Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 16.
-
ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НАВИГАЦИИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
В.Ф. Филаретов , Д.А. Юхимец , А.В. Зуев , А. С. Губанков , Д.Д. Минаев2021-04-04Аннотация ▼Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных сис-
тем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих
технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая
цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности:
мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы,
добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение па-
раметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон за-
грязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подвод-
ные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся
объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение
подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы
разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа
и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления
порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сооб-
щения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распреде-
ленных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых
систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем
глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владиво-
сток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть пред-
ставляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечи-
вающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение
данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вто-
рая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной сис-
темой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в
симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой
платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информа-
ции о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустическо-
го канала связи. -
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ С ЭЛЕМЕНТАМИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ РАКЕТНЫХ ВОЙСК И АРТИЛЛЕРИИ, ПРИМЕНЯЮЩИХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.И. Наговицин, С. Н. Пестерев, Б. Б. Молоткова, И. В. Аксенов2020-07-10Аннотация ▼Представлены задачи, решаемые перспективными РТК ВН в интересах РВиА. Сформу-лирован вывод о том, что проблема подготовки и повышения качества знаний специалистов РВиА применяющих робототехнические комплексы военного назначения остается одной из актуальных проблем высшего военно-профессионального образования и приобретает новыеаспекты рассмотрения. Показано,что одним из эффективных путей решения проблемы под-готовки и повышения качества знаний специалистов РВиА является разработка и внедрение в образовательный процесс компьютерных обучающих систем с элементами виртуальной реаль-ности и 3D визуализации изучаемых образцов техники и вооружения. Кратко изложены основ-ные возможности, разработанной в Михайловской военной артиллерийской академиии используемой в образовательном процессе компьютерной информационно-справочной системы «Компендиум РВиА». Приведены предварительные результаты проводимого педагогического эксперимента с применением «Компендиума РВиА», Отмечены основные факторы, повышающие эффективность образовательного процесса. На основе результатов педагогического эксперимента сделан обоснованный вывод, что применение КИСС «Компендиум РВиА» позволяет повысить эффективность обучения, уменьшить сроки освоения техники, т.е.более эффективно использовать учебное время и как результат – сократить стоимость подготовки специали-стов и количество моторесурсов.
-
АЛГОРИТМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИТЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНЫХ ДАННЫХ ОБЛАЧНОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Л.К. Бабенко , А.С. Шумилин , Д.М. Алексеев2021-12-24Аннотация ▼Целью работы является разработка и реализация архитектуры облачной системы
хранения, систематизации и обработки результатов обследований (на примере ЭЭГ) и
алгоритма обеспечения защиты конфиденциальных данных на основе полностью гомо-
морфной криптосистемы. Объектом исследования являются технологии хранения, переда-
чи, обработки и защиты конфиденциальной информации в распределенных медицинских
информационных системах. Разработана архитектура облачной платформы распределен-
ного хранения, обработки, систематизации и защиты конфиденциальных данных (резуль-
татов медицинских обследований), позволяющая взаимодействовать с различными меди-
цинскими информационными системами и аппаратными средствами диагностики с целью
формирования больших данных. Разработан алгоритм обеспечения безопасности медицин-
ских данных, хранимых в облачной платформе в электронном виде, регистрируемых при
проведении обследований пациентов с целью расчета среднего значения для каждого из
ритмов мозговой активности (по результатам серии обследований за длительный период
времени) с использованием алгоритма полностью гомоморфного шифрования. На основе
результатов тестирования (анализ времени выполнения таких операций, как: шифрование,
дешифрование, сложение, умножение, отношение сигнал шум зашифрованного текста к
открытому тексту) из двух потенциальных претендентов на использование в качестве
алгоритмов полностью гомоморфного шифрования (схемы BFV и CKKS) выбран опти-
мальный алгоритм. В результате показано, что схема полностью гомоморфного шифро-
вания CKKS наиболее эффективна, особенно в условиях критичности требований к высо-
кому уровню безопасности конфиденциальных данных, чем обусловлен выбор данной схемы
для реализации предложенного в настоящей работе алгоритма. -
МОДЕЛЬ ПОДСИСТЕМЫ ВЫРАБОТКИ КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ КЛЮЧЕЙ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ КИБЕРФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
В. А. Головской , А. В. Винокуров2025-04-27Аннотация ▼Исследование посвящено совершенствованию подсистемы защиты информации в радиокана-
лах киберфизической системы на примере робототехнического комплекса (РТК). Рассмотрены со-
временные и перспективные критические условия применения РТК, обуславливающие наборы требо-
ваний к характеристикам как РТК, так и их подсистем, таким как радиосистема передачи данных
(РС) и подсистема защиты информации. Одним из подходов к выполнению требований является
унификация указанных подсистем РТК, которая может быть разделена условно на две научно-
технические задачи: унификация радиопротоколов и унификация средств защиты информации в
радиоканалах РС. В работе представлены полученные в результате анализа практические пробле-
мы, лежащие на пересечении двух областей исследования – РС и подсистем защиты информации.
