Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 445
Итерационные процедуры на основе метода глобального улучшения управления
Статья научная
Рассматриваются конструктивные методы итерационной оптимизации управления на основе минимаксного принципа В.\,Ф.~Кротова и~родственные ему локализованные методы. В серии вычислительных экспериментов исследуются свойства улучшаемости и сходимости соответствующих алгоритмов. По результатам намечаются направления дальнейших исследований.
Бесплатно
Июнь 2019: анализ развития суперкомпьютерной отрасли в России и в мире
Статья научная
Статья продолжает цикл работ автора, посвященных анализу суперкомпьютерной отрасли на основании открытых данных из мирового рейтинга 500 самых мощных суперкомпьютеров-Top500. Новые данные из последних редакций Top500 и ранее не опубликованных результатов (например, анализ некоторых технических аспектов, связанных с гибридными архитектурами и новыми решениями для интерконнекта) обсуждаются в данной статье впервые. Актуальность работы определяется современной тенденцией, связанной с цифровой экономикой, для которой суперкомпьютерные технологии (СКТ) необходимы, как инфраструктурный базис.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача выделения сложных именных групп в русскоязычных публицистических текстах в приложении к задачам автоматического извлечения информации. Под сложными именными группами понимаются длинные именные группы, содержащие генитивные, предложные конструкции, а также имена собственные. Предлагается схема поиска границ именных групп, начиная с фрагмента текста, заведомо содержащего именную группу. Разработан алгоритм выделения таких фрагментов. Произведена их классификация на основании частоты встречаемости типов фрагментов, количества слов фрагмента, их частеречного состава, наличия уже выделенных именованных сущностей разных видов, информации о вхождении частей фрагментов в списки сложных предлогов и устойчивых сочетаний. Приводится первоначальная система признаков для построения алгоритма автоматического выделения именных групп в границах построенных на первом этапе анализа фрагментов. В экспериментальной части исследования произведено выделение фрагментов (58032 фрагмента) из коллекции текстов общественно-политической тематики (1000 документов), произведен анализ сложных случаев
Бесплатно
К компьютерно-сетевым архитектурам для цифровой трансформации больших систем
Статья научная
На основе математического обобщения классической модели универсального компьютера Дж. фон Неймана в статье предложен общий подход к устранению причин воспроизводства разнородности аппаратных, программных и информационных ресурсов в глобальной компьютерной среде (ГКС). Обобщённая модель позволяет бесшовно расширять свойство универсальной программируемости с внутрикомпьютерных ресурсов на сколь угодно большие сети. При этом кибербезопасность кардинального повышается за счёт аппаратного воплощения "тяжёлых" системных функций, программно выполняемых в операционных системах.Анализ тенденций развития больших распределённых систем показал, что существующие технологии функциональной интеграции разнородных ресурсов ГКС (Grid, Cloud, пиринговые сети) приблизились к пределам своих возможностей увеличения масштабов таких систем. Дальнейшее увеличение их размеров требует неприемлемых затрат на преодоление крайней разнородности и обеспечение кибербезопасности.Причины разнородности ГКС фундаментальны. Они скрыты в логике фоннеймановских оснований микропроцессорных архитектур. Сетевые протоколы TCP/IP в глобальных масштабах легализуют разнородность, а также эвристические методы интеграции разнородных ресурсов.Первоначальные принципы формирования ГКС не предназначались для системно-целостного решения проблем создания сколь угодно больших распределённых систем в ГКС. Предложенная модель открывает возможности для воплощения в ГКС математически-однородного, универсального, бесшовно программируемого и кибербезопасного алгоритмического пространства распределённых вычислений. С устранением разнородности на уровне массовых приложений кардинально снижаются затраты на создание/развитие всего разнообразия сколь угодно больших распределённых систем.
