Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №1 2019
1. Использование нечетко-множественного подхода при управлении заданиями ИТ-проекта [№1 за 2019 год]Авторы: Диязитдинова А.Р. (dijazitdinova@mail.ru) - Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики (доцент), кандидат технических наук; Лиманова Н.И. (nataliya.i.limanova@gmail.com) - Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Распределение и назначение ресурсов относятся к сложным многокритериальным задачам. В связи с этим в управ-лении проектами по созданию программных продуктов актуальной представляется задача разработки эффективных и универсальных методов оптимального распределения работ между исполнителями. Одним из возможных инструментов повышения обоснованности решений, принимаемых руководителем проекта компаний, занимающихся разработкой программных продуктов, может выступить нечеткая логика, которая позволяет оперировать слабоструктурированной и неточной информацией с использованием естественного языка. В статье предлагается модель нечеткой продукционной системы для управления заданиями ИТ-проекта, позволяю-щая оперировать естественно-языковыми категориями с целью повышения эффективности принятия решений в услови-ях неопределенности и снижения затрат при возникновении неблагоприятных ситуаций. Рассмотрены особенности про-екта по созданию программного продукта, разработана типовая схема процесса управления заданиями в ИТ-проекте, показана целесообразность применения аппарата нечетких систем для управления заданиями. Использование матема-тического аппарата нечеткой логики позволит руководителю проекта работать с переменными, выраженными в каче-ственных категориях, без перехода к средним значениям, что будет способствовать повышению качества принимаемых решений при управлении проектом. В рамках работы рассматривается задача оценки успешности выполнения задания (тикета) разработчиками. Выде-лены шесть входных лингвистических переменных и одна выходная, для каждой из которых разработаны терм-множества и функции принадлежности. Построена экспертная база правил, включающая 81 продукционное правило; разработана модель нечеткой продукционной системы для управления заданиями на базе пакета Fuzzy Logic Toolbox for MatLab. В качестве схемы нечеткого вывода использован алгоритм Мамдани. Приведены результаты функционирования модели, которые могут быть полезны руководителям ИТ-проектов на практике.
Abstract: Resource distribution and allocation problems are complex multi-criteria tasks. Therefore, the problem of development of effec-tive and universal technologies of work assignment among performers turns out to be challenging in software project manage-ment. One of the possible solutions to increase the relevance of project management decision-making in software development companies might be fuzzy logic. It allows processing semi-structured and inaccurate information using a natural language.
The paper proposes a model of fuzzy production system to manage IT project tasks that allows operating natural language categories to improve the efficiency of decision making under uncertainty and cost cutout in the extreme. The authors consider software product development features; develop a typical logic of IT project tasks management process; prove fuzzy logic tech-nology application reasons are for project management. Implementation of fuzzy logic mathematical tools technique allows a project manager to operate variables represented in quality categories without transferring to mean values that enables decision-making quality increase.
The paper considers a problem of task (ticket) development performance evaluation. There are derived six input linguistic variables and one output. There are developed term sets and membership functions for each of them. The built expert rule base includes 81 production rules. A model of fuzzy logic production system model for tasks management has been implemented us-ing Fuzzy Logic Toolbox for MatLab. The Mamdani algorithm has been used for fuzzy inference. The provided results of the model functioning would be useful for IT project managers.
