Программные продукты и системы

Статьи журнала №3 2014

1. An approach to case-based synthesis of functional programs [№3 за 2014 год]
Автор: Fastovets N.N. (nnf-cmc@cs.msu.ru) - Lomonosov Moscow State University (аспирант );
Abstract: This article deals with an automatic functional programs synthesis problem. We consider the way to apply case-based reasoning approach to program synthesis. In order to use such framework for our problem we have to consider several subproblems: definition of a "similarity" relation over program specifications space, search of the most suitable known program for a given specification and adaptation of a chosen program to new specification. We will consider adaptation method only in this article and leave other subproblems for further work. We can consider the problem of adaptation as a problem of program correction: we have to modify given (chosen in search procedure) program, so that it will satisfy a given specification. There is a method for functional logic program correction, which have a form of conditional term-rewriting systems. So, our idea is to translate a functional program to term-rewriting system and then apply the correction method to it. In this article we will consider procedures of such translation and adaptation of the correction method for our task.
Keywords: term rewriting system, case based reasoning, program correction, program synthesis, artificial intelligence
Ключевые слова: term rewriting system, case based reasoning, program correction, program synthesis, artificial intelligence
Просмотров: 6425

2. Modular SOM for dynamic object identification [№3 за 2014 год]
Авторы: Averkin A.N. (averkin2003@inbox.ru) - Dorodnicyn Computing Centre, RAS (доцент), кандидат физико-математических наук; Povidalo I.S. (ipovidalo@gmail.com) - Dubna Internacional University for Nature, Socitty and Man (аспирант ), Аспирант ;
Abstract: Object identification is complicated if noises are present in the source data, some of the object parameters change according to unknown laws or the exact number of the object parameters is unknown. In such cases neural network can be applied for dynamic object identification. There are a lot of different types of neural networks that can be used for dy-namic object identification. Among different neural network architectures applicable for dynamic object identification a class of neural networks based on self-organizing maps (SOM) can be noted. In this article, a number of neural networks based on self-organizing maps that can be successfully used for dynamic object identification are described. Unique SOM-based mod-ular neural networks, inspired by mammal's brain cortex studies, with vector quantized associative memory and recurrent self-organizing maps as modules are presented. The structure and algorithms of learning and operation of such SOM-based neural networks are described in details. Some experimental results and comparison with some other neural networks are giv-en.
Keywords: rsom, vqtam, dynamic object identification, time series prediction, forecasting, modular neural networks, neural networks
Ключевые слова: rsom, vqtam, dynamic object identification, time series prediction, forecasting, modular neural networks, neural networks
Просмотров: 9128

3. Логика движения в системе «Бинарная модель знаний» [№3 за 2014 год]
Авторы: Плесневич Г.С. (salve777@mail.ru) - Научно-исследовательский университет «МЭИ» (профессор), кандидат физико-математических наук; Горкина А.А. (salve777@mail.ru) - Научно-исследовательский университет «МЭИ» (аспирант );
Аннотация: Субраманиан В.С. предложил, а Яман Ф. (с участием Нау Д.) разработала так называемую логику движения (ЛД), которая предоставляет формальный язык, включающий термины классической логики и ньютоновой механики. ЛД комбинирует пропозициональную логику, методы распространения ограничений и геометрические рассуждения, имеет декларативный синтаксис и семантику, основанную на моделях. Эта логика формализует рассуждения о планах движения объектов. В ЛД естественно описываются планы движения объектов и существует возможность предсказания их дальнейшего расположения. Объекты в ней рассматриваются как материальные точки в пространстве. Однако многие реальные приложения, связанные с моделированием движущихся объектов, требуют представления структуры и характеристик этих объектов. Необходимо описание сложных объектов в менее сложных тер-минах. Плесневичем Г.С. предложен проект системы «Бинарная модель знаний» (БМЗ), предназначенной для онтологического (концептуального) моделирования. БМЗ содержит формальные языки для структурной и логической спецификации объектов. В настоящей статье показано, как осуществляется интеграция ЛД в БМЗ, которые хорошо дополняют друг друга с точки зрения применимости и выразительной силы. Таким образом, получается система ЛД+БМЗ для онтологического моделирования приложений, связанных с поведением движущихся объектов. Рассматривается пример применения этой системы для задачи управления авиатрафиком.
Ключевые слова: бинарные модели знаний, модели знаний, модели данных, логика движения, онтологическое моделирование, представление знаний
Keywords: binary knowledge models, model of knowledge, data models, logic of motion, ontological modeling, representation of knowledge
Просмотров: 8992

