В статье предлагаются децентрализованные процессы синхронизации действий распределенной группы активных компонентов (объектов) в суперкомпьютерах и компьютерных кластерах, ускоряющие их синхронный переход в заданные состояния и воздействие на внешнюю среду. Объектам не задается значение момента времени перехода. Им известен только факт появления совокупности событий, требующих наиболее быстрого перехода всех объектов в новое состояние. Для синхронизации объекты обмениваются оптическими сигналами по беспроводным каналам связи через ретранслятор оптических сигналов, объединяющий группы объектов. Синхронизация ускоряется за счет применения групповых операций, каждая из которых одновременно получает и обрабатывает данные группы распределенных объектов. Такая обработка выполняется групповыми операциями при передаче данных объектами, не увеличивая это время. Причем время обработки не зависит от количества данных, одновременно обрабатываемых операцией. Групповые операции выполняются в ретрансляторе, не содержащем вычислительных средств. В целом решения статьи ускоряют при возникновении непредвиденных событий переход асинхронно действующих распределенных объектов в заданное синхронное состояние. Такая возможность наиболее востребована для систем, работающих в режиме жесткого реального времени.

Бесплатно

Система автоматического тегирования изображений на основе миварных технологий

Майборода Юрий Игоревич, Синцов Михаил Юрьевич, Озерин Алексей Юрьевич, Кузин Артур Азатович, Варламов Олег Олегович

Статья научная

В данной статье рассматривается проблема создания системы автоматического тегирования изображений. В статье приведен обзор существующих задач и программных решений в области классификации объектов на изображении. Для решения задачи распознавания множества объектов на изображениях предлагается реализовать модули снятия контекстной неопределенности и управляющий модуль, производящий интеллектуальный запуск остальных модулей системы. Данные модули используют миварные технологии: миварную базу знаний и миварный метод логического вывода. В работе приведена модульная схема системы, описание работы модулей системы, а также полученные результаты.

Бесплатно

Система внутреннего контроля качества медицинской помощи с использованием искусственного интеллекта

Бельченков А. А., Калиновский В.В., Белышев Д.В., Клочков А.С.

Статья научная

В статье представлен опыт разработки и внедрения системы автоматизированного контроля качества медицинской помощи «Супервизия Истории болезни» в условиях реабилитационной клиники. Решение сочетает классические алгоритмы обработки структурированных данных медицинской информационной системы (МИС) с анализом неструктурированного текста электронных медицинских документов при помощи больших языковых моделей (LLM). Цель. Разработка и апробация методики автоматизированного контроля качества медицинской помощи, обеспечивающей полный охват историй болезни пациентов при минимальном участии экспертов на этапе сбора и первичного анализа данных. Материалы и методы. Работа выполнена на базе МИС Интерин PROMIS Alpha PG в Клинике ранней реабилитации ,,Три сестры„. Методика включает два типа критериев оценки: алгоритмические (вычисляются средствами СУБД на основе структурированных данных) и интеллектуальные (оцениваются с применением LLM на основе текстового содержания медицинских документов). Результаты. Разработан и внедрен программный модуль «Супервизия истории болезни», позволяющий автоматически формировать комплексную оценку качества ведения истории болезни на основе конфигурируемого набора критериев. Модуль реализует гибридный подход к анализу данных и интегрирован в рабочие процессы клиники. Выводы. Комбинирование алгоритмических методов и технологий искусственного интеллекта позволяет эффективно решать задачу масштабируемого и глубокого контроля качества медицинской документации. Система не заменяет эксперта, но высвобождает его время для анализа сложных случаев, работая как инструмент поддержки принятия решений. Перспективы развития — переход к непрерывному контролю и использование специализированных медицинских LLM.

Бесплатно

Система извлечения упоминаний симптомов из текстов на естественном языке с помощью нейронных сетей

Сердюк Юрий Петрович, Власова Наталья Александровна, Момот Седа Рубеновна

Статья научная

В статье представлена система для извлечения упоминаний симптомов из медицинских текстов на естественном (русском) языке. Система осуществляет нахождение симптомов в тексте, их нормализацию (приведение к стандартной форме) и отождествление - отнесение найденного симптома к группе однотипных симптомов. Каждый этап обработки реализуется с помощью отдельной нейронной сети. Состав извлекаемых симптомов ограничен тремя видами заболеваний - аллергические и пульмонологические заболевания, а также коронавирусная инфекция (COVID-19). Представлен и описан аннотированный корпус предложений, использованный для обучения нейросети нахождению упоминаний симптомов, относящихся к этим трем заболеваниям. При разметке корпуса был использован простой XML-подобный язык. Для представления предложений, непосредственно поступающих на вход нейросети, предложен расширенный BIO-формат разметки. Для каждого этапа приведены оценки точности (для первого этапа точность оценивалась при строгом и гибком тестировании). Описаны подходы и реализация приведения к стандартной форме и отождествления упоминаний симптомов. Даны сравнения с аналогичными работами по извлечению симптомов из медицинских текстов на разных языках, а также показано место данной системы в системах поддержки принятия клинических решений.

