Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 1 за 2014 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Автоматизированная система тестирования программных средств в скомпилированном виде [№1 за 2014 год]
Авторы: Палюх Б.В., Семенов Н.А., Бурдо Г.Б., Мельникова В.В.
Просмотров: 6078
В статье отмечается, что обязательным условием широкого использования программных средств является сертификация, заключающаяся в их формальных испытаниях специалистами, гарантирующими соответствие программных средств стандартам и нормативным документам. Сертификация предусматривает контролируемое выполнение программы на конечном множестве наборов данных и анализ этого выполнения с целью обнаружения ошибок. На основе анализа показана необходимость тестирования программных средств в скомпилированном виде. В качестве аппарата для создания конечного множества наборов данных авторами предлагается использовать модифицированные генетические алгоритмы. Рассмотрена методика (топология) представления исходных данных при использовании программных средств для инженерных расчетов. Показано, что топологию можно свести к представлению в виде переменных трех типов: множества исходных данных вещественного случайного вида в определенном интервале, множества исходных данных целочисленного положительного вида в определенном интервале, множества логических (булевых) переменных. Предложен генотип кодирования топологии исходных данных в виде трех хромосом. Разработан алгоритм формирования конечного множества наборов данных, и обоснованы критерии их полноты. Описаны последовательность и методика тестирования программных средств. В качестве примера приведены продукционные модели, оценивающие результаты тестирования. Показано преимущество данной методики по сравнению с применяемыми в настоящее время способами сертификации программных средств в скомпилированном виде.

22. Задачи информационного поиска в рамках интеллектуальной распределенной программной системы информационной поддержки инноваций [№1 за 2014 год]
Авторы: Борисов А.Л., Чохонелидзе А.Н., Борисов С.Ю.
Просмотров: 12884
Cтатья посвящена одному из наиболее популярных и перспективных на сегодняшний день разделов информационного поиска – кластерному анализу электронных текстовых документов на естественном языке. В ней раскрывается суть вопроса, обосновывается актуальность выбранной темы. Дается характеристика «Интеллектуальной распределенной программной системы информационной поддержки инноваций в науке и образовании» – программной системы, разрабатываемой в рамках научного исследования возможностей применения механизмов кластерного анализа для решения задач высокорелевантного информационного поиска среди коллекций электронных текстовых документов, а также характера изменения рабочих характеристик алгоритмов кластеризации в локальной и распределенной вычислительных средах. Раскрывается суть использования методов кластерного анализа для решения задач информационного поиска, обозначаются основные проблемы данного анализа – проблемы масштабирования вычислений – и даются рекомендации для их решения. В качестве рекомендаций предлагается решение выявленных проблем путем использования технологии грид-вычислений, обосновывается потенциальный эффект от ее применения.

23. Подсистема планирования сверхбольших интегральных схем трехмерной интеграции с учетом взаимного теплового влияния элементов [№1 за 2014 год]
Авторы: Курейчик В.М., Кулаков А.А.
Просмотров: 9473
В работе рассматривается проблема решения задачи планирования сверхбольших интегральных схем трехмерной интеграции по технологии сквозных кремниевых межсоединений с учетом оптимального теплового распределения элементов. Приведены постановка и математическая модель задачи. Предложен подход, основанный на комбинировании генетического алгоритма и алгоритма имитации отжига, учитывающий взаимное тепловое влияние элементов сверхбольших интегральных схем с помощью теплового моделирования схемы. Комбинирование алгоритмов производится вводом в генетический алгоритм оператора локального поиска, применяемого к популяции после оператора мутации. В статье также предложен метод модифицированных B*-деревьев для представления топологии схемы трехмерной интеграции. Для расчета тепловых характеристик схемы применяются упрощенная и полная тепловая модели, использование которых позволяет существенно уменьшить временную сложность алгоритма планирования. Полная тепловая модель рассчитывает значения температур в установившемся режиме численным методом конечных разностей. Для промежуточной оценки максимальной температуры предложена упрощенная тепловая модель, позволяющая дать приблизительную оценку теплового распределения, достаточную для целей задачи планирования. В работе дано описание разработанной подсистемы планирования сверхбольших интегральных схем и ее архитектуры, основанной на объектно-ориентированном подходе с разделением кода планировщика, расчета целевой функции и теплового моделирования в отдельных модулях. Приведены результаты экспериментального применения алгоритма и сделаны выводы о применимости метода.