Ключевые слова: fuzzy logic toolbox for matlab, функции принадлежности, лингвистические переменные, нечеткие системы (fuzzy-системы), управление заданиями, управление проектом по созданию программного продукта, ит-проектKeywords: matlab fuzzy logic toolbox, membership function, linguistic variables, fuzzy systems, task management, software development project management, it project
Просмотров: 8305
2. Алгоритмическое и программное обеспечение когнитивного агента на основе методологии Д. Пойа [№1 за 2019 год]
Авторы: Курбатов С.С. (curbatow.serg@yandex.ru) - Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (ведущий научный сотрудник); Фоминых И.Б. (igborfomin@mail.ru) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (профессор), доктор технических наук; Воробьев А.Б. (abvorobyev@bk.ru) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (аспирант);
Аннотация: В статье описывается оригинальный подход к созданию интегральной системы решения задач. Система (когнитив-ный агент) предполагает тесную интеграцию этапов лингвистической обработки, онтологического представления зада-чи, эвристически-ориентированного решения и концептуальной визуализации. Концепция системы базируется на мето-дологии Пойа, но в трактовке алгоритмического и программного воплощения. Система реализована в макетном вариан-те и протестирована в предметной области «школьная геометрия». Лингвистическая составляющая системы использует метод получения канонического описания задачи путем пере-фразирования и отображения в семантическую структуру. Автоматический поиск решения основан на выполнении правил, отражающих аксиоматику соответствующих пред-метных областей. Выбор правил при поиске решения определяется эвристиками, представленными в онтологии. Эври-стики оформлены как структуры семантической сети, что позволяет организовать многоаспектный поиск подходящего правила, а также обоснование выбора в виде естественно-языкового комментария. Концептуальная (когнитивная) визуализация обеспечивает наглядное отображение решения путем интерпретации текстового файла, содержащего информацию для вывода графических объектов, а также комментарии о процессе реше-ния. Комментарии включают естественно-языковое описание правил (аксиом, теорем), эвристические и эмпирические обоснования их выбора, а также ссылки на визуализируемые объекты. Проведены эксперименты, демонстрирующие возможности визуализации как чертежей задач, так и фрагментов он-тологии, фраз естественного языка, формул математики, в том числе формальной логики. Онтология реализована в про-граммной среде СУБД Progress. Программы визуализации реализованы на JavaScript с использованием JSXGraph и MathJax. Реализация обеспечивает возможность пошагового просмотра решения в различных направлениях с динамиче-ским изменением чертежа и соответствующих комментариев. Разнообразная модификация пользователем чертежа с со-хранением условий задачи позволяет эмпирически продемонстрировать корректность условий.
Abstract: The paper describes an original approach to creating an integrated problem solving system (cognitive agent). The system in-volves a tight integration of linguistic processing stages, an ontological representation, a heuristically oriented solution and visu-alization. The system concept is based on the Polya’s methodology interpreted in algorithmic and software implementation. The system is implemented in a mock-up version and tested in the subject area “school geometry”.
The linguistic component uses the problem canonical description obtaining method through paraphrasing and mapping it into a semantic structure.
An automated solution search is based on implementing the rules that reflect the axioms of the respective subject areas. The heuristics presented in the ontology define the rules. The heuristics are designed as semantic network structures, which allows organizing a rule multiple-aspect search and selection justification as a natural language comment.
Conceptual (cognitive) visualization provides the solution visual representation by interpreting a text file with information to display graphical objects, as well as comments on the solution process. Comments include natural language descriptions of rules (axioms, theorems), heuristic and empirical justifications for their choice and links to visualized objects.
The paper defines experiments that demonstrate visualization possibilities of task drawings and ontology fragments, natural language phrases, mathematical and formal logic formulas. The ontology is implemented in the DBMS Progress. Visualization programs are implemented in JavaScript using JSXGraph and MathJax. The implementation provides a step-by-step solution view in different directions with dynamic changing in drawing and related comments.
The authors have interpreted experimental results and planned the study to develop the described approach.
Ключевые слова: школьная геометрия, визуализация решения, онтология предметной области, естественно-языковой интерфейс, когнитивный агент, интегральная системаKeywords: school geometry, solution visualization, domain ontology, natural language user interface, cognitive agent, integrated system
Просмотров: 9021
3. Унифицированное представление формул логик LTL и CTL системами рекурсивных уравнений [№1 за 2019 год]
Авторы: Кораблин Ю.П. (y.p.k@mail.ru) - Российский государственный социальный университет, г. Москва (профессор), доктор технических наук; Шипов А.А. (a-j-a-1@yandex.ru) - Московский технологический университет (МИРЭА) (старший инженер-программист), кандидат технических наук;
Аннотация: Для решения задачи верификации методом проверки на моделях Model Checking сегодня зачастую используются такие временные логики, как логика линейного времени LTL, логика ветвящегося времени CTL и логика CTL*, объединяющая возможности двух первых логик. Однако каждая из этих логик имеет свои недостатки, ограничения и проблемы выразительности, которые возникают ввиду их синтаксических и семантических особенностей. Именно поэтому на текущий момент не существует единой темпоральной логики. Авторы данной статьи убеждены, что использование специальных представлений, основанных на системах рекурсивных уравнений в отношении темпоральных логик, способно не только расширить их выразительную мощность, но и унифицировать синтаксические конструкции, позволив тем самым сформулировать некоторую общую и единую для всех логик нотацию. В статье предложена и рассмотрена специальная RTL-нотация, в основе которой лежат системы рекурсивных уравнений и привычные семантические определения логик LTL и CTL. Задача, которую призвана решить данная нотация, состоит в объединении выразительных возможностей обеих логик, что расширит выразительность каждой из них, а также в унификации их синтаксических конструкций, что даст возможность выработать единообразный подход к решению задачи верификации. Авторами дано подробное определение RTL-нотации, представлены соответствующие аксиомы и теоремы, приведен ряд примеров и утверждений, наглядно демонстрирующих выразительные возможности RTL. Целью статьи является демонстрация ключевых особенностей и возможностей RTL-нотации, которые в дальнейших работах авторов лягут в основу решения проблемы верификации моделей систем.
