Математические структуры и моделирование. - Омск : Ом. гос. ун-т, 2016. №4(40), 167 с.
ISSN  (print): 2222-8772 
ISSN (online): 2222-8799

Для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов.

Полная версия журнала

Фундаментальная математика и физика


Н.А. Гайдамакин
Мера сходства последовательностей одинаковой размерности

Критериями сходства являются количество и качество совпадений элементов в одинаковых позициях с приоритетом качества совпадений. Качество совпадений трактуется как максимизация совпадений элементов в смежных позициях. Приведены примеры расчётов меры сходства для различных видов весовых коэффициентов значимости совпадения элементов в \(m\) смежных позициях (совпадения \(m\)-грамм).

А.Г. Гринь
О моментах симметрических функций от зависимых случайных величин

В работе получены оценки для моментов и равномерная интегрируемость определённого класса функций от случайных величин, которые образуют стационарную последовательность с равномерно сильным перемешиванием.

А.В. Левичев, А.Ю. Пальянов
Анализ в космических расслоениях на основе группы \(U(1,1)\): основные таблицы инфинитезимального \(SU(2,2)\)-действия

Хронометрическая теория Сигала исходит из пространства-времени \(\bf D\), которое может быть представлено как группа Ли с причинной структурой, задаваемой инвариантной лоренцевой формой на алгебре Ли \(u(2)\). Аналогично пространство-время \(\bf F\) представлено группой Ли с причинной структурой, задаваемой инвариантной лоренцевой формой на алгебре Ли \(u(1,1)\). Группы Ли \(G\), \(G_F\) вводятся как представления \(SU(2,2)\), связанные сопряжением конкретной матрицей \(W\) из \(Gl(4)\). Дробно-линейное действие \(G\) на \(\bf D\) глобально и конформно; оно играет важную роль в анализе пространственно-временных расслоений, основанном на параллелизующей группе \(U(2)\): этот анализ проведён Панейтцем и Сигалом в 1980-х гг. Дробно-линейное действие \(G_F\) на \(\bf F\) (введённое в 2000-х гг. первым автором) тоже конформно. В статье показано, что (несмотря на имеющиеся сингулярности этого действия) группа \(U(1,1)\) может быть выбрана в качестве параллелизующей. Приводятся методы, применением которых нами получены таблицы (аналогичные "таблицам Панейтца-Сигала"), необходимые для (предстоящего) анализа пространственно-временных расслоений на основе параллелизующей группы \(U(1,1)\).

O. Kosheleva, V. Kreinovich
Why Locating Local Optima Is Sometimes More Complicated Than Locating Global Ones

In most applications, practitioners are interested in locating global optima. In such applications, local optima that result from some optimization algorithms are an unnecessary side effect. In other words, in such applications, locating global optima is a much more computationally complex problem than locating local optima. In several practical applications, however, local optima themselves are of interest. Somewhat surprisingly, it turned out that in many such applications, locating all local optima is a much more computationally complex problem than locating all global optima. In this paper, we provide a theoretical explanation for this surprising empirical phenomenon.

O. Kosheleva, V. Kreinovich
Bell-Shaped Curve for Productivity Growth: An Explanation

A recent analysis of the productivity growth data shows, somewhat surprisingly, that the dependence of the 20-century productivity growth on time can be reasonably well described by a Gaussian formula. In this paper, we provide a possible theoretical explanation for this observation.

A.M. Pownuk, P. Barragan Olague, V. Kreinovich
Why Compaction Meter Value (CMV) Is a Good Measure of Pavement Stiffness: Towards a Possible Theoretical Explanation

To measure stiffness of the compacted pavement, practitioners use the Compaction Meter Value (CMV); a ratio between the amplitude for the first harmonic of the compactor's acceleration and the amplitude corresponding to the vibration frequency. Numerous experiments show that CMV is highly correlated with the pavement stiffness, but as of now, there is no convincing theoretical explanation for this correlation. In this paper, we provide a possible theoretical explanation for the empirical correlation. This explanation also explains why, the stiffer the material, the more higher-order harmonics we observe.