24. Автоматизированная система синтеза физического принципа действия технических систем [№1 за 2014 год]
Авторы: Фоменков С.А., Гопта Е.А.
Просмотров: 10660
Рассматриваются и анализируются существующие методы синтеза физического принципа действия технических систем. Проведенные исследования показали, что практическое использование имеющихся методов синтеза структур физического принципа действия не удовлетворяет потребности научных работников и инженеров в полной мере, поэтому был разработан более эффективный и быстродействующий метод автоматизации синтеза физического принципа действия, основанный на анализе изменений свойств объекта физических эффектов. В новые условия совместимости включены анализ совместимости физических эффектов по воздействию, по структуре и фазе объектов, а также учет диапазонов изменения значений физических величин. На основе предложенных условий совместимости была разработана автоматизированная система синтеза физического принципа действия, позволяющая повысить качество получаемых технических решений. В данной работе представлены архитектура автоматизированной системы синтеза и схема ее БД, а также различные диаграммы в нотации UML, поясняющие работу автоматизированной системы синтеза физического принципа действия.

25. Аналоговое моделирование электромагнитных полей на основе электротехнических устройств [№1 за 2014 год]
Автор: Васильева О.В.
Просмотров: 15529
Работа посвящена сведению задач решения дифференциальных уравнений в частных производных к хорошо разработанным методам исследования нелинейных динамических систем, которые позволяют сопоставить уравнению в частных производных динамическую систему с ее последующим моделированием с помощью электротехнических устройств, аналого-цифровых комплексов. Рассматривается также моделирование картин электромагнитных полей на основе переходных процессов без наличия ложных скачков при построении линий равного тока. Новизна алгоритма заключается в сведении дифференциальных уравнений в частных производных Лапласа и Пуассона к динами-ческой системе – системе нелинейных дифференциальных уравнений 1-го порядка на основе электротехнических схем замещения. Решение системы нелинейных дифференциальных уравнений 1-го порядка осуществляется в схемотехнической среде MATLAB-Simulink, где пользователю предлагается выбор параметров блока входных данных, необходимых для реализации комплекса программ, для упрощения и понимания пользования данной программой. Составлена структурная схема динамической системы, отображающая динамику процесса, где элементами схемы являются операционные усилители, на основе которых может быть сопоставлена электротехническая схема замещения. Приводятся примеры построения статических электромагнитных полей в фазовой плоскости.

26. Моделирование процессов принятия решений в сложных организационно-технических системах [№1 за 2014 год]
Автор: Завгородний В.Н.
Просмотров: 10436
Рассматривается класс соперничающих организационно-технических систем, функционирование которых основано на широком использовании технических средств и осуществляется в условиях взаимодействия с окружающей средой. Среда, воздействующая на объект управления в процессе реализации им поставленных задач, в статье интерпретирована как природа. Неопределенность в знании органом управления (лицом, принимающим решение) факторов, условий и механизмов функционирования объекта (субъекта) управления понимается как теоретико-игровая неопределенность. В статье постулируется рассмотрение семейства составных игр. Исследуется модель составной игры, образованной матричной и статистической играми-компонентами, с точки зрения функционирования противоборствующих организационно-технических систем. Предложены подходы к решению составных игр для моделирования поддержки принятия решений. Данное направление исследования может быть полезно при разработке систем поддержки принятия решений.

27. Методы и алгоритмы определения положения и ориентации беспилотного летательного аппарата с применением бортовых видеокамер [№1 за 2014 год]
Автор: Степанов Д.Н.
Просмотров: 21015
Статья посвящена разработке программного обеспечения, предназначенного для моделирования полетов беспилотного летательного аппарата и его автономного позиционирования с использованием средств машинного зрения, компьютерной графики и параллельных вычислений. Обсуждается актуальность проблемы автономного позиционирования беспилотного летательного аппарата без использования спутниковых систем GPS или ГЛОНАСС. В качестве платформы для комплекса используется конвейерно-параллельная программная система нейросетевого контроля и диагностики, разработанная в ИПС РАН. Приведена постановка задачи автономного позиционирования. Подход к ее решению основан на использовании спутникового снимка того участка поверхности Земли, над которым аппарат совершает свои полеты. Снимок применяется и для генерации кадров видеоряда с камеры, установленной на виртуальном аппарате. Задача позиционирования беспилотного летательного аппарата сводится к вычислению параметров проективного преобразования, которое связывает снимки с искусственного спутника Земли и беспилотного лета-тельного аппарата, для чего используются пары соответствующих точек, наблюдаемых на обоих изображениях. Описан подход, позволяющий ускорить процесс поиска таких пар. Эксперименты показали, что разработанный комплекс вполне успешно решает задачи автоматического определения положения и ориентации беспилотного лета-тельного аппарата. Приведены различные методы вычисления положения и ориентации беспилотного летательного аппарата во время полета, а также методы повышения устойчивости работы комплекса при изменениях времени суток, погодных условий и времени года.