Сформулирована гипотеза о потенциальной возможности эффективного разрешения одной из ука-
занных практических проблем – обеспечения системы защиты информации криптографическими
ключами – путем включения в систему защиты информации РТК подсистемы выработки крипто-
графических ключей (ПВКК) из используемых в качестве исходной ключевой информации биометри-
ческих данных. Предлагаемое усовершенствование имеет несколько аспектов – нормативный, эко-
номический, технический. В работе исследуется только научно-техническая сторона вопроса, в
результате чего предложена функциональная модель ПВКК. Целью работы является разработка
модели функционирования ПВКК для системы криптографической защиты информации в радиока-
налах РС РТК и формирование её алгоритмического наполнения. Объект исследования – система
криптографической защиты информации в радиоканалах РС. Предмет исследований – алгоритм
выработки криптографических ключей для системы криптографической защиты информации в
радиоканалах РС РТК. Для достижения цели обоснован класс привлекаемых абстракций и методиче-
ский аппарат, использующий положения теории алгоритмов для доказательства существования
алгоритма, разрешающего сформулированную массовую проблему и обладающего заданными нетри-
виальными семантическими свойствами. Методы исследования – анализ, аналогия, синтез, декомпо-
зиция, абстрагирование. Сформулирована основная массовая проблема и гипотеза о её разрешимо-
сти. С целью проверки гипотезы сформулирована и доказана соответствующая теорема. Предло-
женная модель обеспечивает исследования возможностей моделируемой подсистемы по реализации
сформулированных принципов функционирования и позволяет доказывать совместную эффективную
реализуемость различных алгоритмов обработки информации -
МОДЕЛИРОВАНИЕ УГРОЗ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ НА ОБЪЕКТАХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
И. А. Ерёмин , А.Е. Якушина , И.Л. Щербов41-542025-07-24Аннотация ▼В рамках данного исследования была детально проанализирована типовая структура объекта информатизации, что позволило квалифицированным специалистам глубже понять механизмы и аспекты, посредством которых различные категории объектов и субъектов обработки информации, которые могут подвергаться угрозам безопасности. Основным механизмом построения комплексной системы защиты информации является модель угроз. Данная модель направлена на выявление и идентификацию потенциальных угроз, их последующий анализ и минимизации рисков их реализации, связанных с нанесением ущерба объекту информатизации. В рамках настоящего исследования для построения модели угроз рассмотрены отечественная база знаний ФСТЭК и международные базы знаний ATT&CK и CAPEC, содержащие в себе исчерпывающую информацию о тактиках и техниках, применяемых злоумышленниками при осуществлении атак на объекты информатизации. В процессе исследования были детально классифицированы различные тактики, используемые злоумышленниками. Особое внимание уделялось определению основных тактик, определяющих точки входа объекта информатизации, которые используются для дальнейшего проведения атаки. В контексте разработки эффективной модели угроз представляется целесообразным проведение комплексного анализа данных, содержащихся в базах знаний, и их последующего совместного использования в процессе построения модели угроз на объектах информатизации. Данный подход позволяет систематизировать и структурировать информацию, что способствует более точному и обоснованному построению модели осуществления потенциальных угроз на разных этапах атаки на объект информатизации. Для построения комплексной системы защиты информации была рассмотрена система поддержки принятия решений. Проведен анализ современных научных исследований, посвященных применяемым методам при построении систем поддержки. В результате работы была приведена взаимосвязь между базами знаний тактик и техник, а также общеизвестных уязвимостей методом онтологии, которая позволяет построить модель комплексной атаки угрозы, и определить объекты воздействия, на которые воздействует злоумышленник на различных этапах комплексной атаки, критичность применяемой уязвимости и платформы, на которой данная уязвимость реализуема, и определение негативных последствий.
