Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Статьи журнала - Программные системы: теория и приложения
Все статьи: 445
Локальная конкурентность в задачах интерполяции
Статья научная
Простой пример иллюстрирует недостаточность известных подходов к интерполяции в задаче восстановления функции по немногим заданным отчётливо передающим форму частным значениям. Известные подходы дополняет локальный выбор между полиномиальной и рациональной локальными интерполянтами, минимизирующий ошибки локальной интерполянты в ближайших внешних узлах c одной или разных сторон. Новый подход сочетает предельную вычислительную простоту локальных интерполянт с тщательностью их подбора. Принципы построения алгоритма сформулированы в общем виде для отображений метрических пространств. Они обеспечивают точное (за редкими исключениями) восстановление отображений, локально совпадающих с какими-то из заданных возможных интерполянт. В одномерном случае двухэтапный алгоритм гарантирует непрерывность интерполянты и точное восстановление одновременно {[itemindent=1cm] полиномов малой степени, несложных рациональных функций с~линейным знаменателем, ломаных из~длинных звеньев с~узлами на~концах } в~типичных ситуациях, когда эти требования не противоречат друг другу. Дополнительный параметр позволяет заменить точное восстановление ломаных требуемой гладкостью интерполяции.
Бесплатно
Магистральные решения в задаче управления квантовой системой
Статья научная
Рассматривается задача оптимизации процессов в спиновой цепочке на основе уравнения Шредингера, содержащего комбинацию линейного и нелинейного управлений. Она преобразуется к регулярной производной задаче по известной из теории вырожденных задач схеме, что существенно повышает эффективность ее исследования итерационными методами. Предлагаемая процедура иллюстрируется на представительном примере.
Бесплатно
Маневр изменения положения ИСЗ на круговой орбите с использованием поддерживающего ускорения
Статья научная
В работе раскрывается сущность маневра изменения положения искусственного спутника Земли (ИСЗ) на круговой орбите с использованием поддерживающего ускорения. Найдена и обоснована программа реализации маневра с использованием двигателей с постоянной тягой. Определена энергетическая эффективность маневра при различных условиях его выполнения.
Бесплатно
Статья научная
В работе раскрывается сущность маневра изменения положения искусственного спутника Земли (ИСЗ) на круговой орбите с использованием фазирующих витков. Выполнена оценка эффективности использования малых и значительных величин импульсов скорости для изменения периода фазирующего витка, описана схема формирования фазирующих витков. Получены оценки ошибки выхода спутника в заданное положение.
Бесплатно
Масштабируемость эллипсоидального метода оценивания множеств достижимости линейных систем
Статья научная
Статья посвящена исследованию масштабируемости эллипсоидального метода оценивания множеств достижимости линейных систем. Приводятся измерения времени работы реализаций.
Бесплатно
Математическая модель жидкостного погружного охлаждения вычислительных устройств
Статья научная
В работе предложена модель системы охлаждения вычислительных устройств при их непосредственном контакте с хладагентом. В первой части рассмотрены возможности системы с естественной циркуляцией жидкого хладагента. Во второй — то же для случая кипящего хладагента в нагревателе и конденсирующегося в конденсаторе. И в том, и в другом случае отсутствуют насосы для перекачки хладагента. В третьей части проведено сравнение двух этих систем
Бесплатно
Математическая модель коллаборативных процессов принятия решений
Статья научная
В статье рассматривается математическая модель предпочтений пользователей коллаборативной рекомендательной системы. Вводится критерий оптимальности работы системы. Предложен алгоритм определения эффективности работы системы.
Бесплатно
Математическая модель процесса передачи информации в экономической макросистеме
Статья научная
Одним из важных ресурсов в экономических макросистемах является информация. Однако, для моделирования экономических систем, в которых возможен обмен информацией между экономическими агентами, требуется составить модель, учитывающую свойства информации, как ресурса; прежде всего, составить уравнения баланса. В статье представлена такая модель и, на ее основе, решена задача о предельных возможностях обмена информации между двумя подсистемами в замкнутой системе.
