Прикладная информатика. Научные статьи
Скачать книги из серии Прикладная информатика. Научные статьиУправление рисками муниципальных проектов с применением имитационных моделей
Риск инвестора землепользователя как экономическая категория имеет ряд особенностей. Это не только риск невыполнения инвестиционного проекта, но и дополнительный риск, связанный с ухудшением финансового состояния в связи с отвлечением значительных средств инвестора на выкуп права использования земли и арендные платежи, которые могут ослабить его финансовое состояние. Город, с одной стороны, должен получать эти средства, а с другой – увеличение соответствующих платежей может привести к прекращению реализации проекта, тогда администрация получит обратно неосвоенный участок, или к тому, что участок будет использоваться не по целевому назначению. Многие соотношения между параметрами объекта экономики, переходного процесса и режимами предоставления инвестиционных сумм заранее неизвестны. Имеется только информация о процессах и функциональных связях между ними. В качестве методологических средств создания моделей применены два метода: аппарат структурного анализа и имитационного моделирования. С помощью структурного анализа проводится иерархическая послойная декомпозиция объекта экономики с целью выявления элементарных процессов, имеющих дело с материальными, информационными и денежными ресурсами. Структурная схема является графом имитационной Pilgrim модели. Она позволяет с помощью формализованных действий создать имитационную модель объекта экономики и в любой момент времени получать параметры задержек, остатки и дефицит любого ресурса: материального, информационного или денежного. Эта модель даёт возможность «наблюдать» поведение исследуемой системы в режимах и ситуациях, натурное воспроизведение которых на реальном объекте экономики нежелательно, невозможно или приведёт к катастрофическим последствиям. Построен граф типовой модели объекта экономики, который в конкретном случае может быть доработан для получения рабочей модели. Выделены основные тренды изменения результатов деятельности инвестора землепользователя при реализации инвестиционного проекта, связанные с параметрами проекта и объекта инвестирования. Эти тренды позволили в первом приближении получить функцию системы «администрация – инвестор – инвестиционный процесс».
Модели обучающего курса в разработке систем дистанционного обучения
Обсуждаются актуальные вопросы разработки систем дистанционного обучения и мультимедийных обучающих курсов. Авторы отмечают необходимость построения соответствующих математических моделей, а также применения объектно-ориентированного подхода к созданию информационных образовательных технологий. Рассмотрен вопрос системного подхода к моделированию обучающего курса и процесса обучения. Отмечается необходимость включения в обучающую систему понятия «цели обучения», которые определяют, что должен знать и уметь обучаемый после изучения курса. Предлагаемая авторами методика моделирования базируется на использовании сетей Петри и цепей Маркова. Приведено обоснование эффективности использования данного математического аппарата, а также описание соответствующей математической модели. В качестве инструментария используется программное средство автоматизации классических сетей Петри Visual Petri. Также рассматривается сквозной подход к проектированию и разработке обучающей системы с использованием различных моделей и CASE-средств структурного и объектно-ориентированного анализа. Разработанная система была испытана на спроектированном авторами учебном курсе по дисциплине «Информатика и программирование».
Системная реализация дистанционного лабораторного практикума
На сегодняшний день актуален вопрос реализации дистанционных лабораторных практикумов по техническим дисциплинам. Автор описывает случаи, когда нецелесообразно использование имитационной модели практикума и необходимо обеспечение доступа к реальному оборудованию, а также формулирует требования к соответствующему программно-аппаратному обеспечению. В качестве примера одного из элементов системы дистанционного лабораторного практикума – лабораторной установки – рассматривается учебная научно-исследовательская лаборатория, разработанная на кафедре Вычислительной техники Иркутского государственного технического университета. Рассказывается о разработке в нём новой системы дистанционного обучения на базе международного стандарта SCORM. Вниманию читателя предлагается описание модульной структуры системы, а также особенностей разработки её программного обеспечения. Даётся описание математических моделей системы дистанционного лабораторного практикума, в которых последняя представляется как однофазная и двухфазная система массового обслуживания. Приводятся формулы расчёта основных характеристик системы, необходимые для построения программного обеспечения дистанционного лабораторного практикума на основе современных сетевых и клиент-серверных технологий.