4. Когнитивные технологии визуализации многомерных данных для интеллектуальной поддержки принятия решений [№3 за 2014 год]
Авторы: Цаплин В.В. (vtzaplin@yandex.ru) - НИИ «Центрпрограммсистем» (доцент, главный научный сотрудник ), кандидат военных наук; Горохов В.Л. (vigorohov@mail.ru) - Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (профессор), доктор технических наук; Витковский В.В. (vvv@sao.ru) - Специальная астрофизическая обсерватория РАН (профессор ), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: В статье изложены принципы когнитивной машинной графики и приведены примеры ее практического применения для разработки систем поддержки принятия решений (СППР). Феномен когнитивной машинной графики со-стоит в генерации на экране дисплея изображений, создающих в сознании человека-оператора зрелищные образы. Эти образы имеют эстетическую привлекательность и стимулируют интуицию человека. Изображение на дисплее создает в его сознании движущийся трехмерный образ, который формируется всей совокупностью многомерных данных и визуально отображает свойства изучаемой предметной области. При восприятии этих образов человек-оператор способен выявлять отдельные геометрические свойства наблюдаемого образа и связывать их с предметным содержанием обрабатываемых многомерных данных. Весьма важной является возможность сочетать предлагаемую когнитивную технологию с современными возможностями интеллектуальных программных интерфейсов и программ многомерного статистического анализа данных. Предлагаются принципиально новые алгоритмические подходы к когнитивной визуализации, основанные на гиперболической геометрии и алгебраических многообразиях. В определенном смысле можно говорить о появлении нового вида СППР – когнитивных систем поддержки принятия решений.
Ключевые слова: чрезвычайные ситуации., системы поддержки принятия решений, алгоритмы когнитивной визуализации обстановки, когнитивная визуализация многомерных статистических данных, когнитивный образ в многомерном пространстве
Keywords: emergency situations, decision support systems, algorithms of environment cognitive visualization, cognitive visualization of the multidimensional statistical data, cognitive image in multidimensional space
Просмотров: 13258

5. Построение и исследование предметной онтологии электронного обучения [№3 за 2014 год]
Авторы: Балашова И.Ю. (irs-80@mail.ru) - Пензенский государственный университет, кандидат технических наук;
Аннотация: В статье рассмотрена проблема интеграции и анализа знаний в сфере электронного обучения, обусловленная неопределенностью терминологии, отсутствием однозначной интерпретации и обоснованной классификации знаний о предметной области. Предложено решение задачи построения единой модели знаний на основе предметной области. При изучении различных решений в области онтологического исследования электронного обучения показано, что рассмотренные онтологии характеризуются концептуальной локальностью и локальностью в использовании. Их фрагментарный характер не позволяет составить основу единой модели знаний. Тем самым показана необходимость разработки предметной онтологии, фиксирующей знания, общие для предметной области электронного обучения, что позволит ей обеспечивать логическую согласованность между отдельными онтологиями при объединении. В результате онтологического анализа выделены ключевые классы онтологии электронного обучения, составляющие общий словарь терминов для представления знаний о предметной области. Построена и обоснована таксономия классов онтологии, представляющая иерархию терминов по отношению к вложению. Состав классов исследован со ссылками на нормативные источники. Проведен анализ экземпляров классов. Выделены перспективные пути развития экземпляров ключевых классов онтологии. Установлено множество межклассовых отношений (объектных свойств), определяющих смысловую структуру рассматриваемой предметной области. Предложены пути практического применения построенной предметной онтологии. Сформулированы направления дальнейших исследований.
Ключевые слова: системы управления образовательным контентом, системы управления обучением, онтология, электронное обучение
Keywords: educational content management system, education systems, ontology, e-learning
Просмотров: 12596