Abstract: Nowadays, to solve the formal verification problem using the Model Checking method, the following logics are often used: the linear-time temporal logic (LTL), the computation tree logic (CTL) and CTL* that combines the capabilities of both other logics. However, each of these logics has its own disadvantages, limitations and expressiveness problems due to their syntactic and se-mantic features. Therefore, there is no universal temporal logic at the moment.
The authors are convinced that special representations, which are based on systems of recursive equations in regard to tem-poral logics, can extend their expressiveness, as well as unify their syntax. Thus, they allow building their common and uniform notation.
The paper proposes and considers a special RTL notation that is based on systems of recursive equations and the accus-tomed LTL and CTL semantic definitions. The notation is intended to solve the problem of unification of expressiveness of both logics, which in turn expands the expressiveness each one of them. The unification of their syntactic structures will give an opportunity to develop a uniform approach for the Model Checking problem.
The authors provide a detailed definition of the RTL notation; give corresponding axioms and theorems. The paper also rep-resents a number of examples and statements that clearly demonstrate the RTL expressiveness capabilities.
The purpose of the paper is to demonstrate key features and capabilities of the RTL notation, which are the basis for the au-thors' further research on solving the problem of system models verification.
Ключевые слова: формула временной логики, ctl, ltl, эквациональная характеристика rltl, model checking, верификацияKeywords: temporal logic formula, ctl, ltl, rltl equation characteristics, model checking, verification
Просмотров: 6136
4. Интеграция САПР для синтеза логических схем с использованием глобальной оптимизации [№1 за 2019 год]
Авторы: Бибило П.Н. (bibilo@newman.bas-net.by) - Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси (профессор, зав. лабораторией), доктор технических наук; Романов В.И. (rom@newman.bas-net.by) - Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси (доцент, ведущий научный сотрудник), кандидат технических наук;
Аннотация: Предлагается технология проектирования цифровых устройств, позволяющая выполнять логическое моделирование VHDL-описаний комбинационной логики, формировать соответствующие системы булевых функций, проводить их ло-гическую оптимизацию и синтезировать логические схемы в различных технологических библиотеках логических эле-ментов. Интеграция программных средств в рамках этой технологии основывается на использовании скриптов и BAT-файлов, которые поддерживаются современными САПР. Исходные VHDL-описания могут задавать как алгоритмические, так и функциональные описания – таблицы истин-ности систем полностью либо неполностью определенных булевых функций, системы дизъюнктивных нормальных форм, описания многоуровневых (скобочных) логических уравнений. Как исходные VHDL-описания могут использо-ваться также структурные описания логических схем, синтезированных в различных целевых технологических библио-теках, в этом случае осуществляется их перепроектирование в другой базис логических элементов. Переход от VHDL-описаний к системам булевых функций происходит на основе логического моделирования на всех возможных наборах (полных тестах) значений входных переменных. Для логической оптимизации используются мощные программы совместной и раздельной минимизации систем бу-левых функций в классе дизъюнктивных нормальных форм, а также программы минимизации многоуровневых BDD-представлений систем булевых функций на основе разложения Шеннона. Для проведения проектирования достаточно указать исходное VHDL-описание, способ логической оптимизации и целевую библиотеку логических элементов, используемую в синтезаторе LeonardoSpectrum. На основании полученных данных автоматически формируется BAT-файл, осуществляющий синтез с использованием глобальной логической оп-тимизации. Пользователь может оценить найденное решение, сравнив его с другим, получаемым синтезатором LeonardoSpectrum по исходному описанию без выполнения предварительной оптимизации.
Abstract: The paper proposes a technology for designing digital devices. This technology allows logical modeling of VHDL descriptions of combina-tional logic, forming the corresponding systems of Boolean functions, their logical optimizing and synthesizing logic circuits in various tech-nological libraries of logic elements. The software integration within this technology is based using scripts and BAT files that are supported by modern CAD systems.
