Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2012 год.

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

51. Генетический алгоритм для задачи вершинной минимизации недетерминированных конечных автоматов [№4 за 2012 год]
Автор: Цыганов А.В.
Просмотров: 10638
Задача вершинной минимизации недетерминированных конечных автоматов является известной вычислительно трудной задачей комбинаторной оптимизации. Для ее решения предложено большое количество точных и приближенных методов. Все известные точные алгоритмы являются переборными, поэтому часто на практике их невозможно применить даже для сравнительно небольших автоматов. В статье рассматривается новый эвристический алгоритм для задачи вершинной минимизации недетерминированных конечных автоматов, основанный на сочетании классического алгоритма Камеды–Вейнера и генетического алгоритма. Основной особенностью предлагаемого метода является замена наиболее трудоемкой переборной части алгоритма, а именно поиска легитимных покрытий матрицы RAM (Reduced Automaton Matrix), на более быстрый, но неполный перебор покрытий с помощью генетического алгоритма. Приводятся описание реализации предлагаемого метода с использованием технологий параллельного программирования и результаты численных экспериментов.

52. Исследование статистических свойств алгоритмов минимизации недетерминированных конечных автоматов с использованием программы ReFaM [№4 за 2012 год]
Авторы: Цыганов А.В., Винокуров С.Д., Ведин А.А.
Просмотров: 10666
В статье рассматриваются вопросы минимизации недетерминированных конечных автоматов с использованием программы ReFaM. В данном экспериментальном программном продукте с открытым исходным кодом с использованием технологий параллельного программирования OpenMP и MPI реализованы несколько точных и приближен- ных алгоритмов вершинной минимизации, в частности классический алгоритм Камеды–Вейнера и эвристические алгоритмы на его основе. Как правило, из-за вычислительной сложности алгоритмы минимизации недетерминированных конечных автоматов редко реализуются в программных средствах для работы с конечными автоматами и родственными структурами, поэтому данная программа может использоваться как в исследовательских, так и в учебных целях. Одной из ее отличительных особенностей является детальное описание процесса минимизации и сбор статистики на каждом его шаге. В данной работе приводятся описание основных возможностей программы и некоторые экспериментальные результаты.

53. Реализация метода Ляпунова по первому приближению в Maple 12 [№4 за 2012 год]
Автор: Чусова Е.В.
Просмотров: 11101
В статье представлены исследование устойчивости решения линейных систем c использованием метода Ляпунова по первому приближению с последующим выявлением свойств решения (устойчиво, неустойчиво, будет ли орбитально устойчиво для автономных систем обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих поведение динамических механических систем), а также программная реализация данного метода в Maple 12. Этот метод является эффективным средством исследования устойчивости разностных систем и систем с последействием. Его бесспорное преимущество в том, что систему дифференциальных уравнений можно исследовать на устойчивость не интегрированием, а построением специальной функции с определенными свойствами, зависящей от правых частей рассматриваемой системы. Разработанная программа позволяет осуществлять проверку системы на автономность и строить фазовый портрет линеаризованной системы. В статье представлены блок-схема программы и алгоритм ее реализации. Для наглядности рассмотрено линейное уравнение свободных гармонических колебаний. Результат решения поставленной задачи показал, что полученная система является автономной, построен фазовый портрет, а также выявлены орбитальная устойчивость решения в любой момент времени и то, что решение основной системы также устойчиво.

54. Выбор вычислительной системы для решения научных задач [№4 за 2012 год]
Автор: Шабанов Б.М.
Просмотров: 13311
В статье рассматривается отображение архитектуры вычислительной системы на прикладные программы. Данная задача возникает тогда, когда встает вопрос о выборе вычислительной системы для конкретных целей. Рассматривается формализация выбора вычислительной системы для решения научно-технических задач. Исследуется эффективность выполнения программы на кластере, содержащем многоядерные процессоры и графические ускорители. Рассматривается синхронная модель программы с организацией обменов между ядрами, между процессором и ускорителем, между вычислительными узлами, приводятся оценки времени передачи данных. Анализируются следующие методы определения численных параметров модели: профилирование задачи на вычислительной системе, моделирование выполнения программы на системе, оценка с учетом модели программы и системы. Рассмотрены некоторые типичные случаи обмена данными: обмен с «соседями» (например, между узлами многомерной решетки) и коллективные передачи (один ко всем, все к одному). Для получения исходных данных при решении таких задач в МСЦ РАН составлены наборы бенчмарок из разных областей науки, разработана тестовая программа, которая определяет производительность ядер при выполнении операций с плавающей точкой, оперативной памяти при выполнении операций чтения-записи, коммуникационной среды. Рассмотрены три задачи выбора вычислительной системы – определения компонентов системы таким образом, чтобы при решении заранее определенных задач обеспечить максимальное быстродействие, минимальную стоимость системы или максимальную производительность при фиксированной стоимости. Отмечены особенности решения задачи минимизации цены. Описанный подход использовался в МСЦ РАН при выборе архитектуры высокопроизводительных систем, таких как МВС-10BM, МВС-6000IM, МВС-100К.

