Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2015 год.

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

11. Интеллектуальная информационная система прогнозирования потребительского спроса и оптимизации товарных запасов [№4 за 2015 год]
Автор: Грицай А.А.
Просмотров: 8676
В статье представлена автоматизированная система управления и оптимизации товарных запасов торговых предприятий. Система ориентирована на малые и средние торговые предприятия. Она позволяет высвобождать денежные средства в размере 20–30 % от объема запасов и увеличивать уровень удовлетворенного спроса на 5–7 %. Это достигается за счет точного прогнозирования товарного запаса исходя из оптимального уровня сервиса для каждой товарной позиции. В статье описаны основные возможности системы: предобработка данных, прогнозирование спроса, расчет оптимального уровня сервиса, расчет оптимального товарного запаса, расчет заказа поставщику. Предобработка данных производится для очистки данных от резких выбросов, воздействия маркетинговых акций, влияния праздников и отсутствия товара на складе. Прогнозирование спроса осуществляется на основе временного ряда, прошедшего предобработку. Для каждого товара вычисляются характеристики его временного ряда истории продаж. В зависимости от характеристик выбирается алгоритм прогнозирования. Страховой запас определяется с заданным уровнем сервиса. Оптимальный уровень сервиса рассчитывается исходя из стратегии максимизации рентабельности вложений торгового предприятия. На основании рассчитанного уровня сервиса и выбранного метода прогнозирования производится расчет оптимального товарного запаса. С учетом имеющегося товара на складе предприятия, товара в пути, а также резервов под конкретных покупателей вычисляется оптимальный размер заказа по данной товарной позиции. После этого применяются попозиционные ограничения на заказ (например кратность упаковки), а затем ограничения на заказ поставщику в целом (например весогабаритные). В работе приведен пример использования системы и сделан вывод об экономическом эффекте от ее внедрения на реальном торговом предприятии.

12. Подход к моделированию, масштабированию и оптимизации работы биореакторов на основании вычислительной гидродинамики [№4 за 2015 год]
Авторы: Гусева Е.В., Сафаров Р.Р., Меньшутина Н.В., Будран Ж.
Просмотров: 11044
За последние 20 лет вычислительная гидродинамика зарекомендовала себя как инструмент для решения задач, включающих одно или более из следующих явлений: движение потоков жидкости, теплопередача, массоперенос, химическая реакция. В данной работе CFD был использован для реализации предложенного обобщенного подхода к моделированию, масштабированию и оптимизации биореакторов, один из этапов которого заключается в использовании современного метода цифровой трассерной визуализации PIV, позволяющего определять скорости частиц по их изображениям. В качестве примера рассмотрен процесс моделирования, расчета и оптимизации получения молочной кислоты бактериями Lactobacillus casei в реакторе смешения периодического действия. При расчете учитывалось влияние одного из аспектов механического стресса, перемешивания, на жизнедеятельность и продуктивность бактерий. Максимальная скорость диссипации энергии выбрана в качестве характеристики механического стресса. Были определены размеры турбулентных характеристических вихрей в биореакторе, негативно влияющих на жизнедеятельность клеток/бактерий. Введено понятие удельного объема стрессовой зоны. На его основании была определена предельная скорость перемешивания в данном биореакторе смешения, превышение которой ведет к значительному воздействию механического стресса на бактерии. Данный подход может быть использован для перехода к большим реакторам и поиску оптимальных условий работы.

13. Модели представления данных сложных производственных проектов в автоматизированных информационных системах промышленных предприятий [№4 за 2015 год]
Авторы: Дли М.И., Стоянова О.В., Белозерский А.Ю.
Просмотров: 11385
В процессе управления сложными производственными проектами на промышленных предприятиях используется множество разнообразных информационных систем, каждая из которых решает отдельные задачи обработки проектных данных. Так, для проектов по организации производства новых образцов продукции сведения об изделии распределены между САПР и АСУ производством, информация о необходимых производству ресурсах – между АСУ производством, АСУ предприятием, АСУ проектами и т.д. Обмен проектными данными между указанными системами осложняется отличиями используемых ими программно-аппаратных платформ, форматов данных, моделей представления этих данных. В статье рассмотрены два вида моделей представления данных сложных производственных проектов: объектная и реляционная. Модель первого вида используется в качестве основы обработки данных с помощью объектных языков программирования, реляционная модель необходима для организации хранения данных в БД промышленных предприятий. Данный выбор обусловлен современными тенденциями развития информационных технологий в сфере автоматизации промышленных предприятий: использование объектного программирования для реализации приложений по обработке данных и доминирование реляционных СУБД. Использование различных моделей данных в отдельных компонентах информационной системы требует разработки решений по обеспечению преобразования данных из одного представления в другое. Указанная задача не имеет на сегодняшний день универсального решения. В статье рассмотрен пример такого преобразования для объектной модели, реализованной в Java, и реляционной модели для СУБД Oracle.