6. Восстановление эллипсиса как задача автоматической обработки текстов [№3 за 2014 год]
Авторы: Мальковский М.Г. (malk@cs.msu.su) - Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук; Миняйлов В.С. (malk@cs.msu.su) - Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (аспирант ); Старостин А.С. (malk@cs.msu.su) - Компания ABBYY;
Аннотация: Любому естественному языку присуще явление омонимии, когда одни и те же языковые знаки, помещенные в различные контексты, могут интерпретироваться по-разному. Это явление является главной причиной, обусловливающей сложность решения задач автоматического синтаксического анализа, актуальность и практическая значимость которых на сегодняшний день несомненна. Помимо омонимии, в естественных языках можно наблюдать еще одно явление, в рамках которого потенциальная неоднозначность языка проявляется не менее ярко. Речь идет об эллипсисе. Эти два явления имеют общую природу, однако омонимия изучается компьютерной лингвистикой на протяжении десятилетий, а эллипсис лишь вскользь упоминается в отдельных работах. Даже простейшие случаи эллипсиса являются в настоящее время труднопреодолимым препятствием для алгоритмов синтаксического анализа. В настоящей работе предложен подход к решению задачи автоматического синтаксического анализа, характер-ной особенностью которого является то, что корректная обработка эллиптических конструкций оказывается естественным элементом общей схемы синтаксического анализа, включающей три параллельно функционирующих механизма: предсказаний, слияний и оценочного механизма.
Ключевые слова: механизм предсказаний., эллипсис, автоматический синтаксический анализ
Keywords: prediction mechanism, ellipsis, syntactic analysis
Просмотров: 9033

7. Линейное решение задачи квадратичного программирования [№3 за 2014 год]
Авторы: Татаренко С.И. (srgiv@mail.ahp.tstu.ru) - Тамбовский государственный технический университет, кандидат технических наук;
Аннотация: В работе описан метод поиска максимума квадрики на многогранном множестве ограничений, основанный на решениях систем линейных уравнений, размерность которых не выше числа переменных целевой функции. Вначале путем ортогональных преобразований и масштабирования матрица квадратичной формы приводится к нормальному виду. Затем с помощью замены переменных исходная задача сводится к задаче поиска минимального расстояния между точкой безусловного экстремума и многогранным множеством ограничений. Для определения расстояния строятся перпендикуляры к граням многогранника различной размерности. Для уменьшения числа исследуемых граней разработан специальный порядок перебора граней. Исследованию подлежат только грани, содержащие вершину, ближайшую к точке безусловного экстремума, и видимые из этой точки. В случае наличия нескольких ближайших равноудаленных вершин исследуется грань, содержащая все эти вершины, и грани меньшей размерности, имеющие с первой гранью не менее двух общих ближайших вершин.
Ключевые слова: квадратичная задача, нелинейное программирование, оптимизация, математическое программирование
Keywords: quadratic problem, non-linear programming, optimisation, mathematical programming
Просмотров: 12949

8. Anomaly detection based on Markov chain model with production rules [№3 за 2014 год]
Авторы: Kovalev S.M. (drewnia@rambler.ru) - Rostov State Transport University (профессор), доктор технических наук; Sukhanov A.V. (drewnia@rambler.ru) - Rostov State Transport University (аспирант );
Abstract: The paper presents a new technique for anomaly detection in temporal data. This technique uses Markov chain model to represent a temporal profile of process behavior. The model includes the production rules that specify transition probabilities between process states considering its historical data. Such model has been trained and tested in target process. Therefore, we try to find scarce observations that we consider anomalous. These anomalous observations had the low level of our model support. The model has been tested on Coffee model that is used for benchmarking of anomaly detection tech-niques. The computational experiments showed that this technique can distinguish normal behavior from normal activities in observed process. The value of our technique is the fact that it combines advantages of stochastic and one-class techniques. In this connection such technique can be used in wide range of application areas connected to monitoring and diagnosis of emergency technological situations.
Keywords: monitoring and diagnosis, probability model, one-class techniques, stochastic techniques, emergency situations, markov chains, anomaly detection
Ключевые слова: monitoring and diagnosis, probability model, one-class techniques, stochastic techniques, emergency situations, markov chains, anomaly detection
Просмотров: 7402

