№ 4 (2022)

В рамках перехода на шестой технологический уклад перед предприятиями промышленности остро встает вопрос эффективного проведения цифровой трансформации предприятия. Для этого предприятиям необходимо обеспечить переход к процессному управлению, автоматизировать бизнес-процессы и интегрировать все процессы, приложения и данные на единой платформе. Возникает проблема выбора способа объединения информационных потоков между различными программными средствами на предприятии, одним из решений является использование PLM-системы. При дискретном типе производства их использование затрудняется из-за большого количества программных решений в основных, организационных, обеспечивающих и бизнес-процессах развития. В этой связи необходимо определить оптимальную систему, которая отвечала бы всем необходимым критериям для построения единой платформы для «бесшовного» процесса производства. На рынке представлено большое количество PLM-систем, которые реализуют определенное количество функциональных назначений. Выбор PLM-системы должен основываться на удовлетворении взаимосвязанного набора требований предприятия, которые определяются на основе бизнес-процессов. Это позволит отсеять большинство неподходящих программных решений. Вместе с тем, PLM-система, которая имеет самый широкий функционал, может не отвечать требованиям по созданию системы обеспечения интеграции с системами автоматизации бизнес-процессов, а также экономическим, социальным, политическим и иным требованиям. Поэтому для каждого предприятия составляется индивидуальный перечень критериев в соответствии со сферой деятельности, типом производства, наличием различного программного обеспечения, существующим уровнем автоматизации и другими параметрами. В статье предлагается методика выбора PLM-систем для машиностроительного предприятия радиоэлектронного профиля, основанная на анализе бизнес-процессов и определении требований предприятия, проведении мониторинга и определении функциональных назначений PLM-систем и определении оптимального варианта на основе метода анализа иерархий. Получение интегральной оценки определенных критериев и вариантов программных решений позволит произвести объективный выбор оптимальной PLM-системы для конкретного предприятия. Использование методики позволит ускорить и повысить качество процесса выбора PLM-системы для определенного предприятия в условиях перехода к шестому технологическому укладу и индустрии 4.0.

Речь идет о стихийных бедствиях, таких как наводнение, которые можно спрогнозиро-
вать за несколько часов до того, как они произойдут, чтобы можно было организовать эвакуа-
цию населения. Эвакуация означает, что люди в районах бедствия должны покинуть эти рай-
оны и добраться до укрытий или убежищ. Представлен анализ процесса принятия решения об
эвакуации, основные критерии, определяющие решение и основные этапы применения нечеткой
логики для принятия решения об эвакуации на основе качественных и количественных значений
критериев принятия решения. Эти этапы включают выбор критериев, определение качествен-
ных входных и выходных переменных, фаззификацию переменных, определение базы нечетких
правил, построение нечеткого вывода, визуализацию результатов и анализ чувствительности.
При моделировании учитывались следующие критерии: прогнозируемый уровень наводнения,
уровень опасности, уязвимость района предполагаемого наводнения и возможность безопасной
эвакуации. Прогнозируемый уровень наводнения основывался на параметрах максимального
уровня и скорости подъема воды. Уровень опасности отражал физические характеристики
наводнения и его потенциальное воздействие на безопасность людей в районе наводнения. Уяз-
вимость района предполагаемого наводнения определялась как неспособность на местном
уровне предотвратить непосредственный контакт людей с паводковыми водами во время со-
бытия. Возможность безопасной эвакуации определялась как множество ограничений и по-
тенциальных негативных аспектов, которые могут задержать или помешать успешному про-
ведению эвакуации. Представлено описание качественных переменных критериев принятия
решения о необходимости эвакуации, примеры определения базы нечетких правил. Нечеткая
модель реализована с помощью Matlab Fuzzy Logic Toolbox. Описана процедура нечеткого выво-
да и интерпретации решения и модель нескольких сценариев и ситуаций наводнения. Рассмот-
рен способ, с помощью которого нечеткая модель принятия решения об эвакуации может
быть применена в сочетании с геоинформационной системой. Представлены действия, связан-
ные с необходимостью эвакуации для различных сценариев и обстоятельств.

Рассмотрен аналитический обзор алгоритма имитации отжига для задачи эффек-
тивного управления предприятием. Проведена оптимизация алгоритма имитации отжига
для задачи эффективного управления предприятием. Для анализа случаев использовалась
оптимизация графика работы рабочих в организации. Установлена модель планирования
рабочих с сильными и слабыми ограничениями. Смоделированный алгоритм отжига ис-
пользуется для оптимизации стратегии решения модели планирования рабочего графика
персонала. Алгоритм имитации отжига представляет собой алгоритм, пригодный для
решения крупномасштабных задач комбинаторной оптимизации. Он также оценивает и
получает оптимальную стратегию планирования. Алгоритм имитации отжига хорошо
влияет на интеллектуальный анализ данных управления человеческими ресурсами. Интел-
лектуальный анализ больших данных может помочь компаниям проводить динамическийанализ при наборе талантов, а план набора талантов выполняется качественно и стан-
дартно, чтобы проанализировать характеристики различных талантов со многих сторон
и повысить уровень управления человеческими ресурсами. Разработан алгоритм реализую-
щий процесс работы алгоритма имитации отжига. Алгоритм имитации отжига прини-
мает новые решения по критерию Метрополиса, поэтому помимо принятия оптимизиро-
ванного решения он также принимает ослабленное решение в ограниченном диапазоне.
Алгоритм Метрополиса – алгоритм семплирования, использующийся, в основном, для
сложных функций распределения. Он отчасти похож на алгоритм выборки с отклонением,
однако здесь вспомогательная функция распределения меняется со временем. Проведены
экспериментальные исследования, которые показывают, что модель планирования рабо-
чих, основанная на сильных и слабых ограничениях, значительно лучше, чем модель ручного
планирования, достигая эффективного баланса между контролем затрат на зарплату в
организации и повышением удовлетворенности персонала. Успешное применение модели
планирования персонала, основанной на моделируемом алгоритме отжига, приносит новые
идеи и идеи для решения крупномасштабных задач планирования рабочих. Приведенные
результаты могут служить отправной точкой для изучения систем управления персона-
лом, основанных на технологии интеллектуального анализа данных.

