Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2013 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

41. Программная конвейеризация циклов для ускорителя плавающей арифметики в составе процессора Комдив128-РИО [№4 за 2013 год]
Авторы: Вьюкова Н.И., Галатенко В.А., Самборский С.В.
Просмотров: 10716
Представлен метод программной конвейеризации циклов для специализированного ускорителя в составе процессора Комдив128-РИО архитектуры MIPS. Программирование ускорителя производится только на языке ассемблера, поскольку создание компиляторов с языков высокого уровня для него невозможно из-за ряда архитектурных особенностей. Ручная разработка эффективных вычислительных циклов для ускорителя является сложной задачей, так как программист должен учитывать множество факторов, таких как отсутствие аппаратных задержек по неготовности данных, сложная структура регистрового файла, отсутствие ветвлений и ограниченный аппаратный стек. Целью работы является разработка автоматических средств программной конвейеризации циклов для специализированного ускорителя. Это позволяет программисту писать достаточно простые внутренние циклы, которые правильно реализуют вычисления, но могут быть неоптимальными. Затем исходный цикл трансформируется в конвейеризованный, на нем достигается максимальная или близкая к максимальной эффективность выполнения заданных программистом вычислений. Использование точного подхода, основанного на применении методов целочисленного линейного программирования, позволяет обеспечить оптимальную производительность кода. Основное внимание в статье уделено особенностям формулировки задачи целочисленного линейного программирования, связанным со спецификой архитектуры ускорителя. Рассмотрены вопросы точного подсчета числа требуемых регистров, а также проблема понижения кратности развертки конвейеризованных циклов.

42. Программная реализация системы автоматической идентификации слябов [№4 за 2013 год]
Авторы: Провоторов А.В., Орлов А.А.
Просмотров: 10362
В работе описана структура программно-аппаратного комплекса для отслеживания движения заготовок между складом и основным производственным оборудованием цеха в рамках автоматического контроля продукции металлопрокатного комплекса. Отличительной особенностью этой системы является алгоритм автоматической идентификации маркировки слябов (крупногабаритных металлических блоков), который позволяет с большой точностью идентифицировать перемещаемый объект, тем самым освобождая работника крана от рутинной работы определения номера или кода сляба. Одним из логических блоков алгоритма является поэтапное автоматическое обнаружение маркера на изделии. В результате выполнения этапов обнаружения маркировки производится настройка положения поворотного устройства и трансфокатора видеокамеры для получения приближенного изображения высокого качества груза с маркировкой, его последующего анализа, поиска и распознавания маркировки. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие оперативность и достоверность методики.

43. Программный комплекс для обработки данных ионосферных измерений [№4 за 2013 год]
Автор: Скрипачев В.О.
Просмотров: 20550
Предложен программный комплекс определения параметров ионосферы средствами радиозондирования, способствующий получению информации о параметрах среды с целью дальнейшей диагностики возмущений как естественного, так и искусственного характера, и уточнению известных ионосферных моделей. Разработанный програм- мный комплекс предназначен для восстановления профилей электронной концентрации в ионосфере по сигналам навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС/GPS. Для разработки комплекса используется объектно-ориентированное программирование. Это позволяет уменьшить время разработки новых классов, наследуя их от уже имеющихся в используемых программных библиотеках. Объектно-ориентированный подход был реализован при разработке программного кода, отвечающего за расчет полного электронного содержания по характеристикам сигналов навигационного космического аппарата. Взаимодействие между блоками комплекса также выполняется на основе объектных структур данных. Перспективы дальнейших исследований связаны с наращиванием возможностей представленного программного комплекса за счет использования программных продуктов обработки данных ионосферного зондирования, полученных с помощью методов вертикального зондирования ионосферы и некогерентного рассеяния.