The source VHDL descriptions can set algorithmic and functional descriptions. They are truth tables of completely or noncompletely specified Boolean function systems, systems of partial Boolean functions, systems of disjunctive normal forms, descriptions of multilevel log-ical equations. In addition, structural descriptions of logic circuits synthesized in various target technological libraries might also be used as source VHDL descriptions. In this case, they are redesigned into another basis of logical elements.
The transition from VHDL descriptions to systems of Boolean functions is based on logical simulation for all possible sets of input varia-bles.
Logical optimization includes using of powerful programs of joint and separate minimization of Boolean function systems in the class of disjunctive normal forms, as well as programs of minimization of multilevel BDD representations (BDD – Binary Decision Diagram) of Boolean function systems based on Shannon’s expansion.
A user only needs to specify a VHDL source description, a logical optimization method and a target library of logic elements used in the LeonardoSpectrum synthesizer. The required BAT file is generated automatically. The file provides synthesis using global logic optimization. The user can assess the solution found by comparing with another one that the LeonardoSpectrum synthesizer obtained from the original de-scription without prior optimization.
Ключевые слова: разложение шеннона, логическая оптимизация, синтез комбинационных логических схем, логическое моделирование, vhdlKeywords: shannon’s expansion, logical optimization, synthesis of combinational logic circuits, logical simulation, vhdl
Просмотров: 9642
5. Использование формулы Байеса при оценивании качества программного обеспечения согласно стандарту ISO/IEC 9126 [№1 за 2019 год]
Авторы: Бураков Д.П. (burakovdmitry8@gmail.com) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Математика и моделирование»), кандидат технических наук; Кожомбердиева Г.И. (kgi-pgups@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Информационные и вычислительные системы»), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье обсуждается способ использования подхода, основанного на применении известной формулы Байеса, для оценивания качества программных продуктов в рамках моделей качества и процесса оценивания, предусмотренных стандартом ISO/IEC 9126 (ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93). Кратко описываются модели качества ПО и процесса оценива-ния, предлагаемые стандартом ISO/IEC 9126 и заменившим его стандартом ISO/IEC 25010:2011, указывается место применения подхода при реализации процесса оценивания. Оценку качества ПО предлагается представлять в виде распределения вероятностей на множестве гипотез о том, что качество оцениваемого программного продукта достигло одного из предопределенных уровней ранжирования, преду-смотренных моделью. С использованием формулы Байеса формируется апостериорное распределение вероятностей, базирующееся на пересмотренном и уточненном в ходе оценивания качества априорном распределении вероятностей, сформированном перед началом процедуры оценивания. В качестве исходных данных для получения вероятностей ис-пользуются результаты измерения разнородных метрик произвольного набора атрибутов качества, определяемых мо-делью качества, причем подход позволяет использовать как метрики, измеренные непосредственно, так и получившие свои значения в результате экспертного оценивания. Предлагаемый подход позволяет получать осмысленные оценки качества даже в случае наличия неполных, неточных и противоречивых результатов измерения метрик качества.
Abstract: The paper discusses a way to use the approach based on well-known Bayes rule to evaluate software quality according to quali-ty model and evaluation process described in the ISO/IEC 9126 standard. In addition, it briefly describes software quality mod-els and evaluation process that are proposed by the abovementioned standard, as well as by the improved ISO/IEC 25010:2011 standard. The authors define the field of using the proposed approach during the evaluation process.
The software quality evaluation is presented as a probability distribution on a set of hypotheses that software quality has reached one of the predefined quality levels proposed by the model. The Bayes' formula is used to build a posteriori probability distribution based on revised and refined during quality evaluation a priori probability distribution that is defined before evalua-tion. The source data for calculating probabilities is the results of measurement of heterogeneous quality metrics for arbitrary set of quality attributes that are specified in the software quality model.
The proposed approach allows using both directly measured metrics and the metrics estimated by experts. In fact, the ap-proach gives reasonable software quality evaluation even if there are incomplete, inaccurate and inconsistent quality metrics.