55. Методика и программное средство защиты кода от несанкционированного анализа [№4 за 2012 год]
Авторы: Шудрак М.О., Лубкин И.А.
Просмотров: 9086
Рассматривается вопрос защиты ПО от несанкционированного исследования. Уделено пристальное внимание существующим техникам защиты кода, алгоритму анализа инструкций, промежуточному языку их описания, а также методике декомпиляции бинарного кода и возможности ее применения в сфере информационной безопасности. Основная цель заключается в разработке эффективного алгоритма анализа бинарного кода. Для ее достижения необходимо создать эффективный механизм анализа низкоуровневых команд и их алгоритмического представления, провести апробацию полученной методики. Авторами предлагаются алгоритм полиморфной генерации кода, а также архитектура и интерфейс разработанного ПО с описанием полученных результатов. Итогом работы стала эффективная методика декомпиляции и алгоритмического представления линейных участков бинарного кода, апробированная на решении такой задачи, как защита ПО от несанкционированного анализа. Полученные результаты позволяют говорить об эффективности предложенной методики. Количество операций на участке кода, входных и выходных ресурсов, а также результирующих формул возросло, что непременно приведет к росту ресурсов, требуемых для исследования данного участка кода, и таким образом повысит защищенность бинарного кода от исследования.

56. Проектирование тренажерно-моделирующих комплексов нового поколения [№4 за 2012 год]
Авторы: Шукшунов В.Е., Янюшкин В.В.
Просмотров: 12995
В статье рассматриваются источники появления и концепция разработки принципиально новых тренажерно- моделирующих комплексов (ТМК), основанных на совмещении и интеграции подходов обучающих систем, систем подготовки операторов и функционально-моделирующих стендов. Приводятся используемые для этого технологии и архитектурные решения, анализируются предложенные подходы по совершенствованию и модернизации сущестующей базы. Рассматривается состав технологических и программных решений, в частности перспективные системы ввода и управления тренировкой, системы транспорта и моделирования объекта, распределения информационной нагрузки и вычислений. Интеграция различных функциональных возможностей и используемых технологий во множество архитектур ТМК нового поколения позволяет строить и простые системы на основе АРМ, и комбинированные схемы виртуальных и интерактивных макетов двойного назначения с возможностями территориального объединения ТМК. Приводится набор модулей ТМК нового поколения, где каждый модуль является самостоятельной системой, решающей определенные задачи в составе всего комплекса.

57. Редактор баз знаний в формате CLIPS [№4 за 2012 год]
Авторы: Юрин А.Ю., Грищенко М.А.
Просмотров: 12068
Описан редактор продукционных баз знаний, ориентированный на непрограммирующего специалиста. Применение редактора позволяет автоматизировать этап формализации знаний и описания их на определенном языке представления знаний. Высокая степень универсальности редактора достигается за счет использования универсальной модели данных – абстрактного (мета) уровня представления продукций. Приведены описания требований к редактору и решаемых им задач, его архитектуры, основных функций и универсальной модели для представления и хранения продукций. Модель включает понятия: база знаний, шаблон, факт, слот, правило, условие, предусловие, действие, функция, переменная, аргумент. Отличительной особенностью редактора является его способность интегрироваться с моделями предметных областей, построенными с применением CASE-средств (например Poseidon for UML, IBM Rational Rose), которые используют формат XMI для описания своих моделей. Редактор обладает расширяемой архитектурой, то есть реализована возможность подключения динамических библиотек (модулей), поддерживающих различные языки представления знаний. В настоящий момент реализован модуль поддержки языка представления знаний CLIPS, обеспечивающий преобразование знаний из универсальной структуры в CLIPS и обратно. Редактор использован при создании баз знаний для решения задачи прогнозирования технического состояния и остаточного ресурса деталей уникальных машин и аппаратуры в нефтехимии и автоматизированного построения деревьев отказов и событий на основе модели динамики технического состояния

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6