Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2013 год.

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

11. Использование логики предикатов первого порядка в системах поддержки истинности на основе предположений [№4 за 2013 год]
Авторы: Вагин В.Н., Зарецкий Д.С.
Просмотров: 7167
Статья посвящена использованию логики предикатов первого порядка в системе поддержки истинности, основанной на предположениях (ATMS) и выполняющей роль системы поддержки логического вывода. В краткой форме даны формальное описании ATMS, основные принципы работы ее классического алгоритма, рассмотрены недостатки классического алгоритма, опирающегося на принципы логики высказываний. В работе рассмотрены три различных подхода (на основе фундаментальных примеров, общезначимых предикатов и объединений множества предположений, являющихся фундаментальными примерами предиката) к расширению области применения ATMS на область логики предикатов первого порядка. Рассматриваемые подходы проиллюстрированы краткими примерами, показывающими их сильные и слабые стороны. Представлены необходимые доработки классического алгоритма для использования новых возможностей. В статье исследована и возможность различного применения рассмотренных подходов в зависимости от требований конкретной задачи. Подведены итоги исследования и подчеркнуты плюсы и минусы использования в системах поддержки истинности как элементов логики высказываний, так и элементов логики предикатов первого порядка.

12. Программная конвейеризация циклов для ускорителя плавающей арифметики в составе процессора Комдив128-РИО [№4 за 2013 год]
Авторы: Вьюкова Н.И., Галатенко В.А., Самборский С.В.
Просмотров: 10690
Представлен метод программной конвейеризации циклов для специализированного ускорителя в составе процессора Комдив128-РИО архитектуры MIPS. Программирование ускорителя производится только на языке ассемблера, поскольку создание компиляторов с языков высокого уровня для него невозможно из-за ряда архитектурных особенностей. Ручная разработка эффективных вычислительных циклов для ускорителя является сложной задачей, так как программист должен учитывать множество факторов, таких как отсутствие аппаратных задержек по неготовности данных, сложная структура регистрового файла, отсутствие ветвлений и ограниченный аппаратный стек. Целью работы является разработка автоматических средств программной конвейеризации циклов для специализированного ускорителя. Это позволяет программисту писать достаточно простые внутренние циклы, которые правильно реализуют вычисления, но могут быть неоптимальными. Затем исходный цикл трансформируется в конвейеризованный, на нем достигается максимальная или близкая к максимальной эффективность выполнения заданных программистом вычислений. Использование точного подхода, основанного на применении методов целочисленного линейного программирования, позволяет обеспечить оптимальную производительность кода. Основное внимание в статье уделено особенностям формулировки задачи целочисленного линейного программирования, связанным со спецификой архитектуры ускорителя. Рассмотрены вопросы точного подсчета числа требуемых регистров, а также проблема понижения кратности развертки конвейеризованных циклов.

13. О возможности реализации мобильной сети спутниковой связи стандарта DVB-RCS с пространственно-частотно-временным разделением ресурса в Х-диапазоне [№4 за 2013 год]
Авторы: Генов А.А., Осипов В.В., Савилкин С.Б.
Просмотров: 10528
Спутниковые сети носимых земных станций в настоящее время реализуются через космические аппараты на геостационарной орбите, как правило, в режиме прямой ретрансляции с частотным разделением каналов (FDMA). Переход к стандарту DVB-RCS с пространственно-частотно-временным разделением каналов (MSF-TDMA) предполагает реализацию на борту космического аппарата многолучевых приемно-передающих антенн (гибридных многолучевых антенн или активных фазированных антенных решеток) и мультисервисных бортовых цифровых платформ стандарта DVB-RCS, обеспечивающих многоканальную демодуляцию сигналов земных станций. Использование стандарта DVB-RCS с MSF-TDMA позволяет существенно расширить функциональные характеристики сетей мобильной связи через космические аппараты на геостационарной орбите. Для перехода к более высоким скоростям передачи информации, принятым в сетях спутниковой связи стандарта DVB-RCS, необходимо более чем на порядок увеличить энергетический потенциал спутниковых радиолиний космического аппарата «Стационар», что может быть обеспечено только путем создания на борту космического аппарата «Стационар» многолучевых приемно-передающих антенн. Модернизация «Стационар» путем введения его в состав мультисервисных бортовых цифровых платформ и многолучевых антенн позволит реализовывать в Х-диапазоне на базе земных станций типа «Белозер» сети мобильной спутниковой связи стандарта DVB-RCS (MSF-TDMA), в которых будет обеспечиваться возможность организации высокоскоростной прямой связи абонентских земных станций друг с другом.

