Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2012 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Комплекс программ и алгоритм расчета фрактальной размерности и линейного тренда временных рядов [№4 за 2012 год]
Авторы: Крылова О.И., Цветков И.В.
Просмотров: 15264
Одним из перспективных направлений моделирования сложных систем является использование метода мультифрактальной динамики. В основу моделей мультифрактальной динамики положено описание динамики поведения процессов, представленных мультифрактальными кривыми. Весь промежуток времени наблюдения разбивается на интервалы с определенными значениями линейного тренда, который характеризует тенденцию изменения исследуемой величины. На каждом интервале для значений временного ряда определяется фрактальная размерность D. В работе предлагается новый алгоритм расчета фрактальной размерности D огибающей временного ряда в виде кусочно-линейной функции. Расчет фрактальной размерности огибающей временного ряда основан на вычислении длины огибающей временного ряда с различной степенью группирования исходных данных. Для повышения точности расчета в алгоритме используются процедура построения трендовых каналов и нормирование значений первично рассчитанной фрактальной размерности по результатам, полученным для специально сформированного стохастического временного ряда внутри трендового канала. Предложенный в данной работе алгоритм расчета фрактальной размерности временных рядов использует процедуру построения трендовых каналов, которая является основным элементом классического технического анализа финансовых рынков. Это повышает точность расчета фрактальной размерности и говорит о сближении фрактальной теории и практики трейдерской деятельности, что повышает практическую значимость предложенного алгоритма.

22. Экспериментальная среда облачных вычислений в институте математики и механики УрО РАН [№4 за 2012 год]
Авторы: Ермаков Д.Г., Усталов Д.А.
Просмотров: 11654
Рассматривается задача предоставления масштабируемой вычислительной инфраструктуры для консолидации компьютерного оборудования, используемого в целях разработки, отладки и развертывания ПО, а также дидактической поддержки образовательных курсов. Сформулированы требования к ПО и выполнен обзор существующих решений: Eucalyptus, OpenNebula, OpenStack, Nimbus. В результате их сравнения принято решение об экспериментальном развертывании средств OpenNebula на основе гипервизора KVM и ОС GNU/Linux. Среда OpenNebula – это свободное ПО, предназначенное для управления облачной инфраструктурой класса «инфраструктура как услуга». Гипервизор виртуальных машин KVM разрабатывается компанией Red Hat и поддерживается средой OpenNebula в качестве решения для виртуализации по умолчанию. Описаны вычислительные ресурсы Института математики и механики (ИММ) УрО РАН и выделенные серверные узлы для запуска экспериментальной среды облачных вычислений. Приведена конфигурация типового узла среды облачных вычислений на основе ОС Scientific Linux 6.1 (x86_64) с использованием технологий LVM, KVM и libvirt. Описано представление облачной среды как на логическом, так и на физическом уровнях. Обозначены проблемы функционирования системы безопасности SELinux и обеспечения отказоустойчивости системы. Сформулирован дальнейший план работ по таким направлениям, как интеграция с доменной системой Active Directory, применение сетевого хранилища (NAS) для хранения образов виртуальных машин, миграция на клиентсерверную БД MySQL и необходимость апробации и предоставления масштабируемых Web-сервисов для конечных пользователей среды облачных вычислений ИММ УрО РАН.

23. Технологические процессы с гибкими связями типа «звезда» для интерактивных программных систем [№4 за 2012 год]
Авторы: Вышенский С.В., Дубенская Ю.Ю.
Просмотров: 10347
Предложен метод построения интерактивных программных систем, основанных на описании гибких технологических процессов (workflow), в которых допускается нарушение технологической дисциплины в виде непредусмотренных переходов между разрешенными состояниями. В процессе эволюции индивидуального экземпляра процесса (токена) может потребоваться изменить порядок состояний, пропустить какое-либо из них или еще раз вернуться в некоторое состояние, в котором токен уже был. Такие действия могут выполняться в особом режиме работы информационной системы. Для реализации этого режима описание исходного технологического процесса (не допускающего нарушений технологической дисциплины) заранее модифицируется путем добавления в него особых состояний и переходов. Метод в основном реализуется стандартными средствами описания технологических процессов на языке высокого уровня. При этом, с точки зрения оператора, непредусмотренный переход мало отличается от обычного перехода, и оператор может не знать того, что в основе интерактивной системы лежит описание каких-либо технологических процессов. Гибкость системы достигается в процессе ее эксплуатации, а оператор может не иметь квалификацию разработчика или аналитика. Метод изложен на примере использования программного продукта с открытым кодом perl-workflow. Предложенный способ реализации произвольных переходов в технологических процессах применим, например, в системах мониторинга. Полученные результаты расширяют область применимости информационных систем, построенных на основе технологии workflow.

