Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 445
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
Практики балансирования компьютерных игр
Статья научная
Предметом исследования является сфера разработки игровых и интерактивных проектов. В частности, разработка системы игрового баланса для них. В ходе изучения данной темы учтены актуальные тренды, сформированные как в научной, так и в коммерческой сферах. Итоговые выводы и видение дальнейшей проектной работы сформированы благодаря методам моделирования и эксперимента. Результаты работы - два инструмента для создания и автоматического редактирования игрового баланса. Они являются частью плана разработки игрового инструмента для прототипирования компьютерных игр, сокращающего время и ресурсы на разработку за счет автоматического создания контента.
Бесплатно
Предельные возможности активной подсистемы (фирмы) в открытой микроэкономической системе
Статья научная
Рассмотрена экономическая система, состоящая из активной подсистемы (фирмы), обменивающейся двумя ресурсами — товаром и деньгами — с окружением: двумя экономическими резервуарами (рынками) с разными оценками товара. Рассмотрены случаи, когда оценки рынков постоянны (стационарный режим), и когда задано распределение оценки одного из рынков (нестационарный режим). Получены выражения для максимальной прибыли фирмы и максимальной рентабельности при заданной прибыли. Для нестационарного режима рассмотрена также задача о минимизации риска убытков фирмы. Для этой задачи получены условия оптимальности.
Бесплатно
Предельные возможности конкурентных и коллаборативных экономических систем
Статья научная
Рассмотрены математические модели конкурентных рынков. Поставлены задачи о максимуме прибыли и максимуме конкурентного преимущества, достигаемых за счет ценовой политики фирмы, с учетом реакции рынка. Рынок рассматривается как цепь Маркова при непрерывном времени, где интенсивности перехода зависят от цен фирм-конкурентов. Задачи решены для дуополистического рынка.
Бесплатно
Представление темпоральных данных в МИС Интерин PROMIS
Статья научная
В статье исследуются основные методы представления темпоральных данных в реляционных СУБД. Изучаюся проблемы и особенности представления темпоральных данных в МИС. В работе приводится несколько критериев классификации методов построения темпоральных моделей, формулируются основные подходы к их построению. На пример подсистемы управления персоналом МИС Интерин PROMIS дается подробное описание темпоральной модели данных. На основе полученных результатов формулируются выводы об эффективности различных подходов и методов построения темпоральных моделей данных в МИС.
Бесплатно
Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре
Статья научная
Статья посвящена анализу выполнения программы быстрой сортировки (Quicksort) в векторном процессоре с архитектурой управления потоком данных (ВПП), в котором для хранения массивов используется метод векторов/указателей. Выявленный ранее на программе Quicksort недостаток хранения массивов с помощью векторов указателей был компенсирован введением команд split и fuse в систему команд процессора. Анализируется усовершенствованный граф программы Quicksort и результаты её моделирования на исходной и модернизированной системе команд ВПП. Производится сравнение результатов моделирования ВПП с производительностью процессорного ядра IntelSkylake.
Бесплатно
Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре
Статья научная
Статья посвящена анализу выполнения программы быстрой сортировки (QS) в векторном процессоре с архитектурой управления потоком данных, в котором для хранения массивов используется метод векторов/указателей. Анализируется выявленный на программе QS недостаток хранения массивов с помощью векторов указателей и предложен способ решения этого недостатка введением команд split и fuse в систему команд процессора. Несмотря на значительное усложнение графа и числа выполняемых команд в программе QS, введение в систему команд ВПП новых команд split и fuse позволило достичь на этой программе до 7.4 раз более высокой производительности по сравнению с процессорным ядром Intel Skylake.
Бесплатно
Преобразования дифференциальных управляемых систем для поиска приближенно-оптимального управления
Статья научная
Показано, что управляемая дифференциальная система общего вида может быть преобразована к эквивалентным системам с линейными управлениями, к которым применимы преобразования к производным задачам меньшего порядка, известные из теории вырожденных задач, доставляющие идеальные магистральные решения исходной задаче. Предлагаются процедуры аппроксимации идеального магистрального решения решениями исходной системы, как при неограниченных линейных управлениях, так и при условии их ограниченности для получения допустимых начальных приближений, и алгоритмы их итерационного улучшения, апробированные на прикладных задачах.
Бесплатно
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
