Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения

Все статьи: 441

Построение доказательных программ арифметики натуральных чисел в двоичном представлении

Построение доказательных программ арифметики натуральных чисел в двоичном представлении

Мешвелиани Сергей Давидович

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

Построение и анализ модели процесса работы с двумя деками, двигающимися друг за другом в общей памяти

Построение и анализ модели процесса работы с двумя деками, двигающимися друг за другом в общей памяти

Барковский Евгений Александрович, Лазутина Анна Александровна, Соколов Андрей Владимирович

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

Построение нелинейной обратной связи в задаче слежения для модели колесного робота, основанное на технике SDDRE

Построение нелинейной обратной связи в задаче слежения для модели колесного робота, основанное на технике SDDRE

Белинская Ю.С., Макаров Д.А.

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

Построение оптимального графа связей в системах коллаборативной фильтрации

Понизовкин Денис Михайлович

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

Построение реализаций нелинейных динамических систем

Евсеев Артм Владимирович

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

Построение этиопатогенетического образа концептов метатезауруса UMLS с использованием графовых метрик

Построение этиопатогенетического образа концептов метатезауруса UMLS с использованием графовых метрик

Астанин П.А., Раузина С.Е., Зарубина Т.В.

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

Практики балансирования компьютерных игр

Сахибгареева Гульнара Фаритовна, Кугуракова Влада Владимировна

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

Предельные возможности активной подсистемы (фирмы) в открытой микроэкономической системе

Амелькин Сергей анатольевиЧ.

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

Предельные возможности конкурентных и коллаборативных экономических систем

Амелькина Мария Алексеевна

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

Представление темпоральных данных в МИС Интерин PROMIS

Базаркин Алексей Николаевич

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

Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре

Дикарев Николай Иванович, Шабанов Борис Михайлович, Шмелв Александр Сергеевич

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

Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре

Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре

Дикарев Николай Иванович, Шабанов Борис Михайлович, Шмелв Александр Сергеевич

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

Преобразования дифференциальных управляемых систем для поиска приближенно-оптимального управления

Преобразования дифференциальных управляемых систем для поиска приближенно-оптимального управления

Гурман Владимир Иосифович, Расина Ирина Викторовна, Гусева Ирина Сергеевна

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

Преобразования операции свертки в сумму и асимптотическое поведение коэффициентов устойчивых полиномов

Преобразования операции свертки в сумму и асимптотическое поведение коэффициентов устойчивых полиномов

Цирлин Анатолий Михайлович, Заева Mаргарита Aнатольевна

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

Преобразования программ - фундаментальная основа создания оптимизирующих распараллеливающих компиляторов

Преобразования программ - фундаментальная основа создания оптимизирующих распараллеливающих компиляторов

Штейнберг Борис Яковлевич, Штейнберг Олег Борисович

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

Приближение длины наибольшей общей подпоследовательности пары случайных строк

Знаменский Сергей Витальевич

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

Приближенные методы оптимизации управляемых процессов

Гурман Владимир Иосифович Трушкова

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

Приближенный синтез оптимального управления в окрестности относительной минимали для дискретно-непрерывных систем

Приближенный синтез оптимального управления в окрестности относительной минимали для дискретно-непрерывных систем

Расина Ирина Викторовна, Блинов Александр Олегович

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

Приближенный синтез оптимального управления для линейно-квадратических по состоянию неоднородных дискретных систем

Приближенный синтез оптимального управления для линейно-квадратических по состоянию неоднородных дискретных систем

Расина Ирина Викторовна, Фесько Олесь Владимирович

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

Приемопередатчик интерфейса~4-20 mA

Пономарев Александр Юрьевич

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

Журнал