Получение изображений, соответствующих оригиналам как по геометрической форме, так и по распределению яркости, есть одна из важнейших задач оптики. Она решается, главным образом, с помощью разнообразных оптических приборов и систем, для создания которых в свою очередь, используется огромное количество специальных оптических стекол. Все эти стекла, которых насчитывается только в России порядка четырех сотен, обладают уникальными рефрактометрическими, физическими и химическими свойствами. Изучение «сухих» цифр – не очень интересная задача. В связи с широким применением ЭВМ как одного из инструментов в образовании, было предложено представить данный материал в виде программного продукта, обладающего удобным графическим интерфейсом, возможностью интерактивного взаимодействия и звуковым сопровождением, с целью повышения эффективности обучения.

The computer model of Abbe diagramme to present optical glasses classification in visual form is proposed in the article. Samples of glasses from catalogues of the different countries are demonstrated in this diagramme. Materials for the diagramme have been given by State Optical Institute of S.I. Vavilov.

В последние годы возникли и стремительно развиваются такие научные направления как визуализация информации и визуальная аналитика. В отличие от европейских и американских университетов, в программу обучения которых методы визуализации информации вошли достаточно прочно [11], в России подобные курсы почти полностью отсутствуют. В течение последних пяти лет автором этой статьи читается курс, посвященный методам визуализации информации на основе графовых моделей, в Новосибирском государственном университете. Данная статья дает общее представление о созданном курсе.

Scientific directions such as information visualization and a visual analytics have arisen quite recently. The quantity of theoretical researches in these areas increases, thanks to the quickly extending spectrum of industrial applications. The theoretical background of the information visualization and visual analytics methods are graph visualization methods. Unlike the European and American universities, which programs include courses on information visualization methods, similar courses in Russia are almost completely absent. One of the basic difficulties in teaching such a course in Russia is almost the total absence of the Russian literature, devoted to this subject. During the last five years the author of this article gives a course devoted to methods of the information visualization based on the graph models, in the Novosibirsk State University. Theoretical foundations of the tree and graph drawing construction are considered in this course. A considerable quantity of examples of real applications is given. This article describes the main topics of the course.

Многовариантная задача – это задача, имеющая несколько вариантов условия. Условия задачи могут создаваться автоматически с помощью программ, называемых генераторами. В статье обсуждаются особенности программирования генераторов и разработанный для создания генераторов язык программирования, основанный на JavaScript. В стандартную библиотеку языка входят функции генерации случайных чисел, формирования текстов, а главное, связи с системой компьютерной алгебры Maxima.

Multivarian problem is a problem that has several variants of statement. The statements may be created automatically by means of programs called generators. The paper discusses the peculiarities of generators programming and a programming language based on JavaScript, developed for generators creation. The standard library of the language contains functions dealing with random numbers, string manipulation, and the most importantly, connecting with computer algebra system Maxima.

Динамический суффиксный массив является структурой данных, позволяющей производить эффективный поиск подстроки в часто изменяющемся тексте. В статье показан простой способ построения суффиксного массива для произвольной строки за O(n log2 n) операций. Предлагается использование этого способа для поддержки динамического суффиксного массива для строк специального вида, представляющих индексы в базах данных.

Dynamic suffix array is a suffix data structure that reflects various patterns in a mutable string. Dynamic suffix array is rather convenient for performing substring search queries over database indexes that are frequently modified. We are to introduce an O(n log2 n) algorithm that builds suffix array for any string and to show how to implement dynamic suffix array using this algorithm under certain constraints. We propose that this algorithm could be useful in real-life database applications.

В статье описывается алгоритм кластеризации узко-тематических коллекций коротких текстов, основанный на модификации алгоритма k-средних и предварительном сужениии пространства кластеризации. Предлагаемый подход был протестирован на коллекциях: CICling – 2002 и SEPLIN-CICling. Полученные результаты представлены в данной работе.

In this paper, we describe the algorithm of narrow-domain short texts clustering, which is based on terms’ selection and modification of k-means algorithm. Our approach was tested on collections: CICling – 2002 and SEPLIN-CICling. Results of tests and conclusions are presented.

В настоящее время широкое распространение получили автоматические системы тестирования программных решений и проведения соревнований по программированию. В зависимости от назначения соревновании, могут использоваться различные системы оценки. Быстрое и простое добавление поддержки новых систем оценки является актуальной задачей. В работе предложен метод подведения итогов соревнования, не зависящий от конкретной системы оценки. Реализация предложенного подхода произведена в системе автоматического проведения соревнований PCMS, разработанной при участии автора. Проведено сравнение системы с альтернативными системами.

Many automatic systems for programming contest management and automated program testing are currently used for various contests. Different scoring models for the contest can be used dependent on the purpose of the contest. Quickly and easily adding new scoring models is essential for multipurpose testing system. This article describes general approach to creating standings for the contest independent of its scoring model. Implementation of this approach in PCMS testing system is described and compared to other testing systems.

В работе рассматривается алгоритм дактилоскопической идентификации FingerCode и выделяются его пространственные характеристики. Производится постановка вычислительного эксперимента по установлению связи между указанными характеристиками и качеством распознавания алгоритма. Делается вывод о применении методов, основанных на FingerCode, для решения задачи биометрической идентификации.

The fingerprint recognition algorithm FingerCode is evaluated and its spatial characteristics are observed. The computational experiment on establishing the connection between those characteristics and algorithm recognition quality is proposed. The conclusion is made for FingerCode-based algorithms to be used in the biometric identification.

В данной статье предлагаются алгоритмы модификации двух основных временных и частотных характеристик речевого сигнала: темпа и частоты основного тона. Для модификации частоты основного тона используется подход, основанный на дискретном вейвлет-преобразовании. Акцент делается на применении предлагаемых алгоритмов в системах синтеза речи. Также приводится краткий обзор алгоритмов и математических моделей, разработанных для решения данной задачи. Приводятся результаты экспериментальных исследований, перечисляются основные достоинства и недостатки предлагаемых в данной статье алгоритмов, намечается путь устранения недостатков.

This paper presents speech signal pitch and duration modification algorithms. Approach to pitch modification is based on discrete wavelet transform. Emphasis is put on application of proposed algorithms in speech synthesis systems. In addition, brief review of algorithms and mathematical models developed to solve the problem of speech modification is stated. Results of experimental research are presented, main advantages and disadvantages of proposed algorithms are stated and the way of their improvement is outlined.

В статье рассматривается подход к автоматизации верификации задач в области цифровой обработки сигналов с использованием предметно-ориентированного языка системы WiseTasksDSP, которая разрабатывается авторами статьи. Демонстрируется пример, связанный с нахождением верхней граничной частоты спектра дискретного сигнала и проверки частоты дискретизации на ее допустимость для точного (без потерь информации) восстановления непрерывного сигнала из дискретного. Кроме того, упоминаются другие задачи, в которых применение системы WiseTasksDSP может оказаться эффективным.

The present paper discusses a new approach to task verification automation in the field of digital signal processing. The suggested approach employs a special domain-specific language of the WiseTasksDSP system, which has been developed by the authors. The example illustrating the effectiveness of the approach is concerned with finding the upper frequency limit of a continuous signal and the sampling rate of a discrete signal for the purpose of reconstructing the continuous signal from a discrete signal without information loss (Kotelnikov theorem). Furthermore, other problems are mentioned, where the application of WiseTasksDSP might prove to be useful.

Программное моделирование в медицинской отрасли становится все более популярным. В медицине стремительно развиваются системы, которые помогают ставить диагнозы, проводить обследования и лечить пациентов. Среди них можно выделить системы, посвященные моделированию операций в медицинской хирургии. Проект, в котором участвует автор статьи, представляет собой клиент-серверный программный комплекс, помогающий хирургии при проведении операций. Хирургу предоставляются инструменты для сшивания трехмерной модели из фотографий пациента и для различных моделирований. Также имеется возможность проводить различные измерения на исходной модели и результатах моделирований. В данной статье подробно описан модуль, реализующий хирургическое моделирование операции по увеличению груди, основанное на законах механики.

