Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2017 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Протокол для децентрализованной системы хранения с избыточным кодированием [№4 за 2017 год]
Авторы: Карасюк П.К., Мигинский Д.С.
Просмотров: 4868
Репликация, используемая во многих распределенных системах хранения данных для обеспечения отказоустойчивости, приводит к многократному уменьшению эффективного дискового пространства. Чтобы решить эту проблему, для обеспечения сохранности данных вместо репликации можно использовать избыточное кодирование. Многие хранилища в силу CAP-теоремы для обеспечения высокой доступности и масштабируемости отказываются от строгой согласованности в пользу согласованности в конечном счете – гарантии, что согласованность данных будет достигнута через конечное время после внесения последнего внешнего изменения в систему. Однако при переходе от репликации к избыточному кодированию в парадигме согласованности в конечном счете возникают сложности при восстановлении данных, связанные с необходимостью поддерживать достаточное количество согласованных между собой фрагментов кодового слова. В статье предложен основанный на Dynamo протокол для распределенного хранилища данных, который вычисляет контрольные суммы от хранимых объектов с помощью кодов Рида–Соломона и использует их в дальнейшем для возможного восстановления, что позволяет обеспечить тот же уровень отказоустойчивости, что и при репликации, но ценой меньшей избыточности. Протокол поддерживает возможность выполнения над объектом конкурентных операций записи и чтения, отслеживает сбои в сети и учитывает их в дальнейшей работе. Допускаются фиксированное число постоянных отказов узлов и любые кратковременные сбои без потери данных и отказа обслуживания клиентских запросов. Протокол протестирован в системе имитации распределенной среды на заранее выбранных проверочных сценариях пользовательских сообщений и сбоев. В статье продемонстрирована работа протокола на некоторых сценариях.

22. Рациональная организация процесса разработки прикладного программного обеспечения как предпосылка успешной автоматизации поддержки принятия решений [№4 за 2017 год]
Авторы: Тиханычев О.В., Макарцев Л.В., Гахов В.Р.
Просмотров: 7863
Несмотря на достаточно длительный период практического применения программных продуктов и развития средств разработки ПО, сам процесс их разработки до настоящего времени оптимизирован недостаточно. Прежде всего это касается разработки прикладного ПО. Как показывает анализ предметной области, существенная часть проблем создания качественного ПО обусловлена организацией разработки прикладных программ. В настоящее время существует достаточно широкий спектр методологий разработки ПО и инструментов для их программной реализации: Rational Unifield Process, Microsoft Solution Framework, Extreme Programming, Agile, Capability Maturity Model Integration. В статье рассмотрены возможные подходы к рациональной организации данного процесса с использованием специализированных программных систем, таких как Team Foundation Server, на основе стандарта управления проектами Project Management Body of Knowledge (PMBoK). Сделаны выводы об объективной необходимости использования для решения организационно-технических проблем создания ПО средств автоматизированной организации разработки. В то же время использование только системы TFS, как и любого другого продукта организации управления проектами, не решает всех организационных проблем. Для успешной реализации применения подобных систем необходимо организовать взаимодействие всех участников процесса, обеспечить подготовку и внедрение в процесс разработки программ всех категорий специалистов. Как показывает мировая практика, реализация предлагаемых мер может существенно повысить эффективность разработки и сопровождения жизненного цикла ПО, обеспечив переход от существующих ремесленных подходов к программированию к промышленной разработке программ.

23. Модель оценки временных характеристик решения задачи в геоинформационной системе корабля [№4 за 2017 год]
Авторы: Смирнов П.И., Татарникова Т.М., Яготинцева Н.В.
Просмотров: 6182
Предлагается модель оценки временных характеристик обработки данных в геоинформационной системе корабля, представляющей собой локальную вычислительную сеть с коммутацией сегментов. Сетевая информационная инфраструктура корабля позволяет обеспечить одновременную передачу данных между всеми взаимодействующими парами «клиент–сервер». Математическим аппаратом модели служит разомкнутая сеть систем массового обслуживания. Параметрами модели являются интенсивность входного потока заявок, производительность узлов геоинформационной системы корабля и матрица переходных вероятностей. Оценка временных характеристик обработки данных реализуется проведением вычислительного эксперимента на модели. Постановка задачи моделирования сформулирована как задача выбора технических характеристик клиентской части геоинформационной системы при обеспечении гарантированного времени отклика системы. Построенные в результате эксперимента зависимости времени обработки данных от нагрузки на систему и от производительности автоматизированных рабочих мест позволяют выбрать оптимальный вариант комплексирования клиентской части геоинформационной системы корабля с ее серверной частью. Требование к гарантированному времени обработки данных варьируется в зависимости от района плавания и представляет собой свертку времени установления соединения «клиент–сервер» и времени приема пространственных данных навигационными системами корабля.

