Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 422
Статья научная
Известны интегральные преобразования, для которых свертка в области оригиналов (функций скалярного действительного переменного) преобразуется в сумму изображений (функций скалярного действительного переменного). Эти преобразования задаются с точностью до линейного оператора.Рассмотрены свойства одного из подобных преобразований, для которого экспонента преобразуется в экспоненту: eго связь с преобразованием Лапласа, преобразования некоторых конкретных функций и операций дифференцирования, интегрирования, сдвига, изменения масштаба времени, умножения на экспоненту и другие.Переход от плотности распределения случайной величины к ее кумулянтам называют кумулянтным преобразованием, по аналогии все преобразования, переводящие свертку оригиналов в сумму отображений названы кумулянтными. Показано, что формулы Ньютона, реализующие связь сумм одинаковых степеней корней полинома с его коэффициентами, являются кумулянтным преобразованием, так же как переход от функции действительного переменного к фазе или логарифму модуля ее преобразования по Фурье.Обсуждаются возможности использования таких преобразований. Получены условия, при выполнении которых последовательность коэффициентов устойчивого полинома, являющаяся сверткой устойчивых полиномов первой и второй степени, с ростом числа этих полиномов асимптотически нормальна.
Бесплатно
Статья обзорная
В работе рассматриваются преобразования программ, приводящие к ускорению. Приводятся публикации о различных параллельных вычислительных архитектурах и инструментах разработки эффективных программ для них. Рассматривается сочетание распараллеливания и оптимизации доступа к модулям памяти разного уровня. Отмечается, что отставание автоматической оптимизации программ от потребностей новых архитектур сдерживает развитие новых перспективных вычислительных систем. Формулируются задачи развития теории преобразования программ и оптимизирующих (распараллеливающих) компиляторов, которые могли бы привести к существенному повышению производительности труда программистов. Статья обосновывает призыв к модернизации оптимизирующей компиляции.
Бесплатно
Приближение длины наибольшей общей подпоследовательности пары случайных строк
Ред. заметка
Математическое ожидание длины длиннейшей общей подпоследовательности букв двух случайных слов рассматривается как функция от длин и этих слов и мощности алфавита = A. При этом предполагается, что любая буква независимо и с равной вероятностью оказывается в любой позиции слова. Указан вид приближённой формулы для 𝐸(𝑚, 𝑛, 𝛼), позволяющий вычислять 𝐸(𝑚, 𝑛, 𝛼) с погрешностью в 0.3 процента для 64 6 + 6 65536 и 1
Бесплатно
Приближенные методы оптимизации управляемых процессов
Статья научная
Статья посвящена новым приближенным методам оптимального управления на основе достаточных условий оптимальности, улучшения и принципа расширения и их реализации в программно-алгоритмическом комплексе параллельных вычислений для решения задач улучшения и приближенно-оптимального синтеза управления. Приводятся примеры, демонстрирующие эффективность предлагаемых методов при параллельной реализации.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается способ построения метода приближенного синтеза оптимального управления для дискретно-непрерывных систем (ДНС) на основе достаточных условий относительного минимума. Построение ведется в окрестности ранее найденной относительной минимали. Дается оценка точности такого построения и приводится иллюстративный пример.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются линейно-квадратические по состоянию неоднородные дискретные системы (НДС). Для указанного класса на основе аналога достаточных условий оптимальности Кротова строится метод приближенного синтеза оптимального управления и приводится иллюстративный пример.
Бесплатно
Приемопередатчик интерфейса~4-20 mA
Статья научная
Рассматриваются принципы работы и особенности реализации устройства, выполняющего как функции приемника интерфейса 4–20 mA, так и функции передатчика интерфейса 4-20 mA, с питанием от токовой петли этого интерфейса. Данное устройство применяется при создании сенсорных сетей, для измерения параметров состояния сложных технических объектов и дистанционной передачи полученных данных. Ключевые слова и фразы: сенсорные сети, токовая петля, интерфейс 4-20 mA
Бесплатно
Статья научная
Данная статья описывает возможные методы моделирования нейронных сетей мозга с учетом различных биологических свойств клеток нейронов и реализации построенных моделей на ЭВМ. Приведены принципы передачи импульса внутри нейронных сетей и их обработки нейронами.