-
АЛГОРИТМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНЫХ ДАННЫХ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЙ
Л. К. Бабенко, А. С. Шумилин , Д. М. Алексеев2021-01-19Аннотация ▼Цели исследования состоят в разработке и оценке эффективности структуры облачной
платформы хранения, обработки и систематизации медицинских данных, определении метода
защиты, в частности, обеспечения конфиденциальности при передаче и хранении результатов
обследований. Для достижения поставленной цели решаются задачи анализа существующих
моделей информационных процессов и структур в предметной области, особенности средств
накопления и обработки медицинских данных, хранящихся в электронных информационных сис-
темах учёта пациентов, разрабатывается архитектура облачной платформы распределенного
хранения данных и алгоритм обеспечения безопасности медицинских данных, хранимых в облач-
ной платформе в электронном виде в форме исходных физиологических сигналов (ЭЭГ, ЭКГ,
ЭМГ, ЭОГ и т.д.), регистрируемых при проведении обследований пациентов; создается интегри-
руемая облачная платформа распределенного хранения, анализа и систематизации медицинских
данных и система обеспечения безопасности с использованием разработанного метода защиты;
анализируется эффективность предложенного алгоритма защиты конфиденциальной медицин-
ской информации в условиях интеграции в разработанную облачную платформу. Предлагаемый
способ защиты медицинской информационной системы подразумевает использование исходного
файла формата DICOM и впоследствии преобразованного изображения в формате PNG, кото-
рое подвергается алгоритму шифрования пикселей. Для шифрования изображения применяется
алгоритм на основе теории хаоса. Возможности систем хаоса позволяют значительно повы-
сить производительность. Иерархичное разделение потоков данных на уровни и стандартиза-
ция протоколов передачи данных, а также форматов их хранения позволяют сформировать
универсальную, гибкую и надежную медицинскую информационную систему. Предлагаемая ар-
хитектура имеет возможность интеграции в существующие медицинские системы. В ходе
работы установлено, что рассматриваемый метод защиты является эффективным способом
обеспечения конфиденциальности данных медицинской системы -
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ СОСТОЯНИЙ ДЛЯ ОНЛАЙН И ОФЛАЙН ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК КОМПЛЕКСА NICA
К. В. Герценбергер, А.И. Чеботов, И.Н. Александров, И. А. Филозова, Е.И. Александров2021-02-25Аннотация ▼Хранение, обработка и анализ экспериментальных и смоделированных данных являются
неотъемлемой частью всех современных экспериментов физики высоких энергий. Эти задачи
имеют важное значение в экспериментах комплекса NICA, строящегося в Объединенном ин-
ституте ядерных исследований (ОИЯИ), из-за большой частоты взаимодействия и множест-
венности частиц в событиях столкновения ионов, в связи с этим особенно актуальна автома-
тизация рассматриваемых процессов для комплекса NICA. Для решения поставленной задачи
современные физические эксперименты используют информационные системы различной на-
правленности, которые позволяют управлять потоками данных и обслуживать большое коли-
чество одновременных запросов на требуемую информацию от различных систем эксперимен-
та и их пользователей. В статье описывается проектирование новой информационной систе-
мы на основе базы данных состояний, а также сопутствующие информационные сервисы для
автоматизации хранения и обработки данных и информации об экспериментах проекта NICA.
