Информационные системы и технологии. Рубрика в журнале - Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика
Кибербезопасность научно-образовательного учреждения - активы и угрозы
Статья научная
В работе рассматривается международный стандарт по кибербезопасности. Перечислены основные элементы и их связи. Определены ключевые активы кибербезопасности для научно-образовательного учреждения. Рассматриваются возможные риски и их последствия. Предложен ряд мер по повышению безопасности в киберпространстве.
Бесплатно
Кинематический метод моделирования поверхностей в среде FMSLogo
Статья научная
Новая область прикладной математики - компьютерная геометрия позволяет достаточно эффективно моделировать пространственные объекты и создавать их изображение непосредственно на экране монитора. В статье рассматривается способ математической визуализации поверхностей с использованием возможностей пространственного режима русской локализации среды программирования FMSLogo. Способ задания поверхностей перемещением кривых в пространстве называется кинематическим. Данный способ проиллюстрирован на примерах моделирования двух классов кинематических поверхностей: нелинейчатых и линейчатых. В работе приведены изображения каркасов таких поверхностей как поверхности вращения, каналовые поверхности, торсы, однополостные гиперболоиды, косые поверхности, геликоиды и некоторые другие, а также листинги программ их моделирования. Представленный в статье материал может быть полезен читателям, интересующимся компьютерной геометрией, и использован в освоении современных технологий трехмерного моделирования.
Бесплатно
Менеджеры компоновки пользовательского интерфейса, направляемые спецификациями
Статья научная
В работе рассматривается задача автоматического размещения визуальных компонентов пользовательских интерфейсов прикладных программных систем, обеспечивающих доступ к базам данных (БД). Управление размещением компонентов позволяет более эффективно использовать пространство формы, а также автоматически адаптировать пользовательский интерфейс под различные разрешения мониторов. Для системы автоматизации создания приложений баз данных авторами разработаны менеджеры компоновки, использующие при размещении компонентов на формах информацию из спецификации систем.
Бесплатно
Метод визуализации графа потоков управления
Статья научная
В работе предложен метод визуализации графа потоков управления, позволяющий анализировать сложные графовые представления программ, полученные после обработки исходного кода компилятором либо в процессе декомпиляции исполняемого кода. Метод основан на выделении в управляющем графе регионов с одним входным и одним выходным узлом с последующей их заменой на абстрактные узлы. Таким образом, в результате выполнения семантически эквивалентных преобразований исходный граф сворачивается в один абстрактный узел, содержащий в себе иерархию выделенных регионов, каждому из которых ставится в соответствие один из предопределенных шаблонов отображения. В итоге задача визуализации управляющего графа сводится к описанию правил отображения шаблонов. Предложенный метод позволяет выделять в управляющем графе подграфы, соответствующие высокоуровневым операторам языков программирования, что дает возможность использовать изобразительные соглашения, принятые при рисовании блок-схем.
Бесплатно
Метод описания систем со сложным поведением на принципах обобщенных автоматов
Статья научная
Автоматные модели наиболее удобны для проектирования систем со сложным поведением, но имеют ряд ограничений, таких как отсутствие поддержки асинхронности и параллельности. Для описания таких моделей часто используют специальные языковые средства, как графические, так и текстовые. В предлагаемой статье представлен метод описания систем со сложным поведением с использованием языка программирования высокого уровня CIAO (Cooperative Interaction of Automata Objects), из программы которого генерируется система автоматов, симулирующих функционирование исходной реагирующей системы.
Бесплатно
Статья научная
В работе обсуждается методика автоматизированной обработки информации, в основе которой лежит регулярная модель языка и языковой процессор как основной элемент реализации трансляции. Идеи, положенные в основу данной методики, связаны с возможностью использования регулярных выражений в правых частях правил грамматики и определяют способ их представления в виде ориентированных графов. Первая часть работы посвящена описанию принципиальной схемы автоматизированной обработки информации с использованием языка программирования высокого уровня. Рассмотрена схема процесса компиляции и порядок разработки проекта реализации языка. Кратко изложено проектирование генерирующей части компилятора. Вторая часть работы посвящена разработке анализатора. Сформулированы ограничения на грамматику, представленную в форме системы ориентированных графов (синтаксической граф-схемы), гарантирующие существование детерминированного магазинного анализатора, который далее рассматривается как управляющий механизм для инициирования действий, составляющих процесс трансляции. Специфику методики составляет алгоритм регуляризации грамматики, основанный на эквивалентных преобразованиях грамматики входного языка. Регуляризация исходной грамматики является частью полного цикла реализации языка, состоящего из цикла пользователя, и полуавтоматического цикла разработчика.