Бесплатно

Систематический обзор методов составления тестовых инвариантов

Якушева С.Ф., Хританков А.С.

Статья обзорная

Тестирование инвариантами (metamorphic testing) - один из наиболее эффективных методов тестирования программ, для которых сложно подбирать тестовые примеры и формулировать тестовые оракулы. При тестировании инвариантами вместо проверки правильности вывода программы на отдельных наборах входных данных проверяется выполнение тестового инварианта (metamorphic relation) - функции от нескольких наборов исходных данных и соответствующих им ответов программы. Составление тестовых инвариантов требует понимания решаемой программой задачи и творческого подхода. Предлагаемый систематический обзор посвящён выявлению широкоприменимых методик получения инвариантов и повторяющихся приёмов составления инвариантов в разных научных областях. На основе проведенного анализа предложена классификация инвариантов на шесть основных типов, выявлены типовые преобразования исходных данных, используемые при составлении инвариантов в нескольких областях знаний. Результаты обзора будут полезны исследователям в примененении тестирования инвариантами на практике к верификации наукоемких программ и алгоритмов машинного обучения.

Бесплатно

Системы поддержки принятия решений в медицине

Малых Владимир Леонидович

Статья научная

Современная медицина осваивает системы поддержки принятия решений (СППР). Анализируя российские и зарубежные источники, работа выявляет основные барьеры на пути создания СППР для медицины. Приводятся возможные подходы к преодолению концептуальных барьеров, предлагается возможное комплексное решение проблемы. Рассматривается гибридная модель СППР широкого класса для медицины. Результаты могут быть использованы разработчиками ИТ для построения СППР на основе научной и эмпирической компонент медицинских знаний.

Бесплатно

Скоростные ассоциативные операции и алгоритмы управления и обработки данных для распределенных цифровых систем, действующих в условиях неопределенности

Стецюра Г.Г.

Статья научная

Рассмотрены ассоциативные операции и использующие их алгоритмы для скоростной сетевой обработки данных и управления в распределенных цифровых системах с непредвиденными действиями объектов системы, с неизвестными временем и местом появления в системе результатов или отказов, с неожиданным воздействием внешней среды. Эти операции и алгоритмы позволили создать излагаемые в статье способы ассоциативного взаимодействия объектов (по качественным признакам, без использования адресов объектов и данных) и распределенные ассоциативные операции с одновременным участием в каждой операции группы объектов. Выполнение операций не увеличивает время передачи данных. Для ускорения реакции системы на непредвиденные воздействия предложены три вида адаптивных структур связей объектов с разной скоростью реакции на воздействия. Все связи перестраиваются одновременно.

Бесплатно

Скрытые резервы системных сетей суперкомпьютеров Blue Waters (IBM) и Gemini (CRAY)

Каравай Михаил Федорович, Подлазов Виктор Сергеевич

Статья научная

Рассматриваются простые возможности повышения характеристик интерконнекта суперкомпьютеров Blue Waters (IBM) и Gemini (CRAY) за счет использования системных сетей с прямыми каналами.

Бесплатно

Слияние циклов для локализации данных

Штейнберг Борис Яковлевич, Штейнберг Олег Борисович, Василенко Александр Александрович

Статья научная

Для улучшения локализации данных используется слияние циклов. Слияние циклов, имеющих общие переменные, может ускорить исполнение за счёт уменьшения количества кэш-промахов. Это преобразование известно давно, но компиляторы выполняют его лишь для простейших случаев.Наши улучшенные алгоритмы используют предварительные преобразования для корректного слияния циклов, имеющих разное количество итераций и информационные зависимости.

