Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2013 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

41. Программная система анализа индикаторов активности регионов России на базе онтологических моделей и паттернов данных [№3 за 2013 год]
Авторы: Московский А.Д., Ровбо М.А., Хорошевский В.Ф.
Просмотров: 10507
Обсуждаются вопросы разработки и реализации автоматизированного рабочего места аналитика, обеспечивающего поддержку процессов интеллектуального анализа больших объемов статистических данных науки, образования и инновационной деятельности. Фиксируются научно-техническая проблема, решение которой реализуется в системе, цели и задачи разработки, основными из которых являются формирование системы индикаторов науки, образования и инновационной деятельности, построение системы агрегатов статистических данных с целью формирования опорных точек для анализа ситуации в регионах Россиив различных аналитических разрезах, формирование векто-ров индикаторов для наборов статистических данных и их агрегатов, а также определение семантической близости векторов и формирование кластеров индикаторов аналогичных регионов РФ, формирование динамических групп статистических данных и их агрегатов, анализ поведения индикаторов науки, образования и инновационной дея-тельности в регионах РФ. Дается краткий обзор состояния исследований и разработок в данной области. Математи-ческое обеспечение представленной в работе системы базируется на использовании гибридного подхода, в рамках которого обеспечивается интеграция классических математических методов корреляционного анализа, анализапат-тернов данных и временных рядов с методами семантической интерпретации получаемых результатов. При разработке и реализации программного обеспечения системы особое внимание уделено поддержке бизнес-процессов выявления трендов изменения индикаторов и нетипичной динамики индикаторов, определению характерных векторов направленности индикаторов Best Performance, а также дружественным интерфейсам пользователя.

42. Прототип системы анализа состояния вычислительного кластера на основе метода опорных векторов [№3 за 2013 год]
Авторы: Конюхов С.С., Московский А.А., Рябинкин Е.А., Велихов В.Е.
Просмотров: 7762
С ростом сложности вычислительных кластеров для обеспечения их эффективной работы на первый план выходит проблема отказоустойчивости. Ее решение в настоящее время является одной из самых активно развивающихся областей, связанной с высокопроизводительными вычислениями. В данной работе рассмотрена задача построения автоматизированной системы классификации состояний вычислительного кластера с целью прогнозирования и своевременного выявления нештатных ситуаций в его работе. Для ее решения был предложен алгоритм, использующий методы машинного обучения на основе подхода опорных векторов (SVM/SVR). Отличительной особенностью используемого алгоритма является его модульный характер, допускающий выбор наиболее эффективных методов для решения подзадач всего алгоритма обработки входных данных. На примере анализа данных мониторинга, собранных с реально действующих вычислительных кластеров, была показана принципиальная применимость предложенного алгоритма для обнаружения новых состояний вычислительного кластера: при правильном выборе пара-метров используемых методов удается осуществлять прогнозирование возможных будущих состояний с точностью 6–16 % и фиксировать критическое изменение контролирующих величин в пределах 3–5 шагов прогноза. При малом числе показаний сенсорных датчиков, содержащих выпадающие значения (5–10 %), наблюдается устойчивость системы к сбоям в показаниях сенсорных датчиков. Возможное дальнейшее развитие автоматизированной системы связано с использованием online-алгоритмов SVM/SVR и методов выявления сложных типов аномального поведения вычислительных кластеров.

43. Разработка модели данных информационной системы поддержки жизненного цикла изделий для задач космического приборостроения [№3 за 2013 год]
Автор: Вичугова А.А.
Просмотров: 9601
В статье дается понятие объектов проектирования, описаны их взаимосвязь и компонентный состав применительно к задачам космического приборостроения. Рассмотрены информационные системы и технологии для поддержки процессов проектирования изделий. Показана схема структурированного хранения разнородных информационных сущностей в системе управления данными. Рассмотрены аспекты концептуального проектирования модели данных информационной системы для поддержки жизненного цикла изделия, включая интеграцию с системами автоматизированного проектирования. Учтена необходимость электрического и механического проектирования приборов. Определены классы модели данных, которые позволяют описать состав и отношения объектов проектирования. Разработана UML-диаграмма, иллюстрирующая иерархию и взаимосвязь типов объектов проектирования на примере радиоэлектронной аппаратуры. Предложена модель хранения проектных данных об изделии в системе управления данными Enovia SmarTeam, позволяющая реализовать управление жизненным циклом изделия и связанных с ним информационных сущностей.