Ключевые слова: байесовский подход, формула байеса, аттестация по, экспертное оценивание, методы оценки по, метрики качества, iso/iec 9126, качество поKeywords: bayesian approach, Bayes' formula, software validation, expert estimation, software evaluation methods, quality metrics, iso/iec 9126, software quality
Просмотров: 6146
6. Гибкость использования в MatLab входных и выходных параметров стандартных и нестандартных функций [№1 за 2019 год]
Авторы: Ревинская О.Г. (ogr@tpu.ru) - Национальный исследовательский Томский государственный университет, Национальный исследовательский Томский политехнический университет (доцент кафедры физики плазмы, зав. лабораторией), кандидат педагогических наук;
Аннотация: На основе анализа публикаций в статье вскрыто противоречие между осознанием широты и гибкости использования входных и выходных параметров стандартных функций и ощущением жесткой предопределенности при описании и использовании аналогичных параметров нестандартных функций MatLab. Это противоречие было разрешено путем детального анализа возможностей, предоставляемых MatLab (в том числе его последними версиями), для того, чтобы параметры функции при ее вызове интерпретировались как обязательные или необязательные, позиционированные или непозиционированные, типизированные или нетипизированные и т.д. Это разнообразие свойств входных и выходных параметров как раз и обеспечивает гибкость применения стандартных функций MatLab. Показано, что по умолчанию MatLab контролирует только формальное превышение количества параметров, использованных при вызове функции (стандартной, нестандартной), над количеством соответствующих параметров, ука-занных при ее описании. Чтобы параметры нестандартной функции обладали определенными свойствами, необходимо специальным образом организовать программный код тела функции: проверить, сколько параметров указано при фактическом вызове функции, информация какого типа поступает в функцию и из нее через параметры; проанализировать, какие из необязательных параметров заданы, а какие нет, и т.д. Такая организация тела функции долгое время оставалась весьма трудоемкой. Поэтому в последних версиях MatLab появились и совершенствуются стандартные функции, автоматизирующие отдельные из выполняемых при этом операций. Таким образом, в статье систематизирован комплекс мер, позволяющих обеспечить параметрам нестандартной функции такую же широту и гибкость использования, как у параметров стандартных функций MatLab. На основе личного опыта прикладного программирования и преподавания MatLab автором подобраны простые примеры, детально иллюстрирующие способы написания нестандартных функций с параметрами, обладающими соответствующими свойствами.
Abstract: Based on a review of recent papers, the paper reveals the contradiction between the understanding of the breadth and flexibility of using input and output parameters of standard functions and the feeling of rigid predetermination when describing and using similar parameters of non-standard MatLab functions.
This contradiction is resolved by a detailed analysis of the capabilities provided by MatLab (including its latest versions), so that the function parameters (when it is called) are interpreted as mandatory or optional, positioned or unpositioned, typed or untyped, etc. This variety of properties of input and output parameters provides flexibility in the application of standard MatLab functions.
It is shown that by default MatLab controls only formal excess of the number of parameters used when calling a function (standard, non-standard) over the number of corresponding parameters specified in its description. For the parameters of a non-standard function to have certain properties, it is necessary to organize a function body program code in a special way: to check how many parameters are specified when the function is actually called, what type of information enters the function and exits through parameters; to analyze which optional parameters are set and which are not, etc. Such organization of the function body has been remaining very laborious for a long time. Therefore, the latest versions of MatLab have standard functions that auto-mate some of the performed operations.
Thus, the article systematizes a set of measures that allow the parameters of a non-standard function to have the same breadth and flexibility of use as the parameters of standard MatLab functions.
Based on personal experience in applied programming and teaching MatLab, the author shows simple examples that illus-trate in detail how to write non-standard functions with parameters that have the appropriate properties.
Ключевые слова: обязательные и необязательные параметры, входные и выходные параметры, нестандартная функция, стандартная функция, matlabKeywords: required and optional parameters, input and output parameters, non-standard function, standard function, matlab
Просмотров: 8075
7. О применении жадных алгоритмов в некоторых задачах дискретной математики [№1 за 2019 год]
Авторы: Бойков В.А. (vboykov@inbox.ru) - Одинцовский филиал МГИМО МИД России (старший научный сотрудник), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Алгоритмы, основанные на идее локальной оптимальности, кажутся естественными и являются соблазном при решении задач оптимизации. Однако задачи оптимизации, которые будут рассмотрены в данной статье, многошаговые, а получение жадными алгоритмами оптимального решения в многошаговых задачах, вообще говоря, не гарантировано. Это будет показано на примерах решения транспортной задачи, задачи о кратчайшем расстоянии между городами на заданной сети дорог и задачи коммивояжера. Объектами проведенного исследования являются жадные алгоритмы, примененные к решениям таких задач. В работе приводится пример парадоксального решения одной транспортной задачи малой размерности. При ее решении одним из жадных алгоритмов строится план перевозок продукции. Однако этот план не является оптимальным и обладает парадоксальным свойством. А именно: по маршруту, который оказывается самым дешевым в оптимальном плане, перевозка не осуществляется. Оптимальное решение рассмотренной задачи достигается с помощью пакета Mathcad. На примере задачи о кратчайшем расстоянии показано, что жадный алгоритм тоже не приводит к оптимальному пути. А три контрпримера на евклидовых графах показывают, что, вообще говоря, невозможно получить оптимальный марш-рут даже при расчете вариантов на несколько шагов вперед. В качестве третьего примера применения жадного алгоритма для решения задачи коммивояжера рассматривается метод ближайших городов. С его помощью описывается последовательное построение гамильтонова цикла. Приведенная версия алгоритма застрахована от получения несвязных графов в процессе решения. Далее длина полученного гамильтонова цикла используется как верхняя оценка при реализации простейшей версии метода ветвей и границ. Опти-мальность полученного решения проверяется с помощью программы, выполненной в пакете Mathcad. В рассмотренных примерах решения, полученные с помощью жадных алгоритмов, используются в качестве начального приближения для дальнейшей оптимизации целевой функции.