Modeling software in medicine has become one of the most popular disciplines today. Scientists have made a big improvement in medical diagnostic, research and therapy methods. Among them we should notice surgeon operations modeling. The author takes a part in creating software that helps surgeons to perform operations. It offers to get three dimension patient model from photos, model surgeon operations and estimate results. Given paper describes architecture and computing process of the separate software unit that perform physically-based modeling of breast augmentation surgery.

Строится иерархическая цепочка математических моделей лазер-индуцированного тромбоза в микрососудах. Феноменологическая модель Ричардсона обобщается для описания реалистических черт явления. Основное направление обобщения состоит в учете зависимости времени активации тромбоцитов от расстояния до поврежденной стенки сосуда и неоднородного распределения тромбоцитов в потоке крови в окрестности стенки. Обобщение модели соответствует основным экспериментальным результатам и теоретическим соображениям относительно процессов тромбообразования, развитым в последние годы. С. 50-61.

The hierarchical chain of mathematical models of laser – induced thrombosis in microvessels is developed. Richardson’s phenomenological model is extended to describe the realistic feature of phenomenon. The main directions of the generalization are the dependence of platelet activation time on the distance from the injured vessel wall and the non-homogeneity of the platelet distribution in blood flow in the vicinity of the vessel wall. The generalization of the model corresponds to the main experimental results and theoretical considerations concerning thrombus formation obtained in recent years.

В статье представлены два свободно распространяемых пакета с открытым исходным кодом для использования в качестве сред для работы с системами компьютерной алгебры. Они могут использоваться как в среднем, так и высшем образовании, а также учеными из различных областей науки. В статье показано решение двух задач в каждой и систем, на примере которых анализируются преимущества и недостатки представленных систем.

Two free, open-source packages are presented for use as working environments for Computer Algebra Systems (CASs). They can be used in Secondary and Higher Education as well as by scientists in various fields. In this paper a set of two problems is solved in both systems revealing their advantages and disadvantages.

Обсуждается опыт применения сред визуального моделирования сложных динамических систем в образовании на примере семейства отечественных сред MvStudium. Сделана попытка проанализировать успехи и неудачи научной группы MvStudium, сотрудничающей с журналом «Компьютерные инструменты в образовании» на протяжении пятнадцати лет.

Operational experience of using visualenvironments for modeling and simulation complex dynamical systems developed by MvStudium scientific group in research and education is considered. Successful and unsuccessful Projects embodied with «Computer Tools in Education»during fifteen yearsare analyzed.

В статье описана практика применения языка AWK для обработки и анализа экономической информации. В отличии от других работ, посвященных программированию на этом языке, в качестве примеров рассматриваются реальные задачи анализа и приводятся очень компактные их решения на языке AWK. Эти программы при минимальном изменении могут быть использованы в задачах анализа и обработки больших объемов данных в других областях. С. 9-19.

The paper introduces simple methods for turning financial information into financial data using AWK. What sets this article apart from other articles on programming in AWK is the emphasis on specific and practical examples of data analysis. The examples happen to have very simple and concise solutions in AWK. These examples can be easily extended and used for data processing in other fields.

В статье описан накопленный автором опыт использования языка AWK при решении разнообразных практических задач. С. 20-27.

Here we describe the author own experience in applying AWK language to various practical problems.

Обработка коллизий при столкновении моделей является одной из наиболее популярных задач сегодня. Существуют различные способы поиска коллизий, среди которых одним из самых быстрых является разбиение пространства на воксели и поиск по ним. Данная статья описывает модификацию воксельного подхода, благодаря которой воксельная модель строится только в области коллизий и позволяет быстро их обрабатывать. Полученный подход может использоваться для обработки коллизий различных решеток твердых и мягких тел в режиме реального времени. С. 28-32.

Interactive bodies collision detection and elimination is one of the most popular task nowadays. Collisions can be detected in different ways. Сollision search using space voxelization is one of the most fast. This paper describes improved voxel model that covers only area of collision interest and quickly eliminates collisions. This new method can be useful in real time collision processing of different rigid and soft bodies grids.

Рассматривается теоретико-вероятностный подход к оценке качества биометрических систем, использующих биометрическое объединение уровня экземпляров и уровня принятия решения. Исследуется поведение систем, использующих непрерывный классификатор по стратегии «Лучшие K». Определяются качественные характеристики системы, и для каждой рассмотренной стратегии строятся теоретико-вероятностные модели качества. На основе численных экспериментов определяются границы применимости моделей. С. 12-20.

A probabilistic approach to the quality of multi-finger and decision level fusion-based biometric systems is described. The behavior of the systems implementing a «Top K» continuous classifier is investigated. System quality characteristics are defined and probabilistic quality models for each of the mentioned strategies are devised. The boundaries for the strategies are then determined with the numerical experiments.

В статье исследуется применимость двух быстрых рандомизированных алгоритмов обнаружения объектов на аэрофотоснимках, основанных на поиске максимума корреляции. Первый алгоритм - FAsT-Match - используется для решения задач обнаружения в условиях произвольных аффинных преобразований. Второй - Ciratefi - имеет меньшую вычислительную сложность, однако, инвариантен лишь к вращению и масштабированию. Алгоритмы запрограммированы на языке C++ и реализованы под традиционную архитектуру последовательного выполнения команд и в среде параллельных вычислений CUDA 5.5. Проведенный сравнительный анализ для различных примеров показывает преимущества того или иного алгоритма в зависимости от относительных размеров шаблонов и оптических свойств линзы камеры. С. 27-45.

The article explores the applicability of two fast randomized algorithms for detecting objects in aerial photos. They are based on a search for the maximum correlation. The first algorithm FAsT-Match is used to solve the problems of detection in the conditions of arbitrary affine transformations. The second one Ciratefi has lower computational complexity, however, it is only invariant to rotation and scaling. Algorithms were programmed in C++ and implemented for traditional architecture of sequential command execution as well, as for the environment of parallel computations CUDA 5.5. The comparative analysis of the various examples demonstrate the advantages of one or another algorithm depending on the relative sizes of the templates and the optical properties of the camera lens.

В статье рассматриваются несколько алгоритмов оценки положения объекта при помощи видео-камеры, основанные на рандомизации ее положения. Случайный характер движения позволяет отслеживать объект при помощи одной камеры как в стационарном случае, так и в случае его движения. Статья содержит описание данных методов и результаты моделирования. С. 46-54.

We introduce several algorithms for object's position estimation using video camera based on its random movement. Randomness allows tracking object using single camera in both stationary and dynamic cases. Paper contains descriptions of algorithms and their testing on model data.

В статье рассматривается алгоритм, изменяющий поведение компьютерных соперников путем анализа действий пользователя и других компьютерных соперников. С. 55-59.

Рассматриваются два приближённых алгоритмы локализации мобильного робота, снабженного картой в виде простого многоугольника. Гипотезам локализации соответствуют экземпляры карты с отметкой предполагаемого положения робота. Первый алгоритм основан на использовании триангуляции простого многоугольника в качестве предобработки для реализации основных операций, таких как пересечение многоугольников, вычисление многоугольников видимости, нахождение кратчайших путей. Во втором алгоритме в дополнение к триангуляции используется понятие окна в пересечении экземпляров карты. «Заглядывая» в окно, робот отсекает ложные гипотезы. Проведены экспериментальные исследования этих алгоритмов и сравнение с другими алгоритмами. C. 25-41.

Two approximate algorithms of the robot localization problem with the map in the form of a simple polygon is considered. Hypotheses localization correspond to copies maps from assumed mark of robot’s position. The first algorithm is based on a triangulation of a simple polygon as a preprocessing for the implementation of the basic operations, such as the intersection of polygons, computing visibility polygons, finding shortest paths. The second algorithm is used other than the triangulation additional concept of the window at the intersection of copies of the map. Looking» in the window, the robot cuts false hypotheses. Experimental studies of these algorithms and compared with other algorithms.

В статье представлены результаты разработки подхода для автоматизации процесса загрузки данных из наукометрических баз данных в базу знаний университета. Описаны основные проблемы обработки информации о публикациях. Особое внимание в статье уделено вопросу идентификации авторов публикаций, являющихся сотрудниками университета. Реализация предложенного подхода в информационной системе университета позволила оптимизировать трудозатраты сотрудников по наполнению базы знаний университета, а также повысить качество хранимых данных. C. 3-13.

