Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 1 за 2014 год.

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

21. Библиотека компонентов внутрисхемного тестирования смешанных интегральных схем [№1 за 2014 год]
Авторы: Ефремов И.А., Мосин С.Г., Кисляков М.А.
Просмотров: 12149
Представлены структура и состав библиотеки структурных решений тестопригодного проектирования аналоговых и цифровых подсхем. Библиотека организована по иерархическому принципу с использованием древовидной структуры. Функционально выделены компоненты и тестирующие подсхемы, применяемые для аналоговых и цифровых подсхем. Библиотека включает поведенческие, структурные и физические модели тестирующих подсхем, представленные на уровне регистровых передач и схемном уровне в виде аппаратно-зависимых (легко синтезируемых) поведенческих описаний, принципиальных и структурных схем, топологий. Библиотечные компоненты и тестирующие подсхемы описаны в виде многократно используемых ядер, что позволяет применять их при проектировании интегральных схем в коммерческих САПР. Открытая модульная архитектура библиотеки обеспечивает условия для ее расширения за счет включения дополнительных тестирующих подсхем. Представлен пример описания библиотечного компонента.

22. Интеллектуальное робастное управление роботом-манипулятором на основе квантовых мягких вычислений [№1 за 2014 год]
Авторы: Ульянов С.В., Николаева А.В.
Просмотров: 12794
Рассматриваются проблемы проектирования интеллектуальных систем управления с применением технологий мягких и квантовых вычислений на примере робота-манипулятора с тремя степенями свободы. Предложена стратегия реализации самоорганизации баз знаний нечетких однотипных регуляторов с применением технологий квантовых вычислений. Путем введения обобщающего звена в систему управления на основе мягких вычислений организуется координационное управление роботом-манипулятором с тремя степенями свободы. Рассматриваются общая методология проектирования обобщающего звена, основанная на физических законах теории квантовых вычислений, и схема встраиваемой в систему управления интеллектуальной надстройки с рядом однотипных независимых нечетких регуляторов. На примере реального объекта управления демонстрируется эффективность предложенной методологии конструирования интеллектуальных систем управления для работы как в штатных, так и в непредвиденных ситуациях управления по сравнению со структурами систем управления на основе мягких вычислений. Сравнение производится как с системой управления с рядом независимых однотипных нечетких регуляторов, введением в которую обобщающего звена получен новый тип системы управления, так и с системой управления с единой базой знаний одного нечеткого регулятора.

23. Разработка алгоритма направленного распознавания с учетом информации о рельефе на примере спутниковых снимков и данных дистанционного зондирования Земли [№1 за 2014 год]
Авторы: Овечкин М.В., Алтынбаев Р.Б., Гафуров А.С.
Просмотров: 11281
Рассмотрена проблема дистанционного зондирования, заключающаяся в неизбежных искажениях получаемых изображений. Установлено, что такие искажения могут быть скомпенсированы, если известны проекция орбиты спутника на земную поверхность и механизм искажений. Описана дополнительная коррекция снимков методами сопоставления контрольных точек с географической картой. Отмечено, что географическую привязку и геометрическую коррекцию можно объединить в одну операцию совмещения деталей спутникового изображения и карты. Приведен пример совмещения на изображении участка с изгибом реки Урал. Предложен алгоритм направленного распознавания с учетом информации о рельефе, базирующейся на выделении контуров объектов изображения. Приведены формулы дифференцирования, применяемые для расчета смещений, обоснован выбор двухмерных масок оператора Лапласа, наиболее приспособленных для анализа спутниковых снимков. Предложено повышение быстродействия алгоритмов за счет использования предварительно создаваемого массива адресов изображения и последующей работы с адресами элементов. Скорость работы алгоритма повышается в 5–8 раз по сравнению с прямым обращением к пикселям изображения, что актуально для обработки пакетов изображений большого разрешения, таких как спутниковые снимки.

24. Автоматизированная система синтеза методов принятия решений «АЛЬФА-Синтез» [№1 за 2014 год]
Авторы: Бутенко Л.Н., Олейников Д.П.
Просмотров: 10170
При решении задач на начальных этапах проектирования анализируется большое количество альтернатив, имеющих количественные и качественные оценки. Существующие методы принятия решений не всегда можно использовать в силу природы оценок альтернатив или ограничений среды принятия решений, поэтому авторами был разработан подход к синтезу методов принятия решений, а для автоматизации операций синтеза разработана автоматизированная система «АЛЬФА-Синтез». Необходимым условием использования данного подхода является наличие формализованного описания методов принятия решений, модель которого приведена в статье. Метод синтеза включает три этапа. На первом этапе при помощи блочно-лабиринтного морфологического метода формируется линейная структура решения. На втором этапе с целью повышения «определенности» решения проводится преобразование линейной структуры в сетевую. На третьем осуществляется синтез узлов сети, результатом которого является концептуальная структура метода принятия решения – процесса преобразования входной информации в выходную. Автоматизированная система позволяет структурировать методы принятия решений, хранить их структурированное описание и на его основе с учетом заданных условий синтезировать новые методы принятия решений. Показано решение синтеза метода «Вербальный Парето-минимаксный критерий», отличающегося от известного минимаксного критерия тем, что в качестве оценок альтернатив берутся вербальные оценки и на первом этапе метода используется критерий Парето.