14. Разработка адаптивных моделей поведения агентов мультиагентной системы управления телекоммуникационными предприятиями [№4 за 2013 год]
Авторы: Гимаров В.В., Гимаров В.А., Дли М.И., Иванова И.В.
Просмотров: 13162
Исследование и анализ рынка как открытой социально-экономической системы, объединяющей большое количество взаимодействующих элементов, требует обработки огромных массивов статистических данных и информационной поддержки прогнозирования маркетинговых ситуаций с целью выбора стратегий и принятия решений по их реализации на основе формализованных знаний. В то же время известные на сегодняшний день методы, основанные на использовании аналитических выражений и теории игр, описывают состояние элементов статистически, без учета динамики их поведения и взаимовлияния. Динамика поведения системы в условиях неопределенности, риска, нечеткой или неполной информации в большинстве случаев непредсказуема. В связи с этим для принятия эффективных управленческих решений целесообразно использовать агентно-ориентированный подход к описанию и моделированию взаимодействия элементов системы, которые изменяют свойства и поведение в зависимости от состояния окружающей среды. Одной из основополагающих проблем в построении мультиагентных систем является организация взаимодействия агентов. При наличии ограничений на использование процедурных подходов более предпочтительными для организации взаимодействия агентов являются декларативные языки. В статье предложена онтологическая модель предметной области взаимодействия агентов, определяющая совокупность коммуникативных актов, а также разработана модель акта «запрос» в нотации цветной сети Петри. Адаптивность поведения агентов системы достигается за счет классификации показателей внешней и внутренней среды с использованием аппарата нейронных сетей и выбора соответствующей стратегии поведения.

15. Применение мягких вычислений для анализа структуры базы знаний информационной системы [№4 за 2013 год]
Авторы: Гордеев Р.Н., Бурилин А.В.
Просмотров: 14317
Рассматривается возможность применения генетических алгоритмов и нейронных сетей для предварительного анализа и оптимизации структуры БЗ информационной системы. Описан пример построения структуры нейронной сети. После выполнения процедуры анализа генерируются описание структуры взаимосвязей объектов анализируемой системы и ее кластерное представление, то есть на выходе получается перечень классифицированных объектов по заданному перечню признаков. Результаты исследования могут быть использованы государственными и частными организациями, вовлеченными в процесс управления научно-техническим комплексом, например, в сферах патентования, управления программами и проектами, хранением и обработкой наукометрической информации.

16. Локально определенные дисциплины планирования [№4 за 2013 год]
Автор: Грюнталь А.И.
Просмотров: 7554
В статье рассматриваются системы, а также функции и дисциплины планирования. Система представляет собой конечное множество заданий, каждое из которых характеризуется моментом старта, требуемой ресурсной длительностью и максимальным временем исполнения. Функция планирования устанавливает соответствие между текущим моментом времени и исполняемым в этот момент заданием. Особую роль при изучении дисциплин планирования играют критические точки, то есть моменты времени старта заданий. Вводится понятие дисциплины планирования как правила, определяющего для каждой системы S функцию планирования D(S). Далее вводятся и изучаются унаследованные дисциплины планирования, которые задают функцию планирования только на основании состояния системы в критических точках. Формулируется теорема, устанавливающая тождественность алгоритмического и аксиоматического определений унаследованной дисциплины планирования. Дисциплина планирования является локально определенной, если функция D(S) зависит от состояния системы в произвольный момент времени, когда осуществляется планирование. В статье формулируется следующая структурная теорема, характеризующая локально определенные дисциплины планирования: дисциплина планирования является локально определенной тогда и только тогда, когда она является унаследованной по отношению к локально определенной синхронной дисциплине планирования.

17. Предварительная обработка видеопоследовательности для публикации в электронной библиотеке [№4 за 2013 год]
Авторы: Дамов М.В., Буряченко В.В., Пахирка А.И., Зотин А.Г.
Просмотров: 11547
Рассматриваются методы повышения качества встроенных видеопоследовательностей при подготовке электронных книг и других электронных библиотечных мультимедиаресурсов. В качестве этапов обработки видеоматериалов рассмотрены нелинейная коррекция освещенности изображения, детектирование смены сцены с предварительной оценкой движения объектов в сцене, а также с предварительной оценкой качества изображения, стабилизация изображения методами восстановления границ кадра. Нелинейная коррекция освещенности выполняется при помощи модифицированного MSR-алгоритма, позволяющего повысить контрастность деталей изображения в областях высокой яркости. Алгоритм стабилизации видеопоследовательности основан на методе соответствия блоков и позволяет устранить эффекты дрожания камеры. При стабилизации используется интерполяция соседних кадров, что обеспечивает меньшие потери содержимого на границах кадров. Предлагается проводить оценку качества кадров видеопоследовательности, которая позволяет детектировать случаи смены сцены, а также высокий уровень помех. Приведено описание методики тестирования и полученных результатов по повышению качества видеопоследовательности.

