Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 422
Об особенностях организации СУБД в MPP-системе
Статья научная
В настоящее время ведутся работы по созданию экзафлопсных компьютеров, способных выполнять 1018 операций с плавающей точкой в секунду. Полезная производительность комплекса на реальных задачах обычно оказывается существенно ниже из-за накладных расходов на синхронизацию конкурирующих процессов. В данной работе излагается концепция пассивного кэша, который позволяет в ряде задач отказаться от синхронизации процессов, а также предлагается архитектура высокопроизводительной СУБД на его основе.
Бесплатно
Обзор методов планирования заданий в Desktop Grid
Ред. заметка
В статье представлен научный обзор современного состояния исследований в области планирования заданий в вычислительных системах типа Desktop Grid. Проведен обзор научных публикаций за период с 1999 по 2017 гг. и выполнен анализ критериев и методов оптимизации, предложенных в научных работах для повышения эффективности планирования заданий в Desktop Grid.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена концепция построения системы мониторинга состояния и поведения подсистем космических аппаратов по телеметрическим данным. Концепция основывается на анализе стандартов, современных подходов космической отрасли и создании интеллектуальных инструментальных средств, опирающихся на применении искусственных нейронных сетей.
Бесплатно
Облачная система подстройки параметров алгоритмов
Статья научная
В статье описана система, предназначенная для поиска лучших (в том или ином смысле) настроек алгоритма. Система работает и с дискретными, и с непрерывными параметрами, а также использует параллелизм, предоставляемый публичными облаками. В работе представлено общее описание системы, метод оценки производительности алгоритма в облаке и численные результаты использования системы на нескольких наборах тестовых задач.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется автоматизация проведения полного цикла диагностики и дифференциальной диагностики воспалительных заболеваний сердца и назначения персонифицированного лечения. Методом исследования является формирование декларативных баз знаний и объясняющего свои результаты решателя по единой онтологии. Онтологический решатель интерпретирует формализованные знания при получении сведений о новом медицинском случае (пациенте). Описаны общие принципы разработки и концептуальная архитектура интеллектуального сервиса с декларативными знаниями. Сформированы информационные компоненты для воспалительных заболеваний сердца и программные компоненты для полного цикла диагностики и дифференциальной диагностики, персонифицированного лечения. Указаны источники знаний и проведено тестирование на случаях из практики, описанных в литературе. Приведено обоснование выбора технологий и алгоритмов, выявлены и сформулированы требования к программному комплексному сервису, шаги по разработке всех компонентов. Сервис поддержки принятия диагностических решений со свойствами объяснимого искусственного интеллекта в кардиологии реализован на медицинском портале облачной платформы IACPaaS. Платформа позволяет масштабировать предложенное решение и обеспечивает доступ практикующих врачей со свободной регистрацией для экспериментов в реальных ситуациях.
Бесплатно
Обоснование методов ускорения гнёзд циклов итерационного типа
Статья научная
Рассматривается ускорение итерационных алгоритмов, которые встречаются при решении задач математической физики, математического моделирования, обработки изображений и других. В программной реализации таких алгоритмов лежат гнёзда циклов (участки программы, состоящие из вложенных циклов). Такие гнёзда циклов ускоряются при помощи комбинации оптимизирующих преобразований, включающих тайлинг, метод гиперплоскостей и распараллеливание на общую память. Обосновывается эквивалентность комбинации используемых преобразований программ. Предлагается и обосновывается метод изменения порядка обхода тайла. Метод даёт ускорение за счёт увеличения количества чтений данных из регистров, вместо чтений из более медленной памяти. С учётом этого метода получена формула вычисления оптимальных размеров тайлов. Представленной в статье цепочкой преобразований достигается ускорение в 1.4 раза большее, чем в известном алгоритме оптимизации, реализованном в системе PLUTO. Приводятся численные эксперименты, которые в некоторых случаях на процессоре с 8 ядрами демонстрируют ускорение относительно исходных последовательных программ более чем на порядок. Результаты статьи могут использоваться для ручной и автоматизированной оптимизации программ.
