Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2014 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

1. Подход к синтезу функциональных программ, основанному на прецедентах [№3 за 2014 год]
Author: N.N. Fastovets
Просмотров: 6845
В данной статье рассматривается проблема автоматического синтеза функциональных программ. Описывается способ применения рассуждений на основе прецедентов в синтезе программ. Для применения этого подхода к задаче необходимо рассмотреть несколько подзадач: определение отношения «похожести» в пространстве спецификаций программ, поиск наиболее подходящей к заданной спецификации известной программы и адаптация выбранной программы к новой спецификации. Авторы рассматривают только подзадачу адаптации, оставив остальные подзадачи для дальнейшей работы. Задачу адаптации можно рассматривать как коррекцию программы, то есть модификации выбранной в ходе поиска программы таким образом, чтобы она удовлетворяла заданной спецификации. Существует метод коррекции функционально логических программ, имеющих вид системы переписывания термов с условиями. Таким образом, идея авторов состоит в трансляции функциональной программы в систему переписывания термов и в применении к ней известного метода коррекции. В данной статье рассматриваются процедура такой трансляции и адаптация метода коррекции для поставленной задачи.

2. Идентификация динамических объектов с помощью модульных самоорганизующихся карт [№3 за 2014 год]
Authors: A.N. Averkin, I.S. Povidalo
Просмотров: 9733
Идентификация динамического объекта затруднена, если в исходных данных присутствуют шумы, некоторые параметры динамического объекта изменяются по неизвестным законам или точное число параметров объекта не известно. В таких случаях для решения задачи идентификации могут быть успешно применены нейронные сети. Существует множество различных типов нейронных сетей, применимых для идентификации динамического объекта. Среди всевозможных нейросетевых структур, применимых для решения задачи идентификации, выделяется класс нейронных сетей, основанных на самоорганизующихся картах (SOM). В данной статье описан ряд нейронных сетей, основанных на самоорганизующихся картах и успешно применимых для идентификации динамических объектов. Представлены уникальные модульные нейронные сети на основе SOM, полученные в результате исследований коры головного мозга млекопитающих, где в качестве модулей применены векторная квантовая память и рекуррентные самоорганизующиеся карты. Подробно описаны структура и алгоритмы обучения и работы таких сетей, также приведены некоторые результаты экспериментов и сравнения с другими нейросетевыми алгоритмами идентификации динамических объектов.

3. Логика движения в системе «Бинарная модель знаний» [№3 за 2014 год]
Авторы: Плесневич Г.С., Горкина А.А.
Просмотров: 9735
Субраманиан В.С. предложил, а Яман Ф. (с участием Нау Д.) разработала так называемую логику движения (ЛД), которая предоставляет формальный язык, включающий термины классической логики и ньютоновой механики. ЛД комбинирует пропозициональную логику, методы распространения ограничений и геометрические рассуждения, имеет декларативный синтаксис и семантику, основанную на моделях. Эта логика формализует рассуждения о планах движения объектов. В ЛД естественно описываются планы движения объектов и существует возможность предсказания их дальнейшего расположения. Объекты в ней рассматриваются как материальные точки в пространстве. Однако многие реальные приложения, связанные с моделированием движущихся объектов, требуют представления структуры и характеристик этих объектов. Необходимо описание сложных объектов в менее сложных тер-минах. Плесневичем Г.С. предложен проект системы «Бинарная модель знаний» (БМЗ), предназначенной для онтологического (концептуального) моделирования. БМЗ содержит формальные языки для структурной и логической спецификации объектов. В настоящей статье показано, как осуществляется интеграция ЛД в БМЗ, которые хорошо дополняют друг друга с точки зрения применимости и выразительной силы. Таким образом, получается система ЛД+БМЗ для онтологического моделирования приложений, связанных с поведением движущихся объектов. Рассматривается пример применения этой системы для задачи управления авиатрафиком.

