Выпуск 1, Выпуск 2, Выпуск 3, Выпуск 4

А. Ю. Пальянов, Н. В. Пальянова, С. С. Хайрулин "О ПРОБЛЕМАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ"

О ПРОБЛЕМАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

На сегодняшний день в мире ведется огромное количество исследований в области нейробиологии, в том числе нейробиологии человека, с использованием новейших технологий и оборудования, однако пока ученые единогласно сходятся во мнении, что мы по-прежнему далеки от понимания фундаментальных механизмов работы мозга и сознания. Многие исследователи небезосновательно полагают, что мы далеки также и от понимания принципов работы отдельного нейрона. До тех пор, пока эта интереснейшая загадка остается неразгаданной, мы можем лишь предполагать, каков на самом деле объем знаний и технологий, отделяющий нас от ее решения. В данной работе мы постараемся проанализировать ситуацию, сложившуюся в области обратной инженерии мозга – изучения механизмов, лежащих в основе работы нейронных сетей живых организмов, и их воспроизведения в форме функциональных компьютерных моделей, основанных на биологических данных. Также мы попробуем обозначить наиболее принципиальные проблемы, существующие в этой области, обсудить возможные пути их решения и дальнейшие перспективы. Один из разделов посвящен собственному опыту работы авторов – разработке компьютерной модели нематоды C. elegans, включающей ее нейромышечную систему.

Ключевые слова: биологическая нейронная сеть, компьютерное моделирование, нейрокибернетика, виртуальный организм.

A. Yu. Paliyanov, N. V. Paliyanova, S. S. Khairulin
ON THE PROBLEMS OF BIOLOGICAL NEURAL NETWORKS SIMULATIONS

Nowadays a significant amount of neurobiological studies, including human neurobiology, is being performed using modern methods, technologies and equipment, but scientists are still unison in opinions that we are still far from understanding of fundamental mechanisms of brain and consciousness functioning. Many researchers also suppose that we are, moreover, still far from understanding of a single neuron. Until this challenging puzzle remains unsolved we can only expect the real amount of knowledge and technology level intercepting the humanity from the success. In this paper the analysis of actual situation in computational neuroscience will be peformed, particularly the brain inverse-engineering
problem – study of mechanisms underlying principles of living organisms’ nervous systems functioning and reproduction of them in the form of computer simulations. Also we’ll try to identify the most principal problems and discuss the ways of solving them, as well as further perspectives. A part of the paper is devoted to authors’ work on development of computer simulation of C. elegans nematode including its neuromuscular model.

Keywords: biological neural network, computer simulation, neurocybernetics, virtual organism.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 3
Страницы 46-57
http://lib.nsu.ru:8080/xmlui/handle/nsu/240

М. Б. Остапкевич, С. В. Пискунов "СИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ С МЕЛКОЗЕРНИСТЫМ ПАРАЛЛЕЛИЗМОМ WinALT"

СИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ С МЕЛКОЗЕРНИСТЫМ ПАРАЛЛЕЛИЗМОМ WinALT

Описана система имитационного моделирования алгоритмов с мелкозернистым параллелизмом WinALT. Представлены ее пользовательские характеристики, архитектура и механизмы расширения функциональных возможностей в рамках проблемной области алгоритмов с мелкозернистым параллелизмом, показаны возможности адаптации системы к новым разновидностям алгоритмов с мелкозернистым параллелизмом.

Ключевые слова: мелкозернистый параллелизм, имитационное моделирование, системы моделирования, языки моделирования, алгоритм параллельных подстановок, открытая архитектура.

M. B. Ostapkevich, S. V. Piskunov
WinALT SIMULATING SYSTEM FOR ALGORITHMS WITH FINE-GRAIN PARALLELISM

A description of a WinALT simulating system of algorithms with fine-grain parallelism is considered in the article. Its main user properties, architecture and the extensibility of its functionality are presented within the problem domain of algorithms with fine-grain parallelism. The capabilities of the system to adapt to new kinds of algorithms with fine-grain parallelism are demonstrated.

