Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 422
Задача экспертного оценивания сценариев при многовариантных расчетах
Статья научная
В работе предложена модель информационной системы для поддержки принятия решений, предназначенной для решения задачи экспертного оценивания сценариев при прогнозировании состояния атмосферного воздуха. Разрабатываемая программная система основана на модулях, реализующих различные методы группового многокритериального выбора и процедур голосования. Разработанный прототип был применен для конкретной задачи, возникшей при анализе результатов моделирования динамики примесей в атмосферном воздухе города.
Бесплатно
Заметка об автоматическом решении квадратичных уравнений в словах
Статья научная
При анализе программ, оперирующих строками, естественным образом возникает задача решения уравнений в словах. На практике часто встречаются такие уравнения, содержащие, самое большее, два вхождения каждой переменной, –- так называемые квадратичные уравнения. Для их решения Ю. И. Хмелевским в 1971 году предложен интуитивно ясный алгоритм, имеющий экспоненциальную сложность. В 1999 году В. Дьекертом показано, что задача решения квадратичного уравнения является NP-трудной. В данной заметке изложены и показаны на примерах способы упрощения классического алгоритма Хмелевского, позволяющие добиться лучшей его применимости в автоматическом анализе программ.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается подход, позволяющий выявить, для каких задач нужны суперкомпьютеры эксафлопсного класса. Возможности подхода рассмотрены на примерах актуальных задач материаловедения, физики конденсированного вещества и плотной плазмы, для решения которых необходимо атомистическое моделирование на современных и создаваемых в настоящее время суперкомпьютерах. Для каждой задачи проведено соответствие между набором изучаемых явлений и требуемым уровнем быстродействия (числа ядер) вычислительной системы. Показана масштабируемость параллельных программ моделирования и перспектива расширения предсказательной способности методов по мере увеличения числа вычислительных ядер и/или использования специализированных архитектур (графические ускорители). Рассмотрена иерархия методов моделирования, необходимых для адекватного описания свойств веществ на различных пространственных и временных масштабах. На наиболее глубоком нанометровом/пикометровом масштабе для моделирования электронной динамики и построения эффективных потенциалов взаимодействия частиц применяется теория функционала плотности (квантовая молекулярная динамика). Классический метод молекулярной динамики позволяет явно рассмотреть системы движущихся атомов вплоть до микромасштабов. Выход на макромасштабы осуществляется с помощью кинетических подходов и механики сплошных сред. Проведены сравнения эффективности распараллеливания для топологий тора и толстого дерева для трёх классов задач.
Бесплатно
Зачем и какие суперкомпьютеры экзафлопсного класса нужны в естественных науках
Статья научная
Рассматривается подход, позволяющий выявить задачи, для решения которых нужны как современные суперкомпьютеры, так и создаваемые в настоящее время суперкомпьютеры пре-экзафлопсного класса. Возможности подхода рассмотрены на примерах актуальных задач механики, физики, химии и биологии. Включены как атомистическое моделирование, так и механика сплошных сред. Показаны преимущества тороидальной топологии. Предложены рекомендации по процедурам выбора конструкции планируемых суперкомпьютеров. Ключевые слова и фразы: атомистическое моделирование, электронная структура, молекулярная динамика, многомасштабное моделирование, радиационное старение, лазерная абляция, нуклеация, полимеры, параллельная эффективность
Бесплатно
Защита периметра облачных вычислений
Статья научная
Представлена абстрактная концепция опечатывания облачных данных с помощью определяемых политик. Описано использование криптомодулей TPM в создании доверенных серверных платформ внутри облака. Представлена обобщенная схема геотегирования.
Бесплатно
Игровое обучение как облачный сервис
Ред. заметка
Рассматривается вопрос геймификации обучения администрированию сетевых систем с использованием виртуализации и облачных технологий. Предложена концепция игры и способ реализации. Предлагаемый подход позволяет обучать администрированию, обеспечивая высокий уровень вовлечённости и результативности и упрощая процесс развёртывания виртуального учебного полигона
Бесплатно
Идентификация псевдослучайных последовательностей по моментам вероятностных распределений
Статья научная
В работе рассматривается обоснование метода определения детерминированного характера псевдослучайного процесса, формируемого нелинейным отображением 0,1, путем сопоставления двумерных смешанных моментов распределений значений, генерируемых этим отображением. Рассматривается возможность аппроксимации отображения, генерирующего псевдослучайную последовательность, по совокупности двумерных смешанных моментов распределения.