V. Kreinovich
Why 3-D Space? Why 10-D Space? A Possible Simple Geometric Explanation

In physics, the number of observed spatial dimensions (three) is usually taken as an empirical fact, without a deep theoretical explanation. In this paper, we provide a possible simple geometric explanation for the 3-D character of the proper space. We also provide a simple geometric explanation for the number of additional spatial dimensions that some physical theories use. Specifically, it is known that for some physical quantities, the 3-D space model with point-wise particles leads to meaningless infinities. To avoid these infinities, physicists have proposed that particles are more adequately described not as 0-D points, but rather as 1-D strings or, more generally, as multi-D ``M-branes''. In the corresponding M-theory, proper space is 10-dimensional. We provide a possible geometric explanation for the 10-D character of the corresponding space.


Прикладная математика и моделирование


Б.К. Нартов
Метод возврата и реализация динамических ограничений в задачах оптимального управления

Рассмотрена задача оптимального управления с неполной реализацией динамических ограничений. Представленный в работе метод направленной оптимизации начальных условий в задачах управления динамическими системами --- метод возврата --- предназначался первоначально для оптимизации вектора начальных координат в частной модели конфликта подвижных объектов, характеристики которых ухудшались в результате взаимодействия с объектами противника и старения. Модель связывала характеристики (вектор состояния) и координаты (вектор управления) объектов дифференциальными уравнениями типа уравнений Ланчестера. Далее становилась и решалась конкретная задача оптимального управления движениями группы объектов, противодействующих другой группе объектов с заданными на интервале управления траекториями (по критерию минимизации некоторой функции конечных состояний объектов). Существенно сложнее опорной оказалась задача построения приемлемого по времени счёта и точности алгоритма оптимизации начального вектора управления, то есть начального размещения группы управляемых объектов. Найденный подход оказался весьма общим и позволяет направленно оптимизировать начальный вектор управления по меньшей мере в классе управляемых гладких систем с непрерывно дифференцируемым функционалом качества. В самом общем виде идея метода состоит в том, что для оптимизации, в смысле избранного функционала качества, начальных условий исходной задачи оптимального управления записывается вспомогательная двойственная задача и реализуется итеративный процесс, в шагах которого чередуются исходная и двойственная задачи, а в качестве части начальных условий очередного шага итерации используется часть конечных значений предыдущего шага.

А.К. Гуц
Квантовый подход к описанию социальной статики и социальной динамики Огюста Конта

Предложен квантовый подход, реализующий идеи Огюста Конта о социальной статике и социальной динамике. Использован аппарат квантовой космологии, позволяющий описывать социальную физику.

С.Н. Чуканов, Д.Б. Абрамов, С.О. Баранов, С.В. Лейхтер
Применение метода диффеоморфного преобразования кривых при решении задач распознавания образов

Рассмотрена задача оценивания нормы расстояния между двумя замкнутыми гладкими кривыми при распознавании образов. Описаны диффеоморфные преобразования кривых на основе модели больших деформаций. Для оценивания нормы расстояния между двумя замкнутыми кривыми формируется функционал, соответствующий норме расстояния между двумя кривыми, и уравнение эволюции диффеоморфных преобразований. Предложен алгоритм решения уравнения диффеоморфного преобразования, построенный на основе метода PSO, который позволяет значительно сократить объём вычислительных операций по сравнению с градиентными методами решения. Разработанные в статье алгоритмы могут использоваться в биоинформатике и биометрических системах, классификации изображений и объектов, системах машинного зрения, при распознавании образов и объектов, системах трекинга.

В.А. Шовин
Структурное, энтропийное моделирование и корреляционный анализ артериальной гипертензии

На базе численных методов нелинейной оптимизации с условиями проведена оценка параметров экспертной структурной модели нормальной гемодинамики для пациентов с артериальной гипертензией начальной стадии до и после специального физиолечения. Незначительное изменение согласованности экспериментальных данных, полученных после физиолечения, со структурной моделью нормальной гемодинамики показывает отсутствие эффективности данного физиолечения для нормализации регуляции артериального давления. Энтропийное моделирование также показало отсутствие снижения энтропии самоорганизации и рост общей энтропии системы после лечения. Детальный корреляционный анализ выявил дезорганизацию взаимосвязей параметров, характеризующих нормальное функциональное состояния общей гемодинамики.