14. Задачи обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем [№4 за 2015 год]
Автор: Есиков Д.О.
Просмотров: 8653
Предложены способы обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем. Формализованы задачи обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем в составе: математическая модель оптимизации распределения элементов ПО функциональных задач по узлам сети, математическая модель оптимизации распределения информационных ресурсов по центрам хранения и обработки данных, математическая модель определения рационального уровня расходов на формирование комплекса средств хранения данных в центрах хранения и обработки информации, математическая модель оптимизации состава технических средств системы хранения и обработки данных, математическая модель оптимизации распределения резерва информационных ресурсов по центрам хранения и обработки данных. Показано, что они относятся к классу задач дискретной оптимизации, дана их характеристика. Предложен порядок применения комплекса математических моделей обеспечения устойчивости функционирования распределенных информационных систем с указанием входных и выходных данных для каждой модели. Для решения разработанных задач предложено использовать программный комплекс, реализующий метод ветвей и границ по решению задач дискретной оптимизации с булевыми переменными с применением алгоритма предварительного определения порядка ветвления переменных на основе использования теории двойственности. Применение теории двойственности в методе ветвей и границ позволяет существенно усилить отсев бесперспективных вариантов и сократить время решения задач по сравнению с традиционным методом в среднем в 8 раз. Приведены особенности практического использования разработанного комплекса математических моделей на стадиях проектирования, эксплуатации и совершенствования жизненного цикла распределенных информационных систем.

15. Репрезентативность метрик на основе событий процессора Intel Sandy Bridge при анализе времени обработки данных в памяти [№4 за 2015 год]
Авторы: Иванов Е.Ю., Косяков М.С.
Просмотров: 9019
В данной работе выполнена оценка репрезентативности метрик на основе событий процессора Intel Sandy Bridge при анализе времени обработки данных в памяти. Приведены детальный обзор и анализ наиболее часто используемых при профилировании метрик, рекомендованных в документации Intel. Разработан синтетический тест, позволяющий измерить временные задержки при последовательном, случайном и постраничном доступах к памяти, различных размерах всего рабочего множества и отдельных его элементов, обрабатываемых тестовым приложением. Описан способ профилирования и получения числа событий процессора, основанный на использовании утилиты perf ОС Linux. С помощью теста получены временные характеристики работы с оперативной памятью и рассчитаны метрики на основе событий процессора. Экспериментально установлено, что при последовательном доступе к данным зависимость рекомендованных компанией Intel метрик CPI, SCPI, PSRC и частоты кэш-промахов от измеренных временных задержек имеет линейный характер. Кроме того, изменение данных метрик пропорционально изменению времени с коэффициентом, близким к единице. На основе полученных результатов для случайного доступа к памяти показано, что наиболее эффективной метрикой является число тактов, затраченных на ожидание шины данных, так как данная метрика хорошо описывает временные задержки в работе приложений, выполняющих обработку данных вне зависимости от их расположения в памяти. По мнению авторов, указанная метрика наиболее удобна для оценки эффективности оптимизации работы приложения с оперативной памятью. На основе полученных результатов показано, что рассматриваемые в работе метрики являются репрезентативными и могут быть использованы при анализе временных характеристик приложений, обрабатывающих данные в оперативной памяти компьютера.

