АННОТАЦИИ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" №11, 2012

К оглавлению

Н. А. Князев, аспирант¹, инженер-практикант², e-mail: nickolai.a.knyazev@intel.com,
К. К. Малинаускас², канд. физ.-мат. наук, науч. сотр., e-mail: kostas.malinauskas@intel.com
¹ ИПМ им. М. В. Келдыша РАН,
² ЗАО "Интел А/О"

Алгоритмы поиска критических путей в задаче статического временного анализа СБИС

Рассматриваются алгоритмы поиска критических путей сигналов, используемые в статическом временном анализе (СВА) синхронных цифровых схем. Для содержащих миллионы транзисторов СБИС алгоритмы СВА могут работать несколько суток, что существенно осложняет разработку и отладку схем. Поэтому в статье особое внимание уделяется возможности параллелизации методов и инкрементальным методам СВА. Рассмотрены известные подходы к параллелизации СВА и методы повторного анализа схемы после ее редактирования. Подходы сравниваются с точки зрения применимости к различным схемам, оценивается эффективность параллелизации.
Ключевые слова: параллельные алгоритмы, инкрементальные алгоритмы, поиск критических путей в графе, статический временной анализ

Knyazev N. A., Malinauskas K. K. Critical Path Search Algorithms for Static Timing Analysis of digital
This paper presents an overview of critical path search algorithms used in static timing analysis (STA) of digital circuits. Analysis of modern VLSI circuits with millions of logical gates may take more than 24 hours that complicates the processes of circuit design and verification. So we give a special focus to incremental and parallel techniques that may be applied to speed-up timing analysis. We review known approaches to parallelize critical path computation as well as approaches for faster critical path re-computation after local changes in a circuit. The reviewed methods are analyzed in terms of their efficiency and applicability to different circuit classes.
Keywords: parallel algorithms, incremental algorithms, critical path search, static timing analysis

Cтр. 2 – 9

Е. С. Чувашева¹, аспирант, e-mail: chuvashevalena@gmail.com, С. Н. Чувашев², д-р физ.-мат. наук, проф., e-mail: snchuv@mail.ru, И. Г. Зорина³, канд. техн. наук, доц., e-mail: zorina.ig@gmail.com
¹ Институт философии РАН
²"МАТИ" — РГТУ имени К. Э. Циолковского
³ МГТУ им. Н. Э. Баумана

Комплексная математическая модель для концептуального проектирования высокоскоростных летательных аппаратов

Разработана комплексная модель, описывающая разнородные физические процессы в узлах высокоскоростных летательных аппаратов. Учитывается динамика полета, внешняя и внутренняя (двигатель) аэродинамика, распределение сил давления и трения, аэродинамический нагрев поверхности, распространение тепловых потоков по узлам аппарата, законы управления, в том числе ручное в ходе полета, и др. Разработанная прикладная программа предназначена для проверки технических решений при концептуальном проектировании.
Ключевые слова: высокоскоростные летательные аппараты, теплообмен, динамика полета, комплексные модели

Стр. 10 – 14

Chuvasheva E. S., Chuvashev S. N., Zorina I. G. Complex Mathematical Model for Conceptual Design of High Speed Vehicles
A mathematical model for simulation of versatile physical processes in the main units of high speed air breathing vehicles is developed. It accounts for flight dynamics, external and internal (engine) gas dynamics, distributions of pressure and viscous forces, aerodynamic heating of surfaces, heat fluxes propagation inside the vehicle, control laws, etc. The program is devoted to evaluation of conceptual design by the developers of new high speed apparatuses.
Keywords: high speed vehicles, heat exchange, flight dynamics, complex mathematical model

Ю. О. Виктоpов, аспирант, инженер-практикант, e-mail: yuriy.viktorov@intel.com, А. Н. Готманов, инженер-исследователь, e-mail: alexander.gotmanov@intel.com
Intel Corporation

Проблемы качества обслуживания при проектировании коммуникационных фабрик в системах на кристалле

