Аннотация: В статье рассматриваются проблемы формирования e-Science Infrastructure для организации непрерывного доступа к спутниковым данным и обмена огромными потоками данных в связи с актуальной задачей интеграции информационных ресурсов. В России спутниковые данные рассредоточены в региональных спутниковых центрах данных. Их использование зачастую ограничено рамками конкретного проекта, в котором они были созданы. Чрезвычайно затруднены поиск ресурсов, доступ к данным и обмен данными. Многие ведомства и спутниковые центры пользуются собственными форматами представления данных, протоколами обмена, созданными достаточно давно и потому не полностью гармонизированными с современными международными правилами и стандартами. Одной из основных проблем, связанных с организацией хранения больших объемов данных Дистанионного Зондирования Земли (ДЗЗ) и непрерывного доступа к спутниковым ресурсам, является потребность интеграции различных поставщиков данных в единую информационную систему, позволяющую повысить эффективность научных исследований в области ДЗЗ. Предложены и обоснованы принципы и архитектура объединенной электронной e-Инфраструктуры непрерывного доступа к спутниковым данным. Описание геопространственных данных определено международными стандартами ISO 19115:2003 Geographic information – Metadata, ISO 19115-2:2005 Geographic information – Metadata. – Part 2: Extensions for imagery and gridded data. Существуют прототип FGDC-STD-001-1998 названных стандартов США и российский профиль стандарта ISO 19115 в виде документа ГОСТ Р 52573-2006 “Географическая информация. Метаданные.” Метаданные на текстовые материалы в сетях формируются с использованием стандарта Dublin Core. Единая политика администрирования е-Инфраструктуры обеспечивает согласованные между участниками правила доступа и использования ресурсов, унифицированные подходы к обеспечению информационной безопасности. Гарантией доступности и безопасности данных является проведение единой политики управления данными. Требование свободного информационного обмена реализуется путем задействования стандартизированных сетевых протоколов обмена данными и языков описания данных и построения запросов (прежде всего, SQL и XML). Интероперабельность обеспечивается глобальной унификацией технических регламентов, протоколов передачи и форматов данных, а также метаданных и поддерживается целой группой специально разрабатываемых стандартов (ISO/IEC 11179 Information technology — Specification and standardization of data elements; ISO 19113:2002 Geographic information — Quality principles; ISO 19114 Geographic information — Quality evaluation procedures и др.). Разработана архитектура e-Инфраструктуры непрерывного доступа к спутниковым данным, состоящая из компонент: 1) ГИС-сервер управляет геоинформационными ресурсами (карты, изображения, цифровые модели местности, текстуальная информация и т. д.) и транслирует их веб-приложениям в виде отдельных геосервисов; 2) Веб-сервер предназначен для хранения и управления геопорталом. Структурно и функционально Веб- и ГИС-сервера могут быть развернуты на отдельных компьютерах; 3) Геопортал - платформа для создания распределенной среды интеграции геоинформационных данных. Геопортал как единая точка входа в распределенную среду данных представляет из себя совокупность отдельных приложений и сервисов. Используется для публикации, администрирования и поиска стандартизированных геоинформационных ресурсов. Геопортал расположен на веб-сервере и является клиентским приложением ГИС-сервера. Пользователи, взаимодействуя с ним, вызывают сервисы, которые являются посредниками между веб-сервером и ГИС-сервером и обращаются к ГИС-серверу через его компонент SOM за необходимым инструментарием (геосервисами); 4) Сервисы каталогов - предназначены для доступа, поиска, накопления, обработки метаданных геопространственных ресурсов; сервисы обеспечивает общий механизм для классификации, регистрирования, публикации, поиска, хранения и доступа к метаинформации об имеющихся в сети геоинформационных ресурсах. Сервисы каталога предоставляют метаданные о зарегистрированных геоинформационных ресурсах, поддерживают формирование запросов на информацию по типам ресурсов. Они позволяют публиковать, создавать и редактировать наборы метаданных для геопространственных данных, геопространственных сервисов и геоссылок; 5) Сервис данных - обеспечивает доступ к содержанию ресурсных информационных материалов, которые находятся в базах и банках геоданных. Каждой единице ресурсов, с которыми работает этот сервис, присваивается уникальное имя. Для повышения скорости поиска осуществляется индексация ресурсов; 6) База моделей тематических задач ДЗЗ - предназначена для хранения моделей тематических задач ДЗЗ и позволяет с помощью интерфейса программы-планировщика выбрать наиболее адекватную (релевантную) модель в соответствии с поставленной задачей; 7) Программное обеспечение как сервис (Software as a Service (SaaS)). SaaS подразумевает предоставление приложений для конечного пользователя в виде сервиса «по требованию» вместо его установки на конкретном рабочем месте или на собственном сервере. В рамках “облачных” вычислений существуют и другие направления: платформа как сервис и инфраструктура как сервис. 8) Инфраструктура как сервис (Infrastructure as a Service (IaaS)) – охватывает аппаратные средства и технологию для компьютерных вычислений и хранения данных, операционные системы и другую инфраструктуру, которые предоставляются не как локальные ресурсы, а опосредованно – через обращение к сервисам, размещенным на стороне провайдера. 9) Клиентские ГИС-приложения - устанавливаются на конечных устройствах локальных и удаленных пользователей и подключаются по протоколу HTTP к геопорталу по сетям LAN или WLAN для поиска, публикации и сохранения стандартизированных геоинформационных данных.