In this paper authors present the results of the development of an approach to automate the loading of data from scientometric databases into the University knowledge base. The basic problem of processing information about publications is described. Particular attention is paid to the identification when the authors of this publication are the university employees. The implementation of the proposed approach has allowed the university to optimize labor costs of employees to fill the University knowledge base, as well as improve the quality of the stored data.

Рассматривается алгоритм разработки онтологии в сфере образования на основании промежуточных моделей - интеллект-карт и концептуальных карт. Для автоматизированной оптимизации концептуальных карт предлагается использовать метрики, в том числе, субъективные метрики исследования топологии графа. С. 14-24.

This article is about an algorithm of educational ontology’s development based on intermediate models - mind maps and concept maps. It is offered to use different metrics such as subjective metrics and graph topology’s metrics for automated optimization of concept maps.

В работе обсуждаются требования, предъявляемые к интерактивному web-приложению, предназначенному для удаленного хранения, структурирования, визуализации и анализа данных эксперимента по малоугловому рентгеновскому рассеянию и полученной из него структурной информации. Рассмотрен опыт реализации такого приложения. С. 25-32.

The present paper discusses requirements for the interactive web-application for remote storage data of simulated and natural getting by SAXS experiment and for manipulation with structure information obtained from this data. This application also provides ability to sort, render and analyze. Experiment of the development and implementation was considered.

Статья содержит:
– структуру и описание реализации кроссплатформенного сбора данных;
–обзор и описание данных, использованных для обнаружения сообществ пользователей;
–описание рекомендательной системы для пользователей различных социальных сетей на основе обнаружения их сообществ.
С. 28-38.

The article contains:
– the structure and description of the implementation of cross platform data mining;
– the overview and the description of data used for user communities detection;
– the description of the recommendation system for users of different social networks based on community detection.

В статье обсуждаются результаты пилотного исследования, нацеленного на выявление взаимосвязи между типами постов, которые пользователь размещает на своей странице ВКонтакте, и его личностными особенностями, определенными при помощи психологических методик. Рассматриваются возможности применения результатов анализа аккаунтов пользователей социальных сетей в качестве основы первичной экспресс-диагностики при работе с учебными группами. Кроме того, приводятся примеры как уже решенных, так и открытых задач автоматизации, возникающих в процессе разработки инструментария. С. 3-13.

In the paper we discussed the results of pilot study aimed to determine associations between type of user's posts in social network VKontakte and his/her psychological traits. We considered the possible ways to apply user account analysis as a rapid primary test in student groups. We provided examples of both open and already closed automation tasks that appeared during the development of the research tool.

В статье рассматривается задача определения авторского стиля текста. Разработан метод, основанный на процессе генерации повторной выборки. Тексты произведений рассматриваются как последовательности символов, сгенерированные различными случайными источниками. Процедура генерации повторных выборок применена для получения тестовых фрагментов текста. Для того чтобы проверить, принадлежат ли выборки одной генеральной совокупности, используется двухвыборочный критерий. Представлены результаты численных экспериментов для текстов на английском и русском языках. С. 14-23.

The paper presents a method for the literary style determination. It is based on a re-sampling approach and character level features. A text is considered as a sequence of characters (n-grams) generated by different random sources. Bootstap-like approach is used to draw samples from the texts. Kolmogorov-Smirnov two-sample test and KNN based statistic are applied. Experiments with texts in English and Russian are given, illustrating the algorithm operation.

В данной статье рассмотрены две модели реализации навигации внутри помещения при помощи беспроводных технологий. Предложены алгоритмы систем навигации, основанные на базовых моделях. С. 37-51.

Some of the indoor-navigation implementational wireless models are described in this article. Algorythms, based on basic models, are proposed. Based on data from the beacons the impact of other wireless connections is analyzed.

Актуальной задачей анализа защищенности пользователей является разбиение пользователей информационной системы на группы, например, соответствующие удаленным офисам организации, и анализ таких групп пользователей. В статье представлен один из модулей прототипа программного комплекса, реализующий анализ защищенности пользователей информационных систем от социоинженерных атак. С. 52-60.

The actual task of users’ protection analysis is to split the users of the information system into subgroups, for example, corresponding to the remote offices of the organization, and analysis of these subgroups of users. The article presents one of the modules of the software prototype that implements the users’ of information systems protection analysis from socio-engineering attacks.

В статье рассматривается возможность применения технологий мультиагентных систем к задаче управления роем. Приводится описание ключевых особенностей роевого управления и протокола локального голосования, с помощью которого строится стратегия адаптивного управления в условиях неопределенностей, а также представлен алгоритм управления роем динамических объектов на основе достижения консенсуса. С. 34-42.

In this paper we study the possibility of multi-agent systems application to the problem of swarm control. We describe the key features of swarm control and adaptive control strategy under uncertain conditions based on local voting algorithm. We also propose a consensus-based algorithm to control a swarm of dynamic objects.

Cтатья посвящена проблемам совершенствования информационно-экспертной системы, предназначенной для автоматизации процесса подачи заявок на выполнение научно-исследовательских проектов в различные фонды, разработке программных средств для поддержки корректного оформлении различных документов и форм, составляющих заявки. В качестве исходных данных исследования была использована база данных поданных заявок сотрудниками Университета ИТМО. На основе методов экспертных оценок, математической статистики и информационного моделирования авторами был проведен анализ статистики поданных заявок и рассмотрены алгоритмы соответствия ключевых слов выбранным кодам ГРНТИ. Как результат, впервые были предложены количественные параметры для оценки качества заявки на основании формализованного описания тематики исследования и кодификаторов. В ходе экспериментального исследования было показано, что предложенные количественные оценки коррелируют с результативностью участия в конкурсах. На основе разработанных методов и алгоритмов предложены новые программные решения, которые используются при проверке карточки заявки в подсистеме «Заявки на внешние проекты» университетской информационной системы. Эти решения успешно интегрированы в систему управления Университета ИТМО. С. 19-31.

This paper is dedicated to the problem of enhancing an information expert pagebreak system, linebreak which is responsible for automation of project applications submitted by university workers to various funds, and to the problem of recommendation development for these workers during composition of such applications, including forms. As the input data we considered the database of applications submitted by ITMO University workers. Based on expert evaluation, statistic methods and information modeling, we analyzed a set of grant applications submitted to various scientific funds and considered how keywords in these applications correspond to the chosen GRNTI codes. As a result, we were the first to propose several quantitative parameters for quality estimation of an application based on formalized description of the research topic and classification codes. Experiments show that the proposed estimations correlate positively with the evaluation of funds. Based on developed methods and algorithms, software solutions were proposed which are used to check the validity of GRNTI codes in application forms filled in the “External grant application” subsystem of the ITMO University information and control system. These solutions have been successfully integrated into the ITMO University management system.

В статье рассматриваются основные подходы к решению задачи автоматизированной поддержки среды обитания человека, которую в современной литературе часто называют «умным домом». Предлагается подход, основанный на использовании информации о силе сигнала радио-маячков и показаний датчика сердцебиения. В статье описывается модельная среда обитания, обладающая указанными характеристиками: квартира с размещенными Bluetooth-маячками, обитатель которой снабжен датчиком сердцебиения и устройством, измеряющим силу сигнала от маячков. Была реализована программа, которая в процессе эксплуатации модельной среды собирает данные о силе сигнала маячков, показания датчика сердцебиения и предоставляет возможность показывать текущее состояние приборов, являющихся объектами автоматизации. На полученных данных с помощью известных методов машинного обучения удалось выделить некоторые зависимости между собираемыми входными данными и состояниями устройств. Таким образом, для описанной задачи реализована базовая модель системы автоматизированной поддержки среды обитания «умный дом» с оценкой точности предсказания предпочтительного состояния приборов. С. 15-29.

