Моделирование информационных процессов

Рассмотрены основные проблемы организационного управления, базовые понятия, связанные с управлением и моделированием, основные группы моделей, методологии и инструментальные средства моделирования организационных систем. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств», «Управление в технических системах», «Автоматизированные системы управления предприятиями».

Учебно-методическое пособие предназначено для выполнения компьютерных практикумов и самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии. Информационная безопасность». Для обучающихся по направлению подготовки 38.03.10 Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура.

В статье рассматривается реализация способа моделирования процессов в сложных образовательных системах на основе предложенной разновидности нейронечетких темпоральных сетей Петри. Рассматриваются образовательные системы уровня высших учебных заведений, которые, безусловно, относятся к классу сложных систем. Необходимость способа, моделей и средств моделирования продиктована тем, что современные образовательные процессы требуют постоянной модернизации в связи с постоянно растущими объемами информации, изменениями в законодательстве, ужесточением требований к специалистам, бурным развитием технологий, постоянными открытиями в различных сферах, а также в связи с влиянием внешних факторов. Сформулированы требования к инструментарию моделирования процессов в сложных системах, обосновано применение сетей Петри в качестве основы таких моделей. Рассмотрены существующие образовательные процессы на примере цикла обучения в магистратуре Белорусско-Российского университета. Представлена модель образовательных и информационно-аналитических процессов обучения в магистратуре на основе нейронечеткой темпоральной сети Петри. Предлагаемый способ позволяет повысить гибкость выбора индивидуальных траекторий обучения в магистратуре, эффективность дисциплин по выбору и осуществить переход к комплексному подходу в подготовке магистрантов. Предлагаемый способ также может быть использован как основа для мониторинга состояния и управления информационно-аналитическими процессами в образовательных системах. Описан подход к построению программно-инструментальных средств проектирования и модификации информационно-аналитических процессов, направленный в том числе и на ликвидацию семантического разрыва между экспертами, архитекторами и разработчиками информационно-аналитических процессов.

В статье рассмотрен подход к оценке экономической эффективности ИТ-проектов, результаты которого рекомендуется использовать при выборе варианта информатизации организаций различного типа. Указанный подход основан на расчете таких показателей, как капитальные затраты на ИТ-проект, размер прогнозируемого изменения эксплуатационных расходов по обеспечению функционирования ИС, величина роста эффективности бизнес-процессов в результате информатизации, а также затраты на обеспечение требуемого уровня информационной безопасности. Приведены результаты анализа современных тенденций развития ИС для информатизации бизнес-процессов организации, которые позволили выявить основные особенности предлагаемых на рынке решений. Показано, что в ряде случаев анализ прямых и косвенных затрат по ИТ-проекту достаточно затруднен, что приводит к неточностям при оценке его экономической эффективности. В этом случае предполагаемые сроки окупаемости проекта (обычно необоснованно короткие) на практике могут быть многократно превышены. В то же время в результате быстрого прогресса в сфере информационных технологий результаты ИТ-проектов подвержены интенсивному моральному износу, поэтому длительные сроки их окупаемости могут привести к существенным потерям для организации, реализующей проект. Учет влияния угроз информационной безопасности и необходимых дополнительных средств на ее обеспечение на прогнозные показатели экономической эффективности предлагаемых к реализации ИТ-проектов может существенно повлиять на решения по выбору не только конфигурации ИС, но и платформы, на которой она функционирует. В статье предложен подход к определению затрат на обеспечение информационной безопасности, которые должны быть учтены при оценке экономической эффективности ИТ-проекта. Описана математическая модель для выбора варианта рационального размещения по узлам ИС (серверам баз данных) таблиц, используемых сотрудниками различных территориально обособленных подразделений предприятия, что позволит снизить эксплуатационные расходы на функционирование указанной системы.

