Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2014 год.

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

11. Методы верификации и валидации сложных программных систем [№4 за 2014 год]
Авторы: Демин А.А., Карпунин А.А., Ганев Ю.М.
Просмотров: 9755
В работе рассмотрены проблемы разработки широкомасштабных программных комплексов. Показана необходимость использования специализированных систем для контроля качества конечного продукта. Предложен алгоритм проверки на соответствие эталонам и нормам, а также на выполнение пользовательских требований в условиях совместного проектирования и разработки программного изделия. Представлены основные преимущества специальных программных средств для проведения валидации и верификации перед остальными методами оценки и проверки на соответствие стандартам программных систем. Материал статьи ориентирован в первую очередь на разработчиков программного обеспечения и руководителей производственных подразделений, желающих автоматизировать процесс обзора и проверки кода в рамках командной работы над ним. Также он будет полезен специалистам отдела обеспечения качества, стремящимся сократить трудозатраты на этапе тестирования, находить ошибки в программном коде на самых ранних этапах жизненного цикла систем. Актуальность статьи обусловлена использованием современных методов обеспечения гибкости и прозрачности процесса разработки программного кода, позволяющих сократить сроки разработки, повысить качество и надежность процесса, снизить издержки, привести весь программный код к единому стилевому оформлению и усовершенствовать механизмы взаимодействия внутри команды, способствуя развитию взаимодоверия членов групп разработки и тестирования.

12. Построение мультиагентной модели телекоммуникационного рынка [№4 за 2014 год]
Авторы: Дли М.И., Гимаров В.В., Иванова И.В.
Просмотров: 9836
Экономика современного государства определяется наличием развитой телекоммуникационной системы, являющейся одним из показателей инвестиционного климата страны. Телекоммуникационная отрасль имеет важное значение для развития информационного общества в России, предполагающего широкое применение информационных ресурсов населением, органами государственной власти и предприятиями. В настоящее время одним из важных факторов роста конкурентоспособности телекоммуникационных предприятий является их способность быстро реагировать на динамические колебания внешней среды. Большое количество различных невзаимосвязанных операций и сложность технологической инфраструктуры создают препятствия для принятия эффективных оперативных решений. В этих условиях целесообразно использование компьютерных систем поддержки принятия решений. Одним из способов построения таких систем является применение имитационных моделей телекоммуникационных предприятий, благодаря которым обеспечивается возможность получения набора данных, необходимых для обоснованного выбора управленческих решений из множества альтернативных вариантов исходя из производственных и финансовых возможностей объекта моделирования. В статье представлена общая структура мультиагентной модели телекоммуникационного рынка, предназначенной для поддержки принятия решений в области маркетинга. Процесс по-строения мультиагентных систем включает следующие этапы: анализ, проектирование и реализация, отладка и тестирование. Программная реализация имитационной мультиагентной модели предполагает модульную структуру и выполнена на объектно-ориентированном языке Java с использованием средства разработки Eclipse и СУБД Microsoft Structured Query Language Server. Основное внимание в статье уделено программной реализации модели, приведены общая архитектура системы, UML-диаграмма классов и фрагменты программного кода на языке Java.

13. Программный комплекс «Корректива» для исследований долгосрочного развития топливно-энергетического комплекса Вьетнама [№4 за 2014 год]
Авторы: Еделев А.В., Пяткова Н.И., Чемезов А.В., Нгуен Xoaй
Просмотров: 8894
В статье описываются модель топливно-энергетического комплекса Вьетнама и первый модуль программно-вычислительного комплекса «Корректива», предназначенный для расчета на этой модели. Они были созданы в результате совместной работы Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук и Института энергетической науки Вьетнамской академии наук и технологий. Модель топливно-энергетического комплекса Вьетнама предназначена для решения задач оптимального управления его развитием и прогнозирования выбросов парниковых газов на общегосударственном и региональном уровнях для задаваемой перспективы. Модель дает возможность осуществлять комплексный анализ структуры и территориально-производственных связей энергетики страны в различных расчетных ситуациях с учетом требований энергетической безопасности и экологических ограничений. Первый модуль программно-вычислительного комплекса «Корректива» создан на базе геоинформационной системы SAGA, которая позволяет на картографической основе получить наглядное отображение исходной информации и графическую интерпретацию результатов экспериментальных расчетов о работе любого из объектов энергетики, полученных в результате расчета на модели. Исходные данные для первого модуля «Коррективы» – модуля формирования базовых сценариев развития топливно-энергетического комплекса – вводятся в электронных таблицах Microsoft Excel, проверяются и записываются в БД с помощью специальной программы. Балансовые таблицы для всех видов энергоресурсов и прочие выходные таблицы также создаются в Microsoft Excel.

