Математические структуры и моделирование. - Омск : Ом. гос. ун-т, 2018. №2(46), 170 с.
ISSN  (print): 2222-8772 
ISSN (online): 2222-8799

Для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов.

Полная версия журнала

Фундаментальная математика и физика


В.В. Варламов.
Теоретико-групповое описание периодической системы элементов.

Рассматривается аксиоматическая реализация теоретико-группового описания периодической системы элементов. Периодическая система элементов представляется как единая квантовая система бесструктурных состояний. Вычисляются массы элементов группы суперактиноидов. В рамках алгебраической формулировки единой квантовой системы устанавливается связь с теорией твисторов.
Ключевые слова: периодическая система элементов, единая квантовая система, конформная группа, группа Румера-Фета, твисторная структура.

А.К. Гуц, Г.Б. Гольдина, А.Н. Кабанов.
Аффинные представления как групп Ли преобразований трёхмерных разрешимых групп Ли.

С помощью метода Ямагучи дается представление как групп Ли аффинных преобразований всех трехмерных разрешимых групп Ли.
Ключевые слова: Аффинная структура, аффинное представление, трёхмерные разрешимые группы Ли.


Прикладная математика и моделирование


Р.Э. Мамедли.
Устойчивость неоднородных трёхслойных стержней при неравномерном поле температуры в нелинейно упругой среде.

В статье исследуется задача устойчивости трёхслойных неоднородных прямолинейных стержней на нелинейно упругом основании под действием сжимающих нагрузок. Здесь предполагается, что стержень находится в неравномерном температурном поле и модули упругости материала слоев зависят от температуры. Для упругого основания принимается нелинейный модель и предполагается, что гипотеза плоских сечений справедлива для всей толщины элемента стержня. В общем виде получено уравнение устойчивости рассматриваемого стержня и для конкретного случая найдена формула для определения критической нагрузки.
Ключевые слова: неоднородный трёхслойный стержень, температура, устойчивость, критическая нагрузка.

В.В. Гольтяпин, В.А. Шовин, Е.В. Надей, В.И. Совалкин, Г.В. Нечаева.
Построение дисперсионных комплексов для оценки эффективности иммунотерапии аллергической бронхиальной астмы.

В данной статье проведена оценка эффективности аллергенспецифической иммунотерапии (АСИТ) аллергической бронхиальной астмы (БА), коморбидной с аллергическим ринитом (АР) и атопическим дерматитом (АтД) за трёхлетний период посредством однофакторного дисперсионного анализа многоградационных признаков.
Ключевые слова: корреляционное отношение, организованные факторы, дискретные величины, дисперсионный анализ, бронхиальная астма, аллергия, аллергенспецифическая иммунотерапия.

В.А. Шовин.
Нелинейные структурные уравнения и квадратичный факторный анализ.

Роль статьи заключается в разработке нового алгоритма (метода) факторного анализа, включающего в себя продвинутую модель взаимоотношений факторов и исходных переменных, когда в модели учитываются не только линейные слагаемые, но и квадратичные, т.е. разложение до второй степени. Такая модель относится к классу нелинейных структурных моделей. Алгоритм расчёта позволяет строить уточняющую модель, исследовать влияние нелинейной составляющей в факторном влиянии. Также разработана соответствующая программа с графическим интерфейсом пользователя, способная проводить квадратичный факторный анализ новых данных по загрузке новых данных. Данная статья носит как прикладной, так и фундаментальный характер. Программа и соответствующий вычислительный алгоритм протестированы на реальных данных, что позволило сравнить предыдущие расчёты по этим данным для линейного факторного анализа с предлагаемым в статье квадратичным. На базе численных методов нелинейной оптимизации с условиями разработан способ нахождения оценки параметров нелинейных структурных уравнений. В качестве критерия оптимальных параметров структурных уравнений выбрана минимизация невязок структурных уравнений модели. Проведено тестирование данного метода для модели квадратичного факторного анализа артериальной гипертензии начальной стадии с соответствующей программной реализацией.
Ключевые слова: артериальная гипертензия, факторный анализ, структурные уравнения.

А.А. Кондюрина, Д.Н. Лавров.
Результаты эксперимента по обнаружению беспроводной точки доступа модифицированным методом трилатерации.

В работе представлены результаты проведения эксперимента по обнаружению беспроводной точки доступа в открытом пространстве на основе ранее построенной модели.
Ключевые слова: позиционирование, обнаружение беспроводной точки доступа, трилатерация, тест Колмогорова-Смирнова.