Рассматриваются схемы специального широковещательного шифрования – крипто-
графический протокол, решающий задачу распространения цифровой продукции среди
авторизованных пользователей. Широковещательное шифрование находит применение в
различных областях, например, защита данных в компьютерных сетях, кабельное и спут-
никовое цифровое телевидение, распределенное хранение информации. В схемах широкове-
щательного шифрования данные распространяются свободно, но в зашифрованном виде, и
каждому легальному пользователю выдается уникальный набор ключей для их расшифро-
вания. В схемах специального широковещательного шифрования возможны атаки со сто-
роны коалиций злоумышленников из числа авторизованных пользователей, пытающихся
создать “пиратские” ключи и получить несанкционированный доступ к распространяе-
мым данным. Эффективный способ борьбы с такими атаками найден в использовании
линейных кодов, обладающих специальными идентифицирующими свойствами, в частно-
сти, так называемыми “framеproof” (FP) и “traceability” (TA) свойствами. Ранее получены
теоретические границы мощности коалиции злоумышленников, в пределах которой приме-
нимы схемы, основанные на использовании идентифицирующих алгеброгеометрических
кодов. В работе представлена информационная система для проведения эксперименталь-
ных исследований надежности схем, основанных на использовании идентифицирующих
алгеброгеометрических кодов малой мощности, в частности, для вычисления вероятно-
стей нарушения идентифицирующих свойств таких кодов, в том числе при превышении
известных теоретических границ. В качестве примера использования представленной сис-
темы приведены и проанализированы результаты вычислительного эксперимента для двух
алгеброгеометрических кодов. В заключение рассмотрены открытые вопросы, представ-
ляющие интерес для дальнейших исследований, в частности, возможность расширения
экспериментальных исследований до кодов произвольной мощности.

Статья посвящена оценке аппаратного ресурса вычислительных систем для решения
вычислительно-трудоемкой задачи – расчета распределений вероятностей значений ста-
тистик методом второй кратности на основе Δ-точных приближений для выборок объе-
мом от 320 до 1280 знаков при мощности алфавита от 128 до 256 символов с точностью
=10-5. Общее время решения не должно превышать 30 дней или 2,592·106 секунд при круг-
лосуточном режиме вычислений. Использование свойств метода второй кратности позво-
ляет привести вычислительную сложность расчета к диапазону 9,68·1022–1,60·1052 опера-
ций с числом проверяемых векторов – от 6,50·1023 до 1,39·1050. Решение этой задачи для
указанных параметров выборок в заданное время с помощью современных вычислительных
средств (процессоров, графических ускорителей, программируемых логических интеграль-
ных схем) требует недостижимого на практике аппаратного ресурса. Поэтому в статье
анализируются возможности перспективных квантовых и фотонных технологий для ре-
шения задачи с заданными параметрами. Основным преимуществом квантовых вычисли-
тельных систем является высокая скорость вычислений для всех возможных значений па-
раметров. Однако, для расчета распределений вероятностей значений статистик кванто-
вое ускорение не будет достигнуто из-за необходимости проверки всех полученных реше-
ний, число которых соответствует размерности задачи. Кроме того, текущий уровень
развития элементной базы не позволяет создавать и использовать квантовые вычислите-
ли с разрядностью 120 кубитов, необходимой для решения рассматриваемой задачи. Фо-
тонные вычислители могут обеспечить высокую скорость вычислений при низком энерго-
потреблении и для решения рассматриваемой задачи требуют наименьшее число узлов.
Однако, нерешенные проблемы с физической реализацией элементов оперативного хране-
ния данных и отсутствием доступной элементной базы не позволяют в обозримой пер-
спективе (5–7 лет) использовать фотонные вычислительные технологии для расчета рас-
пределений вероятностей значений статистик, поэтому наиболее целесообразно примене-
ние гибридных вычислительных систем, содержащих узлы различных архитектур.
Для реализации задачи на различных аппаратных платформах (универсальные процессоры,
графические ускорители, программируемые логические интегральные схемы) и конфигура-
циях гибридных вычислительных систем предложено использование архитектурно-
независимого языка программирования высокого уровня SET@L, объединяющего представ-
ление вычислений в виде множеств и совокупностей с помощью альтернативной теории
множеств П. Вопенка с абсолютным параллелизмом информационного графа и парадиг-
мами аспектно-ориентированного программирования.