14. Разработка математических моделей и создание программного обеспечения для управления процессами непрерывного литья заготовок из цветных металлов [№4 за 2014 год]
Авторы: Жиганов Н.К., Фомина Е.Е., Вольнов И.Н.
Просмотров: 10628
Непрерывное литье является доминирующим в производстве продукции из цветных металлов и их сплавов. Однако в технологическую практику активно внедряются новые технологии литья, которые требуют тщательного изучения и обоснования. Конструкторы, занимающиеся проектировкой литейных процессов, сталкиваются с необходимостью внедрения программного обеспечения, позволяющего анализировать физические явления, происходящие при литье и кристаллизации металла, оптимизировать технологические и конструкционные параметры. На начальном этапе такие программы позволяют заменить физический эксперимент вычислительным, экономя ресурсы. Настоящая статья посвящена разработке математической модели и программного комплекса, предназначенного для моделирования процесса вертикального непрерывного и дискретно-непрерывного литья заготовок из цветных металлов и их сплавов. В ней приводятся основные требования к математическим моделям литейных процессов, а так-же схема и модель исследуемого технологического процесса. Описываются возможности комплекса и этапы проведенных вычислительных экспериментов, позволившие установить основные закономерности и получить рекомендации по разработке оптимальных режимов. Программный комплекс может внедряться в технологическую практику на предприятиях. Полученные рекомендации по оптимальным режимам можно использовать при проектировании новых технологических процессов и выборе технологических режимов на действующих производствах с целью улучшения качества продукции и повышения производительности процесса.

15. Реализация генетического алгоритма для эффективного документального тематического поиска [№4 за 2014 год]
Авторы: Иванов В.К., Мескин П.И.
Просмотров: 12072
Качество документального тематического поиска, то есть поиска документов, содержащих координированную информацию в заданном тематическом сегменте, не всегда удовлетворительно. Несмотря на наличие мощных поисковых систем для информационных ресурсов Интернета или для специализированных БД, процесс поиска остается трудоемким и слабо поддерживается программно и методологически. В настоящей статье описывается программная реализация генетического алгоритма для выявления и отбора наиболее релевантных результатов, полученных в ходе последовательно выполняемых операций тематического поиска. При этом моделируется эволюционный процесс, который формирует устойчивую и эффективную популяцию поисковых запросов, образует поисковый образ документов или семантическое ядро, создает релевантные множества искомых документов, позволяет автоматически классифицировать результаты поиска. Обсуждаются особенности тематического поиска, обосновывается применение генетического алгоритма, описываются аргументы целевой функции, рассматриваются основные шаги и параметры алгоритма. Отмечается, что целевая функция, или критерий качества поиска, определяется позицией документа в списках результатов, построенных поисковой системой при выполнении максимального числа различных запросов, и семантической близостью к поисковому образу документов заданной тематики. Достаточно подробно описана программная реализация: основные объектные модели, пользовательский интерфейс, основная библиотека алгоритма, модули морфологического анализа, семантического анализа сходства текстов, поиска, управления БД, управления метаданными. Приводятся сведения о составе классов модулей и их компонентов. В заключение отмечается, что реализованный генетический алгоритм является одним из элементов ПО разрабатываемой интеллектуальной системы информационной поддержки инноваций в науке и образовании. Он играет важную роль в обеспечении адаптивности функционирования поисковых механизмов, а разработанное ПО алгоритма создает достаточно широкий базис для дальнейших исследований и разработок.

