Распознавание летательных аппаратов при помощи нейросетевых технологий

Аннотация. Предлагается методика построения автоматических распознавателей летательных аппаратов по набору радиолокационных измерений на основе каскада многослойных нейронных сетей прямого распространения. Cистема классификации состоит из отдельных ней­росетевых блоков и каждый блок характеризуется простой функциональной задачей. Обучение блоков выполняется в определенной последовательности с использованием как ре­зультатов непосредственных наблюдений воздушных радиолокационных станций, так и результатов обучения других блоков. Де­монстрируется практическое применение данной методики при распознавании ле­тательных аппаратов трех типов, приводятся числовые показатели распознавания. Методика применима в области контроля перемещений летательных аппа­ратов в воздушном про­странстве с целью отслеживания и управления движением гражданской авиации и в интересах противовоздушной обороны.
Ключевые слова: автоматические распознаватели, летательные аппараты, динамические объекты, нейросетевая обработка, многослойные нейронные сети, радиолокационные станции.

Быстрое и эффективное распараллеливание двухмерной модели Изинга в Open MPI

Кусаинов А.С., Бейсеков  А.К. 

Аннотация. Предложена быстрая и эффективная схема распараллеливания двухмерной модели Изинга на вычислительные блоки. Приведен анализ эффективности и результатов работы схемы. Для оптимизации работы схемы, в случае распределенных вычислений по сети, мы свели необходимость обмена информацией между блоками к минимуму. Значения граничных условий для каждого блока обновлялись после каждого шага Монте Карло, т.е., только после того, как симулированный отжиг был проведен для данного блока. Количество шагов в отжиге не меньше количества элементов блока. Пакет Open MPI для операционной системы Debian Linux был использован для создания параллельной среды программирования. Предложенная схема проста в использовании и интерпретации, выдает правильные результаты и легко масштабируется. Кластеры спонтанной намагниченности при переходе от ферромагнитной фазы к парамагнитной легко наблюдаются и свободно эволюционируют в пределах моделируемой решетки. Полученные данные совпадают с ранее опубликованными результатами. Достигнута существенное увеличение производительности на компьютере с восьмиядерным процессором.
Ключевые слова: спиновое стекло, метод Монте Карло, модель Изинга, параллельные вычисления, распараллеливание, Open MPI.

Быстрая установка и тестирование среды для параллельного программирования на примере квантового вариационного метода Монте-Карло

Аннотация Сформулировано краткое введение для начинающего ученного-программиста в параллельное и многопоточное программирование. Приведен пример быстрой установки минимального набора средств для параллельного программирования, написания собственной многопоточной программы, ее компиляции, отладки и запуска. Программный пакет OpenMPI, представляющий собой реализацию программного интерфейса MPI для обмена сообщениями между процессами, рассмотрен как пример и инструмент параллельного программирования для увеличения производительности многоядерных и распределённых вычислительных систем. Представлен пример программы реализующей вариационный метод Монте-Карло для решения уравнения Шредингера в случае квантового гармонического осциллятора написанной для многоядерных и распределённых вычислительных систем. Дано описание с комментариями перехода от написанной однопоточной последовательной программы на С++ к параллельной программе.
Ключевые слова: Параллельное программирование, OpenMPI, вариационный метод Монте-Карло, уравнение Шредингера, гармонический осциллятор.

Интеллектуальная технология иммунносетевого моделирования сульфаниламидов на основе системного подхода и онтологических моделей

Аннотация. В настоящее время в связи с активным развитием современной вычислительной техники, IT — технологий и новейших разработок в области искусственного интеллекта актуальна задача создания новых интеллектуальных технологий компьютерного прогнозирования фармакологической активности органических соединений с целью выявления перспективных лекарственных веществ с заданными свойствами. Исследования посвящены созданию интеллектуальной иммунносетевой технологии прогнозирования зависимости структура-активность антисептических препаратов сульфаниламидной группы с различной продолжительностью действия. Разработан системный подход по обработке многомерной структурной химической информации на основе подхода искусственных иммунных систем с использованием онтологических моделей реализованных в редакторе онтологий Protege.
Ключевые слова: интеллектуальная технология, молекулярный дизайн, лекарства, сульфаниламиды, системный подход, онтологические модели.

Информационная база для выявления научных школ в Республике Казахстан

Аннотация Представлена характеристика фонда диссертаций, формируемого в НЦНТИ, как информационной базы для выявления научных школ в Казахстане. Фонды научных документов, а также базы данных, формируемые на основе госрегистрации с 1993 г., содержат объективную ретроспективную информацию о ведущих ученых — научных руководителях выполняемых НИОКР, подготовленных ими учениках, тематике и динамике развития направлений исследований, возрасте соискателя, его месте работы. В отраслевой структуре  фонда  диссертаций,  основную долю составляют  общественные (45 %) и  технические и прикладные науки  (39 %). Удельный вес работ, выполненных в области  естественных и точных наук, составляет 14 %,  межотраслевых проблем – 2 %.Получены сведения о количестве  научных руководителей, подготовленных ими докторах, кандидатах наук и докторах философии (PhD) в  разрезе научных специальностей за 1993-2014 гг. В соответствии с признанными формализованными критериями наличия научных школ отобраны и проанализированы данные о руководителях, подготовивших не менее 10 кандидатов наук и/или 3-х докторов наук в разрезе научных специальностей.В отраслевой структуре научных руководителей и защитившихся под их руководством учеников сохраняется главенство медицинских, экономических, педагогических и юридических наук.
Ключевые слова: научные школы, научные руководители, научные кадры, диссертации, отрасли наук.