Исследовано влияние параметров функциональных элементов на энергетические,
временные и вероятностные характеристики системы квантового распределения ключа
(КРК) на основе протокола B92. Построены зависимости вероятности записи правильного
и ошибочного битов в сырую квантовую ключевую последовательность от длины волокон-
но-оптической линии связи (ВОЛС) и использовании 4-х типов лазеров (EML, DFB, VCSEL,
FP) и фотоприёмных модулей (id201; id210; id220; id230). Установлено, что, изменения
вероятности записи правильного бита в сырую квантовую ключевую последовательность
значительно более весомы, чем изменения вероятности записи ошибочного бита (50,9 раза
против 3,3 раза при ширине спектра лазера 80 пм и изменении протяжённости ВОЛС с 10
до 100 км). Это связано с тем, что с ростом протяжённости ВОЛС резко растёт веро-
ятность отсутствия регистрации на приёмной станции фотонов или импульсов темново-
го тока (ИТТ). Числовой материал указывает на прямую пропорциональную зависимость
вероятности записи ошибочного бита от частоты генерации шумовых импульсов одно-
фотонных лавинных фотодиодов (ОЛФД). Так, при увеличении частоты появления ИТТ в
60 раз (с 100 до 6000 Гц) вероятность записи ошибочного бита также увеличивается в
60 раз (например, при длине ВОЛС 100 км – 6,39 против 383,3). Установлено, что средне-
квадратичное отклонение (СКО) времени задержки фотона прямо пропорционально длине
ВОЛС и ширине спектра лазера. При ширине спектра лазера 10 пм и увеличении длины
ВОЛС с 10 до 100 км (в 10 раз) среднеквадратичное отклонение времени задержки фотона
также увеличивается в 10 раз (с 4,16 до 41,6 пс). Для достижения наилучших характери-
стик системы КРК в целом целесообразно использование лазера с минимальной шириной
спектра излучения, например, EML-лазера. Однако EML-лазеры считаются самыми слож-
ными и дорогостоящими из рассмотренных типов лазеров, поэтому использование
EML-лазеров значительно повышает стоимость всей системы КРК.

Целью данной работы был анализ механизмов роста кластеров сбросов, приводящего
на решетке конечных размеров к состоянию, близкому к критическому, со степенным рас-
пределением по размерам кластеров, подобных наблюдаемым в сейсмическом процессе.
В то же время вопрос о применимости модели для описания процессов в реальной геофизи-
ческой среде остается открытым. Анализ связи элементов в одномерной модели OFC с
открытыми граничными условиями позволяет оценить изменчивость поступающей энер-
гии к элементам решетки расположенными на разном расстоянии от границ. Построен-
ная расчетная модель позволяет оценить размер граничных областей высокой изменчиво-
сти средней поступающей энергии при различных значениях параметра связи α. Показано,
что с ростом α граница область неоднородности расширяется. Показано что существу-
ют два различных режима синхронного образования системы сбросов, имитирующих зем-
летрясение. Оба механизма определяются захватом соседнего элемента и последующей
синхронизацией их сбросов. Этот процесс формирует устойчивый сброс большого разме-
ра. Наличие пограничных областей с высоким градиентом скорости вводимой энергии оп-
ределяет основной механизм образования кластеров элементов решетки и демонстрирую-
щий синхронный сброс накопленной энергии. Такая синхронизация достигается за счет
высокой взаимной изменчивости энергии на каждом шаге итерации. Второй важный ме-
ханизм роста кластеров характерен для формирующихся кластеров, размер которых пре-
вышает размер приграничной области высокой неоднородности притока энергии. По мере
роста размера кластера область захвата соседних элементов, не входящих в кластер, рас-
ширяется. Соответственно вероятность того, что энергия соседнего элемента находится в
зоне захвата, увеличивается. Расчеты показывают, что среднее время достижения заданно-
го размера кластера на решетка при разных размерностях пространства d и при разных
параметрах связи  подтверждает наличие двух временных интервалов с разным меха-
низмом образования кластеров. В таком случае, рост больших кластеров носит степенной
характер с показателем степени, определяемым размерностью пространства d.

Рост производительности вычислительных систем (ВС) связан как с масштабируе-
мостью, так и с развитием архитектуры вычислительных элементов системы. Кластер-
ные ВС, которые являются масштабируемыми, составляют 93% суперкомпьютеров спи-
ска Top500 и относятся к высокопроизводительным. При этом по – прежнему остается
проблема эффективного и полного использования всего имеющегося вычислительного ре-
сурса суперкомпьютера и ВС для решения пользовательских задач. Отказы элементарных
машин (узлов, вычислительных модулей) снижают технико-экономическую эффектив-
ность вычислительных систем и эффективность решения пользовательских задач. По-
этому при планировании процесса решения задач, уменьшение потерь времени на восста-
новление ВС от сбоев, отказов является важной задачей. Для количественной оценки по-
тенциальных возможностей вычислительных систем используются показатели осущест-
вимости решения задач. Эти показатели характеризуют качество работы систем с уче-
том надежности, временных характеристик и параметров обслуживания поступающих
задач. В работе предлагается математическая модель функционирования вычислительной
системы с накопителем при групповом обслуживании потока задач. Математическая
модель использует методы теории массового обслуживания, основанных на теории веро-
ятностей и системах дифференциальных уравнений. Следует заметить, что методика
составления систем дифференциальных уравнений достаточна проста, если представлена
соответствующая им граф-схема. Однако точное решение систем уравнений и, как прави-
ло, в элементарных функциях, не существует, либо формулы труднообозримы. Здесь реше-
ние получено в стационарном режиме функционирования системы массового обслужива-
ния. Рассчитаны показатели, позволяющие оценить наполненность накопителя. Получен-
ные аналитические решения просты, могут быть использованы для экспресс-анализа
функционирования вычислительных систем.

Рассматриваются проблемы гомоморфной криптографии. Гомоморфная крипто-
графия – одно из молодых направлений криптографии. Его отличительная особенность
заключается в том, что можно обрабатывать зашифрованные данные без их предвари-
тельной расшифровки таким образом, что результат операций над зашифрованными дан-
ными эквивалентен после расшифровки результату операции над открытыми данными.
Гомоморфное шифрование может эффективно применяться для реализации защищенных
облачных вычислений. Для решения различных прикладных задач требуется поддержка
всех математических операций, в том числе и операции деления, однако эта тема недос-
таточно проработана. Возможность выполнить операцию деления гомоморфно позволит
расширить возможности прикладного применения гомоморфного шифрования и позволит
выполнить гомоморфную реализацию многих алгоритмов. В работе рассматриваются
существующие гомоморфные алгоритмы и возможность реализации операции деления в
рамках этих алгоритмов. Также в работе предлагаются два метода гомоморфного деле-
ния. Первый метод основан на представлении шифротекстов в виде простых дробей ивыражении операции деления через операцию умножения. В рамках второго метода пред-
лагается представление шифротекстов в виде массива гомоморфно зашифрованных бит,
а все операции, в том числе и рассматриваемую в данной статье операцию деления, вы-
ражать через бинарные гомоморфные операции. Рассматриваются возможные подходы к
реализации деления через бинарные операции и выбирается подход, наиболее подходящий
для гомоморфной реализации. Выполняется анализ предложенных методов и указываются
их преимущества и недостатки.

