DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.32359

Аннотация: Предметом исследования является стеганографический метод встраивания информации в цифровые изображения. Стеганография способна скрывать не только содержание информации, но и сам факт ее существования. В работе представлен метод встраивания и извлечения информации в цифровые изображения с использованием хаотической динамической системы. Хаотические системы чувствительны к определенным сигналам и в то же время невосприимчивы к шуму. Эти свойства позволяют применять хаотические системы для встраивания информации с небольшими искажениями изображения в статистическом и визуальном плане. Методологической основой исследования являются методы теории динамических систем, математической статистики, а также теории обработки изображений. Новизна исследования заключается в разработке нового метода встраивания информации в статические изображения. Автором подробно рассматривается задача применения хаотической динамической системы Дуффинга для встраивания и извлечения информации в цифровые неподвижные изображения. Показано, что предложенный метод позволяет встроить информацию в цифровые изображения без их существенного искажения.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.29170

Аннотация: Повышение производительности различного рода сетей связи в современном мире остаётся актуальной задачей, в связи с чем ведутся исследования по созданию аппаратного обеспечения, расширяющего пропускную способность физических каналов, разрабатываются новые и модифицируются существующие сетевые протоколы, проводится математическое и компьютерное моделирование механизмов передачи данных в сетях связи. Скорость и надёжность передачи данных по сетям зависит также от ряда факторов, характер влияния которых является случайным. Совокупность таких факторов называют случайной средой. Если изменение состояний среды имеет непрерывный характер, то говорят о диффузионной среде. Объектом исследования данной работы являются сети связи, управляемые протоколами множественного доступа и функционирующие в случайной (диффузионной) среде. Инструментом исследования сетей множественного доступа является математический аппарат теории конечно-разностных и дифференциальных уравнений, теории случайных процессов и теории массового обслуживания. Предложенная математическая модель сетей связи в диффузионной среде исследуется асимптотическим методом. Научная новизна работы заключается в том, что впервые предложена математическая модель функционирующей в диффузионной среде сети множественного доступа и проведено асимптотическое исследование. Найдено асимптотическое среднее нормированного числа требований на орбите (источнике повторных вызовов), величины отклонения от этого среднего, получена плотность распределения вероятностей значений процесса изменения количества требований на орбите.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.28814

Аннотация: Предметом исследования является процесс разработки программного обеспечения автоматизированных систем управления. Объект исследования - система контроля качества этого процесса. В настоящее время нормативными документами установлен перечень основных характеристик оценки качества программ, который, как показала практика, не в полной мере соответствует своему назначению, обеспечивая не контроль качества, а проверку соответствия программ требованиям заказчика, сформулированным в техническом задании. Одна из причин этого заключается в невозможности оценивать исключительно количественными показателями качество систем, включающих как технические средства, так и человека. Попытка использовать мировую практику, например, относительно удачные модели качества из стандартов ISO/IEC 25000:2014 до настоящего времени не реализована: сама модель нормативными документами (ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010-2015) разрешена к использованию, но описанные в ней показатели качества не приняты. Проводимые в частном порядке доработки существующих методов не решают проблему системно. В статье использованы общенаучные методы анализа и синтеза. На основе анализа существующих подходов к оценке качества разработки программного обеспечения синтезированы предложения по совершенствованию этого процесса В статье сформулирована постановка научно-практической задача и предложен один из подходов к её решению, основанный на доработке существующих методов оценки качества на основе модели, описанной в ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010 с учётом реальных потребностей пользователей, интерпретированных через снижение вероятности ошибок первого и второго рода, возникающих при использовании программного обеспечения. Решение сформулированной задачи обеспечит общее повышение эффективности автоматизированного управления за счёт применения количественно-качественных оценок разрабатываемого программного обеспечения

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.32232

Аннотация: Предметом исследования является возможность распараллеливания циклов с зависимыми витками и телом, в котором порядок исполнения операторов строго определен. Такие циклы достаточно часто встречаются, например, в задачах численного моделирования методом частиц в ячейках, где на первой стадии исполнения тела цикла обрабатываются частицы и вычисляется некое определяемое ими поле, а на второй стадии решается дифференциальное уравнение в частных производных, зависимое от этого поля. Возможность распараллеливания тел таких циклов в настоящее время недостаточно освещена в литературе, данная тема является актуальной. Используются идеи применения прогнозирующих (авторегрессионных точечных) каналов в программной транзакционной памяти. Реализация построена с применением объектно-ориентированного программирования. Впервые сформулирована концепция сверхоптимистичных вычислений, то есть работы с прогнозирующими каналами в условиях частично транзакционной памяти. Предложены механизмы реализации частично транзакционной памяти, адаптированные к применению каналов. Предложена схема распараллеливания линейно исполняемых тел циклов (с зависимыми витками) на базе сверхоптимистичных вычислений, показана ее оправданность на примере решения задачи о моделировании пучка заряженных частиц в электростатической линзе.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.31040

