Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2012 год.

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

11. Алгоритмы оптимизации непрерывного процесса биосинтеза молочной кислоты [№3 за 2012 год]
Авторы: Гордеев Л.С., Гордеева Ю.Л., Ивашкин Ю.А.
Просмотров: 12286
Получены соотношения для расчета показателей непрерывного процесса биосинтеза молочной кислоты. В основе соотношений лежит математическая модель непрерывного процесса синтеза в ферментёре с перемешиванием. Особенность модели заключается в том, что для каждого компонента (субстрата, биомассы и продукта) записывается свое выражение для удельной скорости. В качестве критерия оптимальности используется продуктивность Qp по целевому продукту (молочной кислоте). При решении оптимальной задачи сначала оцениваются скорость протока D и концентрация субстрата в выходном потоке, а затем рассчитывается концентрация субстрата Sf на входе в аппарат. Эти показатели обеспечивают максимум продуктивности. Полученные соотношения использованы для разработки алгоритмов оптимизации непрерывного процесса биосинтеза молочной кислоты. Рассмотрены три варианта постановки задачи: 1) в отсутствие ограничений по концентрации субстрата в поступающем потоке и по величине протока; 2) при максимально возможной концентрации субстрата в поступающем потоке и заданной величине протока; 3) при ограничении на скорость протока. Во втором варианте определяется концентрация субстрата в поступающем потоке для оптимальных условий, в третьем – величина протока. Во втором алгоритме предусмотрены проверка правильности задания величины протока и возможность корректировки. Результаты численных расчетов показали, что наибольшее значение продуктивности достигается для первого варианта: Qp=12,42 г/(лч) Sf=46,8 г/л и D=0,5 ч–1, в то время как продуктивность по второму варианту Qp=7,85 г/(лч) при Sf=30,39 г/л и D=0,8 ч–1, а по третьему – Qp=12,23 г/(лч) при Sf=60 г/л и D=0,5 ч–1.

12. Прогнозирование надежности программного обеспечения на основе модели неоднородного пуассоновского процесса и бутстреп-методов [№3 за 2012 год]
Авторы: Гуда А.Н., Чубейко С.В.
Просмотров: 7163
Описывается новая математическая модель надежности ПО, построенная на основе математической модели не-однородного пуассоновского процесса. Основной идеей предлагаемого в статье метода прогнозирования является метод размножения выборок данных, содержащих два исходных набора: кумулятивное время исполнения программ и количество ошибок, зафиксированных за это время. В качестве метода размножения рандомизированных выборок взята бутстреп-технология, использующая формирование случайных величин, имеющих распределение Пуассона. Предложены алгоритмы нахождения оценок параметров и прогнозирования показателей надежности ПО. Первый алгоритм служит для оценки интенсивности ошибок, ожидаемых при последующих исполнениях программ. В алго-ритме используется датчик случайных чисел, на основе которого строятся рандомизированные выборки и формиру-ются массивы случайных чисел, распределенных по пуассоновскому закону. Второй алгоритм позволяет оценивать интенсивность обнаружения ошибок. Он использует данные выборок из первого алгоритма и действует по методу максимального правдоподобия. В статье описывается общая процедура прогнозирования ожидаемого количества ошибок, которые могут проявиться при последующем исполнении программ на некотором интервале времени, сле-дующем за кумулятивным интервалом наблюдения. Предложенный метод прогнозирования был реализован в виде программы, написанной на языке программирования Паскаль в свободной среде программирования PascalABC.NET. Кроме того, описаны примеры использования программы прогнозирования при некоторых тестовых данных.

13. Алгоритм поиска ближайших соседей [№3 за 2012 год]
Автор: Гусев Д.И.
Просмотров: 12388
Дается описание оригинального алгоритма поиска ближайших соседей среди множества частиц в евклидовом пространстве. Принцип работы алгоритма заключается в представлении множества частиц в виде структуры данных линейного списка, в котором ближайшие соседи находятся рядом в порядке следования номеров элементов, так что поиск очередной пары соседей осуществляется путем сопоставления очередной точки со следующими (по порядковому номеру) элементами списка. Алгоритм позволяет решить задачу поиска всех соседей среди N частиц за время O(N2k), где k2 – коэффициент концентрации частиц. В статье приводятся экспериментальные зависимости изменения значений показателя k от плотности распределения частиц в двумерном пространстве, в которых отмечается изменение значения этого показателя до 20 единиц. В описанных экспериментах алгоритм показывает наибольшую эффективность для случая с высокой концентрацией частиц: при концентрации 80 % для поиска очередной пары со-седей ему потребуется в среднем 1,3 операции, при концентрации 40 % – 1,5 операции, 2,5 операции при 20 %-ной концентрации и от 3 до 4,5 операций при концентрации от 10 до 5 % соответственно. Алгоритм эффективно реали-зуется средствами программирования, что делает его привлекательным для использования.