О пользе мультимедийных комплексов в профессиональном образовании: вопросы психологии
В статье дан анализ психологических и нейрофизиологических аспектов феномена массовой увлечённости компьютерами людей разных возрастов и вытекающей отсюда возможности эффективного применения компьютерных технологий в образовательном процессе. По мнению автора, любой вузовский преподаватель обладает возможностью превратить свой курс или предмет в любимый и значимый. Этому способствует знание современных точных наук о природе человеческого восприятия, переработки информации и формирования нового опыта в требуемом высшей школой формате. Магия внимания к компьютерам людей различных возрастов заключается во взаимодействии когнитивных систем мозга и двух зрительных систем (вентральной и дорсальной) в процессе обработки поступающей с экрана монитора информации различного рода. В статье приведено достаточно подробное описание того, как человеческий мозг воспринимает эту информацию и формулирует психологические особенности процесса обучения с помощью информационных технологий, привлекающие человека к такому способу получения знаний. Таким образом, имеет смысл приучать студентов к восприятию данных научных исследований в различных областях человеческих знаний, в том числе и с помощью нового поколения электронных учебников и мультимедийных комплексов. Но, по мнению автора, никакие технические средства обучения не должны полностью заменить собой живое общение с преподавателем, они лишь призваны стать эффективным дополнением к лекционным курсам и семинарским занятиям. Включение информационных технологий в учебный процесс должно стимулировать преподавателей повышать свою «конкурентоспособность» по отношению к мультимедийным учебным курсам.
Дипломное проектирование и выпуск конкурентоспособных информатиков-экономистов
В статье представлен анализ выпускных квалификационных работ (ВКР) по специальности «Прикладная информатика в экономике», выполненных за последние годы на факультете Информационных технологий Всероссийской государственной налоговой академии Минфина России. Рассмотрена специфика требований к содержанию работ по различным направлениям дипломного проектирования студентов данной специальности. Авторы отмечают, что в настоящее время ключевое значение при разработке информационных систем приобретает анализ данных для получения новых знаний о потенциальных возможностях и перспективах развития предприятия. Обсуждаются области приложения профессиональных навыков и умений выпускников, наиболее часто встречающиеся практические задачи, качественное решение которых требует привлечения информатиков-экономистов. Описаны основные этапы подготовки дипломных работ, а также взаимосвязь ВКР с курсовыми работами, выполняемыми студентами в ходе учебного процесса. Приведены данные о распределении ВКР по областям применения и тематике, а также по выбираемым инструментальным средствам реализации проектируемых систем. Проанализирована связь тематики ВКР с современными потребностями рынка в специалистах данного профиля.
Симуляторы GPSS World и Actor Pilgrim: экономика и массовое обслуживание
В настоящее время используются десятки видов компьютерного моделирования. Особую популярность завоёвывает так называемое имитационное моделирование. Имитационной моделью называется специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого-либо сложного объекта. Он запускает в компьютере параллельные взаимодействующие вычислительные процессы, которые являются по своим временным параметрам аналогами исследуемых. В странах, занимающих лидирующее положение по созданию новых компьютерных систем и технологий, направление Computer Science использует именно такую трактовку имитационного моделирования. Особую популярность приобрела аналоговая разновидность имитационного моделирования – симуляция (англ. simulation) реальных процессов в памяти компьютера в виртуальном времени (в модельном времени, не связанном с реальным какими-либо масштабами). Симулятор – это главное программное обеспечение, которое позволяет корректно и точно моделировать исследуемые процессы в виртуальном времени. Модель на языке GPSS не компилируется в машинный код и не является программой в обычном понимании. Она выполняется посредством простого и эффективного интерпретатора, который и является симулятором. Но следует понимать, что режим интерпретации замедляет выполнение модели по сравнению с моделью в виде exe-программы, подготовленной компилятором и собранной редактором связей. Pilgrim-модель компилируется и выполняется как exe-программа в Windows XP в виде обычного приложения Win API. Её можно встраивать в программные комплексы, в интеллектуальные системы поддержки принятия решений. Зачастую она выполняется на вычислительной установке, где нет системы имитационного моделирования Pilgrim. Поэтому в составе Pilgrim-модели имеется компактный скоростной диспетчер процессов, который и выполняет функции симуляции. Данная статья предназначена для тех, кто знаком с GPSS World и хотел бы расширить свои аналитические возможности с помощью Actor Pilgrim. Здесь дан некоторый сравнительный анализ идеологий двух систем, используемых в настоящее время: GPSS World и Actor Pilgrim.