Предлагается биоинспирированный метод решения набора инвариантных комбина-
торно-логических задач на графах: формирования паросочетания графа, выделения внут-
ренне-устойчивого множества вершин, выделения клики графа. Описывается модифициро-
ванная парадигма муравьиной колонии использующая, в отличие от канонического метода,
механизмы формирования решений на модели пространства поиска в виде звездного графа.
Задача формирования в графе внутренне-устойчивого множества вершин может быть
сформулирована, как задача разбиения. На начальном этапе на всех ребрах звездного графа
H откладывается одинаковое (небольшое) количество феромона ξ/m, где m=|E|. Процесс
поиска решений итерационный. Каждая итерация l включает три этапа. Агенты облада-
ют памятью. На каждом шаге t в памяти агента ak имеется количество феромона фj(t),
отложенного на каждом ребре графа H. На первом этапе каждый агент ak популяции
конструктивным алгоритмом находит решение Ur
0k, рассчитывает оценку решения
ξk(Ur
0k) и значение степени пригодности полученного агентом решения φk (количество фе-
ромона, соответствующее оценке). На втором этапе, после полного формирования всеми
агентами решений на текущей итерации, феромон ωj, накопленный в j-ой ячейке в буфер-
ном массиве КЭПб, добавляется в каждую j-ю ячейку основного массива Q2={qj|j=1,2,…,m}
коллективной эволюционной памяти КЭПo. На третьем этапе происходит общее испаре-
ние феромона на множестве ребер E звездного графа H. Временная сложность алгоритма,
полученная экспериментальным путем, совпадает с теоретическими исследованиями и для
рассмотренных тестовых задач составляет О(n2).

Рассматривается одна из важных задач искусственного интеллекта – машинная об-
работка естественного языка. Решение данной задачи на основе кластерного анализа по-
зволяет выявлять, формализовывать и интегрировать большие объемы лингвистической
экспертной информации в условиях информационной неопределенности и слабой структу-
рированности исходных текстовых ресурсов, полученных из различных предметных облас-
тей. Кластерный анализ является мощным средством разведочного анализа текстовых
данных, позволяющий провести объективную классификацию любых объектов, которые
охарактеризованы рядом признаков и имеют скрытые закономерности. Проведен обзор и
анализ современных модифицированных алгоритмов агломеративной кластеризации CURE,
ROCK, CHAMELEON, неиерархической кластеризации PAM, CLARA и алгоритма аффинно-
го преобразования, используемых на различных этапах кластеризации текстовых данных,
эффективность которых проверяется экспериментальными исследованиями. В работе
обоснованы требования к выбору наиболее эффективного метода кластеризации для ре-
шения задачи повышения эффективности интеллектуальной обработки лингвистической
экспертной информации. Также в работе рассмотрены способы визуализации результатов
кластеризации для интерпретации кластерной структуры и зависимостей на множестве
элементов текстовых данных и графические средства их представления в виде дендо-
грамм, диаграмм рассеивания, диаграмм сходства VOS и карт интенсивности. Для сравне-
ния качества работы алгоритмов использовались внутренние и внешние метрики эффек-
тивности: «V-мера», «Adjusted Rand index», «Силуэт». На основании проведенных экспери-
ментов выявлено, что необходимо использовать гибридный подход, в котором для перво-
начального выбора числа кластеров и распределения их центров использовать иерархиче-
ский подход, основанный на последовательном объединении и максимизации близости дан-
ных ограниченной выборки, когда нет возможности выдвинуть гипотезу о начальном ко-
личестве кластеров. Далее подключать алгоритмы итерационной кластеризации, обеспе-
чивающие высокую устойчивость по отношению к шумовым признакам и наличию выбро-
сов. За счет гибридизации повышается эффективность работы алгоритмов кластериза-
ции. Результаты исследований показали, что для повышения вычислительной эффективно-
сти и преодоления чувствительности при инициализации параметров алгоритмов класте-
ризации для оптимизации параметров модели обучения и поиска глобального оптимального
решения необходимо использовать метаэвристические подходы.

