Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2017 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

31. Синергетика информационно-когнитивного взаимодействия в интеллектуальных робототехнических системах с дистанционным обменом знаниями [№4 за 2017 год]
Авторы: Ульянов С.В., Решетников А.Г.
Просмотров: 9146
В статье представлена технология дистанционного проектирования БЗ нечетких регуляторов, разработанных с использованием программного инструментария «Оптимизатор Баз Знаний» на мягких и квантовых вычислениях. Рассматривается возможность настройки и передачи БЗ с использованием дистанционного подключения к объекту управления. Предложенные технологии позволяют повысить робастность системы управления за счет добавления функций обучения и адаптации к различным ситуациям управления. Представлено сравнение качества управления в нечетких регуляторах при работе в различных режимах. Настройка и передача БЗ нечеткого регулятора реализуются при помощи удаленного соединения с объектом управления в online с использованием технологий Bluetooth и Wi-Fi. В качестве примеров выступают различные модели интеллектуальных автономных роботов. Дистанционная передача БЗ позволяет проектировать множество различных встраиваемых интеллектуальных регуляторов для реализации множества стратегий управления в условиях неопределенности и риска. Реализованная технология обмена знаниями в группе интеллектуальных роботов позволяет гарантированно достигать цели управления и извлекать дополнительные знания за счет формирования нового информационного источника, основанного на синергетическом эффекте объединения знаний. В статье рассматриваются различные варианты взаимодействия робототехнических систем. Приведено краткое описание каждой из систем. Результаты экспериментов демонстрируют возможность гарантированного достижения цели управления коллективом роботов за счет использования технологий мягких вычислений при проектировании БЗ нечетких регуляторов. Разработанный программный инструментарий дает возможность проектировать и настраивать сложные и слабо формализованные технические системы. Данная возможность позволяет существенно сократить время при проектировании интеллектуальной системы управления и повысить надежность системы за счет снижения уровня влияния экспертных оценок на процесс проектирования.

32. Синтезирование программ на основе описания графоаналитической модели [№4 за 2017 год]
Авторы: Зыков А.Г., Кочетков И.В., Поляков В.И., Чистиков Е.Г.
Просмотров: 8027
Количество и объемы создаваемого ПО растут ежегодно. Это побуждает разработчиков к созданию новых инструментов, позволяющих сократить время на разработку очередного продукта, в том числе средств автоматизации тестирования. Необходимость в новых инструментах автоматизации тестирования растет по причине того, что увеличивается количество систем, использующих различные языки программирования. Актуальность задачи поиска универсальных межязыковых средств тестирования остается высокой до сих пор. В работе рассматривается верификация вычислительных процессов на основе графоаналитической модели. Основная идея этого подхода заключается в том, что разработанная программа конвертируется в описание графоаналитической модели и сравнивается с эталонным описанием, по которому она и создавалась; далее по результатам сравнения программа либо признается корректной, либо отправляется на доработку. Узким местом такого подхода являются сама разработка программы на основе графоаналитической модели и потенциальная итеративность процесса. Эту проблему предлагается решить с помощью создания утилиты синтеза программ по эталонным описаниям графоаналитической модели. В данной работе рассматривается алгоритм преобразования объектной модели описания графоаналитической модели в текстовое представление операторов и выражений языка C#. Целью исследования является автоматизация синтеза программ на языке C# по группе описаний графоаналитической модели вычислительного процесса. В рамках данного исследования было создано средство, позволяющее преобразовывать описания графоаналитической модели в исходные коды программ. Разработанная утилита была проверена на описаниях графоаналитической модели программы для обработки массивов (сортировка, поворот). Синтезированный исполняемый модуль успешно протестирован в окружении операционной системы Windows 10. В дальнейшем планируется развивать утилиту вместе с новыми версиями языка описания для расширения возможностей синтезируемых программ.

33. Система поддержки принятия решений при определении нозологической формы гепатита [№4 за 2017 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Астафьев А.Н.
Просмотров: 9611
Статья посвящена решению проблемы определения нозологической формы гепатита с целью снижения ошибок при оценке данных анамнеза и клинических анализов. Проблема решается с помощью ПО, моделирующего опыт специалистов, путем итерационного обучения на эталонных ситуациях. Поставленная перед системой поддержки принятия решений задача состоит из шестидесяти пяти входных факторов (анализов и анамнезов) и четырех выходных значений, характеризующих форму гепатита. Набор входных фак- торов выбран исходя из рекомендаций по клинической диагностике формы гепатита, нозологические формы выбирались в соответствии с требованиями международной системы классификации болезней. Предложенный алгоритм решения задачи основан на применении модифицированного итерационного метода Качмажа для решения систем линейных уравнений нейронной сети, при решении происходит расчет весовых коэффициентов. Выбранный метод позволяет производить расчет, эффективно используя вычислительные возможности. Система реализована в среде разработки Embarcadero Delphi, в качестве сервера БД использован FirebirdSQL. БД содержит 280 эталонных образов, участвующих в обучении системы. Общее количество итераций для формирования базы весовых коэффициентов составляет 260, полученная ошибка обучения равна 0,2–0,3. Применение образов, содержащих наибольшую ошибку, позволяет понизить ошибку и общее количество образов. Система прошла клиническую апробацию на полных данных 100 реальных пациентов, коэффициент корреляции составил 0,7. В ряде случаев применение разработанной системы позволяет повысить эффективность лечения. Применение данного подхода также возможно для оценки эффективности лечения гепатита.

