Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №2 2015
1. Моделирование системных показателей оценки эффективности научных школ [№2 за 2015 год]Авторы: Ильясов Б.Г. (ilyasov@tc.ugatu.ac.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет, доктор технических наук; Карамзина А.Г. (karamzina@tc.ugatu.ac.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет (доцент), кандидат технических наук; Фазлетдинова Ю.Р. (fazletdinova.yulya@gmail.com) - Уфимский государственный авиационный технический университет (аспирант);
Аннотация: Эффективность научной деятельности научно-исследовательского университета зависит от качества управления его функционированием и развитием. Такое управление необходимо осуществлять на основе знаний о текущем со-стоянии университета, которое можно определить с помощью оценки эффективности научной деятельности. Практическая реализация оценки научной деятельности затруднительна в связи с субъективной природой формирования научных знаний и необходимостью применения различных методов и показателей с привлечением экспертов. Для оценки эффективности научной деятельности научно-исследовательского университета предлагается рассчитывать интегральную оценку эффективности научных школ, в рамках которых ведутся научные исследования. Для ее расчета используется иерархическая система, включающая уровневую оценку градиентов, параметров, системных показателей и интегральную оценку в целом. Авторами обоснована необходимость создания автоматизированной информационной системы оценки эффективности научной школы, применение которой позволит повысить качество управления университетом на всех уровнях, а также обеспечить эти уровни управления необходимой информацией. Разработан комплекс моделей с применением структурного подхода к проектированию автоматизированных информационных систем: диаграммы потоков данных, диаграмма «сущность–связь». Для отражения взаимодействия основных подсистем автоматизированной системы разработана функциональная схема ПО.
Abstract: The scientific activity effectiveness of a research university depends on the quality of its function-ing and development control. Such control should be based on knowledge of the current stat e of a research uni-versity. It can be determined by evaluating scientific activity. Practical implementation of the scientific activity
evaluation is difficult because of the subjective formation of scientific knowledge and the need to use different
methods and indicators engaging experts. To assess scientific activity of a research university the paper proposes
to use an integrated assessment of scientific schools effectiveness. A hierarchic system that includes level system
of estimating gradients, parameters, system indicators and general integrated assessment is used to calculate i n-tegral evaluation of effectiveness.
The authors prove the necessity of creating an automated information system of scientific schools effective-ness evaluation. Its application will allow improving the quality of control at all levels of a research university
and providing these levels of control with necessary information. A complex of models using a structural a p-proach to the design of automated information systems is developed. This complex includes dataflow diagrams
and diagram “entity-relationship”. A software functional diagram is developed to reflect an interaction of the
main subsystems of the automated system.
Ключевые слова: информационная модель, научная школа, оценка эффективности, системный показатель, параметр, градиент, коэффициент важности, автоматизированная информационная система, диаграмма потоков данных, научно-исследовательский университетKeywords: information model, scientific school, assessment of efficiency, system indicator, parameter, gradient, coefficient of importance, automated information system, dataflow diagram, research university
Просмотров: 11805
2. Проблемно-ориентированный редактор продукционных баз знаний [№2 за 2015 год]
Авторы: Берман А.Ф. (berman@icc.ru) - Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, доктор технических наук; Грищенко М.А. (makcmg@icc.ru) - Институт динамики систем и теории управления СО РАН, Иркутск (аспирант ); Николайчук О.А. (nikoly@icc.ru) - Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, доктор технических наук; Юрин А.Ю. (iskander@irk.ru) - Институт динамики систем и теории управления СО РАН, г. Иркутск (доцент, зав. лабораторией), кандидат технических наук;
Аннотация: Описаны модификация (специализация) универсального редактора продукционных баз знаний CLIPS, предназначенная для создания баз знаний в области оценки технического состояния и остаточного ресурса нефтехимического оборудования, архитектура, основные функции проблемно-ориентированного редактора, структура конфигурационных файлов. Особенностью модифицированного редактора является наличие семантического слоя как средства описания понятий и отношений предметной области, а также механизма интеграции с машинами вывода, что, в свою очередь, позволяет проверять (тестировать) разработанные базы знаний. Семантический слой реализован в виде шаблонов фактов и правил, описывающих причинно-следственные зависимости в задачах оценки технического состояния и остаточного ресурса и позволяющих абстрагироваться от синтаксиса языка представления знаний (языка программирования баз знаний, в частности, CLIPS), а также алгоритмического обеспечения для динамического создания (генерации) элементов интерфейса пользователя. Редактор использован при разработке баз знаний для проведения экспертизы промышленной безопасности нефтехимических объектов. Его применение позволяет уменьшить степень (время) участия инженера по знаниям в процессе создания базы знаний, обеспечивая возможность дополнения базы знаний специалистами-предметниками в процессе эксплуатации экспертной системы.
