Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2016 год.

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

11. Алгоритмическая выразительность некоторых фрагментов языка логики ветвящегося времени [№4 за 2016 год]
Авторы: Духовнева А.В., Рыбаков М.Н., Шкатов Д.П.
Просмотров: 4745
В работе рассматривается логика ветвящегося времени CTL и изучается вопрос о сложности проблемы ее разрешения в языке с конечным числом переменных. Приведен полиномиальный алгоритм, решающий задачу принадлежности формул константному фрагменту CTL. Приведен полиномиальный алгоритм, который погружает фрагмент CTL в языке с модальностями

12. Программная система структурно-параметрического синтеза системы защиты информации [№4 за 2016 год]
Авторы: Жуков В.Г., Жукова М.Н., Тимохович А.С., Волков Д.С.
Просмотров: 9717
Статья посвящена решению актуальной задачи разработки алгоритма структурно-параметрического синтеза системы защиты информации на примере создания защищенной автоматизированной системы. Данный алгоритм позволяет генерировать несколько возможных вариантов системы защиты информации с учетом требований государственных стандартов в области информационной безопасности, нормативно-методических документов ФСТЭК России и ФСБ России. Кроме этого, каждая сформированная архитектура системы защиты информации предполагает использование достаточно большого количества средств защиты информации, что усложняет задачу из-за появления раз- личных вариантов реализации сформированной архитектуры системы. В работе рассматриваются только сертифи- цированные средства защиты информации для реализации в рамках построенной архитектуры системы защиты информации. Получившаяся задача оптимизации имеет множество особенностей и ограничений. Классические методы оптимизации в данном случае применить нельзя. Проведен анализ различных схем применения генетического алгоритма оптимизации, хорошо зарекомендовавшего себя при решении подобных задач оптимизации. Однако применение классического генетического алгоритма оказалось невозможным из-за особенностей требований нормативно-методических документов, регуляторов в сфере информационной безопасности, самой структуры системы защиты информации и компонент в виде средств защиты информации. Проведено множество модификаций алгоритма, позволяющих применять разработанный алгоритм при решении реальных практических задач. Разработанный алгоритм с модификациями реализован в виде программного средства. Работа программного средства протестирована при различных вариантах требований к создаваемой системе защиты информации. Эффективность структурно-параметрического синтеза системы защиты информации при использовании разработанного программного средства составляет в среднем 84 %.

13. Построение архитектуры САПР одношнековых экструдеров с применением элементов искусственного интеллекта [№4 за 2016 год]
Авторы: Зубкова Т.М., Мустюков Н.А., Токарева М.А.
Просмотров: 8425
Конкуренция на рынке экструзионного оборудования заставляет его производителей ежегодно предлагать усовершенствованные и новые технологии, рассчитанные на широкий круг выпускаемой продукции. Поэтому производство должно обладать гибкостью, перенастраиваясь на различные конфигурации изделий, типы сырья и производительность в зависимости от текущих потребностей рынка. Сложность процессов, которыми характеризуется экструзия, не позволяет рассчитать их обычными методами без использования САПР. Принятие решения о выборе маршрута проектирования требует высокой профессиональной подготовки пользователя. Выходом из данной ситуации является интеллектуализация проектирования. Указанный подход позволяет осуществлять автоматизацию процедур оценки свойств проекта, планирование маршрута проектирования и диалог с пользователем САПР. В силу данных причин все большее развитие получают интеллектуальные САПР с перестраиваемой архитектурой. Таким образом, снижение трудоемкости процесса проектирования шнековых экструдеров на основе создания перестраиваемой архитектуры САПР является актуальной проблемой. Авторами данной статьи разработана методика построения интеллектуальной САПР шнековых экструдеров, основанная на интеграции и конфигурировании его подсистем. Создана программная система, которая является ядром САПР и включает в себя БЗ, БД, набор программных компонентов, интеграцию компонентов (сторонние CAD/CAE-системы, математические модели проектируемых процессов, компоненты пользовательского интерфейса, инструментальные средства разработки), управление данных и оптимизацию технологических и геометрических параметров шнековых экструдеров. Описано построение архитектуры САПР на основе теории искусственного интеллекта, которое заключается в выборе набора компонентов для решения проектных задач таким образом, чтобы обеспечить необходимые свойства в системе при минимизации времени проектирования. Разработанная интегрированная среда САПР шнековых экструдеров позволяет создавать конструкции экструдеров, автоматизировать корректировку геометрических параметров и подготовку данных для проведения анализа конструкции, моделировать процесс экструдирования, оптимизировать конструкции и технологические режимы. Предложенная методика конфигурирования САПР на основе методов искусственного интеллекта позволяет снизить трудоемкость проектирования шнековых экструдеров.

