Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2013 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

31. Облачный сервис «Параллельный Matlab» [№4 за 2013 год]
Авторы: Созыкин А.В., Гольдштейн М.Л., Грибова В.В., Москаленко Ф.М.
Просмотров: 15537
Предложен подход к организации работы параллельных вычислений в пакете Matlab в качестве облачного сер- виса. Отличительной особенностью сервиса является то, что в его рамках предоставляется не только параллельная вычислительная система с Matlab, но и рабочее место пользователя с графическим интерфейсом Matlab. Обеспечиваются возможность запуска вычислительных задач на суперкомпьютере из графического интерфейса Matlab и последующая обработка результатов расчета также в графическом интерфейсе. Предложена архитектура сервиса «Параллельный Matlab». Разработанная архитектура реализована в суперкомпьютерном центре Института математики и механики УрО РАН на основе вычислительной облачной платформы УрО РАН и суперкомпьютера «УРАН». В качестве рабочего места пользователя применяются виртуальные машины облачной платформы УрО РАН, на которые установлен Matlab с графическим интерфейсом и Parallel Computing Toolbox. На суперкомпьютере «УРАН» работает Matlab Distributed Computing Server. Интеграция виртуального рабочего места пользователя с суперкомпьютером выполнена на основе менеджера ресурсов SLURM. Облачный сервис «Параллельный Matlab» предоставляет пользователям интегрированное решение для проведения параллельных вычислений в популярном пакете без необходимости самостоятельной установки и настройки параллельной версии Matlab. Для работы с сервисом на компьютере пользователя необходим только web-браузер. Установку и сопровождение параллельной версии пакета Matlab выполняют квалифицированные администраторы облачной платформы.

32. Определение весов оценочных слов на основе генетического алгоритма в задаче анализа тональности текстов [№4 за 2013 год]
Авторы: Котельников Е.В., Клековкина М.В.
Просмотров: 11255
Статья посвящена проблеме распознавания тональности текстов с использованием словарного метода. Классификация текстов по тональности находит применение во множестве областей: в маркетинговых исследованиях, рекомендательных системах, поисковых системах, в человеко-машинном интерфейсе, при оценке тональности новостей и др. Словарный метод наряду с машинным обучением является одним из наиболее эффективных подходов к решению задачи анализа тональности. Словарный метод основан на словаре оценочной лексики; каждое слово из такого словаря имеет вес, обозначающий степень значимости слова. От правильности назначения весов существенно зависит качество классификации текстов. В статье предлагается новый способ определения весов оценочных слов, входящих в словарь. Проблема назначения весов рассматривается как задача оптимизации многомерной функции. При этом аргументами функции являются веса оценочных слов, а в качестве значений используются значения какой-либо метрики качества классификации, вычисленные при помощи словарного метода на основе данного набора весов. Метрикой качества в работе является F1‑мера. Задача оптимизации решается с использованием генетического алгоритма. Эксперименты проводятся на основе коллекции отзывов о фильмах семинара РОМИП‑2011. Результаты демонстрируют преимущество предложенного способа определения весов перед другими способами, а также превосходство словарного метода над методом опорных векторов.

