Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2015 год.

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

1. Стенд эргономической отработки пилотируемого транспортного корабля как средство проектирования и отработки интерфейсов экипажа [№4 за 2015 год]
Авторы: Cеров М.В., Кукин О.Н., Янюшкин В.В., Радченко В.М., Харагозян Р.К.
Просмотров: 10481
В статье представлены основные технические и программные решения для стенда эргономической отработки пилотируемого транспортного корабля нового поколения, предназначенного для эргономического проектирования и экспериментальной отработки интерфейсов экипажа с кораблем: варианты дисплейных форматов для информационного обеспечения экипажа, новая ручка управления ориентацией и движением. Инновационная составляющая стенда заключается в возможности итеративного создания и экспериментальной проверки вариантов информационного обеспечения экипажа, а также отработки эргономических характеристик перспективных органов управления, таких как ручка управления ориентацией и движением с полноразмерного макета рабочих мест экипажа. Все работы проводятся параллельно с проектированием и созданием пилотируемого корабля нового поколения. Приводятся функциональный состав стенда и два основных режима работы по подготовке экспериментальных данных и по их апробации на программно-технических средствах. Рассмотрены особенности конструкции стенда, построенной по модульному принципу, что способствует его легкой сборке и разборке, транспортировке, доработке и модернизации с учетом появляющихся новых требований по результатам отработки. Приведены особенности разработки и применения специализированного ПО, позволяющего выполнять ряд задач по удаленному мониторингу и управлению режимами моделирования с места руководителя, используя в том числе беспроводную голосовую связь. Все компоненты объединены во взаимосвязанную систему, обмен данными осуществляется посредством локальной вычислительной сети. В макете применены общепромышленные изделия, доработанные с учетом специфики использования в составе стенда эргономической отработки.

2. Основные понятия формальной модели семантических библиотек и формализация процессов интеграции в ней [№4 за 2015 год]
Авторы: Атаева О.М., Серебряков В.А.
Просмотров: 7834
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.

3. Программа по оценке качества академических программных продуктов на основе методики Холстеда [№4 за 2015 год]
Автор: Афанасова А.И.
Просмотров: 5999
Оценивание академических программных продуктов заметно сказывается на уровне усвоения сложных дисциплин информационных и вычислительных технологий. Однако в литературе по программометрии практически не делается различий между академическими и профессиональными программными продуктами. Проекты академических программных продуктов в отличие от профессиональных не имеют непосредственной обратной связи по качеству с конкурентной рыночной средой. Учитывая большой объем документации, фронтальное оценивание академических программных продуктов становится трудоемким делом, часто не дающим нужного эффекта – быстрого и/или заметного прироста компетенций студента ввиду неизбежной субъективности – опоры на личный опыт, знания и представления преподавателя. Решение видится в создании специальных методик, отличных от методик оценивания профессиональных программных продуктов, и в разработке инструментария преподавателя – специализированных программ оценивания академических программных продуктов. Ожидается, что эти инструменты, благодаря создаваемой ими объективной обратной связи, будут содействовать модификации поведения студентов, что выразится в повышении качества не только самих академических программных продуктов, но и всего проектно-ориентированного образовательного процесса. В статье представлены результаты разработки необходимого инструмента оценивания академических программных продуктов. С использованием методики Холстеда построен вычислительный алгоритм формирования количественных показателей качества таких продуктов, создаваемых студентами на языке программирования C++. На языке С# разработана оригинальная программа оценки качества академических программных продуктов на основе методики Холстеда. Опытной эксплуатацией разработанной программы подтверждены ожидаемые результаты.

4. 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: 11563
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.

