Прикладная информатика. Научные статьи
Скачать книги из серии Прикладная информатика. Научные статьиВыбор решения на основе нечеткой игры с природой
В управлении бизнес-процессами весьма часто встречаются слабоструктурированные или неструктурированные задачи. Преобладание качественных оценок параметров таких задач приводит к тому, что исходные требования для выбора соответствующих информационных технологий могут быть сформулированы преимущественно на качественном уровне. В этой ситуации достаточно информативными могут оказаться оценки в виде лингвистических утверждений, формализованных нечеткими множествами. Неопределенность в исходных данных, наличие нескольких альтернативных решений позволяют формализовать задачу выбора информационной технологии для решения слабоструктурированных бизнес-задач как игру с природой, под которой понимается некоторая комбинация условий, например количество пользователей и интенсивность их запросов, оцениваемых нечеткими лингвистическими утверждениями. Целью предлагаемой работы является разработка метода нахождения наиболее целесообразного решения в условиях нечеткости исходных данных, определяющих выбор на множестве возможных альтернативных информационных технологий. Предложенный метод нахождения наилучшего решения отличается тем, что все необходимые исходные оценки задаются в виде лингвистических утверждений, формализуемых нечеткими множествами, при этом влияние нечетко определенных значений вероятностей состояний природы учитывается через точечные оценки нечетких множеств, формализующих эти значения, а интегральная оценка возможных решений получается путем преобразования исходных нечетких оценок альтернативных решений в форму эквивалентных треугольных нечетких множеств. Кроме того, предложенный метод позволяет при задании нечетких исходных оценок для решения задачи использовать различные виды функций принадлежности нечетких множеств, формализующих эти оценки, а также упростить сравнение полученных в виде нечетких множеств интегральных оценок возможных альтернативных решений.
Tools of organizational change management using swarm intelligence methods
В условиях пандемии новой коронавирусной инфекции резко возросла значимость одноразовой посуды и упаковки для продуктов питания. С одной стороны, это способствовало повышению спроса на такую продукцию, а с другой – усилило и так острую конкуренцию на данном рынке. В результате перед производителями одноразовой посуды встала жизненно важная задача, связанная с поиском путей сохранения и расширения клиентской базы. Сегодня перспективным способом ее решения считается разработка и внедрение различных продуктовых и технологических инноваций. Однако реализация подобных проектов является достаточно сложным процессом, поскольку предлагает не только создание или модификацию производственных технологий и производимых продуктов, но и осуществление организационных изменений, связанных со всеми бизнес-процессами предприятия. Как показывает практика, особую роль при проведении таких организационных изменений играет человеческий фактор, при этом наибольшую угрозу для проекта представляют не ошибки планирования и реализации изменений, а сопротивление сотрудников. Одним из способов его предупреждения или снижения является создание специальной команды поддержки изменений, отличающейся инициативностью. Однако на практике достаточно трудно выявить таких сотрудников, которые не только имеют желание участвовать в реализации изменений, но и обладают достаточными знаниями, навыками, опытом для их проведения. Для решения данной проблемы было предложено моделирование поведения сотрудников, направленное на оптимизацию состава такой команды на основе исследования различных характеристик. Для его практической реализации использовался алгоритм пчелиных колоний, модифицированный путем введения элементов нечеткости (для задания начальных позиций поиска).