Аннотация:

На текущий момент времени значительная часть передаваемых и хранимых данных не структурирована. Количество неструктурированных данных растет большими темпами каждый год, несмотря на то, что по таким данным трудно производить поиск, к ним нельзя совершать запросы и в целом их обработка не автоматизирована. В то же время наблюдается развитие систем электронного документооборота.

Настоящая работа предлагает инструмент для извлечения данных из фотографий бумажных документов, принимая во внимание их структуру и разметку. Представлены результаты разных испытанных подходов, включая нейронные сети и алгоритмический метод, а также проведен анализ полученных результатов.

Аннотация: Представлен фреймворк для разработки нативных мобильных приложений с дополненной реальностью. В частности, проведен анализ фреймворков из различных сфер разработки – игр, мобильных приложений. Предложена концепция нового фреймворка и набора инструментов для построения мобильных приложений с дополненной реальностью. Предложены способы внедрения данного фреймворка.

Аннотация:

Представлена разработка программного обеспечения, направленного на обработку изображений стенописей архитектурных памятников с целью выявления дефектов. Для дефектоскопии использован гистограммный подход – сравнение яркостных характеристик двух изображений фресок. Данный метод позволяет отслеживать состояние архитектурных памятников с небольшими затратами и минимальным вовлечением человека. Разработанная технология применяется в рамках охранных работ объекта культурного наследия острова-града Свияжск.

Аннотация: Предложены методы семантического анализа документов в системе управления цифровыми научными коллекциями, в том числе электронными научными журналами. Рассмотрены методы обработки документов, содержащих математические формулы, а также способы конвертации этих документов из формата OpenXML в формат TeX. Разработан алгоритм поиска по формулам в коллекциях математических документов, хранящихся в формате OpenXML. Алгоритм реализован в виде онлайн-сервиса на платформе science.tatarstan.

Аннотация:

Рассмотрен подход к автоматическому распознаванию движения людей на пешеходном переходе. Он включает две основные процедуры, для каждой из которых приведены команды программного кода на языке программирования C# с помощью библиотеки компьютерного зрения EMGU. На первой процедуре с помощью комбинации методов гистограмм направленных градиентов и опорных векторов осуществляется детектирование пешеходов. Вторая процедура позволяет считывать кадры из видеопоследовательности и обрабатывать их. Данный подход позволяет детектировать движения людей на пешеходном переходе без использования специализированных нейронных сетей. При этом метод, предложенный в статье, продемонстрировал достаточную надежность распознавания движения людей, что свидетельствует о его применимости в реальных условиях.

Аннотация: Рассмотрены основные характеристики универсальности статистических критериев. 

Аннотация: Описаны принципы создания образовательного пространства на ступени магистратуры, отвечающего новым смыслам в образовании, и предложены эффективные формы взаимодействия участников образовательного процесса, соответствующие выделенным принципам.