Рассматривается эволюционный популяционный метод решения транспортной за-
дачи на основе метаэвристики кристаллизации россыпи альтернатив. Исследуется за-
крытая (или сбалансированная) модель транспортной задачи: сумма груза у поставщиков
равно общей сумме потребностей в пунктах назначения. Цель оптимизации – минимизация
стоимости (достижение минимума затрат на перевозку) или расстояний и критерий вре-
мени (затрачивается минимум времени на перевозку). В основу метаэвристики кристалли-
зации россыпи альтернатив положена стратегия, основанная на запоминании и повторе-
нии прошлых успехов. Стратегия делает упор на «коллективную память», под которой
подразумевается любой вид информации, которая отражает прошлую историю развития
и хранится независимо от индивидуумов. В качестве кода решения транспортной задачи
рассматривается упорядоченная последовательность Dk маршрутов. Объектами являют-
ся маршруты, альтернативами – множество позиций P в списке, где np – число позиций в
списке Dк. Множество объектов Dк соответствует множеству всех маршрутов. Множе-
ство альтернативных состояний P объекта соответствует множеству альтернативных
вариантов размещения объекта списке Dк. Работа популяционного эволюционного алго-
ритма кристаллизации россыпи альтернатив опирается на коллективную эволюционную
память, называемую россыпью альтернатив. Под россыпью альтернатив решения в рабо-
те называется структура данных, используемая в качестве коллективной эволюционной
памяти, несущая информацию о решении, включающую сведения о реализованных альтер-
нативах агентов в данном решении и о полезности решения. Разработан конструктивный
алгоритм формирования опорного плана путем декодирования списка Dк. На каждом шаге
t решается задача выбора очередного в последовательности Dк маршрута и определения
количества груза, перевозимого из пункта отправления Ai в пункт назначения Bj по этому
маршруту. Разработанный алгоритм является популяционным, реализующим стратегию
случайного направленного поиска. Каждый агент является кодом некоторого решения
транспортной задачи. На первом этапе каждой итерации l конструктивным алгоритмом
на базе интегральной россыпи альтернатив формируется nk кодов решений
Dk.Формирование каждого кода решения Dk выполняется последовательно по шагам путем
последовательного выбора объекта и позиции. Для построенного кода решения Dk рассчи-
тывается оценка решения ξk и оценка полезности δk. Формируется индивидуальная рос-
сыпь альтернатив Rk и переход к построению следующего кода решения.
На втором этапе итерации производится суммирования интегральной россыпи альтерна-
тив, сформированной на предыдущих итерациях от l до (l-1), cо всеми индивидуальными
россыпями альтернатив, сформированных на итерации l. На третьем этапе итерации l
производится снижение всех интегральных оценок полезности r*αβ интегральной россыпи
альтернатив R*(l) на величину δ*. Алгоритм решения транспортной задачи был реализован
на языке С++ в среде Windows. Сравнение значений критерия, на тестовых примерах, сизвестным оптимумом показало, что у 90% примеров полученное решение было оптималь-
ным, у 2% примеров решения были на 5% хуже, а у 8% примеров решения отличались ме-
нее, чем на 2%. Временная сложность алгоритма, полученная экспериментальным путем,
лежит в пределах О(n2).

В статье рассмотрен процесс создания гибкой торговой стратегии для алготрей-
динга в специализированной среде разработки MQL5 IDE в мультирыночной платформе
MetaTrader 5. Показаны преимущества и целесообразность использования платформ
MetaTrader 5, MetaTrader 4 и соответствующих им торговых приложений Trade Assistant,
Forex Trade Manager, Trade Time Manager, CAP Gold Albatross EA и Fast Copy. Проведенсравнительный анализ имеющихся реализаций торговых советников, основанных на раз-
личных индикаторах, а также созданных с применением интеллектуальных технологий.
В ранее реализованных торговых советниках для прогнозирования цен волатильности фи-
нансовых активов в основном использованы алгоритмы гибкого обучения, модели компен-
саторной нечеткой логики, инструменты технического анализа, что влечет за собой вы-
сокие временные затраты в условиях высокой волатильности финансового рынка. Для ре-
шения данной проблемы авторами предлагается комплексный подход, основанный на при-
менении инструментов технического анализа, встроенных в мультимедийную платформу
MetaTrader 5 и алгоритма автоматизации торговой стратегии, что позволяет получить
прогноз заданной точности по выбранному инструменту в режиме реального времени.
В работе обоснована необходимость внедрения элементов автоматической торговли при
анализе котировки финансовых инструментов и управлении торговым счетом во избежа-
ние механических, аналитических, организационных и психологических ошибок, совершае-
мых трейдерами. В ходе исследования поэтапно показан процесс создания, отладки, тес-
тирования, оптимизации и исполнения реализуемого торгового советника. Разработан
алгоритм автоматизации торговой стратегии и представлена его блок-схема. Определе-
ны исходные данных для алгоритма автоматизации торговой стратегии, а также описан
математический аппарат вычисления показателей лимитных ордеров типа TakeProfit и
StopLoss. Так как биржевая торговля связана со множеством рисков, то было проанализи-
ровано влияние различных значений лотов лимитных ордеров типа TakeProfit и StopLoss на
возможную прибыль и ограничение на просадку (убыток). В результате советник кор-
ректно отработал в реальном режиме времени без участия человека в течение восьми
недель по двум торговым стратегиям. Результаты тестирования разработанного про-
граммного обеспечения позволяют сделать следующие выводы: когда советник показывает
высокую степень рекомендации, фактические финансовые активы показывают высокую
эффективность.

Приводятся методика синтеза управляемых цифровых рекурсивных фильтров ниж-
них частот Чебышева I рода с бесконечной импульсной характеристикой. Амплитудно-
частотная характеристика таких фильтров имеет пульсации в полосе пропускания и яв-
ляется максимально плоской в полосе заграждения. Под управляемостью понимается яв-
ная зависимость коэффициентов фильтра от частоты среза. Методика основана на би-
линейном преобразовании передаточной функции аналогового фильтра-прототипа нижних
частот и частотном преобразовании амплитудно-частотных характеристик полученного
цифрового фильтра. Основная идея методики состоит в том, что для аналогового фильт-
ра-прототипа с частотой среза 1 рад/с параметры передаточной функции биквадратных
или билинейных звеньев, имеющие размерность частоты, будут численно равны поправоч-
ным коэффициентам для аналогичных параметров управляемого фильтра с произвольной
частотой среза. В качестве примера рассмотрен синтез цифрового фильтра Чебышева I
рода V порядка. В данной статье передаточная функция фильтра произвольного порядка
представляется в виде каскадного соединения звеньев II порядка, если фильтр чётного
порядка. В случае нечетного порядка больше единицы добавляется одно каскадно вкл ю-
ченное звено I порядка. Несмотря на относительную простоту частотного преобразо-
вания, при практическом использовании его для цифровых фильтров, синтезированных с
помощью систем автоматизированного проектирования цифровых фильтров (или с по-
мощью справочников, содержащих рассчитанные фильтры-прототипы нижних частот
для различных аппроксимаций амплитудно-частотной характеристики идеального
фильтра нижних частот) возникает ряд нетривиальных специфических моментов, з а-
трудняющих инженерное использование такого способа синтеза управляемых цифровых
фильтров. Поэтому кроме методики разработан пошаговый алгоритм, позволяющий
синтезировать фильтр без знания этих моментов. Алгоритм реализован в среде
Mathcad, в качестве примера рассчитан цифровой рекурсивный фильтр Чебышева I рода
V порядка. В примере приводятся рассчитанные коэффициенты цифрового управляемого
фильтра нижних частот, явно зависящие от частоты среза, амплитудно-частотные
характеристики этого фильтра и его низкочастотного прототипа, преобразованного в
фильтр с такой же частотой среза, амплитудно-частотные характеристики приведены в
одних координатах. Благодаря хорошей формализации алгоритма последний пригоден для
реализации систем автоматизированного проектирования управляемых цифровых фильт-
ров нижних частот Чебышева I рода.