Разрабатываемая база данных состояний предназначена для хранения, поиска и использования
различных параметров и информации о режимах работы систем эксперимента. База данных,
реализуемая при помощи СУБД (системы управления базами данных) PostgreSQL, будет отве-
чать за предоставление хранимой информации для обработки данных событий и их физическо-
го анализа, а также за организацию прозрачного единого доступа и управление данными на
протяжении всего жизненного цикла проводимых научных исследований. В статье показаны
схема и цели создаваемой базы данных состояний, представлены её атрибуты, а также выде-
лены ключевые аспекты разработки. Показано место базы данных состояний в архитектуре
обработки потока данных эксперимента. Также в статье описана интеграция данной инфор-
мационной системы с используемым программным обеспечением экспериментов. Начата раз-
работка интерфейсов базы данных состояний для использования хранимых параметров и ин-
формации об эксперименте в задачах моделирования событий, обработки “сырых” данных,
реконструкции и физического анализа -
ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЗАЩИЩЕННОЙ ОТ ЗАРАЖЕНИЯ ВИРУСАМИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ SIR-МОДЕЛИ
Е. В. Карачанская , О.В. Рыбкина145-1572025-12-30Аннотация ▼Представлен анализ детерминированных моделей распространения эпидемии компьютерных вирусов (SIR-модели) и их классификация. Выделены основные направления исследований данных моделей. Приведен анализ существующих стохастических моделей на основе SIR-модели и их разнообразие. Предлагается метод построения стохастической SIR-модели на основе классической SIR-модели в виде системы стохастических дифференциальных уравнений Ито с винеровским процессом. Особенностью предложенного метода является сохранение инвариантов, один из которых присутствует в классической модели, а второй связан с постановкой задачи информационной безопасности. Показана возможность построения стохастической и детерминированной модели информационной системы, защищенной с вероятностью 1 от заражения компьютерными вирусами: стохастическая, инфицирование которой вирусами происходит непрерывно, и детерминированная, в которой вирус находится в информационной системе. Математическая стохастическая модель информационной системы, защищенной от эпидемии компьютерных вирусов, строится как система стохастических дифференциальных уравнений, первыми интегралами которой являются инварианты, сохраняющиеся с вероятностью 1. В качестве показателя защищенности системы рассматривается некоторое функциональное соотношение между переменными модели, сохраняющие постоянное значение. Внесение в модель компенсатора (программное управлением с вероятностью 1 (PCP1)), позволяет сохранять с вероятностью 1 заданный показатель защищенности, описанный с помощью переменных модели. Аналогичным образом, на основе предложенного алгоритма, строится детерминированная модель информационной системы, защищенной от заражения компьютерными вирусами. В построенную модель вводится управление, подобное программному управлению с вероятностью 1, которое позволит сохранять значение инвариантов. Особенность предлагаемых моделей состоит в том, что в модели сохраняются инварианты, связанные со свойствами, которые обеспечивают защищенность информационной системы. Исследование поведения построенных моделей проводится с использованием численного моделирования в среде MathCad. По результатам исследований сделаны выводы о возможности применения предложенного метода при построении стохастических моделей на основе других моделей распространения эпидемии, а также для моделей защиты информационной системы от распространения эпидемии компьютерных вирусов
-
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ТРАНСЛЯЦИИ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКЕ C В ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ПОТОКА ДАННЫХ COLAMO
А. И. Дордопуло, A.A. Гуленок, А.В. Бовкун, И.И. Левин, В. А. Гудков, С.А. Дудко2021-02-25Аннотация ▼Рассматриваются программные средства трансляции последовательных программ
на языке C в масштабируемые параллельно-конвейерные программы на языке программи-
рования реконфигурируемых вычислительных систем COLAMO. В отличие от существую-
щих средств высокоуровневого синтеза, результатом трансляции является не IP-ядро
фрагмента задачи, а комплексное решение задачи для многокристальных реконфигурируе-
мых вычислительных систем с автоматической синхронизацией информационных и управ-
ляющих сигналов. Рассмотрены основные этапы трансляции последовательной программы
на языке C: преобразование в информационный граф, анализ информационных зависимо-
стей и выделение функциональных подграфов, преобразование в масштабируемую ресурсо-
независимую параллельно-конвейерную форму и масштабирование программы на языке
COLAMO для заданной многокристальной реконфигурируемой вычислительной системы.
