Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2012 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам |

1. Model-based verificaton with error localization and error correction for C designs [№4 за 2012 год]
Автор: Urmas Repinski
Просмотров: 6155
Процесс верификации программного обеспечения позволяет удостовериться, соответствует ли дизайн своей спецификации. Анимация спецификации дает возможность реализовать верификацию на основе симуляции. Для локализации и исправления ошибки в случае неудачной верификации необходим доступ к структуре отлаживаемого дизайна. Для этого дизайн должен быть разобран в подходящий вид, в модель. Это минимально необходимые требования к инструменту, который сможет автоматически находить и исправлять ошибки в отлаживаемом дизайне. Для локализации и исправления ошибок в дизайне также требуется реализация алгоритма симуляции модели. В данной статье представлены различные алгоритмы симуляции. Обычно применяется симуляция модели напрямую, когда модель дизайна симулируется с целью получения выводов из вводов, но такой подход не оправдывает себя, так как в этом случае функциональность языка программирования дизайна должна быть практически полностью заново реализована для симуляции. Автор описывает альтернативный подход – симуляция модели дизайна с помощью языка программирования дизайна. Он более оправдан, не требует повторной реализации функциональности, уже имеющейся в языке программирования дизайна, а также позволяет с легкостью реализовать алгоритм динамической нарезки для локализации ошибок. Представлены результаты локализации ошибок с использованием алгоритма динамической нарезки и без него.

2. Интерфейс для исследования субримановых геодезических на трехмерных группах Ли [№4 за 2012 год]
Авторы: Ардентов А.А., Бесчастный И.Ю., Маштаков А.П., Сачков Ю.Л.
Просмотров: 8734
Рассматривается программный интерфейс для вычисления и исследования геодезических субримановых структур на группах SO(3) и SL(2), разработанный в системе Wolfram Mathematica. Данный интерфейс является первым шагом к получению полного описания геодезических кривых всех контактных структур на трехмерных группах Ли. В статье приводятся уравнения гамильтоновой системы принципа максимума Понтрягина в обоих случаях. Уравнения для сопряженных переменных в гамильтоновой системе имеют один и тот же вид для всех задач. Продемонстрированы результаты работы программы. Показаны примеры геодезических на группах SO(3) и SL(2) в эллиптическом и гиперболическом случаях.

3. Алгоритм и программная реализация гибридного метода обучения искусственных нейронных сетей [№4 за 2012 год]
Авторы: Белявский Г.И., Лила В.Б., Пучков Е.В.
Просмотров: 13719
Задача обучения искусственной нейронной сети может рассматриваться как задача оптимизации, при этом основная проблема заключается в выборе из разнообразных оптимизационных методов наиболее подходящего. Выбор в пользу градиентных методов обоснован тем, что, как правило, в задачах обучения нейросетей целевую функцию можно выразить в виде дифференцируемой функции от всех весовых коэффициентов. Однако сложный характер этой зависимости приводит к тому, что целевая функция имеет локальные экстремумы и седловые точки, а потому делает применение градиентных методов не всегда обоснованным. Для решения задач оптимизации с многоэкстремальным критерием используют методы случайного поиска, к которым относятся генетические алгоритмы, обычно отличающиеся медленной сходимостью. Для проведения сравнительной характеристики градиентных методов и генетического алгоритма разработано ПО с веб-интерфейсом. В качестве задачи для обучения нейронной сети использовалась задача аппроксимации двумерной функции Розенброка. Результаты исследования показали, что градиентные методы имели быструю сходимость лишь в начале обучения, а генетический алгоритм – в конце. Таким образом, предложен гибридный алгоритм, основанный на последовательном использовании градиентных методов и генетического алгоритма.