Анализ и совершенствование методов обнаружения шелл-кодов (shellcode) в компьютерных системах
В статье рассматривается проблема обнаружения и фильтрации шелл-кодов (shellcode) – вредоносного исполняемого кода, способствующего появлению уязвимостей при работе программных приложений с памятью. Основными такими уязвимостями являются переполнение стека, переполнение баз данных, а также некоторых других служебных процедур операционной системы. В настоящее время существует несколько десятков систем обнаружения шелл-кодов, использующих как статический, так и динамический анализ программ. Мониторинг существующих систем показал, что методы, обладающие невысокой вычислительной сложностью, характеризуются большим процентом ложных срабатываний. При этом методы с невысоким процентом ложных срабатываний характеризуются повышенной вычислительной сложностью. Однако ни одно из существующих на настоящий момент решений не в состоянии обнаруживать все существующие классы шелл-кодов. Это делает существующие системы обнаружения шелл-кодов слабо применимыми к реальным сетевым каналам. Таким образом, в статье рассмотрена задача анализа систем обнаружения шелл-кодов, обеспечивающих полное обнаружение существующих классов шелл-кодов и характеризующихся приемлемой вычислительной сложностью и малым количеством ложных срабатываний. Представлены классификации шелл-кодов и комплексный метод их обнаружения, основанный на эмуляции кода. Этот подход расширяет диапазон детектирования классов шелл-кодов, которые могут быть обнаружены, за счет параллельной оценки нескольких эвристик, которые соответствуют низкоуровневым операциям на CPU во время выполнения различных классов шелл-кода. Представленный метод позволяет эффективно обнаруживать простой и метаморфический шелл-код. Это достигается независимо от использования самомодифицируемого кода или генерации динамического кода, на которых основаны существующие детекторы полиморфного шелл-кода на основе эмуляции.
Инструменты автоматизированного сбора и анализа социологической информации о территориальной идентичности жителей крупных городов
В статье предлагается алгоритм автоматизированного поиска и первичного анализа социологической информации для исследования территориальной идентичности жителей районов крупных городов в интернет-источниках. В качестве основного источника информации рассматриваются сообщества в социальных сетях (на примере социальной сети «Вконтакте»), в качестве вспомогательных – интернет-порталы о топографических объектах, находящихся на исследуемых территориях. Показано, что с точки зрения информационного обеспечения наибольшим потенциалом обладают публичные страницы и группы с открытой и ограниченной «стеной». Разработанный алгоритм предполагает выделение релевантных для решаемой задачи групп, выявление содержащихся в них записей по районной тематике и определение показателей активности участников сообщества при обсуждении территориальных проблем. Извлечение требуемой информации осуществляется посредством взаимодействия с сервером социальной сети с использованием официального программного интерфейса приложения (API). Для идентификации сообществ и записей предлагается использовать методы морфологического анализа текстовой информации. Описана программная реализация указанного алгоритма на языке Python 3.8.5, которая включает оригинальные функции для получения данных о сообществах по их идентификационным номерам, для формирования набора урбанонимов для заданного района и др. С использованием разработанной программы проведен анализ территориальных групп трех районов г. Москвы. Определена погрешность результатов работы программы относительно результатов, полученных вручную.
Опыт работы с системами управления и мониторинга используемых вычислительных ресурсов корпоративных высокопроизводительных вычислительных кластеров
В представленной статье рассматриваются современные системы мониторинга серверов. Обозреваемая предметная область касается контроля и управления высокопроизводительными вычислительными комплексами (ВВК). Данные системы применяются в различных отраслях науки и промышленности для проведения моделирования систем и их поведения в различных условиях. Скорость проведения моделирования зависит от применяемых технических решений в составе вычислительного комплекса. К ним относят тип внутренней сети, количество и разновидности вычислительных узлов. Для вычислительных узлов рассматривают такие параметры, как архитектура и модель процессора, количество оперативной памяти. Особенности, связанные с реализацией конкретных математических моделей, влияющие на скорость расчетов, в данной статье не рассматриваются. В работе проведен анализ существующих рыночных решений и основных применяемых концепций для систем управления и мониторинга подобных комплексов. Рассматриваемые системы оцениваются с экономической и технической точек зрения. Для доступных систем проводится натурное исследование способностей по управлению кластером и мониторингу состояния. Фиксируемый системой мониторинга набор параметров берется исходя из общей архитектуры ВВК и подхода к администрированию серверных систем. Практическая часть описывает опыт проектирования и реализации перспективной системы управления. В создаваемой системе основное внимание сосредоточено на создании системы управления. Обоснование необходимости отдельного программного продукта приведено по тексту статьи. Вопросы реализации в конкретном программном коде и системной среде опущены как зависимые от конкретного исполнения системы. Задача создания собственной системы мониторинга принята ничтожной при условии наличия существующих решений.