В работе рассмотрены факторные модели, позволяющие прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур. Показано, что основными климатическими параметрами, влияющими на результативный признак, являются температура воздуха и осадки в начальный период вегетации. При этом факторы теплообеспечения и влагообеспечения могут представлять собой значения как за месяц, так и иной интервал, близкий к такой продолжительности. Кроме температуры воздуха и осадков на урожайность зерновых культур оказывает влияние время. Модели могут отражать связи результативного признака с факторами на уровне опытных полей, сельскохозяйственных организаций, муниципальных районов. Наличие значимых регрессионных зависимостей, которые могут быть линейными и нелинейными, позволяет уменьшить неопределенность задачи оптимизации производства аграрной продукции путем сокращения случайных и интервальных параметров. Приведена модель параметрического программирования с учетом выражений, характеризующих связи урожайности зерновых культур с метеорологическими параметрами, в двух вариантах для получения оптимальных планов производства аграрной продукции товаропроизводителем. Рассмотрен пример реализаций оптимизационной модели для реального хозяйства. Предложенная модель создана для поддержки принятия решения в условиях неопределенности. Работа выполнена согласно статистическим данным об урожайности пшеницы, ячменя и овса по Усольскому, Черемховскому и Иркутскому районам за 1997–2018 гг.; на основе урожайности сортоучастков по Усольскому, Иркутскому, Братскому и Нукутскому районам за 2000–2018 гг. (по данным Госсорткомиссии); на основе урожайности ООО «Сибирская Нива» за период 2005–2018 гг. Кроме того, использованы суточные температуры воздуха и суточные осадки в промежутке май–август за 1997–2018 гг. по метеорологическим пунктам: Усолье-Сибирское, Черемхово, Иркутск и Братск.

С помощью J-сетей смоделирована операция копирования информации из таблицы. Для представления информации были разработаны информационные маркеры, в частности для выполнения операции копирования разработан маркер, состоящий из двух частей: пустой и запросный. В запросной части содержится запрос или условие копирования. Таблица представлена в виде макропозиции с тремя подпозициями: ядра, в котором содержится проиндексированная информация, входного и выходного буферов.

В статье рассмотрены оригинальные способы системного графоаналитического и алгебраического описания административных процедур с целью обеспечения оказания государственных и муниципальных услуг населению в электронном виде в рамках выполнения программы «Электронная Россия». Представлен метод формального описания систем в терминах «Узел», «Функция», «Объект».

В статье предложен метод полиморфного выполнения алгоритмов на множественном контексте данных, что характерно для современных систем управления. Метод позволяет строить эффективные алгоритмы без дублирования кода, способные напрямую работать с реляционными структурами данных.

В статье рассмотрен метод решения задачи оптимального размещения центров хранения и обработки информации в компьютерной сети по критерию максимума интенсивности поступления запросов на информационное обслуживание, также приведены результаты вычислительного эксперимента, подтверждающие его высокую эффективность.

Представлена задача управления справочниками в корпоративных информационных системах. Решение задачи демонстрируется с использованием информации по административно-территориальному делению стран СНГ. Даются рекомендации по выбору внешних источников и структуре справочников. Предлагаются математические модели для заполнения справочников и тиражирования информации.

Данная книга представляет собой практическое руководство по применению метода деревьев решений и случайного леса для задач сегментации, классификации и прогнозирования. Каждый раздел книги сопровождается практическим примером. Кроме того, книга содержит программный код SPSS Syntax, R и Python, позволяющий полностью автоматизировать процесс построения прогнозных моделей. Автором обобщены лучшие практики использования деревьев решений и случайного леса от таких компаний, как Citibank N.A., Transunion и DBS Bank. Издание будет интересно маркетологам, риск-аналитикам и другим специалистам, занимающимся разработкой и внедрением прогнозных моделей.

В монографии дается современное изложение теории проектирования алгоритмов быстрых преобразований и модульных нейронных сетей. С системных позиций рассматриваются быстрые преобразования и многослойные нейронные сети с прореженным набором связей и модульной организацией. Предложены алгоритмы структурного проектирования и обучения перестраиваемых быстрых преобразований и нейронных сетей. Исследованы потенциально достижимые свойства быстрых преобразований по пластичности, разделяющей мощности и обобщающей способности. Все рассмотренные алгоритмы сопровождаются примерами и программными реализациями на языке MatLab. Изложение ориентировано на практическое использование в задачах сжатия сигналов высокой размерности, классификации и распознавания образов, спектрального анализа и фрактальной фильтрации. Кроме специалистов соответствующего профиля книга может быть полезна для аспирантов и студентов магистерского уровня подготовки. Тексты программ размещены на сайте http://www.dorogov.su.