Бесплатно
Методика ускорения классического метода Уорда для кластеризации пикселей изображения
Статья научная
Сегментация относится к стадии предварительной обработки изображений. От ее результатов зависит дальнейшее выделение объектов, распознавание признаков, анализа сцен и прогнозирования ситуаций. К современным алгоритмам сегментации предъявляют требования: отказ от использования априорной информации, наличие функционала качества для оценки результата, варьируемое число сегментов в разбиении исходного изображения, линейная вычислительная сложность и адекватность результатов сегментации. Среди методов кластерного анализа, удовлетворяющих большинству из приведенных требований, подходящим является метод Уорда. Однако его высокая вычислительная сложность препятствует его прямому применению. Цель исследования заключается в поиске способа преодоления чрезмерно высокой вычислительной сложности классического метода Уорда. Методы: сопоставляются классические методы кластерного анализа, удовлетворяющие актуальным требованиям к современным алгоритмам сегментации изображений. Обосновывается выбор классического метода Уорда. Приводятся его достоинства и недостатки. Описывается применение идеи обратимых операций в обработке изображений. Результаты: приводится ряд отдельных модификаций вычислительного процесса метода Уорда. Предлагается типовая блок-схема последовательности алгоритмов, позволяющая обойти проблему вычислительной сложности, характерную для метода Уорда. Приводятся экспериментальные результаты по улучшению качества традиционной сегментации. Практическая значимость: предлагаемая схема позволяет обойти проблему вьиислительной сложности за счет разделения процесса обработки на три последовательных этапы. Схема пригодна к улучшению качества любой традиционной сегментации.
Бесплатно
Минимизация трансляционной КСР-грамматики и состояний синтаксического анализатора КСР-языка
Статья научная
В статье представлены алгоритмы, выполняющие минимизацию регулярных выражений в правилах трансляционной грамматики и состояний таблиц анализатора языка как заключительный этап метода регуляризации КСР-грамматик, который реализован в инструментальной системе SynGT (Syntax Graph Transformation).
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты моделирования системы управления активацией систем продукций. Управление активацией систем продукций осуществляется за счет использования знаний о системе продукций в виде онтологии с активной семантикой. Поведение системы, реализующей управление активацией систем продукций на основе онтологии с активной семантикой, является сложным. Для моделирования такой системы применяется теория автоматов и технологии автоматного программирования. В результате чего получена автоматная модель системы управления активацией систем продукций и выполнена её программная реализация. Посредством полученного программного обеспечения проведено тестирование методов естественно-языковой обработки текста и извлечения знаний о терминах и отношениях между ними из словарных статей терминологического словаря. Методы представлены в виде систем продукций.
Бесплатно
О построении систем со сложным поведением на принципах синтаксически ориентированного управления
Статья научная
К системам со сложным поведением относят событийноуправляемые программные системы, называемые в научной литературе реагирующими системами (reactive systems), то есть такими системами, которые на одно и то же входное воздействие реагируют различным образом в зависимости от своего состояния и предыстории. Такие системы удобно описывать с помощью специальных языковых средств, как графических, так и текстовых. В статье представлен подход автоматизированного построения систем со сложным поведением с использованием разработанного языка CIAO (Cooperative Interaction of Automata Objects) [1-2], который позволяет на основе неформального описания реагирующей системы формально специфицировать требуемое поведение. Далее по этой спецификации на языке CIAO генерируется программная система на языке программирования С++. Для языка CIAO предусмотрена как графическая, так и текстовая нотация. Графическая нотация основана на расширенной нотации диаграмм компонентов языка UML, которые хорошо зарекомендовали себя в описании поведения управ -ляемых событиями систем. Текстовый синтаксис языка CIAO описан контекстно-свободной грамматикой в регулярной форме. Автоматически генерируемый код на языке С++ допускает использование как библиотечных, так и любых внешних функций, написанных вручную. В качестве примера предложено оригинальное решение задачи Д. Кнута о реагирующей системе управления лифтом.
Бесплатно
Об алгебраической модели компьютерной программы
Статья научная
В статье рассматривается функциональная грамматика с точки зрения алгоритмических алгебр. В результате выявлен простейший инвариантный базис - пара (имя, значение), который в дальнейшем может служит унифицированным базисом для построения более сложных структур в памяти компьютера при реализации объявлений сложных объектов в компьютерных программах. Получена лемма о коммутативности преобразования операции присваивания и допустимого состояния памяти программы, возвращающей значение по имени переменной. Логическая связь между гомоморфизмом многоосновных алгебр данных и гомоморфизмом допустимых состояний памяти, выраженная операцией присваивания, устанавливается теоремой о коммутативности диаграммы в декартово-замкнутых категориях. Пример компьютерного моделирования классической динамической системы с использованием функциональных грамматик представлен в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений с заданными начальными условиями. Для демонстрации использования функциональных грамматик представлен алгоритм, порождающий решение обыкновенного дифференциального уравнения.