Бесплатно
К проблеме разметки текстов на русском языке для задачи извлечения фактографической информации
Статья научная
В настоящей работе рассматривается современное состояние проблемы извлечения фактографической информации из текстов на русском языке как подзадачи в направлении Information Extraction. Проанализирован опыт разметок текстов для задачи извлечения информации о событиях в рамках проектов MUC и ACE. Обосновывается и определяется понятие модели текстового упоминания о событии, описывается его структура. Текстовое упоминание о событии представляет собой синтаксически связный фрагмент текста, обозначающий событие заданного типа. Этому фрагменту ставится в соответствие фрейм события, слоты которого заполнены информацией, которая может быть получена при анализе данного фрагмента. Предполагается, что выделение в тексте синтаксически связных фрагментов, которым сопоставлен фрейм со структурированной информацией, извлеченной из данного фрагмента, будет удобным промежуточным уровнем для работы со всем многообразием способов выражения информации о событиях в русскоязычных текстах. На примере анализа текстовых упоминаний событий назначения и отставки рассматриваются сложности извлечения фактографической информации из текстов на русском языке.
Бесплатно
Ред. заметка
Одна из основных проблем, делающих параллельное программирование ненадежным, трудозатратным, подверженным ошибкам, а программы трудно отлаживаемыми, недетерминированность процессов и результатов вычислений, когда несколько исполнений одной программы с одинаковыми входными данными могут выдавать разные результаты из-за другого порядка взаимодействия параллельных процессов. В связи с бурным ростом сложности программ для суперкомпьютеров, в последнее десятилетие приобретает популярность и становится всё более актуальной идея параллельных вычислений с детерминированностью, гарантированной языком и системой программирования.В статье анализируется проблема, как сделать параллельное программирование как можно более детерминированным, и дается обзор некоторых подходов к ее решению. Также обсуждается задача разработки системы, предоставляющей возможность писать как детерминированный, так и недетерминированный код с гарантиями прикладному программисту, что его программа будет детерминированной.
Бесплатно
Статья научная
Расчеты электронной структуры молекул квантовохимическими методами давно проводятся с использованием суперЭВМ. Сегодня они проводятся на лидере суперкомпьютерного списка TOP500 и будут осуществляться на первом в США экзафлопсном суперкомпьютере.Краткий обзор современных методов квантовой химии и их применения на суперЭВМ для расчетов в первую очередь больших молекул показывает необходимость применения ускоренных аппроксимационных методик для реализации возможностей проведения таких расчетов. Это особенно актуально для массовых расчетов таких гигантских биомолекул, как докинг-комплексы белок-лиганд.Для этого нами разработаны дающие большое ускорение при приемлемой точности расчетов алгоритмы аппроксимации для вычисления молекулярных интегралов неэмпирических методов квантовой химии. Для массовых расчетов докинг-комплексов полуэмпирическими методами предложена и программно реализована новая методика, базирующаяся на использовании некоторых локализаций взаимодействий лигандов с белком благодаря формированию групп из полного набора лигандов комплекса.Изложенная методика позволила достигнуть ускорения на порядки и предполагается к использованию в будущих неэмпирических расчетах. Описанные методики и программы для необходимых массовых расчетов докинг-комплексов естественно вписываются в пакетную систему обработки заданий и могут использоваться в GRID-среде. Такая GRID-система создается на вычислительных ресурсах ЯрГУ и ИОХ РАН на базе стандартных в рамках EGI программных средств UMD 4).
Бесплатно
Квазиособые управления в стохастических системах Гурса-Дарбу
Статья научная
В одной стохастической задаче управления, описываемой нелинейным гиперболическим уравнением с краевым условием типа Гурса-Дарбу, получено необходимое условие оптимальности первого порядка в форме линеаризованного принципа максимума Понтрягина. Рассмотрен случай вырождения линеаризованного принципа максимума. Установлены различные необходимые условия оптимальности для квазиособых управлений. Квазиособыми называются управления, для которых линеаризованное условие максимума вырождается.
