САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
СТОХАСТИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ В ИНФОРМАТИКЕ
Издается с 2005 года
ВЫПУСК 3
Межвузовский сборник
Под редакцией проф. О. H. Граничина
Издательство
С.-Петербургского университета
2007
УДК 519.712 БКК 32.811.7 С82
Ответственный редактор проф. О.Н. Граничин
Р е ц е н з е н т ы: д-р физ.-мат. наук В. Б. Мелас
(С.-Петерб. гос. ун-т)
канд. физ.-мат. наук А. В. Соколов
(Ин-т прикл. математ. исслед. КарНЦ РАН)
Печатается по постановлению
Редакционно-издательского совета
математико-механического факультета
С.-Петербургского государственного университета
Стохастическая оптимизация в информатике. С82 Вып. 3: Межвуз. сб. / Под ред. О. Н. Граничина. - СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2007. - 166 с. ISSN 1992-2922
Сборник (вып. 1, ненумерованный, вышел в 2005 г., вып. 2 вышел в 2006 г.) посвящен вопросам стохастической оптимизации в информатике и составлен по материалам одноименной регулярной серии семинаров для студентов, аспирантов и научных работников, проводившихся в 2007 гг. на математико-механическом факультете С.-Петербургского университета под руководством профессора кафедры системного программирования О. Н. Граничина.
Сборник предназначен для специалистов в области информатики, студентов старших курсов и аспирантов, обучающихся на специальностях, связанных с обработкой информации.
ББК 32.811.7
© Авторы статей, 2007
Стохастические системы
Применение методики измерения с пробным случайным возмущением в фотоэмиссионном эксперименте
О. А. Граничина
Росийский гос. педагогический университет им. А. И. Герцена,
Ю. С. Дедков, С. Л. Молодцов
Технический Университет Дрездена,
Д. С. Федин
Санкт-Петербургский государственный
университет
В работе
рассматривается методика применения рандомизированного алгоритма
стохастической аппроксимации (РАСА) для фильтрации систематической погрешности
с ненулевым средним значением при обработке фотоэмиссионного спектра. При
анализе использовались результаты 50 экспериментов по измерению
фотоэмиссионных спектров поверхности W(110), в которых присутствовала систематическая
погрешность. В результате было выявлено, что спектр, полученный применением
РАСА, хорошо соответствует чистому спектру, получающемуся при традиционных
измерениях в экспериментах без систематической погрешности. На основе
полученных результатов можно сделать вывод о возможности широкого применения
алгоритма РАСА для обработки данных экспериментов.
Об односторонней сходимости процесса Роббинса-Монро при малых шагах
Т. П. Красулина
Санкт-Петербургский
государственный университет
В работе
изучается односторонняя сходимость модифицированного процесса Роббинса-Монро. Рассматривается неисследованный ранее
случай 2Аа < 1, где А — параметр шага, а — значение
производной функции регрессии в точке корня функции регрессии.
Статистическое исследование алгоритма
случайного поиска
В. Т. Кушербаева, Ю. А. Сушков
Санкт-Петербургский
государственный университет
В работе
рассматривается статистическое исследование одного алгоритма глобальной
оптимизации – случайного поиска, принадлежащего к семейству адаптивных методов,
и его модификации на базе логистической кривой. Известно,
что логистическое уравнение, полученное Ферхюльстом еще в 1845 году, широко используется для
описания различных эволюционных процессов. И, следовательно, в данной работе
оно характеризует изменение количества знаний о решаемой задаче оптимизации.
Подбор параметров алгоритма производится на основе методов принятия решений.
Подобного рода алгоритмы могут быть изучены только с помощью тестовых функций,
экстремумы которых известны. Рассматривались три класса таких функций:
унимодальные, многоэкстремальные,овражные.
Все классы ведут себя своим особенным образом, в связи с чем, наилучшими для
них являются свои особенные параметры алгоритма. Поэтому возникает вопрос об
универсальных параметрах для всех классов задач, которые давали бы приемлемые
результаты.
Оценки оптимальности поведения
периодически нестационарного стохастического автомата в нечеткой среде
Е. Н. Мосягина, М. К. Чирков
Санкт-Петербургский государственный университет
Работа
посвящена нахождению оптимальных верхних и нижних оценок степени достижения
нечетко заданной цели нестационарным стохастическим автоматом с периодически
меняющейся структурой при его взаимодействии с нечетко реагирующей средой.
Приводится пример решения задачи.
Идеология инвариантных эллипсоидов в
задаче о робастном подавлении ограниченных внешних возмущений
Б. Т. Поляк, М. В. Топунов, П. С.