Abstract: The algorithms that are based on the idea of local optimality seem natural and tempting when solving optimization problems. However, the optimization problems discussed in the paper are multistage. In this case, the obtaining an optimal solution in a multistage problem by greedy algorithms is not guaranteed generally. This fact is demonstrated by the examples of solving a transport problem, the problem of the shortest distance between cities on a given road network, and the traveling salesman prob-lem.
The research objects are greedy algorithms applied to solving the same problems described in this paper.
The paper gives an example of a paradoxical solution of a small dimension transportation problem. When solving the prob-lem, one of greedy algorithms constructs a product transportation plan. However, this plan is not optimal and has a paradoxical property. Namely, no transportation by the route that is the cheapest in the optimal plan. The optimal solution of the considered problem is given by mathematical package Mathcad.
The fact that the greedy algorithm does not show the optimal path is shown on the example of the shortest distance problem. Three counterexamples on Euclidean graphs show that it is impossible to obtain an optimal route even when calculating options several steps ahead.
The third example of applying the greedy algorithm to solve the traveling salesman problem is the nearest city method. The method describes the sequential construction of the Hamiltonian cycle. The above version of the algorithm is secured from ob-taining non-connected graphs during a solution process. Further, the length of the Hamiltonian cycle is used as an upper bound when implementing the simplest version of the branch and bound method. The program made in Mathcad checks the optimality of the obtained solution.
In the considered examples, the solutions obtained by greedy algorithms are used as an initial approximation for further op-timization of the target function.
Ключевые слова: метод ветвей и границ, задача коммивояжера как задача математического программирования, задача коммивояжера, задача о кратчайшем расстоянии, парадоксальное решение транспортной задачи, транспортная задача, жадный алгоритмKeywords: branch and bound method, traveling salesman problem as a mathematical programming problem, traveling salesman problem, shortest distance problem, paradoxical solution of the transport problem, vehicle routing problem, greedy algorithms
Просмотров: 5484
8. Разработка концепции миграции данных между реляционными и нереляционными системами БД [№1 за 2019 год]
Авторы: Королева Ю.А. (jakoroleva@corp.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (ассистент), кандидат технических наук; Маслова В.О. (victoria_95m@mail.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (студент); Козлов В.К. (172652@niuitmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (студент);
Аннотация: В данной работе исследуются реляционные и нереляционные подходы к построению, хранению и извлечению данных. В настоящее время все информационные и информационно-аналитические системы не обходятся без использования БД. Данные системы должны обрабатывать, читать, записывать определенные наборы данных, которые нужно упорядочивать, структурировать и хранить. Для многих компаний актуальной проблемой является выбор подходящих БД и системы управления, от которых в дальнейшем будут зависеть производительность, надежность, безопасность, особенности поддержки, разработки и другие характеристики работы. В одной информационной системе компании обычно применяются несколько моделей данных, это обосновано разноплановостью характера манипуляции используемых в непосредственной работе данных. Например, для задач, где необходимы полная консистентность данных и транзакционный контроль, используют реляционную БД, в то время как аналитические, агрегированные или метаданные могут храниться в БД NoSQL. Данное раз-деление зачастую необходимо для наиболее эффективного функционирования конечного продукта. В процессе работы были выявлены самые востребованные системы управления БД для обоих подходов к построению БД, проанализированы их особенности, достоинства и недостатки. На основании внутреннего устройства реляционных и нереляционных БД предложена схема преобразования данных из одной модели в другую как первый этап подготовки данных к прозрачной миграции между системами. Теоретической основой исследований являются отечественные и зарубежные публикации на тему моделей данных, а также компьютерных технологий.