Оценка рисков информационной безопасности с использованием программы MatLab

Аннотация. Риск нарушения информационной безопасности современной организации — это многомерное сложное понятие, которое в том числе включает набор взаимосвязанных переменных. Часто значения факторов риска не могут быть точно определены. Поэтому оценка риска информационной безопасности может быть определена как нечеткая проблема. Эта статья описывает методы реализации оценки рисков информационных безопасности в сочетании с теорией нечетких мер. В основе метода лежит понятие лингвистической переменны. Предложенной метод не является целиком качественным; он опирается и на математические вычисления, но эти вычисления совершаются «за кулисами». Проводится реализация процесса нечеткого моделирования базы правил посредством применения специализированного пакета Fuzzy Logic Toolbox программного средства MATLAB. Выполнение нечеткого вывода реализуется на основе алгоритма Мамдани. Точность полученного результата сравнивается с результатами, полученным методом Microsoft.
Ключевые слова. Информационная безопасность, риски, теория нечеткой логики, метод оценки рисков, нечеткие множество, нечеткий модель, лингвистические переменные.

Разработка Smart- системы дистанционного обучения людей с ограниченными возможностями зрения

Аннотация. Исследования посвящены построению Smart — системы дистанционного обучения людей с ограниченными возможностями зрения на основе подходов искусственного интеллекта. Для составления базы данных признаков обучающегося использовался когнитивный подход. Выделение информативных признаков обучающегося осуществлен с помощью нейронных сетей. Разработана модель обучения адаптированная к модели обучающегося на основе нечеткой логики. Smart – система предусматривает возможность выполнения лабораторных и практических работ в реальном масштабе времени на вычислительных кластерах в лаборатории коллективного пользования. Создан удобный интерфейс с использованием звукового сопровождения. Учтены особенности обучающихся с ограниченными возможностями зрения к считыванию информации с экрана монитора. Модульный принцип построения позволяет расширять возможности функционирования Smart — системы.
Ключевые слова: Smart – система, дистанционное обучение, интеллектуальные подходы.

Разработка прототипа 3D сцены виртуальной физической лаборатории

Аннотация. В статье рассматривается использование виртуальных лабораторных работ для изучения физики студентами технических ВУЗов, описано создание прототипа 3D сцен, представлена технологическая основа и реализация одного из прототипов на примере лабораторной работы «Изучение законов кинематики и динамики на машине Атвуда». Показано, что использование виртуальных лабораторий при обучении физике обладает универсальностью и дает основание для рекомендации максимально широкого внедрения виртуальных компьютерных лабораторных работ в реальный учебный процесс в контексте разнообразия и оптимизации различных форм обучения, направленных на улучшение качества высшего образования. Описанные характеристики Microsoft NET XNA делают Framework отличным инструментом не только для создания игр, но и программных продуктов подобно виртуальным физическим лабораториям.
Ключевые слова: Виртуальная лаборатория, Microsoft XNA, 3D  моделирование, машина Атвуда.

Распознавание образов с использованием сети Кохонена

В статье рассматриваются вопросы распознавания образов с использованием сети Кохонена. Самоорганизующая  карта  Кохенена  — система нейронной сети, часто используется для классифицирования входов на различные категории. Нейронная сеть Кохонена работает отличным образом в отличии от нейронной сети с прямой связью. Использование карты Кохонена состоит из двух шагов: шаг обучения и шаг тестирование. При обучении, входные примеры последовательно используются в качестве входа в нейронной сети, каждый раз, когда изменяются веса связей. Входные данные используются до тех пор, пока не достигается сходимость нейронной сети. При тестировании, веса не изменяются, и выход нейронной сети используется в качестве ответа нейронной сети для заданных входных данных.
Ключевые слова: распознавание, образ, сеть Кохонена, самоорганизующая карта, нейронная сеть, тестирование.

 

Нейросетевая система управления объектом с неточными данными и запаздыванием

Аннотация. Предложен алгоритм для построения  нейросетевой  системы управления объекта с неточными данными и запаздыванием. Создан пакет прикладных программ, включающий в себя блоки, описывающие классы, блоки формирования входных данных, блоки обучения нейронных сетей.В созданном пакете реализован алгоритм Левенберга-Марквардта, действие которого заключалась в последовательном приближении заданных начальных значений параметров к искомому локальному оптимуму.  От разработок в данной области смоделированный пакет программ отличается тем, что при необходимости он легко может быть дополнен новыми блоками, необходимыми для дальнейших исследований. Данное программное обеспечение может применять довольно широкий круг пользователей, как в практических целях, так и в дальнейших научных исследованиях.
Ключевые слова: нейронная сеть, объект с неточными данными, запаздывание.