Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 433
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
Опыт разработки коммуникационной сети суперкомпьютера «СКИФ-аврора»
Статья научная
В данной статье обсуждается опыт реализации коммуникационной сети с топологией 3D-тор для суперкомпьютера «СКИФ-Аврора». Авторами выполнена разработка всех уровней сетевой инфраструктуры от схемотехники сетевых адаптеров, реализованных в ПЛИС, до пользовательских библиотек. Приводятся соображения о целесообразности самостоятельной разработки суперкомпьютерных сетей в сравнении с покупкой готовых решений. Показано, что по некоторым параметрам общедоступные на рынке сетевые решения далеки от совершенства, и некоторые их характеристики могут быть значительно превзойдены при самостоятельной разработке. В качестве иллюстрации приводится сравнение нашей разработки с сетью InfiniBand по темпу выдачи сообщений, и обсуждаются некоторые технические приемы, позволившие добиться высокого результата.
Бесплатно
Организация взаимодействия активных объектов однородных цифровых структур
Статья научная
В статье расширены возможности взаимодействия активных устройств (объектов) однородных цифровых систем. Система состоит из объектов, которые расположены в пределах не более нескольких десятков метров и организуют свое взаимодействие только собственными средствами. Объекты могут быть стационарными и мобильными с произвольным и изменяемым во времени взаимным расположением объектов. Однородность системы означает отсутствие внешнего управления и равные возможности объектов в организации их взаимодействия. Связи между объектами беспроводные с использованием оптических или радиосигналов. Сигналы любого объекта-источника непосредственно поступают ко всем объектам-приемникам. Объект получает право передачи сигналов детерминировано в соответствии со значением его приоритета, задаваемым динамически или статически. Предложенные структура и способы взаимодействия позволяют объектам кроме обычного для распределенных систем обмена сообщениями выполнять распределенные групповые (ассоциативные) операции. В них объекты одновременно устраняют группу конфликтов доступа к общему каналу обмена данными, определяют состояние всех объектов системы и синхронно выполняют совместные действия объектов, реагируя на непредвиденно изменяющиеся внешние условия. Группа одновременно участвующих в групповой операции объектов выбирается с указанием набора критериев, которым должны обладать объекты. Однородность системы существенно упрощает ее техническую реализацию, но включение в систему неоднородности при усложнении системы ускоряет выполнение групповых операций. Поэтому однородную систему предлагается использовать в основном для связи между активными периферийными устройствами и связи этих устройств с более сложными компьютерами кластера.
Бесплатно
Ред. заметка
В работе предложен метод организации информационного обмена между параллельными процессами для преобразования программы, сгенерированной инструментом CLooG на основе расписания и размещения вычислений, в параллельную MPI-программу, учитывающую оптимальное размещение данных. Предполагается, что пространственно-временные преобразования программы являются аффинными и вычисляются методами модели многогранников в соответствии с принципом оптимизации временной и пространственной локальности данных. Введено понятие многогранника коммуникаций для определения набора данных, участвующих в информационном обмене с двухсторонней коммуникацией процессов. Применение метода проиллюстрировано на примере распараллеливания алгоритма LU-разложения.
Бесплатно
Особенности задачи мелкогранулярного извлечения фактографической информации из текста
Статья научная
В работе сформулирована постановка задачи мелкогранулярного извлечения фактографической информации из текста. Рассматриваются проблемы, дополнительно возникающие при такой формулировке задачи
Бесплатно
Особенности пользовательского интерфейса редактора онтологий
Статья научная
Рассматриваются вопросы визуализации содержимого онтологий. Предлагаются некоторые идеи, реализация которых в графическом пользовательском интерфейсе облегчит трудоемкие процедуры, связанные с конструированием и поддержкой онтологии.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен обзор существующих систем организации отказоустойчивых вычислений; рассмотрены функциональные характеристики разработанной высокопроизводительной системы на основе вычислительного ядра, специального интерфейса и прикладных модулей. В основе предлагаемой системы организации вычислений лежит распределенная NoSQL СУБД Apache Cassandra, обеспечивающая механизмы отказоустойчивого хранения и автоматической репликации данных в гетерогенной вычислительной среде. Система, оснащенная специальным графическим интерфейсом, позволяет разрабатывать решения для различных прикладных областей. Подключаемые модули могут выполнять в том числе и функции визуализации потоков данных.