33. Основной подход в решении задачи создания человеко-машинного интерфейса с использованием дуального принципа [№4 за 2013 год]
Автор: Минитаева А.М.
Просмотров: 6976
Дается описание проблемы эксплуатации эргатических систем управления как одного из компонентов взаимодействия оператора, объекта, окружающей среды и систем управления в информационно-вычислительных системах. Важнейшим компонентом является решение задачи по созданию сложного человеко-машинного интерфейса с использованием дуального принципа, в максимальной степени учитывающего человеческий фактор – психологические, физиологические и анатомические аспекты человеко-машинного взаимодействия с учетом всего комплекса решаемых функциональных задач. Для человеко-машинного интерфейса и управления на вычислительной машине особую актуальность приобретает направление исследования цифровых вычислительных систем с искусственным интеллектом, основной побуждающей причиной создания которых является безопасность работы при его высокой интенсивности в современных условиях. Развитие данного направления предполагает кардинальные изменения функциональной структуры процессов управления, создание необходимой теоретической базы для постановки и решения конкретных научно-технических задач. В связи с этим одна из важнейших проблем разработки высокоэффективных эргатических систем управления заключается в оптимальном распределении функций между ЧО и техническими средствами с учетом психофизиологических возможностей человека. Такого рода работы основаны на возможностях реализации, предоставляемых уже имеющимися устройствами автоматизации и средствами вычислительной техники. Новизна и перспективность реализации предлагаемых подходов определяются возможностью получения результатов для разработки и создания, где ключевым звеном профилактики могут выступать психофизиологические факторы. Cоздание сложной системы с использованием дуального принципа позволит реализовать актуальные задачи организации человеко-машинного интерфейса с учетом интеллектуализации взаимодействия человека и вычислительного комплекса, построения и развития автоматизированных информационных систем организации и диагностирования психологического и физиологического обеспечения безопасности работы человека.

34. Отечественные суперкомпьютерные технологии экзафлопсного класса – необходимое условие обеспечения технологической конкурентоспособности России в XXI веке [№4 за 2013 год]
Автор: Бетелин В.Б.
Просмотров: 9812
Владение технологиями предсказательного суперкомпьютерного моделирования при разработке высокотехнологичной продукции в настоящее время является необходимым условием конкурентоспособности страны на высокотехнологичных мировых рынках. Эти технологии относятся к категории стратегических и недоступны на коммерческой основе. Именно данное обстоятельство определило опасное технологическое отставание России от мировых лидеров в авиационной, автомобильной, космической, энергомашиностроительной отраслях. Позиция нашей страны на мировом энергетическом рынке сегодня вполне значима. И именно эта позиция – основа ее экономической, военной и политической безопасности. Поэтому Россия должна выстроить такую стратегию технологического развития, чтобы удержать в третьем тысячелетии долю мирового энергетического рынка, достаточную для своего устойчивого социально-экономического развития. А это невозможно без создания отечественных технологий комплексного предсказательного суперкомпьютерного моделирования процесса извлечения и переработки углеводородов. Использование новейших технологий суперкомпьютерного моделирования в высокотехнологичном промышленном производстве и добыче углеводородов требует применения суперкомпьютеров производительностью порядка 1018 оп./с (экзафлопс) и, как следствие, разработки отечественных технологий создания таких суперкомпьютеров, новых физико-математических моделей, численных методов, расчетных схем и методик, а также новых технологий создания прикладных программных систем.

35. Подготовка детализированной текстуры поверхности для высокореалистичной визуализации Земли [№4 за 2013 год]
Автор: Мальцев А.В.
Просмотров: 9678
Одним из основных критериев обеспечения высокой реалистичности изображений при визуализации модели Земли в имитационно-тренажерных комплексах подготовки космонавтов является использование в процессе рендеринга детализированной текстуры земной поверхности. В данной статье предлагаются технология подготовки такой текстуры из исходного набора тайлов (фотоизображений небольших участков земной поверхности) одинакового размера для ее дальнейшего применения в приложениях, созданных для визуализации моделей Земли и использующих системы распределенных вычислений, а также технология сверхбольших текстур. В рамках проблемы рассматривается решение ее наиболее существенных задач. Поскольку, как правило, исходные тайлы заданы в проекции Меркатора, в работе предлагается и подробно разбирается алгоритм преобразования текстуры с проекцией Меркатора в удобную для последующего использования текстуру с эквидистантной цилиндрической проекцией. Также рассматривается способ для бесшовного добавления в подготавливаемую текстуру водных поверхностей в случае их отсутствия в исходном наборе тайлов, заключающийся в использовании специальной текстурной маски в градациях серого цвета. Метод создания такой маски предложен и описан в одном из разделов данной статьи. Кроме того, в работе рассматривается созданный на основе предлагаемых технологий, методов и алгоритмов программный комплекс. Комплекс состоит из трех приложений, работающих под управлением операционной системы Microsoft Windows, и одного сценария для программы Adobe Photoshop, которые в совокупности позволяют пользователю за несколько шагов подготовить требуемую текстуру земной поверхности.

