Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2013 год.

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

21. Комплекс программ для восстановления плотности вероятности cтохастической функции принадлежности по малой выборке при многофакторном влиянии [№3 за 2013 год]
Автор: Зимин М.М.
Просмотров: 10176
Описан комплекс программ для восстановления плотности вероятности стохастической функции принадлежности, позволяющий дополнять нечеткий анализ стохастическим, улучшая тем самым точность оценки различных сложных ситуаций, обусловленных опасными или нежелательными социально-экономическими, природными и техногенными процессами. Принимается во внимание тот факт, что на развитие этих процессов обычно влияет большое количество случайных факторов. Разработанное ПО требует около 2,2 Мб памяти и выполняет вычисления за незначительное время. Получаемые плотности вероятности могут использоваться в различных вероятностных расчетах, например, для анализа лавинной или селевой опасностии обеспечения безопасности работ в малоизученных горных районах. Приводятся примеры оценивания их параметровпо малым выборкам.

22. Имитационное моделирование пневмогидромеханической системы в компьютерном тренажере [№3 за 2013 год]
Авторы: Иванов В.В., Лаленков В.А.
Просмотров: 10830
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.

23. Параллельные вычисления при моделировании процесса растворения на микроуровне [№3 за 2013 год]
Авторы: Иванов С.И., Матасов А.В., Голубчиков М.А., Меньшутина Н.В.
Просмотров: 10728
Описан программный комплекс для моделирования процессов растворения и водопоглощения на микроуровне с использованием высокопроизводительных вычислений. Предложена имитационная модель растворения и водопоглощения твердых тел и рассмотрена программная реализация расчетного алгоритма с применением параллельных вычислений. Имитационная модель построена на основе вероятностных клеточных автоматов. В статье описан принцип работы клеточного автомата, приведены возможные состояния клеток и правила пере-хода из одного состояния в другое, описаны допущения модели. Модель дает возможность проводить численные эксперименты для тел с многокомпонентным составом и сложной геометрией (твердые тела, покрытые оболочкой, или тела нестандартной формы). Математическая модельпозволяет использовать заранее сгенерированные структу-ры, а также генерировать структуры твердых тел непосредственно перед расчетом. В ходе численных экспериментов было смоделировано растворение твердого тела полимерного нанокомпозита в промежуток времени, составляющий одну неделю. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными на примере растворения и водопоглощения полимерных нанокомпозитов, содержащих мягкие и жесткие включения. Доказана адекватность разработанной модели растворения и водопоглощения. Описаны планы развития программного комплекса и математической модели.

24. Обзор перспективных направлений развития электронного обучения в системах обучения операторов и образовательных космоцентрах [№3 за 2013 год]
Автор: Клюева О.А.
Просмотров: 13972
Рассматриваются актуальные направления развития электронного обучения, такие как массивные обучающие курсы, геймификация и социализация образовательных процессов, создание симуляторов, использование дополнен-ной реальности и мобильных устройств. Отдельно уделено внимание проблеме формирования учебного материала для использования в электронном образовании. Обозначенацелесообразность создания школьных сайтов. Рассмот-рены концепция использования LMS и LCMS, а также стандарты и спецификации для создания обучающих систем. Сегодняшняя тенденция создания космоцентров и использование в них инновационных образовательных технологий может стать значительным вкладом в развитие молодежных обучающих программ. Как показала практика работы первых космоцентров, в них возможно получение дополнительной теоретической подготовки по основам космонав-тики, системам управления пилотируемыми космическими аппаратами. При этом подготовка и предъявление вариан-тов учебно-методического материала должны отвечать набору требований, позволяющих максимально эффективно использовать возможности программно-технического комплекса. К таким требованиям можно отнести порядок фор-мирования материала, представления его обучаемым с использованием современных средств визуализации и вариан-тов проведения текущего контроля усвоения знаний и успеваемости. Объединение передовых идей электронного обучения в контексте разработки образовательного космоцентра может служить апробацией новых идей для после-дующего использования в системах обучения операторов по управлению сложными объектами и процессами.

25. Искусственные миры: распределение данных [№3 за 2013 год]
Автор: Кольчугина Е.А.
Просмотров: 8141
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.

26. Создание USB 2.0 периферийного устройства на основе двухпроцессорной системы на кристалле К1867ВЦ3АФ [№3 за 2013 год]
Авторы: Конарев М.В., Макеев С.Н.
Просмотров: 9468
В статье кратко рассмотрена архитектура современной системы на кристалле К1867ВЦ3АФ, содержащей два процессорных ядра, память и набор периферийных устройств. Описана коммуникация между персональным компьютером и системой на кристалле посредством интерфейса USB 2.0. Для коммуникации с персональным компьютером реализованы специализированное ПО в соответствии с требованиями стандарта USB 2.0 на языке ассемблера, выполняемое системой на кристалле, пользовательское ПО, работающее в операционной системе Windows, с помощью которого пользователь может инициировать чтение данных с USB-устройства или запись данных в память USB СнК К1867ВЦ3АФ. Реализован также драйвер для операционной системы Windows, позволяющий осуществлять об-мен данными между системой на кристалле и персональным компьютером.