Рассматривается проектирование систем на кристалле, удовлетворяющих заданным требованиям качества обслуживания. Описываются проблемы, возникающие при анализе показателей производительности. Для анализа качества обслуживания предлагается использовать высокоуровневое моделирование в среде xMAS с последующей формальной верификацией.
Ключевые слова: качество обслуживания, системы на кристалле, сети на кристалле, коммуникационные фабрики, сеть межсоединений

Стр. 15 – 20

Viktorov Yu. O., Gotmanov A. N. QoS Challenges in SoC Interconnect Design
This paper overviews the current state and problems related to System-on-Chip interconnect design. We define system attributes that the Quality of Service term translates to, and describe problems that appear in QoS analysis or when designing SoC with predefined lower performance bound. We propose high-level modeling in xMAS framework as a main approach to QoS analysis.
Keywords: quality of service, system on chip, network on chip, communication fabrics, interconnect network

Н. И. Чеpвяков, д-р техн. наук, проф., зав. каф., В. М. Авербух, д-р техн. наук, проф., зав. сектором,
М. Г. Бабенко, канд. физ.-мат. наук, мл. науч. сотр., e-mail: whbear@yandex.ru,
И. Н. Лавpиненко, канд. физ.-мат. наук, доц., П. А. Ляхов, аспирант, e-mail: ljahov@mail.ru, Ставропольский государственный университет

Эффективный метод приближенного вычисления позиционной характеристики модулярного представления числа*

Предлагается новый эффективный метод определения позиционной характеристики числа в системе остаточных классов на основе использования относительной величины числа и показаны способы его применения для реализации важнейших немодульных операций.
Ключевые слова: система остаточных классов, позиционная характеристика, численный метод, приближенный метод, периодическая дробь

Стр. 21 – 29

*Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 12-07-00482-а

Chervyakov N. I., Averbukh V. M., Babenko M. G., Lavrinenko I. N., Lyakhov P. A. An Efficient Method for Approximate Calculation of the Positional Characteristic of the Modular Number Representation
In this paper we propose a new efficient method for determining positional characteristics in residue number system, which is based on the relative magnitude of numbers and shows how to use it for non-modular implementation of major operations.
Keywords: residue number system, positional characterization, numerical method, approximate method, periodic roll

Е. В. Ворожцов, д-р физ.-мат. наук, вед. науч. сотр., Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск, e-mail: vorozh@itam.nsc.ru

Реализация интерфейса между Фортран-программами и графической системой комплекса Mathematica

Кратко описываются возможности программного комплекса Mathematica при его применении для выполнения аналитических вычислений и численных расчетов. Приводятся примеры использования различных графических функций системы Mathematica для визуализации аналитических или численных решений многомерных задач механики сплошной среды. На примерах расчетов двумерных задач газовой динамики показано, что программа, написанная на языке системы Mathematica, считает в тысячу раз медленнее, чем Фортран-программа. В связи с этим предлагается простая реализация интерфейса между Фортран-программой и системой Mathematica, которая позволяет в полной мере реализовать те обширные возможности, которые предоставляет широкий спектр функции компьютерной графики системы Mathematica. Приводятся примеры программной реализации интерфейса на языке Фортран-90.
Ключевые слова: система Mathematica, Фортран, компьютерная графика, газовая динамика

Стр. 30 – 37

Vorozhtsov E. V. Implementation of the Interface between Fortran Programs and the Graphics System of the Mathematica Complex
The capabilities of the program complex Mathematica at its application for executing analytic and numerical calculations are briefly described. Examples of the use of different graphics functions of the Mathematica system for visualizing the analytic or numerical solutions of multidimensional continuum mechanics problems are presented. It is shown by the examples of the computations of two-dimensional gas dynamics problems that the program written in the Mathematica system language requires the CPU time, which is by the factor of one thousand higher than in the case of the Fortran program. In this connection, a simple realization of the interface between the Fortran program and the Mathematica system is proposed, which makes it possible to use all opportunities, which are offered by a wide spectrum of the computer graphics functions of the Mathematica system. The examples of the program realization of the interface in the Fortran 90 language are presented.
Keywords: Mathematica system, Fortran, computer graphics, gas dynamics