Масштабирование программы осуществляется с помощью методов редукции производи-
тельности абсолютно-параллельной формы задачи – информационного графа, который
адаптируется под архитектуру реконфигурируемой вычислительной системы. Разрабо-
тан ряд правил, позволяющих существенно сократить число шагов преобразований при
масштабировании задачи и обеспечить плотный поток обработки данных в функциональ-
ных подграфах задачи. Созданный комплекс средств трансляции программ на языке C в
конфигурационные файлы ПЛИС позволяет существенно сократить время синтеза вычис-
лительной структуры задачи для многокристальных РВС и обеспечить сокращение общего
времени решения задачи. -
МЕТОД ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МОДЕЛЕЙ ТИПОВЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
А. А. Левченко , В.В. Таратухин , Ю. А. Кравченко2021-11-14Аннотация ▼Статья посвящена решению задачи создания метода принятия решений при фор-
мировании типовых процессов предприятия для внедрения и использования информац и-
онных систем на базе облачных технологий, так же известных, как систем, работа ю-
щих по модели SaaS (Software as a Service, Программное обеспечение как Услуга). Акту-
альность исследования обусловлена новизной технологии облачных вычислений и нево з-
можностью применения методов, разработанных для систем класса on-Premise. Целью
исследования является повышение эффективности использования типов ых моделей
предприятия при внедрении и использовании SaaS систем. Повышение эффективности
обеспечивает сокращение сроков и бюджета проекта при внедрении SaaS-систем, а
также эксплуатационных затрат после. Достижение цели исследования обеспечивается
выполнением следующих задач: аналитический обзор области исследования на предмет
имеющихся методов, формализация и постановки задачи исследования, описание эл е-
ментов проектной документации, как единой системы и определение связей между
структурными элементами, разработка метода принятия решений о формировании
моделей типовых процессов, проверка метода через определение критерия эффективн о-
сти и сравнения результатов работы метода с аналогами. Задача исследования форм а-
лизована, как каноническая задача оптимизации с целевой функцией, направленной на
максимизацию критерия эффективности. Критерий эффективности задан в виде фо р-
мулы, описывающей степень покрытия типовыми моделями функциональных требований
к целевым процессам предприятия. В статье описаны методы и алгоритм ы, используе-
мые для решения аналогичных задачи, а также приведены их недостатки и ограничения.
Предложенный метод базируется на теории нечетких множеств и использует алг о-
ритм нечеткого вывода Мамдани для связи множества функциональных требований и
множества системных реализаций. На базе метода разработано программное прило-
жение и проведен вычислительный эксперимент. Выборка для проверки метода и его
сравнение с существующими аналогами формировалась на базе функциональных треб о-
ваний к организационным процессам управления закупками крупных предприятий и реали-
зации данных требований в SaaS-системах на платформе SAP. Подтвержден рост зна-
чения критерия эффективности в случае применения предложенного метода, что д е-
монстрирует его преимущество перед имеющимися альтернативными решениями после
второй итерации использования. В качестве примера представлено описание типового
процесса создания заявки на закупку до и после применения предложенного метода. -
ОБОСНОВАНИЕ ОБЛИКА ПЕРСПЕКТИВНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЛИЧНОГО СОСТАВА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
С.А. Боцвин, В. А. Хватков2021-11-14Аннотация ▼Ведение учета личного состава Вооруженных Сил Российской Федерации (ВС РФ)
осуществляется с использованием нескольких узкоспециализированных автоматизирован-
ных систем, что не позволяет решать задачи в едином информационном пространстве.