Аннотация: Изложен опыт освоения новой мобильной картографической платформы CarryMap при подготовке к детальному геолого-структурному картированию и геохимическому изучению Олон-Ободского рудного узла (Южная Монголия). Авторы консолидировали все имеющиеся картографические материалы и данные по опробованию в одном приложении для мобильных устройств.

Аннотация: Дан анализ особенностей проектирования пользовательских интерфейсов нативных мобильных приложений с дополненной реальностью. В частности, сформулированы принципы проектирования интерфейсов для AR-приложений, предложены способы соблюдения описанных принципов для достижения позитивного опыта взаимодействия пользователей.

Аннотация: В статье описана разрабатываемая информационно-вычислительная система для проведения научных исследований, связанных со статистическим анализом архивов пространственно-распределенных геофизических данных, полученных как в результате наблюдений, так и моделирования. В процессе реализации использовался накопленный опыт создания информационно-вычислительных веб-систем, обеспечивающих обработку больших массивов данных. Функциональные возможности существующей на данный момент версии системы включают в себя ряд процедур для оперативного математического и статистического анализа, а также визуализации данных, что позволяет оптимизировать выполнение типовых вычислительных задач. В качестве одного из приложений разрабатываемой системы были реализованы программные модули для анализа региональных особенностей динамики основных климатических характеристик и их взаимосвязей, а также для обеспечения графического представления результатов в виде графиков, диаграмм и полей на карте соответствующей территории с использованием Веб-ГИС технологий.

Аннотация: Использование определенных механизмов метапрограммирования при разработке программных библиотек на языке Java может негативно сказываться на времени сборки и работе конечного программного продукта, в котором они используются. Для того, чтобы нивелировать воздействие различных подходов, необходимо предложить комплексное решение, позволяющее регулировать их использование в зависимости от особенностей контекста, что, в свою очередь, требует проведения предварительного анализа. В данной статье рассмотрены существующие в языке Java механизмы метапрограммирования и представлены результаты сравнения влияния данных подходов на время сборки Android-приложений.

Аннотация:

Представлен подход к индивидуализации образования, основанный на автоматизированной генерации индивидуальной образовательной траектории и расписания, учитывающих особенности каждого обучающегося и его пожелания. Описан принцип действия разработанных инструментов генерации. Затронуты вопросы применения разработанных подходов и инструментов в высшем образовании.

Аннотация:

Актуальность представленного исследования обусловлена бедностью существующих подходов к извлечению заголовков из PDF-документов, предложенных в более ранних исследованиях, которые используют либо машинное обучение, либо простые эвристики. Цель настоящего исследования – предоставить более проработанные подходы к общей задаче извлечения заголовка документа и предложить лучший алгоритм выделения его из документов научной тематики. Основная методика, использованная нами при выборе решения, – рассмотреть, как можно большее количество различных ситуаций относительно форматирования заголовка, возникающих в разных документах, и предложить решение для каждой из них, а затем обобщить их в полноценный подход. Результаты выбранного подхода показали его эффективность по сравнению с методами других исследователей, если в нашем распоряжении находятся документы с различными вариациями оформления, структурной организации и форматирования. Данное исследование показало, что глубокое исследование задачи – перспективный путь для разработки лучших решений и инструментов. Статья будет полезна исследователям и разработчикам, которые часто встречаются с проблемой извлечения заголовков как одной из подзадач анализа документов.

Аннотация:

Представлен опыт верификации реализаций клиента криптографического протокола TLS версии 1.3. TLS сегодня является одним из наиболее востребованных криптографических протоколов, предназначенных для создания защищенных каналов передачи данных. Протокол обеспечивает необходимую для своих задач функциональность: конфиденциальность передаваемых данных, целостность данных, аутентификацию сторон. В новой версии протокола TLS 1.3 была существенно переработана архитектура, устранен ряд недостатков предыдущих версий, выявленных как при разработке реализаций, так и в процессе их эксплуатации.