25. Система поддержки принятия решений «УНИКУМ» [№1 за 2014 год]
Авторы: Бутенко Л.Н., Олейников Д.П., Олейников С.П.
Просмотров: 9181
Большинство задач, решаемых на начальных этапах проектирования, имеют смешанную постановку. Тип входных условий может быть количественным (объективные оценки), качественным (субъективные оценки) и смешанным. В последнем случае при использовании стандартных методов принятия решений приходится делать выбор:осуществлять преобразование качественной информации в количественную либо количественной в качественную. Следствием является снижение точности принятия решений из-за информационных потерь, связанных с преобразованием информации одной природы в другую. Это вызвано отсутствием методов принятия решений, которые максимально использовали бы имеющуюся разнородную информацию. Для устранения проблемы авторами был разработан новый метод принятия решений «УНИКУМ», который позволяет решать задачи смешанной природы. В методе реализованы учет зависимости критериев при помощи иерархической структуры, а также учет частичной рассогласованности суждений эксперта за счет использования метода согласования кластеризованных ранжировок. С целью автоматизации процедур метода «УНИКУМ» разработан программный комплекс «УНИКУМ», представляющий собой среду принятия решений. Программный комплекс состоит из подсистем структурирования, опроса, решения, обоснования решения, учета противоречий и вербализации. В статье приведено решение набора типовых задач из различных предметных областей с целью демонстрации работоспособности созданного программного комплекса.

26. Применение интеллектуальных систем для эффективного управления синтезом гипсовых композитов конденсационного твердения на основе природного и техногенного сырья [№1 за 2014 год]
Авторы: Палюх Б.В., Петропавловская В.Б.
Просмотров: 8656
Представлен способ использования информационных систем и программно-технических продуктов при создании и эффективном управлении синтезом безобжигового композита на основе природного и техногенного сырья. Процесс получения таких композитов, исключающий стадию получения вяжущего вещества путем обжига, требует обеспечения выполнения определенных взаимообусловленных факторов, необходимых для образования кристаллизационной структуры. Поэтому управление синтезом такого композита – сложная многокритериальная задача, требующая создания системы управления взаимосвязанными критериями оптимизации его показателей качества. Описана архитектура системы управления, представлена общая модель управления синтезом безобжигового композита нового поколения в виде структуры, приведена когнитивная карта управления процессом с учетом разработанной иерархии критериев и выделенными комплексами решаемых отдельных задач. Она отражает интерфейс взаимодействия системы с внешним миром, а именно описание комплексного объекта «человек ‒ материал ‒ среда обитания», с позиции получения высококачественных экологически чистых строительных изделий, отвечающих требованиям потребителя, в том числе по безопасности на всех стадиях жизненного цикла готового продукта – от момента его проектирования до момента его утилизации.

27. Анализ коллекции данных посредством логико-множественного гистограммного представления [№1 за 2014 год]
Автор: Папулин С.Ю.
Просмотров: 9341
Рассматриваются вопросы анализа коллекции данных с использованием логико-множественного гистограммного представления. Этот вид представления данных основан на применении гистограммы и особого математического аппарата, позволяющего реализовать элементные запросы в виде высказываний с множественными и логическими операциями. Результатом анализа является количественный показатель присутствия некоторого элементного состава, определенного в запросе. Кроме того, возможно использование данных-образцов в качестве запроса для определения схожести с анализируемыми данными. В этом случае результатом является количественный показатель схожести. Что касается коллекции, то она определена в виде списка однотипных данных (например, текстовых документов, изображений, видео или др.), которые состоят из элементов универсального множества, а каждому элементу коллекции ставится в соответствие его гистограммное представление. В настоящей работе приводятся два подхода к анализу коллекции данных посредством логико-множественного представления, которые базируются на поэлементном анализе данных. В качестве результата анализа коллекции определены список количественных значений присутствия при элементном запросе и значения схожести при данных-образцах, которые в процессе отображения пользователю в случае необходимости могут быть упорядочены по убыванию или возрастанию.