Abstract: The paper describes a modification of the universal editor for design of rule-based knowledge bases. The de-scribed modification of the editor is intended for assessment of technical conditions and operating life of petrochemical
equipments. The article also presents architecture, main functions and a structure of files for configuration of the editor.
The feature of the modified editor is a semantic layer. This layer provides setup of the editor according to the features of
subject domain as well as its integration with inference engines. This provides the ability to test developed knowledge bases .
The semantic layer is implemented as a set of templates describing facts and rules (cause-and-effect relations) in prob-lems of technical conditions and operation life assessment. The templates allow abstracting from the syntax of knowledge
representation languages (programming languages for knowledge bases, in particular, CLIPS – C Language Production Sys-tem). The second part of the semantic layer is the algorithms that provide dynamic creation (generation) of elements of user
interface.
The editor is used for developing knowledge bases to examine industrial safety of petrochemical equipments.
Application of the editor reduces the participation time of a knowledge engineer in the process of design a knowledge
base and provides opportunities for experts to complement the knowledge base in the operation of the expert system.
Ключевые слова: оценка технического состояния и остаточного ресурса, генерация кода, clips, семантический слой, проблемно-ориентированный редактор, база знанийKeywords: assessment of technical conditions and operation life, code generation, CLIPS, semantic layer, problem-oriented editor, knowledge base
Просмотров: 9845
3. Web-ориентированный компонент продукционной экспертной системы [№2 за 2015 год]
Авторы: Коршунов С.А. (grey.for@gmail.com) - ЦентраСиб (программист); Павлов А.И. (asd@icc.ru) - Институт динамики систем и теории управления СО РАН, г. Иркутск (старший научный сотрудник), кандидат технических наук; Николайчук О.А. (nikoly@icc.ru) - Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, доктор технических наук;
Аннотация: В работе рассматриваются вопросы реализации компонента продукционной экспертной системы в виде web-приложения. Данный компонент позволит специалисту-предметнику решать проблемы, используя сформированные им логические правила, описывающие динамику исследуемых процессов. Web-доступ к компоненту обеспечит возможность коллективного доступа, что особенно важно при междисциплинарных исследованиях, требующих работы коллектива специалистов из разных областей знаний. Компонент обладает следующей архитектурой: web-сервис; модуль взаимодействия с БД, реализующий программный интерфейс доступа к ней; модуль управления базами знаний, предназначенный для работы с правилами и фактами; графический редактор правил, основывающийся на RVML-нотации представления продукций; модуль связи с web-сервисом, реализующий пользовательский интерфейс доступа к web-сервису экспертной системы; БД для хранения базы знаний (фактов, правил и начальных условий). Более подробно рассмотрена реализация web-сервиса. Основная задача web-сервиса – подготовить информацию (факты и правила) из БД для ее последующей обработки машиной вывода, то есть преобразовать ее из обобщенного вида в формат JESS. Полученная информация будет использована машиной вывода для осуществления логического вывода на основе правил и фактов. Основные модули web-сервиса: интерфейс БД, реализующий программный ин-терфейс доступа к ней; продукционная машина вывода, осуществляющая процесс рассуждения по правилам и пред-ставленная в виде программной библиотеки, реализующей машину вывода JESS; модуль преобразования правил и фактов из обобщенного вида в формат машины вывода, реализация которого зависит от используемой машины вы-вода.
