Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2015 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

11. Концепция математического и компьютерного моделирования тепловых процессов в электронных системах [№4 за 2015 год]
Автор: Мадера А.Г.
Просмотров: 10765
В статье излагаются концепции теплового проектирования электронных систем, а также требования к математическому и компьютерному моделированию тепловых процессов в электронных системах. Сформулированы требования к математическим моделям, обеспечивающим адекватное моделирование тепловых процессов при тепловом проектировании электронных систем. Согласно им, математические модели должны быть динамическими, нелинейными, интервально стохастическими, учитывать влияние эффекта тепловой обратной связи (взаимодействие между тепловыми и электрическими режимами в электронной системе), а также статистический технологический разброс электрических и тепловых определяющих параметров элементов в электронной системе. Полученные уравнения математической модели тепловых процессов в электронной системе удовлетворяют сформулированным требованиям и представляют собой систему нестационарных, нелинейных, интервально стохастических дифференциальных уравнений в обыкновенных производных первого порядка. Разработанные концепции и математические модели могут быть положены в основу создаваемого многофункционального программного комплекса теплового проектирования электронных систем.

12. Маршрут проектирования самосинхронных конвейерных схем с использованием возможностей САПР [№4 за 2015 год]
Авторы: Власов А.О., Сурков А.В.
Просмотров: 7890
Самосинхронная логика не использует сигнал тактирования и работает при любых вариациях параметров внешней среды, достаточных для переключения транзисторов. Но у самосинхронной логики есть ряд недостатков, из-за которых она не применяется наравне с традиционными синхронными схемами. Самосинхронные схемы проектируются двумя способами: на основе графовой спецификации и с использованием перекрестного преобразования. Первый способ дает наиболее быстрые и компактные схемы, но ввиду сложности работы с графами размер схемы ограничен несколькими десятками элементов. Метод перекрестного преобразования удобен при проектировании больших операционных блоков, однако в работе использует двухфазную дисциплину передачи данных и парафазное кодирование проводов, вследствие чего результирующая схема получает удвоенное число логических элементов. Как следствие, самосинхронные операционные блоки имеют как минимум вдвое меньшую скорость и в разы большую площадь схемы. Тем не менее, самосинхронная логика может использоваться там, где применение традиционных синхронных схем невозможно – прежде всего в расширенных диапазонах температур и вариации напряжения питания. Главным недостатком самосинхронных схем является отсутствие автоматизированного маршрута проектирования (САПР), в результате чего самосинхронные схемы, как правило, проектируются вручную. В целях сокращения времени разработки в НИИСИ РАН выработан маршрут проектирования самосинхронных конвейерных схем с использованием созданных ранее синхронных прототипов, включающий в себя синтез, разработку топологии и функциональное моделирование.

13. Методический аппарат анализа и синтеза комплекса мер разработки безопасного программного обеспечения [№4 за 2015 год]
Авторы: Барабанов А.В., Марков А.С., Цирлов В.Л.
Просмотров: 11607
Рассмотрены актуальные вопросы стандартизации серийного производства безопасных программных изделий. Исследованы организационно-технические меры по снижению количества уязвимостей при разработке и сопровождении ПО функционирования автоматизированных систем в защищенном исполнении. Проведена систематизация стандартов и рекомендаций в области разработки безопасного ПО. Выполнен анализ применимости существующих методических подходов к разработке безопасного ПО при проведении оценки соответствия требованиям безопасности информации, в том числе при сертификации программных средств. Показана целесообразность гармонизации разрабатываемых нормативных требований и практических мер с методологиями международных стандартов по линии ISO 15408 и ISO 12207. Введено понятие безопасного ПО. Разработан базовый набор требований, позволяющий проводить и оценку соответствия процессов разработки ПО требованиям к безопасному ПО. При этом обосновано, что набор требований должен опираться прежде всего на принятые политики безопасности и актуальные угрозы. Приведен пример разрабатываемых требований. Разработана оригинальная концептуальная модель анализа и синтеза комплекса мер разработки безопасного ПО, опирающаяся на набор формируемых требований. Показано, что концептуальная модель предоставляет разработчикам ПО возможность научно обоснованного выбора мер разработки ПО. Разработана общая методика выбора комплекса мер безопасной разработки ПО. Представлены косвенные подтверждения эффективности предлагаемого подхода. Отмечено, что предложенный подход лег в основу разработки национального стандарта в области разработки и производства безопасного ПО.

