Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 433
Параллельное сложение вещественных чисел в системах счисления с перекрытием
Статья научная
В данной работе исследуется интервальное представление действительных чисел в системах счисления с перекрытием. Для задачи сложения группы чисел предложена классификация решений, описан класс решений, обладающих поразрядным параллелизмом, и предложено два параллельных алгоритма. Найдены ограничения на параметры системы, при которых достигается заданная точность.
Бесплатно
Параллельный алгоритм и программа восстановления изофот для поврежденных изображений
Статья научная
Описан опыт распараллеливания решения задачи восстановления кривых на изображениях с помощью вариационного подхода. Приведены показатели эффективности разработанной C++ программы в библиотеке параллельного программирования TSim.
Бесплатно
Параллельный алгоритм подбора одноблочной MD5-коллизии
Статья научная
В работе описан параллельный алгоритм поиска коллизий хэшфункции MD5 и его имплементация с результатами прогона на вычислительном кластере. Параллельная программа поиска коллизии реализована на языке Си++ с использованием библиотеки MPI. Исходный код программы базируется на последовательной версии пограммы поика коллизий от нидерландского ученого Марка Стивенса. Автор уверен что алгоритм распараллеливания может быть применен для разработки эффективных параллельных программ поиска коллизий хэш-функций, алгоритм работы которых основан на разностном методе Вань. В ходе данного исследования с использованием высокопроизводительного кластера открыта новая пара одноблочных сообщений, MD5-дайджесты которых совпадают (образуют коллизию).
Бесплатно
Статья научная
Целью исследования было создание параллельной программной реализации численного метода реконструкции моделей поверхности прочности первичного разрушения исследуемых композиционных материалов. Использовался квадратичный критерий прочности Малмейстера–Ву. В основе использовались методы асимптотического осреднения (Бахвалов Н. С., Победря Б. Е.) и конечных элементов. Программная реализация была создана в рамках графоориентированной технологии, реализованной в Распределенной вычислительной системе GCD для архитектуры Intel MIC. Были проведены вычислительные эксперименты для серии моделей композиционных материалов, задаваемых их схемами армирования («ячейками периодичности»), по определению сечений поверхности прочности первичного разрушения. Рассматривались 3D-армированный, 1D-армированный и композит специального типа (армированное клеевое соединение). Результаты расчетов представлены
Бесплатно
Паутина: высокоскоростная коммуникационная сеть
Статья научная
В статье представлена разработанная в Институте программных систем им. А.К. Айламазяна РАН в кооперации с отечественными компаниями высокоскоростная коммуникационная сеть Паутина, основанная на активных оптических кабелях (АОК) и программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). Данная сеть предназначена для использования в высокопроизводительных вычислительных системах (суперкомпьютерах). В рамках проекта разработана плата сетевого адаптера, активные оптические кабели, а также аппаратное (на основе ПЛИС) и программное обеспечение. Технические характеристики сети находятся на современном уровне и обеспечивают скорость передачи данных до 56 Гбит/с между двумя платами по активному оптическому кабелю.