34. Способы представления текстовой информации при автоматизированном рубрицировании коротких текстовых документов [№4 за 2017 год]
Автор: Козлов П.Ю.
Просмотров: 9006
Электронные сообщения граждан (жалобы, обращения, предложения и т.д.) с точки зрения возможности их автоматизированной обработки обладают рядом специфических особенностей: в значительной части случаев небольшой объем документа, что затрудняет его статистический анализ; отсутствие структуризации, что усложняет процедуры извлечения информации; наличие большого количества грамматических и синтаксических ошибок, что обусловливает необходимость реализации нескольких дополнительных этапов обработки; нестационарность тезауруса (состава и важности слов), зависящего от выхода новых нормативных документов, выступлений должностных лиц и политических деятелей и т.д., что вызывает необходимость использования процедур динамической классификации рубрик. В статье описываются этапы автоматизированного анализа и методы формализации текстовых документов. Предлагается метод рубрицирования, который использует результаты морфологического и синтаксического этапов с модифицированной лингвистической разметкой текстовых документов. В качестве синтаксического парcера рассматриваются современные программные продукты MaltParser и LinkGrammar, которые строят деревья зависимостей для всех предложений в документе. Приводятся стандартные лингвистические разметки MaltParser и LinkGrammar применительно к коротким текстовым документам, а также модификация разметки LinkGrammar для использования их рубрицирования. В процессе использования известных программных продуктов для проведения дополнительных этапов анализа придется столкнуться с проблемой разнообразия лингвистических разметок. Например, большинство синтаксических парсеров на выходе представляет каждое предложение текста в виде деревьев зависимостей, которые описывают лингвистической разметкой. Лингвистическую разметку для дальнейшей классификации и назначения весовых коэффициентов необходимо модифицировать, тем самым увеличивая размерность метрики. Описывается разработанный метод рубрицирования, который учитывает экспертную оценку важности слов для каждой рубрики, а также синтаксическую роль слов в предложениях. Приведена диаграмма процесса автоматизированного рубрицирования жалоб и предложений в разработанной системе анализа. Описан эксперимент, который подтверждает целесообразность использования синтаксических парсеров в подобных системах, что приводит к увеличению точности рубрицирования. Даны рекомендации по улучшению точности разработанного метода и использованию аппарата теории нечетких множеств и методов когнитивного моделирования для разрешения проблемы нестационарности тезауруса систем, которые зависят от выхода нормативных документов и выступлений должностных лиц.

35. Сравнение алгоритмов DLA и RLA при моделировании пористых структур [№4 за 2017 год]
Авторы: Тыртышников А.Ю., Лебедев И.В., Иванов С.И., Меньшутина Н.В.
Просмотров: 10322
В статье анализируются разные способы генерации структур пористых материалов. Показана перспективность методов агрегации, ограниченной диффузией (DLA), и агрегации, ограниченной реакцией (RLA), для моделирования и визуализации высокопористых материалов аэрогелей. Авторами были разработаны алгоритмы расчетов с использованием DLA и модифицированного RLA. Модификация алгоритма RLA по сравнению с DLA заключается в учете вероятности агрегации частицы при столкновении с кластером. Частица агрегируется не всегда, а с заданной вероятностью. Это позволяет влиять на разветвленность генерируемой структуры. ПО реализовано на языке C# в среде Microsoft Visual Studio. Для работы данного ПО необходимы операционная система Microsoft Windows 7 и выше и не менее 2 Гб ОЗУ. Реализована визуализация сгенерированных структур аэрогелей. В результате сравнения двух методов установлено, что метод DLA требует меньше вычислительного времени, чем RLA, однако позволяет моделировать не только структуру, но и процесс гелирования (создания структуры), давая возможность контролировать площадь удельной поверхности структуры и распределение пор по размерам в ней. В статье приведены расчетные данные и алгоритмы генерации различных структур аэрогелей. Показано, что при уменьшении вероятности слипания генерируемой структуры происходит падение производительности модифицированного алгоритма RLA, что особенно сильно заметно на больших структурах. Сделан вывод о целесообразности применения метода DLA при генерации больших структур и отсутствии необходимости в учете распределения пор по размерам.

36. Хранение и эффективная обработка нечетких данных в СУБД PostgreSQL [№4 за 2017 год]
Автор: Сорокин В.Е.
Просмотров: 9934
Всего за полвека теория нечетких множеств прошла путь от разработки теоретических основ до широкого практического применения в системах искусственного интеллекта таких областей деятельности, как управление промышленным оборудованием и транспортными средствами, медицинская диагностика и экспертные системы, в том числе для оценки различных рисков, от экономических до экологических. Во многих из них требуются надежное хранение и эффективная обработка больших объемов информации. С этой целью, как правило, применяются СУБД, наиболее совершенными из которых в настоящее время являются объектно-реляционные. Однако нечеткие данные плохо согласуются как с объектной, так и с реляционной моделью данных, и большинство промышленных СУБД не содержат встроенных типов нечетких данных и механизмов работы с ними. К таковым относится и кроссплатформенная свободно распространяемая в исходных кодах объектно-реляционная СУБД PostgreSQL, с применением которой во многом связывается импортозамещение в инфраструктурном ПО. Возможности реляционного моделирования нечетких данных и развитый механизм расширения типов за счет создания требуемых пользовательских типов наряду с мощными процедурными языками в СУБД PostgreSQL позволяют реализовывать различные альтернативные подходы к хранению и обработке нечетких данных. В статье выполнен сравнительный анализ таких подходов с точки зрения поддержания целостности данных и эффективности их обработки, приведены результаты экспериментов на созданных по различным подходам моделям нечетких данных. Предложены проектные решения, повышающие эффективность поиска подобных нечетких данных, сформулированы рекомендации по выбору подхода к моделированию нечетких данных.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4