4. Оценки времени в модели параллельного выполнения программ [№4 за 2012 год]
Автор: Биллиг В.А.
Просмотров: 8349
Одним из магистральных направлений развития информационных технологий является параллельное программирование. Модели параллельных вычислений и связанные с ними характеристики важны для построения программных систем. Они позволяют понять, какого ускорения можно достичь, используя параллелизм в программах. В данной работе представлена модель параллельных вычислений в вычислительной системе с общей памятью. Выполняемая программа рассматривается как множество модулей, связанных по данным. Эту связь отражает граф зависимостей. Целью настоящей работы является получение оценок времени выполнения программы одним процессором (T1), конечным числом процессоров (Тp) и для идеализированного случая – неограниченным числом процессоров (T∞). Такие оценки ранее получены в предположении, что все модули программы выполняются за одно и то же время. Рассматривается получение этих характеристик для более интересного случая, когда время выполнения модулей программы различно. Показано, что время выполнения программы для случая p процессоров удовлетворяет соотношению 1 1 T T Tp T p p


+ .

5. Трехступенчатый эволюционный метод формирования коллективов нейронных сетей для решения задач классификации [№4 за 2012 год]
Автор: Бухтояров В.В.
Просмотров: 10124
Рассматривается приложение коллективов искусственных нейронных сетей для решения задач классификации. Дан краткий обзор некоторых методов формирования коллективов нейронных сетей и методов формирования решений задач, использующих ансамбли классификаторов. Изложены основные идеи комплексного эволюционного подхода к формированию коллектива нейронных сетей, разработанного автором. Предложен новый трехэтапный эволюционный подход выработки решений в коллективах нейронных сетей для задач классификации. Описаны этапы формирования решения задачи классификация с помощью данного подхода. Для оценки работоспособности и исследования эффективности предлагаемого метода были проведены сравнительные эксперименты на известных тестовых задачах. Приводится краткое описание использованных тестовых задач, описываются условия и результаты сравнительных статистических испытаний различных методов формирования коллективных решений на нескольких известных тестовых задачах. Результаты численных экспериментов позволяют сделать вывод о том, что эффективность подхода на рассматриваемом наборе задач не меньше, чем у большинства из включенных в рассмотрение конкурирующих подходов. В ряде задач подход оказывается наиболее эффективным. Обозначены направления дальнейших исследований эффективности подходов на более широком наборе сложных задач и перспективы их использования в реальных прикладных задачах.

6. Извлечение смысла из предложений естественного языка [№4 за 2012 год]
Автор: Вавиленкова А.И.
Просмотров: 7154
Предложена унифицированная форма логико-лингвистической модели, в основе которой лежит синтаксическая структура предложения естественного языка, определяющего отношения между подлежащим (субъектом) и сказуемым (предикатом). Исследованы различные типы предложений с помощью построения их логико-лингвистических моделей. Это позволило убедиться в том, что предложенная автором унифицированная форма является своеобразным шаблоном, благодаря которому можно формализовать все типы предложений. Семантические связи между словами прослеживаются в разрезе сформировавшихся словосочетаний. Построение таких моделей дает возможность сравнивать тексты по смыслу, извлекать знания из текстовой информации, а также искать в них противоречия. Верификацией предложенной идеи представления текстовой информации в виде логико-лингвистических моделей унифицированной формы является интеллектуальная система САФЛЛМ (система автоматизированного формирования логико-лингвистических моделей), в основе которой лежат принципы работы экспертных систем.

7. Технологические процессы с гибкими связями типа «звезда» для интерактивных программных систем [№4 за 2012 год]
Авторы: Вышенский С.В., Дубенская Ю.Ю.
Просмотров: 10415
Предложен метод построения интерактивных программных систем, основанных на описании гибких технологических процессов (workflow), в которых допускается нарушение технологической дисциплины в виде непредусмотренных переходов между разрешенными состояниями. В процессе эволюции индивидуального экземпляра процесса (токена) может потребоваться изменить порядок состояний, пропустить какое-либо из них или еще раз вернуться в некоторое состояние, в котором токен уже был. Такие действия могут выполняться в особом режиме работы информационной системы. Для реализации этого режима описание исходного технологического процесса (не допускающего нарушений технологической дисциплины) заранее модифицируется путем добавления в него особых состояний и переходов. Метод в основном реализуется стандартными средствами описания технологических процессов на языке высокого уровня. При этом, с точки зрения оператора, непредусмотренный переход мало отличается от обычного перехода, и оператор может не знать того, что в основе интерактивной системы лежит описание каких-либо технологических процессов. Гибкость системы достигается в процессе ее эксплуатации, а оператор может не иметь квалификацию разработчика или аналитика. Метод изложен на примере использования программного продукта с открытым кодом perl-workflow. Предложенный способ реализации произвольных переходов в технологических процессах применим, например, в системах мониторинга. Полученные результаты расширяют область применимости информационных систем, построенных на основе технологии workflow.