Keywords: fine-grain parallelism, simulation system, simulation language, parallel substitution algorithm, open architecture.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 3
Страницы 34-45
http://lib.nsu.ru:8080/xmlui/handle/nsu/239

А. С. Кубышкин "РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РАЗГРАНИЧЕНИЯ ПРАВ ДОСТУПА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ"

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РАЗГРАНИЧЕНИЯ ПРАВ ДОСТУПА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Освещен вопрос разграничения прав доступа в автоматизированных системах технологического управления (АСТУ). Рассмотрены основные модели разграничения прав доступа, описаны преимущества и недостатки их применения в АСТУ. Описана комбинированная модель, построенная с учетом специфики АСТУ на принципах мандатной и дискреционной моделей. Приведено доказательство безопасности данной модели, описан механизм ее администрирования.

Ключевые слова: разграничение прав доступа, информационная безопасность, администрирование защиты информации, крупномасштабные распределенные системы.

A. S. Kubyshkin
DESIGNING ACCESS CONTROL MODEL FOR AUTOMATED TECHNOLOGICAL PROCESS MANAGEMENT SYSTEMS

This paper discusses problem of access control for technological process management systems. The author of the paper looks over pros and cons of basic access control models as applied to the mentioned class of systems. The author gives the definition for combined access control model, based on the both mandatory and discretionary access control models in consideration of technological process management systems. The author also gives theorem proving of security model and describes security administration mechanism.

Keywords: mandatory access control, discretionary access control, information security managing, large-scale distributed systems.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 3
Страницы 26-33
http://lib.nsu.ru:8080/xmlui/handle/nsu/238

М. В. Вотинов, А. А. Маслов "АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ПРИМЕРЕ МАЛОГАБАРИТНОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ"

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ПРИМЕРЕ МАЛОГАБАРИТНОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Статья посвящена актуальным вопросам обеспечения малых предприятий России гибкими системами автоматического управления процессами термической обработки сырья пищевой промышленности. Изучается применение современных информационных технологий на малогабаритной сушильной установке.

Ключевые слова: автоматизация, термическая обработка, управление и обработка информации, система управления, сушильная установка.

M. V. Votinov, A. A. Maslov
AUTOMATION OF THERMALS PROCESSING OF RAW MATERIALS TECHNOLOGICAL PROCESS IN THE FOOD INDUSTRY BY THE EXAMPLE OF THE SMALL DRYING BOX

The article is devoted to the topical issues of support of small enterprises of Russia flexible systems of automated control in parts of the thermal processing of raw materials the food industry, allowing in a matter of seconds retune itself on a new product and a new recipe.

Keywords: automation, thermal processing of raw materials, control and information processing, food industry, drying facility.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 3
Страницы 15-25
http://lib.nsu.ru:8080/xmlui/handle/nsu/237

О. Л .Жижимов, А. М. Федотов, О. А. Федотова "ПОСТРОЕНИЕ ТИПОВОЙ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ДОКУМЕНТАМИ ПО НАУЧНОМУ НАСЛЕДИЮ"

ПОСТРОЕНИЕ ТИПОВОЙ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ДОКУМЕНТАМИ ПО НАУЧНОМУ НАСЛЕДИЮ

Работа посвящена описанию технологического подхода к созданию типовой модели информационной системы для поддержки научных исследований, организованной в виде электронной библиотеки для работы с документами по научному наследию. Описываются архитектура информационной системы и принципы интеграции с цифровым депозитарием, правила представления и преобразования метаданных.

Ключевые слова: информационная система, электронная библиотека, база данных, цифровой депозитарий, научные школы, DSpace, протокол OAI, абстрактный поиск, метаданные, МЕКОФ.

O. L. Zhyzhymov, A. M. Fedotov, O. A. Fedotova
BUILDING A GENERIC MODEL OF INFORMATION SYSTEM FOR WORKING WITH DOCUMENTS ON THE SCIENTIFIC HERITAGE

The work is devoted to the description of the technological approach to creating a generic model of information system to support research, organized in the form of an electronic library for working with documents on the scientific heritage. We describe the architecture of information systems and the principles of integration with a digital depository, and transformation rules for the submission of metadata.