Бесплатно
Математическое моделирование в системах проектирования лекал
Статья научная
Анализ состояния рынка САПР для лёгкой промышленности и программного обеспечения, доступного для предприятий малого бизнеса и индивидуальных предпринимателей в этой отрасли, показывает недостаточное обеспечение информационными технологиями этого сегмента. Для рассмотренной модели типового бизнес-процесса изготовления лекал выявлены минимальные требования к программному обеспечению для малых предприятий, занятых индивидуальным пошивом.Описан минимальный перечень графических примитивов и операций, используемых для конструирования основы и моделирования лекал. Построенные с помощью этих примитивов объекты зависят от предварительно заданных размерных параметров. Сохранение в графический файл открытого формата позволяет использовать для дальнейшего моделирования свободные векторные графические редакторы. Для большего удобства пользователя базовый набор графических примитивов дополнен набором операций аффинного преобразования построенных объектов. В результате сформулированы требования для построения автоматизированного рабочего места модельера-конструктора. Описанные требования к математической модели и принципам преобразования объектов составляют основу будущей подсистемы конструирования и моделирования, пригодной для любой используемой ныне методики.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена математическому моделированию и оптимизации конфигурации оптической стереосистемы, состоящей из видеокамеры и двух плоских зеркал. Отличие данного исследования от ранее проведенных - учет большого количества ограничений на конфигурацию оптической системы: величина стереобазы, размеры зеркал, общие габариты оптической системы, отсутствие двойного отражения световых лучей, недопущение ситуации, когда видеокамера отражается в зеркалах. Выполнена постановка задачи условной оптимизации для поиска оптимальной конфигурации рассматриваемой оптической системы. В качестве целевой функции выбран периметр прямоугольника, ограничивающего габариты оптической системы. Численное решение задачи было найдено с использованием пакета SciPy. Полученные результаты расширяют теорию компьютерного зрения и могут быть использованы в создании и исследовании систем компьютерного зрения для робототехнических комплексов.
Бесплатно
Статья научная
Статья продолжает серию исследований, посвященных математическому моделированию и оптимизации конфигурации оптической стереосистемы, состоящей из видеокамеры и двух плоских зеркал. В предыдущей работе мы разработали модель, которая учитывает различные ограничения на конфигурацию подобной системы: величина стереобазы, размеры зеркал, общие габариты оптической системы, отсутствие двойного отражения световых лучей, недопущение ситуации, когда видеокамера отражается в зеркалах. Выполнена постановка задачи условной оптимизации, в качестве целевой функции выбран периметр прямоугольника, ограничивающий оптическую систему. В рамках данной работы мы добавили в модель набор ограничений, которые задают конфигурацию рабочей зоны, она образована пересечением полей зрения двух виртуальных камер. Соответствующие изменения были внесены в программу для численного решения задачи условной оптимизации с использованием пакета SciPy. Продемонстрированы примеры решения задачи для различных исходных данных. Полученные результаты расширяют теорию компьютерного зрения и могут быть использованы в создании и исследовании систем компьютерного зрения для робототехнических комплексов и систем неразрушающего контроля.
Бесплатно
Матрично-векторное умножение многократной точности на графическом процессоре
Статья научная
Мы рассматриваем параллельную реализацию матрично-векторного умножения (GEMV, уровень 2 BLAS) для графических процессоров (GPU) с использованием арифметики многократной точности на основе системы остаточных классов. В нашей реализации GEMV покомпонентные операции с многоразрядными векторами и матрицами разбиваются на части, каждая из которых выполняется отдельным CUDA ядром. Это исключает ветвление логики исполнения и позволяет добиться более полного использования ресурсов GPU. Эффективная структура данных для хранения многоразрядных массивов обеспечивает объединение доступов параллельных потоков к глобальной памяти GPU в транзакции. Для предложенной реализации GEMV выполнен анализ ошибок округления и получены оценки точности. Представлены экспериментальные результаты, показывающие высокую эффективность разработанной реализации по сравнению с существующими программными пакетами многократной точности для GPU.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время резервы в повышении производительности современных процессоров практически исчерпаны, что проявляется в отсутствии роста, как тактовой частоты, так и числа команд, выполняемых в такт, которые определяют скалярную производительность процессорного ядра. В разрабатываемом векторном процессоре с архитектурой управления потоком данных (векторном потоковом процессоре) производительность процессорного ядра может быть повышена до 256 флоп в такт на ядро, что в 8 раз выше по сравнению с последними процессорами Intel Xeon. Это достигается за счет более высокой доли векторных вычислений. В работе показано, что отношение реальной производительности к пиковой на программах битонной сортировки, умножения матриц и 2D Stencil у векторного потокового процессора выше, чем у лучших процессоров традиционной архитектуры.
