Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 2 за 2020 год.

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

1. Анализ методов интеграции для разработки информационно-аналитических систем по свойствам неорганических соединений [№2 за 2020 год]
Авторы: Дударев В.А., Темкин И.О., Корнюшко В.Ф.
Просмотров: 5166
В статье рассматривается применение системного анализа для формализации информационных процессов, протекающих в интегрируемых информационных системах, и разработки системы рекомендаций для выбора одного из методов интеграции при решении практических задач консолидации информационных систем. Анализ начинается с выделения базовых информационных процессов, протекающих в локальных информационных системах, затем идет наблюдение за их трансформацией в интегрированных системах, построенных с использованием трех методов консолидации: интеграции корпоративных приложений (Enterprise Application Integration, EAI), интеграции корпоративной информации (Enterprise Information Integration, EII) и ПО для извлечения, преобразования и загрузки данных (Extract, Transform, Load – ETL), основанного на технологии хранилищ данных. Осуществлен синтез обобщенной схемы методов интеграции гетерогенных информационных систем, и на ее основе выполнено сравнение методов с использованием десяти критериев. По итогам сравнения предложены рекомендации по выбору предпочтительного метода интеграции гетерогенных информационных систем. Отмечается возможность совместного использования методов ETL и EII для достижения оптимальной скорости работы источника интегрированных данных. Поскольку ни один из методов не покрывает всех потребностей, возникающих при консолидации информационных систем, предлагается методология их совместного использования для наиболее тесной интеграции информационных систем. Кратко рассматриваются результаты практического применения разработанной методологии интеграции для консолидации информационных систем в области неорганического материаловедения, как отечественных, так и зарубежных: описывается набор созданных web-сервисов, являющихся основным техническим средством, обеспечивающим взаимодействие распределенных кроссплатформенных информационных систем по свойствам неорганических веществ для консолидации данных, и пользовательский интерфейс единой точки входа www.imet-db.ru, позволяющий любому пользователю осуществлять поиск и просмотр информации по свойствам содержащихся в интегрируемых информационных системах веществ.

2. О программном обеспечении для планирования мероприятий по снижению потерь мощности от несимметрии токов в сетях 0,4 кВ [№2 за 2020 год]
Авторы: Баламетов А.Б., Салимова А.К., Гаджиев Н.И., Баламетов Э.А.
Просмотров: 3980
Рост мощности электроприемников с нелинейным и несимметричным характером нагрузки ухудшает показатели качества электрической энергии в системах электроснабжения. В результате электрооборудование, рассчитанное на работу в электрической системе при определенном уровне характеристик электрической энергии, эксплуатируется в неэффективных режимах. Это приводит к снижению эффективности работы как самих систем электроснабжения, так и потребителей, подключенных к ним. В результате растет интерес к расчетам потерь мощности от несимметрии токов и напряжений в электрических сетях 0,4 кВ и к соответствующему ПО для оценки потерь мощности от несимметрии токов и напряжений в электрических сетях. Для определения показателей качества электроэнергии в электрических сетях 0,4 кВ проводились измерения с помощью прибора SIMEAS Q. Напряжение в фазах несимметрично и меняется в пределах 211–228 В, в то же время в конце фидера напряжение меняется в пределах от 145 до 228 В. Изменение активной мощности на головном участке фидера за сутки составляет 2–7 кВт, в фазах нагрузки варьируется в пределах 15–50 % от полной нагрузки, изменение реактивной мощности по фазам находится в пределах 0,8–1,6 кВАр. У потребителей с нелинейным и несимметричным характерами нагрузки, отдаленных от центра питания, уровни напряжения в течение 30 % времени дня меньше нормы. Авторы разработали программу для расчета несимметричных режимов и потерь мощности для четырехпроводных электрических сетей 0,38 кВ режимов с нулевым проводом. Проведен расчет потерь мощности для несимметричных режимов четырехпроводной электрической сети с нулевым проводом.