Аннотация: Непрекращающееся развитие систем автоматизированного управления промышленными объектами приводит к появлению более развитых и сложных алгоритмов управления. Закономерным следствием развития систем управления (СУ) является использование более сложных технических средств: датчиков, контроллеров, SCADA и MES систем. В конечном итоге, насыщение систем дополнительными программно-техническими средствами приводит к снижению управляемости в целом, поскольку программные средства необходимо обновлять, техника часто выходит из строя, требует замены и т.д. Таким образом, подходы, направленные на создание отдельных, автономно функционирующих подсистем, уходят в прошлое. Необходимо комплексное, многоуровневое совместное управление, всей инфраструктурой АСУТП, начиная от технологического объекта, заканчивая технической инфраструктурой, которая тесно привязана к объекту. В статье рассматриваются вопросы построения управляющих подсистем верхнего уровня для АСУТП, когда необходимо управлять непосредственно программно-техническими средствами в составе АСУ ТП. В качестве методов исследования использовалось имитационное и компьютерное моделирование, которое позволило оценить эффективность предложенных подходов и методов управления. Также результаты исследований проверялись путем опытного внедрения автоматизированной системы управления инцидентами, основанной на предложенных подходах, в процесс управления сложным технологически объектом. Новизна исследований заключается в предложенном подходе к управлению инцидентами в автоматизированных системах управления технологическими процессами, позволяющем повысить качество управления, снизить издержки на управление и спрогнозировать (в отдельных случаях) появление новых инцидентов и принять меры к их предотвращению. Исследования показали целесообразность использования предлагаемого подхода для управления сложными нестационарными системами автоматизации.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.29603

Аннотация: Предметом исследования является процесс разработки программного обеспечения автоматизированных систем управления. Объект исследования – средства организации разработки программного обеспечения. Общепризнанное перспективное направление повышения эффективности применения организационно-технических систем - автоматизация управления ими. Существенную долю эффективности любой сложной технической системы обеспечивает её программное обеспечение. В первую очередь это относится к прикладному программному обеспечению. Разработка прикладных программ сопряжена с определёнными трудностями, в первую очередь – организационного характера. Обобщённый анализ показал, что в мировой практике существует достаточно широкий спектр средств организации процесса разработки программ. Эти средства предлагается разделить на две крупные группы относительно отношения к процессу и степени детализации на «средства управления проектами» и «средства управления разработкой». Каждое из средств эффективно для тех или иных условий разработки программного обеспечения. В обзорной статье проведён анализ факторов, влияющих на эффективность применения того или иного средства, синтезированы предложения по целесообразности использования различных систем управления в разных условиях процесса разработки. Анализ показал, что для условий разработки прикладного программного обеспечения автоматизированных систем поддержки принятия решений наибольшую эффективность обеспечивает комплексное применение средств автоматизации управления процессами

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.2.31041

Аннотация: В статье описывается алгоритм для генерации управляющих воздействий на различные инженерные системы интеллектуального здания по отдельности или в совокупности в рамках интеллектуального управления параметрами внутренней среды такого здания. Интеллектуальность алгоритма обусловлена возможностью его автономной работы и адаптивностью по отношению к параметрам внутренней среды, в отношении которых осуществляется мониторинг и управление. В статье приводятся краткое описание алгоритма, а также математическая модель выбора и применения управляющих воздействий. В качестве метода исследования принят теоретико-множественный подход к моделированию процессов управления, а также нотация BPMN для представления алгоритмов. Новизна рассматриваемого вопроса обусловлена применением функционального подхода для разработки интеллектуального алгоритма, а также применения методов распределённых вычислений и вычислений на оконечных устройствах в рамках гибридной парадигмы искусственного интеллекта. Актуальность представленной модели основана на необходимости перевода процессов управления жизненным циклом зданий и сооружений в парадигму Индустрии 4.0 для повышения степени их интеллектуальности. Статья будет интересна учёным и инженерам, работающим в области автоматизации технологических и производственных процессов. Работа носит теоретический характер.