Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 457
Моделирование прямоточного сумматора
Ред. заметка
В избыточной системе счисления сложение часто может выполнятся конечным автоматом. В данной статье рассматривается моделирование случая, когда в избыточной системе счисления сложение выполняется прямоточным образом. Показано, что одна и та же схема работает для разных типов данных. Рассмотрено сложение в двоичной, троичной, восьмеричной системах счислений. Показано, что схема работает для сложения двоичных матриц и действительных чисел
Бесплатно
Модель антропогенной нагрузки на реку и формирования качества воды в реке
Статья научная
Содержит описание теоретического принципа построения модели. Модель основана на теории объединения потоков вещества при объединении струй в водотоке. В качестве примера представлена реальная модель антропогенного воздействия на реку Кача, левый приток р. Енисея. Показано использование модели для оценки величины нагрузки на реку потоками веществ, сброшенных со сточными водами, и дано сравнение показателей с результатами натурных измерений. Оценена чувствительность модели к изменению нагрузки.
Бесплатно
Модель и аксиомы метрик сходства
Ред. заметка
В современных приложения метрики сходства обычно комбинируются с учётом сложности алгоритмов, особенностей восприятия человека, ресурсов и выборок данных. Для оптимизации требуется унифицированное формальное описание основных показателей подобия. Для оптимизации требуется выделить формально и строго описанное абстрактное понимание сходства между объектами.Расширена система аксиом метрики сходства и для неё построена универсальная модель, обощающая известные модели сходства, не сводящиеся к евклидовой метрике. Модель базируется на взвешенном частично упорядоченном множестве.
Бесплатно
Мониторинг приложений на кластере ZHORES в Сколтехе
Статья научная
Стандартные инструменты мониторинга для кластерных вычислительных систем позволяют оценить работу системы в целом, но не позволяют анализировать работу приложений по отдельности. Система мониторинга для измерения ресурсов, затребованных каждым приложением в отдельности разработана в Сколтехе для высокопроизводительного кластера ZHORES. Система мониторинга собирает как обычные метрики загрузки процессоров и графических ускорителей, так и счетчики событий ЦПУ/ГПУ, которые позволяют более детально анализировать тип ресурса, затребованный приложением. Сервисные программы, развернутые на каждом узле кластера, посылают результаты измерений в единую базу данных временных рядов с шагом в одну секунду. Эти данные затем анализируются статистическими методами в режиме оффлайн для выделения характеристик, связанных с использованием вычислительных ресурсов каждым приложением. Мониторинг позволяет выявлять неэффективное программное обеспечение, производить тонкую настройку работы кластера, а также улучшать работу высокопроизводительной системы в целом.
Бесплатно
Мультиагентный подход к управлению операционной средой, содержащей сверхбольшие базы данных
Статья научная
Настоящая статья посвящена анализу проблем при эксплуатации операционных сред, использующих сверхбольшие базы данных. Рассмотрена возможная архитектура среды на основе кооперации интеллектуальных/рациональных агентов, которые могут наблюдать за работой системы и, при необходимости, гибко управлять ей в автоматическом режиме.
Бесплатно
Настраиваемый подход к эффективному распознаванию текстовых ситуаций
Статья научная
В статье предложен механизм, обеспечивающий удобный способ специализированной аналитической обработки текстовой информации, не требующий от пользователя системы знания формальных языков описания правил и обеспечивающий высокую вычислительную эффективность. Подход предназначен для распознавания относительно простых контекстов, специфика которых неизвестна заранее, поэтому разработка полноценной системы правил распознавания текстовых ситуаций нецелесообразна. Высокая вычислительная эффективность обеспечивается за счет предобработки корпуса текстов и предварительной фильтрации.
Бесплатно
Невырожденные анормальные управления в субримановой задаче с вектором роста (2, 3, 5, 8)
Ред. заметка
Рассматривается нильпотентная субриманова задача с вектором роста (2,3,5,8). Приводится описание канонических анормальных управлений. Получены формулы для соответствующих сопряженных векторов принципа максимума Понтрягина.
Бесплатно
Статья научная
Основным фактором, ограничивающим производительность большинства приложений для высокопроизводительных вычислительных систем, является недостаточная пропускная способность памяти, а не недостаточная вычислительная мощность. Программными методами преодоления этого недостатка являются блочные методы, локализующие обращения в пределах быстрой памяти на процессорном кристалле, и «программная конвейеризация» по организации вычислений в виде цепочек арифметических команд между командами обращения к памяти. На примере программ 2D и 3D Stencil показано, что использование «программной конвейеризации» в разрабатываемом векторном процессоре с архитектурой управления потоком данных позволяет достичь значительно более высокой производительности по сравнению с лучшими процессорами традиционной архитектуры.
Бесплатно
Нейросетевая классификация видеороликов по малому числу кадров
Статья научная
В статье предложен метод нейросетевой классификации коротких видеороликов. Задача классификации рассматривается с точки зрения уменьшения числа требуемых операций для категоризации видеороликов. Предлагаемое решение заключается в использовании небольшого числа кадров (не более 10) для выполнения классификации при помощи самой лёгкой нейросетевой архитектуры семейства моделей ResNet. В ходе исследования создан собственный набор данных для обучения, состоящий из трёх классов: «animals», «cars» и «people». В результате получена точность классификации, равная 79%, а также сформирована база данных классифицируемых видеороликов и разработано приложение с элементами GUI для взаимодействия с классификатором и просмотра результатов.