24. Программная система выявления степени гармонизации творческих решений интеллектуальных агентов [№4 за 2017 год]
Авторы: Мутовкина Н.Ю., Кузнецов В.Н., Клюшин А.Ю., Семенов Н.А.
Просмотров: 8322
В статье рассмотрена информационная система, предназначенная для выявления степени гармонизации творческих решений интеллектуальных агентов. Согласно общепринятому подходу к интеллектуальным многоагентным системам и их предназначению, рассматривается взаимодействие между агентами при решении ими определенной творческой задачи. Все они относятся к сложным задачам с сообщением информации и алгоритмами манипуляции, предполагающими на завершающей стадии процедуры согласования и адаптации с учетом меняющихся как внешних, так и внутренних условий функционирования системы и реализации решения. Цель исследования заключается в выявлении агентов, наиболее эффективно решающих поставленную задачу. Агент может быть эффективным сам по себе, а в коллективе его эффективность снижается. И наоборот, работа в команде может способствовать повышению активности агента, действенности его работы. Все агенты системы равноправны. Эффективность деятельности каждого из них оценивается по одной и той же методике. Каждый из агентов предлагает свое решение поставленной задачи. Эти решения сравниваются на предмет гармоничности. Если уровень гармоничности соответствует заданному, многоагентная система признается эффективной. Все агенты действуют сообща, на благо общей цели и достигают ее с заданным качеством или выше такового. В противном случае структура и состав системы пересматриваются. Главная цель при этом – найти такие состав и структуру многоагентной системы, при которых действия между агентами будут наиболее слаженными, что обеспечит решение поставленных задач. В результате исследования установлено, что в силу интеллектуальности агенты склонны к изменению своего психо-поведенческого типа в зависимости от времени, которое они тратят на решение. Увеличение временного интервала, как правило, ведет к смене компромиссного типа на уклоняющийся или принуждающий. То есть для агентов характерен переход от оптимистичного настроя к пессимистичному (депрессивному). Чтобы пресечь такие переходы и «смены настроений», применяются определенные управляющие воздействия с учетом необходимости индивидуального подхода к каждому агенту.

25. Метод управления пакетом проектов заказов на предприятии оборонно-промышленного комплекса [№4 за 2017 год]
Авторы: Семенов В.Ю., Допира Р.В., Ягольников Д.В.
Просмотров: 6286
Статья посвящена решению задачи управления пакетом проектов заказов на предприятии оборонно-промышленного комплекса. Если в процессе реализации крупных проектов показатели освоенного объема и фактических затрат совпадают с плановыми, то при фиксированных целях (относительно планируемого суммарного объема и планируемой продолжительности) необходимость в оперативном управлении отсутствует. Если же в процессе реализации проекта наблюдаются отклонения основных показателей освоенного объема от плановых значений, возникает необходимость оперативного управления. Рассматриваются различные возможные случаи несоответствия основных показателей, и предлагается метод управления процессом выполнения проекта. Ключевая идея, лежащая в основе метода освоенного объема, заключается в следующем: показатели освоенного объема являются характеристиками, на основании исследования которых на ранних стадиях выполнения проекта возможна (иногда достаточно точная) оценка их будущих значений и, следовательно, выработка на их основе своевременных оперативных управляющих воздействий. Предложенные показатели могут описывать проекты, состоящие как из одной, так и из нескольких операций. Если проект состоит из нескольких операций, возникает вопрос о том, как агрегировать показатели подпроектов, операций и т.д. Важную роль при этом играют структура декомпозиции работ (дерево работ, в котором проект последовательно разбивается на более мелкие составляющие) и план контроля затрат – совокупность процедур определения стоимостей элементов структуры декомпозиции работ и правил их агрегирования. Основные преимущества метода заключаются в том, что он оперирует теми же показателями, что и руководитель проекта (который делает это формально или интуитивно), достаточно прост в использовании и, что самое главное, позволяет принимать решения в реальном режиме времени.