Ф. Запата, О. Кошелева, В. Крейнович.
Почему в условиях стресса положительное подкрепление более эффективно? Почему оптимисты лучше учатся? Почему люди становятся беспокойными? Простые пояснения на основе. полезности.

В этой статье мы используем подход к принятию решений, основанный на полезности, чтобы дать простые ответы на следующие три вопроса: почему в условиях стресса положительное подкрепление более эффективно? Почему оптимисты лучше учатся? Почему люди становятся беспокойными?
Ключевые слова: теория полезности, положительное и отрицательное подкрепление, оптимисты и пессимисты.

В. Крейнович, О. Кошелева, M. Афрави, Дж. Бехарано, М. Чакон.
Экономика обязательств: почему имеет смысл заранее немного ограничивать свою свободу действий.

В целом, чем больше свободы у нас есть, тем лучше выбор, который мы можем сделать, и, следовательно, лучше возможные экономические результаты. Однако, на практике люди часто искусственно ограничивают свои будущие варианты, беря на себя некоторое обязательство. На первый взгляд, обязательства не имеют экономического смысла, и поэтому их повсеместность кажется озадачивающей. Наш более подробный анализ показывает, что обязательство часто имеет прекрасный экономический смысл, а именно: оно связано с тем, как мы учитываем будущие выгоды и потери. При традиционно предполагаемом экспоненциальном дисконтировании обязательство действительно не имеет никакого экономического смысла, но при практически наблюдаемом гиперболическом дисконтировании обязательство действительно часто является экономически выгодным.
Ключевые слова: обязательство, экономика, дисконтирование, экспоненциальная дисконтирование, гиперболический дисконтирование.


Компьютерные науки


С.В. Белим, С.Б. Ларионов.
Алгоритм формирования обучающего множества искусственной нейронной сети для сегментации изображения.

В статье предложен алгоритм формирования обучающего множества для искусственной нейронной сети в задаче сегментации изображений. Отличительной особенностью является использование только одного сегментируемого изображения. Сегментация выполняется с помощью трёхслойного персептрона. Используется метод выращивания областей. Нейронная сеть используется для принятия решения о принадлежности пикселя к формируемому сегменту. Для формирования обучающего множества используется импульсный шум. Пиксели, изменённые шумом, не принадлежат ни одному сегменту. Проведён компьютерный эксперимент в автоматическом и интерактивном режиме.
Ключевые слова: сегментация изображений, искусственные нейронные сети, импульсный шум.

С.В. Лейхтер, С.Н. Чуканов.
Сравнение изображений на основе построения уравнений Гамильтона.

В работе рассмотрена задача сравнения изображений кривых, представленных набором точек-ориентиров. Для анализа деформаций изображения в работе рассматривается группа диффеоморфизмов. Задача решается на основе метода построения функционала, характеризующего эволюцию диффеоморфного преобразования изображения от начального до требуемого состояния, и <<штрафа>> за отклонение траекторий точек изображения от необходимых. Приводится постановка задачи, основанная на построении и решении уравнений Гамильтона для группы диффеоморфизмов точечных ориентиров изображения. Разработан алгоритм решения уравнений Гамильтона диффеоморфного преобразования на основе метода стохастического градиентного спуска.
Ключевые слова: распознавание образов, стохастический градиентный спуск, уравнение Гамильтона, диффеоморфные преобразования.

С.В. Гусс, Д.Н. Лавров
Подходы к реализации сетевого протокола обеспечения гарантированной доставки при мультимаршрутной передаче данных.

В работе рассматривается проблема повышения надёжности передачи данных в сети с мерцающими узлами. Даются некоторые замечания по разработке алгоритмов разделения потока данных и восстановления потерянных данных. Предлагаются общие соображения, связанные с реализацией протокола многопутевой маршрутизации в самоорганизующихся динамических сетях.
Ключевые слова: маршрутизация, разделение секрета, восстановление данных, пропускная способность, сетевая отказоустойчивость.

О. Кошелева, В. Крейнович.
Почему методы глубокого обучения используют расстояние Кульбака-Лейблера вместо метода наименьших квадратов: возможное педагогическое объяснение.

В большинстве приложений обработки данных мы выбираем параметры, которые минимизируют среднеквадартичную ошибку приближения. Аналогичный метод наименьших квадратов использовался в традиционных нейронных сетях. Однако, оказалось, что для глубокого обучения лучше работает альтернативная идея, а именно: минимизация расстояния Кульбака-Лейблера. Использование расстояния Кульбака-Лейблера оправдано, если мы прогнозируем вероятности, но использование этого расстояние было успешным и в других ситуациях. В этой статье мы приводим возможное объяснение этого эмпирического успеха. А именно: метод наименьших квадратов оптимален, когда ошибка аппроксимации распределяется по нормальному закону, и может привести к неправильным результатам, когда фактическое распределение отличается от нормального. Необходимость иметь надежный критерий, т.е. критерий, который не зависит от соответствующего распределения, естественным образом приводит к расстоянию Кульбака-Лейблера.
Ключевые слова: глубокое обучение, расстояние Кульбака-Лейблера.