14. Автоматизация системы управления национальным исследовательским университетом и мониторинга его деятельности [№3 за 2012 год]
Авторы: Еленев Д.В., Кузьмичев В.С., Пашков Д.Е.
Просмотров: 12760
Решается задача построения интегрированной автоматизированной информационной системы управления уни-верситетом и информационно-аналитической системы мониторинга деятельности подразделений и количественной оценки качества результатов работы университета. Назначением первой из них является автоматизация системы управления вузом на основе создания единой интегрированной базы данных, а ее развитие ведется путем внедрения и организации совместной работы специализированных программных продуктов для реализации различных бизнес-функций. Внедрение интегрированной автоматизированной информационной системы управления университетом позволило существенно улучшить управленческий учет в университете, ввести ряд бизнес-процессов в правовое поле, более акцентированно сформировать точки ответственности исполнителей, упорядочить внутреннюю структуру и минимизировать количество выходных документов, существенно сократить сроки по структурному анализу пока-зателей деятельности вуза и работе с внешними организациями. Система мониторинга деятельности подразделений и количественной оценки качества результатов работы университета предназначена для повышения эффективности системы менеджмента и качества работы подразделений университета и решает следующие задачи: повышение эф-фективности мониторинга образовательного и научно-исследовательского процессов на основе систематического измерения их показателей; совершенствование системы поддержки и сопровождения управленческих решений на основе мониторинга показателей эффективности и результативности деятельности вуза; обеспечение информационной поддержки системы менеджмента качества; совершенствование системы оплаты труда на основе мониторинга показателей качества; повышение достоверности внутренних и внешних отчетных данных. Системы реализованы в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С.П. Королева (национальном иссле-довательском университете) работниками кафедры информационных систем и технологий и управления информати-зации и телекоммуникаций.

15. Экспериментальные исследования состоятельности оценок латентных параметров модели Раша [№3 за 2012 год]
Автор: Елисеев И.Н.
Просмотров: 9061
Состоятельность оценок максимального правдоподобия латентных параметров «трудность задания» теста и «уровень подготовки» студента однопараметрической дихотомической модели Раша при неограниченно возрас-тающем объеме выборки студентов N и числе заданий теста L подтверждена результатами вычислительного экспе-римента. Показано, что предельные значения оценок латентных параметров достигаются при N=1500 и L=1500 и с дальнейшим ростом N, L практически не изменяются. Предложен метод калибровки заданий теста по матрицам ре-зультатов тестирования ограниченного объема, позволяющий существенно снизить ее погрешность. Исследования выполнялись на основе вычислительного эксперимента. В первой его части исследовалась зависи-мость оценок максимального правдоподобия латентных параметров и от размера матрицы результатов тести-рования. Предполагалось, что распределения оценок и являются нормальными. На основе дихотомической матрицы ответов размером 60х49 и предложенного автором алгоритма были сформированы нормативные дихотоми-ческие матрицы результатов тестирования размером от 501500 до 25052505. Затем они обрабатывались, данные обработки представлялись графически. Анализировались и сравнивались между собой оценки латентных параметров , а также ( ). Во второй части вычислительного эксперимента полученные на моделях матриц ответов результаты проверялись на реальной матрице результатов тестирования М1 размером 5150. Модели нормативных матриц ответов форми-ровались с использованием статистических параметров распределения статистик и , рассчитанных по матрице М1. Полученные оценки латентных параметров и сравнивались с соответствующими значениями оценок параметров и матрицы М1.

