Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 441
Программный комплекс оптимизации динамических систем на множествах управлений
Статья научная
Представлены результаты разработок алгоритмической и программной части программного комплекса оптимизации динамических систем на множествах управлений простой структуры, в котором реализован параллельный алгоритм поиска кусочно-линейного управления нелинейной динамической системы, удобного для практического применения. Применение алгоритма и анализ эффективности распараллеливания на кластерном вычислительном устройстве демонстрируется на ряде примеров.
Бесплатно
Статья научная
Возрастающие объемы геномных данных о положении сайтов связывания транскрипционных факторов, хромосомных контактах, аннотации геномных характеристик, полученных с помощью современных технологий секвенирования, требуют разработки нового программного обеспечения для их анализа, оптимизации существующих алгоритмов обработки. Суперкомпьютерные вычисления позволяют решать задачи исследования регуляции транскрипции генов на качественно новом уровне. Рассмотрены задачи анализа геномных данных секвенирования, полученных на основе технологий ChIP-seq, ChIA-PET и Hi-C. Представлены компьютерные подходы и разработанные авторами программы для решения предложенных задач геномики, приведена дискуссия о дальнейших направлениях развития.
Бесплатно
Проект распределенной сети суперкомпьютерных центров коллективного пользования
Ред. заметка
Одним из ключевых методов повышения доступности и эффективности использования ресурсов суперкомпьютерных центров коллективного пользования (СКЦ) является их объединение в единую распределенную сеть.Подобное объединение дает возможность оперативного перераспределения нагрузки между ресурсами путем перенаправления пользовательских заданий из очереди одного СКЦ в очередь другого, менее загруженного в определенный момент времени. В статье рассматриваются цель, задачи и ожидаемые результаты проекта по созданию распределенной сети СКЦ.В статье приводятся результаты экспериментов по исследованию характеристик защищенного канала связи между СКЦ пилотной зоны проекта распределенной сети ---МСЦ РАН (г. Москва) и ССКЦ СО РАН (г. Новосибирск).
Бесплатно
Производительность Riak KV в задаче сохранения сенсорных данных
Ред. заметка
Система хранения сенсорных данных является важной частью систем анализа данных. Ее задача принимать данные с временными метками от удалённых источников, сохранять данные и предоставлять доступ к ним по идентификатору датчика и временному интервалу. С ростом числа датчиков становится актуальной задача масштабирования системы. В данной статье мы экспериментально исследуем применение Riak KV масштабируемого распределённого хранилища типа «ключ-значение» в качестве основы системы хранения сенсорных данных.
Бесплатно
Процессный подход к эволюционированию информационных систем. Ретроспективное индексирование
Статья научная
Прорабатывается навеянный идеями ISO9000 процессный подход к архитектуре масштабируемой информационной поддержки коллаборативной творческой активности. Подход базируется на непосредственном ретроспективном доступе к информации, раздельной записи данных и функционально-реактивном исполнении. Предоставляя пользователям возможности перемещений во времени и организации параллельных миров, он обещает высокую реактивность, постоянную доступность, повышенную устойчивость к ошибкам исполнения и администрирования, неожиданным перегрузкам, поломкам и внезапным перестройкам системы. Кратко рассматривается архитектура будущей системы и более подробно ретроспективное индексирование информации.
Бесплатно
Разные неблокируемые самомаршрутизируемые системные сети с прямыми каналами
Статья научная
Разработаны три новых варианта неблокируемой самомаршрутизируемой сети с прямыми каналами, в которой конфликты пакетов обнаруживаются и разрешаются на входе в сеть. Заблокированные в конфликтах пакеты повторно передаются источниками с минимальными задержками. В сеть добавлены сквозные цепи обратной связи для быстрого обнаружения конфликтов пакетов. Наличие цепей обратной связи позволяет осуществлять произвольный трафик без потери пакетов. Сети разработаны в 1-, 2-, 4-, и 8-каскадном вариантах с масштабированием числа каналов от нескольких сот до многих миллионов с оценкой достигаемого быстродействия сетей на перестановочном трафике. Практическая ориентация предложенных сетей - это системные сети с передачей маршрутной информации в заголовках пакетов с использованием в каждом каскаде управляющей маршрутной информации. Предложенные сети выполнены в расширенном схемном базисе, состоящем из коммутаторов, мультиплексоров и демультиплексоров. В работе представлены характеристики построенных сетей и дана их сравнительная оценка. Новизна разработанных сетей состоит как в самом факте их построения, так и в использованной структуре сетей и их характеристиках.