В ходе исследования определены проблемные вопросы, возникающий при решении задач
учета личного состава ВС РФ, такие как низкая оперативность, использование различных
носителей информации, низкая достоверность информации из-за отсутствия механизмов
синхронизации между системами и т.д. Выявлены основные подсистемы и определен пере-
чень элементов для построения функциональной структуры перспективной автоматизи-
рованной системы, которая будет обеспечивать оперативный доступ неограниченного
количества должностных лиц к информации и решение в автоматическом режиме задач
сбора, обобщения и представления количественных (статистических) данных. На основа-
нии проведенного анализа топологической структуры кадровых органов ВС РФ предлага-
ется для построения перспективной автоматизированной системы использовать иерархи-
ческую (древовидную) структуру и осуществлять трансфер информации между базами
данных разных уровней для снижения избыточности информации и нагрузки на серверное
оборудование. Приоритетный вариант организации хранения данных - распределенное
хранение, который был выбран на основании требований, предъявляемых к устойчивости и
надежности функционирования перспективной автоматизированной системы, особенно в
военное время. При этом использование механизмов репликации позволит обеспечить мгно-
венную синхронизацию информации на всех уровнях. Произведен расчет требуемых ресур-
сов для хранения и обработки информации на различных уровнях в зависимости от количе-
ства военнослужащих по каждому уровню, частоты возникновения кадровых событий и
объема памяти, необходимого для хранения персональных сведений. На основании чего определены технические характеристики элементов перспективной системы, необходимые и
достаточные для качественного функционирования, а также получены требования
к техническим характеристикам серверного оборудования и системам хранения данных.
Проведенные исследования позволили построить схему для перспективного облика авто-
матизированной системы учета личного состава и обосновать актуальность решения
задачи по формированию и разработке новой автоматизированной системы. Кроме того,
результаты работы позволили определить закладываемые в перспективную систему прин-
ципы, такие как построение иерархической распределенной базы данных, создание меха-
низмов синхронизации информации между элементами системы, возможность использо-
вания имеющихся технических средств и организация информационного взаимодействия с
другими автоматизированными системами. -
МОДИФИЦИРОВАННАЯ РАСПРЕДЕЛЕННАЯ АРХИТЕКТУРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
М. Ю. Поленов , Д.А. Иванов2021-02-13Аннотация ▼Предложена модифицированная распределенная архитектура обработки данных на
основе модели клиент-сервер, как один из вариантов реализации программного приложения
геоинформационной системы. Проведенный обзор существующих геоинформационных
систем и их классификация с точки зрения архитектуры продемонстрировали перспек-
тивность применения распределенной архитектуры. Однако, системы, разработанные на
основе традиционной распределенной архитектуры, сталкиваются с проблемами ото-
бражения обработанных трехмерных данных в реальном времени на вычислительных уст-
ройствах с низкой производительностью. В связи с этим целью данной работы является
разработка и исследование модифицированной архитектуры геоинформационных систем,
позволяющей снизить требования к вычислительным устройствам клиентов. Актуаль-
ность темы исследования заключается в том, что в настоящее время существуют уст-
ройства способные поддержать работу только тонких клиентов, которые зачастую
имеют малый функционал и не способны решать тяжелые вычислительные задачи. В
статье рассмотрены особенности структурной и программной реализации геоинформационной системы на основе традиционной архитектуры и предложенной модифицирован-
ной распределенной архитектуры. Приведены результаты экспериментов проведенных на
двух разработанных программных приложениях, имеющих различную архитектуру. Про-
граммная реализация модифицированной архитектуры и результаты экспериментов, по-
казали целесообразность ее применения для геоинформационных систем на пользователь-
ских вычислительных устройствах с невысокой производительностью. Предложенная ар-
хитектура может быть использована и в других распределенных системах. Особенно в