Basic approaches to the automated control of smart environment problem are considered. A new method of solution based on the information about the signal strength of wireless broadcasting devices (considered as beacons) and the heart rate sensor readings is introduced. The model environment is an apartment with Bluetooth beacons; the inhabitant has a heart rate sensor and a RSSI measuring device. An application collecting beacons RSSI and heart rate measurements during the inhabitant activity in the model environment has been implemented. The application provides the user interface to display current state of devices which are objects of automated control. By using machine learning methods the relation between the collected data and device states is obtained. Thus, an automated smart environment control model has been implemented. The estimation of the accuracy of prediction of the devices preferable state has been obtained.

В работе использовались два метода для вычисления идентификационных характеристик голоса диктора. Один из них основан на прямом преобразовании Фурье, второй — на оконном преобразовании с последующей интеграцией значений каждой гармоники всех окон. Определена информативность данных характеристик. Дана оценка того, каким образом параметры голоса и их информативность изменяются в зависимости от степени алкогольного опьянения человека и в сонном состоянии. Проведен вычислительный эксперимент по оценке надежности распознавания дикторов в пространстве выбранных признаков с помощью функционалов, основанных на формуле гипотез Байеса, мере Пирсона, мере хи-модуль, критериях Джини, Крамера-фон Мизеса, а также персептронов, обучаемых по ГОСТ Р 52633.5-2011, и сетей квадратичных форм. Дана оценка устойчивости указанных методов и функционалов к изменению психофизиологического состояния диктора в плане робастности получаемых результатов распознавания. С. 29-47.

In this work, two methods were used to calculate the identification characteristics of the speaker's voice. One of them is based on the direct Fourier transform, the second — on the window transformation with the subsequent integration of the values of each harmonic of all the windows. The information content of these characteristics is determined. An estimation is given of how the parameters of the voice and their informativeness change depending on the degree of alcoholic intoxication of a person and in a sleepy state. A computational experiment was carried out to evaluate the reliability of recognition of speakers in the space of selected features using functionals based on the Bayesian hypothesis formula, Pearson measure, chi-module measure, Gini criterion, Cramervon Mises, and perceptrons trained in GOST R 52633.5-2011, and networks of quadratic forms. An estimation is given of the stability of these methods and functionals to the psychophysiological state of the speaker in terms of the robustness of the obtained recognition results.

XML-реляционное преобразование является нетривиальной задачей, для решения которой могут быть применены продукционные правила. Цель исследования заключается в разработке системы продукционных правил для выполнения однозначного преобразования XML-документов и реляционных структур данных. В рамках исследования был проведен анализ различных способов XML-реляционного преобразования, используемых в современных информационных системах, был разработан алгоритм однозначного преобразования иерархических структур данных к реляционным и обратно с использованием системы продукционных правил. В статье рассмотрен пример использования разработанной системы продукционных правил для передачи данных о виртуальных лабораториях. С. 51-64.

Production rule system is an artificial intelligence method that can be used for XML-relational mapping, which is a nontrivial task. The purpose of the presented study is to develop a production rule system that could be successfully applied for unique mapping XML documents to relational model and back. Analysis of different XML-relational mapping methods used in modern informational systems had been conducted. A unique method of mapping relational data structures to hierarchical ones had been developed based on the production rule system. A mapping example of XML document with information about virtual labs had been described.

Потребность формирования квалификаций и подготовки студентов к цифровому будущему меняет стратегии преподавания и подходы к процессу обучения в университетах в направлении цифрового проектирования учебного процесса. Расширяемое пространство доступных данных позволяет применять новые методы интеллектуального анализа образовательных данных (Educational data mining, EDM) с целью изучения уникальных типов данных, понимания действий учащихся, прогнозирования академических результатов, улучшения производительности учебного процесса, принятия управленческих решений и адаптации среды обучения. Целью настоящей работы является создание персональной образовательной среды индивидуального сопровождения учащихся на основе модели когнитивного потенциала. Задача сопровождения процесса обучения состоит в том, чтобы на основе данных, получаемых в ходе процесса обучения, получить информацию о динамике когнитивного роста («роста» уровня знаний) каждого обучающегося. Подход к прогнозированию успешности обучения на основе когнитивно-познавательной модели важен для понимания продуктивности освоения учебных материалов студентами в информационно-насыщенной среде. Рассматривается задача классификации учащихся, прогнозирования успешности обучения для улучшения адаптации и настройки процесса обучения. Организация обратной связи в структуре процесса обучения на основе диагностирования индивидуальных различий учащихся позволяет управлять и настраивать сценарии обучения для улучшения индивидуального процесса. Интегрированная среда обучения реализована в веб-среде и объединяет традиционные средства обучения с инновационными цифровыми онлайн-средствами. С. 55-80.

The need to formulate qualifications and prepare students for the digital future is changing the teaching strategies and approaches to university education in the direction of digital design of the learning process. The expandable space of accessible data allows the use of new educational data mining (EDM) methods in order to explore unique data types, understand student actions activity, predict academic results, improve process performance, make management decisions and adapt the learning environment. The objective of this study is to create a personalized educational environment for individual accompaniment support of students on the basis of a model of cognitive potential. The task of supporting the learning process is to obtain information on the dynamics of cognitive growth (“growth” of the knowledge level) of each student based on the data obtained during the learning process. The task of differentiating students, predicting the success of training to improve the adaptation and customization of the learning process is considered. An approach to predicting the success of learning based on a cognitive model is important for understanding the productivity of learning materials by students in an information-rich environment. The task of differentiating students, predicting the success of learning to improve adaptation and tuning the learning process is considered. Organization of feedback in the structure of the learning process based on student differentiation allows you to manage and customize learning scenarios to improve the adaptation of the individual process. An integrated educational environment is implemented in a web environment and combines traditional learning tools with innovative digital online tools.

В статье представляется описание подхода к применению визуализации данных в~инструментах учебной аналитики при построении университетских курсов. Помимо анализа учебного поведения отдельно в качестве перспективы анализа рассматриваются социально-психологические подходы, в том числе теория ожиданий и~ценностей, социально-сетевой подход. Разбирается пример проектирования учебной аналитики с применением современных инструментов анализа и визуализации данных. С. 81-93.

The article presents a description of the approach to the use of data visualization in various educational Analytics tools when building University courses. In addition to the analysis of educational behavior, socio-psychological approaches, including the theory of expectations and social values, and the social network approach, are separately considered as prospects for analysis. An example of designing training Analytics using modern data analysis and visualization tools is analyzed.

В статье представлены результаты исследования в области применения электроэнцефалографии (ЭЭГ) для аутентификации человека. Разработан и описан алгоритм ЭЭГ-аутентификации на основе морганий. Аутентификация проводится по одному морганию, что занимает 2-5 секунд. Для сбора данных используется электроэнцефалограф Muse. Предобработка данных включает вейвлет-преобразование и выделение морганий. В качестве признаков используются геометрические характеристики ЭЭГ. Распознавание ведется классификатором на основе Случайного леса (Random Forest). По результатам тестирования процент верной аутентификации составил 95 %. Имеется возможность фоновой аутентификации. Реализованная система может быть использована для аутентификации студентов при дистанционном образовании. С. 52-69.

The article presents the results of a study in the field of applying electroencephalography (EEG) for human authentication. An algorithm for EEG authentication based on blinks has been developed and described. Authentication is carried out by one blink, which takes 2-5 seconds. The data is collected using a Muse electroencephalograph. Data preprocessing includes wavelet transform and blink detection. Geometric characteristics of the EEG signals are used as features. Recognition is conducted by the Random Forest classifier. According to the test results, the percentage of correct authentication was 90 %. There is the possibility of background authentication. The implemented system may be used to authenticate students at distant education.