Представлен оригинальный алгоритм и метод реализации однопроходной компрессии
потока числовых данных с плавающей запятой. Целью работы является разработка и фор-
мализация алгоритмического метода однопроходной потоковой компрессии числовых значе-
ний с плавающей запятой, обеспечивающего высокую оперативность кодирования и декоди-
рования, поскольку практика применения для этого существующих реализаций показывает их
недостаточную оперативность, неприемлемую ресурсоемкость, низкую применимость для
потоковой обработки большого объема данных с плавающей запятой в реальном времени.
Для достижения этой цели были решены следующие задачи. Описана математическая мо-
дель и алгоритм компрессии потока скалярных числовых значений с плавающей запятой, а
также результаты проведенного экспериментального исследования созданного метода реа-
лизации компрессии структур одномерных и двумерных научных данных. Модель опирается
на распространенный метод реализации расширенного множества действительных чисел,
отображаемых на числа с плавающей запятой двойной точности, представление которых
регламентировано форматом binary_64 стандарта IEEE-754. Алгоритм может быть ис-
пользован в составе распределенных высокопроизводительных информационных систем
обеспечения научных экспериментов для реализации задач, критичных к производительностиопераций ввода-вывода и инфокоммуникационного обмена данными. Производительность и
применимость алгоритма в реализациях потоковой обработки данных обусловлены его одно-
проходным поведением, относительно низкими требованиями к априорно известному и фик-
сированному размеру истории, на основе которой построена работа предиктора алгоритма
компрессии. Действительно, полученные результаты показывают сравнимую с более ресур-
соемкими универсальными кодерами результативность компрессии при значительном росте
оперативности. При синхронизации параметров компрессии и декомпрессии векторных дан-
ных в предположении взаимной корреляции магнитуд скаляров одного измерения, возможно
применение параллелизма класса ОКМД (одна команда-множество данных) для дальнейшего
увеличения производительности предиктора (а следовательно, компрессии и декомпрессии),
если реализующее устройство обладает возможностью обращения к изменяемой памяти,
реализующей историю, на основе сдвиговых значений, формируемых параллельно или вектор-
но, например, с помощью инструкций класса VGATHER микропроцессоров Intel. Реализация
алгоритма внедрена авторами в параллельно-распределенную систему моделирования волно-
вых полей с целью снижения издержек, обусловленных операциями ввода-вывода при взаимо-
действии системы узлов через вычислительную сеть. Экспериментально показана более вы-
сокая оперативность компрессии при сравнимой результативности универсальных много-
проходных кодеров RAR, ZIP и 7Z.

Описывается работа по созданию нейросетевой методики идентификации лично-
сти, основанной на механизме сканирования и анализа рисунка вен ладони, как биометриче-
ского параметра. В рамках проведенного исследования описаны предпосылки, цели и причи-
ны, по которым разработка надежной системы биометрической идентификации является
важным и актуальным направлением деятельности. Сформулирован ряд проблем, прису-
щих существующим методам решения поставленной задачи: графовому методу и методу,
основанному на вычислении расстояния, выраженного в различных интервальных метри-
ках. Приведено описание принципов их работы. Сформулированы задачи, решаемые систе-
мами идентификации личности: сопоставление субъекта идентификации с его идентифи-
катором, однозначно идентифицирующим этого субъекта в информационной системе.
Описан механизм считывания рисунка вен с ладони, разработанный для анализа изобра-
жения, полученного с восприимчивой к излучению инфракрасного диапазона цифровой ка-
меры. При нахождении в кадре ладони, подсвечиваемой светом ближнего ИК-диапазона, на
изображении, полученном с камеры, становится заметен рисунок пролегающих под кож-
ным покровом вен, сосудов и капилляров. В зависимости от организации, система иденти-
фикации может на основе предоставленного идентификатора определять соответс т-
вующий субъект доступа или проверять принадлежность того же идентификатора
предполагаемому субъекту. Приведены 3 метода дальнейшего анализа биометрических
данных и идентификации личности: подходы, основанные на категориальной классифи-
кации и бинарной классификации, а также комбинированный подход, при котором сн а-
чала используется идентификация по первому способу, а затем, по второму, но уже для
известного идентификатора доступа, определённого на первом этапе. Приведена р е-
зультирующая архитектура нейросети для категориальной классификации рисунка вен,
описан способ вычисления количества параметров модели в зависимости от числа заре-
гистрированных субъектов. Представлены основные выводы и экспериментальные зам е-
ры точности работы системы при реализации различных методов, а также диаграммы
изменения точности моделей во время обучения. Выявлены основные преимущества и не-
достатки приведённых методов.