14. Применение системы KLEE для автоматизации тестирования программ на языках C/C++ [№4 за 2016 год]
Авторы: Зыков А.Г., Кочетков И.В., Поляков В.И.
Просмотров: 8786
В работе рассматривается верификация вычислительных процессов, в частности, автоматизация тестирования функциональных ошибок программных продуктов, которые крайне сложно исследовать и воспроизводить без непосредственного исполнения кодовых фрагментов. Основной идеей является применение программ или инструментов символьного исполнения. В частности, подробно рассматривается система KLEE, представляющая собой символьную виртуальную машину, эмулирующую окружение. В ней параллельно выполняются символические процессы, каждый из которых – один из путей в исследуемой программе. Система построена на анализе LLVM байт-кода программы с применением STP-решателя для предикатов. Рассматриваются ее архитектура, состав компонент, принципы работы, базовые возможности, способ моделирования окружения, пример работы на основе тестирования утилиты tr системы MINIX и др. Целью исследования являются изучение общих возможностей систем символьного исполнения на примере разбора KLEE и их применение для решения задачи автоматизации тестирования. Актуальность данной проблемы высока в связи с постоянно растущей сложностью ПО, которая ведет к увеличению сложности, длительности и, главное, стоимости тестирования и верификации программных продуктов. Новизна данного исследования заключается в том, что на основании детального изучения принципов функционирования системы рассмотрены альтернативные способы применения программ символьного исполнения. К таким способам относятся тестирование с помощью эталона, поиск решения, восстановление схемы алгоритма программы. В качестве результата работы приведена статистика тестирования набора программ пакета COREUTILS 6.11.

15. Программный комплекс моделирования стохастических температурных полей в технических системах STF-ElectronMod [№4 за 2016 год]
Автор: Кандалов П.И.
Просмотров: 8526
В статье рассматривается программный комплекс STF-ElectronMod для моделирования стационарных стохас- тических трехмерных температурных полей в технических системах. Практика показывает, что реальные темпе- ратурные поля технических систем носят неопределенный интервальный характер. Это обусловлено интервальным характером факторов, определяющих тепловой режим технической системы, а именно: параметрами конструкции технической системы, обладающими статистическим технологическим разбросом изготовления; факторами, возникающими при функционировании технической системы (потребляемые мощности, тепловые потоки, параметры внутренней среды); факторами окружающей среды (температуры среды, хладоносителей, скорости потоков и пр.). Вместе с тем моделирование температурных полей технических систем в настоящее время проводится в предположении, что все параметры теплового режима однозначно и абсолютно точно известны. В статье описывается структура програм- много комплекса STF-ElectronMod, предназначенного для моделирования интервальных стохастических температурных полей в технических системах при неопределенности входных определяющих данных. Метод и алгоритм компьютерного моделирования основаны на авторских разработках по матрично-топологическому методу, программному комплексу моделирования детерминированных трехмерных температурных полей технических систем, а также на методе статистических испытаний. Применение разработанного метода и алгоритма для моделирования интервально стохастических температурных полей рассмотрено на примере реальной электронной системы.

16. Измерение производительности компонентов подсистемы памяти для гетерогенных систем на кристалле [№4 за 2016 год]
Авторы: Ключев А.О., Антонов А.А.
Просмотров: 7152
Проектирование специализированных вычислительных систем на базе гетерогенных платформ в рамках современных методологий предусматривает наличие модели системной архитектуры с информацией о характеристиках входящих в ее состав компонент. Производительность подсистемы памяти как ключевого связующего элемента в сегодняшних архитектурах является одной из важнейших характеристик, определяющих общесистемную производительность. Тенденция к интегрированию множества гетерогенных компонент в составе систем и сетей на кристалле, в том числе на уровне иерархии кэш-памяти, вносит проблемы при определении параметров реальных вычислительных платформ в силу того, что внутрисистемные тракты обмена оказываются технологически недоступными для прямых измерений, а общедоступная документация, как правило, лишь фрагментарно описывает внутреннюю организацию системы. Существующие методы непрямого измерения производительности компонентов кэша не гарантируют соответствие получаемой модели кэш-памяти реальному поведению исследуемой системы. В статье предложен метод непрямого селективного измерения производительности отдельных компонентов кэш-подсистемы, в рамках которого предусмотрен ряд технических приемов для верификации селективности измерений с использованием информации о фактическом количестве обращений к отдельным компонентам кэш-подсистемы. Проанализирована применимость метода для нескольких популярных типов систем на кристалле и приведены результаты его апробации на процессоре Intel Core i7 и в заказной вычислительной платформе для проектирования гетерогенных измерительных систем реального времени.