Настоящая статья посвящена вопросам оценки научной деятельности коллективов исполнителей при подаче заявок в научные фонды. Цель исследования заключается в разработке новых подходов в применении наукометрических показателей для получения оценки научного потенциала коллективов университета при подаче заявок на конкурсы в научные фонды. Методологические основы исследования: системный подход (рассматривает науку как социальный институт в неразрывной связи с обществом в целом), метасистемный подход (рассматривает результаты научной деятельности как метасистему, то есть систему с относительно независимыми компонентами), вероятностно-статистический подход (рассматривает исследовательскую деятельность как вероятностный процесс), квалиметрический подход (рассматривает продуктивность научной деятельности как латентную переменную, отражаемую множеством критериев). Как результат авторами предложены: информационная модель взаимосвязи требований, предъявляемых к научному проекту со стороны заказчика, и уровня соответствия научного потенциала коллектива исполнителей и методика оценки научного потенциала коллектива исполнителей при подаче заявки на конкурс. Информационная модель лежит в основе разработанной информационной системы поддержки проектной деятельности Университета ИТМО, служащей для улучшения процесса и повышения эффективности подготовки проектов заявок, подаваемых от университета. Предложенная методика реализована с применением наукометрических показателей, посредством программных алгоритмов для автоматизированной оценки научного потенциала. В ходе экспериментального исследования авторами было показано, что предложенные подходы коррелируют с результативностью участия в конкурсах. Предложенные решения успешно интегрированы в систему управления Университета ИТМО. С. 70-85.

This article deals with issues of assessing the scientific activity of teams of performers when submitting applications to scientific funds. The purpose of the study is to develop new approaches to the use of scientometric indicators to assess the scientific potential of university teams when submitting applications to scientific foundations. Methodological foundations of the research: a systematic approach (considers science as a social institution in an indissoluble connection with society as a whole), a metasystem approach (considers the results of scientific activity as a metasystem, that is, a system with relatively independent components), a probabilistic-statistical approach (considers research activity as a probabilistic process), qualimetric approach (considers the productivity of scientific activity as a latent variable, reflected by a set of criteria). As a result, the authors proposed: an information model of the relationship between the requirements for a scientific project by the customer, and the level of compliance of the scientific potential of the team of performers and a methodology for assessing the scientific potential of the team of performers when applying for the competition. The information model forms the basis of the developed information system for supporting the project activities of ITMO University, which serves to improve the process and increase the efficiency of preparation of draft applications submitted by the university. The proposed methodology is implemented using scientometric indicators, through software algorithms for automated assessment of scientific potential. In the course of an experimental study, the authors have shown that the proposed approaches correlate with the effectiveness of participation in competitions. The proposed solutions have been successfully integrated into the ITMO University, management system.

Для выявления участков повышенной опасности на дорогах штата Массачусетс применяется метод кластеризации DBSCAN. Исследуются серьезные (то есть приведшие к летальному исходу или травмам) дорожно-транспортные происшествия (ДТП) с 2013 по 2018 годы. Алгоритм DBSCAN был также применен к набору равномерно распределенных по дорожной сети точек для определения порога в численности ДТП, после которого кластер можно считать статистически достоверным. Было произведено сравнение двух метрик расстояния: эвклидовой и сетевой. Показано, что обе метрики эквивалентны, если минимальное расстояние между отдельными ДТП в кластере не превышает 10 метров. Последний результат позволяет обосновать гибридный метод кластеризации, применимый для нахождения участков повышенной опасности на дорогах: для нахождения компактных кластеров можно использовать обычные эвклидовы расстояния между ДТП, а дорожную сеть использовать только для генерации равномерно распределенных по сети точек, нужных для выявления достоверных кластеров методом Монте-Карло. Гибридный метод позволяет обработать десятки тысяч ДТП, располагая сравнительно скромными вычислительными ресурсами. Анализ кластеров, выявленных на протяжении нескольких последовательных лет, позволяет сделать вывод об их стабильности и прогностической ценности. С. 45-57.

DBSCAN clustering method is applied to identify severe Traffic Accident (TA) hotpots on roads. The research examines severe TA, defined as those that led to human damage (injury or death), in the city of Newton, MA and in the entire state of Massachusetts, USA from 2013 to 2018. DBSCAN algorithm was also applied to network-constrained uniformly distributed over road network data to locate threshold in number of points per cluster so that all more populated clusters identified in real data can be treated as statistically significant. For DBSCAN algorithm two types of distance metrics, Euclidean and over Network, were compared. It is found that both distances are equivalent on scale of 10 meters, which justifies hybrid approach to clustering: using Network distance only to generate uniformly distributed points needed for Monte-Carlo simulations. All clustering can be performed using Euclidean distances which is much faster and more memory efficient. Subsequent years analysis demonstrates the extend that hotspots identified are stable and occur consecutively for several years and hence may possess predictive value.

Статья описывает подход к выявлению аномалий применительно к беспроводным сенсорным сетям (БСС). Он основан на комбинировании методов визуального анализа данных и методов машинного обучения. Данный подход апробирован на примере БСС управления водоснабжением. Для проверки разработаны программно-аппаратный прототип системы и программная модель для генерации необходимых наборов данных для формирования моделей детектирования и их тестирования. Проведенные эксперименты показали высокое качество детектирования, что показывает применимость комбинированного подхода для выявления аномалий к использованию на практике. С. 58-67.

This article describes an approach to revelation of anomalies for Wireless Sensor Networks (WSN). It is based on the integration of visual data analysis techniques and data mining techniques. Feasibility of the approach has been confirmed on a demo case for WSN water management scenario. For verification we developed a software/hardware prototype of the network and a software model to generate the necessary data sets for the establishment of detection models and their investigation. The experiments carried out have shown a high quality of detection, which shows the applicability of the integrated approach to revelation of anomalies for use in practical cases.

В данной работе представлена концептуальная модель системы, позволяющей автоматизировать предложение рекомендаций в отношении способов проведения дистанционных занятий. В качестве исходных данных для системы выступают ссылки на аккаунты обучающихся в популярных русскоязычных социальных сетях. Система выгружает доступные сведения по предоставленным ссылкам, анализирует извлеченные данные и, в соответствии с результатами анализа, дает рекомендации к проведению занятий в онлайн (дистанционном) формате. Общей целью направления исследований является переход к современным системам цифровизации образовательного процесса. Цель данной статьи состоит в построении концептуальной модели системы автоматизации рекомендаций в отношении способов проведения дистанционных занятий с обучающимися. Теоретическая значимость работы заключается в разработке новой концептуальной модели, которая ляжет в основу дальнейших построений методов, моделей, алгоритмов и реализации системы. Полученные результаты могут использоваться для разработки практических систем повышения качества образования и в рамках исследований в области дидактики. С. 88-98.

This paper presents a conceptual model of a system that allows automating the offer of recommendations regarding the methods of conducting distance learning. The initial data for the system are links to students' accounts in popular Russian-language social networks. The system downloads the available information from the provided links, analyzes the extracted data and, in accordance with the results of the analysis, gives recommendations for conducting classes in an online (remote) format. The general goal of the research direction is the transition to modern systems of digitalization of the educational process. The purpose of this article is to build a conceptual model of a system for automating recommendations regarding ways to conduct distance learning with students. The theoretical significance of the work lies in the development of a new conceptual model, which will form the basis for further construction of methods, models, algorithms and implementation of the system. The results obtained can be used to develop practical systems for improving the quality of education and in the framework of research in the field of didactics.

Данная статья посвящена технологиям веб-скрейпинга (парсинга сайтов) для Node.js, применяемые в задаче агрегации сведений и оценки параметров грузовых маршрутов посредством извлечения данных из открытых источников. Задача веб-скрейпинга возникает во множестве различных контекстов как научных, так и промышленных. Задачи веб-скрейпинга имеют как широкое практическое применение, так и значительный образовательный аспект. Тем не менее, существующие материалы, посвящённые веб-скрейпингу разрозненны и не структурированы. В данной работе на примере решения научно-технической задачи агрегации сведений и оценки параметров грузовых маршрутов посредством извлечения данных из открытых источников представлен обзор технологий парсинга сайтов на Node.js, описана классификация сайтов по сложности, приведена систематизация особенностей сайтов, которые являются препятствием для парсинга, и возможные пути их обхода. Таким образом, достигается дидактическая цель данной статьи систематизировать материал по парсингу веб-сайтов. С. 41-56.

This article is devoted to the technologies of web scraping (web crawling) for Node.js, used in the task of aggregating information and estimating the parameters of cargo routes by extracting data from open sources. The challenge of web scraping occurs in many different contexts, both scientific and industrial. The tasks of web scraping have both wide practical applications and a significant educational aspect. However, the existing material on web scraping is scattered and unstructured. In this paper, using the example of solving the scientific and technical problem of aggregating information and evaluating the parameters of cargo routes by extracting data from open sources, an overview of the technologies for web scraping on Node.js is presented, the classification of sites by complexity is described, the systematization of the features of sites that are an obstacle to scrapinf is given, and possible ways to bypass them. Thus, the didactic goal of this article is achieved to systematize the material on parsing websites.