Abstract: The paper discusses problems of expert system component implementation in the form of a web application.
This component will allow the experts to solve problems using formed logical rules describing the dynamics of studied pro-cesses. Web-based access to the component will enable public access which is especially important in interdisciplinary stud-ies that require a team work of specialists from different areas of expertise. The component has the following architecture:
web-service; module interacting with the database and implementing the programming interface to access the database;
knowledge management module for working with the rules and facts; rules editor based on RVML-notation; module of
communication with web-service that implements the user interface access to the expert system web-service; database for
knowledge base storage (facts, rules and initial conditions). The implementation of the web-service is considered in detail.
The paper mentions a description of its functions, architecture and functional modules. The main task of a web-service is to
prepare database information (facts and rules) for further processing by engine, i.e. convert it from the generalized form to
JESS format. The obtained information will be used to implement inference based on rules and facts. The main modules of
web-service are: database interface that implements a software interface to access the database; an inference engine that i m-plements the process of reasoning according to the rules and is presented in the form of a software library imp lementing the JESS engine; conversion unit of the rules and facts from the generalized to engine format, the implementation depends on the engine.
Ключевые слова: автоматизация исследований, база знаний, качественные решения, компонент, продукционная экспертная системаKeywords: automation of investigations, knowledge base, qualitative decisions, component, rule-based expert system
Просмотров: 12538
4. Реализация прецедентного модуля для интеллектуальных систем [№2 за 2015 год]
Авторы: Зо Лин Кхаинг (zo.lin2010@mail.ru) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (аспирант ); Ар Кар Мьо (arkar2011@gmail.com) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (аспирант); Варшавский П.Р. (VarshavskyPR@mpei.ru) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (доцент), кандидат технических наук; Алехин Р.В. (r.alekhin@gmail.com) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (ассистент);
Аннотация: В статье рассматриваются актуальные вопросы применения прецедентного подхода в современных интеллектуальных (экспертных) системах, в частности, в системах поддержки принятия решений, ориентированных на помощь ЛПР при управлении сложными объектами и процессами в условиях наличия различного рода неопределенности в исходных данных и экспертных знаниях. Применение механизмов правдоподобных рассуждений и прецедентного подхода (CBR – Case-Based Reasoning) направлено на расширение возможностей и сферы применения интеллектуальных систем в условиях неопределенности и сокращение времени на поиск решения. Для реализации прецедентного подхода авторы предлагают использовать сетевую (онтологическую) модель представления прецедентов и гибридный алгоритм извлечения прецедентов, базирующийся на теории структурного отображения и методе ближайшего соседа. Кроме того, в статье обсуждается возможность оптимизации (сокращения) базы знаний (базы прецедентов) системы, основанной на прецедентах (CBR-системы), с использованием методов кластеризации. Предложена архитектура CBR-системы, базирующаяся на предложенной модели представления прецедентов и алгоритмах извлечения и оптимизации базы прецедентов (накопленного системой опыта). Описаны особенности программной реализации основных модулей прототипа CBR-системы в среде программирования MS Visual Studio 2010 с использованием редактора онтологий Protégé под операционную систему MS Windows. Оценка эффективности предлагаемого подхода и разработанных программных средств в составе прототипа CBR-системы была проведена на нескольких тестовых базах из наборов данных, предлагаемых кафедрой информатики и вычислительной техники Калифорнийского университета (UCI Machine Learning Repository).
Abstract: The paper considers important problems of applying a case-based approach in modern intellectual (expert) sys-tems. In particular, in decision support systems focused on assistance to a decision maker when managing complex objects
and processes under uncertainty in input data and expert knowledge. Using the mechanisms of plausible reasoning and Case-Based Reasoning (CBR) is directed to expanding the scope of application of intelligent systems under uncertainty as well as
reducing time to find solutions.