27. Прототип системы анализа состояния вычислительного кластера на основе метода опорных векторов [№3 за 2013 год]
Авторы: Конюхов С.С., Московский А.А., Рябинкин Е.А., Велихов В.Е.
Просмотров: 7760
С ростом сложности вычислительных кластеров для обеспечения их эффективной работы на первый план выходит проблема отказоустойчивости. Ее решение в настоящее время является одной из самых активно развивающихся областей, связанной с высокопроизводительными вычислениями. В данной работе рассмотрена задача построения автоматизированной системы классификации состояний вычислительного кластера с целью прогнозирования и своевременного выявления нештатных ситуаций в его работе. Для ее решения был предложен алгоритм, использующий методы машинного обучения на основе подхода опорных векторов (SVM/SVR). Отличительной особенностью используемого алгоритма является его модульный характер, допускающий выбор наиболее эффективных методов для решения подзадач всего алгоритма обработки входных данных. На примере анализа данных мониторинга, собранных с реально действующих вычислительных кластеров, была показана принципиальная применимость предложенного алгоритма для обнаружения новых состояний вычислительного кластера: при правильном выборе пара-метров используемых методов удается осуществлять прогнозирование возможных будущих состояний с точностью 6–16 % и фиксировать критическое изменение контролирующих величин в пределах 3–5 шагов прогноза. При малом числе показаний сенсорных датчиков, содержащих выпадающие значения (5–10 %), наблюдается устойчивость системы к сбоям в показаниях сенсорных датчиков. Возможное дальнейшее развитие автоматизированной системы связано с использованием online-алгоритмов SVM/SVR и методов выявления сложных типов аномального поведения вычислительных кластеров.

28. Моделирование социальных процессов и мультиагентный подход [№3 за 2013 год]
Авторы: Копылова Н.С., Мурзин Ф.А., Курков И.А.
Просмотров: 9764
Основной целью работы является построение на основе мультиагентного подхода упрощенной математической модели общества с целью ее дальнейшей программной реализации. В модели присутствуют агенты нескольких типов: работники, чиновники, собственники. Кроме того, возможно деление на различные типы внутри одной группы: например, рабочие, добывающие ресурс, и рабочие, перерабатывающие его. Агенты могут переходить из одной группы в другую при выполнении некоторых заранее определенных условий. Каждый агент описывается набором свойств и атрибутов. Свойства – это, например, географическое положение, возможность выполнять некоторые действия. Атрибут – некоторая измеряемая и изменяемая величина (шкала). Уровень того или иного атрибута влияет на поведение агента. Базовый набор атрибутов одинаков для всех типов агентов. В зависимости от типа агента атрибут может находиться в активном или пассивном состоянии (когда его уровень не влияет на поведение агента). Агенты взаимодействуют и оказывают друг на друга влияние. Способы влияния зависят от типа взаимодействующих агентов. Есть несколько базовых типов взаимодействия. Во-первых, через изменения атрибутов. Агенты-чиновники, собирая налоги с агентов-работников, уменьшают уровень атрибута накопления работника. Во-вторых, через указания к действиям. Например, агент-собственник может отправить подчиненных ему работников на новое место работы или дать им новое задание (перекинуть часть работников с добычи ресурса на его переработку). Цель агента – улучшение его показателей-атрибутов.

29. Бортовой модуль информационной поддержки экипажа Международной космической станции [№3 за 2013 год]
Автор: Кравченко С.И.
Просмотров: 8463
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.

30. Применение современных интеллектуальных информационных технологий для модернизации образовательного процесса [№3 за 2013 год]
Авторы: Куриленко И.Е., Ян Пайнг
Просмотров: 9241
В статье рассматриваются возможности современных информационных технологий, полезные при модернизации образовательного процесса. Описывается пример построения современной образовательной среды (в плане создания интеллектуального программированного помощника) на основе систем виртуализации, систем управления знаниями и мультиагентных технологий. Описывается реализованный прототип виртуальной среды для проведения лабораторных занятий по ряду дисциплин, читаемых кафедрой прикладной математики НИУ «МЭИ», и содержащий такие компоненты, как образовательный портал, открывающий доступ к системе интеллектуальных помощников и порталам курсов, СНМЗ, порталы курсов, содержащие электронные учебные пособия, интерактивные лекции (в форме презентаций), интерактивные описания лабораторных работ, средства обратной связи со студентами, виртуальные лаборатории по курсам.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►