А. Е. Александров, д-р техн. наук, проф., А. А. Востриков, канд. техн. наук, доц., И. В. Шалыминов, аспирант, Московский государственный университет приборостроения и информатики e-mail: femsystem@yandex.ru

Программная система "Прогноз" для анализа безопасности энергетических систем

Приведена структурная модель, используемая в программной системе (ПС) "Прогноз", позволяющая строить модель исследуемой конструкции по принципу влияния ее составных элементов на безопасность всей конструкции, а также показана возможность моделирования процессов зарождения и образования трещин для проведения вероятностного анализа безопасности энергетических систем. Представлен алгоритм расчета вероятности образования сквозных трещин, формируемых в результате слияния поврежденных ячеек. Приведен пример проведения анализа безопасности оборудования на основе ПС "Прогноз".
Ключевые слова: вероятностный анализ безопасности, вероятностные методы механики разрушения, метод конечных элементов

Cтр. 38 – 42

Aleksandrov A. E., Vostrikov A. A., Shalyminov I. V. Software System "Prognoz" for the Analysis of Safety of Power Systems
The structural model used in software system "Prognoz" is resulted, allowing to build model of a researched construction by a principle of influence of its components on safety of all construction, and also possibility of modeling of processes of origin and formation of cracks for carrying out of the probability analysis of safety of power systems is shown. The algorithm of calculation of probability of formation of the open cracks formed as a result of merge of damaged cells is presented. The example of carrying out of the analysis of safety of the equipment on the basis of software system "Prognoz" is resulted.
Keywords: probabilistic safety analysis, probabilistic methods of fracture mechanics, the finite-element method

А. В. Горохов, аспирант, Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), e-mail: agorokhov.miit@gmail.com

Алгоритмизация поиска источников хаотических колебаний в крупномасштабных энергосистемах

Исследована задача поиска источника колебательных процессов в электроэнергетической системе. Представлены два алгоритма оперативного решения задачи, основанные на поиске с выбором наилучшего направления и на параллельном рекурсивном обходе графа. На основе сравнительного анализа предложенных алгоритмов сделаны выводы о возможности их информационно-технологического применения.
Ключевые слова: критериальная функция на графе, параллельные вычисления, синхронный генератор, электроэнергетическая система, хаотические колебания

Стр. 43 – 48

Gorokhov A. V. Selection of a Criterion Function and Construction an Algorithm of Search for Sources of Chaotic Oscillation in Power Systems
A problem of search for sources of chaotic oscillation in power systems is formulated. Two algorithms solving the problem are presented, one based on best-first search, other on a parallelized recursive graph traversal. Based on comparative analysis of the algorithms, possibility of their practical application is discussed.
Keywords: criterion function, synchronous generator, power system, parallel computing

В. И. Струченков, д-р техн. наук, проф., e-mail: str1942@mail.ru, МГТУ МИРЭА

Новые алгоритмы оптимизации в задачах обеспечения надежности сложных систем

Рассматривается возможность использования комбинированного алгоритма решения задачи оптимального распределения ресурса в задачах обеспечения надежной работы сложных систем.
Ключевые слова: надежность, оптимизация, динамическое программирование, метод ветвей и границ

Cтр. 48 – 50

Struchenkov V. I. New Optimization Algorithms in Problems of Maintenance Systems Reliability
Possibility of using combined algorithm of optimal resource allocation for maintenance systems reliability is considered.
Keywords: reliability, optimization, dynamic programming, branch and bound method.