28. Синтез структуры абонентских телекоммуникационных сетей [№1 за 2014 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Марголис Б.И., Музанна М.М.
Просмотров: 9326
Рассмотрена необходимость разделения телекоммуникационной сети с точки зрения топологической структуры на терминальную (абонентскую) и базовую (магистральную) сети. Сформулирована задача синтеза абонентской сети, заключающаяся в минимизации суммы расстояний от абонентов до магистральных узлов коммутации с учетом ограничений на возможность подключения каждого абонента к одному узлу. Получена полная матрица расстояний от абонентов до узлов коммутации. Показано, что задача оптимального подключения абонентов к узлам коммутации относится к классу задач линейного целочисленного программирования с ограничениями типа равенств. Сформули-рованы ограничения типа равенств для условий подключения каждого абонента к одному узлу коммутации. На основе стандартной функции bintprog в среде MatLab разработана программа, позволяющая по множеству абонентов, множеству узлов коммутации и матрице расстояний между ними синтезировать топологическую структуру абонентской сети. Приведены результаты расчета оптимального подключения абонентов по критерию минимума суммы расстояний до узлов коммутации для телекоммуникационной сети Республики Йемен. Предложена методика расчета пропускной способности абонентских каналов связи на основе предполагаемых информационных потоков для полученной структуры абонентской сети и ее максимальной загруженности. Приведены результаты расчета пропускной способности для полученной в результате синтеза структуры абонентской сети Республики Йемен

29. Синтез магистральных телекоммуникационных сетей [№1 за 2014 год]
Авторы: Марголис Б.И., Музанна М.М.
Просмотров: 10158
Рассмотрена графовая модель структурно-функционального синтеза магистральной телекоммуникационной сети. Сформулирована задача синтеза структуры магистральной сети, заключающаяся в минимизации расстояний при прохождении информации до региональных узлов коммутации. По матрице расстояний между магистральными узлами с помощью функции graphshortestpath в среде MatLab получены оптимальные маршруты прохождения информации до региональных узлов магистральной сети. Сформулирована задача параметрического синтеза магистральной сети, состоящая в определении пропускной способности магистральных каналов связи по синтезированной топологической структуре и значениям входных потоков от абонентов. Показано, что задача параметрического синтеза магистральной сети относится к классу задач нелинейной оптимизации с ограничениями типа неравенств и равенств. Сформулированы ограничения типа неравенств для пропускной способности каналов и типа равенств для условий сохранения потоков в узлах сети. На основе стандартной функции fmincon в среде MatLab разработана программа, позволяющая найти оптимальные информационные потоки в магистральных каналах связи по критериям средней задержки сообщений и максимальной загруженности сети. Предложена методика расчета пропускной способности по максимальным информационным потокам, протекающим по магистральным каналам к региональным узлам коммутации. Приведены результаты расчета оптимальной пропускной способности каналов для магистральной теле-коммуникационной сети Республики Йемен. Показан пример прохождения информации для конкретных магистрального узла-источника и регионального узла-приемника.

30. Алгоритмы синтеза полосно-заграждающих фильтров на плавных неоднородных линиях для САПР СВЧ-устройств [№1 за 2014 год]
Авторы: Бердышев Р.В., Кордюков Р.Ю., Бердышев В.П., Помазуев О.Н., Хрипун С.И.
Просмотров: 15692
Статья посвящена разработке алгоритмов синтеза малогабаритных полосно-заграждающих (полосно-запирающих) фильтров на плавных неоднородных линиях, позволяющих определять их структуру и параметры, рассчитывать уровень затухания, проводить исследования потенциальных частотных характеристик и возможностей практической реализации для использования в специализированных САПР СВЧ. Показаны недостатки известных САПР. В основе алгоритмов используется новый подход к получению единственной (одной) полосы запирания в фильтрах на плавных неоднородных линиях, отличающийся от известного подхода Кона, при котором рассчитываются резона-торные фильтры с инверторами, тем, что применяются только полуволновые или четвертьволновые отрезки неоднородных линий, включенные на проход. Формирование требуемой характеристики рабочего затухания фильтра про-исходит за счет местных отражений, возникающих из-за изменения волнового сопротивления разомкнутой однородной линии при изменении вычета входного сопротивления в одном из полюсов. Известные методы предполагают использование многорезонаторных структур с дополнительными связями. Показывается, что волновое сопротивление совершает колебания относительно значения заданного волнового сопротивления с частотой, в два раза большей резонансной частоты, в которой произведено изменение вычета. Значения волнового сопротивления пропорциональны величине изменения вычета и уменьшаются по мере увеличения длины до заданного волнового сопротивления передающей линии. Получены аналитические выражения для определения закона волнового сопротивления, матрицы сопротивления неоднородных линий, частотных характеристик фильтра с единственной полосой запирания. Определена эквивалентная схема линии, предложен алгоритм вычисления рабочего затухания, представлены результаты математического моделирования. Показано, что использование предложенных алгоритмов позволит расширить номенклатуру базовых элементов построения полосно-заграждающих фильтров и будет способствовать улучшению качества функционирования существующих и перспективных специализированных САПР СВЧ.

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