Рассмотрена проблема достижения высокой реальной производительности реконфи-
гурируемых вычислительных систем при решении вычислительно трудоёмких задач различ-
ных предметных областей. Величину реальной производительности реконфигурируемых сис-
тем определяют параметры выполняемых на них программ, основной компонентой которых
являются вычислительные структуры обработки данных, реализованные в виде конфигура-
ционных файлов ПЛИС. При этом одним из ключевых параметров любой вычислительной
структуры является тактовая частота ее работы, которая непосредственно влияет на её
производительность. Однако достижение высоких тактовых частот сопряжено с рядом
проблем, которые современные средства САПР не решают. Причина кроется в неоптималь-
ном топологическом размещении функциональных узлов вычислительной структуры на поле
примитивов ПЛИС, особенно при высокой утилизации ресурсов. Это приводит к повышенной
нагрузке на коммутационную матрицу ПЛИС и, как следствие, связи между примитивами
ПЛИС, имеющими функциональную зависимость, оказываются значительно длиннее, чем
это допустимо. Кроме того, излишняя длина связей наблюдается при трассировке соедине-
ний между примитивами, которые расположены на разных кремниевых кристаллах ПЛИС
или же физически разделены встроенными периферийными устройствами. В настоящей
статье описывается методика, которая позволяет рационализировать размещение элемен-
тов вычислительной структуры на поле примитивов ПЛИС, минимизировать длину трасс
между примитивами, а также минимизировать число трасс между физически разделенны-
ми топологическими областями ПЛИС. Работоспособность предложенной методики пока-
зана на примере решения тестовой задачи «КИХ-фильтр» на реконфигурируемом компьюте-
ре «Терциус». Проиллюстрированы основные проблемы при достижении целевой тактовой
частоты и описан способ их преодоления. Применение методики позволило увеличить так-
товую частоту и тем самым поднять производительность «Терциус» на 25% без перера-
ботки функциональной схемы вычислительной структуры задачи. Текущие исследованияэффективности предложенной методики позволяют утверждать, что автоматизирован-
ные средства создания топологических ограничений на её основе позволят существенно со-
кратить время разработки программ с требуемыми характеристиками для реконфигури-
руемых вычислительных систем.

В настоящее время активно развиваются методы создания полупроводниковых
структур с заданными свойствами с помощью облучения ионизирующими частицами (ин-
женерия радиационных дефектов). Взаимодействие радиационных дефектов с примесями,
дислокациями и другими дефектами структуры обусловливает изменение свойств полу-
проводников и полупроводниковых приборов. Облучение протонами позволяет контроли-
руемо создавать радиационные дефекты с максимумом распределения в заранее рассчи-
танной области. Цель работы – анализ влияния облучения низкоэнергетическими прото-
нами на импульсные характеристики кремниевых структур с n+-p переходом. Задача –
определение эффективного времени жизни  носителей заряда в области пространствен-
ного заряда (ОПЗ) n+-p перехода. Исследовались n+-p-p+-структуры из кремния, выращен-
ного методом Чохральского, облучённые со стороны n+-слоя потоком низкоэнергетических
протонов при температуре образцов 300 K и 83 K. Для измерения импульсных характери-
стик использовались биполярные прямоугольные импульсы напряжения с постоянной ам-
плитудой 10 mV и частотой 1 MHz. Экспериментальные данные объясняются с помощью
моделей нестационарного переноса носителей заряда в неоднородных полупроводниках и
образования радиационных дефектов в кремнии под действием протонов. Рассчитаны
распределения по глубине среднего числа первичных радиационных дефектов: междоузель-
ного кремния, вакансий, дивакансий, созданных одним протоном на единице длины проек-
тивного пробега. Показано, что облучение протонами с дозой 1015 cm2 и энергией 40 keV
не изменяет значение , а с энергией 180 keV создает в ОПЗ n+-p перехода область с эф-
фективным временем жизни 5.5108 s.

Радар на основе сканирования с реальным лучом широко используется как в гражданской,
так и в военной сфере. Однако трудно реализовать высокое разрешение по азимуту стацио-
нарной платформы или платформы с неравномерным движением с помощью традиционных
алгоритмов обработки сигналов. Технология Доплеровского обужения луча (ДОЛ) представля-
ет собой сочетание высокого разрешения и производительностью в реальном времени по срав-
нению с технологией РЛС с синтезированной апертурой (САР), которая вдоль азимутального
направления использует доплеровский сдвиг между эхо-сигналами от объектов на подстилаю-
щей поверхности, вызванный движением радиолокационной платформы. К сожалению, тради-
ционный алгоритм визуализации ДОЛ, конструирующий доплеровский фильтр с помощью БПФ,
имеет низкое разрешение по азимуту и высокий уровень боковых лепестков, что ограничивает
дальнейшее улучшение разрешения по азимуту. В статье исследован алгоритм построения
карты подстилающей поверхности в направлении движения носителя РЛС на основе ДОЛ и
проведен анализ изображения карты с помощью преобразования Фурье. Показан трехмерный
вид карты подстилающей поверхности с распределением значений на изображениях. Предме-
том исследования являются метод и алгоритм построения карты подстилающей поверхности
в режиме доплеровского обужения луча и выявление цепочных структур на основе анализа пре-
образования Фурье. Объектом исследования является набор тестовых изображений карты
местности. Результатом исследования является разработка алгоритма построения карты с
целью выявления цепочных структур на подстилающей поверхности. Новизной работы являет-
ся алгоритм, позволяющий построить карту подстилающей поверхности на основе ДОЛ с
учётом слепой зоны в направлении движения носителя РЛС. Полученные результаты позволя-
ют выявлять также цепочные структуры в интересующей области. Проверена возможность
оценки периодичности элементов изображения с использованием Фурье-преобразования. В ре-
зультате решения сформулированных задач можно сделать следующие выводы: – разра-
ботан алгоритм построения карты подстилающей поверхности на основе ДОЛ с коррек-
цией изображения в направлении движения носителя РЛС; – анализ результатов проведён-
ного исследования показал, что предложенный алгоритм позволяет выявить цепочные
структуры на карте местности.

