Informatics (E-Journal) / Информатика
Not a member yet
963 research outputs found
Sort by
Цифровая модель генератора псевдослучайных чисел на основе непрерывной хаотической системы
Get PDFIt is shown that the choice of the time sampling parameter of the digital model of a continuous dynamic system with chaotic modes based on its dynamics makes it possible to control the characteristics of the output sequence, including avoiding short cycles and periodic behavior modes. On the example of the Lorentz system, the analysis of the law of motion of a chaotic system, linearized in the vicinity of points of stable and unstable equilibrium, is carried out, on the basis of which the parameters of the mathematical model of the generator of pseudo-random numbers are selected. The output sequence of numbers generated in proposed way is subjected to statistical and correlation analysis. Based on the results of the tests carried out, we can say that the obtained pseudo-random sequences based on continuous chaotic systems have statistically random properties and can be used in steganographic and cryptographic systems.Показано, что выбор параметра временной дискретизации цифровой модели непрерывной динамической системы с хаотическими режимами на основе ее динамики позволяет управлять характеристиками выходной последовательности, в том числе избегать коротких циклов и периодических режимов поведения. На примере системы Лоренца проведен анализ закона движения хаотической системы, линеаризованной в окрестностях точек устойчивого и неустойчивого равновесия. На основании этого закона выбраны параметры математической модели генератора псевдослучайных чисел. Выходная последовательность чисел, порождаемая предложенным в работе подходом, подвергнута статистическому и корреляционному анализам. Согласно результатам проведенных тестов полученные псевдослучайные последовательности на основе непрерывных хаотических систем обладают статистически случайными свойствами и могут быть использованы в системах стеганографической и криптографической защиты данных
Схема коррекции сигналов для комбинационных устройств автоматики на основе логического дополнения с контролем вычислений по паритету
Get PDFSimpler than known structure of the system with error correction in calculations is proposed based on duplication and triplication of blocks with majority principle of choosing the values of signals. It is advisable to use the new fault-tolerant structure for automation devices with combinational logic. In fault-tolerant structure synthesis, the parity method is used to establish the fact of a fault in the main logic unit and the logical complement method is used determine incorrectly calculated output functions and to generate signals for their correction. The method also allows to adjust the values of incorrectly calculated functions. Structural diagram and description of error correction system are given. The synthesis algorithm of control equipment is described with minimization of the technical implementation complexity. The experiment results with control combinational circuits are given, confirming the high efficiency of proposed system structure with error correction.Предложена более простая структура системы с коррекцией ошибок в вычислениях, чем известные структуры, основанные на дублировании и троировании блоков с мажоритарным принципом выбора значений сигналов. Новую отказоустойчивую структуру целесообразно использовать для устройств автоматики с комбинационной логикой. При синтезе отказоустойчивой структуры применяется метод паритета для установления факта возникновения неисправности в контролируемом объекте и метод логического дополнения для определения неправильно вычисленных выходных функций и формирования сигналов для их коррекции. Приведена структурная схема системы с коррекцией ошибок и дано ее описание. Представлен алгоритм синтеза контрольного оборудования с минимизацией сложности его технической реализации. Результаты экспериментов с контрольными комбинационными схемами подтверждают высокую эффективность применения предложенной структуры системы с коррекцией ошибок
Агрегация и индексирование нескольких источников данных на основе графовой модели в базах данных медицинских экспертных систем
