Статьи журнала - Проблемы информатики
Все статьи: 531
Разработка подсистемы хранения метаданных семантической информационной системы
Статья научная
Описаны архитектуры и реализации подсистемы, применяющей базовые методы хранения и работы с онтологическими моделями. Предложены интерфейс и структура подсистемы. В качестве сервера для хранения онтологий выбрана система Virtuoso Universal Server. Разработка выполнена на платформе Microsoft.Net 3.5.
Бесплатно
Разработка программного приложения для оптимизации радиопокрытия сети LTE
Статья научная
Операторы мобильной свяли проектируют есть е помощью эмпирических моделей распространения радиосигнала, точность которых вызывает сомненья. Одна из таких моделей модель COST 231 Hata. Данная модель разработана для учета таких факторов как дифракция, отражение и рассеивание сигнала в условиях городской застройки. Она прогнозирует общие потери при распространении сигнала в сотовых сетях. В данной работе авторами был разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий вычислить корректирующий коэффициент к эмпирической модели COST 231 Hata в сети LTE на основании измерений, выполненных мобильными устройствами. В частности, было разработано приложение на базе Android и серверная часть на базе языка Python.
Бесплатно
Разработка систем криптографической защиты информации с заданными характеристиками
Статья научная
Предлагается модель системы криптографической защиты информации (СКЗИ) с заданными характеристиками, предназначенной для использования в системах и сетях передачи и хранения информации. В СКЗИ реализуются нетрадиционные алгоритмы систем шифрования и электронной цифровой подписи, разработанные на базе непозиционных полиномиальных систем счисления.
Бесплатно
Разработка системы извлечения информации из текстов на русском языке в области криминалистики
Статья научная
В данной статье описывается подход к разработке системы извлечения информации из текстов на русском языке в предметной области «Криминалистика». Для начала опишем подробнее поставленную задачу. Разрабатываемая система должна извлекать из текстов встречающиеся в них именованные сущности, такие как люди и организации, события. Также для извлеченных сущностей должны заполняться их атрибуты, такие как имя, фамилия, пол, дата рождения для людей, название и тип для организаций, время и место для событий. Между событиями и именованными сущностями должны выделяться семантические связи, с указанием семантической роли зависимых сущностей (например, субъект и объект). Разные семантические сущности описывающие один реальный объект (человека, организацию или событие) должны склеиваться посредством разрешения кореференции с объединением их аттрибутов. Для анализа текстов в системе используется библиотека RCO FX Ru, которая использует подход, основанный на правилах. Эта библиотека предоставляет следующую информацию: список всех семантических сущностей, выделенных из текста, их морфологические и синтаксические атрибуты, а также синтактико-семантический граф каждого предложения. Для решения задачи был построен и размечен корпус текстов, разработана онтология предметной области, на основе RCO FX реализована система правил и шаблонов, извлекающих необходимые сущности, события и связи между ними. После анализа текст преобразовывается в модель rdf и сохраняется в rdf-хранилище. Также в системе реализован модуль визуализации, позволяющий пользователю просматривать результаты анализа текстов, осуществлять поиск среди выделенной информации, и использовать различные фильтры, отсеивающие наиболее важную информацию. Используемый в системе подход позволяет извлекать информацию из предметных текстов с точностью 70-80% при полноте 30-35%.
Бесплатно
Разработка системы мониторинга с использованием имитационного моделирования
Статья научная
Рассмотрены возможности новой визуально-интерактивной системы имитационного моделирования, предназначенной для моделирования широкого класса производственных и транспортных систем. Рас- сматривается пример использования этой системы для моделирования технологической инфраструк- туры нефтегазодобывающего предприятия.
Бесплатно
Разработка средств сбора информации на основе NI Digital Electronics FPGA Board
Статья научная
Рассматриваются технические характеристики и функциональные возможности комплекса разработки средств измерений на основе отладочной платы NI Digital Electronics FPGA Board и программы LabVIEW.
Бесплатно
Ранжирование коллекции периодических изданий базы данных на основе метрик
Статья научная
Представлен обзор метрик Eigenfactor и Article Influence. Основным содержанием статьи являются описание процедур извлечения данных из БД RePEc, формирование матрицы цитирования и ее модификация; обоснование методики вычисления метрики Eigenfactor, определяющей степень влияния одного элемента коллекции на другие; ранжирование коллекции периодических изданий БД RePEc на основе метрики Article Influence.