To implement a case-based approach, the authors propose a network (ontological) representation model of cases and hy-brid case retrieving algorithm which is based on the structural mapping theory and the nearest neighbor method. In addition,
the paper discusses the possibility of optimizing (reducing) a knowledge base (use case base) of a case-based system (CBR
system) using clustering methods.
The article proposes CBR system architecture based on the proposed case-representation model and retrieving and opti-mization algorithms for a precedent base (accumulated experience of the system). The authors describe the features of soft-ware implementation of the basic modules of CBR-system prototype in MS Visual Studio 2010 using the Protégé ontology
editor for MS Windows. Effectiveness evaluation of the proposed approach and developed software has been carried out on
several test data sets offered by the Department of Computer Science, University of California (UCI Machine Learning Re-pository).
Ключевые слова: методы кластеризации, структурная аналогия, прецедентный подход, правдоподобные рассуждения, интеллектуальные системыKeywords: methods of clustering, structural analogy, case-based reasoning approach, plausible reasoning, intelligent systems
Просмотров: 14206
5. Неоднозначная семантика и некорректности при работе с потоками на C# [№2 за 2015 год]
Авторы: Биллиг В.А. (Vladimir-Billig@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет, г. Тверь (доцент, старший научный сотрудник, профессор ), кандидат технических наук;
Аннотация: Современные процессоры стали многоядерными. Процесс увеличения вычислительной мощности компьютеров за счет увеличения числа процессоров, числа ядер у каждого процессора будет только прогрессировать. Изменение «железа» не может не сказываться на изменении «софта». Как следствие – параллельные вычисления становятся од-ним из главных направлений развития современного программирования. При программировании на C# параллельные вычисления поддерживаются механизмом потоков, создаваемых операционной системой. В программах на С# можно создать поток – объект класса Thread и связать с ним определенный фрагмент кода. Кажется естественным, что при создании программного объекта класса Thread операционная система создает физический поток, который и будет выполнять код при запуске потока на выполнение. Так, например, происходит с файловыми объектами: создание файлового объекта в программе приводит к созданию физического файла. В работе показано, когда «естественная» семантика имеет место, а когда создание программного потока не при-водит к созданию физического потока. Даются рекомендации по оптимизации уровня распараллеливания и по ситуации ограничений распараллеливания в рекурсивных методах. Проведенные исследования позволили обнаружить ситуацию, когда взаимодействие двух важных механизмов (потоков и анонимных методов) приводит к некорректной работе. Сконструированы примеры, демонстрирующие некорректную работу анонимных методов при распараллеливании.
Abstract: Modern processors are multi-core. Increasing computing power by increasing the number of pro-cessors and the number of cores in each processor will only be progressing. Changing of hard leads to changing
soft. As a result, parallel computing becomes one of the main directions of modern programming.
When programming in C#, parallel computing is supported by the mechanism of threads created by an oper-ating system. You can create a thread object of the Thread class and associate a certain piece of code with it. It
seems natural that when you create a program object of Thread class, the operating system creates a physical
thread which will execute the code. For example, it occurs with file objects – creating a file object in the pro-gram leads to the creation of a physical file.
The article shows the situations when the “natural” semantics takes place, as well as the situations when crea-tion of program thread does not create the physical thread. The author provides recommendati ons for optimizing
the degree of parallelization in recursive methods and in methods without recursion.
The research has made it possible to detect the situation when interaction of two important mechanisms
(threads and anonymous methods) leads to incorrect work. The constructed examples show incorrect work of
anonymous methods when paralleling.