Бесплатно
Классификация циклов с одним оператором для выполнения на процессоре с программируемым ускорителем
Ред. заметка
Рассмотрена классификация программных циклов для оптимизирующего компилятора на процессор с программируемым ускорителем. Такой процессор может быть системой на кристалле, содержащем одновременно и вычислительные ядра, и программируемую схему. Программируемый ускоритель настраивается на архитектуру реконфигурируемого конвейера.Уточнена классификация по регулярным информационным зависимостям. Для каждого класса циклов рассмотрена возможность конвейерного выполнения. Если непосредственное конвейерное выполнение невозможно, то обсуждён вопрос о преобразованиях такого цикла к конвейеризуемому виду с помощью ОРС (Оптимизирующая распараллеливающая система). Информационные зависимости в цикле влияют на архитектуру конвейера, реализующего цикл.Рассматриваемый компилятор отличатся от обычных наличием конвертора с языка программирования высокого уровня в язык описания электронных схем. В нём должна быть библиотека драйверов для передачи данных с ЦПУ на ПЛИС и обратно. Численный эксперимент для одного из классов циклов показал двукратное ускорение.
Бесплатно
Кластеризация рукописных цифр нейронной сетью Кохонена
Статья научная
Проведена кластеризация рукописных цифр по шестидесяти тысячам изображений, содержащихся в обучающей выборке базы данных MNIST. Для кластеризации использована нейронная сеть Кохонена. Для каждой рукописной цифры определено оптимальное количество кластеров (не более 50). При определении расстояния между объектами (изображениями рукописных цифр) использована евклидова норма. Проверка правильности построения кластеров проведена по данным из тестовой выборки базы MNIST. Тестовая выборка содержит десять тысяч изображений. Сделан вывод о том, что изображения из тестовой выборки принадлежат кластеру «правильной цифры» с вероятностью более 90{\%}. Для каждой цифры вычислена F-мера для оценки кластеров. Наилучшие значения F-меры получены для цифр 0 и 1 (F-среднее значение равно 0,974). Наихудшие значения получены для цифры 9 (F-среднее значение равно 0,903). Также проведён кластерный анализ, который позволил сделать выводы о возможных ошибках в распознавании нейронной сетью Кохонена. Построены пересечения кластеров для изображений рукописных цифр. Приведены примеры пересечений кластеров, а также показаны примеры изображений, которые распознаны нейронной сетью неверно.
Бесплатно
Ред. заметка
Проанализирован процесс проектирования и создания опытного комплексного программно-аппаратного решения организации высокопроизводительных вычислений, обеспечения хранения больших данных и трехмерной визуализации в реальном времени для обеспечения производственных процессов в нефтегазовой отрасли. Представлены промежуточные технические решения и результаты, полученные в процессе работ по проектированию соответствующего специализированного комплекса, обсуждены проблемы и рассмотрены направления дальнейшего развития названного технологического направления
Бесплатно
Статья научная
Главным стимулом для внедрения компьютерных технологий в систему здравоохранения является стремление к значительному улучшению качества жизни людей. Это включает повышение качества и скорости лечения, уменьшение затрат на медицинские услуги и приобретение эффективных средств для соблюдения нормативных требований. На современном этапе развития реабилитологии становится очевидной необходимость активного внедрения систем поддержки принятия врачебных решений и технологий искусственного интеллекта. Эти технологии способны существенно улучшить понимание клинических аспектов нарушений, уровня активности и участия пациентов, перенесших инсульт, в процессе реабилитации. Ключевым компонентом успешного применения этих систем является значимость формализации знаний и создание онтологий, которые обеспечивают структурированное и связанное представление медицинской информации, определяют правила их интерпретации. В данной работе представлен комплекс взаимосвязанных онтологических моделей, лежащих в основе разрабатываемой интеллектуальной системы поддержки решений в реабилитации пациентов, перенесших инсульт. Для реализации комплекса онтологий используется облачная платформа IACPaaS. Онтологии и генерируемые на их основе целевые ресурсы выступают базовыми элементами разрабатываемой системы, которая в ближайшее время будет предоставлена специалистам здравоохранения для решения актуальных вопросов реабилитации. Предусмотрены механизмы планового расширения и уточнения базы знаний, что позволит системе легко адаптироваться к новым результатам медицинских исследований и оптимизировать работу в целом.