Бесплатно
Нейросетевая система защиты информации вычислительных комплексов
Ред. заметка
Работа посвящена нейросетевой системе защиты вычислительных комплексов от сетевых атак. Предложены методика защиты информации с использованием нейросетевого подхода, алгоритм анализа сетевого трафика. Представлены результаты тестирования программного обеспечения системы защиты вычислительных комплексов от сетевых атак.
Бесплатно
Нейросетевая система контроля датчиков углов ориентации и дальности космического аппарата
Статья научная
Описана нейросетевая технология решения задачи контроля датчиков положения космического аппарата. Рассмотрены общие вопросы организации мониторинга и обработки потоков информации, включая приближение и интерполирование экспериментальных данных. Приведены результаты решения задач обработки информационных потоков с использованием кластерного вычислителя. Дана оценка необходимого уровня производительности программноаппаратного комплекса.
Бесплатно
Нейросетевая технология обнаружения сетевых атак на информационные ресурсы
Статья научная
Статья описывает нейросетевой подход, сочетающий быстроту обработки сетевого трафика за счет сжатия признаков и высокую точность классификации сетевых атак. Приведены результаты экспериментальных исследований.
Бесплатно
Статья научная
Предлагаются методы нелокального улучшения в классе полиномиальных по состоянию задач оптимального управления с терминальными ограничениями. Эти методы имеют возможность улучшения управлений, удовлетворяющих принципу максимума и не содержат процедуру варьирования управлений.
Бесплатно
Нелокальное улучшение управлений нелинейными дискретными системами
Статья научная
Статья посвящена подходу к нелокальному улучшению в общих нелинейных задачах оптимального управления для дискретных систем на основе фундаментальной теории В.Ф. Кротова и фазовой регуляризации (термин В.А. Срочко). Сформулированы достаточные условия нелокального улучшения, в том числе в регуляризованной форме. Представлены алгоритмы улучшения, использующие специальные дискретноалгебраические краевые задачи с максимизирующим и проекционным отображениями для функции Гамильтона, а также алгоритм, строящий последовательность приближений в пространстве управлений. Приведены примеры улучшения «обычных» процессов и процесса, удовлетворяющего дискретному принципу максимума.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача оптимального управления, математические модели которых задаются нелинейными стохастическими дифференциальными уравнениями Ито с запаздывающим аргументом и диффузными компонентами, позволяющими учитывать действующие на систему случайные возмущения непрерывной природы.В предположении выпуклости области допустимого управления получено линеаризованное необходимое условие оптимальности. Исследован квазиособый случай. Описаны общие необходимые условия оптимальности квазиособых управлений. Рассмотрены частные случаи.
Бесплатно
Непарадоксальное логическое следование и проблема решения мл-уравнений
Статья научная
Рассматривается #𝑃 -полная задача вычиcления всех выполняющих подстановок для логического уравнения (𝑥1, 𝑥2,..., ) = 1. Предлагается новый способ ее решения за счет приведения к задаче вычисления такого множества 𝑈, что = (𝑋1, 𝑋2,..., ). Здесь (𝑋1, 𝑋2,..., ) — формула алгебры множеств, изоморфная (𝑥1, 𝑥2,..., ), и — заранее известные множества. Переменные в логическом уравнении являются характеристическими функциями для множеств из второго равенства, которое названо МЛ-уравнением
Бесплатно
Статья обзорная
Дан обзор современного состояния GPGPU с ориентацией их применения на традиционные задачи HPC (и в меньшей степени ИИ). К базовым GPGPU в обзоре отнесены Nvidia V100 и A100. В качестве GPGPU нового поколения рассмотрены Nvidia H100, AMD MI100 и MI200, Intel Ponte Vecchio (Data Center GPU Max), а также BR100 от Biren Technology. Проанализированы и сопоставлены микроархитектура и аппаратные показатели этих GPGPU, важные для задач HPC и ИИ, а также важнейших дополнительных аппаратных средств для построения вычислительных систем с применением GPGPU - центральных процессоров, специализированных для работы с GPGPU нового поколения, и межсоединений. Дается краткая информация об использующих их серверах, в том числе multi-GPU, и новых применяющих эти GPGPU суперкомпьютерах, где были получены данные о достигаемой производительности при работе с GPGPU. Кратко рассмотрены SDK фирм-производителей GPGPU и программные средства других фирм, включая математические библиотеки. Приводятся примеры, демонстрирующие важные для достижения максимальной производительности средства широко используемых моделей программирования, способствующие при этом непереносимости программных кодов на другие модели GPGPU. Особое внимание обращено на возможности применения тензорных ядер и их аналогов в современных GPGPU разных фирм. Это относится и к расчетам с пониженной (относительно стандартного для HPC формата FP64) и смешанной точностью, актуальным вследствие резкого роста достигаемой производительности при их использовании в тензорных ядрах GPGPU. Анализируются данные о достигаемой ими реальной производительности в тестах и приложениях для HPC и ИИ. Вкратце рассматривается и применение в GPGPU современных библиотек пакетной линейной алгебры, в том числе для HPC-приложений.
Бесплатно
Новые решения без кручения 2-мерных уравнений газовой динамики
Статья научная
В настоящей работе получены новые решения без кручения системы уравнений адиабатического движения политропного газа в пространстве $^2$.
Бесплатно
Новый метод решения CFD задач на кластерных ЭВМ петафлопсной производительности
Статья научная
Описывается новый метод решения CFD задач на кластерных ЭВМ петафлопсной производительности. Метод обладает высокой эффективностью и позволяет достигать значительного быстродействия за счет прямой реализации. Продемонстрирована масштабируемость, близкая к идеальной.
Бесплатно
