод спектрального разложения, преобразование Лапласа

C. 205–210

УДК 004:656.131                                                                         
DOI: 10.17587/it.25.210-215

Г. Д. Антониади, аспирант, george@antoniadi.com, В. О. Архипов, аспирант, arvlol@yandex.ru,
А. А. Цуприков, доцент, tsouprikov@mail.ru, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет"

Математическая модель задержки автотранспорта на регулируемом перекрестке

Проведен сравнительный анализ моделей задержки Бэкманна и Вебстера, выявлены их недостатки для регулирования сигналов светофора. Рассмотрена новая модель задержки автотранспорта на регулируемом перекрестке, проанализирован физический смысл составляющих модели, определена значимость (вес, количественный вклад) параметров в значение задержки транспорта при запрещающем сигнале светофора с образованием очереди.
Ключевые слова: модель задержки проезда, светофор, интенсивность проезда, очередь, перекресток, значимость параметров

C. 210–215

УДК 004.043
DOI: 10.17587/it.25.216-222

Д. Р. Потапов, аспирант, potapovd36@gmail.com, Воронежский государственный университет, Воронеж

Исследование эффективности применения кэша для использования в самоадаптирующихся контейнерах данных

Проведено исследование зависимости эффективности кэша от среднеквадратичного отклонения (сигмы) и соотношения скоростей хранилищ для нормального распределения. Кроме того, выявлены основные закономерности для определения оптимального размера кэша для реализации самоадаптирующихся контейнеров данных. Исследование проведено для различных структур данных языка c# (Dictionary, Sorted Dictionary и Sorted List) и различных алгоритмов вытеснения кэша (Least Recently Used и Most Recently Used), эффективность оценивалась по времени поиска в самоадаптирующемся контейнере данных.
Ключевые слова: хранение данных, эффективность кэша, оптимальное хранилище данных, нормальное распределение, самоадаптирующийся контейнер данных, оптимальный размер кэша, нагрузка на контейнер данных

C. 216–222

УДК 004.41                                                                                 
DOI: 10.17587/it.25.223-228

И. В. Филиппов, инженер по разработке программного обеспечения, e-mail: ili.filippov@gmail.com, А. Ф. Мелик-Адамян, канд. техн. наук, архитектор инженерной разработки, e-mail: areg.melik-adamyan@intel.com, В. А. Сухомлинов, инженер по разработке программного обеспечения, e-mail: vadim.sukhomlinov@gmail.com, Intel Corporation US, США

Размещение сетевых функций в облачных инфраструктурах

Рассматривается задача выполнения сетевых функций (Network Functions, NF) в облачных инфраструктурах. Предлагается концепция представления сетевых функций в виде микросервисов. Для входа и выхода из системы используется граничная функция, преобразующая входящие пакеты к внутреннему представлению и распределяющая их по микросервисам. Обсуждается реализация системы, в которой полная цепочка микросервисов для каждого пакета выполняется на одном сервере по принципу "run-to-completion" с использованием возможности построения графа обработки пакетов системой NFF-GO.
Ключевые слова: сетевые функции, облачная инфраструктура, микросервисы, виртуализация, контейнеризация, NFF-GO

C. 223–228

УДК 519.876.5
DOI: 10.17587/it.25.228-233

А. М. Пуртов, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., e-mail: andr.purtov@yandex.ru, Омский филиал Института математики им. С. Л. Соболева СО РАН, г. Омск

Использование образцов для выбора маршрутов в сетях передачи данных

Рассмотрена возможность использования образцов для маршрутизации в сетях передачи данных. С этой целью разработан образец, построена на GPSSW имитационная модель фрагмента сети передачи данных, проведены имитационные эксперименты. Результаты экспериментов позволяют сделать вывод о целесообразности применения образцов для маршрутизации.
Ключевые слова: образцы, принятие решений, графы, целенаправленное движение, маршрутизация, сеть передачи данных, имитационная модель, GPSSW, результаты экспериментов