В современных распределенных системах, особенно в области блокчейн и облачных вычислений, обеспечение надежного и эффективного консенсуса является критически важной задачей. В данной работе рассматривается комбинированный подход обеспечения консенсуса, основанный на сочетании протоколов P-BFT и RAFT с точки зрения возможности повышения надежности, производительности и безопасности его использования в распределенных реестрах и облачных системах. Изложены принципы работы и характеристики каждого протокола, а также их совместное использование для достижения согласия в распределенной среде. Выполнен анализ преимуществ и перспектив использования комбинации протоколов P-BFT и RAFT, особенностей поддержки различных моделей доверия, а также интеграции механизмов защиты данных для обеспечения безопасности и конфиденциальности. Полученные результаты позволяют утверждать, что применение комбинации протоколов P-BFT и RAFT в распределенных реестрах и облачных системах обеспечивает их высокую производительность и надежность, что определяет перспективность применения в~различных областях, где требуется надежный и безопасный консенсус для обеспечения эффективной работы распределенных систем. С. 28-34.

In modern distributed systems, especially in the field of blockchain and cloud computing, ensuring reliable and efficient consensus is a critical task. This paper discusses a combined consensus approach based on a combination of P-BFT and RAFT protocols. The purpose of this study is to explore the possibilities of a combined P-BFT and RAFT consensus approach to improve reliability, performance and security in distributed registries and cloud systems. The principles of operation and characteristics of each protocol are explored, as well as their joint use to achieve agreement in a distributed environment. In the course of the work, the advantages and prospects of the combined P-BFT and RAFT approach are analyzed, support for various trust models is considered, as well as the integration of data protection mechanisms to ensure security and privacy. The results of the study suggest that the combined P-BFT and RAFT consensus approach demonstrates high performance and reliability in distributed registries and cloud systems. pagebreak The proposed approach has prospects for application in various areas where a reliable and secure consensus is required to ensure the efficient operation of distributed systems.

В статье освещаются существующие принципы организации документации на разрабатываемое программное обеспечение, особое внимание уделяется системам управления знаниями и онтологическому подходу. Приводятся существующие системы для работы с документацией, отмечаются их преимущества и недостатки и подчеркивается нерешенность проблемы организации документации. Описывается концепция и методы реализации системы управления знаниями для работы с документацией на основе технологии Knowledge.NET, разработанной на кафедре информатики СПбГУ под руководством проф. В.О. Сафонова.

The article covers the existing principles of organizing documentation to software under development. Special attention is paid to knowledge management systems and ontological approach. Existing systems for documentation development are analyzed, their advantages and shortcomings are shown, it is emphasized that the problem of organizing documentation is far from its solution. The concept and the implementation methods are proposed for a documentation development toolkit based on the Knowledge.NET technology developed at the chair of computer science of SPbSU under the supervision of Professor Vladimir O. Safonov.

В статье описываются возможности и основные особенности разработанного автором программного пакета по проведению анализа фрактальных свойств множеств изолированных точек. Пакет включает в себя возможности загрузки готовых множеств и моделирования стандартных фрактальных и однородных распределений, а также средства для анализа их фрактальных свойств (корреляционную функцию, функцию распределения). Программа может быть полезна не только для проведения научных исследований, но и в учебном процессе.

In the paper capabilities and main features of developed by author program package for analysis of fractal properties of sets of isolated points are described. Package includes capabilities to load ready sets and to model standard fractal and uniform distributions, and tools to analysis of its fractal properties (correlation function, distribution function). Program might be useful not only for scientific research but in studying.

В статье рассматриваются способы задания ограничений на визуальные языки моделирования. Приводится обзор некоторых существующих языков задания ограничений, таких как широко применимый текстовый язык Object Constraints Language и его визуальный аналог Visual OCL, а также более узкоспециализированных языков ограничений. Предлагается новый визуальный язык задания ограничений на модели визуальных языков, разработанный в среде программирования QReal. Описывается апробация предложенного языка применительно к визуальному языку программирования роботов QReal::Robots. Делаются выводы об актуальности предложенного нового языка.

Ways to specify constraints on visual modeling languages are considered in this article. An overview of some existing constraints languages such as the widely applicable text-based language Object Constraints Language, its visual analogue Visual OCL and other more specialized constraints languages is given. New visual language to define constraints on visual modeling languages, developed in the programming environment QReal, is described. Approbation of the proposed language applied to the robots visual programming language QReal::Robots is touched upon. Conclusions about the relevance of the proposed new language are also included.

Статья посвящена модификации Обратного метода Маслова для особой формы предикатных формул, используемых для решения задач искусственного интеллекта, допускающих формализацию средствами исчисления предикатов. Приведен и обоснован алгоритм доказательства выводимости формул особого типа, основанный на обратном методе. Получены оценки числа шагов работы этого алгоритма. Рассмотрен пример применения алгоритма для выделения и распознавания заданного объекта из составного. С. 9-20.

The paper is devoted to the modifying of Maslov inverse method for a special form of predicate formulas used in the solution of an artificial intelligence problem permitting its setting in the frameworks of predicate calculus. An algorithm based on the inverse method application for such a type formula is justified. Upper and lower bounds of the number of steps of the proposed algorithm are obtained. An example of the extraction and recognition of a given object included into a complex one by means of the presented algorithm is regarded.

В данной работе выполнен обзор мер сходства между вершинами графа. Описаны меры, основанные на расстоянии, и меры структурной эквивалентности. Показано, что большинство из них вырождаются, если их непосредственно применять к узлам дерева. Предложена скорректированная мера сходства, основанная на расстоянии, а также новый метод представления узлов дерева бинарными векторами, основанный на использовании матрицы предков. Показано, что применение обычных мер сходства к этому представлению даёт желаемые нетривиальные результаты.

In this paper, a survey of similarity measures between vertices of a graph is presented. Distance-based and structural equivalence measures are described. It is demonstrated that most of them degenerate if applied directly to the tree nodes. Adjusted path-based similarity measure is proposed as well as a new method for representing tree nodes as binary vectors that is based on using of an ancestor matrix. It is shown that application of ordinary similarity measures to this representation gives desired non-trivial results.

В данной работе производится сравнительный анализ наиболее известных индексов оценки качества кластеризации. Рассматривается эффективность индексов качества для множеств с различной структурой и делаются выводы о том, индексы с какими свойствами наиболее точны при оценке разбивающих или плотностых алгоритмов кластеризации.

В настоящее время оказываются все более востребованными методы инженерии знаний – науки об извлечении, структурировании, представлении и обработке знаний. Появление онтологий и средств их разработки привело к качественному скачку, направленному на дальнейшую интеллектуализацию систем взаимодействия с пользователем. Применительно к данной работе и рассматриваемой предметной области (оптика) термин «онтология» следует понимать, как формальное явное описание классов в рассматриваемой предметной области, свойств, описывающих классы, и отношений между ними. Онтология вместе с множеством индивидуальных экземпляров классов составляют базу знаний. Главной целью данной работы является создание прототипа онтологии предметной области «Оптика» в исторической ретроспективе, что позволит наглядно представлять трансформацию оптических идей во времени и пространстве. Впоследствии созданная онтологическая модель должна быть интегрирована в общую онтологию предметной области «Оптика». Работа по созданию прототипа была разбита на три основных этапа (задачи): представление структуры предметной онтологии; формирование геоинформационной (пространственной) составляющей предметной онтологии; формирование временной (хронологической) составляющей предметной онтологии.

At now days knowledge engineering methods as the science of extraction, structurization, representation and processing of knowledge demonstrate great popularity. Ontologies appearance has led to the qualitative leap of means applied for further intellectualization of interaction systems with the user. Regarding to this work the term ontology should be understood as the formal obvious description of classes in considered subject domain, the properties of describing classes, and relations between them. Ontology together with the set of direct classes instances is the knowledge basis. The aim of this work is creation of ontology prototype of subject domain «Optics» in a historical retrospective representing visual transformation of optician ideas in time and space. Subsequently the created ontology model should be integrated into ontology of subject domain «Optics». The work on prototype creation was divided into three basic stages: representation of subject ontology structure; formation of spatial and chronological information components of subject ontology.