28. Программный комплекс восстановления пропущенных значений в многомерных данных на основе методов нечеткого моделирования [№1 за 2014 год]
Авторы: Перемитин Т.О., Ященко И.Г., Лучкова С.В.
Просмотров: 9147
Описываются возможности нечетких систем для решения задач восстановления пропущенных значений в многомерных массивах данных. Рассмотрены нечеткая система типа синглтон и треугольная функция принадлежности лингвистического терма нечеткой системы. Приведен общий алгоритм метода эволюционной стратегии для идентификации нечеткой системы и рассмотрены два вида данного алгоритма с оценкой преимуществ и недостатков их применения. Описаны принцип параметрической идентификации нечеткой системы на основе метода эволюционной стратегии, а также требования к структуре входных данных. Приведен алгоритм восстановления пропущенных значений с применением нечеткой системы на основе метода эволюционной стратегии. Проведена экспериментальная оценка эффективности применения представленного алгоритма нечеткой системы на основе метода эволюционной стратегии для задачи восстановления пропущенных значений на сформированной тестовой выборке данных о свойствах нефти. Для тестовых данных подобраны оптимальные параметры нечеткой системы и метода эволюционной стратегии. Исследовано влияние основных параметров нечеткой системы и параметров метода эволюционной стратегии на процесс восстановления пропусков в многомерных данных.

29. Информационная система организации, мониторинга и управления коллективной научной деятельностью студентов в вузе [№1 за 2014 год]
Авторы: Пиявский С.А., Елунин М.Н.
Просмотров: 12908
Рассматривается информационная система для централизованной работы в научных группах, разрабатываемая на базе факультета информационных систем и технологий Самарского государственного архитектурно-строительного университета. Система использует возможности социальных сетей для общения внутри групп, дает возможность оценивать эффективность работы научных групп и координировать ее действия на протяжении семестра. Использование информационной системы внедрено непосредственно в учебный процесс факультета, что позволяет проводить еженедельные встречи студенческих научных микроколлективов в стенах университета, а преподавателям и руководителям групп вести мониторинг успеваемости научных групп. Однако благодаря интернет-доступности информационная система не ограничена еженедельными оффлайн-встречами участников групп. В ее функции входит возможность проводить онлайн-семинары, на которых участники научных групп обсуждают текущие вопросы в режиме интернет-чата и впоследствии протоколируют результаты семинара. Таким образом, ведется непрерывная успешная работа во всех научных группах факультета, результатом которой являются доклады ее участников в конце семестра и оценки ее эффективности на основе данных информационной системы.

30. Численный код частиц в ячейке на основе гибридных CPU-GPU вычислительных систем [№1 за 2014 год]
Авторы: Попова Н.Н., Никишин Н.Г.
Просмотров: 8780
В работе представлено исследование эффективности параллельных программ для расчета эволюции ионов в рамках модели частиц в ячейке. Разработаны параллельные программы для гибридных вычислительных систем, содержащих устройства CPU (Central Processing Units, центральные процессоры) и GPU (Graphic Processing Units, графические ускорители). Программы применяются для прямого моделирования поведения ионов в ловушках масс-спектрометров на основе преобразования Фурье. Показана возможность использования GPU-устройств для ускорения многократного решения краевых задач для уравнения Пуассона на основе быстрого преобразования Фурье, реализованного в библиотеке cuFFT – библиотеке процедур быстрого преобразования Фурье для архитектуры CUDA (Compute Unified Device Architecture). Проведено сравнение реально достигаемой производительности и задействования полосы пропускания памяти при вычислении решения с пиковыми характеристиками GPU для разных установок. Показано, что выбранный алгоритм решения первой краевой задачи для уравнения Пуассона масштабируется в соответствии с асимптотической оценкой сложности. Разработаны программы расчета полей, удерживающих ионы в ловушке в произвольной геометрии электродов для работы на гибридных системах, сочетающих в себе одновременную обработку данных на CPU и GPU. В каждом из параллельных процессов программы расчета поля решение алгебраических уравнений осуществляется на GPU через процедуры LAPACK, реализованные в составе библиотеки CULA. Результаты расчетов на суперкомпьютере «Ломоносов» показали, что эффективность параллельного исполь-зования GPU существенно зависит от выбранной схемы распределения процессов параллельной программы. Ускорители могут эффективно использоваться для определения кулоновского взаимодействия ионов с помощью решения первой краевой задачи для уравнения Пуассона. Параллельные вычисления полей на CPU от каждой поверхности электрода можно проводить совместно с решением алгебраических систем на GPU с достаточной эффективностью.

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