АННОТАЦИИ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" №4, 2013

К оглавлению

И. А. Конников, д-р техн. наук, e-mail: konnikov_i@mail.ru

Математическое моделирование перекрестной помехи в САПР

Излагаются основные идеи построения и реализации математической модели для задачи, имеющей большое прикладное значение. Для оценки перекрестных помех предлагается использовать модифицированный метод эквивалентной постоянной распространения. В соответствии с этим методом функция Грина, которая является решением волнового уравнения, для слоистой среды описывается выражением того же вида, что и для однородной среды. При таком подходе наводимая ЭДС помехи может быть рассчитана с помощью интегрирования всех составляющих (а не только статической составляющей) электромагнитного поля источника помехи.
Задача сводится к вычислению пятикратного интеграла от функции Грина для волнового уравнения. Предлагаются методы дискретизации подынтегральной функции для ее численного интегрирования. Для мониторинга шага интегрирования предлагается информационный подход на основе теоремы Котельникова.
Ключевые слова: функция Грина, математическое моделирование, эквивалентная постоянная распространения, наводки

Стр. 2 – 8

Konnikov I. A. Mathematical Modelling of the Crosstalk in CAD
Basic ideas of mathematical modelling for a problem of great applied significance is set out. For the estimation of a crosstalk, a modified method of the equivalent propagation constant is offered. According to this method, a solution to the wave equation (i. e., the Green function) is described for the layered medium with a formula of the same type as for the uniform medium. At such an approach, the induced crosstalk voltage can be calculated by means of integrating all the constituents of the electromagnetic field, not by means of integrating the static one only.
The problem can be reduced to five-time integration of Green's function for the wave equation. Techniques for the discretisation of the function which is to be integarated numerically are suggested. For monitoring the integration step, an informational approach based on Kotelnikov's theorem is offered.

И. А. Евсеенко, канд. техн. наук, доц., Белорусско-Российский университет, г. Могилев, e-mail: 327igor@rambler.ru

Автоматизация формирования структуры трансформаторных элементов сложной конфигурации на основе теории графов

Предложен метод автоматизированного формирования структуры трансформаторных элементов сложной конфигурации на основе теории графов. Трансформаторные элементы разбиваются на подсистемы простых трансформаторов, представляемые в виде замкнутых подмножеств вершин с внутренними связями (внутренними ребрами). На вершины, принадлежащие различным подмножествам, накладываются внешние постоянные и переменные (случайные или управляемые) связи. Представлено применение предлагаемого метода применительно к планетарным коробкам передач для решения задач структурного синтеза и динамического анализа.
Ключевые слова: граф, планетарная коробка передач, трансформаторный элемент, матрица инцидентности, матрица смежности, структурный синтез, автоматизация, матричное описание структуры планетарных коробок передач, теория графов, автоматизированное формирование структуры

Стр. 9 – 11

Evseenko I. A. Automation of Structure Formation of Transformer Elements of the Difficult Configuration on the Basis of the Graph Theory
The method of the automated structure formation of transformer elements of a difficult configuration on the basis of the graph theory is offered. Transformer elements break into the subsystems of simple transformers represented in the form of closed subsets of peaks with internal communications (internal edges). On the peaks belonging to various subsets exterior constants and variable (casual or controlled) communications are superimposed. Application of an offered method with reference to planetary transmissions for the decision of tasks of structural synthesis and dynamic analysis is presented.
Keywords: graph, planetary transmission, transformer element, incidence matrix, contiguity matrix, structural synthesis, automation, matrix structure declaration of planetary boxes transmission, theory of the graphs, automated structure formation

Ю. А. Зак, д-р техн. наук, науч. консультант, Аахен, Германия e-mail: yuriy_zack@hotmail.com

Методы локальных вариаций в решении задач теории расписаний

Сформулированы общие подходы, установлены свойства и параметры алгоритмов локальных вариаций, которые приемлемы для решения широкого класса задач теории расписаний в условиях наличия ограничений на сроки выполнения заданий. Разработанные методы иллюстрируются при построении алгоритмов решения различных классических задач разбиения на подмножества и упорядочения, имеющих прикладное значение в проблемах календарного планирования производства, маршрутизации перевозок и организации технического и сервисного обслуживания объектов.
Ключевые слова: разбиение на подмножества и упорядочение заданий, локальные вариации, оптимальные расписания выполнения работ, ограничения на сроки выполнения заданий