А.Н. Мироненко
Применение метода анализа иерархий соместно с алгоритмом кластеризации в обрабоке данных социологических исследований

В работе рассматривается возможность применения известного в математике метода анализа иерархий совместно с алгоритмом кластеризации FOREL для классификации субъектов. Смысл объединения заключается в том, что, применяя метод анализа иерархий, а именно принятия решений в условиях определённости, мы подготавливаем данные для дальнейшей работы с ними, а алгоритмом кластеризации (таксономии) происходит их непосредственная обработка. Работу предлагаемого подхода можно условно разделить на два этапа: этап обучения и этап работы. Было проведено компьютерное моделирование, проверяющее состоятельность предлагаемого подхода.


Компьютерные науки


В.А. Шовин
Программа СhatBot - чат-бот или виртуальный собеседник

Разработана программа виртуального собеседника или чат-бота на базе внешнего API, алгоритма поиска ответов в базе знаний расширенной разметки AIML, а также рекуррентной нейронной сети. Алгоритм позволяет находить ответы к вопросам релевантные вопросам из базы знаний. Процедура сортировки релевантных ответов включает в себя поиск по регулярному выражению, поиск по тематике, поиск по истории и поиск по максимальному совпадению слов в вопросах. Для повышения качества поиска релевантных ответов в интерпретатор внедрён модуль морфологического анализатора отдельных слов. Рекуррентная нейронная сеть задана на множестве слов всех вопросов и ответов базы знаний.

С.В. Гусс
Самоорганизующиеся mesh-сети для частного использования

В статье рассматриваются особенности самоорганизующихся mesh-сетей, приводятся необходимые определения и пояснения, выделяются главные характеристики. Даётся небольшой обзор примеров существующих в мире mesh-сетей общего использования и проприетарных технологий, в основе которых лежат принципы самоорганизации. Обсуждается вопрос создания и развёртывания частной mesh-сети, проблем, возникающих с этим и способов их решения.

Т.А. Погромская
Разработка в ОмГУ новой информационной системы приёма в вуз

В статье рассматривается опыт разработки и перехода на но- вую информационную систему приёма абитуриентов в вуз в Омском госу- дарственном университете им. Ф.М. Достоевского. Система основана на прежней разработке, внедрённой в четырёх российских вузах, использует её структуру данных и логику, но имеет новый веб-интерфейс.

С.В. Белим, И.Б. Ларионов, Ю.С. Ракицкий
Разработка электронной образовательной среды вуза

В статье представлен один из возможных подходов формирования электронной образовательной среды. Рассмотрены вопросы предоставления образовательных ресурсов, а также оперативной информации об учебном процессе. Отдельное внимание уделено вопросам разграничения доступа и аутентификации при запросе на доступ к ресурсам.

И.А. Балезин, Д.Н. Лавров, М.А. Харламова
Архитектура мобильного клиента под iOS для доступа к веб-словарю народной речи Среднего Прииртышья

Представлена архитектура и разработано мобильное клиент-серверное приложение для доступа с iPhone к словарю констант народной речи Среднего Прииртышья с необходимым набором возможностей.


Информационная безопасность


И.Д. Сиганов
Доказательство с нулевым разглашением как метод аутентификации в веб-приложениях

В статье рассмотрен альтернативный протокол аутентификации для веб-приложений, основанный на доказательстве с нулевым разглашением. Такой подход позволяет избежать многих уязвимостей, которым подвержены системы с обычной парольной аутентификацией, таких как перехват процесса входа в систему, подсматривание секрета, взлома и анализа базы данных сервера для поиска паролей. Реализованная система состоит из веб-сервера и андроид-приложения. Процесс аутентификации происходит с помощью сканирования QR-кода со страницы веб-сайта приложением–менеджером аутентификации. Достоинством системы можно считать её удобство, высокий уровень защищённости, возможность безбоязненного использования на публичных и подозрительных компьютерах.

С.В. Усов
О связи между объектно-ориентированной дискреционной и субъектно-объектной мандатной моделями безопасности

В статье рассмотрены объектно-ориентированная модель Харрисона-Руззо-Ульмана и субъектно-объектные модели с мандатным разграничением доступа. Показано, что модель Белла-Лападулы и классические мандатные модели могут быть реализованы с помощью объектно-ориентированной модели HRU.