3. Применение машинного обучения для прогнозирования времени выполнения суперкомпьютерных заданий [№2 за 2020 год]
Авторы: Баранов А.В., Николаев Д.С.
Просмотров: 5412
Статья посвящена методам и алгоритмам машинного обучения для прогнозирования времени выполнения суперкомпьютерных заданий. Статистика работы суперкомпьютерных систем коллективного пользования показывает, что фактическое время выполнения большинства заданий существенно расходится со временем, запрошенным пользователем. Это снижает эффективность планирования заданий, поскольку неточная оценка времени выполнения приводит к неоптимальному расписанию запусков заданий. В статье рассмотрена классификация заданий, в основу которой положено отношение фактического времени выполнения задания к запрошенному. Всего было определено шесть классов заданий, причем отношение фактического времени выполнения к запрошенному для каждого класса на порядок отличается от предыдущего класса. Прогнозирование времени выполнения задания осуществляется на основе данных статистики суперкомпьютерной системы коллективного пользования путем отнесения поступающего в систему задания к одному из классов. В качестве исходных данных была использована представленная в формате SWF статистика суперкомпьютера RIKEN Integrated Cluster of Clusters (RICC). Результаты анализа этих статистических данных позволили выявить значимые для машинного обучения признаки потока заданий, было проведено ранжирование признаков по важности и обнаружены скрытые закономерности, влияющие на точность прогнозирования, в частности, определена взаимная корреляция отобранных признаков. Для распространенных алгоритмов машинного обучения, таких как логистическая регрессия, дерево решений, k ближайших соседей, линейный дискриминантный анализ, метод опорных век-торов, случайный лес, градиентный бустинг, нейронная сеть прямого распространения, были получены оценки вероятности верного прогноза. Наилучшие значения показали алгоритмы дерева решений, случайного леса и нейронные сети прямого распространения.

4. Программный комплекс управления подготовкой IT-специалистов SkillsForYou [№2 за 2020 год]
Авторы: Борисов В.В., Янукович С.П., Мрочек Т.В., Ореховский Д.С.
Просмотров: 3908
В настоящее время предлагаемые на рынке образовательных услуг варианты подготовки IT-специалистов в подавляющем большинстве не учитывают личностные особенности обучающихся, а также потребности рынка в кадрах. Для решения этих задач авторами разработан на Python программный комплекс SkillsForYou, имеющий модульную структуру, что позволяет реализовать поддержку подготовки IT-специалистов на основе цикла автоматизированного управления подготовкой. Цикл построен на основе теории управления организационными системами и состоит из этапов планирования, организации, стимулирования, контроля. Комплекс SkillsForYou содержит большое количество учебных курсов разной сложности по различным языкам и технологиям про-граммирования (Java, C#, Python, JavaScript, HTML, CSS, PHP). В SkillsForYou входит модуль анализа личностных и психологических качеств обучающихся, содержащий множество различных психологических тестов для оценки уровня сформированности качеств, необходимых IT-специалистам, и формирования команд специалистов для совместной работы в проектах. В математическом модуле по итогам психологического тестирования и результатам вычислений с применением алгоритмов роевого интеллекта определяются рекомендации по организации процесса обучения для каждого обучающегося. В работе алгоритмов роевого интеллекта используется статистика по сложности выбираемых для решения задач. Для учебных курсов задачи подбираются в соответствии с таксономией целей обучения Блума, а для оценки сложности решаемых задач преподаватель курса назначает задачам стоимость. С целью упрощения поиска претендентов HR-специалистами и работодателями в программном комплексе ведутся история прохождения учебных курсов и рейтинг обучающихся.

5. Подходы к созданию онтологий для автоматизированных систем в машиностроительных производствах [№2 за 2020 год]
Авторы: Бурдо Г.Б., Семенов Н.А., Воронцов Н.В.
Просмотров: 3756
Большинство отечественных машиностроительных предприятий, выпускающих наукоемкую продукцию, характеризуются многономенклатурностью изделий и частой сменой видов изделий, что обусловливает необходимость сокращения времени, предусмотренного на выполнение этапов жизненного цикла изделия. Это возможно путем использования автоматизированных систем проектирования и изготовления. Известно, что достаточно перспективным является онтологический подход к созданию автоматизированных систем, однако его использование может затрудняться применением не совсем рациональных методов. В статье рассмотрены системные принципы и дано математическое описание предметной си-стемы онтологий. Показано, что функция онтологий – это определяющий систему онтологий признак, вытекающий из целей разработки онтологий. Предлагается, помимо функции, определять систему онтологий набором элементов, связями между элементами данной системы онтологий с другими системами онтологий, параметрами каждого элемента в онтологии, параметром времени, онтологиями области решений, области исходных данных, области задач. На основе методологии жизненного цикла изделия показано, что выявленные двенадцать стадий жизненного цикла характеризуются тем, что в рамках каждой из них решается одна задача, свойственная машиностроительному производству. Это значит, что для осуществления процесса проектирования в автоматизированной системе для данной стадии строится и реализуется одна система онтологий, а в рамках одного этапа реализуются несколько систем онтологий, связанных между собой, как имеющие значительные области пересечения. В каждом конкретном случае состав этапов жизненного цикла изделия нуждается в уточнении. Предлагается уточнение этапов, как и выявление задач, решаемых на этапах жизненного цикла изделия, выполнять на основе изучения процессов деятельности организации.