Стр. 12 – 19

Zack Yu. A. Methods of Local Variations in the Solution of Scheduling Problems
The paper contains formulation of general approaches and establishes the properties and parameters of the algorithms of local variations, which are suitable for a broad class of scheduling problems in the presence of restrictions on deadlines for separate tasks. The developed methods are illustrated by the construction of algorithms for solving various classical problems of partition into subsets and ordering, which are important for many applications in production scheduling, transportation routing, and organization of various types of services.
Keywords: partition of the subsets and the ordering of jobs, local variations, the optimal schedule of work, time limits on assignments

З. М. Гизатуллин, канд. техн. наук, доцент,
P. М. Гизатуллин, аспирант, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева, e-mail: gzm_zinnur@mail.ru

Моделирование электромагнитной обстановки на основе теории масштабного эксперимента для задач электромагнитной совместимости и защиты информации*

Предложена методика и приведены результаты моделирования магнитных полей внутри здания воздействии источника тока на элементы металлоконструкции здания на основе теории масштабного эксперимента.
Ключевые слова: электромагнитная совместимость, защита информации, моделирование, масштабный эксперимент

Стр. 19 – 22

*Работа выполнена по ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009—2013 годы

Gizatullin Z. M., Gizatullin R. M. Modeling the Electromagnetic Environment Based on the Theory of Large-Scale Experiment for Problems of Electromagnetic Compatibility and Information Security
Method and results of modeling the magnetic fields inside the building when exposed to a current source to the metal building components, based on the theory of large-scale experiment are offered in the work.
 Keywords: modeling, electromagnetic compatibility, information security, scale experiment

Е. А. Малеев, аспирант, e-mail: scoch_67@bk.ru,
В. А. Чепурко, канд. физ.-мат. наук, доц.,
e-mail: chepurko@iate.obninsk.ru,
Обнинский институт атомной энергетики
(ИАТЭ НИЯУ МИФИ), г. Обнинск

Корневая оценка плотности распределения по неполным данным

Предложены две модификации непараметрической корневой оценки плотности распределения в ситуации наличия неполных данных в виде группированных частот отказов. Первый (интегральный) метод связан с соответствующим изменением функции правдоподобия. Второй (resampling) метод восстановления отказов основан на итерационном восстановлении моментов отказов. Исследованы точности предложенных методов оценивания.
Ключевые слова: пси-функция, метод квадратного корня, функция правдоподобия, псевдоотказы

Стр. 22 – 27

Maleev E. A., Chepurko V. A. Root Density Estimates on Incomplete Data
The paper proposed two modifications of the root of the nonparametric density estimates in a situation of having incomplete data in the form of grouped failure rates. The first (integral) method is associated with a corresponding change in the likelihood function. The second (resampling) method of recovery is based on the iterative fault recovery time of failure. Investigated the accuracy of the proposed methods of estimation.
Keywords: psi-function of the square root method, likelihood function, resampling

Б. Г. Кухаренко, канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр., вед. науч. сотр., Институт машиноведения РАН, г. Москва, e-mail: kukharenko@imash.ru, Д. И. Пономарев, аспирант, Московский физико-технический институт (ГУ), e-mail: ponomarev-102@mail.ru

Обнаружение паттернов многомерных временных рядов на основе абстракции данных

Рассматриваются многомерные временные ряды, в которых присутствуют паттерны. Кластеризация временных сечений многомерных временных рядов обеспечивает абстракцию их данных в виде последовательности кодирующих символов — меток кластеров. В этой последовательности символов паттерны многомерных временных рядов представляются как повторяющиеся эпизоды. Для их обнаружения используется алгоритм подсчета не перекрывающихся эпизодов с ограничением продолжительности. Демонстрируется обнаружение паттернов (жестов оператора), представленных в трехмерном управляющем сигнале дистанционного манипулятора.
Ключевые слова: анализ временных рядов, паттерны, кластеризация на заданное число кластеров, модель смеси Гауссовых распределений, Алгоритм ожидания и максимизации правдоподобия, абстракция данных, повторяющиеся эпизоды, дистанционный манипулятор

Cтр. 28 – 34

Kukharenko B. G., Ponomarev D. I. Discovering Patterns of Multivariate Time-Series Based on Data Abstraction
Multivariate time-series are under study, in which there are patterns. Clustering time-sections of multivariate time-series gives data abstraction in the shape of symbol encoding sequence of cluster labels. In the symbol sequence the patterns of multivariate time-series are presented as frequent episodes. To discover the episodes, counting serial episodes with expiry time constraint is in use. The detection of patterns (operator gestures) is demonstrated, which are presented in three-dimensional control signals of remote manipulator.
Keywords: time-series mining, patterns, data clustering, k-means, Gaussian mixture model, Expectation-maximization algorithm, data abstraction, frequent episodes, telerobotic manipulator