М. Себерио, В. Крейнович.
Как хранить тензоры в памяти компьютера: обзор.

В этой статье, объяснив необходимость использования тензоров в вычислениях, мы анализируем вопрос о том, как лучше хранить тензоры в памяти компьютера. Оказывается, что относительно естественного критерия оптимальности стандартный способ хранения тензоров оказывается одним из оптимальных.
Ключевые слова: Тензоры, вычислительная техника, память компьютера.

А. Пoвнук, В. Крейнович.
Как неопределённость измерения интервала влияет на результаты обработки данных: вычислительный подход для расчёта области значений прямоугольника.

Во многих практических приложениях нас интересуют значения величин \(y_1, \ldots, y_m\), которые трудно (или даже невозможно) измерить непосредственно. Естественная идея оценить эти значения --- найти более лёгкие для оценки величины \(x_1, \ldots, x_n\) и использовать известное отношение для оценки желаемых значений \(y_j\). Измерения проходят с неопределённостью, и часто единственное, что мы знаем о фактическом значении каждой вспомогательной величины \(x_i\), --- это то, что оно принадлежит интервалу \([\underline x_i, \overline x_i] = [\widetilde x_i- \Delta_i, \widetilde x_i + \Delta_i]\), где \(\widetilde x_i\) --- результат измерения, а \(\Delta_i\) --- верхняя граница по абсолютной величине ошибки измерения \(\widetilde x_i-x_i\). В таких ситуациях вместо одного значения кортежа \(y = (y_1, \ldots, y_m)\) мы имеем диапазон возможных значений. В этой статье мы предлагаем вычислительные алгоритмы для расчёта этого диапазона.
Ключевые слова: обработка данных, интервальная неопределённость, косвенные измерения, вычисления.


Информационная безопасность



Н.И. Синадский, А.В. Агафонов.
Автоматизация тестирования сетевых средств защиты информации на основе применения эволюционно--генетического подхода.

В статье рассмотрен подход к тестированию устойчивости сетевых средств защиты информации к компьютерным атакам типа "отказ в обслуживании" на основе применения аппарата генетических алгоритмов.
Ключевые слова: тестирование, сетевые средства защиты информации, отказ в обслуживании, генетический алгоритм.

Н.Ф. Богаченко.
Анализ проблем управления разграничением доступа в крупномасштабных информационных системах.

В статье рассматриваются общие вопросы управления разграничением доступа к ресурсам крупномасштабных информационных систем (КМИС) с позиций формальных математических моделей. Анализируются свойства, присущие КМИС, и требования, предъявляемые к её политике безопасности, реализующей методы и правила разграничения доступа. Ставится задача разработки новых моделей, методов и алгоритмов управления разграничением доступа в КМИС.
Ключевые слова: разграничение доступа, политика безопасности, администрирование, автоматизация.

А.Н. Мироненко.
Метод статического анализа исходного кода приложений операционной системы Android на наличие вредоносного кода.

Данная работа посвящена теме защиты мобильных устройств, функционирующих на базе операционной системы Android, от программного обеспечения с вредоносной функциональностью. В работе представлена краткая классификация вредоносных воздействий на мобильные устройства, а также методов анализа программного обеспечения, предположительно являющегося вредоносным. Кроме того, предлагается метод статического анализа, осуществляющий поиск в исходном код программ вредоносных вставок. В основе предлагаемого метода лежит использование математических метрик сложности.
Ключевые слова: вредоносный код, компьютерный вирус, статический анализ, метрики сложности, Android.

А.Н. Мироненко
Метод применения \((t, n)\) --- пороговой схемы в стеганогафии.

Работа посвящена разработке метода скрытия информации в растровом изображении с использованием стеганографии совместно с криптографией. Предлагаемый метод позволяет решить проблему восстановления сообщения, если изображение, содержащее скрытые данные, было повреждено. Основная идея заключается в том, что данные с помощью стеганографии помещаются в изображение не целиком, а с использованием \((t, n)\) --- пороговой схемы, вставки каждой из частей происходит независимо. Разработано программное обеспечение для апробации предлагаемого метода. Проведена серия экспериментов, подтверждающих возможность применения предложенного метода.
Ключевые слова: схема разделения секрета, стеганография, LSB, схема Шамира.