Киберфизические системы промышленного Интернета вещей
Эффективность управления приложениями промышленного Интернета вещей зависит от результативности работы киберфизических систем, отвечающих за сбор и обработку данных с входящих в их состав устройств, а также генерацию сигналов управления последними. Киберфизические системы также обеспечивают управляемость и информационную безопасность приложений промышленного Интернета вещей. В условиях роста объема передаваемых данных реакция исполнительных устройств на возмущающие воздействия в течение миллисекунды обусловливается повышенной скоростью передачи данных. В статье рассмотрены атрибуты уровней киберфизической системы, определяющие особенности процессов информационного обмена и управления. На основе анализа основных свойств и принципов парадигмы применения архитектуры Fog Computing предложена концепция киберфизической системы приложения промышленного Интернета вещей, которая позволяет обрабатывать генерируемые данные и прикладывать управляющее воздействие в местах возникновения проблем. Представлен результат разработки архитектуры киберфизической системы, построенной на принципах указанной парадигмы, а также обоснована перспективность ее практического применения. Результат базируется на архитектуре граничных и туманных вычислений OpenFog Reference Architecture, компьютерная сеть разрабатывалась программным путем в среде Cisco Application Centric Infrastructure. Предложенное решение характеризуется высоким уровнем информационной безопасности, который достигается за счет упразднения необходимости в передаче данных по сети, оперативного выявления атакованного узла и уничтожения вредоносного кода, а также применения средств предупреждения атак на программное обеспечение. Предложенное решение может быть использовано разработчиками систем промышленного Интернета вещей для эффективного запуска и реализации проектов.
Совместное использование технологий OpenMP и MPI на узлах вычислительного кластера
Данная работа посвящена проблеме реализации эффективной параллельной программы, решающей поставленную задачу с использованием максимально доступного количества ресурсов вычислительного кластера, с целью получения соответствующего выигрыша в производительности по отношению к последовательной версии алгоритма. Основная цель работы заключалась в исследовании возможностей совместного использования технологий распараллеливания OpenMP и MPI с учетом характеристик и особенностей решаемых задач для повышения производительности выполнения параллельных алгоритмов и программ на вычислительном кластере. В статье проведен краткий обзор подходов к вычислению функции трудоемкости для последовательных программ. Для определения трудоемкости параллельных программ в работе был использован подход на основе пооперационного анализа. Описаны особенности технологий распараллеливания последовательных программ OpenMP и MPI. Приведены основные программно-аппаратные факторы, влияющие на скорость выполнения параллельных программ на узлах вычислительного кластера. Основное внимание в работе уделено исследованию влияния на производительность соотношения количества вычислительных и обменных операций в программе. Для реализации исследований были разработаны тестовые параллельные OpenMP- и MPI-программы, в которых задается общее количество операций и соотношение между вычислительными и обменными операциями; также в тестовых программах был предусмотрен замер времени их выполнения. В качестве программно-аппаратной платформы был использован вычислительный кластер, состоящий из нескольких узлов. Проведенные экспериментальные исследования позволили подтвердить эффективность гибридной модели параллельной программы в многоузловых системах с разнородной памятью с использованием OpenMP в подсистемах с общей памятью, а MPI – в подсистеме с распределенной памятью.
Рационализация труда преподавателя в нетипичных условиях
Образовательная сфера принадлежит к числу наиболее подверженных влиянию глобальных процессов, скорость протекания которых в последнее время заметно возросла, а проявление их последствий усилилось. Настоящая работа посвящена решению задачи снижения нагрузки на преподавателя за счет сведения к минимуму объема рутинных операций, возросшего, в частности, за счет внедрения в практику образовательного процесса дистанционного режима проведения занятий при условии минимизации снижения качественного уровня. Основное внимание отводится такому существенному с точки зрения временных затрат элементу работы преподавателя, как проведение итоговых мероприятий. Для организации этой работы предложена унифицированная схема, охватывающая основные действия по планированию и проведению мероприятий в удаленном режиме, оцениванию и протоколированию ответов экзаменуемых, а также вопросы информационного взаимодействия студента и преподавателя. Выполнение ряда операций в предлагаемой схеме автоматизировано, для чего используется разработанное автором многофункциональное приложение на основе единой информационной базы, которое позволяет упростить и ускорить выполнение операций. В статье дается описание назначения приложения, его основных функций с привязкой к технологическим шагам проведения тестирования в дистанционном режиме. Проверки строятся на основе как формального, так и экспертного принципа тестирования знаний, что позволяет достичь максимально возможного в подобных условиях уровня качества проводимого тестирования. Правилами предусмотрено детальное описание выставленных оценок, направленное на обеспечение прозрачности принятых преподавателем решений. В предлагаемом подходе учтен опыт, приобретенный автором за время своей практической работы в рамках предлагаемого подхода.
