Статьи журнала - Проблемы информатики
Все статьи: 552
Автоматизация отладки и балансировки нагрузки во фрагментированных программах
Статья научная
Описываются основные принципы, на которых базируется система фрагментированного программирования LuNA и одноименный язык. Даются значения основных терминов, принятых в системе. Приводятся наиболее типичные для фрагментированных программ логические ошибки. Обосновывается важность решения проблемы динамической балансировки нагрузки между процессами, разделяющими работу по исполнению фрагментов вычислений, совокупность которых и составляет фрагментированную программу на этапе исполнения. Поскольку LuNA относится к высокоуровневым средствам создания параллельных программ, то решение проблем отладки и динамической балансировки нагрузки очень затруднительно для пользователя. В связи с этим для системы разрабатываются модуль автоматизированной отладки на основе метода анализа по трассе и модуль автоматической централизованной динамической балансировки нагрузки. Модуль автоматизированной отладки по ходу исполнения фрагментированной программы на каждом процессе собирает файлы трассы в JSON-форматс, куда вносится информация об обрабатываемых фрагментах вычислений, а также об их входных и выходных фрагментах данных. После нормального или аварийного завершения работы программы пользователь может вызвать специальное программное средство, анализирующее собранные трассы и выводящее подробную информацию об обнаруженных ошибках. При подключении модуля централизованной динамической балансировки нагрузки порождается служебный процесс, который собирает с рабочих процессов информацию о готовых к исполнению и выполнившихся фрагментах вычислений с целью их перераспределения и минимизации дисбаланса. Изложены результаты тестирования модулей на вычислительном кластере НГУ на задаче блочного умножения матриц, продемонстрировавшие эффективность модуля централизованной балансировки нагрузки и приемлемые накладные расходы модуля автоматизированной отладки.
Бесплатно
Автоматизация разработки и применения распределенных пакетов прикладных программ
Статья научная
Рассматриваются проблемы построения предметно-ориентированных систем модульного программирования (пакетов прикладных программ) для решения крупномасштабных задач в гетерогенной распределенной вычислительной среде. Развитие технологий распределенных вычислений актуализирует разработку новых методов и средств, обеспечивающих повышение степени эффективности управления вычислительными процессами в таких пакетах. В этой связи в статье представлены два инструментальных комплекса для автоматизации создания и применения распределенных пакетов прикладных программ с мультиагентным управлением их заданиями, базирующимся на комплексном использовании знаний о предметных областях задач и среде, в которой они решаются. Сформулирована постановка задачи и предложен алгоритм мультиагентного управления заданиями. Эффективность управления достигается путем распределения ресурсов среды на основе тендера вычислительных работ. Примеры решения практических задач иллюстрируют результаты исследований.
Бесплатно
Автоматизированная информационная система оценки адаптации развивающихся систем
Статья научная
Рассмотрены материалы и методы экспериментального исследования адаптационных возможностей организма человека. Приведено описание программного продукта, который является интеллектуальной системой, позволяющей получить качественно новые научные и практичес\-кие результаты, существенно ускоряющие и облегчающие работу медицинского персонала при оценке адаптационных возможностей развивающихся систем.
Бесплатно
Статья научная
Предложен подход к построению автоматизированных систем безопасности на автодорогах, обеспечивающих существенное повышение вероятности обнаружения нарушителей правил дорожного движения (ПДД). Повышение вероятности обнаружения нарушений ПДД достигается за счет использования RFID-технологий и новейших беспроводных средств. Описывается архитектуранового модуля фиксации нарушений ПДД, включающего RFID-считыватель, радар и видеокамеру, а также технические и правовые аспекты возможности расположения RFID-метки на номерном знаке автомобиля. Предлагается методология построения высокоскоростной широкополосной беспроводной сети передачи мультимедийной информации, обеспечивающей связь в реальном масштабе времени стационарных и мобильных устройств фиксации нарушений ПДД с центром управления. Для оценки эффективности работы сети передачи данных автоматизированной системы безопасности предложена модель многофазной стохастической системы обслуживания. Рассмотрены практические аспекты разработки и внедрения новой автоматизированной системы контроля нарушений ПДД с использованием RFID-технологиии новейших беспроводных средств.
Бесплатно
Статья научная
С целью получения модифицирующих растворов наночастиц серебра и меди, которые в дальнейшем будут использоваться для обработки натуральных волокнистых материалов и изделий из них, предложена система управления технологическим модулем их получения путем химического восстановления и стабилизации в растворе ионов металлов. Описаны технологический процесс, структура системы и программное обеспечение.