Бесплатно
Метастохастические адаптивные алгоритмы и их реализация в супервычислительной среде T++ AMP; MPI
Ред. заметка
На примере предложенного адаптивного численного метода расчета многомерного определенного интеграла от априори неизвестной, вычислительно сложной функции, рассматривается общая методика и программный каркас для построения адаптивных параллельных решателей, нацеленных на интеллектуальное многовариантное моделирование сложных многопараметрических систем
Бесплатно
Метод выделения промежуточного компонента смеси в системе из двух колонн бинарной ректификации
Ред. заметка
В работе представлен метод выделения из многокомпонентной смеси компонента, имеющего промежуточную (по отношению к наиболее низкокипящему и высококипящему) температуру кипения. Такая задача часто возникает в химической технологии и требует решения задачи о выборе оптимального порядка разделения трехкомпонентной смеси. В данной работе получено правило выбора этого порядка, а также некоторые ограничения на реализуемость процесса разделения. Показано, что необходимые предположения могут быть сделаны уже на этапе предварительного проектирования каскада колонн
Бесплатно
Метод глобального улучшения управления для неоднородных дискретных систем
Статья научная
Рассматривается класс неоднородных дискретных систем (НДС), как широко распространенных на практике, так и получающихся при дискретизации непрерывных систем при решении задач оптимизации итерационными методами. Для указанного класса формулируются достаточные условия оптимальности в двух формах и строится аналог метода глобального улучшения Кротова. Приводится иллюстративный пример
Бесплатно
Метод классификации аспектов аргументации в русскоязычных текстах
Статья научная
Автоматический анализ аргументации в текстах привлекает в последние годы внимание исследователей в связи с широким диапазоном приложений, в частности, в анализе научных и юридических текстов, новостных статей, политических дебатов, студенческих эссе и социальных медиа. Новая задача в этой области- анализ аргументации с учетом аспектов, где под аспектом понимается свойство объекта, относительно которого строится довод. Учет аспектов позволяет уточнить направленность аргументации и понимание аргументационной структуры, а также может быть использован для генерации высококачественных и специфичных для выбранных аспектов доводов. В статье предлагается метод классификации аспектов аргументации в текстах на русском языке, построение на его основе и исследование моделей классификации аспектов аргументации с использованием машинного обучения и нейронных сетей. Впервые сформирован русскоязычный текстовый корпус, включающий 1426 предложений и размеченный по 16 аспектам аргументации, построена нейросетевая языковая модель классификации аргументов ArgBERT и обучены модели Random Forest для классификации аспектов аргументации. Качество классификации на основе Random Forest составляет в среднем F1=0,6373. Наилучшее качество разработанные модели демонстрируют для аспектов «Безопасность», «Влияние на здоровье», «Влияние на психику», «Отношение властей» и «Уровень жизни» (F1-мера выше 0,75).
Бесплатно
Метод минимаксного улучшения для неоднородных дискретных систем
Статья научная
Рассматривается класс двухуровневых дискретных неоднородных систем (ДНС) для случая, когда все однородные подсистемы нижнего уровня не только связаны общим функционалом, но имеют и свои собственные цели. Подобные системы широко распространенных на практике (экономика, экология), а также возникают в процессе численного решения задач оптимизации при дискретизации непрерывных управляемых систем. Предлагается метод улучшения управления второго порядка, для вывода которого используется обобщение достаточных условий оптимальности В. Ф. Кротова. Приводятся иллюстративные примеры.
Бесплатно
Метод наведения 3D-модели объекта на 2D-изображение на основе инвариантных моментов
Ред. заметка
Решение задачи наведения сводится к оптимизации ориентации 3D-модели объекта для достижения максимального совпадения ее проекции с предъявленным изображением. Критерием близости служит аддитивная свертка квадратов разностей инвариантных моментов сравниваемых 2D- изображений. В принятой постановке проекция 3D-модели есть полутоновое изображение, в котором яркость пикселя определяется глубиной его расположения относительно плоскости наблюдения
Бесплатно
Статья научная
В работе приводятся теоретические результаты, полученные авторами для решения задач синтеза оптимальных стратегий управления квазилинейными динамическими стохастическими системами диффузионного типа с информационными ограничениями. Ограничения выражаются в том, что каждая компонента вектора стратегии управления зависит от своего заранее заданного набора точно измеряемых компонент вектора состояния. Эти результаты применяются для решения задачи успокоения колебаний спутника с одной упругой штангой на околоземной орбите. В качестве штанги может выступать радиоантенна или балка гравитационной стабилизации. В задаче о спутнике рассмотрены различные варианты информированности, по которым можно судить, какие динамические характеристики стоит измерять, а от измерения каких можно отказаться.
Бесплатно