Известно, что при передаче данных в системах радиорелейной и тропосферной связи
может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распростране-
ния, частотно-селективных замираний и крайней нестабильности в тропосферном и ра-
диорелейном канале существенно понижает энергетическую эффективность системы
связи в целом. Целью работы было добиться увеличения эффективности использования
канала для радиорелейной и тропосферной связи путем использования OFDM (orthogonal
frequency-division multiplexing – мультиплексирование с ортогональным частотным разде-
лением каналов) сигналов в системе с использованием адаптивного кодирования и модуля-
ции. В ходе выполнения реализованы модели модулятора и демодулятора OFDM сигнала.
При использовании различных сигнально кодовых конструкций в различных условиях приё-
ма/передачи возможно достигать оптимального использования частотного и энергетиче-
ского ресурса, создавать системы адаптирующиеся под условия распространения сигнала.
Для реализации данного механизма в передаваемые служебные данные было внедрено слу-
жебное поле, содержащее в себе информацию об используемой кодовой скорости, типе
модуляции и глубине перемежения. Данный подход позволяет оптимизировать использова-
ние энергетического и частотного ресурса. В совокупности с использованием алгоритмов
оценки качества канала возникает возможность динамически изменять сигнально-
кодовую конструкцию при изменении условий приёма. Регулировкой глубины перемежения
возможно оптимизировать пороговое отношение С/Ш или величину задержки информации
в канале в зависимости от требований к системе. Использование адаптивного выбора ко-
довой скорости и модуляции позволит более эффективно использовать ресурс канала при
постоянном изменении его состояния. Полученные результаты позволят значительно по-
высить энергетическую эффективность режима OFDM, приведут к устойчивой связи в
нестационарных каналах и увеличению пропускной способности.

Известно, что при передаче данных в системах радиорелейной и тропосферной связи
может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распростране-
ния и частотно-селективных замираний в тропосферном, радиорелейном существенно
понижает энергетическую эффективность системы связи в целом. Целью работы было
добиться увеличения эффективности использования канала для радиорелейной и тропо-
сферной связи путем использования OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing –
мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) при помощи ме-
тодов уменьшения пик-фактора OFDM сигнала и увеличения линейности передающего
тракта. Для оценки алгоритмов цифровых предыскажений в среде Matlab/Simulink была
разработана модель для методов LMS, NLMS, RLS, RPEM и модель усилителя мощности с
реальными характеристиками. По результатам моделирования алгоритмов был выбран
RLS. Кроме того, в данной работе был разработан модифицированный вариант алгоритма
адаптации на основе рекурсивного метода наименьших квадратов (RLSm). Основным ре-
зультатом модификации являются: уменьшение количества арифметических операций,
необходимых для выполнения одной итерации (более чем в 5 раз), повышение стабильности
алгоритмов адаптации, за счёт введения методов регуляризации, уменьшение времени схо-
димости, за счёт введения экспоненциальной зависимости. Были исследованы различные
алгоритмы уменьшения пик-фактора OFDM сигнала,наилучший результат удалось дос-
тичь при комбинировании Tone reservation(TR) и Active constilation extension(ACE). Модели-
рование в среде Matlab/Simulink показало, что комбинация алгоритмов TR и ACE уменьшает пик-фактор OFDM сигналов на ~5дБ для BPSK потока данных и ~4.5дБ для 8-PSK,
QAM-16, QAM-64, QAM-128 и QAM-256. Для увеличения линейности передающего тракта
был выбран и модернизирован алгоритм ввода цифровых предыскажений RLSm, он позво-
лил снизить величину модуля вектора ошибки (EVM) на 13.5дБ, а также увеличить соот-
ношение модуляция/ошибка (MER) на 13.6дБ.

Представлены результаты математического моделирования электродинамической
структуры турбулентного приземного слоя атмосферы. Использована модель стационар-
ного турбулентного электродного эффекта, действующего вблизи поверхности земли.
Анализ уравнений методами теории подобия позволил сделать ряд обоснованных физиче-
ских допущений, позволивших получить аналитические решения. Получены аналитические
формулы для расчетов профилей концентраций легких ионов (аэроионов), плотности объ-
емного электрического заряда и напряженности электрического поля в турбулентном
электродном слое. В результате математического моделирования исследованы зависимо-
сти распределения электрических характеристик приземного слоя от значений электриче-
ского поля, степени турбулентного перемешивания и аэрозольного загрязнения атмосфе-
ры. Показано, что параметр электродного эффекта (отношение значений напряжённости
электрического поля на поверхности земли и на верхней границе электродного слоя) прак-
тически не зависит от атмосферных условий, тогда как высота электродного слоя и, со-
ответственно, масштаб распределения электрических характеристик приземного слоя
меняются в значительной степени. Усиление турбулентного перемешивания в приземном
слое приводит к увеличению высоты электродного слоя и, как следствие, масштабов рас-
пределения его параметров. Усиление электрического поля или загрязнение воздуха аэро-
зольными частицами достаточной концентрации приводит к уменьшению его высоты.
Увеличение концентрации аэрозольных частиц в атмосфере уменьшает значения плотно-
сти электрического заряда у поверхности земли. Теоретические расчеты хорошо согласу-
ются с экспериментальными данными и результатами численного моделирования элек-
трической структуры приземного слоя. Полученные в работе аналитические формулы для
расчетов электрических характеристик приземного слоя и результаты вычислений могут
быть полезны при решении ряда прикладных задач геофизики, в частности для мониторин-
га электрического состояния атмосферы.