Комплексная оценка многомерных систем методами иммунокомпьютинга

• Автор: Соколова, Людмила Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Положения, выносимые на защиту.

Глава 1. ИНДЕКСЫ КАК КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ДЛЯ

РАСПОЗНАВАНИЯ СОСТОЯНИЯ МНОГОМЕРНЫХ

1.1. Современное состояние проблемы формирования индексов

1.2. Обзор методов искусственного интеллекта для формирования

индексов.

1.3. Распознавание образов.

1.3.1. Математическая формализация задачи

1.3.2. Искусственные нейронные сети

1.3.3. Генетические алгоритмы
1.3.4. Иммунокомпьютииг
1.4. Постановка задачи исследования
1.5. Выводы по главе.
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ
ИНДЕКСОВ НА ОСНОВЕ ИММУНОКОМПЬЮТИНГА
2.1. Базовый алгоритм вычисления индекса.
2.2. Определение оптимальных коэффициентов индекса в общем случае
2.3. Одномерный линейный случай
2.4. Одномерный нелинейный случай.
2.5. Многомерный линейный случай.
2.6. Выводы по главе.
Глава 3. ИНДЕКСНЫЕ ФОРМАЛЬНЫЕ ИММУННЫЕ СЕТИ
3.1. Базовая индексная формальная иммунная сеть
3.2. Блок оптимизации коэффициентов индекса
3.3. Блок обучения
3.4. Блок отбора.
3.5. Блок распознавания
3.6. Селекция наиболее значимых индикаторов с помощью индексной формальной сети.
3.7. Минимальная индексная формальная иммунная сеть
3.8. Программная реализация
3.9. Выводы по главе.
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНДЕКСНЫХ ФОРМАЛЬНЫХ ИММУННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ МНОГОМЕРНЫХ СИСТЕМ
4.1. Индекс вторжений в компьютерные сети
4.1.1. Актуальность проблемы
4.1.2. Исходные данные
4.1.3. Данные.
4.1.4. Блок обучения
4.1.5. Блок Тимус.
4.1.6. Блок Оптимизации.
4.1.7. Блок Апоптоз.
4.2. Индекс риска чумы.
4.2.1. Актуальность проблемы
4.2.2. Исходные данные
4.2.3. Результаты расчетов
4.3. Индексы риска подросткового кризиса.
4.3.1. Актуальность поблемы.
4.3.2. Индекс обучаемости.
4.3.3. Индекс темперамента
4.3.4. Индекс адаптивности
4.3.5. Индекс успешности.
4.4. Результаты сравнения с нейронной сетью и генетическим
алгоритмом.
4.4.1. Актуальность проблемы.
4.4.2. Описание задачи.
4.4.3. Тестовые данные.
4.4.4. Вычислительный эксперимент
4.5. Выводы по главе.
Заключение.
Список использованной литературы


Основные результаты диссертации также прошли апробацию в научных трудах и докладах на международных научных конференциях. Практическая ценность работы. Полученные теоретические результаты по формированию индекса вторжения в компьютерную сеть, оптимизации параметров индекса и выделению наиболее значимых индикаторов использованы при решении задач информационной безопасности. Аналогичные результаты по формированию индекса риска чумы использованы для обработки данных мониторинга природных очагов чумы. Эти результаты могут быть использованы для прогнозирования вспышек особо опасных инфекций. Реализация и внедрение. Б рамках международного проекта № р Европейского бюро аэрокосмических исследований (ЕОАБХ), г. Лондон) через Международный научно-технический центр (МНТЦ, г. Москва) «Разработка математических моделей иммунных сетей для обеспечения безопасности информации». В Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения (ГУАП) в учебном процессе по интеллектуальным информационным технологиям и системам. В Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова для прогноза развития дезаптационных нарушений у военнослужащих в рамках отбора к профессиям повышенного риска. Апробация результатов работы. Основные результаты и выводы диссертации докладывались на: первой международной конференции по Искусственным иммунным системам - (ICARIS - ), Университет графства Кент, г. Кентербери, Великобритания, ; второй международной конференции по Искусственным иммунным системам - (ICARIS - ), Университет г. Эдинбурга, Великобритания, ; XIV Всероссийском совещании «Управление качеством образования», Москва-Уфа, ; III Санкт-Петербургской межрегиональной конференции «Информационная безопасность регионов России (ИБРР - », Санкт-Петербург, ; IX Санкт-Петербургской международной конференции “Региональная информатика (РИ - )”, Санкт-Петербург, . Публикации. Основные результаты и выводы диссертационной работы представлены в 8 научных публикациях. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и актов внедрения результатов диссертации. Объем основного текста диссертационной работы: 8 страниц, рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 6 наименования. В первой главе представлен аналитический обзор современного состояния проблемы формирования индексов. Проанализированы существующие методики формирования индексов в областях информационной безопасности, здравоохранения, экологии, экономики, психологии и др. Глава завершается постановкой решаемых в диссертации задач, указаны те вопросы, на решение которых направлена работа. Во второй главе разработан базовый алгоритм формирования и вычисления индексов на основе алгоритма иммунокомпьютинга (ИК-алгоритма). Рассмотрены линейный и нелинейный, одномерный и многомерный случаи. Исследованы свойства и математические особенности предложенного алгоритма. В третьей главе на основании базового алгоритма ИК и понятия ФИС введено новое понятие индексной формальной иммунной сети (ИФИС). Разработаны два основных вида ИФИС: базовая и минимальная (МИФИС). Разработан и исследован вычислительный алгоритм формирования индекса, представлено программное обеспечение МИФИС. В четвертой главе приведены результаты применения разработанных математических моделей и вычислительных алгоритмов для решения ряда важных прикладных задач. К их числу относятся обнаружение вторжений в компьютерные сети, прогнозирование риска возникновения чумы, а также оценка риска подросткового кризиса в рамках информационнопсихологической безопасности. В заключении кратко сформулированы полученные в диссертационной работе результаты и выводы. В приложении представлены акты о внедрении результатов диссертации. Математические модели, методы и вычислительные алгоритмы формирования индекса для комплексной оценки состояний, рисков и трендов многомерных систем. Математические модели, критерий и алгоритмы оптимизации параметров индекса на базе сингулярного разложения матриц, включая доказательства сформулированных предложений. Индексные формальные иммунные сети: базовая и минимальная.