24. Коллективное формирование базы правил нечеткого классификатора [№4 за 2012 год]
Автор: Сергиенко Р.Б.
Просмотров: 6294
Рассматривается подход к коллективному формированию базы правил нечеткого классификатора ансамблем нечетких классификаторов, сгенерированных самонастраивающимися коэволюционными алгоритмами. Представлены результаты применения данного подхода при решении практических задач классификации. Основной результат работы – новый метод коллективного формирования нечеткого классификатора. При наличии нескольких заранее сгенерированных нечетких классификаторов появляется возможность сформировать с использованием самонастраивающихся коэволюционных алгоритмов нечеткий классификатор, превосходящий по эффективности первоначаль- ные. При этом число используемых нечетких правил не увеличивается. Разработанный метод имеет следующие свойства: позволяет получать классификаторы, превосходящие по точности классификации исходные при сохранении ограничения на число используемых правил; снижает разброс в значениях эффективности нечетких классификаторов при многократном запуске, то есть обладает повышенной статистической устойчивостью; наиболее эффективен для сложных задач классификации (по числу классов или атрибутов). Значения точности классификации, вычисленные с помощью разработанного метода, превосходят значения, полученные многими современными алгоритмами классификации.

25. Помехоустойчивый слоеный пространственный блоковый код [№4 за 2012 год]
Автор: Гофман М.В.
Просмотров: 5819
Передатчик, оснащенный несколькими передающими антеннами, позволяет передавать множество сигналов одновременно, а приемник, использующий несколько принимающих антенн, обеспечивает большую надежность приема. Создавая пространственный код, который будет применяться в таких многоантенных системах связи, приходится выбирать между скоростью передачи и помехоустойчивостью связи. В данной статье представлен помехоустойчивый слоеный пространственный код. Параметры кода позволяют получать его реализации, ориентированные на тот или иной канал с замираниями. Особенностями кода являются отсутствие в нем символьной избыточности и постоянная задействованность каждой из передающих антенн. Предлагаемый код использует пространственный, временной и частотный виды разнесений.

26. Нечеткая когнитивная карта как инструмент моделирования инновационной деятельности на региональном уровне [№4 за 2012 год]
Авторы: Палюх Б.В., Какатунова Т.В.
Просмотров: 16149
Для разработки стратегических инновационных программ регионального промышленного комплекса и повышения эффективности реализации крупных инновационных проектов предложена методика моделирования инновационной деятельности с использованием многоуровневой нечеткой когнитивной модели, позволяющей определить взаимное влияние показателей реализации стратегий социально-экономического развития региона и инновационных стратегий регионального промышленного комплекса. Выявлены две основные особенности моделирования инновационной деятельности с использованием нечетких когнитивных карт как специальных ориентированных графов, узлами (концептами) которых являются характеристики социально-экономического развития региона и регионального промышленного комплекса. Первая особенность моделирования инновационной деятельности обусловливает необходимость определения традиционных системных показателей взаимодействия таких узлов графа, как консонанс, диссонанс, опосредованное взаимное влияние узлов друг на друга и т.д. Вторая особенность объясняется тем, что вес дуг между узлами графа (концептами) изменяется во времени, при этом может изменяться не только значение, но и характер влияния. Предлагается новая разновидность нечетких когнитивных карт с учетом неопределенности системных характеристик, отличающаяся представлением отношения влияния между концептами графа в виде нечетких множеств. Учет отрицательного влияния концептов осуществляется путем расширения базового множества для этих нечетких множеств на область отрицательных значений.