6. Контекстное ранжирование ответов по относительным метрикам в диалоговых системах помощи пользователям [№2 за 2020 год]
Автор: Гафуров Н.Р.
Просмотров: 3522
Предметом исследования являются диалоговые системы помощи пользователям веб-приложений или онбординг-системы. Рассматриваются диалоговые системы в целом, вероятные причины их текущей актуализации, условия целесообразности применения, их виды и обосновывается выбор вида для описываемой системы. Исследованы системы помощи, порождающие необходимость отвечать на вопросы пользователей исходя из обозреваемого в данный момент раздела или страницы веб-приложения, помимо учета семантической релевантности ответа запросу. При этом остается потребность в составлении универсальных ответов без учета дополнительных условий, относящихся ко всем страницам веб-приложения, для сокращения используемых объемов хранилищ данных и ускорения обработки поступающих запросов. В статье описываются статус-кво в области алгоритмов ранжирования, условия систем помощи для применения алгоритмов ранжирования и разработанный алгоритм контекстного ранжирования ответов по относительным метрикам в диалоговых системах помощи пользователям, приводится пример применения алгоритма. Целью статьи является описание алгоритма ранжирования ответов на запросы пользователей в соответствии с контекстом запроса в диалоговых системах, основанных на списках ответов. Данный алгоритм рекомендуется применять в диалоговых системах, основанных на списках, в которых релевантность запроса пользователя и ответов из списка основана не только на семантической близости запроса и ответа, но и на релевантности условий применения ответа из списка и условий, в которых пользователь находится в момент запроса. К таким системам, помимо систем помощи пользователям, относятся системы, работающие по принципу «обмен сообщениями как интерфейс» (messaging-as-an-interface). В заключении статьи обозначены перспективные направления дальнейших исследований.

7. Разработка программного продукта для построения карты создания ценности [№2 за 2020 год]
Авторы: Гуньков С.А., Акимов С.С.
Просмотров: 3672
В представленной работе рассматриваются проблемы построения карты потока создания ценности. Определено, что данная карта является элементом бережливого производства и позволяет визуализировать материальные потоки, выделяя те из них, которые добавляют ценность создаваемому продукту. При этом отмечено, что построение подобных карт вручную является сложной и рутинной работой, а относительная простота отображения процессов дает возможность для их алгоритмизации, что составляет предпосылки для разработки программного продукта, реализующего карты потока создания ценности. В статье сделан обзор существующих программных продуктов, имеющих в своем функционале возможность построения карт потоков создания ценности. Перечислены основные характеристики и функциональные особенности, а также приведена система оценки данных программных продуктов. Определено, что, несмотря на многообразие существующих программных решений, в настоящее время нет программного продукта, реализующего карту потока, с интерфейсом на русском языке. Кроме того, каждый программный продукт достаточно дорогой, что ограничивает его применение. Поэтому было принято решение о разработке собственного программного продукта на базе Аэрокосмического института Оренбургского государственного университета. В результате реализовано новое ПО на русском языке, которое является узкоспециализированным и выполняет все необходимые функции для построения карт потоков.