А. В. Мышев, канд. физ.-мат. наук, доц., e-mail: mishev@iate.obninsk.ru, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ — Обнинский институт атомной энергетики

Метрологическая теория динамики взаимодействующих объектов в информационном поле нейросети

В рамках информационной модели нейросети рассматривается метрологическая теория описания динамики взаимодействующих объектов в его информационном поле. Динамика процессов информационного взаимодействия объектов и среды такой нейросети является основным механизмом, который индуцирует информационное поле. Методология теории использует семиотический подход поиска решений ее основной проблемы: в чем и как проявляются закономерности взаимодействия, взаимовлияния и взаимосвязи сигнала и символа (образа) как физических и информационных сущностей?
Ключевые слова: информационная динамика, информационная метрология, информационное поле, информационная и фрактальная связанность, информационный поток, информационная модель нейросети

Cтр. 52 – 61

Myshev A. V. Metrological Theory of Dynamics of Interaction Processed in Informational Field of Neural Networks
Within the bounds of the information model of neural networks of metrological theory describing of dynamics interaction processes in its information field is considered. The dynamics of information processes of the interaction of objects and environments such neural networks is the main mechanism, which induces an information field. The methodology of theory uses the semiotic approach to find solutions of basic problem: wherein and how manifest laws of interaction, mutual influence and interaction signal and symbol (pattern), both physical and information entities?
Keywords: information dynamics, metrology information, the information field, information and fractal connectivity, information flow, information model of a neural network

К. А. Демиденков, аспирант, e-mail: sdk@mail.by, И. И. Мельников, аспирант, И. А. Евсеенко, канд. техн. наук, доц., Белорусско-Российский университет, г. Могилев

Совершенствование способов определения плотности транспортного потока и его состава на базе искусственных нейронных сетей путем использования параллельных вычислений

Рассмотрена возможность применения искусственных нейронных сетей совместно с алгоритмами цифровой обработки видеоданных для создания автоматизированной системы определения плотности транспортного потока и его состава. Предложен способ совершенствования данной системы путем применения параллельных вычислений.
Ключевые слова: нейронная сеть, параллельные вычисления, видеоизображение, цифровая обработка, плотность транспортного потока, видеопоток, автоматизированная система

Cтр. 62 – 66

Demedenkov K. A., Melnikov I. I., Yeuseyenko I. A. Improvement of the Methods of Traffic Density Estimation and Vehicle Classification Based on Artificial Neural Networks Using Parallel Computing
This paper discribes availability of artificial neural networks in common with digital video processing algorithms to make an automatic traffic density estimation and vehicle classification system. They suggest a new approach to improve the system using parallel computing.
Keywords: a neural network, parallel calculations, a video image, numeral handling, density of a transport flow, a video stream, the automated system

Алгоритм построения признаковой нейронной сети для задач обработки изображений на примере задачи распознавания букв

Предложен новый алгоритм построения нейронной сети для задач обработки изображений. Отличительной особенностью предлагаемого метода является построение признакового первого слоя в нейронной сети, т. е. каждый нейрон первого слоя реагирует на какой-то один признак входного изображения. Остальные слои сети группируют выходы нейронов первого слоя оптимальным для распознавания классов образом. Кроме того, предлагаемый алгоритм позволяет получить 100 %-ное распознавание на обучающей выборке. Показана эффективность данной методики для многоклассовых задач распознавания, таких как задача распознавания букв.
Ключевые слова: нейронные сети, обработка изображений, распознавание букв

Tomashevitch N. S. Algorithm of Featured Neural Network Construction for Image Processing Problems on the Example of Letter Recognition Problem
New algorithm of neural network construction for image processing problems is proposed. The main difference of the proposed method is a construction of featured first layer in neural network. That is each neuron of first layer respond to one feature of input image. Other layers group outputs of first layer neurons in optimum way to class recognition. Moreover the proposed algorithm allows to receive 100 % on learning sample without quality worsening on test samlpe. Efficiency of this method for multi-class recognition problems is shown on the example of letter recognition task.
Keywords: neural networks, image processing, letter recognition

Cтр. 67 – 70

оглавление