Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2013 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

1. Combining compile-time and run-time instrumentation for testing tools [№3 за 2013 год]
Авторы: Iskhodzhanov T., Kleckner R., Stepanov E.
Просмотров: 15676
Dynamic program analysis and testing tools typically require inserting extra instrumentation code into the program to test. The inserted instrumentation then gathers data about the program execution and hands it off to the analysis algorithm. Various analysis algorithms can be used to perform CPU profiling, processor cache simulation, memory error detection, data race detection, etc. Usually the instrumentation is done either at run time or atcompile time – called dynamic instrumentation and compiler instrumentation, respectively. However, each of these methods has to make a compromise between performance and versatil-ity when used in industry software development. This paper presents a combined approach to instrumentationwhich takes the best of the two worlds – the low run-time overhead and unique features of compile-time instrumentation and the flexibility of dynamic instrumentation. Wepresent modifications of two testing tools that benefit from thisapproach: AddressSanitizer and MemorySanitizer. We propose benchmarks to compare different instrumentation frameworks in conditions specific to hybrid instrumenta-tion. We discuss the changes we made to one of the state-of-the-art instrumentation frameworks to significantly improve the performance of hybrid tools.

2. Автоматизированная система планирования полета Российского сегмента международной космической станции [№3 за 2013 год]
Авторы: Станиловская В.И., Беляев А.М., Потоцкий С.И., Козлечков А.Г., Колокольцева О.М., Будникова Т.С.
Просмотров: 13437
Статья посвящена вопросам автоматизации процесса формирования, корректировки и согласования иерархиче-ски упорядоченной системы планов полета Международнойкосмической станции (МКС) на интервале экспедиции, недели и каждых суток полета. Программные средства автоматизированной системы планирования Российского сегмента МКС, разработанной с участием авторов, обеспечивают скоординированное планирование работы всех членов экипажа и функционирования систем наземного ибортового комплекса управления МКС. Средствами сис-темы создаются и планы полета транспортных космических кораблей. В статье рассматриваются вопросы структур-ного построения системы, создания базы данных полетныхопераций и планов различного уровня, а также построе-ния программного редактора, позволяющего производить формирование и корректировку планов, урегулирование конфликтных ситуаций, формирование комплексных полетных операций, представляющих группы работ с заданной последовательностью выполнения и временными интервалами между ними. При этом учитываются факторы, влияющие на эффективность разработки планов, и ограничения, связанные с организацией требуемой последова-тельности работ и обязательным наличием необходимых ресурсов. Описан оригинальный метод систематизации и кодирования полетных операций, позволяющий устанавливать соответствие между вариантами размещения опера-ций в различных версиях планов и проводить автоматизированное сравнение планов. Приведено описание разрабо-танного в составе системы планирования комплекса обмена и согласования планов с международными партнерами, которые участвуют в осуществлении полета МКС.

3. Автоматизированная система поддержки принятия решений в аварийных ситуациях [№3 за 2013 год]
Авторы: Матюшин М.М., Потоцкий С.И., Потапов В.И., Скобелев П.О., Лахин О.И.
Просмотров: 12926
Обеспечение безопасности экипажа и живучести космического корабля является одной из самых важных задач управления полетами современных космических аппаратов. Основными условиями успешного решения этой задачи являются своевременное обнаружение и ликвидация аварийных ситуаций на борту космического аппарата. В статье сформированы цели, принципы, общая архитектура, функциональные особенности и основные требования к созда-нию автоматизированной системы поддержки принятия решений в аварийных ситуациях на МКС. Приведены обоб-щенная функциональная структура автоматизированной системы поддержки принятия решений в аварийных ситуа-циях, наиболее важные параметры, характеризующие аварийную ситуацию разгерметизации, рассмотрены основные форматы отображения состояния МКС и контроля деятельности экипажа при парировании разгерметизации на осно-ве данных реального полета и при моделировании аварийной ситуации. При выборе рекомендуемых вариантов решений предложено использовать классические методы теории принятия решений, основанные на представлении процесса парирования аварийной ситуации в виде марковской сети с дискретными состояниями, и мультиагентные технологии. Рассмотрена структурная схема процесса моделирования разгерметизации, приведена структура про-граммного обеспечения системы. В настоящее время система используется специалистами главной оперативной группы управления в целях повышения оперативности и обоснованности решений.