Бесплатно
Автоматизированная система управления технологическими процессами турбокомпрессорной станции
Статья научная
Рассматривается автоматизированная система управления технологическими процессами турбокомпрес- сорной станции Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН. В сис- теме выделены три уровня: верхний уровень - уровень представления информации на экранах автоматизи- рованных рабочих мест, архивация данных и технологических сообщений; средний уровень - уровень вво- да сигналов от датчиков, их измерение, обработка и передача на АРМ; нижний уровень - уровень формиро- вания сигналов, соответствующих значениям измеряемых физических параметров. Исследуется структура комплекса программно-технических средств АСУ ТП, приводятся решаемые системой задачи.
Бесплатно
Автоматизированные системы контроля загазованности технических помещений
Статья научная
Показана возможность применения IEC - методологии проектирования аварийной защиты при разработке автоматизированных систем контроля уровня загазованности. Приведена последовательность проектирования программно-аппаратной части контуров измерения аварийной защиты с использованием международных стандартов.
Бесплатно
Автоматическая генерация тестов для GFX-offload компилятора Intel
Статья научная
Компилятор инструмент, требования к надежности которого чрезвычайно высоки. Так как дефекты программного обеспечения, вызванные ошибками в компиляторе, сложно выявить, а тем более исправить без вмешательства в сам компилятор, поэтому важнейшим этаном разработки компилятора является его верификация. Из-за сложности входных данных и производимых над ними преобразований задача верификации компиляторов является весьма трудоемкой и непростой. А в случае использования оптимизирующих) компилятора еще и алгоритмически неразрешимой, поэтому можем рассмотреть поведение компилятора только на некотором ограниченном классе программ. В статье представлен подход к автоматизации создания тестов для верификации GFX-offload компилятора, основанный на генераторе, использующем грамматики для порождения синтаксически корректных исполняемых тестов. Также приведены результаты использования полученной грамматики в процессе тестирования компилятора в компании Intel.
Бесплатно
Статья научная
В статье описываются разработанные специализированные системные алгоритмы автоматического конструирования параллельной программы по описанию численного алгоритма для задач разреженной линейной алгебры. Разработанные специализированные системные алгоритмы позволяют применять при автоматическом конструировании параллельных программ техники параллельного программирования, которые широко применяются при ручной разработке параллельных программ в данной предметной области. Разработанные системные алгоритмы автоматического конструирования параллельной программы были реализованы в виде модулей, которые были интегрированы в систему параллельного программирования общего назначения LuNA, разрабатываемую в ИВМиМГ СО РАН. Производительность тестовых параллельных программ, автоматически сконструированных системой LuNA, оказалась сравнима с производительностью популярных широко используемых библиотечных реализаций этих алгоритмов разреженной линейной алгебры.
Бесплатно
Адаптивная система автоматического регулирования с подстройкой корректирующего устройства
Статья научная
Показана возможность создания цифровой адаптивной системы регулирования на базе цифрового оптимального регулятора и последовательного цифрового адаптивного корректора динамических характеристик с амплитудным ослаблением. Установлено, что применение таких систем позволяет существенно улучшить качество переходных процессов в системах автоматического регулирования нестационарными объектами. Сделан вывод о том, что такие системы целесообразно применять как при регулировании технологических параметров нестационарных объектов, так и при регулировании технологических параметров стационарных объектов, на которые поступают возмущения, приводящие к возникновению колебаний регулируемой величины с амплитудой, превышающей допустимую.
Бесплатно
Адаптивная система регулирования температуры
Статья научная
Предложена адаптивная система регулирования температуры углеводородного конденсата на выходе из теплообменника, включающая ПИ-регулятор и последовательное псевдолинейное корректирующее устройство динамических свойств систем автоматического регулирования. Проведено исследование свойств адаптивной системы регулирования температуры, показана ее эффективность при изменении со временем параметров объекта управления.
Бесплатно
Адаптивное корректирующее устройство для систем автоматического регулирования
Статья научная
Предложено адаптивное псевдолинейное двухканальное корректирующее устройство динамических свойств систем автоматического регулирования. Проведено исследование свойств систем автоматического регулирования с адаптивным псевдолинейным двухканальным корректирующим устройством. Показана эффективность использования предложенного корректора в системах автоматического регулирования с нестационарными параметрами объекта управления.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны принципы образования обучающих подмножеств нейросетевой системы адаптивной обработ- ки информации нестационарной природы. Предложены правила и модели оценки погрешностей выходных величин нейронных сетей, разработаны адаптивные алгоритмы контроля данных: по оптимальным грани- цам и приращениям при стационарном процессе; путем линейной фильтрации при квазистационарном про- цессе; аппроксимацией кубическими базисными сплайн-функциями при нестационарном процессе. Опре- делены оптимальные параметры сглаживания данных обучающего подмножества.