Бесплатно
Извлечение сложных временных выражений из текстов в рамках задачи автоматического выявления ситуаций
Ред. заметка
В рамках проблемы автоматического выявления ситуаций в публицистических текстах на русском языке рассматривается задача поиска сложных временных выражений. Выделение именных групп, содержащих временные выражения, понимается как подзадача частичного синтаксического анализа (shallow parsing). Предлагается алгоритм, состоящий из предварительной сегментации и последующего поиска границ именных групп в выделенном сегменте с помощью машинного обучения (CRF-модели). Приводятся результаты экспериментов
Бесплатно
Инструментальные средства анализа депрессивного состояния и личностных черт человека
Статья научная
Выполнен анализ работ, посвященных выявлению устойчивой связи между личностными чертами и депрессией человека по комплексу информации, доступной в социальных сетях. Значимость автоматизированного решения задачи определяется необходимостью своевременного выявления признаков депрессии как широко распространенного психического заболевания для принятия мер ее профилактики и лечения на ранних стадиях.Рассмотрены вопросы построения механизмов выявления закономерностей и построения современных инструментальные средств анализа данных социальных сетей для проведения научных исследований в предметной области. В качестве инструментальных средств выявления депрессии предлагается применять современные методы автоматического анализа веб-страниц, формализации выявления деструктивной информации по предложениям психологов, проверки гипотез о наличии корреляционных связей, автоматической классификации текстово-графической информации с помощью аппарата искусственных нейронных сетей в сочетании с методами семантического и психологического анализа данных.Эксперименты выявляют существенную корреляционную связь между различными градациями депрессии и некоторыми личностными чертами, а также устойчивую корреляцию между самими личностными чертами большой пятерки.
Бесплатно
Интеграция алгоритма параллельной сортировки Бэтчера и активной системы хранения данных
Статья научная
В статье описан разработанный алгоритм сортировки больших объемов данных при помощи модифицированной версии алгоритма параллельной сортировки Бэтчера. Принципиальной новизной полученного решения является интеграция распространенного и доказавшего свою эффективность алгоритма параллельной сортировки Бэтчера и концепции системы активного хранения на базе библиотеки шаблонных классов TSim и кластерной файловой системы Lustre. В статье представлены результаты тестирования производительности разработанного алгоритма на реальной научной задаче обработки данных сейсмической разведки. Полученные результаты демонстрируют линейное ускорение на задаче, обрабатывающей большой (более 100 Гб) массив данных.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается облачная программная платформа Everest, реализующая публикацию, выполнение и композицию вычислительных приложений в распределенной среде. Описаны архитектура платформы, принципы создания приложений, интеграция платформы с внешними вычислительными ресурсами, а также интерфейс прикладного программирования платформы.
Бесплатно
Интеграция приложения Tachyon с системой параллельного программирования OpenTS
Ред. заметка
Работа описывает интеграцию приложения Tachyon из библиотеки Intel® Threading Building Blocks с системой параллельного программирования OpenTS
Бесплатно
Интеллектуальная поддержка процессов контроля и диагностики космических подсистем
Статья научная
В настоящей работе проведено исследование предметной области, выполнен обзор существующих разработок в области построения систем мониторинга, контроля и диагностики подсистем космических аппаратов, в том числе, с использованием нейросетевого подхода. Теоретически исследованы пути реализации математического и алгоритмического обеспечения системы контроля и диагностики подсистем космического аппарата.Разработаны методические подходы, способы и методы решения технических задач по построению нейросетевой системы контроля и диагностики подсистем космического аппарата. Применение технологий искусственных нейронных сетей позволяет обнаруживать, классифицировать и прогнозировать ошибки, осуществлять многоуровневую диагностику подсистем космического аппарата и прогнозировать их дальнейшее поведение, тем самым увеличивая эффективность, скорость принятия решений и надежность работы узлов космического аппарата.Представлен метод графического представления временных последовательностей, позволяющий визуально классифицировать радиотехнический сигнал и обнаружить шум в этом сигнале. Предлагается формировать и ранжировать набор значимых признаков путем применения алгоритмов «Add» и «Del».