Бесплатно
Компьютерные средства анализа транскриптомных данных: программный комплекc ExpGene
Ред. заметка
Технологии высокопроизводительного секвенирования ДНК позволяют получать данные экспрессии генов в масштабе генома, как на микрочипах, так и на основе транскриптомного профилирования. Необходимо развитие новых компьютерных методов анализа таких данных, опирающихся на суперкомпьютерные технологии. Рассмотрены задачи анализа транскриптом в контексте вычислительной сложности. Представлены примеры применения программного комплекса ExpGene для статистической обработки и визуализации транскриптомных и микрочиповых данных. Показаны приложения для анализа транскриптом отделов мозга лабораторных животных
Бесплатно
Конструктивный синтез пользовательских интерфейсов Web-приложений
Статья научная
В статье рассматривается приложение метода конструктивного синтеза программ к созданию пользовательских интерфейсов Webприложений. Для решения данной задачи построена специализированная конструктивная логика, которая позволяет синтезировать гарантированно правильные модели интерфейсов. Рассмотрена программная реализация и результаты практического использования модели.
Бесплатно
Ред. заметка
В статье рассмотрены подходы, модели и методы проектирования и реализации программных средств поддержки измерений в образовании как части комплексных систем поддержки учебного процесса. Основным результатом является формализация понятия контрольно-измерительного материала, его жизненного цикла и смежных понятий с технической точки зрения на современном этапе развития программной инженерии. Формализация проведена на концептуальном уровне с обсуждением некоторых вопросов реализации и обеспечения интероперабельности систем учебного назначения.
Бесплатно
Краткое руководство для авторов журнала «Программные системы: теория и приложения»
Статья научная
Образец статьи содержит требования к оформлению статьи в журнал «Программные системы: теория и приложения» с примерами использования основных элементов оформления, включая иллюстрации и библиографию.
Бесплатно
Лабораторные информационные системы и задачи интеграции с медицинским оборудованием
Статья научная
Новые технологии, изменяющиеся требования и растущее понимание важности интеграции оборудования и лабораторных информационных систем (ЛИС) делают интеграционную сферу еще более важной для изучения и практического применения. В статье рассматриваются существующие проблемы и вопросы данной сферы. Рассматриваются текущие направления, даются предложения по развитию данной области.
Бесплатно
Лингвистическое моделирование темпорального адвербиала со значением локализации события
Статья научная
В статье рассмотрен класс адвербиальных выражений, выполняющих в предложении функцию временн´ ой локализации события (ТА-локализаторов). Описана семантическая структура ТА-локализатора. Предложена классификация ТА-локализаторов по способу задания референциального интервала. Выделен и описан подкласс ТА-локализаторов календарного типа, представляющий наибольший практический интерес при решении задачи календарной привязки событий. Ключевые слова и фразы: автоматическая обработка текста, извлечение фактов, лингвистический анализ указаний на время
Бесплатно
Линейно-квадратические дискретно-непрерывные системы с управляемыми коэффициентами
Статья научная
Рассматривается частный случай дискретно-непрерывных систем (ДНС): линейно-квадратические по состоянию ДНС с управляемыми коэффициентами. Для указанного класса систем строится аналог метода глобального улучшения Кротова, последняя итерация которого дает решение в форме приближенно-оптимального синтеза управления. Полученный результат можно трактовать как развитие теории аналитического конструирования оптимальных регуляторов (АКОР) применительно к ДНС. Приводится иллюстративный пример.
Бесплатно
Локализация текстовых фрагментов на смешанном фоне: краткий научный обзор
Статья научная
В работе предлагается краткий научный обзор исследований, посвященных задаче выделения текстовых фрагментов на изображениях со смешанным фоном. Представлены применяемые схемы обработки данных, выделены достоинства и недостатки используемых методов и алгоритмов. Определены факторы, влияющие на качество получаемых результатов.
Бесплатно