8. Trapper: программный пакет для создания загрузочных образов, предназначенных для использования в IBM PC-совместимых компьютерных системах [№2 за 2020 год]
Author: Y.I. Klimiankou
Просмотров: 3436
В статье представлен обзор процесса начальной загрузки IBM PC-совместимых компьютерных систем и предложена архитектура программного пакета предназначенного для создания загрузочных образов, которые необходимы для подготовки и запуска операционной системы, и ориентированного на поддержку загрузки операционных систем с альтернативными архитектурами, такими как микроядроядерные, экзоядреные и многоядерные ОС. Данная система представляется в виде трех отдельных наборов независимых загрузочных модулей, дополненных приложением Boot Image Builder, предназначенным для создания загрузочных образов операционной системы путем интеграции загрузочных модулей в единый бинарный образ и связывания их друг с другом для организации целостной цепочки загрузчиков, необходимой для приведения операционной системы в работоспособное состояние. Архитектура предлагаемой программной системы отражает принципиальные этапы процесса загрузки компьютерной системы. Каждый набор загрузочных модулей связан с определенным этапом загрузки и образует слой, решающий свой собственный четко определенный набор задач и опирающийся на четко определенные межслойные интерфейсы для строгой изоляции зависимостей от загрузочного устройства, нижележащего встроенного программного обеспечения и специфики загружаемой операционной системы. В статье представлена реализация предлагаемой архитектуры для генерации загрузочных образов, созданная для исследовательской многоядерной операционной системы, а также объясняется процесс загрузки последней. Кроме того, предложена идея полного отделения кода инициализации от кода ядра операционной системы и его перемещения в независимый модуль загрузчика ОС. Следование этой идее при-водит к исключению мертвогокода, связанного с инициализацией, из ядра ОС. В традиционных операционных системах такой код выполняется единожды при загрузке системы, однако, будучи частью исполняемого двоичного образа ядра, продолжает занимать память на всем протяжении работы компьютерной системы, вплоть до завершения ее работы.

9. Требования к программной среде автоматизированной обработки полетных данных [№2 за 2020 год]
Авторы: Еремин Е.М., Нагорнов А.В.
Просмотров: 2057
С середины прошлого века в испытаниях летательных аппаратов, а также в летных исследованиях и полунатурных экспериментах по авиационной тематике существует задача автоматизированной обработки табличных временных рядов экспериментальных данных. Современные программные средства обработки данных обеспечивают успешное решение задач анализа полетной информации, но универсальной программной среды для этих целей не существует: авиационные специалисты сталкиваются с необходимостью использования нескольких разных приложений, что замедляет работу. Этим обусловлена актуальность задачи создания специализированной программной среды, ориентированной на потребности авиационной тематики. Для формирования требований к новой программной среде рассмотрены типовые элементы работы с полетной информацией: фильтрация данных по заданным критериям, визуализация динамики процесса на графике зависимости параметра от времени, добавление производных временных рядов, визуализация данных на графике зависимости параметра от другого параметра, определение значения обобщающего расчетного показателя на основе всей записи или ее фрагмента, определение взаимосвязей между параметрами, построение моделей множественной линейной и нелинейной регрессии. Для каждого из типовых элементов приведен пример из практической работы с результатами выполнения экспериментов. Также приведены примеры существующих приложений, решающих конкретные задачи с приемлемым или максимально возможным качеством. Рассмотрена общая архитектура системы. Предложены использование схемы «модель–вид–контроллер», разработка на языке программирования C++ с использованием паттернов объектно-ориентированного программирования «наблюдатель», «компоновщик» и «стратегия», а также код основы класса Row, каждый объект которого содержит один столбец таблицы данных. Количественные данные столбца таблицы в объекте класса Row размещаются в стандартном контейнере C++ vector, содержащем элементы типа double.

10. Программный модуль автоматизированного расчета параметров экранов защиты бортовой электронной аппаратуры от радиационного воздействия [№2 за 2020 год]
Авторы: Зинченко Л.А., Казаков В.В., Миронов А.А., Дорофеев А.В., Кобылкин С.С.
Просмотров: 5149
При проектировании экранов защиты бортовой электронной аппаратуры от радиационного воздействия требуется проводить большое количество расчетов. Существующая методическая база для расчета таких экранов не позволяет выполнять автоматизированные анализ и обработку данных, полученных в результате расчетов, и проектировщику приходится делать это вручную. Статья посвящена особенностям разработанного программного модуля, позволяющего автоматизировать процессы расчета параметров экранов защиты электронной аппаратуры от радиационного воздействия и влияния воздействия тяжелых заряженных частиц на экран радиационной защиты, а также осуществлять оценку стойкости различных проектных решений к воздействию тяжелых заряженных частиц. Предложена клиент-серверная архитектура, с помощью которой можно организовать много-поточный расчет защитных экранов на множестве подключенных клиентов. Разработана база хранения уже рассчитанных параметров экранов с доступом онлайн. Детально рассмотрен принцип работы всей системы, а также представлены варианты сценариев ее использования. Разработан веб-интерфейс, позволяющий вносить данные для расчетов с любых устройств, имеющих доступ в Интернет, а также просматривать результаты уже проведенных расчетов. Тестирование проводилось на серверах, где разработанный программный модуль показал стабильную работоспособность.

| 1 | 2 | 3 | Следующая → ►