Бесплатно
Перспективные методы работы с данными в медицинских информационных системах
Статья научная
В работе рассматриваются перспективные методы работы с данными в медицинских информационных системах (МИС). Выполняется анализ требований к технологиям представления данных в медицинских информационных системах, предлагается подход к формированию специализированных хранилищ данных, учитывающих требования к данным, предъявляемые МИС. Предлагается подход к решению задачи обмена данными медицинской информационной системы с другими компонентами в распределенной информационной среде
Бесплатно
Статья научная
В данной работе обсуждается вопрос создания эффективных и масштабируемых приложений для современных и перспективных суперкомпьютеров. Очерчен круг возникающих при этом проблем, связанных с усложнением иерархии памяти, вызванной, в частности, использованием ускорителей вычислений (то есть гибридной архитектурой). Сделан краткий обзор известных подходов к решению этих проблем. Из всего спектра возможных решений выделена и описана наиболее продуктивная по мнению авторов область.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены промежуточные результаты исследований, посвященных решению ряда задач обработки полноцветных и мультиспектральных изображений дистанционного зондирования Земли. Приведены результаты экспериментов по обнаружению целевых регионов интереса с помощью метода спектрографической «закраски» и нейросетевой кластеризации; решена задача обнаружения сложных ригидных объектов. Предложена реализация алгоритма преобразования мультиспектральных снимков в полутоновые и цветные. Все программы разработаны для функционирования на гетерогенной вычислительной установке.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы предпосылки и обоснована актуальность создания открытой интернет-платформы, объединяющей технологии больших данных, высокопроизводительных вычислений и многосторонних интернет-платформ. Задуманная как экосистема для разработки и использования прикладного программного обеспечения (в том числе в области проектирования и научных исследований), платформа призвана сократить затраты и повысить качество разработки программного обеспечения для решения аналитических задач, возникающих на промышленных предприятиях, в научно-исследовательских организациях, у государственных органов и частных лиц. Представлен работающий прототип названной платформы, функционирующий с использованием суперкомпьютерных технологий и системы виртуализации рабочих столов.
Бесплатно
Повышение качества видеопотока от системы технического зрения беспилотного летательного аппарата
Статья научная
В исследовании приведены результаты работы над программно-аппаратным комплексом для повышения качества видеоданных, получаемых от беспилотных летательных аппаратов. Рассмотрены задачи деконволюции отдельных кадров (удаление смазов) и стабилизации видеопотока с использованием методов машинного обучения и искусственного интеллекта. Представлены аналитические и практические результаты, позволившие подобрать решения для обработки данных от БПЛА в режиме реального времени.
Бесплатно
Погружная система охлаждения реконфигурируемых вычислительных систем на основе ПЛИС
Ред. заметка
В статье проанализированы проблемы построения перспективных реконфигурируемых вычислительных систем c жидкостным охлаждением для программируемых логических интегральных схем семейства Xilinx Virtex UltraScale. Подробно рассматриваются архитектура, компоновка и сравнительные технические характеристики систем погружного жидкостного охлаждения. Приводятся результаты расчетов, макетирования и экспериментальной проверки основных технических решений созданного энергоэффективного вычислительного модуля нового поколения для построения высокопроизводительных вычислительных систем с жидкостным охлаждением с производительностью 1 Пфлопс в стандартном вычислительном шкафу высотой 47U при потребляемой мощности 150 кВт. Разработанные решения обладают резервом мощности для выпускаемых и проектируемых семейств ПЛИС, нечувствительностью к протечкам и их последствиям и совместимостью с традиционными системами водяного охлаждения на базе промышленных чиллеров
Бесплатно
Поддержка отказоустойчивых хранилищ данных в системе OpenTS
Статья научная
В статье рассматривается технология поддержки внешних отказоустойчивых хранилищ для счетных данных в системе параллельного программирования OpenTS. Такие хранилища могут быть использованы для улучшения свойства отказоустойчивости счета параллельных Т++-приложений.
Бесплатно
Поддержка топологии вычислительного пространства в системе OpenTS
Статья научная
Эффективное комплексирование массы разрозненных компьютеров и суперкомпьютеров требует использования технологий динамического распараллеливания, автоматической динамической реконфигурации счетного поля, динамической балансировки нагрузки, учета неоднородностей и топологии сети, а также поддержки отказоустойчивости с учетом степени надежности узлов. В статье рассматривается отечественная программная технология, разработанная под указанные выше требования в рамках программы СКИФ-ГРИД.
Бесплатно
Показатели эффективности расписания резервного копирования
Статья научная
Сохранение устаревшей информации является основой как для расследования происшествий, так и для возврата компьютерной системы в прежнее состояние. Полное сохранение всех версий любой информации требует необоснованно растущих затрат на запоминающие устройства и на организацию доступа. Расписания резервного копирования и уничтожения ненужных копий обещают экономию. Вводятся показатели для оценки эффективности расписаний резервного копирования и уничтожения ненужных копий, оцениваются их возможные значения и сравниваются с показателями рекомендованных расписаний. В результате выдвигается гипотеза о возможности многократного повышения эффективности расписаний резервного копирования.