Бесплатно
Аксиоматика центральности в комплексных сетях
Статья научная
Рассмотрены системы аксиом, определяющих базовые свойства меры центральности. Результаты анализа классических мер на соответствие аксиомам позволяют судить о способе выявления важных узлов сети.
Бесплатно
Алгоритм глобальной оптимизации для настройки гиперпараметров методов машинного обучения
Статья научная
В статье рассматриваются задачи поиска наилучшего сочетания гиперпараметров методов машинного обучения и искусственного интеллекта. В таких задачах актуальной является проблема некорректной работы исследуемых методов ИИ и МО в некоторых (заранее неизвестных) подобластях области изменения гиперпараметров. С математической точки зрения такая задача может быть представлена как задача поиска глобального минимума функции, заданной в виде «черного ящика» и не всюду определенной в области поиска. Существование подобластей, где целевая функция является неопределенной, можно интерпретировать как наличие некоторых скрытых, заранее неизвестных ограничений. Предложен подход к решению такого рода задач, который является расширением информационно-статистического алгоритма глобального поиска и учитывает наличие неопределенных значения целевой функции в некоторых точках. В рамках предложенного алгоритма проводится разбиение области поиска точками испытаний и оцениваются характеристики подобластей на основе значений целевой функции, вычисленных на их границах. В случае отсутствия информации о значениях функции в алгоритме используется оценка, учитывающая размер исследуемой подобласти. Для сокращения количества испытаний в подобластях, в которых функция не определена, введен специальный параметр метода, позволяющий регулировать число точек испытаний в области невычислимости. Изложено подробное описание и приведена схема работы модифицированного алгоритма глобального поиска. Продемонстрированы результаты его сравнения с другими известными алгоритмами глобальной оптимизации, полученные при проведении численных экспериментов как с тестовыми функциями, так и с модельными задачами настройки гиперпараметров, в которых возникают неопределенные значения оптимизируемой метрики качества.
Бесплатно
Алгоритм автоматического регулирования уровня воды в деаэраторе
Статья научная
Предложен алгоритм автоматического регулирования уровня воды в вакуумном деаэраторе. Особенностью объекта управления является наличие существенного транспортного запаздывания, что делает неэффективным использование классических регуляторов. Алгоритм регулирования модифицирован путем добавления ряда логических правил, что позволило решить поставленную задачу.
Бесплатно
Алгоритм анализа голосового трафика
Статья научная
Приведено описание бизнес-процесса предоставления голосовой услуги, рассмотрены взаимодействие операторов связи, тарификация межоператорского трафика, а также схемы нелегального пропуска трафика. Предложен алгоритм анализа количества соединений по направлениям звонков для обнаружения некорректной терминации трафика и предотвращения подобных случаев.
Бесплатно
Алгоритм вычисления среднего времени восстановления связи
Статья научная
Представлена методология, которая позволяет улучшить менеджмент сбоев, основываясь на снижении МТТR (mean time to repair) среднего времени восстановления.
Бесплатно
Алгоритм глобальной оптимизации, использующий деревья решений для выявления локальных экстремумов
Статья научная
В работе рассматривается решение задач многомерной глобальной оптимизации с применением деревьев решений для выявления областей притяжения локальных минимумов. Предполагается, что целевая функция задачи задана как «черный ящик» и удовлетворяет условию Липшица с априори неизвестной константой. Мы предлагаем способ выделения окрестностей локальных экстремумов целевой функции на основе анализа накопленной поисковой информации средствами машинного обучения. Это позволяет принять решение о запуске локального метода для уточнения значения функции в локальном минимуме, что может ускорить сходимость алгоритма. Выдвинутое предположение подтверждается результатами вычислительных экспериментов, демонстрирующих ускорение при решении серии тестовых задач.
Бесплатно
Статья научная
Возрастные биомаркеры - это качественные и количественные показатели процессов старения в организме человека. Биологический возраст организма имеет болвшое значение для определения его физиологического состояния. Появление машинного обучения привело к созданию широкого спектра предикторов возраста, которые различаются по значимости, простоте использования, стоимости, применению и интерпретируемости. В настоящем исследовании представлен и изучен неинвазивный класс визуальных фотографических индикаторов старения. В настоящей работе представлен простой и надежный индикатор возраста на основе глубоких нейронных сетей, использующих только анонимизированные фотографии уголков глаз человека. Обученная нейросеть показывает среднюю абсолютную ошибку менее трех лет в широком возрастном диапазоне конкретной человеческой популяции.
Бесплатно