44. Разработка экспертных систем на основе трансформации информационных моделей предметной области [№3 за 2013 год]
Авторы: Грищенко М.А., Юрин А.Ю., Павлов А.И.
Просмотров: 11909
Описан программный комплекс для создания продукционных экспертных систем, ориентированный на непрограммирующего специалиста. Комплекс реализует методологию MDA, позволяющую создавать программные приложения на основе последовательной (пошаговой) трансформации информационных моделей предметной области. Особенностью предлагаемой реализации методологии MDA является использование онтологии в качестве вычислительно-независимой модели, авторской нотации RVML (Rule Visual Modeling Language) для создания платформенно-независимой модели, языка представления знаний JESS в качестве платформенно-зависимой модели. Приведены описания архитектуры, основных модулей программного комплекса, функций и универсальной логической модели базы данных, позволяющей хранить онтологию и продукционные модели, а также обеспечивать их взаимодействие. В статье также описывается авторская нотация RVML, специально разработанная для описания продукций с помощью графических примитивов, повышающая эффективность разработки продукционных БЗ и обладающая большей наглядностью по сравнению с UML при отображении причинно-следственных зависимостей.

45. Распределенная платформа для параллельного обучения искусственных нейронных сетей DisANN [№3 за 2013 год]
Авторы: Нгуен Занг, Краснощеков А.А.
Просмотров: 11443
В данной работе описан процесс проектирования, реализации и внедрения системы распределенного обучения нейронных сетей на основе алгоритма learning-by-blockдля нейронных сетей прямого распространения. Распределе-ние происходит в рамках массива обучающих векторов, который разделяется на несколько блоков, а блоки в свою очередь передаются вычислительными узлами. Таким образом, обучение нейронной сети распараллеливается в рам-ках одной эпохи. Так как нейронные сети по принципу своей работы устойчивы к ошибкам, то потери блоков не критичны. Для избежания узких мест в момент синхронизации в конце каждой эпохи обучение может проводиться с потерями. При синхронизации и переходе к следующей эпохе необходимо и достаточно определенного процента ис-пользованных для обучения блоков или заданного объема процессорного времени. В рамках каждой эпохи потери в обучении компенсируются взвешенным значением последнегоуспешного результата. Система базируется на соз-данной ранее open-source платформе для проведения grid-вычислений Anthill. Применение концепции grid-вычислений, возможность управления через web-интерфейс и свободного выбора библиотек для моделирования нейронных сетей позволили создать систему, обладающую высокой степенью гибкости и простоты использования.

46. Распределенная подсистема конструкторского проектирования электронных схем [№3 за 2013 год]
Авторы: Глушань В.М., Лаврик П.В.
Просмотров: 10737
Дается хронологический экспресс-анализ подходов к построению быстродействующих САПР электронных схем. Заостряется внимание на том, что САПР должны удовлетворять требованию интерактивности. Реализация этого требования возможна, если ответы на запросы пользователя система будет выдавать с задержкой не более 2–3 секунд. В условиях постоянного повышения сложности проектируемых объектов поддержание интерактивности САПР невозможно без постоянного наращивания их скоростных свойств. В статье рассматриваются три основных направления обеспечения интерактивности САПР. В связи со всеобщим расширением сетевых технологий перспективным и многообещающим направлением исследований является использование возможностей различных видов сетей для создания распределенных САПР. Приводятся разработанные авторами структура и результаты имитационного моделирования распределенной САПР, ставших обоснованием целесообразности построения реальной подсистемы конструкторского проектирования электронных схем. Описаны основные модули подсистемы, их функционирование и результаты экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования показали, что разработанная подсистема относится к типу GRID-систем и позволяет уменьшить время проектирования до трех раз.

47. Реализация интеллектуальных систем реального времени на основе сетей Петри с поддержкой темпоральных зависимостей [№3 за 2013 год]
Авторы: Еремеев А.П., Королев Ю.И.
Просмотров: 7350
Рассматривается использование аппарата цветных сетей Петри в интеллектуальных системах реального времени. Сети Петри позволяют естественно описывать синхронизацию,параллелизм, конфликт и причинную зависимость, а также наглядно представлять структуру и поведение сложной технической или организационной системы. Однако существенным недостатком классических сетей Петри является сложность моделирования функционирования систем реального времени, когда необходимо учитывать фактор времени и временные (темпоральные) зависимости. Предлагается новое расширение – цветные сети Петри с поддержкой темпоральной логики Аллена, позволяющие моделировать как количественные, так и качественные временные зависимости. Данная логика характеризуется достаточной выразительностью и наличием полиномиальных алгоритмов вывода, что позволяет применять ее в системах типа интеллектуальных систем поддержки принятия решений реального времени. В работе даны описание и пример использования разработанного базового программного средства для данного класса сетей Петри.

