АННОТАЦИИ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" №3, 2013

К оглавлению

В. А. Стенников, д-р техн. наук, зам. директора по науке, Е. А. Баpахтенко, канд. техн. наук, науч. сотр., Д. В. Соколов, вед. инж., Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН (ИСЭМ СО РАН), г. Иркутск, e-mail: barakhtenko@isem.sei.irk.ru

Применение онтологии при реализации программного комплекса для решения задач оптимального проектирования теплоснабжающих систем

Для решения задачи оптимального проектирования систем теплоснабжения предложена комплексная методика, основанная на принципах декомпозиции и дальнейшей увязки получаемых результатов в едином вычислительном процессе. Применявшиеся ранее подходы к построению программного обеспечения не обеспечивали полноценную реализацию этой методики в виде единого программного комплекса. Для преодоления возникающих в связи с этим трудностей был разработан методический подход к построению программного обеспечения на принципиально новой основе. Данный подход основан на применении концепции модельно-управляемой разработки, где для представления моделей используется онтологическая система. Принципиальные положения этого подхода использованы разработке ПК СОСНА-М, предназначенного для решения задачи оптимального проектирования теплоснабжающих систем.
Ключевые слова: онтология, онтологическая система, программный комплекс, теплоснабжающая система, оптимальное проектирование, сценарий, метапрограммирование

Стр. 2 – 7

Stennikov V. A., Barakhtenko E. A., Sokolov D. V. Ontologies Application for Implementation of the Software for Solving Optimal Design Problems of Heat Supply Systems
The complex method for the solving of optimal design problems of heat supply systems is suggested. The method is based on principles of decomposition and further coordination of the calculation results during integrated computing process. Applied earlier approaches for software development didn't provide the implementation of the complex method in the form of the integrated software. To solve the problem the authors suggest a methodological approach to create of the software used new technologies. The approach is based on application of model-driven development where the ontological system is used for model formalization. The developed approach has been used for implementation of the SOSNA-M software for the solution of optimal design problems of heat supply systems.
Keywords: ontology, ontological system, software, heat supply system, optimal design, script, metaprogramming

Л. Д. Чеpемисинова, д-р техн. наук, гл. науч. сотр., Н. А. Кириенко,
канд. техн. наук, ст. науч. сотр., Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси, cld@newman.bas-net.by

Синтез многоуровневых логических схем с учетом энергопотребления

Предлагается и исследуется метод nостроения многоуровневой логической схемы из вентилей, которая может служить хорошей основой для синтеза логических схем из библиотечных элементов, выполненных на основе КМОП-технологии. Метод ориентирован на минимизацию площади микросхемы, реализованной на кристалле КМОП СБИС, и среднего значения рассеиваемой ею мощности.
Ключевые слова: автоматизация проектирования, заказные КМОП СБИС, синтез схем с пониженным энергопотреблением

Стр. 8 – 14

Cheremisinova L. D., Kirienko N. A. Low Power Driven Synthesis of Multi-Level Logical Circuits
An approach to synthesis of multi-level logical gate circuits that could serve as good base for logical design on the base of CMOS library elements is proposed and investigated. The method is targeted minimization of integrated microcircuit area implemented on CMOC VLSI chip and average value of dissipated power.
Keywords: logic design automation, custom CMOS VLSI, low-power synthesis

P. К. Мамедов, д-р техн. наук, проф., зав. каф., e-mail: Rahim1951@mail.ru, Э. И. Владимирский, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., e-mail: Eduard.Vladimirsky@hotmail.com, С. P. Мустафаева, докторант, e-mail: mustafayeva_81@mail.ru Азербайджанская государственная нефтяная академия, г. Баку

Аномальная диффузия и ее влияние на хаотические системы

Представлены новые структуры взаимодействующих систем типов: Лоренц — Чен — аномальная диффузия, Рабинович — Фабрикант — аномальная диффузия. Получены рекуррентные диаграммы, характеризующие особенности структур.
Ключевые слова: наблюдаемая, система Лоренца — Чена, система Рабиновича — Фабриканта, аномальная диффузия, нелинейный рекуррентный анализ