No full textOne of the key problems in developing and integrating expert systems for medical research is the problem of data aggregation. Most of the times, general information about the patient and data about undergone research procedures exist as part of several disconnected information systems, each using its own schema for presenting and storing information. The paper proposes a solution to aggregate research and patient data in medical establishments using formal projections mechanism, which allows to unify data extraction from separate data sources. Graph-based patient and research record representation is introduced, which allows to support and optimize complex queries for single patient and for a set of historical data from single research. Proposed representation mechanism is also shown to be effective for centralized processing using various data mining and intelligent analysis techniques.Проблема агрегации информации является одной из ключевых при разработке и внедрении экспертных систем в медицинской практике. Как правило, общая информация о пациенте, а также данные о проводимых обследованиях являются частью нескольких разобщенных информационных систем, в каждой из которых используется своя схема представления и хранения информации. В работе рассматривается решение по агрегации данных об обследованиях и пациентах в медицинских учреждениях с использованием предложенного механизма формальных проекций, который позволяет унифицировать процесс извлечения информации из различных видов источников. Для представления информации о пациентах и обследованиях предлагается применение графовой модели, способствующей оптимизации поддержки запросов по отдельному пациенту и по совокупности исторических данных отдельного вида обследования. Показывается, что такое представление может быть использовано для централизованной обработки данных различными методами интеллектуального анализа
Вычислительные методы для решения задачи комбинирования секторов воздушного пространства
Get PDFA problem of combining elementary sectors of an airspace region is considered, in which a minimum number of combined sectors must be obtained with restrictions on their load and feasibility of combinations such as the requirement of the space connectivity or the membership of a given set of permissible combinations. Computational methods are proposed and tested to be used for solution of general problems of airspace sectorization. In particular, two types of combinatorial algorithms are proposed for constructing partitions of a finite set with specified element weights and graph-theoretical relationships between the elements. Partitions are constructed by use of a branch and bound method to minimize the number of subsets in the final partition, while limiting the total weight of elements in the subset. In the first type algorithm, ready-made components of the final partition are formed in each node of the branch and bound tree. The remaining part of the original set is further divided at the lower nodes. In the second type algorithm, the entire current partition is formed in each node, the components of which are supplemented at the lower nodes. When comparing algorithms performance, the problems are divided into two groups, one of which contains a connectivity requirement, and the other does not. Several integer programming formulations are also presented. Computational complexity of two problem variants is established: a bin packing type problem with restrictions on feasible combinations, and covering type problem.Рассматривается задача комбинирования секторов региона воздушного пространства, при которой должно быть получено минимальное количество секторов при ограничении на их нагрузку. Предлагаются вычислительные методы, которые могут быть применены в более общих моделях решения задачи. Предлагается алгоритм построения разбиений конечного множества, а также формулировка задачи целочисленного линейного программирования, используется также терминология теории графов
Разработка генеративной состязательной нейронной сети для идентификации потенциальных ингибиторов ВИЧ-1 методами глубокого обучения
Get PDFA generative adversarial autoencoder for the rational design of potential HIV-1 entry inhibitors able to block the region of the viral envelope protein gp120 critical for the virus binding to cellular receptor CD4 was developed using deep learning methods. The research were carried out to create the architecture of the neural network, to form virtual compound library of potential anti-HIV-1 agents for training the neural network, to make molecular docking of all compounds from this library with gp120, to calculate the values of binding free energy, to generate molecular fingerprints for chemical compounds from the training dataset. The training the neural network was implemented followed by estimation of the learning outcomes and work of the autoencoder. The validation of the neural network on a wide range of compounds from the ZINC database was carried out. The use of the neural network in combination with virtual screening of chemical databases was shown to form a productive platform for identifying the basic structures promising for the design of novel antiviral drugs that inhibit the early stages of HIV infection.