Бесплатно
Разработка информационной системы поддержки коллективной разработки проектов
Статья научная
В работе выполнен аналитический обзор современных систем управления проектами и приведено описание вновь созданной информационной системы, поддерживающей коллективную работу исследователей и разработчиков ITпроектов (в том числе планирование, разработку программного обеспечения, обмен информацией и составление отчетов).
Бесплатно
Разработка распределенной системы защиты облачных вычислений
Статья научная
Рассмотрены вопросы построения исследовательского стенда для организации сетевых атак на системы облачных вычислений. Предложена концепция распределенной системы защиты с использованием перспективного модуля мониторинга аномальной сетевой активности, учитывающая основные направления возможных атак.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены задачи алгоритмического и аппаратнопрограммного обеспечения системы управления погружным жидкостным охлаждением высокопроизводительных вычислительных комплексов. Система управления решает задачу минимизации энергопотребления при ограничении на максимальную допустимую температуру тепловыделяющих компонентов вычислительных комплексов. Предложено решение задачи минимизации энергопотребления, получены условия оптимальности. Выбрано аппаратное обеспечение, разработан контроллер, позволяющий обработать необходимое количество сигналов цифровых термометров
Бесплатно
Разработка системы анализа производительности приложений для мобильных платформ
Статья научная
Анализ производительности при разработке приложений занимает важное место наряду с модульным и многими другими видами тестирования. При разработке приложений и архитектур для суперкомпьютеров подобное тестирование оказывается еще более важным ввиду высокой стоимости эксплуатации такого рода систем. В последнее время набирает популярность использование мобильных платформ для построения суперкомпьютеров благодаря низкому энергопотреблению систем и появлению 64 разрядных процессоров. В ходе работы, которой посвящена данная статья, разработана система для запуска тестов, которая на данный момент отлично показала себя для мобильных платформ. Тесты можно запустить на большом количестве платформ, в системе эффективно реализуется многопоточность, а также можно подавать реальные данные и получать результат, как на компьютере, так и на мобильном устройстве. В статье описывается подход к тестированию производительности, а также идея развить этот инструмент в сторону применения для научных приложений и суперкомпьютеров
Бесплатно
Разработка системы моделирования автономного полета беспилотного летательного аппарата
Статья научная
В работе приводится описание системы моделирования полета беспилотного летательного аппарата (БПЛА) в автономном режиме. В своей работе система ориентируется на генерируемые программно снимки, являющиеся аналогом снимков, сделанных с бортовых камер БПЛА. Производится распознавание объектов.
Бесплатно
Статья научная
Авторами была выполнена разработка экспериментального образца комплекса программных средств суперкомпьютерного моделирования характеристик полупроводниковых наноструктурированных сред для сверхбыстрой модуляции света в системах передачи информации в волоконно-оптических линиях связи. В статье описывается процесс создания данного комплекса на языке C++ на основе разработанного авторами программного кода на языке Matlab. Приводится перечень основных проблем, с которыми пришлось столкнуться авторам, и предлагаются способы их решения. Во второй части статьи приводятся результаты экспериментального исследования, показывающие высокую эффективность и масштабируемость разработанного комплекса.
Бесплатно
Разрешение событийно-несобытийной неоднозначности существительных: нейросетевой подход
Статья научная
В работе предложен метод автоматического определения значения существительных, неоднозначных с точки зрения событийно-несобытийной категоризации. Представлены результаты сопоставительного анализа нескольких нейросетевых архитектур, использованных для снятия неоднозначности. Обсуждается проблема обнаружения в тексте упоминаний о событиях.
Бесплатно
Распознавание идиоматического использования выражений с помощью нейронных сетей
Статья научная
Многие идиоматические выражения могут использоваться не только в~переносном смысле, но и в прямом. Распознавание того или иного случая их употребления является важной задачей во многих приложениях обработки текстов на естественном языке, в частности, в машинном переводе. В~настоящей работе предлагается автоматический способ распознавания прямого и переносного использования идиоматических выражений на основе анализа их локальных контекстов с помощью рекуррентных нейронных сетей. Исследованы два типа таких сетей для решения данной задачи --- обычные рекуррентные нейросети и двунаправленные их модификации. Рассмотрены варианты представления слов контекста как в виде нормальных форм,так и виде словоформ, встретившихся в тексте. Описаны способ построения и характеристики дистрибутивной модели, в которой хранятся векторные представления слов и целевых идиоматических выражений. В заключение мы даем обзор наиболее важных работ по данной проблематике.