26. Показатели безопасности космического аппарата в полете и генерация информации для предупреждения о высокоскоростном взаимодействии [№4 за 2017 год]
Авторы: Ягольников С.В., Храмичев А.А., Катулев А.Н., Палюх Б.В., Зыков И.И.
Просмотров: 9069
В данной работе рассматривается одно из ключевых необходимых условий для обеспечения безопасности функционирования космического аппарата, находящегося на орбите, – своевременное и достоверное предупреждение об угрозе опасных столкновений космического аппарата с малоразмерными объектами космического мусора. Цель предупреждения – своевременная защита аппарата от столкновений. Предполагается, что космический аппарат оснащен оптико-электронной системой обнаружения и измерения координат текущего положения объектов, окружающих защищаемый аппарат. Предложены показатели безопасности функционирования космического аппарата, обусловленные возможными столкновениями с объектами космического мусора, программы и структуры алгоритмов выработки информации для предупреждения о возможных столкновениях. Предложены следующие программы и алгоритмы: оценка опасности обнаруженного оптико-электронной системой объекта космического мусора; перевод координат объекта из сферической системы координат оптико-электронной системой в инерциальную систему координат с началом в центре Земли и сглаживание их как выборки измерений в инерциальной системе для последующего построения эллипса-орбиты движения объекта; оценка текущего расстояния между космическим аппаратом и обнаруженным объектом космического мусора, в частности, алгоритмы определения координат точки пересечения плоскости эллипса движения космического аппарата траекторией движения объекта космического мусора, проверки условия прохождения эллиптической траекторией движения космического аппарата через вычисленную точку пересечения, вычисления длин дуг траекторий движения объекта космического мусора и космического аппарата от текущих точек их положения до установленной точки пересечения при выполнении условия ее принадлежности траектории движения космического аппарата, вычисления текущего расстояния между космическим мусором и космическим аппаратом; оценка момента времени возможного столкновения объекта с аппаратом.

27. Программный комплекс моделирования системы радиолокационного распознавания [№4 за 2017 год]
Авторы: Калинин Т.В., Барцевич А.В., Петров С.А., Хрестинин Д.В.
Просмотров: 8296
Для построения эффективных радиолокационных систем распознавания используются не только теоретические исследования, но и методы математического и физико-математического моделирования. Теория статистических решений является общей методологической основой решения многих локационных задач. Решение задач распознавания различных воздушных объектов также основывается на теории вероятности и статистике. В статье рассматривается программный комплекс моделирования системы радиолокационного распознавания для оценки влияния различных факторов на эффективность ее работы, являющийся ее статистической математической моделью. Программная реализация статистической модели осуществлена в системе MATLAB. Для этого изучены соответствующие теоретические основы и на их основе разработан алгоритм. Программная реализация состоит из подпрограмм в соответствии с логикой работы системы распознавания. Одна подпрограмма охватывает процессы, происходящие в радиолокационном канале измерения, и позволяет оценить влияние характеристик радиолокационного канала на точность измерения параметров объектов. Другая подпрограмма моделирует процесс радиолокационного распознавания и позволяет оценить ее эффективность в зависимости от выбранных характеристик радиолокационного канала измерения при заданном алфавите классов и предлагаемом рабочем словаре признаков. Третья подпрограмма позволяет оценить информативность выбранных признаков для поиска наиболее эффективных для создания рабочего словаря признаков. Для удобства работы пользователя программа разработана как приложение с графическим интерфейсом с возможностью проводить исследования и с сохранением результатов в отдельный файл.