Бесплатно

Современные методы автоматического анализа темпоральных выражений в текстах на~естественном языке

Ландо Наталья Сергеевна

Статья научная

Статья посвящена вопросу извлечения из текста на естественном языке информации о времени путем анализа указаний на время, которые в нем содержатся. В работе представлен обзор современных достижений в данной области, прежде всего в применении к текстам на английском языке. Рассмотрены методы и подходы, используемые авторами западных систем автоматического анализа текстов, а также предложение по использованию аналогичного подхода к русскоязычному материалу. Выявлены наиболее проблемные с точки зрения анализа участки текста, а именно — анафорические, дейктические и эллиптированные элементы темпоральных выражений

Бесплатно

Современные методы анализа модальности в текстах на естественном языке

Егикян Седа Рубеновна

Ред. заметка

Статья содержит обзор современных подходов к разметке и распознаванию модальной информации в текстах на естественном языке. Широко распространенные точки зрения представлены в их разнообразии --- как те, которые нацелены на обработку модальности в широком смысле (включая смежные характеристики, такие как временной план, эвиденциальность и пр), так и те, которые предназначены для отделения модализованной информации от немодализованной.

Бесплатно

Современные серверные ARM-процессоры для суперЭВM: A64FX и другие. Начальные данные тестов производительности

Кузьминский Михаил Борисович

Статья обзорная

Дан сравнительный анализ производительности серверных ARM./процессоров, используемых на~суперЭВМ или ориентированных в частности на~высокопроизводительные вычисления (HPC). В~стартовый анализ производительности были отобраны Fujitsu A64FX, Marvell ThunderX2 и Huawei Kunpeng 920. Обзор производительности для HPC сосредоточен в~первую очередь на~тестах и приложениях для A64FX, поддерживающего более длинные, чем у~других ARM./процессоров, вектора и имеющего большую пиковую производительность. Производительность A64FX сопоставлена с~соответствующими данными для Intel Xeon Skylake и Cascade Lake, и AMD EPYC с~Zen 2 и 3 (Roma и Milan), а также с~GPU Nvidia V100 и A100. Сформулирован краткий набор потенциальных плюсов и минусов микроархитектуры A64FX. Сопоставлены данные о~производительности, получаемой с~применением различных компиляторов для A64FX. Сформированы признаки, когда A64FX дает обычно преимущества в~производительности относительно x86-64, а когда~.-- проигрывает x86-64. Подтверждается, что применение A64FX в~суперЭВМ может расти далее. Возможно, гегемония x86-64 в~HPC будет уменьшаться, в~том числе за счет расширения применения серверных ARM./процессоров. Однако проведенный анализ A64FX и ожидаемых в~ближайшее время новых процессоров архитектуры AArch64 показал, что ведущим в~этом процессе не обязательно окажется A64FX.

Бесплатно

Современные тенденции в области хранения и обработки сенсорных данных

Шевчук Елена Васильевна, Шевчук Юрий Владимирович

Статья научная

Содержится обзор современных тенденций в области хранения и обработки сенсорных данных, различные подходы рассматриваются с точки зрения применимости к организации масштабируемых высокопроизводительных хранилищ данных, выделены наиболее перспективные решения с учетом специфики сенсорных данных и их использования

Бесплатно

Специализатор CILPE: частичные вычисления для объектноориентированных языков

Климов Юрий Андреевич

Статья научная

В работе рассмотрена специализация программ на основе метода частичных вычислений применительно к программам на объектноориентированных языках. Дан обзор возможностей известных специализаторов для языков этого класса, приведено сравнение специализаторов. Описаны возможности специализатора CILPE и приведен пример его использования.

Бесплатно

Специализатор JaSpe: BT-объекты и межпроцедурный аспект алгоритма анализа времен связывания

Адамович Игорь Алексеевич

Статья научная

Статья посвящена частичным вычислениям, использующим offline-стратегию. Мощность этого метода решения задачи специализации программ во многом зависит от анализа времен связывания, который размечает программные конструкции как выполнимые либо невыполнимые на этапе специализации. Анализ времен связывания может использовать несколько вариантов разметки полей класса, зависящих от их использования в программе. Увеличивая число потенциальных оптимизаций, такая поливариантность по классам позволяет эффективно специализировать большее число программ. Наибольший эффект достигается на объектно./ориентированных языках, предполагающих создание большого количества различающихся по~ назначению экземпляров класса. Известные алгоритмы анализа времен связывания расширяются до поливариантности по классам и распрострают их на~объектно./ориентированный язык общего назначения. Новые методы реализованы в~виде набора плагинов для Eclipse IDE, составляющих специализатор JaSpe для программ на Java.