В работе использован новый тестовый набор для верификации реализаций клиента протокола TLS 1.3 на соответствие спецификациям интернет, разработанный на основе спецификации RFC 8446 с использованием технологии UniTESK и методов мутационного тестирования. Для тестирования реализаций на соответствие формальным спецификациям применена технология UniTESK, предоставляющая средства автоматизации тестирования на основе использования конечных автоматов. Состояния тестируемой системы задают состояния автомата, а тестовые воздействия – переходы этого автомата. При выполнении перехода заданное воздействие передается на тестируемую реализацию, после чего регистрируются реакции реализации и автоматически выносится вердикт о соответствии наблюдаемого поведения спецификации. Мутационные методы тестирования используются для обнаружения нестандартного поведения тестируемой системы (завершение из-за фатальной ошибки, «подвисание», ошибки доступа к памяти) с помощью передачи некорректных данных, такие ситуации часто остаются за рамками требований спецификаций. В сообщения, сформированные на основе разработанной модели протокола, вносятся какие-либо изменения. Модель протокола дает возможность вносить изменения в поток данных на любом этапе сетевого обмена, что позволяет тестовому сценарию проходить через все значимые состояния протокола и в каждом таком состоянии проводить тестирование реализации в соответствие с заданной программой. Представленный подход доказал свою эффективность в нескольких наших проектах при тестировании сетевых протоколов, обеспечив обнаружение различных отклонений от спецификации и других ошибок. Текущая работа является частью проекта верификации протокола TLS 1.3 и охватывает реализации клиентской части протокола.

Аннотация: Решен ряд задач, связанных с построением фабрики метаданных цифровой математической библиотеки Lobachevskii-DML. Под фабрикой метаданных понимается система взаимосвязанных программных инструментов, направленных на создание, обработку, хранение и управление метаданными объектов цифровых библиотек и позволяющих интегрировать создаваемые электронные коллекции в агрегирующие цифровые научные библиотеки. С целью выбора оптимальных таких программных инструментов из существующих и их модернизации: обсуждены особенности представления метаданных документов различных электронных коллекций, связанные как с применяемыми форматами, так и с изменениями состава и полноты набора метаданных в течение всего времени издания соответствующего научного журнала;представлены и охарактеризованы программные инструменты управления научным контентом и методы организации автоматизированной интеграции репозиториев математических документов с другими информационными системами;обсуждена такая важная функция фабрики метаданных цифровой библиотеки, как нормализация метаданных в соответствии с форматами других агрегирующих библиотек.В результате разработки фабрики метаданных цифровой математической библиотеки Lobachevskii-DML предложена система сервисов автоматизированного формирования метаданных электронных математических коллекций; разработан xml-язык представления метаданных, основанный на Journal Archiving and Interchange Tag Suite (NISO JATS); созданы программные инструменты нормализации метаданных электронных коллекций научных документов в форматах, разработанных международными организациями – агрегаторами ресурсов по математике и Computer Science; разработан алгоритм приведения метаданных к формату oai_dc и генерации структуры архивов для импорта в цифровое хранилище DSpace; предложены и реализованы методы интеграции электронных математических коллекций Казанского университета в отечественные и зарубежные цифровые математические библиотеки.

Аннотация: Система автоматизированного распараллеливания SAPFOR (System FOR Automated Parallelization) включает инструменты для анализа и преобразования программ, основной ее целью является снижение сложности распараллеливания программ. Система SAPFOR ориентирована на исследования многоязыковых вычислительных комплексов, разрабатываемых на языках программирования Фортран и Си. Для анализа программ в этой системе используется низкоуровневое их представление в виде LLVM IR, которое позволяет проводить различные оптимизации с целью повышения качества анализа программ. При этом оно теряет некоторые особенности программы, отражаемые ее представлением на языке высокого уровня. Одной из таких особенностей является многомерная структура используемых массивов. Анализ зависимостей по данным является одним из ключевых при исследовании возможности параллельного выполнения программ. При этом такой анализ относится к классу NP-трудных задач. Знание многомерной структуры массивов позволяет во многих случаях учесть структуру индексных выражений в обращениях к массивам и снизить сложность проводимого анализа. Кроме того, использование многомерных массивов позволяет повысить уровень параллелизма в программе за счет использования многомерных решеток процессоров и распараллеливания гнезд циклов, а не отдельных циклов в гнезде. Данная возможность естественным образом поддерживается в DVM-системе. В настоящей работе рассмотрен подход, применяемый в системе SAPFOR для восстановления формы многомерных массивов и обращений к ним по их линеаризованному представлению в LLVM IR. Предложенный подход был успешно протестирован на различных приложениях, включая тесты производительности из набора NAS Parallel Benchmarks.