44. Радикальные изменения диэлектрической проницаемости наноразмерных пленок серебра под воздействием приложенного напряжения [№4 за 2013 год]
Авторы: Крыжановский Б.В., Палагушкин А.Н., Прокопенко С.А., Сергеев А.П., Меликян А.О.
Просмотров: 9150
Методом поверхностного плазмонного резонанса обнаружено значительное изменение диэлектрической проницаемости пленки серебра под влиянием приложенного постоянного напряжения к наноразмерной структуре металл-диэлектрик-металл. Структура изготовлена в виде конденсатора с пленками Ag толщиной 49 нм и 37 нм в качестве обкладок и пленкой Al2O3 толщиной 177 нм в качестве диэлектрика. Эффект проявляется в значительном изменении коэффициента отражения световой волны при подаче на электроды напряжения до 30 V. Хорошее соответствие теории результатам эксперимента достигается, если принять, что оптические параметры Ag на аноде и катоде изменяются по-разному, а в слое диэлектрика Al2O3 появляется поглощение. Показано, что при напряжении свыше 16 V величина показателя преломления катодного слоя серебра обращается в нуль.

45. Разработка адаптивных моделей поведения агентов мультиагентной системы управления телекоммуникационными предприятиями [№4 за 2013 год]
Авторы: Гимаров В.В., Гимаров В.А., Дли М.И., Иванова И.В.
Просмотров: 13214
Исследование и анализ рынка как открытой социально-экономической системы, объединяющей большое количество взаимодействующих элементов, требует обработки огромных массивов статистических данных и информационной поддержки прогнозирования маркетинговых ситуаций с целью выбора стратегий и принятия решений по их реализации на основе формализованных знаний. В то же время известные на сегодняшний день методы, основанные на использовании аналитических выражений и теории игр, описывают состояние элементов статистически, без учета динамики их поведения и взаимовлияния. Динамика поведения системы в условиях неопределенности, риска, нечеткой или неполной информации в большинстве случаев непредсказуема. В связи с этим для принятия эффективных управленческих решений целесообразно использовать агентно-ориентированный подход к описанию и моделированию взаимодействия элементов системы, которые изменяют свойства и поведение в зависимости от состояния окружающей среды. Одной из основополагающих проблем в построении мультиагентных систем является организация взаимодействия агентов. При наличии ограничений на использование процедурных подходов более предпочтительными для организации взаимодействия агентов являются декларативные языки. В статье предложена онтологическая модель предметной области взаимодействия агентов, определяющая совокупность коммуникативных актов, а также разработана модель акта «запрос» в нотации цветной сети Петри. Адаптивность поведения агентов системы достигается за счет классификации показателей внешней и внутренней среды с использованием аппарата нейронных сетей и выбора соответствующей стратегии поведения.

46. Разработка высоконадежных многопроцессорных модулей на базе высокоскоростных каналов RapidiO [№4 за 2013 год]
Авторы: Бобков С.Г., Еремин А.А., Кондратьева Н.В., Сердин О.В.
Просмотров: 8317
Рассматриваются общие подходы к созданию сбоеустойчивых к внешнему воздействию радиационных факторов и к экстремальным тепловым режимам эксплуатации высокопроизводительных модулей на базе современных систем на кристалле с технологическими нормами изготовления 180 и менее нанометров и их реализация в многопроцессорном модуле ЦП-РИО-64, созданном на базе микросхемы 1890ВМ6Я. В разработанном модуле используется новый аппаратно-программный способ достоверного исполнения программ и реализована распределенная система управления восстановлением. Модуль ЦП-РИО-64 относится к вычислительной технике и может быть использован для построения цифровых вычислительных комплексов, выполняющих в реальном масштабе времени прием по высокоскоростным каналам потоков данных RapidIO, первичную обработку сигналов (пространственно-временной спектральный анализ, формирование частотных диапазонов, фильтрацию, пороговое обнаружение), вторичную, третичную и общекомплексную обработку информации, включая решение задач отображения, консервации, документирования и управления на рабочих местах операторов, а также обмен данными с другими приборами и системами.

47. Разработка программной среды поддержки анализа функциональной структуры систем в аспекте свойства целостности [№4 за 2013 год]
Авторы: Бутенко Д.В., Бугрий Р.С.
Просмотров: 8660
Одним из основополагающих и важных свойств систем является целостность, раскрытие функциональной структуры которой позволяет понять, насколько устойчива система. Структура должна быть представлена в виде бинарных оппозиций, отражающих противоположные структурные отношения между концептами функциональных элементов и подсистем. Ключевым моментом в построении бинарных оппозиций является использование инвариантных пар операций, предложенных Р. Коллером в своем авторском методе конструирования. На основании теоретических исследований разработана программная система анализа технических систем с позиции свойства целостности, которая состоит из трех модулей: конструктивно-функционального анализа, построения диаграммы Исикавы для детального рассмотрения контрарно-функциональных пар системы, построения отчета экспертной оценки системы с позиции свойства целостности.