Бесплатно
Распознавание кадастровых координат с использованием свёрточно-рекуррентных нейронных сетей
Статья научная
В статье исследуется применение свёрточно-рекуррентных нейронных сетей (CRNN) для распознавания изображений кадастровых координат объектов на отсканированных документах ППК «Роскадастр». Комбинированная архитектура CRNN, объединяющая свёрточные нейронные сети (CNN) и рекуррентные нейронные сети (RNN), позволяет использовать преимущества каждой из них для обработки изображений и распознавания содержащихся в них непрерывных цифровых последовательностей. При проведении экспериментальных исследований были формированы изображения, состоящие из заданного количества цифр, построена и исследована CRNN модель. Формирование изображений цифровых последовательностей заключалось в предобработке и конкатенации изображений образующих их цифр из собственного набора данных. Анализ значений функции потерь и метрик Accuracy, Character Error Rate (CER) и Word Error Rate (WER) показал, что использование предложенной CRNN модели позволяет достичь высокой точности распознавания кадастровых координат на их отсканированных изображениях.
Бесплатно
Распознавание табличной информации с использованием свёрточных нейронных сетей
Статья научная
Показана актуальность выявления табличной информации и распознавания её содержимого для обработки отсканированных документов. Описано формирование набора данных для обучения, валидации и тестирования нейронной сети глубокого обучения (DNN) YOLOv5s для обнаружения простых таблиц. Отмечена эффективность использования этой DNN при работе с отсканированными документами. С использованием Keras Functional API сформирована свёрточная нейронная сеть (CNN) для распознавания основных элементов табличной информации - цифр, основных знаков препинания и букв кириллицы. Приведены результаты исследования работы этой CNN. Описана реализация выявления и распознавания табличной информации на отсканированных документах в разработанной ИС актуализации информации в базах данных системы ЕГРН Росреестра.
Бесплатно
Распознавание цифровых последовательностей с использованием свёрточных нейронных сетей
Статья научная
В статье показана актуальность задачи преобразования в текстовой формат элементов изображений, содержащих последовательности машинописных цифр. На примере распознавания табличной информации из отсканированных документов ППК «Роскадастр» предложено возможное решение этой задачи с использованием свёрточных нейронных сетей (CNN). Описаны принципы формирования наборов данных и моделей CNN для распознавания последовательностей из двух, трёх и четырёх цифр. Приведены результаты экспериментального исследования этих моделей и показана их эффективность. Описана интеграция моделей CNN в разрабатываемую в настоящее время информационную систему (ИС), предназначенную для автоматизированного перевода отсканированных документов в их текстовые аналоги.
Бесплатно
Распределенная арифметика в оптическом канале на основе фотонных коммутаторов
Статья научная
В статье рассматривается фотонная сеть с распределенным управлением, состоящая из нескольких узлов, связанных общим каналом, в котором за время передачи одного числа выполняется единая операция над числами, которые параллельно передаются всеми узлами. Рассматриваются такие операции как суммирование или нахождение максимума (минимума) чисел, передаваемых последовательно по двоичным разрядам. Предполагается, что разряды чисел передаются парафазными оптическими сигналами, а общий канал строится из фотонных коммутаторов этих сигналов.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена вопросам применения высокопроизводительных средств для подготовки специалистов в области параллельных вычислений. Рассматриваются различные способы организации образовательного процесса, обсуждаются сильные и слабые стороны каждого из подходов. Подробно описывается предложенный подход создания вычислительной системы на основе персональных компьютеров, объединенных в локальную или глобальную сеть.
Бесплатно
Статья научная
Исследуются взаимосвязанные нестационарные тепловые процессы в погружном электродвигателе насосной установки, расположенной в потоке пластовой водонефтегазовой смеси, обтекающей двигатель в нефтедобывающей скважине и горных породах, окружающих скважину. Для расчета температурных характеристик разработаны математическая, численная и алгоритмическая модели, реализованные в программном комплексе, позволяющем методом вычислительного эксперимента с одновременной визуализацией результатов расчетов изучать температурный режим электродвигателя и тепловые эффекты в трехфазном потоке, движущемся в кольцевом зазоре между обсадной колонной скважины и двигателем, с учетом его теплообмена с горными породами. Показано, что переходные тепловые процессы, возникающие в системе «двигатель - трехфазный поток - породы» при отключении двигателя из-за его перегрева, зависят от физических и геометрических характеристик каждого элемента этой системы. Расчетные оценки продолжительности (десятки минут) стадии охлаждения двигателя после выключения и стадии его нагрева при повторном включении согласуются с реальными временами этих процессов в нефтяных скважинах.
Бесплатно