Аннотация: Исследованы особенности использования информационных систем в процессе издания электронных научных журналов и проведено их сравнение с точки зрения автоматизации редакционных процессов. Описаны программные модули, созданные для расширения функционала платформы Open Journal Systems в целях автоматизации ряда редакционных процессов электронного научного журнала. Приведены алгоритмы автоматической стилевой валидации текстов на этапе регистрации автором статьи в информационной системе электронного научного журнала, автоматического подбора рецензентов, рассылки уведомлений и контроля сроков рецензирования.

Аннотация:

Для поддержки адаптивного обучения и образовательной аналитики в интеллектуальных обучающих системах необходимо собирать и обрабатывать данные об успеваемости студентов и их индивидуальных характеристиках. Это можно реализовать с помощью модели студента. Анализ подходов к моделированию студента показал оптимальным применение нескольких типов моделей, исходя из требований, составленных для разрабатываемой обучающей системы. Были выбраны и объединены в одну модель три подхода: оверлейный, сеть Байеса, моделирование ошибочных знаний. Использование оверлейной модели позволяет строить индивидуальные траектории обучения студентов. Сети Байеса реализуют компетентностный подход в обучении. Модель ошибок отслеживает ошибочные знания студентов и помогает им исправить их на ранних стадиях. Модель студента, объединяющая в себе данные подходы, является подходящей для реализации персонализированного обучения, позволяет преподавателю отслеживать успеваемость студентов по различным характеристикам, а также дает возможность легко представить в системе карту тем, знаний, компетентности студентов в различных областях в виде графа, что является удобным и понятным представлением.

Аннотация:

Затронуты проблемы правового характера, возникающие в связи с необходимостью осуществления обязательной проверки выпускных квалификационных работ на наличие заимствований при проведении итоговой аттестации по образовательным программам высшего образования, размещения этих работ в электронно-библиотечных системах образовательных организаций. В частности, исследованы вопросы необходимости соблюдения законодательства о персональных данных при обработке персональных данных в ходе проведения проверок работ на наличие заимствований, размещения работ в библиотечных системах. Уделено внимание вопросам соблюдения интеллектуальных прав авторов выпускных квалификационных работ при выполнении образовательными организациями возложенных на них обозначенных обязанностей. Анализ правовых проблем проведен с учетом внесенного Правительством РФ законопроекта, которым на образовательные организации высшего образования предлагается возложить обязанность по размещению в открытом доступе на официальном сайте образовательной организации в интернете полных текстов выпускных квалификационных работ по программам магистратуры и программам специалитета.

Аннотация:

Представлен опыт верификации реализаций сервера криптографического протокола TLS версии 1.3. TLS – широко распространенный криптографический протокол, предназначенный для создания защищенных каналов передачи данных и обеспечивающий необходимую для этого функциональность: конфиденциальность передаваемых данных, целостность данных, аутентификацию сторон. Новая версия протокола TLS 1.3 была представлена в августе 2018 года и имеет ряд существенных отличий по сравнению с предыдущей версией 1.2. Ряд разработчиков протокола TLS уже включил поддержку последней версии в свои реализации. Данные обстоятельства делают актуальным проведение исследований в области верификации и безопасности реализаций новой версии протокола TLS. В работе использован новый тестовый набор для верификации реализаций протокола TLS 1.3 на соответствие спецификациям интернета, разработанный на основе спецификации RFC 8446 с использованием технологии UniTESK и методов мутационного тестирования. Текущая работа является частью проекта верификации протокола TLS 1.3 и охватывает часть дополнительной функциональности и необязательных расширений протокола.