4. Когнитивные технологии визуализации многомерных данных для интеллектуальной поддержки принятия решений [№3 за 2014 год]
Авторы: Цаплин В.В., Горохов В.Л., Витковский В.В.
Просмотров: 14223
В статье изложены принципы когнитивной машинной графики и приведены примеры ее практического применения для разработки систем поддержки принятия решений (СППР). Феномен когнитивной машинной графики со-стоит в генерации на экране дисплея изображений, создающих в сознании человека-оператора зрелищные образы. Эти образы имеют эстетическую привлекательность и стимулируют интуицию человека. Изображение на дисплее создает в его сознании движущийся трехмерный образ, который формируется всей совокупностью многомерных данных и визуально отображает свойства изучаемой предметной области. При восприятии этих образов человек-оператор способен выявлять отдельные геометрические свойства наблюдаемого образа и связывать их с предметным содержанием обрабатываемых многомерных данных. Весьма важной является возможность сочетать предлагаемую когнитивную технологию с современными возможностями интеллектуальных программных интерфейсов и программ многомерного статистического анализа данных. Предлагаются принципиально новые алгоритмические подходы к когнитивной визуализации, основанные на гиперболической геометрии и алгебраических многообразиях. В определенном смысле можно говорить о появлении нового вида СППР – когнитивных систем поддержки принятия решений.

5. Построение и исследование предметной онтологии электронного обучения [№3 за 2014 год]
Автор: Балашова И.Ю.
Просмотров: 13490
В статье рассмотрена проблема интеграции и анализа знаний в сфере электронного обучения, обусловленная неопределенностью терминологии, отсутствием однозначной интерпретации и обоснованной классификации знаний о предметной области. Предложено решение задачи построения единой модели знаний на основе предметной области. При изучении различных решений в области онтологического исследования электронного обучения показано, что рассмотренные онтологии характеризуются концептуальной локальностью и локальностью в использовании. Их фрагментарный характер не позволяет составить основу единой модели знаний. Тем самым показана необходимость разработки предметной онтологии, фиксирующей знания, общие для предметной области электронного обучения, что позволит ей обеспечивать логическую согласованность между отдельными онтологиями при объединении. В результате онтологического анализа выделены ключевые классы онтологии электронного обучения, составляющие общий словарь терминов для представления знаний о предметной области. Построена и обоснована таксономия классов онтологии, представляющая иерархию терминов по отношению к вложению. Состав классов исследован со ссылками на нормативные источники. Проведен анализ экземпляров классов. Выделены перспективные пути развития экземпляров ключевых классов онтологии. Установлено множество межклассовых отношений (объектных свойств), определяющих смысловую структуру рассматриваемой предметной области. Предложены пути практического применения построенной предметной онтологии. Сформулированы направления дальнейших исследований.

6. Восстановление эллипсиса как задача автоматической обработки текстов [№3 за 2014 год]
Авторы: Мальковский М.Г., Миняйлов В.С., Старостин А.С.
Просмотров: 9671
Любому естественному языку присуще явление омонимии, когда одни и те же языковые знаки, помещенные в различные контексты, могут интерпретироваться по-разному. Это явление является главной причиной, обусловливающей сложность решения задач автоматического синтаксического анализа, актуальность и практическая значимость которых на сегодняшний день несомненна. Помимо омонимии, в естественных языках можно наблюдать еще одно явление, в рамках которого потенциальная неоднозначность языка проявляется не менее ярко. Речь идет об эллипсисе. Эти два явления имеют общую природу, однако омонимия изучается компьютерной лингвистикой на протяжении десятилетий, а эллипсис лишь вскользь упоминается в отдельных работах. Даже простейшие случаи эллипсиса являются в настоящее время труднопреодолимым препятствием для алгоритмов синтаксического анализа. В настоящей работе предложен подход к решению задачи автоматического синтаксического анализа, характер-ной особенностью которого является то, что корректная обработка эллиптических конструкций оказывается естественным элементом общей схемы синтаксического анализа, включающей три параллельно функционирующих механизма: предсказаний, слияний и оценочного механизма.

7. Линейное решение задачи квадратичного программирования [№3 за 2014 год]
Автор: Татаренко С.И.
Просмотров: 13850
В работе описан метод поиска максимума квадрики на многогранном множестве ограничений, основанный на решениях систем линейных уравнений, размерность которых не выше числа переменных целевой функции. Вначале путем ортогональных преобразований и масштабирования матрица квадратичной формы приводится к нормальному виду. Затем с помощью замены переменных исходная задача сводится к задаче поиска минимального расстояния между точкой безусловного экстремума и многогранным множеством ограничений. Для определения расстояния строятся перпендикуляры к граням многогранника различной размерности. Для уменьшения числа исследуемых граней разработан специальный порядок перебора граней. Исследованию подлежат только грани, содержащие вершину, ближайшую к точке безусловного экстремума, и видимые из этой точки. В случае наличия нескольких ближайших равноудаленных вершин исследуется грань, содержащая все эти вершины, и грани меньшей размерности, имеющие с первой гранью не менее двух общих ближайших вершин.