Ключевые слова: анонимный метод, рекурсия, поток, многопоточное программирование, параллельные вычисления, c#Keywords: anonymous method, recursion, thread, multi-thread programming, parallel computing, c#
Просмотров: 9062
6. Экспертная система мониторинга технологического процесса [№2 за 2015 год]
Авторы: Буров А.Н. (explorer@list.ru) - Тверской государственный технический университет (магистр, ведущий программист); Калабин А.Л. (alex.ka.86@gmail.com) - Тверской государственный технический университет, доктор физико-математических наук; Козлов А.В. (alex.ka.86@gmail.com) - Тверской государственный технический университет, Аспирант ; Пакшвер Э.А. (ea.pakshver@yandex.ru) - Холдинговая компания «Композит», кандидат технических наук;
Аннотация: В статье рассматривается экспертная система, предназначенная для помощи в обработке и анализе данных технологам, работающим с процессами производства полиакрильного волокна или нити. Экспертная система является частью разработанной ранее системы мониторинга технологических процессов. Система мониторинга предназначена для сбора, хранения и обработки данных о состоянии параметров технологического процесса. Экспертная система позволяет автоматически анализировать накопленные данные и состоит из двух частей: блока формирования правил и блока использования правил. Блок формирования правил дает возможность технологу-эксперту совместно с инженером по знаниям создавать правила и сохранять их в базу правил. Это позволяет накапливать опыт и знания эксперта по ведению технологического процесса. Каждое правило состоит из набора логических выводов (условий ЕСЛИ – ТО). Левая сторона (ЕСЛИ) включает в себя предикаты логического вывода, которые могут быть различного типа, а именно: параметры технологического процесса, функции (действия) и факты которых влияют на результат логического вывода. Правая часть (ТО) представляет собой новый факт, который экспертная система получает в ходе своей работы и может использовать для дальнейших рассуждений. Система позволяет создавать сложные правила, которые могут зависеть от других. Блок использования правил предназначен для эксплуатационных технологов, которые могут применить некоторое правило к данным и получить конкретные рекомендации к дальнейшим действиям в зависимости от результата. В статье описываются общая архитектура программной системы, ее место в системе мониторинга и организация взаимодействия с другими модулями системы. Рассматривается алгоритм работы системы на примере оценки корреляции между параметрами.
Abstract: The authors describe an expert system for technologists who work in polyacrylonitrile fibers production. It can
help to process and analyze data. The expert system is a part of a larger software system for monitoring technological pro-cesses. The aim of the monitoring system is to gather, store and process data about the state of technological process parame-ters. The expert system analyses data stored by the monitoring system. It consists of two parts: the module for rule creation
and the module for rule checking. The module for rule creation allows technologists to store their knowledge as a set of rules
in a database. This feature helps to store technologists experience and pass it to other specialists. Every rule includes IF and
THEN parts. The IF part contains various logical conditions. The THEN part has conclusion that should be made if logical
conditions are true. The system allows creating complex rules based on other simple rules. The module for checking rules al-lows specialists to apply some rule to data set and check logical conditions against that data. The article describes system ar-chitecture and its place in the monitoring system. The work of the system is demonstrated on data from the real process of
correlation assessment.
Ключевые слова: управление, диагностика, технологический процесс, мониторинг, экспертная системаKeywords: control management, diagnostics, technological process, the automated information system, expert system
Просмотров: 12905
7. Разработка формальной модели процесса поиска решения по модифицированному алгоритму Rete для нечетких экспертных систем [№2 за 2015 год]
Авторы: Зо Мин Тайк (zawgyi86@gmail.com) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (аспирант); Михайлов И.С. (fr82@mail.ru) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт», кандидат технических наук;
Аннотация: Рассматриваются основные понятия нечетких продукционных экспертных систем. Данный тип экспертных систем базируется на наборе правил, представленном в терминах лингвистических переменных. Предлагается разработанная модификация алгоритма Rete для нечеткой базы правил, позволяющая формулировать правила и заключения на ограниченном естественном языке и обеспечивающая ускорение процесса работы системы за счет однократного вычисления одинаковых условий в различных правилах. Приводится созданная формальная модель дерева решений модифицированного алгоритма Rete для нечеткой продукционной базы знаний. Модель состоит из множеств вершин-условий, вершин-следствий, отношений между вершинами и отношений для описания правил нечеткой экспертной системы. Граф модификации алгоритма Rete формируется таким образом, что в каждом случае проверяется не точное значение условия правила, а значения лингвистических переменных в данном правиле. Предложенный алгоритм обрабатывает правила нечеткой базы правил и преобразует их в формат формальной модели дерева решений модифицированного алгоритма Rete. Модификация алгоритма Rete отличается от классического алгоритма тем, что он применяется для нечетких переменных. Поэтому на каждом этапе работы алгоритма выполняется построение не-четких оценок истинности вершин дерева решений с помощью нечетких операторов, что позволяет формулировать условия и следствия в базе правил, а также результаты работы алгоритма поиска решения на ограниченном естественном языке. Одинаковые условия объединяются и при построении дерева решений, что обеспечивает ускорение обработки дерева решений по сравнению с последовательным просмотром правил экспертной системы.