27. Генетический алгоритм для задачи вершинной минимизации недетерминированных конечных автоматов [№4 за 2012 год]
Автор: Цыганов А.В.
Просмотров: 10606
Задача вершинной минимизации недетерминированных конечных автоматов является известной вычислительно трудной задачей комбинаторной оптимизации. Для ее решения предложено большое количество точных и приближенных методов. Все известные точные алгоритмы являются переборными, поэтому часто на практике их невозможно применить даже для сравнительно небольших автоматов. В статье рассматривается новый эвристический алгоритм для задачи вершинной минимизации недетерминированных конечных автоматов, основанный на сочетании классического алгоритма Камеды–Вейнера и генетического алгоритма. Основной особенностью предлагаемого метода является замена наиболее трудоемкой переборной части алгоритма, а именно поиска легитимных покрытий матрицы RAM (Reduced Automaton Matrix), на более быстрый, но неполный перебор покрытий с помощью генетического алгоритма. Приводятся описание реализации предлагаемого метода с использованием технологий параллельного программирования и результаты численных экспериментов.

28. Исследование статистических свойств алгоритмов минимизации недетерминированных конечных автоматов с использованием программы ReFaM [№4 за 2012 год]
Авторы: Цыганов А.В., Винокуров С.Д., Ведин А.А.
Просмотров: 10634
В статье рассматриваются вопросы минимизации недетерминированных конечных автоматов с использованием программы ReFaM. В данном экспериментальном программном продукте с открытым исходным кодом с использованием технологий параллельного программирования OpenMP и MPI реализованы несколько точных и приближен- ных алгоритмов вершинной минимизации, в частности классический алгоритм Камеды–Вейнера и эвристические алгоритмы на его основе. Как правило, из-за вычислительной сложности алгоритмы минимизации недетерминированных конечных автоматов редко реализуются в программных средствах для работы с конечными автоматами и родственными структурами, поэтому данная программа может использоваться как в исследовательских, так и в учебных целях. Одной из ее отличительных особенностей является детальное описание процесса минимизации и сбор статистики на каждом его шаге. В данной работе приводятся описание основных возможностей программы и некоторые экспериментальные результаты.

29. Метод построения интерактивных систем мониторинга на основе гибких технологических процессов [№4 за 2012 год]
Авторы: Вышенский С.В., Дубенская Ю.Ю., Григорьев П.В.
Просмотров: 10645
Предложен метод построения гибких интерактивных систем мониторинга, применимых в практически значимом случае, когда информация об исходной системе поступает в систему мониторинга нерегулярно, с опозданиями, с перерывами или с нарушением хронологического порядка, а также способных обрабатывать ситуацию, при которой в исходной системе произошло сознательное нарушение технологической дисциплины. Система мониторинга строится на основе управления технологическими процессами. При этом нарушение технологической дисциплины описывается вспомогательным технологическим процессом. В системе мониторинга создается следящий токен, парный токену исходной системы. Технологический процесс для следящего токена задается на языке высокого уровня и является простой функцией технологического процесса исходной системы. Для осуществления гибких переходов в системе предусмотрен специальный режим. Предложенная система позволяет восстановить историю каждого экземпляра исходного технологического процесса, анализируя разрозненные сообщения об исходной системе, и обладает некоторой устойчивостью к потере сообщений об исходной системе.

30. Интеллектуальное управление многосвязными объектами, реализованное в ситуационных подпрограммах [№4 за 2012 год]
Автор: Муравьева Е.А.
Просмотров: 8608
Предложен новый способ повышения быстродействия многомерных четких логических регуляторов (МЧЛР), основанный на размещении продукционных правил в ситуационные подпрограммы, начало которых фиксируется в специальном регистре процедурой фаззификации по равенству логической единице четких термов регулируемого параметра. Это позволило без потери адекватности управления в каждом цикле сканирования отрабатывать только одну подпрограмму, выбранную при фаззификации, а не всю систему продукционных правил регулятора. По своей логической природе каждая ситуационная подпрограмма представляет собой программную реализацию продукционного правила, которое необходимо отработать при равенстве логической единице одного из четких термов каждого регулируемого параметра МЧЛР. При корректном задании диапазонов регулирования выходных переменных МЧЛР в каждом цикле сканирования микропроцессор отрабатывает по одному правилу для каждого контура регулирования МЧЛР. Причем для нахождения этого правила используется стандартная процедура обращения к подпрограмме, которая в настоящее время хорошо минимизирована по процессорному времени и объему памяти. В типовых многомерных нечетких логических регуляторах в подобных ситуациях в каждом контуре отрабатывается вся система, насчитывающая десятки, а то и сотни продукционных правил.Два фундаментальных свойства (в любой момент времени только один терм равен логической единице и только у одного правила антецедент равен логической единице) рассматриваемых совокупности четких термов и системы продукционных правил являются теоретической основой повышения быстродействия и снижения погрешности МЧЛР.

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