Акторные модели корпоративных информационных систем
Статья посвящена описанию некоторых типовых приёмов построения имитационных моделей, которые могут быть полезны при создании моделей корпоративных информационных систем. В качестве инструментального средства разработки рассматривается система имитационного моделирования Actor Pilgrim. Корпоративная информационная система представлена как замкнутая система массового обслуживания достаточно сложной структуры, рассчитанная, в общем случае, на обслуживание нескольких групп пользователей, и алгоритм работы которой содержит большое количество ветвлений. В зависимости от сложности модели, в статье приводятся различные варианты построения схем зарядки замкнутой модели акторами, имитирующими работу пользователей. Поставлена задача определения времени реакции системы на запрос пользователя. Приводятся различные варианты её решения, и даётся сравнительный анализ представленных методов. Также предлагается несколько методов программирования условий прохождения актора по графу модели. Рассматривается случайный выбор узла из класса узлов и выбор пути на основании параметра актора. В статье также приведены приёмы моделирования составных объектов, принадлежащих к одному классу.
Принципы математического моделирования мотивации к труду
Мотивация личности к труду представляет собой важный психологический феномен, без понимания и адекватной оценки которого нельзя эффективно решить существенные для экономической практики задачи управления персоналом. В статье представлена соответствующая математическая модель, которая может быть эффективно использована при проектировании систем управления персоналом предприятия, а также основополагающие принципы, на которых должна базироваться модель мотивации при теоретическом подходе. Далее решается задача построения практической модели и приводится математическая постановка задачи. При этом мотивация рассматривается как сила, побуждающая человека совершать определенные действия, и представляющая собой векторную величину. Ставится задача расчёта совокупной мотивации как равнодействующей частных мотиваций, а также средней мотивации в коллективе сотрудников. Авторы формулируют ряд оптимизационных задач, которые могут быть успешно решены с помощью предложенного подхода к математическому моделированию мотивации. Включение соответствующих модулей в программное обеспечение системы управления персоналом будет способствовать повышению эффективности работы компании.
Нейро-нечеткий метод построения моделей сложных объектов
Существует ряд особенностей, свойственных задачам математического моделирования сложных систем, которые ограничивают использование известных методов. Указанное обстоятельство обусловливает необходимость разработки новых методов и алгоритмов математического моделирования, позволяющих расширить область применения технологий интеллектуального анализа данных. В статье рассмотрен метод интеллектуального анализа данных, в основе которого лежит идея самоорганизации математических моделей и аппарат гибридных нейронных сетей. Предлагаемый метод позволяет строить модели сложных систем в условиях ограниченности объёма исходных данных с учётом экспертной информации об имеющихся закономерностях и взаимосвязях. Авторы анализируют особенности задач математического моделирования сложных систем, а также предлагают методику, включающую следующие этапы: формирование обучающих выборок и подготовку структур частных моделей, генерирование частных моделей нейронной сетью, отбор лучших моделей по заданному критерию. Для тестирования разработанной методики был разработан специальный программный комплекс, с помощью которого проводились вычислительные эксперименты. Их результаты свидетельствуют о работоспособности рассмотренного метода и позволяют рекомендовать его для построения математических моделей сложных систем. Полученные модели в дальнейшем могут использоваться в качестве математического и алгоритмического обеспечения интеллектуальных информационных систем поддержки принятия решений по управлению сложными объектами произвольной природы.
Модельный подход к анализу целочисленных инвестиционно-финансовых активов
Классические модели анализа портфельных инвестиций (такие как модель Марковица и ценовая модель рынка капиталов) предоставляют инвесторам возможность поиска решений, максимизирующих прибыль от реализации инвестиционного проекта при желаемом уровне риска или, наоборот, снизить риск при заданном уровне дохода. В статье рассмотрена дискретная ценовая модель рынка капиталов, а также описаны двухкритериальные модели оптимизации портфельных инвестиций: максимизация доходности при заданном уровне риска портфеля и минимизация риска портфеля при заданной величине прироста инвестиционных ресурсов. Приведены соответствующие алгоритмы использования метода ветвей и границ. Рассмотрены примеры формирования оптимального портфеля ценных бумаг при целочисленных и непрерывных ограничениях. На основании проведённого анализа полученных данных сделан вывод о том, что применение при анализе портфельных инвестиций непрерывных двухкритериальных моделей менее адекватно условиям задачи, поскольку в реальной практике торги ценными бумагами на фондовых рынках проходят фиксированными лотами. В статье также приведён анализ существующих программных средств решения финансовыми отделами предприятий оптимизационных задач методами линейного и нелинейного программирования.