Abstract: The paper considers the basic concepts of fuzzy production expert systems. This type of expert systems is based on a
set of rules presented in terms of linguistic variables. The authors propose a developed Rete algorithm modification for fuzz y rule
base. It allows creating rules and solutions in the limited natural language and it provides system acceleration due to a single compu-ting the same conditions in the various rules. The authors proposed a decision tree formal model of a modified Rete algorithm for a
fuzzy production knowledge base. The model consists of a set of vertex-conditions, vertex-solutions, relations between vertices and
relations describing the fuzzy expert system rules. Rete algorithm modification graph is formed in such a way that in each ca se not a
correct rule condition value is calculated, but linguistic variable values in the rule.The proposed algorithm processes rules from the
fuzzy rule base and converts them into the formal model of a modified Rete algorithm decision tree. The difference between Rete al-gorithm modification and the classical algorithm is application to fuzzy variables. Therefore, the building of fuzzy truth values of
decision tree vertices is performed by fuzzy operators at each stage of the algorithm. It allows formulating the conditions a nd conse-quences in the rule base as well as the solutions in the limited natural language. The same conditions are combined during decision
tree construction. It provides acceleration of decision tree processing comparing to the sequential viewing of the expert sys tem rules.
Ключевые слова: модификация алгоритма rete, нечеткая экспертная система, нечеткая база правил, алгоритм reteKeywords: rete algorithm modification, fuzzy expert system, fuzzy rule base, rete algorithm
Просмотров: 7527
8. Метод ограничений верифицируемых моделей [№2 за 2015 год]
Авторы: Кораблин Ю.П. (y.p.k@mail.ru) - Российский государственный социальный университет, г. Москва (профессор), доктор технических наук; Шипов А.А. (a-j-a-1@yandex.ru) - Московский технологический университет (МИРЭА) (старший инженер-программист), кандидат технических наук;
Аннотация: Программные системы с каждым днем становятся все более сложными и комплексными, поэтому необходимо наличие таких инструментов, которые позволяли бы относительно легко выполнять проверку их работы на соответствие заданным спецификациям, особенно, когда речь идет о больших и распределенных программных системах. В данной статье предлагается новая методика, представляющая собой отдельный этап процесса верификации систем подобного рода и позволяющая сделать верификацию в целом более эффективной. Поскольку методика – это от-дельный этап верификации для метода Model Checking или метода проверки на моделях и может быть с легкостью автоматизирована, ее внедрение в уже существующую технологию не является сложной задачей. В основе работы метода лежит принцип, согласно которому модели всех систем содержат избыточные вычисли-тельные последовательности, их анализ при проверке конкретных свойств системы необязателен и не оказывает влияния на конечный результат. Исключение данных вычислительных последовательностей из исходной модели пе-ред верификацией заданных свойств и является основной задачей метода. В статье дано подробное описание предлагаемого метода, а также выполнена оценка его эффективности. Теоретический материал подкреплен рядом наглядных примеров работы метода, в частности, примером для распределен-ной программной системы. Авторы полагают, что использование данного метода позволит существенно сократить число анализируемых при верификации вычислительных последовательностей для модели заданной системы и тем самым повысить производительность этого процесса.