C. 228–233

УДК 004.021                                                                               
DOI: 10.17587/it.25.234-240

В. Е. Торчинский, доц., e-mail: vet@magtu.ru, И. В. Торчинская, вед. инж.-программист, e-mail: asu@magtu.ru, А. С. Файнштейн, канд. физ.-мат. наук, доц., e-mail: swetlana@mgn.ru, С. И. Файнштейн, доц., e-mail: sfainshtein@yandex.ru, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова

"Гибридный" алгоритм планирования государственных закупок товарно-материальных ценностей

Для планирования госзакупок товарно-материальных ценностей предлагается "гибридный" алгоритм набора заданной суммы из заданных стоимостей заявок (NP-полная задача "Сумма размеров"). Сумма набирается полиномиальным алгоритмом до тех пор, пока размер подзадачи не становится пригодным для решения точным алгоритмом. Такой "гибридный" алгоритм наследует вычислительную сложность и оценку абсолютной погрешности полиномиального алгоритма. В то же время применение на последнем этапе решения точного алгоритма позволяет набирать сумму с большой степенью точности. Данный алгоритм применяется при планировании госзакупок Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова.
Ключевые слова: NP-полнота, задача "Сумма размеров", приближенный алгоритм, "гибридный" алгоритм, планирование, государственные и муниципальные закупки

УДК 004.052.3
DOI: 10.17587/it.25.241-249

С. Н. Полесский, канд. техн. наук, доц., e-mail: spolessky@hse.ru, А. В. Востриков, канд. техн. наук, доц., e-mail: avostrikov@hse.ru, Е. Н. Прокофьева, канд. техн. наук, доц., e-mail: eprokofyeva@hse.ru, И. И. Романова, ассистент, e-mail: iromanova@hse.ru, Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Методика оценки надежности вычислительной техники с учетом влияния отказов вспомогательного оборудования

Традиционно для учета влияния вспомогательных элементов на функционирование основных элементов объекта используется один из двух подходов: либо отказ вспомогательных элементов приводит к отказу всего объекта, либо отказ вспомогательных элементов не учитывается. Первая методика значительно занижает показатели надежности, а вторая, соответственно, их завышает. Методика, предложенная в данной статье, учитывает влияние, оказываемое отказом вспомогательных элементов на условия функционирования основных, что позволяет более точно оценить показатели надежности. В качестве объекта исследования выбран типовой модуль оборудования серверного помещения среднестатистической организации, на основе рассмотрения состава которого были сформированы критерии отказа и построены структурные схемы надежности, демонстрирующие преимущества предложенного подхода.
Ключевые слова: серверное помещение, заземление, вспомогательные элементы, основные элементы, интенсивность отказов, критерии отказов, коэффициент готовности, средняя наработка на отказ

С. 241–249

УДК 004.942                                                                               
DOI: 10.17587/it.25.250-256

Д. А. Алдунин¹, аспирант, e-mail: daldunin@hse.ru, Г. Г. Федин^1,2, аспирант, стажер-исследователь, e-mail: gfedin@hse.ru

¹Аспирантская школа по компьютерным наукам НИУ ВШЭ,
²Международная научно-учебная лаборатория анализа и выбора решений, НИУ ВШЭ

Математическая модель для построения оптимальной индивидуальной образовательной траектории обучающегося при изучении массовых открытых онлайн-курсов

Рассматривается задача формирования оптимальной индивидуальной образовательной траектории обучающегося при обучении на площадках массовых открытых онлайн-курсов на основании имеющихся знаний и навыков обучающегося и знаний и навыков, которые он хочет приобрести. Предложена математическая модель и сформулированы задачи целочисленного программирования, позволяющие найти оптимальную индивидуальную траекторию при различных предпочтениях обучающегося.
Ключевые слова: электронное обучение, математическое моделирование, целочисленное программирование, индивидуальная образовательная траектория, оптимизация

C. 250–256

Оглавление