Abstract: The article investigates relational and non-relational approaches to constructing, storing, and extracting data.
Nowadays all information and analytical systems use databases. These systems require the ability to process, read, write specific data sets that need to be organized, structured and stored.
Finding a suitable database and database management system is one of the most common problem for many companies, as this choice will determine performance, reliability, security, design features and other work features. Usually several data mod-els can be used in one information system of a company. For example, companies use a relational database for the tasks that re-quire using full data consistency and transaction control, whereas analytical, aggregated or meta-data can be kept in a NoSQL database. This separation is often necessary for the most effective functioning of the final product. Combining these systems is the main problem.
The research discovered the most popular database management systems for both approaches of developing databases. Their advantages and disadvantages are analyzed. As the first phase of data preparation for transparent migration between two systems, the authors propose the transformation scheme from relational data to non-relational data. This scheme is based on the databases internal organization and their peculiar properties.
Ключевые слова: миграция данных, системы управления бд, nosql, синхронизация данных, перенос данных, разнородные информационные системыKeywords: data migration, database management systems, nosql, data synchronization, data transfer, heterogeneous information systems
Просмотров: 4931
9. Управление энергозатратами процесса хранения данных при выборе размера физического блока данных [№1 за 2019 год]
Авторы: Татарникова Т.М. (tm-tatarn@yandex.ru) - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (доцент, профессор), доктор технических наук; Пойманова Е.Д. (e.d.poymanova@gmail.com) - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (старший преподаватель);
Аннотация: В статье рассматривается иерархия функций процесса хранения данных на физическом уровне. На первом уровне выполняются функции по поддержанию устойчивого состояния минимальных единиц хранения данных. От количества устойчивых состояний минимальной единицы хранения данных зависит количество сохраняемых битов данных. Показано, что минимальные единицы хранения данных различаются в зависимости от типа записи и вида носителя. Приводится выражение, позволяющее оценить минимальную энергию, необходимую для преобразования минимальной единицы хранения. На втором уровне выполняются функции по объединению минимальных единиц хранения данных в физические блоки данных. Показана структура физического блока. Приведен пример изменения размера физического блока, демонстрирующий возможность его регулирования в зависимости от вида хранимой информации и требований к системе хранения. При увеличении физического блока уменьшается доля метаданных, сохраняемых на носитель, и таким образом увеличивается эффективность использования емкости носителя. На третьем уровне выполняются функции по объединению физических блоков в логические блоки данных. Размер логического блока зависит от возможностей установленной файловой системы и определяется при форматировании. На уровне файла задается адресация битов данных, физических и логических блоков, тем самым биты данных логически объединяются в файл. Приведены результаты, демонстрирующие существенное сокращение расхода энергии при увеличении размера блока данных и уменьшении объема метаданных по сравнению с энергозатратами при сохранении исходного файла.
Abstract: The papers considers the function hierarchy of data storage at a physical level.
At the first level, there are functions to maintain a steady state of minimum data storage units. The number of stable states of data storage minimum unit affects the number of stored data bits. It is shown that minimum data storage units differ depending on the file type and the medium type. There is an expression that allows estimating the minimum energy required to convert a minimum storage unit.
At the second level, there are functions to combine the minimum units of data storage into physical data blocks. The paper shows the structure of a physical unit. There is an example of changing a physical block size. It demonstrates the possibility of adjusting a physical block size depending on the stored information type and requirements for the storage system. When a phys-ical block increases, the metadata stored in a medium decreases, and thus the efficiency of using the media capacity increases.
At the third level, there are functions to unite the physical blocks into logical data blocks. The logical block size depends on the capabilities of the installed file system and is set when formatting. At the file level, there is addressing of data bits, physical and logical blocks, thereby the data bits are logically combined into a file. The paper presents the results that demonstrate a sig-nificant reduction in energy consumption with a data block size increase and a metadata volume decrease compared to energy consumption when maintaining the original file.