таких, где стоят задачи отображения трехмерной информации на тонких клиентах -
МЕТОД РЕШЕНИЯ ГРАФОВЫХ NP-ПОЛНЫХ ЗАДАЧ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПО ИТЕРАЦИЯМ
А. В. Касаркин2021-02-25Аннотация ▼При решении графовых NP-полных задач на многопроцессорных системах рост обо-
рудования не приводит к пропорциональному росту производительности системы, поэто-
му не всегда удается решить задачу за приемлемое время. Целью работы, описанной в
статье, является минимизация времени решения задачи поиска максимальных клик графа с
использованием реконфигурируемых вычислительных систем (РВС). При решении задачи
на РВС методом распараллеливания по слоям рост производительности также замедля-
ется, несмотря на лучшую степень масштабируемости по сравнению с многопроцессор-
ными реализациями. В статье предложен метод создания параллельно-конвейерных про-
грамм для реконфигурируемых вычислительных систем на основе распараллеливания по
итерациям для решения графовых NP-полных задач. Рассмотрено, что использовать би-
товый способ представления множеств (как в методе распараллеливания по слоям) для
метода распараллеливания по итерациям не является эффективным. Новый метод отли-
чается организацией вычислений, а именно – обработкой неупорядоченных множеств,
доступ к элементам которых осуществляется не по адресам (как в массивах), а по значе-
ниям (именам вершин и именам дуг графа). Показано, что новый метод на основе распа-
раллеливания по итерациям, несмотря на более низкую удельную производительность, свя-
занную с тем, что вычислительным подструктурам из-за символьного представления
множеств необходимо обработать большее число промежуточных данных, обеспечивает
практически линейный рост реальной производительности РВС при значительно большем
количестве вычислительного ресурса по сравнению с методом распараллеливания по слоям. -
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ СХЕМЫ ШАМИРА В МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Л.К. Бабенко , А.С. Шумилин2023-10-23Аннотация ▼В современном мире медицинские информационные системы становятся наиболее
популярными инструментами для обработки, хранения, систематизации и передачи меди-
цинских данных пациентов. Медицинские обследования могут быть представлены в виде
файлов различных форматов и сильно варьироваться по размеру (от нескольких байт до
сотен гигабайт). Например, некоторые двоичные файлы имеют малый размер поскольку
содержат лишь заключения врачей в виде текстового описания, а файлы, записи ночного
видеомониторинга пациента или DICOM-файлы компьютерной томограммы органов чело-
века, содержащие несколько сотен слайсов могут достигать размера в сотни гигабайт.
Соответственно, большие файлы требуют значительных вычислительных ресурсов при
передаче с сервера на сервер. Кроме того, при использовании метода обеспечения безопас-
ности, который представляет собой алгоритм разделения секрета (файла с обследовани-
ем) по схеме Шамира операции, операции по разделению секрета на части и слиянию час-
тей воедино могут занимать больше времени при последовательном режиме работы, чем
при параллельном. Поэтому, видится возможность ускорить процесс обработки больших
данных без снижения уровня безопасности. Целью работы является подтверждение гипо-
тезы уменьшения времени на выполнения операцией разделения и слияния частей секрета с
использованием средств параллельных вычислений при реализации метода обеспечения
безопасности по схеме разделения секрета Шамира в медицинской информационной сис-
теме. Объектом исследования является метод обеспечения безопасности, который разра-
ботан авторами для внедрения в подсистемы защиты информации медицинской информа-
ционной системы. В рамках исследования проведен анализ наиболее эффективных средств
для распараллеливания процессов (MPI и OpenMP) и выбран инструмент, подходящий под
решение поставленной цели. Также проведены эксперименты (анализ времени в зависимо-
сти от количества параллельных потоков и количества символов, содержащихся в DICOM
файле), которые подтвердили концепцию возможности распараллелить алгоритм обмена
секретом на основе схемы Шамира, добившись почти линейного ускорения с помощью биб-
лиотеки MPI. -
МЕТОДИКА И ПРАКТИКА ПОВЫШЕНИЯ АВТОНОМНОСТИ НАЗЕМНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
С.М. Соколов , A.A. Богуславский2025-04-27Аннотация ▼Тенденции развития современной робототехники и потребности практики требуют повы-