Данная работа относится к области автоматических систем распознавания лиц для задач биометрии. Представляет новый способ моделирования, с использованием, так называемого мнемонического описания (МО) системы распознавания лиц. Данный способ моделирования позволяет более быстро, точно и просто сформировать готовую к экспериментам систему распознавания. Помимо этого, МО позволяет более точно обмениваться результатами работы. Использование МО способствует более быстрому обучению и проведению экспериментов, поскольку не требует изучения дополнительных языков программирования и может быть полезно как начинающим исследователям, так и специалистам, а также сотрудникам из смежных областей знаний. В работе представлены результаты моделирования по наиболее известным системам распознавания лиц: 1DPCA, 2DPCA и Fisherfaces (LDA) с использованием общедоступных баз изображений лиц: «AT & T-ORL», «The Extended Yale Face Database B» и «The Yale Database A». С. 17-23.

This paper belongs to area of automatic face recognition systems for biometrics tasks. And it represents a new way of modeling with the use of mnemonic description of the model in face recognition systems. This way of modeling allows more quickly, precisely and simply to create face recognition system for experiments. In addition mnemonic description allows to exchange results of work more precisely. And it also promotes faster training and carrying out experiments as doesn't demand studying of additional programming languages. Mnemonic description can be useful as to the beginning researchers, experts and also employees from related fields of knowledge. The results of modeling of the most known face recognition system are presented in the work, such as: 1DPCA, 2DPCA and Fisherfaces (LDA) with the public bases use of persons images: «AT & T-ORL», «The Extended Yale Face Database B» and «The Yale Database A».

В работе рассмотрены основные аспекты построения системы автоматизированного тестирования с целью проверки практических и самостоятельных работ слушателей в рамках изучения дисциплины «Веб-программирование PHP» на базе образовательного центра Компьютерного проектирования и дизайна, Университет ИТМО. Основная идея заключается в применении модульного тестирования (юнит тестирование) для проверки практических и самостоятельных работ. В статье рассмотрена архитектура построения взаимодействия между системой дистанционного обучения Moodle, системой тестирования IServer и системой контейнеризации docker. Применение системы контейнеризации docker позволяет достигнуть безопасного исполнения кода слушателей без риска взлома системы тестирования и нарушения учебного процесса. С. 69-78.

The paper deals with the main aspects of designing a system of automated testing to test the practical and independent work of students in the discipline ``PHP Web-programming'' based on the educational center of Computer Engineering and Design, ITMO University. The primary idea is to use unit testing to evaluate practical and independent student works. The paper describes the architecture of interaction between LMS Moodle, IServer testing system and docker system. The use of docker system allows to achieve safe execution of the students' code without risk of hacking the testing system and disrupting the learning process.

В данной статье рассматривается подход к синтезу речи, основанный на конкатенации звуковых элементов, как наиболее распространённый и широко применяемый в современных системах для получения естественного речевого сигнала. Описаны проблемы, возникающие при реализации данного подхода и пути их решения, основанные на модификации сигнала. Представлены три метода модификации основного тона: TD-PSOLA, SPECINT и LP-PSOLA. Рассмотрены недостатки и достоинства каждого из алгоритмов, и на основании экспериментальных данных рекомендован лучший.

The paper deals with the approach to speech synthesis based on speech elements concatenation. This approach is the most popular and widely used in the latest systems to generate natural speech. We describe the problems of realizing these methods and present a solution. We present three pitch modification methods: TD-PSOLA, SPECINT and LP-PSOLA. We examine the positive and negative aspects of these methods and choose LP-PSOLA as the most effective of them on the basis of experiments.

Социальные платформы открыли новые направления в области информационного поиска, объединенные концепцией социального информационного поиска. Мы считаем, что эта концепция может разнообразить информацию, представляемую пользователям современными поисковыми машинами, путем комбинирования огромного количества информации традиционного Интернета с быстро растущим и разнообразным социальным контентом. Данная статья предлагает систему определения субъективности, которая может быть использована в предлагаемой поисковой системе с пользовательским интерфейсом, учитывающим эмоциональную окраску результатов. Описанный метод отличается от ранее предложенных использованием специфических свойств социальных сетей для задачи определения субъективности. При экспериментальной оценке предложенного метода мы получили точность 86.21%, что является многообещающим результатом для полномасштабного применения технологии оценки субъективности в поисковых машинах.

Social media platforms have opened new dimensions within the information retrieval domain leading to a novel concept known as Social Information Retrieval. We argue that the concept of Social Information Retrieval can be extended by augmenting the huge amount of content on the traditional Web with the ever-growing rich Social Web content to increase the information richness of today’s search engines. This paper proposes a subjectivity detection framework which can lead towards a proposed emotion-aware search engine interface. Our proposed method differs from previous subjectivity analysis approaches in that it is the first method that takes into account social features of social media platforms for the subjectivity classification task. Through experimental evaluations, we observe the accuracy of the proposed method to be 86.21% which demonstrates a promising outcome for large-scale application of our proposed subjectivity analysis technique.

В статье представлен агентный подход к имитационному моделированию как новый способ моделирования эпидемических процессов. Такой подход позволяет решить разнообразные задачи как в медицине, так и в других нетехнических областях знаний. С его помощью в среде AnyLogic 6 реализована компьютерная имитационная модель, позволяющая выполнить оперативный прогноз заболеваемости гриппом на основе текущих статистических данных.

Кластеризация документов – задача объединения текстов по группам таким образом, что все тексты в одной группе обладают некоторыми общими свойствами (принадлежат одному автору, являются текстами одного жанра и др.). Эта задача становится особенно важной по причине стремительно возрастающего количества документов в оцифрованном виде.
Для решения задачи кластеризации исследована новая метрика сравнения почерков, основанная на Графах Отношения Особенностей (далее ГОО). Эта метрика успешно зарекомендовала себя при решении тексто-независимой задачи определения автора персидской рукописи на основе почерка.
Особенности, основанные на локальных шаблонах, извлекаются из рукописных документов с помощью фильтров Габора и X-Габора (XGabor). Извлеченные особенности формируют ГОО.
Исследуется эффективность нескольких наиболее популярных алгоритмов кластеризации для задачи обработки рукописных текстов на русском языке в пространстве ГОО.
В работе приведены численные эксперименты, демонстрирующие эффективность предложенной метрики, а также результаты эффективности применения различных алгоритмов кластеризации. С. 24-35.

Clustering of manuscripts becomes important nowadays because of the rapidly increasing number of documents in digital form. To solve this problem a new metric to compare handwritings based on the Feature Relation Graph (FRG) is investigated.
This metric has demonstrated good results for the problem of text-independent writer recognition of Persian manuscripts on the basis of handwriting.
Features that are based on local templates are extracted from manuscripts using Gabor and XGabor filters.
We study the effectiveness of the most popular clustering algorithms for the problem of Russian manuscripts processing in the phase space of FRG.
The paper presents numerical experiments demonstrating the effectiveness of the proposed metrics.
The results of the various clustering algorithms are also provided.

Предлагается новый оригинальный дескриптор, позволяющий осуществлять категоризацию, как статичных изображений, так и видеопотока. Дескриптор, учитывает цветовую гамму изображения и геометрическую структуру по всем цветам, то есть фрактальность изображения. Проводится сравнение эффективности дескриптора с описанием дескрипторов в литературе. С. 31-43.

A new original descriptor is proposed to allow the categorization, of both static images and video streams. The descriptor takes into account the color gamut of the image and the geometric structure for all colors, that is, the fractalness of the image. A comparison is presented of the efficiency of this descriptor with the description of the descriptors in the literature.