4. Алгоритм обнаружения и сегментации дефектов в полупрозрачных минералах на фотоизображениях [№3 за 2013 год]
Авторы: Лебедев А.С., Гаганов В.А., Игнатенко А.В.
Просмотров: 11316
В статье описан новый алгоритм обнаружения и сегментации дефектов в полупрозрачных минералах на фотоизображениях, обладающий большей точностью и устойчивостью к входным данным, чем существующие методы. Многие из известных алгоритмов неприменимы к задаче поиска дефектов из-за множества ограничений на входные данные и априорных предположений о форме искомых объектов, размере и контрастности границы. Наиболее перспективными являются методы на основе оценки фона изображения, использующие только информацию о яркости изображения. Разработанный алгоритм позволяет более точно, чем существующие аналоги, оценивать фон изображения, так как, помимо яркости изображения, используется простая физическая модель получения фотографий. На основе оценки фона производятся сегментация и классификация найденных областей на дефекты и фон с использованием метода опорных векторов. Алгоритм был протестирован на реальных данных из алмазной промышленности. Также было проведено сравнение предложенного алгоритмас уже существующими. Результаты сравнения показали, что предложенный алгоритм обладает более высокой точностью на реальных данных, чем его аналоги.

5. Бортовой модуль информационной поддержки экипажа Международной космической станции [№3 за 2013 год]
Автор: Кравченко С.И.
Просмотров: 8438
Приведено описание нового бортового модуля интерфейса для представления членам экипажа Российского сег-мента МКС виртуальных руководств космическими экспериментами (ВИРУ). Дается характеристика модуля как центра компоновки и воспроизведения мультимедиа сцен. Описаны функциональный состав системы, требования к операционной среде, указаны тип и назначение каждого элемента структуры, приведен набор управляющих файлов, обсуждается назначение XML-атрибутов. Обосновывается выбор линейной, одноуровневой внутренней структуры XML для повышения надежности системы. Приводятся детальные функциональная и ситуационная циклограммы модуля с подробным, поэтапным описанием межмодульноговзаимодействия. Указывается, что структура информа-ционного обеспечения целенаправленно разделена на две основные категории: компактные управляющие и структу-рирующие XML-описания и «большой» массив мультимедиа. Такой подход обусловлен спецификой процедур об-новления заданий и техническими возможностями канала связи борт–Земля. Описаны основные этапы наземной подготовки мультимедиа ресурсов. Уделяется внимание ситуационному поведению оператора при работе с вирту-альными органами управления, протоколированию результатов и оценке деятельности экипажа. Даются ссылки на источники информации по техническим экспериментам иисследованиям с использованием ВИРУ на Российском сегменте МКС.

6. Виртуальные руководства научными космическими экспериментами на борту Международной космической станции [№3 за 2013 год]
Авторы: Жук Е.И., Обыденов С.С., Кравченко С.И., Потоцкая А.С.
Просмотров: 9287
Приведено описание программно-технического комплексаи методологии представления членам экипажа МКС виртуальных руководств космическими экспериментами (ВИРУ). Основанием проводимых разработок является программа орбитальных научных исследований. Обсуждаются аспекты эффективности и удобства электронной борто-вой документации, перечисляются преимущества виртуальных руководств. Виртуальная бортовая документация должна обеспечить существенное снижение времени доступа к разделам, уменьшение веса бортовых библиотек и занимаемого ими полезного объема. Работа с виртуальными руководствами поддается автоматизированной оценке правильности действий экипажа. Описана методика наземной подготовки мультимедиа-материалов, дополняющих традиционное текстовое содержание бортовых инструкций. Сформулированы основные положения, использованные при создании специального программного обеспечения: преемственность с классическим составом документации, расширенное применение мультимедиа, акцентированное введение перекрестных ссылок. Описан сценарный подход к формированию смысловой базы ВИРУ и управляемые элементы сценария: визуальные художественные объекты, виртуальные органы навигации, входные и выходные информационные потоки. Приводятся функциональные схемы, состав программных средств, экранные форматы интерфейса. Описываются внутренние приложения программного комплекса. Конкретизируются требования к операционнойсистеме. Делается выбор основного языка сценарного программирования ActionScript. Уделяется внимание практическим результатам эксплуатации системы в космиче-ских условиях.

7. Имитационное моделирование пневмогидромеханической системы в компьютерном тренажере [№3 за 2013 год]
Авторы: Иванов В.В., Лаленков В.А.
Просмотров: 10806
Имитационное моделирование динамических процессов и систем находит все большее применение в компьютерных тренажерах. В статье изложены принципы построения имитационной модели функционирования пневмоги-дромеханической системы, используемой в компьютерном тренажере. При функционировании моделируемой системы в ней может одновременно происходить перемещение жидкости, газа, физического тела. Расчет расхода жид-кости и газа производится исходя из того, что течение жидкости происходит в турбулентном квадратичном режиме, а течение газа – со скоростью, меньшей скорости звука.Изменения количества газа и жидкости в емкостях моделируемой системы рассчитываются на основе конечно-разностных уравнений, после чего определяется давление, установившееся в системе. Имитационная модель реализована в виде библиотеки на VC++. Программа тренажера каждые 100 мс передает в библиотеку параметры системы и получает вычисленные значения давлений и распределение жидкости и газа в системе. Созданная имитационная модель системы адекватно описывает изменения потоков и давлений, перенос вещества в различных режимах.