шения степени автономности робототехнических комплексов. Повышение степени автономно-
сти, в свою очередь, требует увеличения ситуационной осведомлённости и, как следствие, увели-
чение объёма данных и эффективности их обработки в масштабе реального времени на бортовых
ресурсах. При этом сохраняется требование экономической целесообразности предлагаемых ре-
шений. С учётом того, что в отечественной практике в большинстве случаев используются те-
леуправляемые роботы, возникает необходимость наращивания их автономности, с использова-
нием уже имеющихся технических решений. Такое направление развития робототехнических ком-
плексов называется переходом от телеуправления к супервизорному управлению. На этом пути
осуществляется передача всё большего количества информационно- управляющих функций от
оператора к бортовой информационно-управляющей системе. На основе анализа мирового и соб-
ственного опыта разработок робототехнических комплексов, авторской методики создания ро-
ботов с повышенной степенью автономности, нами выделен ключевой элемент обеспечения ин-
теллектуальной автономности мобильных средств. Предложен унифицированный программно-
аппаратный модуль информационного обеспечения мобильных роботов. Основу модуля образует
система технического зрения с открытой программно-аппаратной архитектурой. Этот модуль
позволяет наращивать степень автономности наземных робототехнических комплексов в части
интеллектуальной автономности постепенно, оставаясь в рамках экономической целесообразно-
сти. Открытая программная архитектура модуля учитывает имеющееся де-факто разнообразие
аппаратных решений в существующих телеуправляемых подвижных средствах и позволяет про-
изводить увеличение степени автономности – переходить от режима телеуправления к суперви-
зорному управлению пошагово, сообразно решаемым задачам и доступным средствам. Предлага-
ется методика создания новых или реинжиниринга уже существующих образцов РТК. Методика
включает анализ общей компоновки РТК с акцентом на программно-алгоритмическую часть бор-
товой информационно-управляющей системы. При этом учитываются условия согласования тре-
бований к сенсорной и вычислительной частям. В работе рассмотрены примеры применения этой
методики к усовершенствованию уже существующих образцов наземных РТК. Приводятся по-
становки практических задач и примеры их решения с помощью предлагаемого модуля -
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ГРАФА МЕТОДА ПРОГОНКИ В ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ ФОРМУ
Д. В. Михайлов177-1882021-10-05Аннотация ▼Множество вычислительных задач может быть представлено в виде последова-тельного информационного графа. В общем случае такой информационный граф не может быть приведён к параллельному виду с целью ускорения выполнения его операций. Но в слу-чае если вершины этого графа обладают свойствами ассоциативности, дистрибутивно-сти и т.д., такой граф можно преобразовать в параллельно-конвейерную форму. Эти пре-образования могут быть произведены не только над графами, содержащими элементар-ные операции – сложение, умножение, логическое И и т.д. – но и над графами, содержа-щими макрооперации. Одним из примеров таких графов является информационный граф решения СЛАУ методом прогонки (методом Томаса). В статье рассмотрено решение для трёхдиагональных СЛАУ. Информационный граф метода прогонки состоит из двух час-тей: прямого хода, в котором выполняется переход от трёхдиагональной формы к двух-диагональной, и обратного хода, в котором непосредственно вычисляются значения неиз-вестных. Несмотря на то, что операции, составляющие базовую макрооперацию метода прогонки, обладают свойством ассоциативности, простое преобразование графа к пира-мидальному виду не даст необходимого результата. Необходимо преобразовать базовые макрооперации особым образом и изменить то, какие данные на них поступают. После этого возможно будет привести граф к пирамидальному виду. Для обратного хода приме-няется аналогичное преобразование графа и составляющих его базовых подграфов. По-скольку для того, чтобы начать вычисления в обратном ходе, нам необходимо полное за-вершение вычислений прямого хода, следует перейти от двух специализированных типов вычислительных блоков к одному универсальному, и построить на его основе универсаль-ную вычислительную структуру.
1 - 16 из 16 результатов