16. Интеллектуальная информационная система для решения задач прогнозирования неисправностей вагонного оборудования на железнодорожном транспорте [№4 за 2015 год]
Автор: Иванова Е.И.
Просмотров: 11269
Повышение уровня безопасности функционирования железнодорожного транспорта представлено в «Стратегии развития железнодорожного машиностроения до 2030 года» как одна из важнейших проблем, актуальных для научных исследований. В числе первостепенных задач, поставленных ОАО «РЖД» в данной стратегии, – создание комплексных систем диагностики и прогнозирования технического состояния инфраструктуры подвижного состава. Анализ публикаций на данную тему показывает, что в них нет информации об использовании подобных систем и средств на подвижных железнодорожных составах, представленных на российском рынке вагоностроения. В статье описан один из подходов к решению упомянутой проблемы – применение интеллектуальной информационной системы, ориентированной на решение задач прогнозирования неисправностей вагонного оборудования на железнодорожном транспорте. Отражены основные научные результаты разработки данной системы, описаны архитектура системы и ее особенности, используемые в процессе реализации алгоритмы и средства реализации, результаты и анализ применения системы на реальных данных парка подвижного состава Федеральной пассажирской компании. Описанная система во многих смыслах является адаптируемой и универсальной. Она ориентирована на применение в качестве системы прогнозирования неисправностей пассажирских вагонов, но в дальнейшем может быть адаптирована и применена к другим элементам железнодорожного транспорта (к грузовым вагонам, локомотивам, электропоездам и так далее). Ее подсистемы не зависят друг от друга и дают возможность экспериментировать с применением различных алгоритмов в рамках ее подсистем, не затрагивая работу системы в целом. Данная система реализована при финансовой поддержке РФФИ в рамках конкурса ориентированных фундаментальных исследований по актуальным междисциплинарным темам в интересах РЖД 2013 года. Работа описанной системы проверена на ресурсах вагонов производства Тверского вагоностроительного завода, оснащенных новейшей системой контроля, диагностики и управления парка подвижного состава Федеральной пассажирской компании.

17. Основы анализа IT-инфраструктуры открытого контура автоматизированной системы информационного обеспечения подготовки космонавтов для создания интегрированного тренажерного комплекса [№4 за 2015 год]
Авторы: Ковригин С.Н., Янюшкин В.В.
Просмотров: 10043
В работе описан предмет тестирования открытого контура автоматизированной системы информационного обеспечения подготовки космонавтов НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина с учетом создания тестового стенда платформ виртуализации VMware и Citrix с дальнейшим размещением набора тонких клиентов в рамках разветвленной сетевой структуры. Кратко описываются структура стенда и используемые технические решения, в том числе графический сервер, оснащенный платами NVIDIA GRID K2, тонкие клиенты системы виртуализации двух типов и ПО системы виртуализации. В качестве объектов тестирования выбирается специализированное ПО двух компонент технических средств подготовки космонавтов: рабочие места виртуальной Международной космической станции и рабочие места обучаемых автономного тренажера «Телеоператор», оснащенного ручками управления движением и навигацией. Работа данных средств проверяется в рамках систем VMware и Citrix. Эксперименты должны подтвердить возможность развертывания систем виртуализации тренажеров и функционально-моделирующих стендов в рамках описываемой автоматизированной системы. В работе приводятся основные технические и концептуальные решения, подвергающиеся проверке, а также предложения для разработки программно-аппаратной инфраструктуры закрытого контура на основе современных технологий. Четко определены основные требования, которым должны отвечать массивы серверов, системы хранения, коммутационное оборудование и конечные устройства. Особенностью работы является то, что все тестирование проводится на базе потенциального заказчика, на его сетевой инфраструктуре и существующих рабочих местах. Целью выполнения работы является определение возможности создания набора интегрированных решений для консолидации ПО тренажеров функционально-моделирующих стендов в рамках корпоративного центра обработки данных.

18. Высокопроизводительный блок интерфейса RapidIO для создания многоядерных микропроцессоров с виртуальными каналами RapidIO [№4 за 2015 год]
Авторы: Козлов Н.А., Бобков С.Г.
Просмотров: 7906
Одним из основных направлений повышения производительности вычислительных систем является создание многоядерных и многопроцессорных систем. Современные многопроцессорные системы, как правило, строятся на базе коммуникационных сред. К наиболее распространенным высокопроизводительным средам относятся сети HyperTransport, PCIExpress, ASI, RapidIO, VXS, StarFabric, Ethernet 10 Gb, InfiniBand, Myrinet. Коммуникационные среды создаются на внутрикристальном, модульном, межмодульном и межмашинном уровнях. Стандарт RapidIO ориентирован на создание трех последних сред и, таким образом, позволяет значительно унифицировать многопроцессорные системы. Для дальнейшей унификации с целью повышения надежности и снижения трудозатрат на разработку необходима унификация модуля обмена между ядром микропроцессора и внешней средой. В статье рассматривается унифицированный блок (блок RIO-AXI) перехода с внутрипроцессорной шины AXI на внешнюю шину RapidIO, позволяющий создавать как многоядерные процессоры, так и коммутаторы с коммуникационной средой RapidIO.

