Прикладная информатика. Научные статьи
Скачать книги из серии Прикладная информатика. Научные статьи
Рубрицирование текстовой информации на основе голосования интеллектуальных классификаторов
Одним из приоритетов государственной политики России выступает практическая реализация концепции электронного правительства. Важным элементом этой концепции является организация эффективного взаимодействия органов власти и граждан, которая, помимо оказания государственных услуг, должна включать в себя обработку электронных обращений (заявлений, жалоб, предложений и т.п.). Исследования показывали, что скорость и оперативность обработки обращений в значительной степени зависит от качества определения тематических рубрик, т.е. решения задачи рубрицирования. Проведенный анализ обращений граждан, поступающих на электронную почту и официальные сайты различных органов власти, выявил ряд специфических особенностей (небольшой размер, наличие ошибок в тексте, свободный стиль изложения, рассмотрение нескольких проблем), которые не позволяют успешно применять традиционные подходы к их рубрицированию. Для решения указанной проблемы было предложено использовать различные методы интеллектуального анализа неструктурированных текстовых данных (в частности, нечетко-логические алгоритмы, нечеткие деревья решений, нечеткие пирамидальные сети, нейро-нечеткие классификаторы, сверточные и рекуррентные нейронные сети). В статье описаны условия применимости шести интеллектуальных классификаторов, предложенных для рубрицирования электронных обращений граждан. В их основе лежат такие факторы, как размер документа, степень пересечения тематических рубрик, динамичность их тезаурусов и объемом накопленной статистической информации. Для ситуации, когда конкретная модель не может произвести однозначный выбор тематической рубрики, предложено использовать метод голосования классификаторов, который позволяет существенно снизить вероятность ошибок рубрицирования на основе взвешенного агрегирования решений, полученных несколькими моделями, отобранными с помощью нечетко-логического вывода.
Безопасное применение смарт-контрактов в блокчейн-системах управления
Смарт-контракт есть основной документ, на основе которого выполняются функции блокчейн-системы управления. Обеспечение качества и безопасности инициируемых смарт-контрактами бизнес-процессов определяет успех работы системы и эффективное управление бизнесом. Работа в этой сфере требует от специалистов высоких компетенций в области современных информационных технологий. Они должны хорошо понимать специфику работы со смарт-контрактами, знать современные блокчейн-системы, ориентироваться в вопросах безопасности, уметь применить свои знания на практике. Следовательно, тема исследования достаточно актуальна. Цель написания статьи – дать представление о безопасных технологиях применения и процессе разработки смарт-контрактов. Перед авторами стояли задачи исследования всех уязвимостей, связанных с применением смарт-контрактов и разработки рекомендаций по развитию у студентов компетенций в области разработки смарт-контрактов. В результате исследования были определены меры безопасного применения смарт-контрактов в блокчейн-системах управления, разработан лабораторный практикум по моделированию процесса разработки смарт-контрактов. Данный лабораторный практикум направлен на развитие у студентов профессиональных навыков в сфере блокчейна и смарт-контрактов, востребованных в современном цифровом обществе. Он может быть использован для проведения лабораторных занятий по дисциплинам направления «Информационные системы и технологии», «Прикладная информатика», «Бизнес-информатика». Данный подход может быть использован разработчиками систем распределённого реестра для эффективного запуска и реализации проектов.
Типологизация и систематизация подходов к разработке стратегии компании: модели и методы из смежных наук
Современные организации вынуждены вести свою деятельность в условиях динамично меняющейся внешней среды с высокой степенью неопределённости, что вызывает сложности при разработке стратегии предприятия. Поскольку большинство методов для поддержки процесса формирования стратегии, созданных в рамках стратегического менеджмента, имеет жёсткую предписанную структуру, их невозможно адаптировать для принятия стратегических решений в среде, где количество информации и взаимосвязей, которые необходимо учитывать для эффективного управления, многократно возросло в сравнении с тем временем, когда эти методы были созданы. Целью данного исследования является расширение инструментария поддержки формирования стратегии за счёт моделей и методов, порождённых в таких дисциплинах, как инженерия знаний, искусственный интеллект, исследование операций и моделирование предприятий. В статье формирование стратегии рассматривается с точки зрения решения стратегических задач (problem solving) и принятия стратегических решений (decision making), что может трактоваться как работа со знаниями – их получение, структурирование, передача и использование. Благодаря интегрирующему обзору литературы был выявлен ряд потенциально применимых для формирования стратегии моделей и методов, а также была разработана новая формально-логическая классификация моделей и методов в зависимости от степени их формализации, позволившей выделить три основные группы моделей и методов: неформальные, полуформальные и формальные. Предложенная классификация может служить концептуальной основой построения методологии по выбору инструментария для поддержки формирования стратегии предприятия и разработки информационных систем.