36. Построение OLAP-кубов с помощью стандартных средств разработки web-приложений [№4 за 2013 год]
Авторы: Чибисов В.Н., Суслов И.А., Маркилов И.А.
Просмотров: 18551
Описывается построение системы, работающей с многомерными аналитическими пространствами для обработки информации (OLAP-кубов данных), с помощью свободно распространяемых бесплатных инструментальных и программных средств для разработки web-приложений. Рассматриваются вопросы построения структуры БД, разработки системы кодирования и основанного на ней языка обращения к многомерному пространству, а также построения и проектирования транслятора, преобразующего выражения, написанные на языке обращений к многомерному пространству, в язык запросов к БД (язык запросов SQL). Использование описанного в данной статье подхода позволяет осуществлять разработку и построение OLAP-кубов данных на стандартных средствах разработки web-приложений без привлечения дорогостоящих специализированных программных средств для работы с многомерными аналитическими пространствами (OLAP-кубами данных).

37. 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: 11527
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.

38. Применение Interactive Data Language для обработки данных радиометрических измерений [№4 за 2013 год]
Авторы: Скрипачев В.О., Полушковский Ю.А., Стрельцов А.М.
Просмотров: 20925
При проведении исследований в системе «атмосфера – подстилающая поверхность» используется большой объем данных, которые необходимо быстро обработать. Для детальной оперативной обработки данных радиометрических измерений целесообразно использовать приложения, написанные на языке программирования Interactive Data Language. В Interactive Data Language достаточно простой синтаксис, нет необходимости в составлении циклов и оптимизации времени выполнения функций для работы с массивами. В работе рассмотрены особенности языка, описания классов и объектов языка. Сделан краткий обзор возможностей визуализации научных данных средствами Interactive Data Language, в том числе картографические возможности. Рассмотрены возможности Interactive Data Language для построения графического интерфейса пользователя. Эти возможности были реализованы при создании приложения обработки данных спутниковых СВЧ-радиометров для определения метеорологических параметров. Рассмотрены формат данных HDF и архитектура разработанного приложения обработки данных.

39. Применение мягких вычислений для анализа структуры базы знаний информационной системы [№4 за 2013 год]
Авторы: Гордеев Р.Н., Бурилин А.В.
Просмотров: 14262
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.

40. Проблемы схемотехнического моделирования нанотранзисторов со структурой «кремний на изоляторе» [№4 за 2013 год]
Автор: Масальский Н.В.
Просмотров: 11412
Обсуждаются особенности физического моделирования, ориентированного на задачи схемотехнического проектирования. Особое внимание уделено принципам построения физических моделей «кремний на изоляторе» нано- транзистора для схемотехнических целей применительно к программе схемотехнического моделирования SPICE. Описана процедура адаптации новых оригинальных моделей транзистора к схемотехническим средствам HSPICE, осуществляемая посредством открытого интерфейса данной программы. Рассматривается методика оптимизации топологических и электрофизических параметров двухзатворных нано- транзисторов с использованием технологии «кремний на изоляторе» с тонкой нелегированной рабочей областью, без перекрытия областей затвора и стока/истока с учетом физических ограничений и технологических требований. На основании результатов численного моделирования обсуждаются критерии выбора ключевых топологических параметров транзисторов для реализации требований в соответствии с программой «International technology roadmap for semiconductor 2012 edition» для перспективных приложений с низким уровнем потребляемой мощности. Совокупный анализ вольт-амперной характеристики транзисторов и таких характеристик логических вентилей, как временная задержка переключения, активная и статическая мощность, показывает, что прототипы рассматриваемых устройств применимы для реализации проектов высокопроизводительных СБИС.

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