А. В. Савченко, канд. техн. наук, доц., e-mail: avsavchenko@hse.ru, Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, г. Нижний Новгород

Адаптивный алгоритм распознавания речи на основе метода фонетического декодирования слов в задаче голосового управления*

Ставится и решается задача автоматического распознавания речи для системы голосового управления. Предложен адаптивный алгоритм распознавания, на первом этапе которого для всех выделенных слогов распознаются гласные фонемы, а на втором происходит уточнение произнесенных слогов. Показано, что такой подход приводит к созданию высоконадежной обучаемой системы, в которой продолжительность настройки под диктора на порядок ниже аналогичного показателя для существующих систем. Экспериментально продемонстрировано, что предложенный подход характеризуется удовлетворительной точностью и высокой вычислительной эффективностью.
Ключевые слова: автоматическое распознавание речи, системы голосового управления, слоговая фонетика, метод фонетического декодирования, принцип минимума информационного рассогласования

Стр. 34 – 39

*Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РO по государственному контракту № 07.514.11.4137 ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2013 годы"

Savchenko A. V. Adaptive Speech Recognition Algorithm on the Basis of the Words Phonetic Decoding Method in a Remote Control Problem
The problem of automatic speech recognition in remote control applications is put and solved. The novel adaptive algorithm is proposed. At its first stage, the syllables are detected and vowel phonemes are recognized in each syllable. At the second stage, syllables are made more exact. It is shown that this approach causes the development of high reliable adaptive system in which the training time per each user is one magnitude less the training time of known systems. The experimental research shows that the proposed algorithm is characterized by satisfactory accuracy and high computing efficiency.
Keywords: automatic speech recognition, remote control systems, syllable phonetic, words phonetic decoding method, minimum information discrimination principle

Е. А. Будников, студент, Московский физико-технический институт, В. В. Стрижов, канд. физ.-мат. наук, науч. сотр., Вычислительный центр РАН, e-mail: strijov@ccas.ru

Оценивание вероятностей появления строк в коллекции документов*

Рассматривается задача оценивания вероятностей появления строк в документах. Для решения задачи использована модель n-грамм. Для решения проблемы большого числа параметров предложено использовать модель n-грамм на классах. Для решения проблемы нулевых вероятностей появления строк применяют три дисконтные модели: Гуда—Тьюринга, Катца и абсолютного дисконтирования. Описан проведенный эксперимент на синтетических данных. Предлагаемая модель проиллюстрирована вычислительным экспериментом на реальных данных.
Ключевые слова: языковая модель, дисконтная модель, n-граммы на классах, модель Гуда—Тьюринга, модель Катца, абсолютное дисконтирование

Стр. 40 – 45

*Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках Государственного контракта 07.524.11.4002.

Budnikov Е. A., Strijov V. V. Estimating Probabilities of Text Strings in Collections of Documents
Consider the problem of estimating the probabilities of strings in a document. To solve the problem, the model of n-grams is used. The n-gram classes is proposed to solve the estimation problem the large number of model parameters. Three discount models: Good-Turing, Katz and absolute discounting are used to solve the problem of zero probability of strings. The proposed model is illustrated by computational experiments on real data.
Keywords: statistical model, discount model, n-gram class, Good-Turing model, Katz model, absolute discounting

В. В. Наумова, д-р геол.-мин. наук, зав. лаб., e-mail: naumova@fegi.ru, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Дальневосточный геологический институт
Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Владивосток

Виртуальные научные среды для обеспечения совместной работы территориально распределенных научных сотрудников

Обсуждаются вопросы построения виртуальных научных лабораторий и виртуальных научных сред. Приводится авторская классификация различных подходов и технологических решений. Описывается постановка задачи, проектирование и реализация тестовой версии виртуальной научной среды для обеспечения совместной работы территориально распределенных научных сотрудников.
Ключевые слова: современные информационные технологии для научных исследований, виртуальные научные среды, виртуальные лаборатории

Cтр. 46 – 51

Naumova V. V. Virtual Research Environment for Collaborative Work Geographically Distributed Scientists
The article discuses the construction of virtual science labs and virtual research environments. An author's classification of different approaches and solutions. Describes the formulation of the problem, design and implementation of a test version of a virtual research environment for collaborative work geographically distributed researchers.
Keywords: modern information technology for research, virtual research environments, virtual lab

Ю. Ф. Опадчий, д-р техн. наук, проф., Е. В. Чумакова, канд. физ.-мат. наук, доц., "МАТИ" — Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского, ekat.v.ch@rambler.ru