14. 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.

15. Моделирование подстилающей поверхности в имитационных системах [№4 за 2015 год]
Авторы: Мамросенко К.А., Решетников В.Н.
Просмотров: 9494
В работе приводятся методы визуализации земной поверхности и наземных объектов с описанием применения в авиационно-космической отрасли. Показаны особенности моделирования подстилающей поверхности с использованием спутниковых снимков, данных SRTM. Рассмотрена организация хранения исходных данных в форматах Tile Map Service и Keyhole Markup Language. С развитием систем дистанционного зондирования Земли, а также систем обработки полученных данных стали применяться методы визуализации земной поверхности с использованием спутниковых снимков. Например, со спутника GeoEye-1 можно получить снимки с разрешением 0,5 метра на пиксель. В целях оптимизации производительности такие снимки хранят в виде тайлов – небольших изображений одинакового размера, которые являются фрагментами большого изображения. Описан способ повышения производительности подсистемы визуализации при отображении множественных однотипных объектов, при котором выполняется последовательный обход всех узлов модели для клонирования и на основе данных собирается новая модель, содержащая необходимое количество экземпляров исходной модели. Массив вершин исходной модели изменяется с целью помещения экземпляра модели в необходимое пространственное положение. Массивы нормалей и текстурных координат копируются без изменений. Однако возможны ситуации, при которых число вершин в модели больше числа текстурных координат, в этом случае для объединения геометрий на место недостающих текстурных координат записываются значения из следующего экземпляра модели, что может привести к неправильному наложению текстуры. Во избежание подобной ситуации в недостающие текстурные координаты записываются нулевые значения.

16. Наземная подсистема подготовки электронной бортовой документации [№4 за 2015 год]
Авторы: Кравченко С.И., Андреев Д.А., Долгов А.А., Колесников А.В.
Просмотров: 8650
Описан технологический процесс переработки информации при подготовке электронной бортовой документации для многофункциональной информационной системы поддержки деятельности экипажей транспортных космических кораблей и орбитальных станций. Подчеркивается необходимость генерации электронных документов на этапе бортового обновления контента из совместимого доставляемого архива. Отмечается концептуальная особенность наземной подсистемы, заключающаяся в разделении элементов электронного документа на две категории: консервативную визуальную основу и интерактивный слой, состоящий из виртуальных органов управления разделами документа и внутренними приложениями. Формулируются преимущества раздельной обработки слоев документа, состоящие в наземной разметке инструкции и доставке на борт только файла разметки, по которому на этапе обновления автоматически реконструируется разработанная на Земле инструкция; таким образом достигается идентичность наземной и бортовой версий, существенно снижается нагрузка на канал передачи данных Земля–борт. В статье также приводится структура средств наземного комплекса, раскрывается последовательность выполняемых операций; дается детальное описание взаимодействия участвующих в процессе утилит и основных разделов общей методологии: архивирование разработок в классической библиотеке бортовой документации, генерация визуальной основы, редактирование управляющего слоя, формирование новых документов из массива страниц классической библиотеки. Особое внимание уделяется специальным инструментам – редактору-компоновщику разметок и формирователю пакетов обновления. На основании экспериментов делается заключение о готовности разработанного комплекса наземных средств подготовки электронной бортовой документации к полноценному обеспечению формирования пакетов обновления для многофункциональной информационной системы поддержки деятельности экипажей космических кораблей и станций.

17. Определение коллизий аппроксимирующих сфер и прямоугольных параллелепипедов в системах трехмерного моделирования [№4 за 2015 год]
Автор: Трушин А.М.
Просмотров: 6120
В системах трехмерного моделирования виртуальные объекты могут сталкиваться друг с другом. Определение таких столкновений (коллизий) является неотъемлемой частью любого физического движка. Для физических движков важнейшую роль играет скорость их расчетов. Для поддержки режима реального времени расчеты одного кадра моделирования не должны превышать 40 мс для обеспечения визуализации не менее 25 кадров в секунду, поэтому к системе расчета динамики в целом и к определениям коллизий в частности предъявляется требование разработки быстрых и эффективных алгоритмов. Определение коллизий объектов произвольной формы – трудная задача, имеющая высокую вычислительную сложность, поэтому широко применяется метод определения коллизий при помощи аппроксимирующих контейнеров. В этом случае формы виртуальных объектов описываются (аппроксимируются) различными геометрическими примитивами и задача определения коллизий самих объектов сводится к определению коллизий их аппроксимирующих контейнеров. Широкое распространение получили такие примитивы, как прямоугольные параллелепипеды и сферы. Алгоритмы определения коллизий бывают априорными и апостериорными. Априорные алгоритмы предсказывают коллизии тел, а апостериорные определяют коллизии уже по факту пересечения самих объектов. При этом априорные алгоритмы в общем случае обладают значительно большей вычислительной сложностью ввиду большего объема входных данных. В связи с этим в физических движках, ориентированных на моделирование динамики в режиме реального времени, в основном используются апостериорные алгоритмы определения коллизий. Настоящая работа посвящена разработке быстрых и эффективных апостериорных алгоритмов определения коллизий сфер между собой и сфер с прямоугольными параллелепипедами.