8. Обнаружение особых типов паттернов во временных рядах на основе гибридной стохастической модели [№3 за 2014 год]
Authors: S.M. Kovalev, A.V. Sukhanov
Просмотров: 7863
В статье рассматривается новый подход к обнаружению аномалий в темпоральных данных. В предлагаемом методе использована марковская модель с целью нахождения темпорального профиля поведения процесса. В модель были включены корректирующие продукционные правила, уточняющие вероятности перехода между состояниями процесса с учетом его предыстории. Данная модель была обучена и протестирована на исследуемом процессе. В итоге найдены редко встречаемые паттерны, принятые за аномалии, получившие низкий уровень поддержки стохастической моделью. В вычислительных экспериментах исследован процесс на основе модели темпорального паттерна типа Coffee, применяемой для бенчмаркинга методов обнаружения аномалий. В результате экспериментов показано, что предлагаемый метод с высокой вероятностью позволяет отличить нормальные паттерны от аномалий. Метод применим в широком спектре приложений, связанных с мониторингом и диагностикой нештатных технологических ситуаций.

9. Особенности создания пользовательского классификатора для отображения обстановки на электронной карте [№3 за 2014 год]
Авторы: Войцеховский С.В., Девяткин А.М., Котенок А.А., Обухов А.В.
Просмотров: 15248
Решение задачи целераспределения в штабах военных округов в настоящее время осуществляется в ручном режиме, что не позволяет оперативно реагировать на резкие изменения обстановки и вносить коррективы в процесс целераспределения. В условиях стремительного повышения мобильности войск снижение временных затрат на планирование их действий становится не только актуальной, но и одной из самых важных задач военной науки. В рамках выполнения научно-исследовательской работы в академии был разработан макет автоматизированного комплекса целераспределения объектов поражения противника, который прошел апробацию в ходе совместного стратегического учения «Запад-2013». Разработка данного программного комплекса позволила поднять работу группы планирования огневого поражения на новый качественный уровень и повысить оперативность принятия решения командиром. Обязательным условием для формирования в геоинформационной системе пространственных данных субъектами, осуществляющими их создание, является наличие классификаторов, разработанных с учетом положений ГОСТ Р 52439-2005. Таким образом, разработка макета программного комплекса с системой визуализации на электронной карте, технологии применения и его апробация привели к необходимости принятия решения об использовании нескольких известных классификаторов или о создании нового цифрового классификатора. Применяя известные классификаторы, невозможно было решить все поставленные задачи, стоящие перед программным комплексом целераспределения объектов поражения противника. Кроме того, использование не одного, а нескольких классификаторов условных знаков существенно усложнило бы алгоритм работы системы визуализации. Поэтому с целью отображения обстановки и результатов решения расчетной задачи целераспределения в программе с помощью условных знаков был создан свой классификатор Rigel. В статье представлены результаты создания цифрового классификатора для отображения обстановки и результатов решения расчетной задачи на электронной карте.

10. Сравнительный анализ систем имитационного моделирования для исследования технологических процессов обработки информации в глобально распределенных автоматизированных информационных системах [№3 за 2014 год]
Автор: Бондаренко А.А.
Просмотров: 21236
В данной статье рассматривается проблема выбора системы имитационного моделирования для исследования глобально распределенных автоматизированных информационных систем. В последние годы сформировался особый класс этих систем, которые можно назвать глобально распределенными. Они отличаются наличием центральной БД и разветвленной структурой из сотен локальных СУБД, распределенных на значительной территории. Автор описывает ключевые особенности этих систем и приходит к выводу о необходимости исследования проистекающих в них технологических процессов обработки информации. В статье обоснован выбор имитационного моделирования в качестве средства анализа. Анализируются наиболее популярные и подходящие под рассматриваемую задачу программные пакеты имитационного моделирования: Simulink, GPSS World, Extend и Arena, при этом дается обобщен-ная характеристика каждого программного продукта. Выдвигается тезис о неочевидности выбора одного из программных продуктов и предлагается оценить свойства системы, существенные для решения поставленной задачи. При построении иерархической структуры признаков используется предложенная Дэвидом Кельтоном группировка возможностей программных продуктов, а в качестве механизма агрегирования – суммирование значений показателей по локальным или интегральным группам дерева. Сравниваются веса качеств систем, и на основе их анализа выбирается наиболее оптимальная (с большим весом качества) система. В результате проведенного исследования для анализа глобально распределенных автоматизированных информационных систем автор предлагает использовать систему имитационного моделирования Simulink.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►