16. Информационная система анкетирования «Апофаси» [№4 за 2014 год]
Авторы: Камаев В.А., Меликов А.В.
Просмотров: 10095
В статье описывается ПО, реализующее обработку и анализ данных экспертных опросов для получения прогнозной оценки реакций социально-экономических систем на возможные управляющие воздействия. Существующие программные продукты сбора и обработки данных имеют «упущения» при расчете прогнозной оценки реакций социально-экономических систем, основанной на обработке и анализе информации, полученной в ходе экспертного опроса. Следствием этих недостатков является низкая информативность данных, так как зачастую обрабатывается семантически эквивалентная информация, присутствует большое количество пустых значений показателей в таблицах гиперкубов, отсутствует возможность проведения анализа данных, не предусмотренного планом анкетирования, не учитывается степень уверенности эксперта в каждом из вариантов ответа, а также недостаточно полно и точно взвешиваются мнения экспертов, имеющие несколько различающихся по степени уверенности прогнозных оценок реакции системы на возможные управляющие воздействия. С целью устранения перечисленных недостатков разработан процессный подход к процедуре анкетирования, отличающийся от существующих наличием дополнительной обработки результатов экспертного оценивания при проведении их многомерного анализа с целью принятия управленческих решений.

17. Двухслойный векторный персептрон для решения задачи распознавания бинарных образов [№4 за 2014 год]
Авторы: Крыжановский В.М., Мальсагов М.Ю., Желавская И.С.
Просмотров: 14121
Для решения задачи поиска ближайшего соседа в конфигурационном пространстве предложена новая модель нейронной сети – двухслойный векторный персептрон (Double-Layer Vector Perceptron, сокращенно DLVP). Она позволила решить проблему однослойного персептрона, заключающуюся в том, что ошибка даже одного выходного нейрона приводит к ошибочному распознаванию сети в целом. Предложенная модель является развитием однослойного векторного персептрона: добавлен дополнительный слой, аккумулирующий информацию. В результате стало возможным корректное распознавание даже в том случае, когда все нейроны внутреннего слоя ошибаются, то есть строить нейронные сети на «слабых» нейронах. Было проведено сравнение данной модели с однослойным персептроном. Разработанная модель значительно превосходит однослойный векторный персептрон в качестве распознавания (понижение ошибки распознавания на четыре порядка и более) ценой незначительного увеличения вычисли-тельной сложности (на 5 %) и требований оперативной памяти. Был проведен анализ свойств и получена теоретическая оценка емкости памяти предложенной модели. В ходе анализа выяснилось, что эта модель обладает еще одним полезным свойством, которого нет у однослойной модели, а именно: с ее помощью можно решать задачу поиска k ближайших соседей.

18. Погрешность воспроизведения спектральной меры перестановочным методом моделирования стохастических процессов [№4 за 2014 год]
Авторы: Кузнецов Б.Ф., Шишкина С.В., Бородкин Д.К.
Просмотров: 7401
В работе рассматривается один из универсальных перестановочных методов моделирования стохастических процессов с заданными спектральной и вероятностной мерами. Привлекательной особенностью метода является отсутствие ограничений на сочетания вероятностной и спектральной мер. Выдвинута гипотеза о причинах возникновения и составе общей погрешности воспроизведения автокорреляционной функции моделируемого процесса при использовании данного метода. Сделано предположение, что погрешность моделирования состоит из двух частей: вариационной и методической. Разработан и предложен способ анализа погрешности, позволяющий сделать постоянным значение вариационной составляющей погрешности, то есть сделать ее не зависящей от параметров автокорреляционной функции. Это, в свою очередь, позволяет проводить анализ зависимости методической составляющей погрешности моделирования от параметров автокорреляционной функции. Для проверки выдвинутой гипотезы были проведены четыре серии численных экспериментов по моделированию стохастических процессов при специально подобранных сочетаниях законов распределения. Законы распределения выбирались из соображений отсутствия или наличия условий возникновения методической погрешности. Основываясь на особенностях анализируемого метода, а именно на наличии ведущего и ведомого процессов, разработана процедура статистического анализа результатов моделирования. Проведение этой процедуры не дало оснований отвергнуть гипотезу о наличии двух составляющих погрешности: вариационной и методической. В работе показано, что использование предложенного метода анализа позволяет значительно уменьшить влияние вариационной составляющей на результаты анализа методической погрешности и тем самым обосновать возможность применения метода моделирования стохастических процессов для решения тех или иных задач.