17. Автоматизированная цифровая обработка изображений при решении задачи магнитной дефектоскопии [№4 за 2016 год]
Авторы: Коробейников А.Г., Поляков В.И., Федосовский М.Е., Алексанин С.А.
Просмотров: 8658
Методы, базирующиеся на анализе рассеяния магнитных полей возле дефектов после намагничивания изделий, позволяют установить наличие в поверхностных слоях стальных деталей дефектов, например трещин. В областях, где нарушена сплошность, будет происходить изменение магнитного потока. Одним из наиболее известных методов магнитной дефектоскопии является метод магнитного порошка: на поверхность намагниченной детали наносят магнитный порошок (сухой метод) или магнитную суспензию (мокрый метод). При использовании люминесцентных порошков или суспензий на изображениях исследуемых деталей дефекты видны значительно лучше, поэтому появляется возможность автоматизированной обработки таких изображений. В работе представлена автоматизированная процедура выбора методов обработки изображений, на которых присутствуют дефекты. На первом этапе выбранными методами производится обработка изображения с целью улучшения его качества. В основном это методы фильтрации. Затем в автоматизированном режиме определяются границы всех объектов на изображении. На следующем этапе выполняется морфологическая обработка изображения. На заключительном этапе, после вычисления компоненты связности и диаметров объектов, делается вывод о наличии дефектов в изделии. Программная реализация данной процедуры осуществлена в системе MATLAB. Приведен пример обработки фотографии приваренного к трубе фланца, обработанного люминесцентной суспензией Magnaglo 14HF, создавшей люминесцентный зеленый индикаторный рисунок, наблюдаемый в ультрафиолетовом свете при длине волны 365 нм. Обозначены направления и названы методы, которые можно включить в процедуру для ее улучшения.

18. Методологические аспекты управления жизненным циклом информационной системы на основе инструментов функциональной стандартизации [№4 за 2016 год]
Автор: Лукинова О.В.
Просмотров: 8569
В работе представлена методология управления полным жизненным циклом информационной системы, синтезирующая инструменты и модели функциональной стандартизации, теории открытых систем, управленческого консалтинга, базовых стандартов в области управления жизненным циклом информационной системы. Описаны основные положения и показана концептуальная модель, отражающая взаимосвязь задач, решаемых в рамках методологии, а именно: построение модели автоматизируемых бизнес-процессов предприятия средствами управленческого консалтинга, разработка модели информационной системы, а также ее стандартизация в соответствии с моделью OSE/RM (Open System Environment/Reference Model) при помощи функционального профиля, выбор варианта жизненного цикла, разработка его модели и профилирования. Исследованы различные варианты жизненных циклов, особое внимание уделено жизненному циклу покупной системы, а также системы, включающей, помимо локального компонента (развернутого на предприятии заказчика), совокупность интегрированных публичных сервисов. Показано (в терминах модели открытой среды OSE/RM) структурное представление не только целевой компоненты проектируемой информационной системы, но и системы ее защиты как единого создаваемого объекта. Приведена концептуальная модель механизмов защиты, совокупность которых составляет функциональную структуру системы защиты.

19. Графическое моделирование технологического процесса как вспомогательное средство составления алгоритма управления [№4 за 2016 год]
Автор: Парамонов А.В.
Просмотров: 6164
Основным этапом в разработке программ для логических контроллеров в автоматизированных системах управления технологическими процессами является составление алгоритма управления. Одной из проблем, возникающих на этом этапе, является то, что алгоритм зачастую описывается в потенциально неполной или противоречивой словесной форме. Предлагаемые же формальные средства описания алгоритма требуют от постановщика задачи знания формальных теорий. Целью данного исследования является получение такого средства описания алгоритмов, которое было бы до-ступно для всех участников разработки программ и обеспечивало бы полноту и непротиворечивость. Для достижения этой цели предлагается использовать графические модели технологических установок в качестве средства для описания алгоритмов. Описываются правила построения моделей. Предлагается методика представления алгоритма на модели с поддержанием полноты и непротиворечивости, что делает процесс его описания доступным для постановщика задачи. Излагаются правила описания алгоритма по модели в виде таблицы решений. Однако изложенные идеи могут быть использованы для получения других форм, например конечного автомата. В качестве основы для графических моделей используются иерархические структуры и реляционная модель.

20. Направления реализации средств автоматизированной системы освоения радиоэлектронных комплексов [№4 за 2016 год]
Авторы: Потапов А.Н., Дикарев В.А., Допира Р.В., Абу-Абед Ф.Н., Мартынов Д.В.
Просмотров: 7088
В статье рассмотрены вопросы реализации программных средств автоматизированной системы освоения радиоэлектронных комплексов. Предложена архитектура структурной конфигурации данной системы. Для определения факта наличия конфликтов применения радиоэлектронных комплексов и тренажеров предложено в состав автоматизированной системы освоения этих комплексов включить средство радиомониторинга, позволяющее выявлять наличие признака конфликта применения радиоэлектронных комплексов, и средство оценки адекватности тренажера. Разработаны структуры автоматизированных средств определения содержательных компонентов учебных упражнений и учебных планов. Предложен профессионально-ориентированный комплекс программ автоматизированной системы освоения радиоэлектронных комплексов. Проведенные экспериментальные исследования адекватности результатов имитационного моделирования в специализированных тренажерах «Марка – РС» и комплексных тренажерах «Репитер» при управлении воздушным движением в ближней зоне аэродрома в целях корректного определения уровня навыков и рационального планирования тренажной подготовкой операторов радиоэлектронных комплексов определили новый уровень возможностей автоматизированных систем подготовки операторов радиоэлектронных комплексов по управлению воздушным движением. Разработанные инструментальные средства в виде моделей, структурных схем, а также математического, алгоритмического и программного обеспечения подсистем, входящих в состав автоматизированных систем освоения радиоэлектронных комплексов, обладают не только научной новизной, но и практической значимостью и реализуемостью.

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