Бесплатно
Ранжирование узлов взвешенной сети соавторства: анализ данных БД Repec
Статья научная
Изучаются взвешенные сети соавторства, построенные на основе извлеченной из библиографической БД информации. Узлами сетей являются авторы научных публикаций, а связи устанавливаются на основе бинарного отношения соавторства. Рассматриваются два метода установления весов ребер, отражающие вклад каждого соавтора, если эти сведения не указаны явно. Вычислены меры центральности но степени, близости, посредничеству и собственному вектору. Приведены результаты ранжирования авторов, исследована их зависимость от выбора метода назначения весов. Показано, что меры центральности имеют высокий уровень корреляции, наивысший для центральности но посредничеству.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена возможность использования параллельной реализации гибридного метода оптимизации, использующего муравьиный и генетический алгоритмы, для решения задачи коммивояжера. Известно, что алгоритм муравьиной колонии чувствителен к изменению параметров, поэтому поиск подходящих параметров муравьиного алгоритма рассматривается в качестве задачи оптимизации, решение которой предоставляется генетическому алгоритму. Целью распараллеливания вычислений является сокращение временных затрат, но не все алгоритмы имеют эффективную параллельную реализацию. Известно, что генетический алгоритм и алгоритм муравьиной колонии распараллеливаются. В работе изучается возможность построения параллельных вычислений и для представленного гибридного метода. Задача коммивояжера, на которой проводится исследование, является NP-полной задачей и часто применяется для тестирования алгоритмов комбинаторной оптимизации. Показано, что распараллеливание используемого метода приводит к увеличению скорости выполнения работы алгоритма.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется эффективность механизмов синхронизации в беспроводных персональных сетях с рас- пределенным управлением. Показано, что эти механизмы обеспечивают согласованное принятие ре- шений при начальной инициализации сети или смене сетью частотного канала в случае объединения двух ранее изолированных друг от друга сетей и в ряде других случаев и что такие перестроения при- водят к одновременному присоединению к сети нескольких устройств. Установлено, что при присое- динении устройства выбирают временные слоты для передачи своих синхрокадров (биконов) случай- ным образом, поэтому возможны коллизии, причем их вероятность растет при увеличении числа уст- ройств. Устройство успешно присоединяется к сети, когда ему удается послать свой бикон без колли- зии с биконами других устройств. Построены аналитические модели для оценки эффективности меха- низмов синхронизации, позволяющие найти распределение времени присоединения устройств к сети. На основе результатов моделирования разработаны рекомендации по совершенствованию механизмов синхронизации, в частности по сокращению перерывов в работе сети, обусловленных ее перестроени- ем, что имеет большое значение для приложений реального времени.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен распределенный алгоритм е локальными взаимодействиями Patch, использующийся для распределения данных и динамической балансировки нагрузки в системе фрагментированного программирования LuNA. Алгоритм разработан для случая распределения многомерной сетки данных на многомерной решетке вычислительных узлов, учитывает зависимости между данными и сохраняет локальность данных при динамической балансировке нагрузки. Произведено тестирование алгоритма, показывающее его преимущество над другими алгоритмами распределения данных в системе LuNA.
Бесплатно
Распределенный алгоритм управления данными в системе фрагментированного программирования LUNA
Статья научная
В статье представлен распределенный алгоритм стати ноского и динами ноского распределения данных в системе фрагментированного программирования LuNA. Система LuNA предназначена для автоматизации конструирования параллельных программ, реализующих крупномасштабные численные модели на мультикомпьютерах с большим числом процессоров. Алгоритм является масштабируемым но числу процессоров, учитывает структуру данных численной модели, обеспечивает статическую и динамическую балансировку нагрузки и может быть использован для различных топологий вычислительной сети.
Бесплатно
Распространение мифов в обществе: аналогии с математическим описанием распространения эпидемий
Статья научная
На основе существующих представлений о мифологизации массового сознания и роли Мифа в современном обществе предложена первичная математическая модель ассимиляции Мифов обществом. Показано, что основой для такой модели может служить аналогия с описанием распространения эпидемий. Осуществлена коррекция ранее предложенных математических моделей распространения эпидемий, учитывающих адаптивную перестройку связей в системе.
Бесплатно
Расчет надежности двухполюсной сети с ограничением на диаметр с использованием сечений
Статья научная
Рассмотрена сеть с ненадежными каналами связи и абсолютно надежными узлами. Надеж- ность с ограничением на диаметр для такой сети определяется как вероятность того, что меж- ду каждой парой узлов существует путь из исправных ребер, количество которых ограничено сверху заданным целым числом. Задача расчета данной характеристики является NP-трудной, так же как и задача расчета вероятности связности сети. Предложен метод, позволяющий для расчета надежности двухполюсной сети с ограничением на диаметр использовать точки со- членения, что делает расчет более быстрым.
Бесплатно
Расчет надежности протяженных трехсвязных сетей
Статья научная
Рассматривается задача расчета вероятности связности протяженных сетей с ненадежными каналами связи. Точный расчет данного показателя - NP-трудная задача, что делает его затруднительным для сетей реальной размерности. Предполагается, что сеть имеет протяженную структуру, что характерно для сетей, расположенных в шахтах, кораблях, других протяженных обьектов, а также линейных беспроводных сенсорных сетей, предназначенных для мониторинга различных протяженных объектов, таких как трубопроводы. В отличие от ранее исследованного нами случая двусвязной сети, здесь мы предполагаем, что сеть трехсвязная и имеет группу поперечных сечений, т. е. вершинных разрезов. Для ускорения расчета надежности подобных сетей предлагается использовать структурную декомпозиции сети на основе формулы разложения по трехвершинному сечению. Этот метод, с использованием рекурсивного обхода сечений, ускоряет расчет надежности протяженных сетей по сравнению с известными методами. Результаты численных экспериментов подтверждают эффективность предлагаемого подхода.