Keywords: information system, digital library, database, digital depository, research schools, DSpace, the protocol OAI, an abstract search, metadata MEKOF.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 3
Страницы 5-14
http://lib.nsu.ru:8080/xmlui/handle/nsu/236

Дебелов В. А., Козлов Д. С. "ЛОКАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТА С ИЗОТРОПНЫМИ И ОДНООСНЫМИ ПРОЗРАЧНЫМИ СРЕДАМИ"

ЛОКАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТА С ИЗОТРОПНЫМИ И ОДНООСНЫМИ ПРОЗРАЧНЫМИ СРЕДАМИ

Статья посвящена разработке локальной модели взаимодействия света с границей между изотропными и од-
ноосными кристаллами (средами). Преломляющие и отражающие свойства каждой среды определяются направ-
лением оптической оси (если есть) и спектрами преломления. Локальная модель описывает правила расчета
направлений, интенсивностей и состояний поляризации всех отраженных и преломленных лучей по соответст-
вующим параметрам падающего луча и свойствам граничащих сред. Разработанная локальная модель использует
понятие поляризованного луча, т. е. геометрического луча с интенсивностью и состоянием поляризации. Предло-
женный алгоритм расчета лучей позволяет вычислять параметры всех отраженных и преломленных лучей (может
образовываться до четырех лучей). В данной статье изотропные и одноосные среды рассматриваются вместе.
Корректность разработанной модели подтверждена попиксельным сравнением рассчитанного изображения сце-
ны, содержащей кристалл кальцита, с фотографией реальной сцены.

Ключевые слова: изотропный кристалл, одноосный кристалл, оптическая ось, поляризация света, оптическая
дисперсия, двойное лучепреломление, фотореалистическая визуализация, лучевая трассировка.

V. A. Debelov, D. S. Kozlov
A LOCAL MODEL OF LIGHT INTERACTION WITH ISOTROPIC AND UNIAXIAL TRANSPARENT MEDIA

The paper is devoted to the derivation of a local model of light interaction with a boundary of two transparent crystals
(media) with different optical characteristics (isotropic or uniaxial). Refracting and reflecting properties of each medium
are defined by the direction of the optical axis (if any) and refraction spectra. Local model describes a set of rules to calculate
directions, intensities and polarization states of all outgoing rays by corresponding attributes of an incoming ray and
optical properties of adjacent media. The developed model operates with the term of polarized ray, i.e. geometrical ray
with linked intensity and polarization state attributes. The suggested algorithm for calculation of rays allows calculating
properties of all reflected and refracted rays (up to 4 rays). In the paper, isotropic and uniaxial media are considered in a
similar manner. The correctness of the model is validated by comparison of a photo of a real uniaxial crystal with the corresponding
computed image.

Keywords: isotropic crystal, uniaxial crystal, optical axis, light polarization, optical dispersion, birefringence, photorealistic
rendering, ray tracing.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 1
Страницы 5-23

Абакумов А. И. "УСТОЙЧИВОСТЬ В МОДЕЛЯХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФИТОПЛАНКТОНА"

УСТОЙЧИВОСТЬ В МОДЕЛЯХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФИТОПЛАНКТОНА

Биологическая продуктивность водных экосистем в большой степени определяется продукцией фитопланкто-
на, составляющего основу жизнедеятельности в водоеме. Дистанционные методы зондирования океана позволяют
получать оценки содержания хлорофилла и минеральных веществ в поверхностном слое. На базе этих данных
могут проводиться расчеты в математических моделях динамики численности основных видов фитопланктона
с целью оценки продукционных характеристик. В работе представлены точечные модели динамики биомасс ос-
новных видов фитопланктона. Подобные математические модели используются также в описании динамики мик-
робных культур в лабораторных экспериментах. Исследованы качественные свойства решений на структурном
уровне.

Ключевые слова: математическая модель, фитопланктон, равновесие, устойчивость.

A. I. Abakumov
STABILITY IN MODELS OF A VITAL ACTIVITY OF THE PHYTOPLANKTON

A production of the phytoplankton composes a basis of a biological productivity of aquatic ecosystems. The phytoplankton
is a basis of vitality for an aquatic basin. Methods of remote ocean sounding provide estimates of the chlorophyll
and mineral substances abundance. Calculation in mathematical models of dynamics of abundance of the basic species of
a phytoplankton can be made on the basis of this data for estimates of productivity. Models of dynamics of biomasses
of the basic species of a phytoplankton are presented in this article. Similar mathematical models for microbiological
communities are used for description of the dynamics of cultures in laboratory experiments. Qualitative properties of solutions
at structural level are investigated.