Отдельные аспекты конкурентоспособности российских вузов в цифровой среде
Цель статьи – раскрыть, как развитие цифровой среды повлияло на конкуренцию и конкурентоспособность российских университетов. В статье описывается вызванная развитием цифровой среды концептуальная трансформация процесса обучения, что привело к появлению новых конкурентных угроз и форм конкуренции российских вузов. Автор раскрывает отраслевое и межпродуктовое направления конкуренции, реализуемые российскими вузами. Отраслевая конкуренция – это конкуренция производителей товаров с использованием однородных, взаимозаменяемых ресурсов. По сути, это конкуренция за ресурсы между представителями одной отрасли, хотя может отсутствовать продуктовая конкуренция, конкуренция в сбыте. Отраслевая конкуренция университетов, базирующаяся на конструктивизме, рассматривает цифровую среду как источник разнообразных средств и инструментов конкуренции. Межпродуктовая конкуренция – это конкуренция между заменителями из разных отраслей, то есть между представителями разных отраслей – производителями продуктов, удовлетворяющих одинаковую потребность. Межпродуктовая конкуренция – это направление конкуренции университетов, обострившейся с возникновением МООК. Для адекватного ответа на конкурентные угрозы цифровой среды автор предлагает университетам использовать принципы коннективизма – новой теории обучения, отражающей цифровую трансформацию образовательного процесса. Доступность и быстрое устаревание знаний в цифровую эпоху привело к тому, что они теряют свою социально-общественную ценность. Более ценным становится научение, поиск, нахождение, понимание и применение знаний. С применением принципов коннективизма университеты должны стать больше чем просто организациями, создающими знания и распространяющими ценности и компетенции. Они должны стать частью сетей и экосистем распространения знаний, выходящих за границы университета как отдельной организации. В таком подходе университеты развивают сложные отношения, сочетающие конкуренцию и сетевое партнерство.
Автоматизация бизнес-процессов проверки клиентов финансовых организаций на основе информации из открытых источников
Целью работы является увеличение эффективности бизнес-процесса проверки клиентов финансовых организаций за счет использования решений в области роботизации. Данные технологии рассматриваются как альтернатива классической ручной рутинной проверке заемщиков, которая проводится как при первичном обращении клиентов в банк, так и на периодической основе, согласно законодательству РФ. В данной статье рассматриваются различные пути автоматизации, такие как RPA (robotic process automation), парсинг сайтов-источников, использование API (application programming interface) и специальных ресурсов-агрегаторов, их преимущества и недостатки. Статья содержит детальный анализ метода «роботизированная автоматизация процессов» для кредитных организаций в рамках организации процесса финансового мониторинга заемщиков. Данная технология позволяет автоматизировать стандартные действия сотрудников, выполняемые в стандартном графическом интерфейсе пользователя (GUI). В статье описаны основные проблемы, возникающие при внедрении технологий RPA в банках, причины их возникновения, а также методы их решения. Разработана универсальная архитектура программного решения, которая позволяет автоматизировать процесс сбора информации о клиентах на базе широкого круга информационных систем. Показана возможная программная реализация предложенных методов с помощью программного продукта Automation Anywhere и интеграция полученных результатов в систему ERP (Enterprise Resource Planning) на примере MS Dynamics AX. Произведена стоимостная оценка эффективности данных методов, рассмотрены положительные неэкономические эффекты. В заключение описаны основные перспективы развития технологии RPA в банковском секторе, возможные интеграции с иными программными решениями, используемыми в кредитных организациях.