Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 1 за 2014 год.

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

1. Methods toward e-learning and innovative education using virtual reality [№1 за 2014 год]
Авторы: Nguyen Thanh, Phan The Hung
Просмотров: 5290
In this paper, we introduce concepts and analyse methods which creates applications used for innovative education based on Virtual Reality (VR) technology. VR, a technology to create imaginary world by using 3D graphics and computer simulation has been used in many fields and recently education has been recognised as one of remarkable VR application areas. The use of VR systems increase the efficiency of educational processes particularly in being aware, understanding, learning and turning information to knowledge. We examine different approaches that create interactive materials for teaching: VRML a programming language for web-based education and Virtual Studio – a media tool to create a learning studio and environment that engages students in an active and interactive way. We also analyse an approach called Edutainment which combines traditional education method and entertainment industries, bringing progressive trends from the domain of narrative environments for the human-computer interface and underpinning these results with technologies from digital, interactive storytelling, mixed reality and multimodal interfaces and finally, present the fundamental three-dimensional (3D) game approach in this Edutainment section.

2. Онтологии в «бинарной модели знаний» [№1 за 2014 год]
Authors: G.S. Plesniewicz, B.S. Karabekov
Просмотров: 4937
Ontology represents some general knowledge about a given problem domain. A concrete knowledge is ex-pressed by facts which are structured according to the ontology. The set of these facts, the so -called fact base, can be consid-ered as a state or an instance of the ontology. Nowadays there are a lot of formal description to specify ontologies. The mos t elaborated and researched are description logics languages. Based on these logics, OWL (Web Ontology Languages) has been developed. OWL is recognized by W3C. But OWL is not typed language. That is why it does not have a number of ad-vantages that typed languages have. The article describes briefly typed conceptual languages for the developed system “Bin a-ry Model of Knowledge” (BMK). The system is intended for specifying and interpreting ontologies and their fact bases. In particular, there are descriptions of: (1) language LSS for structural specification (to define concepts universes); (2) language LDT for definition of data types язык; (3) language LLS for logical specification (to define concept extensions); (4) language LP of productions (for fact bases transformations). The possibility to apply BMK to the problem of forecasting road traffic jams is shown

3. 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.

4. Методика моделирования процесса обнаружения воздушных объектов наземной обзорной РЛС в условиях воздействия пассивных помех [№1 за 2014 год]
Авторы: Бондарев С.К., Датнова Л.В., Куликов В.Н., Шароглазов В.Б.
Просмотров: 11194
Приведены основные положения методики моделирования процесса обнаружения воздушных объектов наземной обзорной РЛС в условиях воздействия дипольных пассивных помех, а также пассивных помех естественного происхождения – местных предметов и помех типа «ангел-эхо» – для реализации этого процесса в компьютерной тренаж-ной системе для подготовки личного состава боевых расчетов подразделений радиотехнических войск. Анализ со-стояния и перспектив развития средств воздушно-космического нападения и тактики их применения показывает, что одним из способов преодоления системы ПВО является интенсивное применение радиопомех. Средства радиоэлектронной борьбы позволяют обеспечить постановку пассивных помех с высокой интенсивностью. Кроме того, пас-сивные помехи в виде отражений от поверхности Земли (местные предметы) и от гидрометеоров на входе приемника РЛС присутствуют всегда. При моделировании процесса радиолокационного обнаружения воздушных объектов наземной обзорной РЛС необходимо учитывать возможность выполнения боевой задачи этой РЛС в сложной помеховой обстановке, а также особенности возникновения и воздействия помех на РЛС. Известны работы, в которых представлены подходы к построению моделей пассивных помех, однако их нельзя реализовать в модели наземной РЛС, работающей в реальном масштабе времени в быстроменяющейся сложной целевой и помеховой обстановке. Целью статьи является обоснование достаточно адекватного и в то же время легко реализуемого в реальном масштабе времени способа моделирования процесса воздействия на наземную РЛС пассивных помех для использования в тренажных системах для подготовки личного состава боевых расчетов радиотехнических подразделений. Представлены формульные соотношения для расчета факта обнаружения целей в условиях воздействия на РЛС искусственных и естественных пассивных помех.