Обеспечение компьютерной безопасности узла путём его параметрической корректировки при ресурсных ограничениях
Реализация инфраструктуры современных организаций на основе информационных технологий играет важную роль в формировании и развитии сложных управленческих структур. Разнообразные задачи, которые стоят перед организациями, требуют непрерывного роста их количественных показателей эффективности в рамках повседневных задач по формированию и модернизации новых деятельностных моделей. Значимость этого приводит к необходимости анализа дальнейших возможных путей развития информационной инфраструктуры, которая при исключении из рассмотрения низкоуровневых сетевых и коммуникационных подсистем сводится к отдельным компьютерным узлам. Информационные контуры современных организаций включают в свой состав большое количество компьютерных узлов. Эти компьютерные узлы подвержены несанкционированным атакам, которые приводят к ухудшению их основных характеристик. Ухудшения влияют на экономические показатели эффективности организаций. Целью работы является разработка аналитической модели компьютерного узла и постановка оптимизационной задачи на ее основе для корректировки узловых параметров. Рассматривается подход на основе аналитического моделирования. Подход позволяет производить корректировку параметров компьютерного узла, которая может компенсировать входные несанкционированные вторжения. В основе подхода лежит использование систем массового обслуживания. Рассматривается система массового обслуживания одноканальная с буферированием. На основе ее аналитической модели строится оптимизационная задача. В результате её решения с использованием известных методов получены требуемые параметры компьютерного узла. Их установка является необходимой корректировкой для компенсации входных несанкционированных вторжений. Также рассматриваемый подход позволяет производить управление компьютерном узлом при изменении входного потока заявок. Определённое по выведенным в статье формулам значение производительности является оптимальным значением производительности компьютерного узла. Это значение может быть установлено средствами управления узлом на нём в зависимости от полученных с узловых подсистем мониторинга значений интенсивности.
Основные драйверы и тенденции развития DLP-систем в Российской Федерации
Стремительное развитие информационных технологий, внедрение новых облачных сервисов, перевод сотрудников на удалённую работу обуславливают необходимость адекватного развития систем защиты от утечки данных – Data Leak Prevention (DLP). Целью данной статьи является определение факторов, влияющих на данный процесс, и выявление основных тенденций развития DLP в РФ. Для этого проводится анализ статистики по утечкам информации, исследуются перспективы реализации новых возможностей DLP-систем на базе современных информационных технологий (BigData, IOT, искусственный интеллект и машинное обучение), рассматриваются способы и средства интеграции DLP в рамках комплексных систем защиты информации (СЗИ) в соответствии с требованиям основных нормативно-правовых и методических документов РФ в сфере информационной безопасности. Для решения указанных задач используются методы анализа, синтеза, системного анализа, формализации, сравнения и аналогий. В качестве основных драйверов развития как средств защиты информации, так и информационных технологий рассматриваются импортозамещение, цифровизация экономики, обеспечение безопасности критической информационной инфраструктуры, а также необходимость контроля автоматизированных систем, средств связи и пользователей при распределённой работе, в том числе в условиях пандемии, вызвавшей требования к ограничению личных контактов. В результате проведённого анализа определены наиболее приоритетные направления развития автоматизированных систем контроля информационных потоков: аналитика, визуализация данных, системная интеграция, поведенческий анализ угроз информационной безопасности.