Бесплатно
Об организации параллельных вычислений средствами WinSock и MPI на локальной сети
Статья научная
Статья посвящена проблеме организации параллельных вычислений на компьютерной сети. Рассматриваются вопросы, связанные с выбором программных средств, обеспечивающих связь между вычислительными процессами, выполняющимися на разных компьютерах локальной сети. Приведены результаты исследований по сравнению производительностей программных средств обмена сообщениями между процессами: WinSock и MPI.
Бесплатно
Обработка векторных данных с помощью спецификаций в соответствии с моделью MapReduce
Статья научная
Одним из подходов к ускорению обработки данных является применение модели распределенных вычислений MapReduce. В данной модели исходные данные распределяются между вычислительными узлами, обрабатываются, а затем собираются в результирующий массив данных. Существующие программные средства, реализующие MapReduce, не учитывают специфику обработки пространственных данных. В целях уменьшения времени выполнения сервисов и равномерного использования доступных вычислительных ресурсов локальной облачной инфраструктуры ИДСТУ СО РАН в рамках модели MapReduce, предложены реализации операций, управляемых спецификациями, для параллельного выполнения сервисов. В данной работе рассматривается применение спецификаций для сбора результатов обработки пространственных данных в векторном формате на примере веб-сервиса идентификации объектов.
Бесплатно
Основы модели квазиоптимальных приближений изображения
Статья научная
В статье обобщаются результаты исследований, представленных в серии предыдущих публикаций по, так называемой, «проблеме сегментации» или автоматического выделения объектов на изображении. Для компьютерного выделения объектов формулируется постановка задачи и предлагается модель сегментации цифрового изображения. Перечисляются основные положения модели. Приводятся результаты очередного эксперимента и обсуждаются особенности организации скоростных вычислений в ограниченном объеме оперативной памяти компьютера.
Бесплатно
Построение распознавателя языка Yard по синтаксической граф-схеме
Статья научная
В статье представлена схема автоматического построения распознавателей языков класса LL(1) с использованием синтаксических граф-схем. В качестве примера рассмотрен формальный язык Yard, моделирующий поведение многослойных искусственных нейронных сетей на принципах машины с динамической архитектурой и в силу этого имеющий ряд специфических языковых конструкций.
Бесплатно
Предобработка космоснимков в задаче поиска объектов
Статья научная
В статье рассматривается совместное использование структурных методов и нейронных сетей для обнаружения антропогенных объектов, т.е. в методе поиска объектов по запросу пользователя на языке SOQL применяется классификатор на основе нейронной сети для оценки спектральных и текстурных признаков. В отличие от предыдущего метода опорных векторов (SVM) предложенный метод позволяет применять один классификатор для разных изображений.
Бесплатно
Применение декларативных спецификаций для разработки и интеграции информационных систем
Статья научная
Статья посвящена актуальным проблемам разработки информационных систем и их интеграции в рамках единой информационно-аналитической среды крупных организаций. Авторы предлагают оригинальный подход к созданию информационных систем для взаимодействия с реляционными базами данных, пространственными данными, многомерного анализа данных на основе декларативных спецификаций, позволяющий значительно сократить как время разработки систем, так и упростить межсистемную интеграцию.
Бесплатно
Применение метода Уорда для кластеризации пикселей цифрового изображения
Статья научная
Рассматривается аппроксимация изображения дихотомической последовательностью кусочно-постоянных приближений с различным числом цветов. Иерархия приближений рассчитывается так, что цвета упорядочиваются по убыванию ошибки аппроксимации при разделении надвое множества пикселей данного цвета. Для получения приближений изображения актуального размера предлагается использовать метод Уорда. Скоростные вычисления обеспечиваются сетевой структурой данных на основе динамических деревьев Слейтора-Тарьяна.
Бесплатно
Программный инструментарий для организации распределенного имитационного моделирования систем
Статья научная
Рассматриваются состав и функциональное назначение программного инструментария для организации распределенного имитационного моделирования систем. Разработанный программный инструментарий решает проблемы автоматизации распараллеливания имитационной модели, а также эффективной организации вычислительного процесса. Предлагается структура системы распределенного моделирования, реализуемая на неоднородных параллельных вычислительных системах - локальных сетях и кластерах.
Бесплатно