Abstract: Nowadays software systems become more and more complex and sophisticated, so we need to have some use-ful instruments to check if they fit target specifications, especially if we are talking about large and distributed software sys-tems. The article demonstrates a new method which is the separate stage of verification process of information systems. It is
intended to make verification more effective. Since the method is a separate verification step for Model Checking method
and can be automated easily, its implementation to an existing technology is not a difficult task.
The method is based on the principle saying that the model of all systems contains redundant computational sequences.
They are not necessary to be analyzed during the properties verification process and it does not affect the final result. The
main goal of this method is to exclude these computational sequences from the original model before certain properties veri-fication.
The article provides a detailed description of the proposed method and its efficiency estimation. The theoretical material
of the article includes illustrative examples of the method, in particular for distributed software system.
The authors believe that using of this method can significantly reduce the number of analyzed sequences in verification
process for a given system computational model, and thereby improve the performance of the process.
Ключевые слова: ctl, ltl, формула временной логики, автомат бюхи, модель крипке, верификацияKeywords: ctl, ltl, temporal logic formula, Buchi automaton, kripke structure, verification
Просмотров: 9996
9. Исследование влияния профилирования памяти средствами библиотеки jemalloc на время выполнения многопоточных приложений [№2 за 2015 год]
Авторы: Иванов Е.Ю. ( i@eivanov.com, eiva@tbricks.com) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, «Тбрикс АБ» (аспирант, инженер-программист); Торопов А.В. (tav@tbricks.com) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, «Тбрикс АБ» (аспирант, руководитель отдела); Косяков М.С. (mkosyakov@gmail.com, mkosyakov@tbricks.com) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, «Тбрикс АБ» (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: Для проведения экспериментов на основе популярных синтетических тестов реализовано многопоточное приложение, позволяющее варьировать различные параметры, связанные с выделением памяти. Предложен критерий для оценки результатов профилирования памяти. На примере системы алгоритмической торговли Tbricks показано, что синтетические тесты не обладают достаточной степенью адекватности для анализа влияния профилирования памяти на характеристики оперативности реального приложения. Установлено, что неактивное профилирование не влияет на рассматриваемые характеристики, в то время как при активном профилировании наблюдаемые значения зависят от интервала выборки и могут ухудшаться в несколько раз. Проведен анализ исходного кода библиотеки jemalloc, отве-чающего за профилирование памяти, что помогло определить сбор стеков как основную причину накладных расхо-дов при профилировании. Выполнено сравнение рассматриваемых характеристик оперативности при использовании библиотек для сбора стеков libunwind и prof-libgcc: результаты экспериментов, выполненных с использованием би б-лиотеки для сбора стеков libunwind, в среднем на 20 % хуже, чем при использовании библиотеки prof-libgcc. На ос-нове проведенных экспериментов авторами рекомендован интервал выборки, при котором результаты профилирова-ния содержат информацию не менее чем о 90 % всей выделенной памяти. При этом увеличение времени выполнения приложения с высокой степенью параллелизма составляет порядка 5 % по сравнению с отключенным профилированием, что позволяет анализировать выделение памяти в приложениях в процессе их работы в промышленных условиях.
Abstract: This paper examines the performance impact of jemalloc memory profiler on execution time of
multithreaded applications. Using popular synthetic tests the authors implemented a multithreaded application
which allows varying different parameters related to memory allocation. A special criteria is suggested to com-pare and estimate profiling results. Tbricks algorithmic trading system is used to demonstrate that popular syn-thetic tests are not adequate enough to analyze memory profiling impact on operational characteristics of the ap-plication. Studies have shown that inactive profiling doesn’t affect the characteristics while with active profiling
its values depend on sampling interval and can decrease manyfo ld. According to our analyses of jemalloc library
source code related to memory profiling, the part which takes stacktraces is the main reason of extra overhead
during profiling. Thus, we compare performance impact on operational characteristics of the app lication using
libunwind and prof-libgcc stacktrace libraries: results of experiments made with libunwind stacktrace library are
in average 20 % worse than with prof-libgcc. Based on experimental study we recommend using sampling inte r-val which allows of capturing information of at least 90 % of all allocated memory, while execution time of
highly multithreaded applications decreases by less than 5 % in comparison with the disabled profiling. This al-lows analyzing memory allocations of applications while executing in production environment.