Исследование методов вычислений элементарных математических функций и их реализация на ПЛИС

Рассматриваются алгоритмы реализации элементарных математических функций с анализом точности и быстродействия. Критерием оценки является компромисс между получением максимальных значений быстродействия, точностью вычисления и простотой их технической реализации с применением ПЛИС.
Ключевые слова: программируемые логические интегральные схемы, алгоритм, быстродействие

Стр. 52 – 56

Opadchy Yu. F., Chumakova E. V. Research of Methods of Computing the Elementary Mathematical Functions and them Implementation on PLD
The article is about algorithms of realization of the elementary mathematical functions with analyzing performance and accuracy. Result criterion is the compromise between maximum speed, accuracy of computations and ease of technical implementation using PLD.
Keywords: programmable logic device, algorithm, performance

А. С. Зуев, канд. техн. наук, e-mail: zuev_andrey@mail.ru Московский государственный университет приборостроения и информатики

О возможностях реализации четырехмерных графических интерфейсов

Рассмотрены примеры реализации специальных визуальных эффектов для симуляции четырехмерных информационных пространств в графических пользовательских интерфейсах и виртуальной среде рабочего стола.
Ключевые слова: графический интерфейс, эргономика программного обеспечения, человеко-компьютерное взаимодействие, рабочий стол

Cтр. 57 – 60

Zuev A. S. About Possibilities of Four-Dimensional Graphical Interfaces Implementation
Article presents the examples of implementation of special visual effects of four-dimensional information spaces simulation in graphical user interfaces and the virtual desktop environment.
Keywords: graphical interface, software ergonomics, human-computer interaction, desktop

К. Д. Яшин¹, канд. техн. наук, доц., зав. каф., Г. В. Лосик², д-р психол. наук, ст. науч. сотр., В. В. Ткаченко², канд. техн. наук, зав. лаб., В. С. Осипович¹, канд. техн. наук, доц., e-mail: seth22@mail.ru, О. А. Скаскевич¹, студент
¹Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
²Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси

Метод пpотивопоставления систем искусственного интеллекта и виртуальной реальности в преподавании когнитивной графики в университете

Описывается применение трехмерной визуализации информации в рамках изучения спецкурса "Когнитивная графика". Рассмотрены дидактические возможности, строение и принцип действия некоторых современных разработок, которые используются в процессе преподавания студентам высших учебных заведений одного из разделов информатики — компьютерной графики и визуализации.
Ключевые слова: трехмерная визуализация, стерео-монитор, шлем виртуальной реальности, трекер глаз, стереоскопический видеоэкран, кластерный суперкомпьютер

Cтр. 61 – 65

Yashin K. D., Losik G. V., Tkachenko V. V., Osipovich V. S., Skaskevich O. A. The Method of the Opposition of the Artificial Intelligence Systems and Virtual Reality in Teaching Cognitive Graphics at University
Describes the use of three-dimensional visualization of the information in the study of the special course "Cognitive graphics". The possibilities, the structure and function of some modern developments, which are used in teaching university students from one section of computer science — computer graphics and visualization.
Keywords: three-dimensional visualization, stereomonitor, virtual reality helmet, the system controlling the computer with eye movement, stereoscopic video display wall, cluster supercomputer

В. В. Гpибова^1,2, д-р техн. наук, проф., зав. лаб. П. А. Замоpова², студент,
¹Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, e-mail: gribova@iacp.dvo.ru
²Дальневосточный федеральный университет,

Использование методов искусственного интеллекта при разработке медицинских диагностических компьютерных тренажеров

Описана общая концепция и архитектура программного комплекса, совмещающего в себе инструментарий для создания, сопровождения, функционирования диагностических медицинских тренажеров и медицинский диагностический компьютерный тренажер на основе знаний. Определены классы пользователей тренажера и задачи, ими решаемые. Описаны информационные и программные компоненты, входящие в состав программного комплекса.
Ключевые слова: компьютерный тренажер, онтология, база знаний, интеллектуальная система

Стр. 66 – 70

Работа выполнена при финансовой поддержке ДВО РАН в рамках Программы № 15 Президиума РАН, проект № 12-Т-П15-03, и финансовой поддержке P00H, проект № 11-07-00460-а.

Gribova V. V., Zamorova P. A. Usage of Artificial Intelligence Methods for Medical Diagnostic Simulators Development
The article presents the concept and the architecture of the software complex joining a tool for development, maintenance and functioning medical diagnostic simulators and a medical diagnostic simulator based on knowledge. Classes of users and solving tasks are defined. Information and program components of the complex are described.
Keywords: computer simulator, ontology, knowledge base, intelligent system

оглавление