Mathematical modeling of digital ecosystems based on distributed registries and neural network algorithms
How to cite
Abstract
This article presents mathematical modeling of digital ecosystems based on distributed registries and neural network algorithms. The relevance of the research is due to the rapid development of digital technologies, the growth of data volumes and the need to increase the security and transparency of information flows. The introduction substantiates the importance of studying the synergy of distributed registries (blockchain technologies) and artificial intelligence methods to create reliable, scalable and adaptive digital ecosystems capable of meeting the needs of the modern economy and ensuring resilience to external threats. The methods section presents a mathematical model that combines the approaches of graph theory, stochastic modeling, and algorithmic data processing using neural network structures. The methods of calculating and analyzing the distribution of transactions, modeling node interactions, and evaluating the probabilistic characteristics of the system are described. The Monte Carlo method was used to validate the model, which makes it possible to assess the stability and dynamic variability of the digital ecosystem under various load scenarios and possible failures. The results of the study demonstrate that the integration of distributed registries with neural network algorithms contributes to a significant increase in data processing efficiency and system security. Experimental data confirm that the proposed model makes it possible to optimize the speed of transactional processing, reduce the likelihood of errors and minimize the risks of unauthorized access. In addition, the model revealed the relationship between the parameters of neural network optimization and the degree of decentralization of digital ecosystems, which opens up new prospects for scaling and adapting technologies. The discussion section analyzes the results achieved, compares them with traditional modeling methods, and highlights the advantages of the proposed interdisciplinary approach. The potential for further research aimed at improving algorithmic structures, integrating additional layers of security, and adapting models to the specific requirements of various industries is noted. Thus, the article makes an important contribution to the development of the theory and practice of digitalization, stimulating further developments in the field of mathematical modeling and optimization of digital ecosystems.
Keywords
References
Васильев А.Н. Математическое моделирование систем с распределенными параметрами на основе нейросетевой технологии: дисс. … д-ра техн. наук. СПб.: Санкт-Петербургский политехнический университет, 2011. 48 с.
Ефимов С.Н., Семенкин Е.С., Тынченко В.В., Тынченко В.С. Автоматизация проектирования нейросетевых технологий параллельными генетическими алгоритмами // Программные продукты и системы. 2009. № 2. С. 24.
Ефимов С.Н., Тынченко В.В. Многокритериальный выбор эффективной структуры нейросетевых моделей параллельными генетическими алгоритмами. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: мат. IV Межд. науч.-прак. конф. Под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. 2007. С. 53-55.
Замятин Н.В., Медянцев Д.В. Методика нейросетевого моделирования сложных систем // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2006. Т. 309. № 8. С. 100-106.
Карлова Т.В. Построение математической модели с использованием нейросетевых технологий // Труды ИКТИ РАН. Под ред. Ю.М. Соломенцева. М.: Институт конструкторско-технологической информатики, 2004. С. 20-25.
Крючин О.В. Модели информационных процессов и структур для повышения эффективности нейросетевого симулятора: дисс. … канд. техн. наук. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2013. 24 с.
Оселедец И.В. Исследование и разработка нейросетевых моделей, основанных на дифференциальных уравнениях: НИР: грант № 20-31-90127. М.: Российский фонд фундаментальных исследований, 2020.
Плотникова Н.П. Модели, алгоритмы и реализация нейронных сетей в многопроцессорных и распределенных вычислительных средах: дисс. … канд. техн. наук. Пенза: Пензенский государственный университет, 2014. 24 с.
Романова А.Г., Тархов Д.А., Шемякина Т.А. Нейросетевое моделирование экологии // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2014. № 2. С. 16-21.
Савенок В.Е., Шилина М.В. Математическое моделирование в искусственных экосистемах: курс лекций. Витебск, 2010. 120 с.
Стасенко С.В. Разработка математических моделей биологически релевантных нейронных сетей с нестационарной динамикой: НИР: грант № СП-411.2021.5. М.: Совет по грантам Президента Российской Федерации, 2021.
Тынченко В.В. Модели и алгоритмы распределенного решения задач нейросетевого моделирования: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Красноярск: Сибирская аэрокосмическая академия им. М.Ф. Решетнева, 2007. 24 с.
Шемякина Т.А. Математическое моделирование в обратных задачах экологии нейросетевым приближением и методом дополнительного аргумента // Нейрокомпьютеры и их применение: мат. XVIII Всеросс. науч. конф. 2020. С. 269-270.
Щелкунова Ю.О. Математические модели новых архитектурных и схемных решений отказоустойчивых нейросетевых вычислительных средств для обработки биометрической информации: дисс. … канд. техн. наук. Ставрополь: Северо-Кавказский государственный технический университет, 2004. 24 с.
Щелкунова Ю.О. Математические модели новых архитектурных и схемных решений отказоустойчивых нейросетевых вычислительных средств для обработки биометрической информации: дисс. … канд. техн. наук. Ставрополь, 2004. 180 с.
Published
Issue
Section
Metrics
License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.