Бесплатно
Обратная задача дифракции электромагнитной волны на плоском слое
Статья научная
В работе рассматривается обратная задача синтеза функции пропускания плоского дифракционного слоя по формируемому им при освещении электромагнитной волной изображению. Для решения задачи применялся градиентный метод, что позволило достичь необходимого качества изображения в плоскости регистрации. Параллельный алгоритм метода градиентного спуска реализован в программе, предназначенной для использования на суперкомпьютере кластерного типа. Достигнуто практически линейное ускорение на используемых вычислительных системах.
Бесплатно
Обход препятствий подвижными техническими средствами с использованием стереозрения
Ред. заметка
В статье предложен метод обхода препятствий на пути подвижного технического средства (ПТС) с использованием алгоритмов стереозрения и системы распределённой блочно параллельной обработки данных. Также в статье описывается разработанный алгоритм генерации карты исследуемого помещения, рассматривается применение алгоритма A* для расчёта пути обхода, и выдвигается концепция создания реального ПТС для тестирования алгоритмов
Бесплатно
Объектно-реляционный подход к построению хранилища данных
Ред. заметка
В работе концептуально предлагается объектно-реляционный подход к построению хранилища данных. Подход альтернативен традиционным подходам к проектированию реляционных БД. Предлагается расширить реляционную БД за счет реализации в ней NoSQL хранилища типа ключ-значение. Предлагается методология проектирования объектно-реляционного хранилища. Предлагается другая точка зрения на проблему связности, целостности и нормализации данных в реляционной БД. Подход во многом основан на авторском опыте проектирования реляционных БД для медицинских информационных систем.
Бесплатно
Оптимальная схема расчёта допустимой нагрузки на бассейн реки
Статья научная
Описывается алгоритм решения задачи распределения ассимилирующей способности реки между водопользователями. Дано определение свободного ресурса и ассимилирующей способности. Расшифрованы их численные значения. Показаны варианты распределения ассимилирующей способности реки. Дан пример распределения нагрузки на бассейн реки.
Бесплатно
Статья научная
Система отопления рассмотрена как многопоточная система теплообмена. Показано, что критерием ее термодинамического совершенства может служить минимально-достижимая необратимость (диссипация). Общие условия минимальной диссипации теплообменных систем использованы для получения рекомендаций по проектированию систем отопления. Получены распределения суммарного коэффициента теплообмена и температуры теплоносителя при его контакте с воздухом в отапливаемых помещениях.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача минимизации температуры процессора при заданном тепловом потоке путем выбора распределения площади радиатора при контакте с омывающим его хладагентом. Эта задача эквивалентна задаче минимизации среднего (по координате) производства энтропии. Распределение тепловой нагрузки и ограничение общей площади радиатора являются условиями задачи. Показано, что оптимальное решение обеспечивает минимальную температуру процессора в погружных жидкостных системах охлаждения.
Бесплатно
Оптимальное управление в построении траекторий перелета вертолета в заданную точку пространства
Статья научная
В статье представлено построение оптимальной пространственной траектории при соблюдении всех заданных ограничений (по располагаемому ускорению, по расходу управления и др.). Тем же методом последовательного улучшения управления определена траектория маловысотного полета по цифровой карте местности, построенная из условия минимизации времени полета при соблюдении энергетических ограничений вертолета.