Бесплатно
Ред. заметка
В работе исследовался т.н. крупноблочный подход к реализации параллельной работы метода ветвей и границ (МВГ). Исходная задача частично-целочисленного программирования разбивается на несколько подзадач посредством фиксации значений у части целочисленных переменных. Подзадачи решаются параллельно пулом МВГ-решателей. Если в ходе решения подзадач появляется допустимое решение, с наилучшим на данный момент значением целевой функции, то это число рассылается другим решателям. Такой обмен рекордными значениями критерия позволяет взаимно ускорить решение подзадач за счет сокращения перебора вершин дерева ветвлений алгоритма МВГ. Запуск подзадач и обмен данными обеспечивается средствами платформы Everest. В результате тестирования разработанной распределенный системы на случайным образом сгенерированных задачах линейного программирования с частично-булевыми переменными было обнаружено заметное ускорение
Бесплатно
Статья научная
Для управления разработкой ИТ-проектов традиционно используются таск-трекеры, позволяющие автоматизировать задачи менеджмента. Проведен анализ популярных инструментов и сформулированы новые требования для систем управления задачами и проектами в целом для любых узкоспециализированных сфер ИТ-разработки. Выработана оригинальная авторская методика для систем таск-трекинга, не имеющая аналогов. Практическая реализация предложенного подхода показала, что решать проблемы менеджмента можно значительно эффективнее: оптимизация в некоторых случаях достигает более 50\%. Кроме того, разработан инструмент ProjectAR, позволяющий нивелировать ряд рисков. Для подтверждения гипотезы о сокращении времени на управленческие задачи проведено сравнение с популярным таск-трекером Asana, наиболее близким по функционалу к ProjectAR. Помимо временной метрики, в качестве критерия сравнения инструментов выбрана оценка риска неверной интеграции выработанных артефактов разработки. Сравнение инструментов проведено с учетом количества шаблонов, необходимых для реализации ИТ-решений, и количества типовых проектов. В заключение представлены варианты развития созданного инструмента.
Бесплатно
Оценка фактуальности для пропозиции в синтаксически подчиненном положении
Статья научная
В статье описывается методика определения фактуальности пропозиции для целей автоматического анализа текстов. Особое внимание уделено пропозиции, которая находится в синтаксически подчиненном положении. Дается определение понятию «фактуальный статус» и описываются его компоненты, основным из которых является т.н. «эпистемическая оценка».Методика заключается в построении иерархии предикативных вершин в полипредикативном предложении. На основании этой иерархии для каждой выделенной предикативной вершины с помощью правил и словаря устанавливается эпистемическая оценка.
Бесплатно
Оценка экономической эффективности в медицинских информационных системах
Статья научная
Президент и Правительство РФ уделяют серьезное внимание вопросам здравоохранения населения. В настоящее время принята Программа модернизации здравоохранения РФ, в соответствии с которой на уровне региональной программы модернизации здравоохранения решаются задачи в области охраны здоровья граждан и социального развития. В~ходе реализации Программы особенно остро встает вопрос анализа экономической эффективности внедрения медицинских информационных технологий, оценки успешности инновационных проектов, контроля эффективности расходования вложенных средств. Настоящая статья рассматривает методы оценки эффективности проекта по информатизации лечебно-профилактического учреждения с учетом специфики затрат и выгод ЛПУ. В статье приводятся также итоги практической оценки инвестиционных проектов информатизации нескольких ЛПУ различного типа.
Бесплатно
Пакетный протокол взаимодействия программируемых логических интегральных схем
Статья научная
При создании вычислительных систем с использованием программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) или специализированных микросхем часто встает проблема соединения нескольких микросхем между собой для передачи данных. При создании авторами подобной вычислительной системы оказалось, что существующие доступные протоколы взаимодействия не обладают требуемыми свойствами: пакетной передачей, использованием небольшого числа линий ввода-вывода общего назначения, необходимой пропускной способностью.Представлен пакетный протокол передачи данных между ПЛИС, использующий 6 линий ввода-вывода общего назначения и обеспечивающий скорость передачи до 10 МБ/с (суммарно в обе стороны) при частоте 20 МГц.
Бесплатно
Ред. заметка
Статья посвящена разработке программной системы, предназначенной для решения навигационной задачи для беспилотных летательных аппаратов с использованием методов и алгоритмов компьютерного зрения, обработки и анализа изображений. Система функционирует на кластерной вычислительной установке (КВУ). Источниками данных для решения задачи визуальной навигации являются полунатурные данные — результаты генерации видеорядов с виртуального БПЛА, для чего служит подсистема моделирования полета и генерации видео. Разработаны алгоритмы решения задачи визуальной навигации БПЛА как при полете над плоской местностью, так и над местностью с рельефом. Представлены результаты экспериментов, демонстрирующие эффективность применения КВУ в задаче предварительной подготовки эталонных изображений местности для последующего решения визуальной навигации, а также в задаче параллельной обработки нескольких независимых видеопоследовательностей, поступающих от разных БПЛА
Бесплатно