Бесплатно
Построение доказательных программ арифметики натуральных чисел в двоичном представлении
Статья научная
Поддержка зависимых типов в функциональном языке программирования Agda создаёт возможность включать в программу машинно-проверяемые доказательства. Рассмотрена задача доказательного включения алгоритмов арифметических действий над натуральными числами в двоичном представлении. Построена библиотека доказательных программ алгоритмов обычных письменных вычислений, действующих над списками двоичных разрядов чисел. Она содержит машинно-проверяемые доказательства необходимых свойств применённых алгоритмов, исправляет и существенно дополняет часть Bin стандартной библиотеки lib-0.16 языка Agda.
Бесплатно
Статья научная
В work-stealing балансировщиках параллельных задач, каждое ядро имеет свой буфер задач-дек (англ. deque). Владелец дека использует один конец для добавления и извлечения задач, а из второго конца задачи перехватываются другими ядрами. В статье анализируются два метода представления деков: один из распространенных методов-раздельное последовательное циклическое представление деков; и новый предложенный нами метод, где общая память для деков заранее не делится и они двигаются друг за другом по кругу. Ранее эти методы анализировались нами для представления FIFO-очередей в сетевых приложениях, где для некоторых значений параметров системы метод «Друг за другом» давал лучший результат.Целью исследования является построение и анализ модели процесса работы с двумя последовательными деками, когда они двигаются друг за другом по кругу в общей памяти. Математическую модель мы будем строить как случайное блуждание по целым точкам в пирамиде. Имитационная модель строится с помощью метода Монте-Карло. Используемая стратегия work-stealing-перехват одного элемента. Предложены математическая и имитационная модели данного процесса и проведены численные эксперименты.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается задача построения нелинейной обратной связи в задаче слежения для колесной робототехнической системы. Особенностью работы является постановка задачи, в которой желаемые траектории системы известны заранее, а также модификация ранее известного алгоритма на основе техники State-Dependent Differential Riccati Equation. Численные эксперименты показывают, что предложенный подход позволяет обеспечить компромисс между качеством управления и скоростью работы.
Бесплатно
Построение оптимального графа связей в системах коллаборативной фильтрации
Статья научная
Методы коллаборативной фильтрации — это множество алгоритмов и методик, позволяющих производить прогноз оценок пользователя информационных систем, основываясь на оценках других пользователей, что позволяет помогать людям в выборе и анализе огромного количества интересующей их информации. В статье рассмотрен способ построения функции расстояния между пользователями системы и объектами (которым пользователи ставят оценки), основываясь на функции расстояния между пользователями. Также в статье приведен критерий качества прогнозов.
Бесплатно
Построение реализаций нелинейных динамических систем
Статья научная
Для нелинейных систем с управлением рассмотрен переход от описания с помощью уравнений отображения вход–выход к описанию с помощью переменных состояния. Приведены необходимые и достаточные условия существования такого перехода на языке 1-форм и векторных полей. Построен алгоритм поиска реализации. Алгоритм положен в основу программного комплекса в системе символьных вычислений Maple.
Бесплатно
Статья научная
Разработка средств информационной поддержки принятия клинических решений (ППКР) является актуальной задачей медицинской информатики. Довольно часто в системах ППКР используются информационно-поисковые алгоритмы, важным этапом проектирования которых служит создание средств автоматического распознавания этиопатогенетического образа заболеваний при работе с неструктурированным текстом. В настоящей статье произведены обзор и сравнительная характеристика аналитических метрик, применимых для построения образа концептов метатезауруса Unified Medical Language System (UMLS), представленного в виде графовой информационной модели. Предложен собственный вариант графовой метрики, показавший наибольшую эффективность при решении данной задачи.
Бесплатно