Стр. 15 – 19

Mammadov R. G., Vladimirsky E. I., Mustafayeva S. R. Anomalous Diffusion and its Influence on Chaotic Systems
In article the new structures of interaction systems of types Lorenz — Chen — anomalous diffusion and Rabinovich-Fabrikant — anomalous diffusion are submitted. The describing features of structures — recurrence diagrams are received.
Keywords: sequence, Lorenz—Chen system, Rabinovich—Fabrikant system, anomalous diffusion, nonlinear recurrence analysis

А. Н. Четырбоцкий, д-р физ.-мат. наук, вед. науч. сотр.,
Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, Дальневосточный федеральный университет, e-mail: Chetyrbotsky@yandex.ru

Приложение прямого метода решения системы линейных уравнений для численного моделирования сферического течения Куэтта несжимаемой жидкости в среде MATLAB

Рассматриваются вопросы организации вычислений составляющих скоростей сферического течения Куэтта, которое соответствует модельному представлению многообразных реальных процессов конвективного переноса. Приводится алгоритм вычислений и обоснование эффективности его реализации в рамках среды MATLAB. На основании серии вычислительных экспериментов показана работоспособность предлагаемого способа численного моделирования сферического течения Куэтта ньютоновской вязкой несжимаемой жидкости.
Ключевые слова: вязкая жидкость, сферическое течение Куэтта, методы решения системы линейных уравнений, разреженная матрица большой размерности, инструментарий графического представления результатов вычислительных экспериментов

Стр. 20 – 24

Chetyrbotsky A. N. The Application of Direct Method for Solving Systems of Linear Equations for the Numerical Simulation of Spherical Couette Flow of an Incompressible Fluid in MATLAB
Questions of algorithms velocity components of the spherical Couette flow, which corresponds to the model representation of diverse real-world processes of convective transport. An algorithm for calculation and evaluation of the effectiveness of its implementation in the environment MATLAB. Based on a series of numerical experiments shows performance of the proposed method of numerical simulation of spherical Couette flow of Newtonian viscous incompressible fluid.
Keywords: viscous liquid spherical Couette flow, methods of solving systems of linear equations, sparse matrix of large dimension, tools, graphical presentation of the results of computational experiments.

С. И. Елесина, канд. техн. наук, доц.,
e-mail: elesinas@mail.ru, А. А. Логинов, канд. техн. наук, доц., М. Б. Никифоров, канд. техн. наук, доц., Рязанский государственный радиотехнический университет

Методика оценки качества критериальной функции совмещения изображений

Приводится методика оценки качества критериальной функции, полученной при совмещении изображений в корреляционно-экстремальной навигационной системе. Рассматриваются корреляционные и разностные критериальные функции. Сформировано множество показателей качества критериальной функции. Проведено ранжирование показателей качества критериальной функции по приоритетам и реализован многокритериальный выбор наиболее подходящих функций.
Ключевые слова: критериальная функция, глобальный экстремум, многокритериальная оптимизация, целевая функция, корреляционно-экстремальная навигационная система, показатели качества

Стр. 24 – 28

Elesina S. I., Loginov A. A., Nikiforov M. B. Methods of Assessing the Quality of Image Matching Criterion Function
This paper describes the method of assessing the quality of the criterion function obtained when combining images of correlation-extremal navigation system. We consider the correlation and difference criterial function. Formed set of quality indicators of the criterion function. A ranking of quality kriteriynoy features prioritized and implemented a multi-criteria selection of the appropriate functions.
Keywords: the criterion function, global extremum, multiobjective optimization, the objective function, the correlation-extremal navigation systems, indicators of quality

Г. С. Речистов, мл. науч. сотр., инженер по программному обеспечению, Лаборатория суперкомпьютерных технологий для биомедицины, фармакологии и малоразмерных структур, факультет радиотехники и кибернетики, Московский физико-технический институт, ЗАО "Интел А/О", e-mail: e-mail: grigory.rechistov@phystech.edu

Использование полноплатформенного имитационного моделирования суперкомпьютерной системы для определения производительности счетных приложений