5. Программный комплекс для анализа данных из социальных сетей [№4 за 2015 год]
Авторы: Батура Т.В., Мурзин Ф.А., Проскуряков А.В.
Просмотров: 9093
Статья посвящена проблемам извлечения и обработки данных из социальных сетей. Рассмотрены различные количественные характеристики, отношения и множества, вычислимые на основе получаемых данных. Важно, что эти характеристики являются конструктивными и могут быть эффективно вычислены или построены при помощи соответствующих алгоритмов. Количество информации, находящейся в социальных сетях, очень велико. При использовании распределенной системы извлечения и обработки данных объем увеличивается еще больше. Поэтому наиболее важной и трудной задачей является выделение той части данных, которую можно было бы достаточно эффективно обработать и которая представляла бы интерес в соответствии с поставленными целями. Для решения этой задачи предлагается применить метод определения количества влияния аудитории на отдельного пользователя. Метод основан на теории динамического социального влияния, предложенной Б. Латане. Данный подход является полезным также при решении задачи определения источника распространения информации. Задача определения количества влияния на пользователя со стороны других пользователей непосредственно связана с задачей обнаружения лидеров мнений – сравнительно популярных пользователей, которые формируют мнение остального большинства. В работе предложен один из возможных методов определения лидеров мнений. Приведено довольно подробное описание разработанного программного комплекса, позволяющего работать с информацией из социальных сетей ВКонтакте и Twitter. Он состоит из шести модулей: извлечения, обработки данных, отслеживания изменений пользовательских данных, анализа данных, построения графовых структур и модуля визуализации данных.

6. Проблемы создания высокотемпературных вычислительных систем [№4 за 2015 год]
Автор: Бобков С.Г.
Просмотров: 10276
В статье рассматриваются проблемы создания высокотемпературных электронных компонент для нефтяной, газовой, авиационной и космической отраслей. Рассмотрены пути развития систем Умных скважин. Создание отечественных систем Умных скважин, помимо решения задачи импортозамещения, позволит существенно снизить стоимость оборудования. Так, стоимость электронно-управляемых задвижек вблизи перфорационных отверстий Умной скважины могла бы быть снижена с нескольких сотен тысяч долларов до десятков. Аналогичные проблемы существуют и в космической отрасли: стоимость западного вычислителя космического применения может достигать полумиллиона евро, аналогичный отечественный вычислитель до 10 раз дешевле. Полеты в дальний космос потребуют, помимо высокой радиационной стойкости, функционирования в широком диапазоне температур. В статье представлены технические данные базовых микросхем разработки НИИСИ РАН с температурой функционирования до +125 ºС и пути повышения температуры их функционирования. Показана принципиальная возможность создания высокотемпературных микросхем на их основе.

7. Фильтр Калмана как метод вторичной обработки информации с системы ГЛОНАСС [№4 за 2015 год]
Авторы: Болодурина И.П., Нугуманова А.А., Решетников В.Н.
Просмотров: 13303
В работе рассмотрены методы местоопределения наземного транспортного средства на основе вторичной обработки информации, поступающей со спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС. Точность позиционирования транспортного средства, зависящая от многих факторов, в том числе и от метода нахождения координат, является одним из показателей эффективного управления транспортным средством, что позволяет оперативно контролировать передвижение транспортных средств, фактическое время работы транспортного средства и точность определения расхода топлива. В публикациях, посвященных проблеме местоопределения динамических объектов, как правило, не описываются математические модели и алгоритмы, а приводятся лишь конечные результаты. При этом практически отсутствуют источники, в которых была бы описана четкая алгоритмическая схема, пригодная для написания ПО. Во многом это связано с тем, что данное ПО является либо коммерческой тайной, либо интеллектуальной собственностью. В отличие от имеющихся методов контроля и мониторинга мобильных объектов авторами разработан пошаговый алгоритм фильтра Калмана, позволяющий увеличить точность позиционирования наземного транспортного средства. На основе предложенного алгоритма создано прикладное ПО, обеспечивающее в реальном масштабе времени и в режиме постобработки определение местоположения наземного объекта. Исследованы случаи подвижного и неподвижного состояний наземного транспортного средства, для каждого из которых применены алгоритм фильтра Калмана и метод наименьших квадратов, способствующие увеличению точности позиционирования. Приведена сравнительная характеристика указанных методов на основе выбранных статистических критериев и установлен наиболее точный метод местоопределения подвижного и неподвижного объектов.