18. Основные понятия формальной модели семантических библиотек и формализация процессов интеграции в ней [№4 за 2015 год]
Авторы: Атаева О.М., Серебряков В.А.
Просмотров: 7866
Развитие современных технологий подталкивает к переопределению понятия контента библиотеки, в качестве которого могут выступать и традиционные описания печатных изданий, и любые другие типы объектов. При этом контент цифровых библиотек и физические объекты могут быть связаны различными способами. В работе рассматриваются библиотеки как хранилища структурированных разнообразных данных с возможностью их интеграции с другими источниками данных. Приведены структура тезауруса для возможности определения их тематической направленности и основные понятия, необходимые для описания таких библиотек. Определяя такие понятия, как информационные ресурсы, наборы атрибутов, информационные объекты и другие, связанные с ними, формируют понятийную основу для некоторой предметной области создаваемой семантической библиотеки. Тезаурус же, в свою очередь, обеспечивает терминологическую поддержку этих понятий, облегчая навигацию по информационным объектам системы, поддерживает процесс уточнения и расширения запросов пользователей к системе. Также в статье описаны понятия, необходимые для детализации работ по интеграции данных, основной упор делается на понятия, используемые в процессе приведения данных. Важной характеристикой любого набора данных независимо от его структуры является понятие качества данных. Опираясь на оценку качества данных, можно давать объективную оценку эффективности процессов, происходящих в семантической библиотеке, важнейшим из которых является интеграция данных с другими источниками. Формальная модель понятий, описанная в данной части работы, используется в дальнейшем для описания онтологии такой библиотеки.

19. 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: 10044
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.

20. Особенности модернизации центра обработки данных и космоцентра [№4 за 2015 год]
Авторы: Снытко А.С., Терников А.А.
Просмотров: 10534
В статье рассматриваются использование возможностей современных технологий виртуализации для решения задач консолидации вычислительных ресурсов предприятия в пределах корпоративного центра обработки данных и последующее создание на основе его вычислительных средств единого учебно-тренажерно-моделирующего комплекса в рамках проекта модернизации космоцентра «Астрон» имени космонавта Г.С. Шонина. Описаны развитие, текущее состояние технологий и ключевые преимущества перехода от традиционной модели сетевой инфраструктуры к использованию возможностей серверной виртуализации и виртуализации рабочих станций. Технология виртуализации рабочих станций предоставляет недоступные ранее возможности динамического распределения ресурсов вычислительного комплекса, обеспечивает отказоустойчивость информационной системы и самое важное для реализации концепции единого интегрированного учебного комплекса – мобильность пользователей за счет виртуализации графических адаптеров и прогрессивных протоколов удаленного подключения к виртуальным рабочим станциям. В проекте использованы решения ведущих мировых производителей программного и аппаратного обеспечения, отвечающие всем требованиям к высокой производительности и надежности. В результате получена единая среда, отличающаяся высокой степенью автоматизации и упрощенным администрированием. Описаны состав и назначение основных используемых аппаратных компонентов программно-аппаратного комплекса. Приведена структурная схема центра обработки данных Центра тренажеростроения. Рассмотрены задачи, требовавшие решения при модернизации космоцентра «Астрон» и его компонентов, описан процесс модернизации. Приведена структурная схема модернизированного космоцентра. Описаны типовые решения для организации виртуальной среды и особенности применения технологий виртуализации рабочих станций при модернизации космоцентра. Описаны опыт реализации проекта и его результаты для Центра тренажеростроения.

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