Программное обеспечение для настройки протоколов верхнего уровня ad-hoc сетей
Протоколы маршрутизации беспроводных самоорганизующихся сетей (ad-hoc сетей) выполняют функции их организации, такие как определение связей и построение маршрутов между узлами. На качество работы сетей указанного вида оказывают существенное влияние выбранные параметры их протоколов. Большая часть известных протоколов предполагает, что их настройки должны быть заданы непосредственно перед вводом ad-hoc сети в эксплуатацию, после этого они будут сохраняться в течение всего времени её работы. Однако на сегодняшний день не существует единых методов подбора оптимальных параметров протоколов в практически значимых ситуациях, а введение произвольных значений параметров может привести к большому количеству отказов в работе сети. Целью проведённого исследования является повышение скорости развёртывания ad-hoc сетей связи за счёт автоматизации процедуры настройки параметров протокола, который лежит в основе организации передачи данных. Поставленная задача решена с помощью обобщённого метода определения параметров протоколов маршрутизации, основанного на эвристическом алгоритме оптимизации – методе поиска «косяком рыб» (Fish School Search, FSS). В ходе исследования представлен метод разработки программного обеспечения для оптимизации настройки протоколов верхнего уровня в ad-hoc сетях. Благодаря данному методу реализовано программное обеспечение, которое использует имитационную модель беспроводных самоорганизующихся сетей на базе сетевого симулятора OMNET++. Проведено исследование эффективности разработанного программного обеспечения для настройки параметров протокола AODV, которое подтвердило высокую эффективность предложенного подхода в практически значимых ситуациях развёртывания беспроводных сетей связи.
Динамическое программирование в прикладных задачах специального вида
В данной статье рассматриваются прикладные задачи, для решения которых ранее предлагался метод динамического программирования, разработанный Р. Беллманом в середине прошлого века. Этот метод, основанный на принципе оптимальности и вытекающих из него рекуррентных уравнениях, позволил свести решение многих сложных прикладных задач к решению последовательности более простых однотипных задач. К настоящему времени с помощью динамического программирования решены многие практически важные задачи. Однако при решении задач большой размерности, особенно при разработке систем, в которых алгоритм динамического программирования встроен в многократно повторяющийся цикл расчётов, время счёта оказывается неприемлемо велико даже с учётом мощностей современных компьютеров. Проблема повышения эффективности динамического программирования продолжает оставаться актуальной. В этом состоит цель настоящей работы. Установлено, что возможны различные реализации динамического программирования при решении одних и тех же прикладных задач. В статье анализируются возможности повышения эффективности применения динамического программирования при детальном учёте специфических особенностей прикладных задач, из которых некоторые допускают получение рекуррентных формул для вычисления оптимальной траектории на основе принципа оптимальности Р. Беллмана без перебора вариантов. Показано, что многие прикладные задачи, для решения которых предлагался метод динамического программирования с отбраковкой вариантов путей, приводящих в конкретное состояние, допускают дополнительно и отбраковку бесперспективных состояний в процессе счёта. Это резко повышает эффективность динамического программирования как с точки зрения используемого объёма памяти, так и с точки зрения времени счёта. Это утверждение основано на использовании специально разработанных экспериментальных программ для выполнения расчётов с целью оценки эффективности нового алгоритма применительно к решению практических задач как однокритериальных, так и двухкритериальных. Приводятся примеры таких задач и соответствующий алгоритм их решения.
Rubrication of text documents based on fuzzy difference relations
Одним из ключевых направлений информатизации деятельности органов государственной власти является разработка и внедрение систем автоматизированной обработки электронных обращений (заявлений, жалоб, предложений) физических и юридических лиц, поступающих на официальные веб-сайты и порталы органов власти федеральных округов, администраций областей и других территориальных образований. Важную роль при решении данной задачи играет рубрицирование, которое заключается в распределении обращений по тематическим рубрикам, определяющих направления деятельности департаментов, осуществляющих их обработку и подготовку соответствующего ответа. Результаты анализа специфических особенности таких текстовых сообщений (небольшой размер, отсутствие разметки, наличие ошибок, нестационарность тезауруса и т. п.) подтвердили невозможность применения традиционных подходов к рубрицированию и обосновали целесообразность применения методов интеллектуального анализа данных. В статье предложен новый подход к анализу и рубрицированию электронных неструктурированных текстовых документов, поступающих на официальные веб-сайты и порталы органов государственной власти. Он предполагает формирование древовидной структуры рубричного поля, основанной на нечетких отношениях различия между синтаксическими характеристиками документов. Анализ основывается на определении нечеткого соответствия этих документов по синтаксическим характеристикам со значениями центров кластеров, проводимого последовательно от корня к листьям построенного нечеткого дерева решений. Предлагаемый метод рубрицирования программно реализован и апробирован при автоматизированной обработке и анализе обращений (заявлений, жалоб и предложений) граждан, поступающих в Администрацию Смоленской области. Это позволило обеспечить оперативную и качественную актуализацию рубрик и анализ документов в условиях нестационарности состава тезауруса и значимости слов рубрик.