48. Решение задачи оптимальной маршрутизации по критерию загруженности сети [№4 за 2013 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Марголис Б.И., Музанна М.М.
Просмотров: 11814
Рассмотрена потоковая модель информационной сети с альтернативной маршрутизацией сообщений для произвольного количества коммутационных узлов и каналов связи. Сформулированы критерии оптимизации по времени задержки сообщений и максимальной загруженности сети, ограничения на пропускные способности каналов и условия сохранения потоков в сети. Рассмотрен пример сети, состоящей из пяти узлов и семи каналов связи. Показано, что задача оптимальной маршрутизации относится к классу задач нелинейной оптимизации функции нескольких переменных с ограничениями типа неравенств и равенств. Сформулированы ограничения типа неравенств для пропускных способностей каналов и типа равенств для условия сохранения потоков в узлах сети с учетом их разбиения на узел-вход, узел-выход и промежуточные узлы. На основе стандартной функции fmincon в среде MatLab разработана программа, позволяющая по топологической структуре сети, входному потоку и пропускным способностям каналов найти оптимальное распределение потоков в сети, состоящей из произвольного количества узлов и каналов связи. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков по критериям загруженности и задержки для рассмотренного примера. Проведен анализ изменения критерия максимальной загруженности при различных интенсивностях входного потока. Показано, что определение оптимального распределения нагрузки каналов при разделении каждого канала на произвольное количество линий связи может быть выполнено с помощью аналитических оптимизационных методов. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков на две линии связи по критерию загруженности для рассмотренного примера.

49. Робастное интеллектуальное управление на основе технологии квантовых вычислений [№4 за 2013 год]
Авторы: Решетников А.Г., Керимов Т.А., Ульянов С.В.
Просмотров: 12402
Рассматривается технология проектирования робастных интеллектуальных систем управления на основе квантового нечеткого вывода в двух вариантах: с использованием дистанционного подключения к объекту управления без математической модели объекта управления и с использованием верифицированной математической модели. Применение разработанной методологии проектирования основано на самоорганизации знаний и приводит к повышению уровня робастности интеллектуальных систем управления в непредвиденных ситуациях управления. В качестве информационных источников для проектирования нечетких регуляторов используются два варианта: в первом случае применяется математическая неточная (с недоопределенными параметрами) модель объекта управления, второй вариант основан на процессе измерения сигнала обучения с реального объекта управления, из которого формируется база знаний. Проводится сравнение результатов моделирования и физического эксперимента ПИД-регулятора, нечетких регуляторов и квантовых нечетких регуляторов с различными типами корреляции. Показана эффективность применения квантового нечеткого вывода в системной инженерии проектирования систем управления для повышения робастности интеллектуального управления в непредвиденных (нештатных) ситуациях управления.

50. Система автоматического распознавания речи на татарском языке [№4 за 2013 год]
Авторы: Хусаинов А.Ф., Сулейманов Д.Ш.
Просмотров: 10457
В настоящей работе описывается система распознавания речи на татарском языке. В рамках системы предложен и реализован подход к построению модуля автоматического транскрибирования текстов, разработанный на основе выделенных правил звуковых изменений в татарском языке. Данные акустические правила были использованы благодаря их формальному представлению, полученному в разработанной программной системе. Кроме того, для реализации алгоритма распознавания речи были созданы два уровня анализа: акустический (уровень фонем) и лингвистический (уровень слов). На первом уровне были разработаны акустические модели 57 выделенных фонем татарского языка, каждая из которых базируется на аппарате скрытых марковских моделей. Для обучения каждой из указанных статистических моделей был образован речевой корпус общей продолжительностью 5 часов. Дополнительно был создан и применен алгоритм автоматической фонемной аннотации данного корпуса. В конечном итоге на базе разработанных программных средств и статистических моделей реализован алгоритм распознавания речи. Был проведен эксперимент по распознаванию слов татарского языка, по результатам которого предлагаемая система распознавания продемонстрировала 92-процентное качество распознавания на записях тестового корпуса.

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