Бесплатно
Применение логики построений на графах к исполнению моделей бизнес-процессов
Статья научная
В статье предлагается подход к исполнению бизнес-процессов, который основан на логическом синтезе программ по модели бизнес-процесса. В подходе используется логика построений на графах GL5
Бесплатно
Применение механизма многокомпонентности МИС Интерин PROMIS для крупных ЛПУ с филиалами
Статья научная
Статья посвящена анализу особенностей крупных лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ), имеющих в своей структуре филиалы, а также применению механизма поддержки мультипликативных структур низкого уровня в медицинской информационной системе (МИС) Интерин PROMIS при информатизации таких ЛПУ.
Бесплатно
Применение параллельных вычислений при решении задач защиты информации
Статья научная
В настоящей работе рассматриваются вопросы применения распределенных многопроцессорных вычислений для сокращения времени анализа современных криптографических систем защиты информации. Приводятся экспериментальные данные, полученные на основе реализации параллельных алгоритмов анализа симметричных и ассиметричных алгоритмов шифрования.
Бесплатно
Ред. заметка
Современные подходы к построению систем видеонаблюдения начинают все больше ориентироваться на автоматизацию. Статья описывает подход к построению автоматизированной системы видеонаблюдения на основе сенсоров, построенных с использованием микрокомпьютеров, и высокопроизводительного кластерного вычислителя, с помощью системы распределенной блочно-параллельной обработки данных. Описываемый подход основывается на возможности использования универсальных компонентов за счет применения микрокомпьютеров и оперативного расширения возможностей комплекса за счет применения программной системы обработки данных с модульным подходом. В отличие от других автоматизированных систем обеспечивается возможность доработки алгоритмов обработки и передачи данных. Блочно-параллельный подход организации алгоритмов обработки позволяет организовать масштабирование комплекса. В заключение представлены результаты экспериментальных исследований, а также основные выводы, положительные и отрицательные стороны подхода и разработанного комплекса
Бесплатно
Статья научная
Цель разработки - создание технологии сопряжения измерительных систем и суперкомпьютера для проведения экспериментов с обратной связью. Технология используется для экспериментального исследования формирования циклонического вихря над локализованным источником тепла при наличии связи между интенсивностью нагрева и скоростью течения. Характеристики течения, полученные в результате обработки на суперкомпьютере изображений методом цифровой трассерной визуализации (Particle Image Velocimetry PIV), служат входными параметрами для системы нагрева лабораторной установки в ходе проведения измерений. Основная сложность при реализации данного подхода связана с решением целого ряда научно-технических задач, которые рассматриваются в данной статье.
Бесплатно
Принципы организации системы ввода/ вывода параллельной потоковой вычислительной системы
Статья научная
В статье рассматриваются основные принципы работы блока ввода/вывода данных параллельной потоковой вычислительной системы «Буран», приводится анализ влияния различных алгоритмов ввода данных на эффективность решения задач. Описываются средства, позволяющие уменьшать необходимый размер ассоциативной памяти ключей и анализируются результаты экспериментов на программной модели параллельной потоковой вычислительной системы. Ключевые слова и фразы: блок ввода/вывода, алгоритмы ввода данных, ассоциативная память, параллельная потоковая вычислительная система
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке вычислительной технологии для сценарного моделирования и прогнозирования взаимосвязанного развития национальных топливно-энергетических комплексов России и Монголии с учетом межстрановой торговли топливно-энергетическими ресурсами. Целью исследования является создание методологической базы для определения наиболее перспективных вариантов двухстороннего взаимодействия, которая позволит давать обоснованные оценки эффективности проектам сотрудничества России и Монголии в области энергетики. Научной основой для создаваемой технологии послужили принципы агентного имитационного моделирования, в соответствии с которыми изучаемые объекты рассматриваются как элементы многоагентной системы.Для создания агентной имитационной модели (АИМ) топливно-энергетического комплекса России и Монголии выбрано инструментальное средство разработки агентных имитационных моделей Adskit. Проведено обоснование выбора программных средств, разработаны методические принципы и архитектура АИМ. Построена математическая модель для задачи прокладки маршрутов протяженных энергетических объектов, имеющая вид специальной задачи вариационного исчисления, для её решения предложен авторский алгоритм на основе принципов геометрической оптики.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены проблемы и принципы формирования в ресурсах глобальных сетей универсально и бесшовно программируемой среды распределённых вычислений. Проанализированы недостатки современных компьютерных сред, разнородность которых является причиной комбинаторной сложности проблем расширения систем распределённых вычислений и обеспечения их кибербезопасности. Для перехода к универсальному бесшовно программируемому и кибербезопасному алгоритмическому пространству распределённых вычислений использована математически замкнутая форма представления данных и программ, воплощаемая в едином адресном пространстве оперативной памяти, которое распространяемо на любую совокупность компьютеров, связанных сетями. Сформулированы требования к новой элементной базе — сетевому компьютеру с немикропроцессорной архитектурой со встроенными на аппаратном уровне функциями ядра операционных систем, обеспечивающих бесшовную программируемость компьютеров, связанных сетями, их кибербезопасность и сетевую маршрутизацию.