8. Алгоритмы и модели АСУ технологическими процессами технического обслуживания [№4 за 2015 год]
Авторы: Бурдо Г.Б., Федотова А.В.
Просмотров: 10203
Основные проблемы, возникающие при использовании АСУ технологическими процессами (ТП) в многономенклатурных производствах, к которым зачастую относятся производственные системы предприятий, выпускающих наукоемкую продукцию, обусловлены высокой динамичностью ситуации в фирмах. Это вызвано постоянным появлением новых контрактов в течение календарного года, что приводит к корректировке производственных планов предприятий, приближенностью технического нормирования из-за дефицита времени на технологическую подготовку, приводящую к неточности оперативного планирования. На взгляд авторов, предлагаемая АСУТП (на примере технического обслуживания авиатехники) лишена указанных недостатков. Это достигается за счет следующих факторов. Иерархическая структура АСУТП отражает иерархию производственных планов предприятия и представлена подсистемами объемного, календарного, оперативного планирования и диспетчирования. АСУТП как система в целом информационно связана с системой управления организации и является ее подсистемой. Для обеспечения диспетчирования информационное взаимодействие осуществляется и с производственными подразделениями. Все подсистемы АСУТП информационно связаны, что позволяет оперативно выполнять корректировку всех видов планов. Планирование происходит путем использования итерационных процедур, обеспечивающих «тонкое» наполнение производственных планов, при этом за счет обратных связей существует возможность корректировки производственных планов высших уровней, что обеспечивает их выполнимость. При производственном планировании предусматриваются локальные резервы мощностей и фондов времени работы, предлагаются мероприятия по их использованию. Работа подсистемы оперативного планирования, заканчивающаяся составлением расписания работы производственных подразделений, основана на аналитико-приоритетном методе. Показана уточненная постановка задачи составления расписания работы производственного подразделения, особенности связаны с выполнением работ бригадами рабочих и применением приоритетных схем обслуживания. Выявлены и показаны способы формирования приоритетных схем обслуживания объектов, обеспечивающие вариативность расчетов и возможность выбора оптимального решения в соответствии с установленным критерием. При доработке АСУТП может быть реализована в качестве системы поддержки принятия решений на различных предприятиях многономенклатурного машиностроения, занимающихся обслуживанием, ремонтом и сборкой наукоемких изделий.

9. Оценка надежности программного обеспечения методами дискретно-событийного моделирования [№4 за 2015 год]
Авторы: Бутакова М.А., Гуда А.Н., Чернов А.В., Чубейко С.В.
Просмотров: 6017
В статье рассматривается дискретно-событийное моделирование и представлены его отличительные особенности от других видов моделирования. Основное отличие – отсутствие привязки ко времени: достаточно соблюдать последовательность наступления событий, при этом не важно, какой временной промежуток будет между событиями. Дано определение модели дискретно-событийной системы с дополнением ее модельными часами, которые воспроизводят хронологию событий. Решается важная задача генерации списка событий различными способами: объектно-ориентированное и процессно-ориентированное исполнение событий. Подробно рассматриваются оба способа: приводятся иллюстрация, алгоритм и элемент программной реализации. События могут объединяться в группы, которые называются процессами. Процессно-ориентированное моделирование сложнее объектно-ориентированного, так как имеется планировщик процессов. Также в статье рассматривается оценка надежности ПО, базирующаяся на дискретно-событийном подходе. Данный подход основан на идее роста надежности ПО. Поиск ошибок моделируется случайным точечным процессом. При обнаружении ошибки она устраняется, тем самым ПО становится более надежным. Моделирование делится на две части: генерация процессов, имитирующих появление ошибок в ПО, и оценка системной надежности компонентного ПО. В статье рассматриваются варианты расчета вероятности возникновения ошибки в зависимости от структуры программ: последовательная, разветвляющаяся, циклическая и параллельная структура программного компонента. Для каждого варианта представлен иллюстрирующий рисунок и приведена вычислительная схема. Для циклической схемы программного компонента используется вычислительная схема последовательного компонента, так как это своего рода однотипные повторы последовательной структуры программного компонента.

10. Маршрут проектирования самосинхронных конвейерных схем с использованием возможностей САПР [№4 за 2015 год]
Авторы: Власов А.О., Сурков А.В.
Просмотров: 7860
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.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►