16. Метаописания и каталогизация научно-информационных ресурсов РАН [№3 за 2012 год]
Авторы: Еркимбаев А.О., Жижченко А.Б., Зицерман В.Ю., Кобзев Г.А., Серебряков В.А., Сотников А.Н., Шиолашвили Л.Н.
Просмотров: 10428
Значительная часть научных знаний оформляется в виде электронных ресурсов – баз данных и знаний, электрон-ных справочников и прочего. Работа с электронными ресурсами, включая их адаптацию к предметной области, сис-тематизацию и накопление данных, стала занимать равноправное с теорией и экспериментом положение. Возникли такие дисциплины, как био- и геоинформатика, предмет изучения которых полностью сводится к представлению сложноорганизованных данных. Однако по мере распространения баз данных и аналогичных средств стали нарастать глубокие проблемы, обусловленные неразвитостью интероперабельности. Автономность функционирования ресурсов, многообразие форматов и структур данных, отсутствие стандартов представления – далеко не все факторы, затрудняющие обмен данными. В мировой и отечественной практике в последние годы наметились подходы к возможному разрешению указанных проблем с помощью версий XML-языка, позволяющих стандартизовать систему метаданных и словари понятий в пределах некоторой области знаний, например, версии CML для представления химических данных, MatML – для материаловедения, ThermoML – для термодинамики. Острая необходимость в де-тальной разработке принципов и технологических решений для интеграции многочисленных ресурсов РАН обусловила формирование обширной программы работ по созданию так называемого Data Centre. Предполагается, что реализация этого проекта позволит преодолеть разрозненность и ограниченную доступность компьютерных фондов в виде БД, электронных изданий, информационно-вычислительных средств, поддерживаемых различными институтами РАН. В данной работе в качестве первого этапа интеграции предложена система паспортизации ресурсов, адекватно отражающая предметную область, типологию ресурса, условия доступа и др. Разработан портал, на котором имеется обширный набор метаданных для каждого из зарегистрированных ресурсов.

17. Технология автоматизированного создания экспертных систем психофизиологической диагностики [№3 за 2012 год]
Авторы: Ермаков А.Е., Найденова К.А.
Просмотров: 9312
Описывается разработанная авторами технология автоматизированного создания без программирования широкого класса экспертных систем психологической и физиологической диагностики, а также обучающих экспертных систем, предназначенных для исследования различных аспектов психического и физиологического состояния обследуемых и обучения специалистов. Технология базируется на предложенной авторами формализованной модели объекта исследования, использует несколько моделей вывода диагностического заключения, реализуется с помощью проблемно-ориентированного программного инструментального средства и программы-интерпретатора описаний параметров экспертных систем на основе комбинированной спецификации экспертных знаний, сочетающей их прямую экспертную спецификацию с интегрированными процедурами индуктивного формирования знаний. Технология может использоваться психологами, физиологами, врачами, персоналом высших и средних учебных заведений и научно-исследовательских подразделений. Программное инструментальное средство обеспечивает разработчикам воз-можность конвейерной спецификации структурных и функциональных параметров создаваемых экспертных систем, когда отдельные этапы спецификации естественно следуют друг за другом в соответствии с семантикой описываемых объектов и существующими между ними взаимосвязями. Интерпретатор описаний – программная система, обеспечивающая практическое использование созданных экспертных систем: ведение БД по обследуемым, реализацию диагностических процедур, пошаговую обработку полученных данных, управление ходом обследования, фор-мирование диагностического заключения, а также отображение результатов обследования в табличной и графической формах на экране монитора и устройстве печати.

18. Синхронизация профилей пользователей MS SharePoint Portal Server 2003 с внешним источником данных [№3 за 2012 год]
Автор: Ермаков Д.Г.
Просмотров: 8940
При построении корпоративных порталов одной из важных задач является синхронизация данных, публикуемых на портале, с данными, используемыми другими приложениями и хранимыми в различных форматах средствами различных СУБД. В случае, когда данные на портале могут редактироваться пользователями или сторонними при-ложениями, необходимо организовать их синхронизацию. Когда один из источников данных назначается главным, а другой подчиненным, синхронизация не представляет трудностей. В том случае, когда может потребоваться двуна-правленность, необходимо обеспечить как прямую, так и обратную синхронизацию. В статье рассматриваются решение задачи синхронизации профилей пользователей MS SharePoint Portal Server 2003 (SPS) с внешним источником данных – унаследованной подсистемой отдела кадров и обратная синхронизация этого источника с данными профилей пользователей SPS. Рассмотрены два варианта получения данных из пользовательских профилей: с помощью SQL-запроса и с применением объектной модели SPS. Для организации синхронизации предлагается использовать промежуточный файл в формате XML. Такое решение позволяет заменить источник синхронизируемых данных без существенных изменений в уже имеющемся программном обеспечении. Кроме того, он предоставляет возможность передать данные третьей стороне или получить их от нее. Приводятся примеры скриптов на языке сценариев PowerShell, входящем в стандартную поставку MS Windows, реализующие прямую и обратную синхронизацию. Кроме задачи синхронизации, рассмотренный подход может использоваться для переноса данных при переходе с MS SharePoint на другую платформу.