48. Решение задачи оптимальной маршрутизации по критерию средней задержки [№3 за 2013 год]
Авторы: Марголис Б.И., Музанна М.М.
Просмотров: 9191
Рассмотрена потоковая модель информационной сети с альтернативной маршрутизацией сообщений для произвольного количества коммутационных узлов и каналов связи. Сформулированы критерий оптимизации по времени задержки сообщений, ограничения на пропускные способности каналов и условия сохранения потоков в сети. С использованием метода неопределенных множителей Лагранжаполучены аналитические соотношения для оптимального распределения информационных потоков в сети из трех линий связи. Полученные соотношения распространены на произвольное количество линий связи. Показана справедливость формул для расчета оптимального распределения потоков для частного случая сети, состоящей из двух линий связи. Разработана программа расчета в среде MatLab, позволяющая по топологической структуре сети, матрице входных потоков и пропускной способности каналов найти оптимальное распределение потоков в сети, состоящей из произвольного количества узлов и линий связи. Рассмотрен пример оптимального разделения входных потоков для сети из четырех узлов и трех линий связи, обеспечивающего минимум среднего времени задержки. Продемонстрировано изменение оптимального распределения потоков для рассмотренного примера при уменьшении числа линий связи до двух. Намечены подходы к решению задачи оптимального распределения потоков при наличии в топологии моделируемой сети промежуточных уз-лов.

49. Решение задачи структурного построения программного обеспечения интеллектуального датчика влажности [№3 за 2013 год]
Автор: Артемова С.В.
Просмотров: 8188
Рассматривается подход к решению задачи структурного построения ПО на примере интеллектуального датчика влажности(ИДВ), представляющего собой информационно-измерительную систему(ИИС). При проектировании программного и информационного обеспечения в качестве основных модулей ИДВ рассматриваются интеллектуальный интерфейс, супервизор, модули опросадатчиков и реализации измерительных процедур. Функционирование ИДВ базируется на использовании БД и БЗ. Для реализации работы ИДВ используются алгоритмы, которые требуется разместить по модулям таким образом,чтобы проектируемая ИИС обладала заданными свойствами. Подобные задачи выбора даже умеренного размера относятся к классу NP-полных, их удается решать только приближенно. Поэтому для практического решения задачи структурного построения ПО предлагается использовать эвристические методы, в частности генетические алгоритмы. Методика решения задачи включает следующие этапы: формирование вектора-строки генов распределения алгоритмов по модулям, описание матрицы связей, взаимодействие алгоритмов посредством информационных элементов, создание матрицы альтернатив принадлежности алгоритма модулю, определение целевой функции. Подобный подход можно применять при проектировании информа-ционного обеспечения и ПО как информационно-измерительных, так и информационно-управляющих систем, имеющих в своем составе большое количество модулей и алгоритмов.

50. Система автоматического картографирования знаков дорожного движения [№3 за 2013 год]
Авторы: Чигорин А.А., Конушин А.С.
Просмотров: 17556
Рассмотрена задача автоматического нанесения дорожных знаков на карту. Для успешного применения автоматических методов на практике необходимо, чтобы суммарное время работы автоматического алгоритма и время исправления его ошибок были в разы меньше времени разметки оператором. Описывается система автоматического нанесения знаков на карту, состоящая из модулей обнаружения, распознавания, связывания и локализации. На этапах обнаружения и распознавания положение знака определяется независимо на каждом кадре и каждому обнаруженному знаку присваивается метка класса. На этапе связывания одни и те же физические знаки с соседних кадров объединяются в последовательности, что позволяет уточнить результаты этапа обнаружения и распознавания. На этапе локализации определяются координаты связанной последовательности знаков за счет применения метода триангуляции. Проведены эксперименты, подтверждающие эффективность различных компонентов предложенной системы. Система работает более чем со 140 классами знаков дорожного движения и не требует ручной разметки большого количества тренировочных изображений за счет обучения на синтетически полученных данных. Создана большая коллекция знаков дорожного движения Российской Федерации. Проведено тестирование системы на предложенной коллекции. Коллекция находится в открытом доступе, чтобы способствовать сравнению с другими методами.

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