Ключевые слова: интервал выборки, стек вызовов, jemalloc, многопоточность, характеристики оперативности, профилирование, памятьKeywords: sampling interval, stacktrace, jemalloc, multithreading, operational characteristics, profiling, memory
Просмотров: 8022
10. Программный комплекс для разработки облачных виртуальных сред [№2 за 2015 год]
Авторы: Грибова В.В. (gribova@iacp.dvo.ru) - Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН (зам. директора), доктор технических наук; Федорищев Л.А. (fleo1987@mail.ru)) - Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН (научный сотрудник), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье описывается реализация инструментального комплекса ИРВИС (Интернет-разработка виртуальных интерактивных сред), предназначенного для разработки виртуальных сред на основе облачной платформы IACPaaS (Intellectual Applications, Control and Platform as a Service). Описаны основные принципы: автоматизация процесса разработки, включение в процесс разработки специалистов разного профиля, программы – облачные сервисы. В соответствии с этими принципами сформулирован ряд требований к комплексу ИРВИС и методам его реализации. Представлены основные сервисы комплекса: структурный редактор, графический редактор и интерпретатор. Структурный редактор применяется для разработки декларативной модели виртуальной среды. Описано, каким образом структурный редактор был реализован как выходной сервис редактора IWE (Improved Web Editor) облачной плат-формы. Графический редактор предназначен для визуального формирования элементов модели виртуальной среды с последующим дополнением декларативного представления. В статье описан метод реализации графического редактора как клиент-серверного облачного сервиса платформы, описана технология использования мультиагентного подхода с применением системы сообщений в реализации данного сервиса. Последний из описанных сервисов, интерпретатор, предназначен для запуска и работы разработанных виртуальных сред, каждая из которых становится самостоятельным сервисом облачной платформы. Аналогично графическому редактору представлен метод реализации интерпретатора как клиент-серверного облачного сервиса платформы с использованием мультиагентного под-хода. Приведены примеры использования комплекса ИРВИС для создания облачных виртуальных сред: компьютерный обучающий тренажер по классическим методам офтальмологии, виртуальная химическая лаборатория, вирту-альный редактор городского района.
Abstract: The article describes implementation of the IRVIS software package (Internet development of virtual interactive envi-ronments). IRVIS is designed for development and maintenance of virtual environments based on IACPaaS (Intellectual Applic a-tions, Control and Platform as a Service) cloud platform. The main principles are: automation of a development process; invol ving
different experts and designers into the process; cloud services programs. Based on mentioned above principles the authors stated
some requirements to IRVIS software package and to its implementing methods.
The paper describes the main services of the IRVIS. They are: a structure editor, a graphic editor and an interpreter. The struc-ture editor is applied to develop a declarative model of a virtual environment. The article describes the method of implement ing a
structure editor as an output service of IWE (Improved Web Editor) of cloud platform. The graphic editor is aimed to form visual el-ements of the virtual environment model and later add it to the declarative view of the model. The paper considers a method of im-plementing the graphical editor as a client-server cloud service of the IACPaaS platform and a method of applying the multiagent
approach with messages system included in this service. The interpreter is designed for starting and operating of the develop ed virtu-al environments, each of them becomes an individual service of the cloud platform. Similar to graphic editor, the paper shows a
method of implementing the interpreter as a client-server cloud service of the platform using a multiagent approach.
At the end of the paper there are some examples of using the IRVIS software package for creating cloud virtual environments: a
computer training simulator with classic ophthalmology methods, a virtual chemical laboratory and a virtual editor of a city district.
Ключевые слова: программные сервисы, редакторы, декларативные модели, онтологии, компьютерные тренажеры, облачные вычисления, виртуальные средыKeywords: software services, editors, declarative models, ontology, computer simulators, cloud computing, virtual environments
Просмотров: 8613
| 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