Бесплатно

Специализатор JaSpe: алгоритм внутрипроцедурного анализа времени связывания программ на подмножестве языка Java

Адамович Игорь Алексеевич, Климов Юрий Андреевич

Статья научная

Анализ времени связывания в частичных вычислениях, нацеленных на оптимизацию программ, разделяет программные конструкции на статические и динамические. Статические конструкции исполняются специализатором, а динамические переходят в результирующую программу. Частичные вычисления применяются в основном для нетривиальной компиляции программ без компилятора, при наличии лишь интерпретатора и специализатора. Эффективность их существенно зависит от качества разметки программы, получаемой в результате анализа времени связывания.Статья посвящена особенностям алгоритма анализа времени связывания специализатора JaSpe, разрабатываемого авторами данной публикации для широко распространенного объектно-ориентированного языка Java. Она содержит основные понятия, использованные при реализации анализа времени связывания, внутрипроцедурную версию алгоритма и обсуждение деталей анализа конструкций, использующих ссылочные типы данных.Алгоритм отличается от предшествующих аналогов, из числа работающих с программами на объектно-ориентированных языках, нетривиальной обработкой конструкций ветвления (if, switch), циклов (for, while, do) и блочных инструкции, которые содержат последовательность других инструкций...

Бесплатно

Способы повышения производительности систем хранения данных

Сибиряков Максим Андреевич

Статья научная

В статье рассматриваются основные способы повышения производительности систем хранения данных (СХД). Определяется направление совершенствования высокопроизводительных СХД (ВСХД)

Бесплатно

Сравнение децентрализованной, централизованной и гибридной структур взаимодействия для гетерогенной группы беспилотных летательных аппаратов

Муслимов Т.З.

Статья научная

В статье рассматривается концепция гетерогенной (разнородной) или полиморфной взаимодействующей группы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА или дронов) для оценки перспектив дальнейшего построения роевой системы на основе такого подхода. Исследуются несколько вариантов структуры взаимодействия между отдельными БПЛА в составе группы: децентрализованная, централизованная и гибридная архитектуры. На основе моделирования полета формации БПЛА проведен анализ эффективности управления в соответствии с несколькими метриками. В результате выявлены преимущества и недостатки каждого из изучаемых вариантов структуры взаимодействия в гетерогенной группе БПЛА. Исследование проведено на основе компьютерного моделирования полета с реалистичной динамикой отдельных летательных аппаратов. Рассмотрено влияние временных задержек в каналах связи на качество работы системы управления группой. По итогам моделирования получены значения количественных метрик, отражающие эффективность системы группового управления гетерогенной формацией БПЛА, и выполнен их анализ. Приведены графики параметров полета, которые позволяют сделать выводы о влиянии структуры взаимодействия на поведение отдельных летательных аппаратов в процессе их функционирования. Автономные гетерогенные группы и рои БПЛА являются перспективным направлением для исследований, которое привлекает все больше внимания. Такие системы обладают существенными преимуществами по сравнению с однородными по составу группами БПЛА. Статья содержит анализ влияния разных вариантов структуры взаимодействия на работу системы управления гетерогенной группой БПЛА и динамику полета такой формации. Результаты исследования могут быть полезны для оценки возможных способов практической реализации гетерогенного автономного роя БПЛА.

Бесплатно

Сравнительная оценка методов планирования приложений в распределенных вычислительных средах

Сухорослов Олег Викторович, Назаренко Алексей Михайлович

Ред. заметка

Работа посвящена анализу эффективности известных алгоритмов планирования пакетов задач и композитных приложений в распределенных вычислительных средах (РВС). Сравнение алгоритмов производится на основе результатов имитационных экспериментов для различных примеров приложений и конфигураций РВС. Имитационное моделирование позволяет избежать проведения длительных натурных экспериментов и обеспечить воспроизводимость результатов. Помимо полученных результатов описывается используемая имитационная модель (симулятор) РВС на базе платформы SimGrid

Бесплатно

Сравнительный анализ архитектур backbone для инстанс-сегментации объектов на аэрофотоснимках с использованием Mask R-CNN

Винокуров И.В., Фролова Д.А., Ильин А.И., Кузнецов И.Р.

Статья научная

В работе проведено сравнительное исследование моделей Mask R-CNN с различными предобученными backbone-архитектурами для реализации инстанс-сегментации объектов недвижимости на аэрофотоснимках. Модели дообучались на специализированном наборе данных ППК «Роскадастр». Анализ точности детектирования ограничивающих рамок и масок сегментации объектов выявил предпочтительные архитектуры — трансформеры Swin (Swin-S и Swin-T) и свёрточная сеть ConvNeXt-T. Высокая точность этих моделей объясняется их способностью учитывать глобальные контекстные зависимости между элементами изображения. Результаты исследования позволяют сформулировать следующие рекомендации по выбору архитектуры backbone: для систем мониторинга в реальном времени, где критична скорость работы, целесообразно применение легковесных моделей (EfficientNet-B3, ConvNeXt-T, Swin-T), для offline задач, требующих максимальной точности (таких как картирование объектов недвижимости), рекомендована крупномасштабная модель Swin-S.

Бесплатно

Журнал