9. Особенности создания пользовательского классификатора для отображения обстановки на электронной карте [№3 за 2014 год]
Авторы: Войцеховский С.В. (vsv25@mail.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (старший преподаватель), кандидат технических наук; Девяткин А.М. (kosnaft1972@rambler.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (профессор, начальник факультета), доктор технических наук; Котенок А.А. (kosnaft1972@rambler.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (зам. начальника факультета), кандидат военных наук; Обухов А.В. (aleks.obuhov@yandex.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (старший преподаватель), кандидат технических наук;
Аннотация: Решение задачи целераспределения в штабах военных округов в настоящее время осуществляется в ручном режиме, что не позволяет оперативно реагировать на резкие изменения обстановки и вносить коррективы в процесс целераспределения. В условиях стремительного повышения мобильности войск снижение временных затрат на планирование их действий становится не только актуальной, но и одной из самых важных задач военной науки. В рамках выполнения научно-исследовательской работы в академии был разработан макет автоматизированного комплекса целераспределения объектов поражения противника, который прошел апробацию в ходе совместного стратегического учения «Запад-2013». Разработка данного программного комплекса позволила поднять работу группы планирования огневого поражения на новый качественный уровень и повысить оперативность принятия решения командиром. Обязательным условием для формирования в геоинформационной системе пространственных данных субъектами, осуществляющими их создание, является наличие классификаторов, разработанных с учетом положений ГОСТ Р 52439-2005. Таким образом, разработка макета программного комплекса с системой визуализации на электронной карте, технологии применения и его апробация привели к необходимости принятия решения об использовании нескольких известных классификаторов или о создании нового цифрового классификатора. Применяя известные классификаторы, невозможно было решить все поставленные задачи, стоящие перед программным комплексом целераспределения объектов поражения противника. Кроме того, использование не одного, а нескольких классификаторов условных знаков существенно усложнило бы алгоритм работы системы визуализации. Поэтому с целью отображения обстановки и результатов решения расчетной задачи целераспределения в программе с помощью условных знаков был создан свой классификатор Rigel. В статье представлены результаты создания цифрового классификатора для отображения обстановки и результатов решения расчетной задачи на электронной карте.
Ключевые слова: слой., условный знак, цифровой классификатор, алгоритм, система ви-зуализации, программный комплекс, геоинформационная система, задача целераспределения
Keywords: layer, conventional sign, digital qualifier, algorithm, , software package, geoinformation system, target setting task
Просмотров: 13958

10. Сравнительный анализ систем имитационного моделирования для исследования технологических процессов обработки информации в глобально распределенных автоматизированных информационных системах [№3 за 2014 год]
Автор: Бондаренко А.А. (bondarenko.a.a.7@gmail.com) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (аспирант );
Аннотация: В данной статье рассматривается проблема выбора системы имитационного моделирования для исследования глобально распределенных автоматизированных информационных систем. В последние годы сформировался особый класс этих систем, которые можно назвать глобально распределенными. Они отличаются наличием центральной БД и разветвленной структурой из сотен локальных СУБД, распределенных на значительной территории. Автор описывает ключевые особенности этих систем и приходит к выводу о необходимости исследования проистекающих в них технологических процессов обработки информации. В статье обоснован выбор имитационного моделирования в качестве средства анализа. Анализируются наиболее популярные и подходящие под рассматриваемую задачу программные пакеты имитационного моделирования: Simulink, GPSS World, Extend и Arena, при этом дается обобщен-ная характеристика каждого программного продукта. Выдвигается тезис о неочевидности выбора одного из программных продуктов и предлагается оценить свойства системы, существенные для решения поставленной задачи. При построении иерархической структуры признаков используется предложенная Дэвидом Кельтоном группировка возможностей программных продуктов, а в качестве механизма агрегирования – суммирование значений показателей по локальным или интегральным группам дерева. Сравниваются веса качеств систем, и на основе их анализа выбирается наиболее оптимальная (с большим весом качества) система. В результате проведенного исследования для анализа глобально распределенных автоматизированных информационных систем автор предлагает использовать систему имитационного моделирования Simulink.
Ключевые слова: extend, gpss, arena, matlab, simulink, агрегирование, сравнительный анализ, имитационное моделирование, автоматизированная информационная система
Keywords: extend, gpss, arena, matlab, simulink, aggregation, comparative analysis, simulation, automated information system
Просмотров: 20046

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►