19. Эквациональная характеристика формул LTL [№4 за 2015 год]
Авторы: Кораблин Ю.П., Шипов А.А.
Просмотров: 8913
Программные системы с каждым днем становятся все более сложными и комплексными, поэтому требуются такие инструменты, которые позволяли бы относительно легко выполнять проверку их работы на соответствие заданным спецификациям, особенно, когда речь идет о больших и распределенных программных системах. Для описания проверяемых условий верифицируемых моделей сегодня используются такие механизмы, как логика линейного времени LTL и логика ветвящегося времени CTL. Однако, как показывает практика, с помощью данных механизмов можно сформулировать лишь относительно небольшое множество однотипных условий, что может существенно усложнить процесс верификации или же сделать его вовсе неэффективным для модели конкретной системы. Проблема корректной формулировки проверяемых на модели свойств является одной из ключевых, так как от этого будет зависеть весь процесс верификации. Таким образом, наличие мощных инструментов и методов, позволяющих однозначно формулировать широкий класс проверяемых свойств, является необходимым требованием для достижения наилучших результатов. В статье предложен механизм, использование которого позволяет существенно расширить группу условий, формулируемых по отношению к проверяемым моделям. Данный эффект достигается путем расширения выразительности логики линейного времени LTL с помощью предлагаемого в статье метода, что в итоге позволяет увеличить эффективность процесса верификации. Теоретический материал статьи подкреплен рядом наглядных примеров работы данного метода, демонстрирующих его практичность. Также приведен пример верификации свойств, сформулированных на основе предложенного метода, для конкретной модели.

20. Подход к развитию системы управления тестированием программных средств [№4 за 2015 год]
Авторы: Корнюшко В.Ф., Костров А.В., Породникова П.А.
Просмотров: 9756
В статье поставлена задача формирования подхода к управлению уровнем развития системы управления тестированием (СУТ) в составе системы управления бизнес-процессами разработки ПО в условиях проектного предприятия. Предложено выделить в составе бизнес-процессов разработки ПО бизнес-процесс тестирования, а в составе системы управления разработкой – подсистему управления тестированием как самостоятельные. Рассмотрены особенности организации тестирования в типовых моделях разработки ПО, для различных моделей разработки построены варианты организации выполнения по этапам основных процессов: рецензирование, Review (R); разработка тестов, Test Design (D); выполнение тестов, Test Execution (E); отчетность о тестировании, Test Report (O). Показана роль оценки уровня развития СУТ в процессах управления развитием, предложен подход к определению оценки уровня развития СУТ. Подход основан на определении оценки уровня развития СУТ в условиях различных моделей разработки ПО, прежде всего с использованием экспертной оценки. В качестве методической основы использована классификация стадий зрелости проектного управления. Рассмотрены особенности и возможности применения как прямой, так и многокритериальной экспертной оценки. Предложено отображать вербальное описание стадий зрелости СУТ множеством частных количественных критериев, часть из которых может определяться инструментальными методами; для оценки значений других предлагается проводить многокритериальную экспертизу с участием узких специалистов по профилю каждого из критериев. Рассмотрены варианты алгоритмов одноуровневого определения глобального критерия уровня развития на основе множества оценок частных критериев: вычисление длины вектора в эвклидовом пространстве и определение суммы взвешенных оценок частных критериев. Предложены двухуровневый вариант упорядочения частных критериев и соответствующие алгоритмы обработки множества их оценок, а также наглядная визуализация результатов оценки уровня развития СУТ. Разработанный на основе многокритериальной экспертной оценки подход позволяет определять степень зрелости СУТ ПО и целенаправленно управлять ее развитием.

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