Бесплатно
Интерфейс для моделирования эластик Эйлера в программной среде Mathematica
Статья научная
В классическом вариационном вычислении и оптимальном управлении хорошо известна задача о стационарных профилях упругого стержня. Леонард Эйлер, рассмотревший эту задачу в 1744 году, описал все возможные стационарные профили (эйлеровы эластики). В программной среде Mathematica написаны модули вычисления уравнений всех типов эластик, а макже модуль для их визуализации. Модули объединены в интерфейс, позволяющий получить изображение и параметризацию любой эластики через Web.
Бесплатно
Информационная инфраструктура Республики Татарстан: от «Senet-Tatarstan» к «Segrid-Tatarstan»
Статья научная
Описаны этапы формирования в Республике Татарстан телекоммуникационных, информационных и суперкомпьютерных ресурсов организаций науки, образования и государственного управления. Представлены также результаты в области высокопроизводительных вычислений, полученные к настоящему времени.
Бесплатно
Информационная система поддержки исследований в инфраструктурной логистике
Статья научная
Статья посвящена описанию информационной системы, предназначенной для поддержки исследований в области инфраструктурной логистики. Архитектуру информационной системы можно представить в виде двух взаимодействующих подсистем. Первая подсистема обрабатывает предметную информацию и использует экспертную систему для выработки рекомендаций в различных областях транспорта и логистики на основе концептуальной модели. Вторая же подсистема позволяет дополнительно включить в процессе поддержки различные вычислительные методы, основанные на математических моделях инфраструктурной логистики. Основное внимание в статье уделяется первой подсистеме, рассмотрена ее архитектура и процесс функционирования.
Бесплатно
Статья научная
Процессор с архитектурой управления потоком данных может выполнять до 16 команд в такт по сравнению с 4–6 командами в такт у лучших процессоров фон-неймановской архитектуры. Моделирование векторного потокового процессора показало, что его производительность на программе перемножения матриц может быть доведена до 256 флоп в такт при выдаче менее 8 команд в такт, и поддерживаться близкой к пиковой производительности при значительно меньшем размере обрабатываемых матриц. Анализируются преимущества и недостатки использования в этом процессоре на векторной обработке конвейерного «сдвоенного» умножителя и сумматора вместо раздельных умножителей и сумматоров с плавающей запятой. Ключевые слова и фразы: суперкомпьютер, векторный процессор, архитектура управления потоком данных, оценка производительности, мелкозернистый параллелизм, сдвоенная арифметика
Бесплатно
Статья научная
Успешность использования математических моделей, определяющих поведение квантово-полевых систем в параметрических пространствах, критически зависит от уровня оптимизации процедуры получения решения. В работе рассматривается задача вычисления плотности носителей, возникающих в графене в результате действия импульсного электрического поля. Основой модели является система кинетических уравнений, обеспечивающих вычисление остаточной функции распределения. Её интегрирование по импульсному пространству даёт искомую плотность носителей. Проблема заключается в высокой вычислительной сложности покрытия импульсного пространства равномерной сеткой, обеспечивающей точное вычисление плотности для различных параметров импульса поля. При этом модель не содержит критериев определения удовлетворительных параметров сетки. В работе предложена и реализована процедура построения адаптивной сетки в форме квадродерева, имеющего переменный размер покрывающих квадратов. Построение реализовано в форме итерационной процедуры, совмещенной с процессом вычисления значений функции распределения.
Бесплатно
Использование контейнерной виртуализации в организации высокопроизводительных вычислений
Статья научная
Статья посвящена вопросу применимости контейнерной виртуализации при организации высокопроизводительных вычислений с точки зрения изоляции пользовательских заданий. В статье приводятся результаты экспериментов по оценке накладных расходов на организацию контейнерной виртуализации, степени взаимного влияния заданий и обеспечения защиты от несанкционированного доступа
Бесплатно
Использование локализации и переполнения для управления параллельными и распределёнными вычислениями
Ред. заметка
Применительно к задачам суперкомпьютинга и сверхбольших баз данных рассматривается абстрактная концепция переполнения и показывается, как её использовать для организации и оптимизации распределённых и параллельных вычислений. Работа является второй в серии, посвящённой методам организации вычислений над локальными системами.
Бесплатно