Keywords: mathematical model, phytoplankton, equilibrium, stability.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 1
Страницы 24 - 32

Жамбалова Д. Б., Черный С. Г. "МЕТОД ИНТЕРПОЛЯЦИОННОГО ПРОФИЛЯ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ПЕРЕНОСА"

МЕТОД ИНТЕРПОЛЯЦИОННОГО ПРОФИЛЯ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ПЕРЕНОСА

Представлен метод интерполяционного профиля, одновременно сочетающий высокий порядок аппроксима-
ции и учет структуры решений гиперболических уравнений. Предложены модификации метода для решения
уравнений в дивергентной форме и для многомерного случая. Для повышения разрешающей способности метода
применяется подход, заключающийся в решении уравнения переноса образа тангенциального преобразования
искомой функции. Приводятся результаты расчетов одномерных и двумерных задач, в том числе имеющих раз-
рывные решения.

Ключевые слова: метод интерполяционного профиля, гиперболические уравнения, дифференциальное при-
ближение, метод характеристик.

D. B. Zhambalova, S. G. Cherny
METHOD OF INTERPOLATION PROFILE FOR SOLVING TRANSPORT EQUATIONS

Method of interpolation profile that combines high order of approximation and consideration of structure of hyperbolic
equations’ solutions is presented. To increase the resolution of the method the special approach is applied. The main
idea of this approach is to solve a transport equation for tangential transformation of initial function. The results of computations
of one and two dimensional problems including having discontinuous solutions are given.

Keywords: constrained interpolation profile method, hyperbolic equations, differential approximation, method of characteristics

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 1
Страницы 33- 54

Мигинский Д. С., Тимонов В. С. "ПРИМЕНЕНИЕ СЕТЕВЫХ ОПИСАНИЙ ЭКОСИСТЕМ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОСТРОЕНИЯ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ"

ПРИМЕНЕНИЕ СЕТЕВЫХ ОПИСАНИЙ ЭКОСИСТЕМ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОСТРОЕНИЯ
ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

Рассматриваются вопросы автоматизации построения имитационных дискретно-событийных моделей экоси-
стем на основе сетевых описаний. Необходимой предпосылкой для построения динамической модели является
формализация понятийного аппарата. Вместе с тем отличительной чертой экосистем является вариативность
понятийного аппарата, что создает сложности при разработке универсального инструмента моделирования, при-
менимого для широкого класса экосистем. Частично проблема вариативности предметной области решается
применением формальных онтологий, однако это решение применимо только для декларативного уровня, т. е.
уровня сетевых описаний. В работе предложен способ построения проблемно-специфичного языка, предназна-
ченного для дискретно-событийного моделирования и настраиваемого на предметную область с помощью онто-
логии.

Ключевые слова: имитационное моделирование экосистем, сетевые модели, формальные онтологии, проблем-
но-специфичные языки.

D. S. Miginsky, V. S. Timonov
APPLICATION OF ECOSYSTEM NETWORK MODELS FOR AUTOMATION OF SIMULATING

The paper considering the problem of ecosystems discrete-event simulation based on network models. For simulation
of system of any kind it is essential to formalize the terminology for current domain. On the other hand the trait of ecosystems
is the high variability of the domain. It makes it difficult to develop the unified tool that is applicable for relatively
wide class of ecosystems. Partially the problem could be solved by application of formal ontologies. But ontology itself is
only applicable for descriptive modeling, e.g. network modeling in this case. To solve this problem the method for developing
the domain-specific language is proposed. Such language is applicable for discrete-event modeling and capable to
be adjusted for particular domain by use of ontology.

Keywords: ecosystem simulation, network modeling, formal ontologies, domain-specific-languages.

Вестник НГУ, серия "Информационные технологии", Том 10, Выпуск 1
Страницы 55 - 62

RSS-материал