18. Интеллектуально-экспертный метод определения оптимального маршрута транспортировки продукции [№4 за 2013 год]
Авторы: Дли М.И., Гимаров В.В., Глушко С.И., Иванова И.В.
Просмотров: 11452
Одна из задач сокращения транспортных расходов современного предприятия состоит в выборе оптимального по совокупности различных технико-экономических показателей маршрута доставки продукции. Поиск рациональной трассы перемещения грузов является фундаментом для построения эффективной логистической системы предприятий, определяющей своевременность выпуска продукции, длительность производственного процесса, себестоимость выпускаемой продукции. Чаще всего оптимальность маршрута определяется по критериям стоимости и времени транспортировки. Совместное применение данных критериев приводит к необходимости использования двухкритериального оптимизационного алгоритма, а принадлежность задачи к классу NP определяет целесообразность применения эвристических методов (метод имитации отжига, генетические и муравьиные алгоритмы, метод поиска с запретами и другие). Муравьиные алгоритмы основаны на моделировании поведения отдельных муравьев, действующих по простейшим правилам, в то время как общая система (колония) обладает интеллектом. Использование муравьиных колоний для двухкритериальной оптимизации маршрута транспортировки продукции предполагает необходимость использования двух различных колоний для каждого критерия и третьей, обобщающей, колонии для выбора трассы по двум критериям одновременно. Для учета неопределенности при решении этих задач целесообразно использовать нечеткие множества для неопределенных значений параметров математических моделей, а также методы нечетко-логического вывода с использованием экспертных оценок. Особенность предложенных муравьиных алгоритмов заключается в представлении информации о стоимости транспортировки на участке и весовых коэффициентов, определяющих степень жадности алгоритмов, в виде нечетких чисел с последующим применением операций нечетко-логической свертки. Разработанные алгоритмы позволят повысить эффективность и надежность логистической системы предприятия.

19. Решение задачи оптимальной маршрутизации по критерию загруженности сети [№4 за 2013 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Марголис Б.И., Музанна М.М.
Просмотров: 11737
Рассмотрена потоковая модель информационной сети с альтернативной маршрутизацией сообщений для произвольного количества коммутационных узлов и каналов связи. Сформулированы критерии оптимизации по времени задержки сообщений и максимальной загруженности сети, ограничения на пропускные способности каналов и условия сохранения потоков в сети. Рассмотрен пример сети, состоящей из пяти узлов и семи каналов связи. Показано, что задача оптимальной маршрутизации относится к классу задач нелинейной оптимизации функции нескольких переменных с ограничениями типа неравенств и равенств. Сформулированы ограничения типа неравенств для пропускных способностей каналов и типа равенств для условия сохранения потоков в узлах сети с учетом их разбиения на узел-вход, узел-выход и промежуточные узлы. На основе стандартной функции fmincon в среде MatLab разработана программа, позволяющая по топологической структуре сети, входному потоку и пропускным способностям каналов найти оптимальное распределение потоков в сети, состоящей из произвольного количества узлов и каналов связи. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков по критериям загруженности и задержки для рассмотренного примера. Проведен анализ изменения критерия максимальной загруженности при различных интенсивностях входного потока. Показано, что определение оптимального распределения нагрузки каналов при разделении каждого канала на произвольное количество линий связи может быть выполнено с помощью аналитических оптимизационных методов. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков на две линии связи по критерию загруженности для рассмотренного примера.

20. Защита информации в самоорганизующейся информационной системе без использования специальных средств [№4 за 2013 год]
Авторы: Дрождин В.В., Зинченко Р.Е.
Просмотров: 9493
Рассматривается обеспечение безопасного доступа в самоорганизующейся информационной системе. Проанализировано текущее состояние информационной безопасности и защиты данных. Для повышения уровня безопасности самоорганизующейся информационной системы предложено использование трех компонентов: взаимодействие информационной системы с системой иерархически связанных пользователей, взаимодействие пользователей с системой через области видимости, регулярная аутентификация пользователей по их поведению. Взаимодействие информационной системы с системой иерархически связанных пользователей, объединенных в сетевую структуру, с одной стороны, упрощает создание системы и обеспечивает контроль и управление деятельностью подчиненных пользователей вышестоящими пользователями, а с другой – предоставляет возможность системе обратиться за помощью к вышестоящим пользователям в случае возникновения сложной или неопределенной ситуации с конкретным пользователем. Использование механизма областей видимости для всех пользователей системы позволяет легко формировать пользовательские представления о предметной области и делегировать полномочия вышестоящих пользовате- лей подчиненным пользователям, а самоорганизующаяся информационная система будет обеспечивать коррект- ное функционирование и эффективную обработку данных, соответствующие концептуальной модели предметной области. Реализация регулярной аутентификации пользователей в самоорганизующейся информационной системе по их поведению позволит более точно идентифицировать каждого пользователя системы и более корректно предоставлять конфиденциальные полномочия. Таким образом, предложенный подход естественным образом сочетает программные (автоматические) и организационные средства защиты информационной системы.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►