19. Программный генератор трафика пользователей ресурса виртуальных лабораторий [№3 за 2012 год]
Авторы: Жевнерчук Д.В., Николаев А.В.
Просмотров: 11922
При проектировании системы облачных вычислений возникает задача моделирования потока запросов. Модели запросов позволяют получать оценку серверного аппаратного ресурса для обслуживания клиентских систем при ра-бочей и пиковой нагрузках. В работе описан программно-аппаратный комплекс для исследования процессов, проте-кающих в облачной среде имитационного моделирования. Система реализована на платформе .NET Framework 2.0. Для ее разработки применялись MS Visual Studio 2008, GPSS World, MySQL 5. В работе представлены функцио-нальная модель системы, ER-модель. Реализованы механизмы подготовки шаблонов моделей и генерации кода ко-нечной модели. Для настройки подсистемы генерации трафика была проведена серия экспериментов в учебной ла-боратории имитационного моделирования на основе системы GPSS World, доступ к которой организован с примене-нием технологий Cloud Computing. Для проведения хронометража была разработана оболочка GPSS-хронометр 1.0, которая формирует журнал действий пользователя. Особое внимание уделено характеру взаимодействия пользователя с серверным ресурсом. По полученным законам, характеризующим взаимодействие пользователя с системой, построены эмпирические функции GPSS. Введена классификация режимов взаимодействия с системами имитацион-ного моделирования, экспериментально определены основные типы клиентских запросов, построены модели взаи-модействия пользователей со средами имитационного моделирования, предложена архитектура среды моделирования сетевого трафика. Построенные модели могут использоваться для оценки аппаратного серверного ресурса, что позволит учесть периоды его пиковой загрузки и простаивания. Генераторы трафика на основе эмпирических моделей могут применяться при исследовании алгоритмов загрузки распределенной среды имитационного моделирования.

20. Автоматизированная система проектирования беспроводной сети IEEE 802.11 [№3 за 2012 год]
Авторы: Жуков В.Г., Паротькин Н.Ю.
Просмотров: 10096
Рассматривается проблема автоматизированного проектирования беспроводных локально-вычислительных сетей IEEE 801.11, заключающаяся в выборе оптимального соотношения характеристик активного сетевого оборудования, его настроек и размещения для обеспечения максимальной скорости доступа клиентов к сети внутри помещения и минимизации мощности сигнала за его пределами. Выполнение последнего требования необходимо не только с точки зрения информационной безопасности, но и для соблюдения норм, установленных законодательством Российской Федерации. Описываются правовые акты, действующие в данной области, и условия использования беспроводного оборудования IEEE 801.11. Для решения задачи автоматизации проектирования сети доработана и формализована модель распространения радиосигнала. С ее помощью на основе входных характеристик, зависящих от используемого оборудования, рассчитывается мощность сигнала в любой точке помещения с учетом различных препятствий, ослабляющих его. В результате можно давать интегральную оценку варианта сети по критериям отклонения скорости передачи внутри и мощности сигнала вне помещения от заданных пользователем. При этом оптимальная сеть будет характеризоваться максимальным значением оценки, следовательно, имеет место задача оптимизации. Для ее решения предлагается использовать разработанный дифференцированный адаптивный генетический алгоритм. Кроме того, в работе приводится описание программной системы, реализующей модель и алгоритм и предоставляющей удобный графический интерфейс для работы с ними. По результатам измерений спрогнозированная мощность сигнала отличалась от реальной не более чем на 15 %.

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