Ключевые слова: файловая система, метаданные, файл, логический блок данных, физический блок данных, энергетический барьер, минимальная единица хранения, иерархия функций процесса хранения данных, хранение данныхKeywords: file system, metadata, file, logical data block, physical data block, energy barrier, minimum storage unit, data storage hierarchy, data storage
Просмотров: 5909
10. Проблемные вопросы проведения информационного обследования как базового этапа разработки АСУ [№1 за 2019 год]
Авторы: Саяпин О.В. (tow65@yandex.ru) - 27 Центральный научно-исследовательский институт Минобороны России (доцент, ведущий научный сотрудник), доктор технических наук; Тиханычев О.В. (tow65@yandex.ru) - 27 Центральный научно-исследовательский институт Минобороны России (старший научный сотрудник), кандидат технических наук; Чискидов С.В. (aleksankov.sergey@gmail.com) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (инженер-исследователь), кандидат технических наук; Саяпин М.О. (tow65@yandex.ru) - Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (студент);
Аннотация: В статье рассмотрены проблемы организации информационного обследования как начального этапа создания АСУ. Данный этап является одним из важнейших в разработке таких систем, в рамках которого должно быть обеспечено описание анализа информационно-функционального содержания существующих процессов управления в виде модели функционирования рассматриваемой организационно-технической системы. Разработанная функциональная модель (или модель функционирования) обеспечивает первоначальный уровень формализованного описания рассматриваемых процессов, в котором представлены и соотнесены со временем все решаемые задачи и взаимосвязанные с ними доку-менты, и должна являться основой (базой, фундаментом) формирования информационной модели процесса управления, содержащей объединенное, согласованное и стандартизированное представление данных, необходимых для всех категорий должностных лиц системы. Как показывает анализ предметной области, именно на начальном этапе создания системы (исследование и обоснование разработки) задаются базовые параметры ее дальнейшего развития. В то же время существующие подходы к информационному обследованию, ориентированные на бумажные технологии, не обеспечивают должное качество формирования информационной модели автоматизируемой системы и надежную основу для дальнейших работ. Одновременно существует достаточно широкий спектр средств и методов обеспечения разработки средств автоматизации управления, в том числе инструментарий составления функциональных и информационных моделей. На основе анализа содержания проблемы в статье синтезированы возможные пути ее решения за счет последовательного построения функциональной и информационной моделей автоматизируемой системы с использованием возможностей современных информационных технологий. На основе анализа сложившейся ситуации в статье предлагается доработать нормативные документы по разработке АСУ в части перехода от использования бумажных документов к модели автоматизируемой системы в электронном виде, расширения перечня используемых технологий разработки, уточнения типовых алгоритмов разработки АСУ. При этом необходимо учитывать еще один важный фактор процесса автоматизации управления – взаимное влияние структуры системы управления и внедряемых в нее средств автоматизации. Как показывает практический опыт авторов, указанные меры могут существенно повысить эффективность разработки автоматизированных систем.
Abstract: The paper considers the problems of organizing an information survey, as the initial stage of creating an automated control sys-tem. This stage is most important in the development of automated control systems. It should provide a description of the analy-sis of an information and functional content of existing management processes in the form of a functioning model of the organ-izational and technical system under consideration. Such description should contain a system of detailed structured descriptions of all functional subsystems, processes, functions and tasks of officials of the automated system, as well as a description of a composition, content, circulation and requirements for processing documents in each automated process. The developed func-tional model provides the initial level of formalized descriptions of the considered processes, which presents and correlates with time all tasks and related documents. It should be a basis of forming a management process information model containing the combined, harmonized and standardized presentation of data required for all categories of officers of the organizational and technical system.
According to domain analysis, the initial stage of creating a system (research and development rationale) is for setting the basic parameters of its further development. Existing approaches to the informational survey, which are focused on paper-and-pencil technologies, do not provide the proper quality of the formation of an automated system information model and a relia-ble basis for further work. At the same time, there is a fairly wide range of tools and methods to ensure the development of management automation tools, including tools for creating functional and information models. The paper proposes ways to solve the problem of the information survey of an automation object by consistently constructing a functional and information model of an organizational and technical system using the capabilities of modern information technologies.
The paper proposes to finalize regulatory documents on the development of automated control systems for the implementa-tion of the proposed principles. In particular, taking into account another important factor in the process of management auto-mation – the mutual influence of the control system structure and automation tools introduced into it. As the practical experi-ence shows that these measures can significantly improve the efficiency of automated systems development.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, этапы создания, автоматизация поддержки принятия решений, модель функционирования, информационная модель, технологии информационного обследованияKeywords: automatized control system, construction phases, decision support automation, functioning model, information model, technology survey
Просмотров: 7987
| 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