Методами глубокого обучения разработан генеративный состязательный автоэнкодер для рационального дизайна потенциальных ингибиторов проникновения ВИЧ-1, способных блокировать участок белка gp120 оболочки вируса, критический для его связывания с клеточным рецептором CD4. Были выполнены исследования, включающие создание архитектуры автоэнкодера, формирование молекулярной библиотеки потенциальных лигандов белка gp120 ВИЧ-1 для обучения нейронной сети, молекулярный докинг лигандов с белком gp120 и расчет свободной энергии связывания, генерацию молекулярных дескрипторов химических соединений обучающего набора данных, обучение нейронной сети, оценку результатов обучения и работы автоэнкодера. Рассмотрены результаты тестирования автоэнкодера на широком наборе соединений из молекулярной библиотеки ZINC. Показано, что совместное использование нейронной сети с виртуальным скринингом баз данных химических соединений формирует продуктивную платформу для идентификации базовых структур, перспективных для создания новых противовирусных препаратов, ингибирующих ранние стадии развития ВИЧ-инфекции
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКИХ УДАРНЫХ ВОЛН В ТУРБОКОМПРЕССОРЕ НА ОСНОВЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВА-НИЯ В ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ STAR-CD
Get PDFС помощью пакета STAR-CD проводятся численные эксперименты, подтверждающие возможность возникновения ударных волн в турбокомпрессоре. На основе элементарной теории предлагается подход к описанию возникновения ударных волн
О СИЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РЕШЕНИЙ ВЕКТОРНОЙ ЗАДАЧИ МИНИМИЗАЦИИ ПОРОГОВЫХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ
Get PDFРассматривается многокритериальная задача минимизации пороговых функций, широко применяемых в математической кибернетике и дискретной математике. Исследуется тот тип устойчивости рассматриваемой задачи, при котором «малые» возмущения параметров векторного критерия могут приводить к появлению новых оптимумов Парето, но при любом таком возмущении должна сохраняться парето-оптимальность хотя бы одного (не обязательно одного и того же) решения исходной задачи
Способ построения семейства кодов с суммированием с наименьшим общим количеством необнаруживаемых ошибок в информационных векторах
Get PDFThe research results of the methods for formation of separable sum codes with the minimum number of undetectable errors in data vectors are presented. A formula for counting the number of undetectable errors in data vectors and codes family properties are given. A universal method for formation of such codes is shown, which makes it possible for each value of the data vector length to obtain a whole family of codes that also have different distributions of undetectable errors by type and multiplicity. An example of codes formation, methods for analyzing characteristics, code comparison are presented. A method for synthesizing coders of developed sum codes is suggested. Изложены результаты исследований способов построения разделимых кодов с суммированием с наименьшим общим количеством необнаруживаемых ошибок в информационных векторах. Приведены формулы подсчета числа необнаруживаемых ошибок в информационных векторах и свойства данного класса кодов. Представлен универсальный способ построения таких кодов, дающий для каждого значения длины информационного вектора возможность получения целого семейства кодов, обладающих к тому же различными распределениями необнаруживаемых ошибок по видам и кратностям. Приведены примеры построения кодов, методология анализа их характеристик, а также дано сравнение кодов между собой. Предложен метод синтеза кодеров разработанных кодов с суммированием
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ КОДИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЙ КОНЕЧНОГО АВТОМАТА. МЕТОД КВАДРАТОВ
Get PDFРассматривается задача отображения произвольного неориентированного графа в булево пространство, имеющая важные приложения в энергосберегающей реализации конечных автоматов, при которой минимизируется переключательная активность схемы. В результате ее решения максимальное число ребер графа должно отобразиться на некоторые ребра гиперкуба, представляющего структуру булева пространства. Для решения данной задачи предлагается визуальный метод, использующий матрицу смежности и карту Карно и заключающийся в построении последовательности конфигураций из ребер и квадратов, образующих фрагменты гиперкуба
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ АТТРАКТОРА ХАОТИЧЕСКОГО ВРЕМЕННОГО РЯДА
Get PDFРассматривается метод статистического анализа хаотического временного ряда, основанный на исследовании неравномерности топологической динамики фазовых траекторий при последовательном увеличении размерности фазового пространства аттрактора, восстановленного из исследуемого ряда. Достоверность и сходимость данного метода подтверждаются посредством численного моделирования процессов в нелинейной динамической системе с запаздывающей обратной связью, а также моделирования гидродинамических процессов. При использовании данного метода достигается существенная экономия компьютерных ресурсов и снижение количества требуемых экспериментальных данных