Бесплатно
Статья научная
За прошедшее десятилетие активная господдержка ускорила развитие суперкомпьютерной отрасли в России. Сегодня в стране работают несколько суперкомпьютеров большой производительности, на которых решается все большее число научно-технических задач. Набирает силу суперкомпьютерное образование в ВУЗах. В то же время можно констатировать «однобокое» развития отрасли в отношении представленных в стране суперкомпьютерных архитектур и недостаточное развитие работ в области развития массового параллелизма при решении прикладных задач. В статье кратко рассмотрены основные тенденции того, как развивалась архитектура и коммутационные сети лучших суперкомпьютеров мира, начиная с 1990х гг. Выделено главное направление, которое побеждает в условиях жесткой конкуренции возрастающего спроса на вычисления, использующие все большее число процессоров (вычислительных ядер) в одной задаче. Сформулированы предложения того, что нужно предпринять, чтобы суперкомпьютерная отрасль в России не отстала бы от мирового уровня, а встала бы на это же главное направление. Критический настрой статьи ни в коей мере не нацелен на преуменьшение достигнутых успехов в развитии суперкомпьютерной отрасли нашей страны. Задача авторов состоит в попытке акцентирования внимания суперкомпьютерного сообщества России на вызовах, которые чувствует сегодня российский ученый, использующий высокопроизводительные вычисления, при проведении исследований, которые могли бы стать конкурентными в международном контексте.
Бесплатно
Ред. заметка
В связи с ростом объемов данных геномики о положении сайтов связывания транскрипционных факторов, хромосомных контактах, аннотации геномных характеристик, полученных с помощью современных технологий секвенирования, растет потребность в разработке нового программного обеспечения для их статистической обработки и анализа. Рассмотрены технологии получения и программы анализа геномных данных секвенирования на основе технологий ChIA-PET и Hi-C. Представлена разработанная компьютерная программа для обработки геномных данных о хромосомных контактах и их функциональной аннотации
Бесплатно
Ред. заметка
Статья продолжает публикации автора о подходе к использованию конструктивной математики и применении языка с зависимыми типами для доказуемого программирования вычислительной алгебры. Получено конструктивное выражение понятия области с разложением на простые множители для моноидa и кольца с некоторыми дополнительными свойствами. Описан способ построения машинно-проверяемых доказательств для теорем, связывающих понятия разложения на простые множители в областях различного вида. Все описываемые построения и доказательства воплощены полностью в виде программы на функциональном языке Agda
Бесплатно
Программирование графических процессоров (GPU) на языке MC#
Статья научная
В статье рассматриваются базовые принципы и средства программирования графических процессоров (graphical processor units – GPU) на языке MC#, являющимся расширением языка C#. Приводится пример программы на языке MC#, предназначенной для исполнения на GPU, и разбираются средства задания конфигурации GPU, средства работы с разделяемой памятью и использование CUDA-средств в MC#-программах. В заключение, перечисляются нерешенные вопросы и пути дальнейшего развития системы программирования MC# для GPU.
Бесплатно