Бесплатно
Расчет ожидаемой площади покрытия беспроводной сенсорной сети с ненадежными узлами
Статья научная
Рассматривается беспроводная сенсорная сеть, в которой сенсоры подвержены случайным отказам. Сеть задается с помощью случайного графа с ненадежными вершинами, распределенными в двумерной области. Для каждого узла заданы его координаты и вероятность исправной работы, а также радиус окрестности, в пределах которой сенсор ведет мониторинг. В качестве показателей надежности рассматриваются математическое ожидание площади области покрытия и вероятность того, что площадь области мониторинга не меньше заданного наперед порогового значения. Предлагаются точные методы для расчета данных показателей. Для вычисления площади покрытия в частных реализациях сети предложено несколько подходов. Представлены результаты численных экспериментов
Бесплатно
Статья научная
Умножение разреженной матрицы на плотный вектор (SpMV) является основным и наиболее затратным элементом в итерационных методах решения разреженных линейных систем и задач на собственные значения. Эффективная реализация SpMV имеет решающее значение для многих научных и инженерных вычислений, причем важно обеспечить не только высокое быстродействие, но и достаточную точность SpMV, поскольку итерационные методы известны своей чувствительностью к ошибкам округления. В статье мы рассматриваем параллельные реализации SpMV для CUDA-совместимых графических процессоров видеокарт (GPU) с использованием арифметики многократной точности на основе системы остаточных классов (СОК). Основным преимуществом СОК перед позиционными системами счисления является отсутствие переносов между цифрами числа, что позволяет заменить многоразрядные операции группами покомпонентных операций с цифрами небольшой разрядности, которые выполняются без накладных расходов, связанных с обработкой информации о переносах между цифрами. Мы рассматриваем реализации SpMV, основанные на двух широко распространенных форматах хранения разреженной матрицы - CSR и ELLPACK. Экспериментальная оценка с матрицами из реальных приложений показывает, что во многих случаях представленные реализации выполняются быстрее, чем реализации на основе существующих библиотек многократной точности для GPU.
Бесплатно
Статья научная
Для решения систем линейных алгебраических уравнений с разреженными матрицами коэффициентов широко применяются итерационные методы подпространства Крылова. Однако сходимость этих методов может ухудшаться из-за ошибок округления, возникающих при выполнении вычислений в арифметике фиксированной разрядности. Снизить влияние ошибок округления позволяет использование арифметики многократной точности, обеспечивающей выполнение операций с числами повышенной разрядности. В статье представлены реализации итерационных решателей многократной точности на базе метода сопряженных градиентов без предобуславливания и с диагональным предобуславливанием для графических процессоров видеокарт. Для поддержки вычислений с числами повышенной разрядности используется система остаточных классов. Матрично-векторное произведение реализовано в виде гибридного ядра, в котором матрица двойной точности, представленная в формате CSR, умножается на вектор многократной точности. Параллельное скалярное произведение вычисляется с использованием двухэтапного алгоритма. Результаты экспериментов с разреженными матрицами различных размеров показывают, что повышенная точность арифметики позволяет ускорить сходимость итерационных методов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема интеллектуализации систем промышленной автоматизации. Предложены технологии сбора данных с реальных сложных объектов на оборудовании Sсhneider Electric и организации информационного обмена с интеллектуальной системой управления на основе подхода искусственных иммунных систем.
Бесплатно
Статья научная
Представлена библиотека PARMONC (Parallel Monte Carlo), предназначенная для эффективного распараллеливания различных приложений метода Монте-Карло, требующих больших вычислительных затрат. При распараллеливании используется “естественная” крупноблочная фрагментированность алгоритмов метода Монте-Карло. “Ядром” библиотеки является тщательно протестированный, быстрый и надежный длиннопериодный параллельный генератор псевдослучайных чисел. Библиотека представляет собой простой в использовании программный инструмент для организации распределенных вычислений, не требующий от пользователя знания языка MPI; распараллеливание сложных последовательных программ статистического моделирования не вызывает затруднений. Библиотека PARMONC позволяет масштабировать вычисления на практически неограниченное число ядер, которое зависит только от используемой вычислительной системы, причем вычислительная нагрузка равномерно распределяется по всем ядрам. Ключевые слова: статистическое моделирование, метод Монте-Карло, генераторы псевдослучайных чисел, распределенные вычисления, библиотеки программ.
Бесплатно