Проблема недобросовестного заимствования в академической среде по-прежнему является актуальной. Недобросовестные заимствования, или плагиат, встречаются сегодня в различных формах академической активности, начиная от семестровых работ студентов и заканчивая диссертациями ученых. Развитие коммуникаций, глобальный характер взаимодействия привели к широкой доступности материалов, которые легко скопировать. Это приводит к тому, что студентам становится проще найти решение, чем его составить. Отдельной проблемой являются недобросовестные заимствования в работах обучающихся учебных заведений, которые они выполняют в рамках практических курсов по программированию. Как и в случае с~текстом, выявлять плагиат вручную является возможным только в самых небольших подвыборках данных. К счастью, на сегодняшний день существует довольно большое количество систем, позволяющих автоматизировано выявлять сходство исходного кода. Более того, существуют средства, позволяющие агрегировать результаты поиска плагиата несколькими различными системами, что также увеличивает вероятность обнаружения случаев недобросовестного заимствования. При этом применение данных средств по-прежнему не так широко распространено в~образовательных учреждениях. В настоящей статье приводится описание процесса анализа плагиата, построенного для использования в рамках практических курсов по программированию, а также рассмотрен инструмент интерактивной графовой визуализации результатов анализа плагиата. С. 79-92.

The problem of unfair borrowing in the academic environment is still relevant. Unfair borrowing, or plagiarism, is found today in various forms of academic activity, ranging from semester papers of students to dissertations of scientists. The development of communications and the global nature of interaction have led to a wide availability of materials that are easy to copy. This leads to the fact that it becomes easier for students to find a solution than to compose it. A separate problem is the unfair borrowing in the works of students of educational institutions, which they perform in the framework of practical programming courses. As in the case of text, it is possible to detect plagiarism manually only in the smallest subsamples of data. Fortunately, today there are quite a large number of systems that allow you to automatically identify the similarity of the source code. Moreover, pagebreak there are tools that allow you to aggregate the results of the search for plagiarism by several different systems, which also increases the likelihood of detecting cases of unfair borrowing. At the same time, the use of these tools is still not so widespread in educational institutions. This article describes the process of plagiarism analysis built for use in practical programming courses, as well as a tool for interactive graph visualization of the results of plagiarism analysis.

Статья посвящена описанию процесса оценки результатов решений задач в системе DCES (Distance Competitive Educational System), позволяющей проводить удаленные соревнования и тестирования с автоматизированной проверкой решений задач и автоматическим подведением итогов соревнований. Оценка решений участников происходит в четыре этапа: объективная оценка решения, перенос информации в таблицу результатов, вычисление окончательных результатов, сортировка участников. Для каждого этапа описаны происходящие процессы и возможности по их настройке.

The paper discusses the evaluation of problems solutions in the DCES System (Distance Competitive Educational System). The system is used to handle distance competitions and tests with the automated solutions checking and automated obtaining of results. Evaluation of participant solutions occurs in four steps: an objective assessment, information transfer to the results table, the overall results summarization, sorting of participants. Each step with all the possibilities to configure it is described.

В статье анализируются проблемы автоматизации систем управления виртуальными образовательными средами. Рассмотрена модель управляющего терминала, созданная для Виртуального музея истории Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики.

In the article problems of automation of control systems are analyzed by virtual educational environments. The model of the operating terminal created for the Virtual museum history of the St.-Petersburg State University of Information Technologies, Mechanics and Optics.

В статье представлены результаты исследования в области применения электроэнцефалографии (ЭЭГ) для аутентификации человека. Разработан и описан алгоритм ЭЭГ-аутентификации на основе морганий. Аутентификация проводится по одному морганию, что занимает 2-5 секунд. Для сбора данных используется электроэнцефалограф Muse. Предобработка данных включает вейвлет-преобразование и выделение морганий. В качестве признаков используются геометрические характеристики ЭЭГ. Распознавание ведется классификатором на основе Случайного леса (Random Forest). По результатам тестирования процент верной аутентификации составил 95 %. Имеется возможность фоновой аутентификации. Реализованная система может быть использована для аутентификации студентов при дистанционном образовании. С. 52-69.

The article presents the results of a study in the field of applying electroencephalography (EEG) for human authentication. An algorithm for EEG authentication based on blinks has been developed and described. Authentication is carried out by one blink, which takes 2-5 seconds. The data is collected using a Muse electroencephalograph. Data preprocessing includes wavelet transform and blink detection. Geometric characteristics of the EEG signals are used as features. Recognition is conducted by the Random Forest classifier. According to the test results, the percentage of correct authentication was 90 %. There is the possibility of background authentication. The implemented system may be used to authenticate students at distant education.

Создание единой (комбинированной) методологии проектирования государственных информационных систем и ее нотации, а также использование эффективного инструментария при разработке проектов для целей органов государственной власти унифицирует процесс создания информационных систем в различных регионах Российской Федерации. Данная работа продолжает исследования авторов по разработке такой методологии и ее нотации, которые адаптируют существующие подходы к проектированию и разработке информационных систем для нужд различных ведомств органов государственной власти, позволяя сделать перенос методов проектирования из одного ведомства в другое. В работе рассматривается проект, посвященный проектированию информационной системы отечественного инспекционно-досмотрового комплекса для обеспечения таможенного осмотра и интроскопического контроля большегрузного транспорта, а также генерации комплекта соответствующих документов. В работе разрабатывается метод проектирования, использующий комбинированный подход, сочетающий в себе методологию функционального моделирования IDEF0 и методологию управления бизнес-процессами BPM, а также нотации BPMN и~UML. Примером рассматриваемого в работе проекта является автоматизированный инспекционно-досмотровый комплекс для таможенных органов, позволяющий провести весь комплекс досмотровых мероприятий и генерацию комплекта документов о проведении таможенного осмотра. В работе представлены диаграммы проектной документации, которые были разработаны, запрограммированы и внедрены в рассматриваемый инспекционно-досмотровый комплекс. Практическая значимость заключается в значительном сокращении времени проведения таможенного осмотра, что позволяет снять нагрузку с персонала, ведет к уменьшению количества ошибок при оформлении документов, а также решает проблему импортозамещения и~снижает эксплуатационные расходы по сравнению с импортными аналогами. C. 62-78.

The creation of a unified (combined) methodology for designing of state information systems and its notation, as well as the use of effective tools in the development of projects for the purposes of public authorities, unifies the process of creating of information systems in various regions of the Russian Federation. This work continues the research of the authors on the development of such a methodology and its notation, which adapt existing approaches to the design and development of information systems for the needs of various departments of public authorities, allowing the transfer of design methods from one department to another. The paper considers a project dedicated to the design of an information system for a domestic vision inspection system to ensure customs inspection and introscopic control of heavy vehicles, as well as the generation of a set of relevant documents. The work develops a design method using a combined approach that combines the IDEF0 functional modeling methodology and the BPM business process management methodology, as well as BPMN and UML notations. The end result of the project considered in the work is an automated vision inspection system for customs authorities, which makes it possible to carry out the entire range of inspection activities and generate a set of documents on customs inspection. This paper presents diagrams of design documentation that were developed, programmed and implemented in the considered vision pagebreak inspection system. The practical result lays in a significant reduction in the time of the customs inspection, which allows one to relieve the burden on the staff, leads to a decrease in the number of errors in the preparation of documents, and also solves the problem of import substitution and reduces operating costs compared to imported counterparts.

Предложена модель знаний студента в виде байесовской сети доверия, имеющей древовидную структуру, с булевскими случайными элементами. Описана методика её построения и использования для анализа и диагностики в интеллектуальной системе тестирования.

The model of student knowledge in form of tree-structured Bayesian network with Boolean random variables is presented. The method of building and using of this model for analysis and diagnosis in intelligent testing system is described.

В работе предлагается метод построения звуковой визуализации параметрически заданных функций, в частности фазовых траекторий динамических систем. В качестве примеров использования предложенного метода приводятся звуковые визуализации гармонического осциллятора – системы, состоящей из двух связных маятников и материальной точки, движущейся в однородном поле тяжести в среде без сопротивления. К работе прилагается программа, написанная в среде MatLab.

In this paper we suggest a sound visualization method of parametrically specified functions, particularly phase paths of dynamic systems. As an example of method’s usage, sound visualization of harmonic oscillator is given. The oscillating system consists of two bound pendulums and a material point moving in the homogeneous gravitational field in the medium without resistance. The program for calculations is written for MatLab, the source code is added.