Для тестирования реализаций на соответствие формальным спецификациям применена технология UniTESK, предоставляющая средства автоматизации тестирования на основе использования конечных автоматов. Состояния тестируемой системы задают состояния автомата, а тестовые воздействия – переходы этого автомата. При выполнении перехода заданное воздействие передается на тестируемую реализацию, после чего регистрируются реакции реализации и автоматически выносится вердикт о соответствии наблюдаемого поведения спецификации. Мутационные методы тестирования используются для обнаружения нестандартного поведения тестируемой системы с помощью передачи некорректных данных. В поток обмена протокола, создаваемый в соответствии со спецификацией, вносятся некоторые изменения: либо изменяются значения полей сообщений, сформированных на основе разработанной модели протокола, либо изменяется порядок сообщений в потоке обмена. Модель протокола позволяет вносить изменения в поток данных на любом этапе сетевого обмена, что позволяет тестовому сценарию проходить через все значимые состояния протокола и в каждом таком состоянии проводить тестирование реализации в соответствии с заданной программой. На данный момент было обнаружено несколько отклонений реализаций от спецификации.

Представленный подход доказал свою эффективность в нескольких наших проектах при тестировании сетевых протоколов, обеспечив обнаружение различных отклонений от спецификации и других ошибок.

Аннотация: Представлено использование теории геометрического мышления ван Хиле для организации смешанного обучения студентов педагогического отделения Института математики и механики им. Н.И. Лобачевского Казанского (Приволжского) федерального университета на основе SPOC курса «Элементарная математика: планиметрия». Обучение планиметрии включает в себя применение различных IT-приемов и средств, способных повысить качество усвоения материала и формировать необходимые профессиональные компетенции будущего учителя математики. В курсе реализуются технологии проектно-модульного и перевернутого обучения.

Аннотация: Использование указателей и косвенной адресации в программе, а также сложная структура графа потока управления являются одними из основных препятствий при выполнении статического анализа программ. Обнаруженные в результате такого анализа свойства программы слишком консервативно описывают ее поведение и часто оказываются недостаточными для принятия решений о возможности ее параллельного выполнения. Использование динамического анализа программ позволяет расширить возможности средств автоматизации распараллеливания. В системе SAPFOR (System FOR Automated Parallelization) реализован инструмент динамического анализа, опирающийся на инструментацию программ в представлении LLVM, что позволяет исследовать программы на языках C и Fortran. Чтобы снизить накладные расходы на время выполнения инструментированной программы, сохранив при этом полноту проводимого анализа, используются возможности статического анализа, реализованного в SAPFOR. В процессе динамического анализа часть обращений к памяти, информация о которых была получена в процессе статического анализа, может быть проигнорирована. Разработанный инструмент был протестирован на тестах производительности из пакета NAS Parallel Benchmarks для языков C и Fortran. В процессе динамического анализа кроме традиционных видов зависимостей (flow, anit, output) также определяются переменные, зависимость по которым может быть устранена за счет приватизации или конвейерного выполнения циклов. Совместно с возможностями DVM и OpenMP это существенно облегчает, в том числе, и ручное распараллеливание, облегчая задание соответствующих директив компилятора.

Аннотация:

Описан способ использования UML-диаграмм для конфигурирования поведения веб-приложений: при помощи конфигурации определяются поведение системы, переходы между экранами, а также логика обработки данных. Изучены и сравнены разного рода UML-диаграммы на предмет их возможностей. Разработан веб-фреймворк для ASP.NET Core, который использует UML-диаграмму для формирования конфигурации в формате файлов XML или JSON, на основе которых выстраивается поведение веб-приложения. Рассмотрены дальнейшие шаги в использовании и развитии полученного веб-фреймворка.

Аннотация: Описаны направления российских исследований и разработок в области научных электронных журналов. Приведены статистические материалы, характеризующие работу нескольких наиболее успешно функционирующих электронных журналов за все время их существования, в том числе распределение статей по тематике, и статистика запросов на материалы журналов. Сделана попытка ответа на вопрос, кто является типичным автором полностью электронных журналов.
Обсуждены вопросы сохранения целостности материалов журналов и их архивации, организации всей технологической цепочки «автор – редакция – рецензент – редакция – сайт», сохранения авторских прав, официальной регистрации журналов и некоторые другие юридические проблемы.
Сделан краткий обзор существующих в России полностью электронных научных журналов, указаны их особенности, приведена сравнительная классификация. Уделено внимание способам разметки и поисковым системам.
Представлены основные результаты по созданию и реализации технологии автоматизированной обработки и включения в соответствующие базы данных (в частности, в базу данных Научной электронной библиотеки) электронных научных журналов с учетом имеющихся стандартов и рекомендаций, достигнутые при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках проекта 03-07-90252.