19. Способы инициализации многопроцессорной системы [№4 за 2014 год]
Автор: Лавринов Г.А.
Просмотров: 11894
Любая многопроцессорная система должна быть проинициализирована по включении питания. В данной работе рассматриваются системы на базе RapidIO. От правильной настройки маршрутов среды RapidIO зависит корректная работа системы в целом. Существуют два алгоритма инициализации – динамический и статический. Алгоритм динамической инициализации RapidIO, приведенный в спецификации, имеет ряд недостатков, одним из которых является отсутствие информации о физическом составе системы после инициализации. Для некоторых задач, к примеру, по тестированию многопроцессорной системы, это недопустимо. Поэтому необходимо использовать статическую инициализацию, которая подразумевает уже заранее подготовленный набор команд для настройки маршрутов между устройствами. Для эффективного создания набора команд, осуществляющих инициализацию, предлагается применять конфигуратор, использующий базовые блоки RapidIO. Система рассматривается как набор базовых блоков, имеющих уникальные номера портов коммутаторов RapidIO. Конфигуратор, принимая на вход структуру из географического адреса модуля, модели модуля и связи с остальными модулями, формирует на выходе набор служебных пакетов для инициализации коммуникационной среды RapidIO. Эффективность данного способа в большей мере проявляется при построении различных модификаций многопроцессорной системы. В статье описаны существующая на сегодняшний день аппаратная поддержка инициализации среды и ее применение в тестируемой системе.

20. Методология обучения рекуррентной искусственной нейронной сети с динамической стековой памятью [№4 за 2014 год]
Авторы: Лила В.Б., Пучков Е.В.
Просмотров: 14275
В работе предложено обобщить рекуррентные искусственные нейронные сети путем добавления задержки сигналов обратной связи скрытого слоя на несколько тактов в виде динамической стековой памяти. Это позволило обеспечить адаптивное запоминание прошлых временных событий и создать гибкий инструмент для построения не-линейных моделей. Предложенная универсальная архитектура рекуррентной искусственной нейронной сети с динамической стековой памятью обобщает такие сети, как многослойный персептрон, сеть Джордана, сеть Элмана, а также сети с нейронами, имеющими обратную связь. Представлена методология обучения универсальной нейросетевой архитектуры для решения задачи прогнозирования временного ряда, основанная на трансформации обучаю-щей выборки. Обратные связи от скрытого слоя или от выходов сети исключаются путем добавления в обучающую выборку сигналов обратной связи. Для реализации предлагаемой методологии обучения рекуррентной искусствен-ной нейронной сети с динамической стековой памятью расширены возможности нейроэмулятора NeuroNADS. Рассмотрены новая объектно-ориентированная модель нейроэмулятора и ее основные программные классы. Проведен прогноз среднемесячной плотности солнечной активности на длине волны 10,7 см на первые шесть месяцев 2012 г. на основе данных за 2010–2011 гг. Рекуррентная искусственная нейронная сеть обучалась гибридным методом, в основе которого лежат адаптивный и генетический алгоритмы. Проанализированы результаты исследования и сделан вывод, что рекуррентную искусственную нейронную сеть с динамической стековой памятью можно обучать с помощью предложенной методологии, а построенные модели искусственных нейронных сетей использовать для прогнозирования временных рядов.

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