Щербаков
Институт проблем управления
РАН, Москва
В работе
предлагается подход к проблеме робастного подавления ограниченных внешних
возмущений на основе метода инвариантных эллипсоидов. Главным инструментом при
этом является техника линейных матричных неравенств. Рассмотрены непрерывный и
дискретный варианты задачи. В качестве примера исследуется управление двойным
осциллятором.
Использование метода инвариантного
погружения для исследования нестационарного динамического объекта
В. М. Понятский
ГУП
“Конструкторское бюро приборостроения”, Тула
В работе
рассмотрен подход, основанный на методе инвариантного погружения для
идентификации нестационарного динамического объекта. Проведен синтез
непрерывного и дискретного алгоритмов идентификации нестационарного
динамического объекта в виде апериодического и колебательного звеньев.
Проведено тестирование полученных алгоритмов и сформированы рекомендации по их
настройке. С использованием полученных алгоритмов проведена оценка коэффициента
передачи и постоянной времени сервопривода вращающегося беспилотного
летательного аппарата. Для сравнения проведена оценка с использованием
алгоритмов фильтрации Калмана.
Обучение и адаптация
Адаптивное слияние результатов поиска
изображений по содержанию
А. Т. Вахитов
Санкт-Петербургский
государственный университет
В статье
описана постановка задачи адаптивного поиска по мультимедиа-коллекции с
использованием пользовательских оценок (relevance feedback). Предлагается метод
решения задачи на основе стохастической оптимизации. Рассмотрено применение
метода к поиску изображений по содержанию. Метод может быть интегрирован с
популярными сегодня методами поиска по метаданным контента.
Адаптивный метод выбора каналов новостей
Л. С. Гуревич
Санкт-Петербургский
государственный университет
В статье
рассмотрен эффективный метод последовательного построения оценок интереса
пользователя к источникам новостей и выбора новостей для отображения.
Предложенный
алгоритм имеет высокую скорость сходимости и возможность отслеживать изменения
интересов.
Метод потенциальных функций в задаче
обучения распознающей системы с предъявлением объектов одного класса
Б. М. Соколов
Санкт-Петербургский
государственный университет
В работе [1]
была рассмотрена поставленная В.А. Якубовичем задача об обучении автоматической
системы распознаванию образов с предъявлением лишь одного класса объектов. Эта
задача имеет большое значение для построения автоматических систем
идентификации почерка в судебном почерковедении, в выделении случайных
сигналов на фоне случайных помех и в других областях. В работе [1] был
использован минимаксный подход. В данной работе он дополняется алгоритмом
метода потенциальных функций (см. [2]), что позволяет
упростить процессы обучения и распознавания.
Автоматическое распознавание печатных
текстов арабского языка
Д. С. Шалымов
Санкт-Петербургский
государственный университет
В статье
описан метод автоматического распознавания арабских печатных текстов. Основная
проблема машинного чтения печатных текстов арабского языка заключается в
определении их составляющих элементов. Как правило
текст сперва разбивается на строки, затем на отдельные слова и в итоге на
отдельные символы. При класификации символов
возникает множество неопределенностей, связанных с особенностями арабского
языка. Предлагается использовать рандомизированные алгоритмы стохастической
многомерной оптимизации нового типа, основанные на идеях SPSA (Simultaneous
Perturbation Stochastic Approximation), которые остаются работоспособными в
условиях почти произвольных помех.
Информационные системы
Сервисно-ориентированная архитектура ИС ВШМ СПбГУ и проблемы
стохастической оптимизации
O. Н. Граничин, И. Л. Шеронов
Санкт-Петербургский
государственный университет
В работе
рассматриваются проблемы эффективной организации работы информационной системы
ВШМ СПбГУ, построенной на сервисно-ориентированной
архитектуре.
Модель организации информационной системы
для задач управления в вузе
С. Н. Комаров
Санкт-Петербургский
государственный университет
Рассматриваются
возможные подходы к построению модели организации управления ИТ-ресурсами научно-образовательного учреждения. Предлагается
и обосновывается концепция интегрированно-распределенной
информационной системы научно-образовательного учреждения. Приводится пример
реализации одной из компонент такой системы.
Научное издание
Стохастическая
оптимизация в информатике
Выпуск 3
Печатается без издательского редактирования
Обложка художника Е. А.
Соловьевой
Оригинал–макет О. Н. Граничина
Подписано в печать 02.12.07. Формат 60 × 84/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная
Усл. печ. л. 9,65
Заказ №
Издательство СПбГУ. 199004, С.-Петербург, В.О., 6-я линия, 11/21
Тел. (812) 328–96–17; факс (812) 328–44–22
E-mail: editor@unipress.ru
По вопросам реализации обращаться по адресу:
С.-Петербург, В.О., 6-я линия, д. 11/21, к. 21
Телефоны: 328–77–63, 325–31–76
E-mail: post@unipress.ru
Типография Издательства СПбГУ
199061, С.-Петербург, Средний пр., 41