8. Метод построения интерактивных систем мониторинга на основе гибких технологических процессов [№4 за 2012 год]
Авторы: Вышенский С.В., Дубенская Ю.Ю., Григорьев П.В.
Просмотров: 10718
Предложен метод построения гибких интерактивных систем мониторинга, применимых в практически значимом случае, когда информация об исходной системе поступает в систему мониторинга нерегулярно, с опозданиями, с перерывами или с нарушением хронологического порядка, а также способных обрабатывать ситуацию, при которой в исходной системе произошло сознательное нарушение технологической дисциплины. Система мониторинга строится на основе управления технологическими процессами. При этом нарушение технологической дисциплины описывается вспомогательным технологическим процессом. В системе мониторинга создается следящий токен, парный токену исходной системы. Технологический процесс для следящего токена задается на языке высокого уровня и является простой функцией технологического процесса исходной системы. Для осуществления гибких переходов в системе предусмотрен специальный режим. Предложенная система позволяет восстановить историю каждого экземпляра исходного технологического процесса, анализируя разрозненные сообщения об исходной системе, и обладает некоторой устойчивостью к потере сообщений об исходной системе.

9. Применение метода линейного программирования при автоматизированном проектировании дополнительных аэродинамических поверхностей [№4 за 2012 год]
Авторы: Горбунов А.А., Припадчев А.Д.
Просмотров: 9094
В представленной статье сформулирован и обоснован метод автоматизированного проектирования с использованием разработанных программных средств и оптимального выбора дополнительных аэродинамических поверхностей по критерию производственных расходов для магистральных воздушных судов, обеспечивающих максимальную аэродинамическую эффективность конкретного типа воздушного судна. Метод основан на разработанном алгоритме с применением линейного программирования – симплекс-метода. Процесс решения задачи линейного программирования симплекс-методом носит итерационный характер, тот есть однотипные вычислительные процедуры повторяются в определенной последовательности до тех пор, пока не будет получено оптимальное решение. В связи с тем, что модель содержит незначительное количество переменных, задачу можно решить графически. Использование графического метода заключается в геометрическом представлении допустимых решений, то есть в построении области допустимых решений, в которых одновременно удовлетворяются все ограничения модели. Предлагаемая методика позволяет определить потребный тип дополнительной аэродинамической поверхности для конкретного типа магистрального воздушного судна, дать экономическую интерпретацию полученного решения.

10. Информационная система мониторинга рынка государственных заказов с возможностью многокритериального поиска, поддержки принятия управленческих решений и персонификации результатов [№4 за 2012 год]
Авторы: Горюнов И.Г., Пономарев С.А., Сытник Д.А.
Просмотров: 10651
В статье проведен анализ наиболее часто встречающихся практических задач участников рынка государственного заказа, для решения которых предлагается использовать разрабатываемую систему. Рассмотрены существующие решения в данной области, выявлены их основные недостатки. Изложены предлагаемые в системе программные решения задач многокритериального поиска и персонификации результатов, обеспечения мобильности и удаленной доступности разрабатываемых сервисов системы. Приведены описания архитектуры системы и программно- технологической реализации ее функциональности на основе облачной модели с поддержкой мобильных платформ. Описаны процедура информационного взаимодействия с первичным источником данных государственных контрактов (FTP-сервер ресурса zakupki.gov.ru), реализация поиска требуемых данных с использованием системы полнотекстового поиска Sphinx, логика исполнения функций поиска с настраиваемой фильтрацией требуемых данных. Приведены описание структуры и логики работы клиентской (мобильной) части разрабатываемой системы на примере реализации под операционную систему Apple iOS, описание дизайна прототипов пользовательских интерфейсов (прототипов экранов пользовательских фильтров, сводной новостной ленты заказов, экрана детализированной информации о выбранном пользователем контракте). Проанализированы и описаны состав основного контингента предполагаемых пользователей системы, состав практических задач, которые могут быть решены средствами системы.

| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►