8. Инструментальное средство для автоматизированного создания экспертных систем [№3 за 2013 год]
Авторы: Ермаков А.Е., Найденова К.А.
Просмотров: 9136
Описывается программное инструментальное средство, используемое для автоматизированной разработки класса экспертных систем, предназначенных для исследования различных аспектов психического и физиологического состояний обследуемых, являющееся ключевым элементом авторской технологии автоматизированного создания без программирования и практического применения этих систем. Функционирование инструментального средства осуществляется на основе предложенных авторами формализованной модели решаемых диагностических задач и комплекса моделей вывода диагностического заключения, обеспечивает создание экспертных систем на основе конвейерной экспертной спецификации их элементов и интегрированных процедур индуктивного формирования знаний. В статье раскрывается содержание автоматизированной технологии создания экспертных систем психологической и физиологической диагностики, дается характеристика рассматриваемого класса этих экспертных систем, описываются правила вывода, применяемые в таких экспертных системах. Рассматриваются вычислительные процедуры и операции, используемые при создании рассматриваемого класса экспертных систем психологической и физиологи-ческой диагностики. Описываются концепция создания инструментального средства, его функциональные возможности и структура на уровне функциональных подсистем. Раскрываются этапы спецификации создаваемых экспертных систем. Описываются программные средства индуктивного формирования знаний на основе данных, реализованные в инструментальном средстве. Рассматриваются особенности программной реализации инструментального средства и приводятся выводы по изложенному материалу.Инструментальное средство создано на языке программирования Visual Basic6.0 Service Pack6 и предназначено для работы в среде операционной системы Microsoft Windows XP.

9. Инфраструктурная модель профессионального Интернета (Special Web) [№3 за 2013 год]
Авторы: Беда И.А., Стюгин М.А., Носов И.А.
Просмотров: 7139
Рассмотрена модель организации информационных ресурсов в сети Интернет, позволяющая автоматизированно ранжировать тематическую информацию. Вводится индекс качества информации и пользователей для эффективного поиска релевантной информации и пользователей системы. Даны исходные данные для построения алгоритмов самоорганизации такой сети. Одной из основных проблем коммуникации в Интернете является невозможность семантического поиска информации и людей на основе их профессиональных компетенций. Решение этой задачи может дать серьезный толчок развитию профессиональных сообществи коммуникации в сети. Сделать это предполагается за счет создания инфраструктуры профессионального Интернета, которая включает такие элементы, как дерево специализаций, импактфакторы, сопоставленные со специализацией, веб-страницей и пользователем, а также показатели активности пользователей, выраженные в графе движения по веб-страницам, положительные и отрицательные отклики на информацию. Важной научной составляющей при построении инфраструктуры является такое проектирование, при котором автоматически регулируется корректировка тематических показателей веб-ресурсов и пользователей. Для этого необходимо ввести алгоритм динамики системы, который выводится с использованием эвристических алгоритмов с исходными данными, полученными на основе экспертных оценок. Чтобы получить динамику в системе, необходимо сформировать в ней первичные импактфакторы. Эта задача решается путем сопоставленияс ветками дерева специализаций вопросов на проверку компетенций, которые являются открытыми для оценок и сопоставления между другими пользователями в системе. Данная работа ведется сотрудниками Сибирского федерального университета совместно с компанией «Кайрос».

10. Искусственные миры: распределение данных [№3 за 2013 год]
Автор: Кольчугина Е.А.
Просмотров: 8128
Рассматриваются вопросы организации распределенных неограниченно растущих БД, обслуживаемых коллективом программных агентов. Растущая сложность вычислительных сетей и приложений на их основе ставит вопрос о переходе к автономным системам, способным к самоадминистрированию, самооптимизации и саморазвитию. Подобные автономные системы можно рассматривать как искусственный мир, состоящий из искусственных организмов, реализованных как программные агенты, которые находятся между собой в различных отношениях и постепенно совершенствуются в процессе конкуренции и приспособления к среде. Каждый из организмов принадлежит к одному из видов, имеющих особое функциональное назначение. В целом сообщество искусственных организмов устроено по иерархическому принципу, при котором одни виды занимают подчиненное положение по отношению к другим. Нижние уровни иерархии отводятся искусственным организмам, организующим данные и обрабатывающим информационные запросы. Верхние уровни иерархии занимают цифровые организмы, решающие задачи управления сообществом. Принцип иерархической организации характерен для многих других известных архитектур, например для архитектуры Internet и Grid-систем. В соответствии с общей концепцией автономной мультиагентной системы, действующей на базе вычислительной сети, предполагается, что БД, используемые в такой системе, являются пространственно распределенными и не-ограниченно растущими в объеме. При этом предлагаетсясочетать покортежное пространственное распределение отношений с доменно-ориентированным принципом внутреннего представления отношений. Предложен алгоритм пополнения данными распределенной неограниченно растущей БД, построенной на указанных принципах. Выделен новый тип информационных запросов – так называемые расширенные запросы, которые могут быть реализованы по отношению к распределенным БД на основе доменно-ориентированной модели.

| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►