28. Построение онтологии на основе нереляционной базы данных для интеллектуальной системы поддержки принятия решений медицинского назначения [№4 за 2017 год]
Авторы: Еремеев А.П., Ивлиев С.А.
Просмотров: 10675
По мере наращивания объемов данных в системах здравоохранения становится возможным использование комплексных методов программной обработки данных для поддержки принятия решений в сложных проблемных ситуациях. Ввиду сильной гетерогенности среды (разные формы отчетности, форматы файлов, итеративный процесс работы с пациентом) требуется создание гибкой системы, которая позволит эффективно работать в описанных условиях. Рассматривается процесс построения и использования онтологии на основе нереляционной БД для интеллектуальной системы поддержки принятия решений для исследования и диагностики сложных патологий зрения и для проведения интеллектуального анализа данных в гетерогенной среде. Также рассматривается построение программного интерфейса для работы с такой онтологией. Создаваемая онтология ориентирована на хранение как данных об обследованиях пациентов, проводимых врачом, так и заключений по ним. Нереляционая БД позволяет в таком случае более эффективно оперировать данными в гетерогенных средах, примером которых являются медицинские исследования. Показаны основные преимущества нереляционных БД по сравнению с традиционными реляционными: более удобное оперирование данными в рамках заданной онтологии, ее расширение и дополнение, извлечение требуемых данных по запросу. Описана программная реализация предложенного подхода и проиллюстрирована ее работа. По итогам проведенной работы предложены дальнейшие пути развития в данной области, а именно: обобщение полученных результатов на решение других схожих задач медицинской диагностики, а также подключение новых методов, таких как семантический поиск по историям болезней, в реализуемую интеллектуальную систему поддержки принятия решений.

29. Применение методов метаанализа в диагностике и лечении пациентов с печеночной недостаточностью [№4 за 2017 год]
Авторы: Кобринский Б.А., Молодченков А.И., Благосклонов Н.А., Лукин А.В.
Просмотров: 8019
В статье достаточно подробно рассмотрены принципы, лежащие в основе различных методов метаанализа, и основные отличия инструментария для их применения. Представлены и обсуждаются клинические варианты печеночной недостаточности и их описания в литературных источниках различных стран и регионов мира (Россия, Азия, Европа и Северная Америка). Предложено применение теоретико-множественной модели, атрибуты которой должны учитывать особенности характера и течения болезни при различной природе болезни и в разные периоды ее развития. Полученные данные должны найти применение в последующем метаанализе. На этом этапе, являющемся основным, должны быть сформированы подгруппы больных по сходству клинических проявлений и результатам применения разных схем лечения. Подход с использованием метода метаанализа для оценки мировых литературных данных позволит предлагать наиболее адекватные методы терапии заболевания у конкретного больного в зависимости от характера существенных изменений при диагностике у него определенной формы печеночной недостаточности. Это обеспечит переход (по аналогии) к направленному применению определенных медицинских средств.

30. Система поддержки принятия решений при определении нозологической формы гепатита [№4 за 2017 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Астафьев А.Н.
Просмотров: 9611
Статья посвящена решению проблемы определения нозологической формы гепатита с целью снижения ошибок при оценке данных анамнеза и клинических анализов. Проблема решается с помощью ПО, моделирующего опыт специалистов, путем итерационного обучения на эталонных ситуациях. Поставленная перед системой поддержки принятия решений задача состоит из шестидесяти пяти входных факторов (анализов и анамнезов) и четырех выходных значений, характеризующих форму гепатита. Набор входных фак- торов выбран исходя из рекомендаций по клинической диагностике формы гепатита, нозологические формы выбирались в соответствии с требованиями международной системы классификации болезней. Предложенный алгоритм решения задачи основан на применении модифицированного итерационного метода Качмажа для решения систем линейных уравнений нейронной сети, при решении происходит расчет весовых коэффициентов. Выбранный метод позволяет производить расчет, эффективно используя вычислительные возможности. Система реализована в среде разработки Embarcadero Delphi, в качестве сервера БД использован FirebirdSQL. БД содержит 280 эталонных образов, участвующих в обучении системы. Общее количество итераций для формирования базы весовых коэффициентов составляет 260, полученная ошибка обучения равна 0,2–0,3. Применение образов, содержащих наибольшую ошибку, позволяет понизить ошибку и общее количество образов. Система прошла клиническую апробацию на полных данных 100 реальных пациентов, коэффициент корреляции составил 0,7. В ряде случаев применение разработанной системы позволяет повысить эффективность лечения. Применение данного подхода также возможно для оценки эффективности лечения гепатита.

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