5. Модель выбора мероприятий по обеспечению информационной безопасности на основе нечетких автоматов [№1 за 2014 год]
Авторы: Борисов В.В., Гончаров М.М.
Просмотров: 10627
Статья посвящена решению актуальной задачи выбора мероприятий по обеспечению безопасности для различных информационных систем. В ней рассматриваются обобщенные нечеткие автоматы и изменение их структуры для решения поставленной задачи. Предлагаются модель выбора мероприятий по обеспечению информационной безопасности на основе нечеткого автомата и методика ее построения. Модель представляет собой разновидность нечеткого автомата, который может находиться сразу в нескольких активных состояниях, что позволяет рассматривать одновременное влияние нескольких мероприятий, а также их взаимодействие между собой и воздействие на системные параметры с течением времени. Предложена поэтапная методика построения нечеткого автомата в соответствии с требованиями к модели. Представлен способ выбора мероприятий на основе предлагаемой модели. Приведен пример применения способа оценки мероприятий на основе описанной модели. Предлагаемая модель и способ выбора мероприятий по обеспечению информационной безопасности позволяют адекватно описывать взаимодействие мероприятий и системных концептов, влияющих на риски, для различных информационных систем в условиях неопределенности и анализировать одновременное воздействие мероприятий различных групп (влияющих на угрозы и уязвимости системы) на результирующий уровень рисков. Кроме того, с помощью дан-ной модели можно оценивать реализацию мероприятий по этапам, а также учитывать их влияние на информационные ре-сурсы с течением времени. Разработанные модель и способ можно использовать при проектировании средств поддержки принятия решений в области информационной безопасности.

6. 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: 6076
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.

7. Интеллектуальные процедуры проектирования технологических процессов в интегрированных САПР [№1 за 2014 год]
Авторы: Семенов Н.А., Бурдо Г.Б., Исаев А.А.
Просмотров: 11550
Известно, что эффективность процедур синтеза решений в САПР технологических процессов (ТП) механической обработки во многом определяется иерархической структурой системы, обоснованностью выбора входных и выходных информационных потоков каждого ее элемента (подсистемы), правил преобразования входных данных в выходные и возможностью оперативного реагирования на производственную ситуацию, сложившуюся в механообрабатывающих подразделениях. С этой целью авторами проведены исследования САПР ТП с элементами искусственного интеллекта для многономенклатурного машиностроительного производства, интегрированной с АСУ технологическими процессами, с позиций системного подхода. Для исследования применен теоретико-множественный подход, при этом САПР ТП задавалась множеством элементов, каждому из которых соответствуют своя функция и свои связи, часть из которых зависит от временного параметра. Показаны состав и иерархия подсистем САПР ТП. Особенностью рассматриваемой системы являются наличие подсистем, реализующих функции накопления и обобщения опыта проектирования технологических процессов механической обработки и применения критериев отбора решений на уровнях декомпозиции процесса синтеза решений, и наличие информационных и темпоральных связей с АСУ технологическими процессами. Приведены уровни декомпозиции проектирования технологических процессов, показаны функции САПР ТП, реализуемые на каждом из них. Рассмотренные подход и правила преобразования информации были реализованы при разработке программных средств для автоматизированного проектирования технологических процессов в условиях предприятий единичного и мелкосерийного производства и апробированы на одном из предприятий г. Твери.

8. 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.

9. Моделирование взаимодействия агентов в многоагентной системе с помощью цветных сетей Петри и нечеткой логики [№1 за 2014 год]
Автор: Владимиров А.В.
Просмотров: 11585
Выделены проблемы в сфере функционирования крупных адаптивных информационных систем, а также основные требования, что позволило сформировать структуру адаптивной информационной системы и определить ее основные сегменты. Приведены функции компонентов системы и описан механизм ее работы. Выделена структура агентной составляющей адаптивной информационной системы с рассмотрением функций агентов. С использованием аппарата цветных сетей Петри смоделирован процесс взаимодействия агентов в многоагентной адаптивной информационной системе. Приведены основные множества цветов, выделены основные составляющие модели, исследована работа модели на разных этапах и произведен анализ основных свойств системы. Описаны процесс обработки задач агентами системы, основные состояния агентов, используемые в процессе обработки задач, а также механизмы очередей при работе системы. Приведено описание агентов в виде кортежа. Рассмотрена модель оценки качества построения. На основе полученного общего набора продукционных правил, оптимизированного для повышения устойчивости и адекватности модели, а также определенных нечетких лингвистических переменных построен прототип системы нечеткого вывода. Рассмотрены терм-множества лингвистических переменных, и сделана оценка качества построения на основе входных данных. Проанализировано влияние изменения входных нечетких лингвистических переменных на выходную переменную. Получена и проанализирована трехмерная визуализация модели оценки качества.

10. 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.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►