Бесплатно
Ред. заметка
В параллельных балансировщиках задач, работающих по стратегии work-stealing, каждый процессор имеет свой дек (deque) задач. Один конец дека используется только владельцем для добавления и извлечения задач, а другой — для перехвата другими процессорами. Целью работы является построение и анализ математических моделей процесса работы с двумя циклическими деками, расположенными в общей памяти. Параметрами этих моделей являются вероятности операций на каждом шаге дискретного времени (возможно как последовательное, так и параллельное выполнение операций). Модели строятся в виде случайных блужданий по целочисленной решетке на плоскости. На основе вышеупомянутых моделей решены задачи оптимального разделения памяти при некоторых стратегиях перехвата элементов. В качестве критерия оптимальности рассматривается максимальное среднее время до переполнения памяти. Проведены статистические исследования по оценке вероятностей операций работы с деками для нескольких типов задач, выполняемых в реализованном балансировщике. Для полученных вероятностей операций работы с деками проведены численные эксперименты по анализу разработанных моделей
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача оптимального управления нелинейными стохастическими системами, математическая модель которых задается стохастическим дифференциальным уравнением Ито со скачкообразной компонентой, описывающей влияние случайных импульсных воздействий или помех. Предполагается, что закон распределения промежутков времени между последовательными импульсными воздействиями эрланговский. При управлении может использоваться информация только о части координат вектора состояния.
Бесплатно
Оптимизация и распараллеливание упрощенного алгоритма Балаша-Кристофидеса для задачи коммивояжера
Статья научная
В работе описывается точный параллельный алгоритм для задачи коммивояжера, основанный на упрощенном алгоритме Балаша/Кристофидеса, его оптимизация и увеличение эффективности распараллеливания. За счет нового метода передачи заданий между параллельными потоками алгоритм способен решать задачи с 3000 вершинами (со случайными весами дуг), в среднем, за минуту, а задачи с 10000 вершинами - за 50 минут. Возможность решать задачи с более чем 3000 вершинами появилась благодаря проведенной автором оптимизации расхода памяти.
Бесплатно
Оптимизация разрядной сетки вычислительных блоков в устройствах цифровой обработки сигналов
Статья научная
В статье рассмотрены основные подходы к оптимизации ЦОС-устройств, реализуемых на программируемых логических интегральных схемах. Для оптимизации сложных проектов предлагается эффективное моделирование проекта будущего ЦОС-устройства с возможностью «динамического» изменения длины разрядной сетки отдельных вычислительных устройств.
Бесплатно
Оптимизация управления квантовой системой на модели Ландау–Зинера
Статья научная
Статья посвящена вычислительным экспериментам по применению метода глобального (нелокального) улучшения В.Ф. Кротова к исследованию одной задачи оптимального управления квантовой системой, описываемой уравнением Шредингера с гамильтонианом в форме Ландау–Зинера.
Бесплатно
Оптические технологии локального позиционирования в здравоохранении (аналитический обзор)
Статья научная
Локальное позиционирование - это определение местоположения подвижных объектов внутри замкнутого помещения в режиме реального времени. Применение систем локального позиционирования в составе телемедицинских систем позволит быстро обнаружить местоположение пациента в случаях, когда его жизненные показатели резко ухудшаются, и своевременно оказать ему необходимую медицинскую помощь. Особенно важно осуществлять слежение за перемещениями пациентов, перенесших сложные хирургические вмешательства. Целью статьи является оценка применимости оптических технологий для определения местоположения пациентов внутри здания стационара.Статья содержит аналитический обзор научных источников, посвященных локальному позиционированию на базе оптических технологий. Исследование выявило преимущества и недостатки рассмотренных подходов. Каждый из них может применяться в медицинских системах локального позиционирования.Представлены рекомендации выбора технологической основы систем локального позиционирования, отражающие особенности использования в медицинских учреждениях.
Бесплатно
Опыт импортозамещения в медицинской информационной системе "Интерин Promis Alpha"
Статья научная
Импортозамещение в части систем управления базами данных является насущной задачей, стоящей перед многими производителями информационных систем. В нашей работе мы рассматриваем опыт миграции медицинской информационной системы Интерин PROMIS из технологий Windows/Oracle в технологии на основе Linux/PostgreSQL, рекомендуемые Реестром отечественного ПО. Дается оценка двух подходов к миграции модулей информационной системы: на основе перепроектирования с использованием инструментов платформы Интерин Alpha PG и на основе автоматической конвертации собственными инструментальными средствами.
Бесплатно