Предлагается расширение двух существующих моделей описания производительности многопроцессорных систем в целях их применения к кластерным суперкомпьютерам, состоящим из нескольких многопроцессорных узлов. На основе этих моделей предлагается способ предсказания производительности и поведения научных приложений на будущих аппаратных вычислительных платформах с использованием компьютерной симуляции для получения исходных данных.
Ключевые слова: моделирование, суперкомпьютеры, Simics, анализ CPI, анализ узких мест

Стр. 29 – 32

Rechistov G. S. Full Platform Simulation of Supercomputer Systems Aimed at Performance Prediction of Scientific Applications
Extensions for two existing analytical models of performance of multicore computers into area of multi-host computing clusters are proposed. For both extended models full platform simulation is used to obtain input data in order to predict speed and behavior of scientific applications on future hardware systems.
Keywords: simulation, supercomputers, Simics, CPI analysis, bottleneck analysis

А. Э. Саак, канд. техн. наук, доц., Технологический институт Южного федерального университета в г. Таганроге, e-mail: saak@tti.sfedu.ru

Полиномиальные алгоритмы диспетчеризации массивов заявок гиперболического типа

Рассмотрен гиперболический тип массива заявок пользователей на компьютерное обслуживание в Grid-системах, многопроцессорных вычислительных системах. Предложены и исследованы уровневые полиномиальные алгоритмы назначения заявок гиперболического квадратичного типа и даны рекомендации о возможности их использования в диспетчере как ИБС, так и Центра Grid-технологий.
Ключевые слова: Grid-система, многопроцессорная вычислительная система, диспетчирование, гиперболический квадратичный тип массива требований пользователей, уровневый полиномиальный алгоритм

Стр. 33 – 36  

Saak A. E. Polynominal Algorithms for Hyperbolic-Type Task Queues Scheduling
A hyperbolic-type task queue waiting for service in a Grid system or multiprocessor computer system is considered. Level polynomial algorithms for hyperbolic-type quadratic tasks assigning are proposed and considered. The algorithms can be used by a scheduler of MCS or Grid technology center.
Keywords: Grid system, multiprocessor computer system, scheduling, hyperbolic-type quadratic task queue, level polynomial algorithm

В. А. Бобков, д-р. техн. наук, зав. лаб., e-mail: bobkov@iacp.dvo.ru, Ю. И. Pоньшин, вед. инж., e-mail: ronshin@iacp.dvo.ru, В. Ю. Машенцев, аспирант, e-mail: v.mashentsev@gmail.com, А. П. Кудpяшов, канд. техн. наук, e-mail: Kudryashova@iacp.dvo.ru, Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, г. Владивосток

Навигация автономного подводного аппарата по видеопотоку*

Предложен метод определения траектории подводного аппарата по видеоинформации, получаемой двумя бортовыми камерами. Метод основывается на сопоставлении точечных особенностей на последовательности изображений и вычислении матриц геометрических преобразований между локальными системами координат в разные моменты времени движения аппарата. Вычисление преобразований осуществляется методом нелинейной оптимизации по данным сопоставленных 3D-облаков точек-особенностей наблюдаемой обстановки.
Ключевые слова: подводный аппарат, навигация, SLAM, 3D-облако точек, сопоставление особенностей, фильтрация, калибровка, CUDA

Стр. 36 – 41

*Работа выполнена при поддержке PФФИ (проект № 11-07-00088-а), Программ Президиума PAH (проекты 12-I-П15-05, 12-Г-П18-03).

Bobkov V. A., Ronshin Yu. I., Mashentsev V. Yu., Kudrashov A. P. Autonomous Underwater Vehicle Navigation from the Video Stream
The method of determining the trajectory of the underwater vehicle on video stream from two onboard cameras is represented. The method is based on feature matching and calculation of transformation between coordinate systems on different times. A calculation of transformation is accomplished by means of optimization from matching of two 3D point clouds.
Keywords: underwater vehicle, navigation, SLAM, 3D point cloud, feature matching, filtering, calibration, CUDA

В. А. Бимаков, директор, ООО "Воксельная техника", г. Ижевск, e-mail: robint@mail.ru, Т. P. Касимов, инженер, НТУ "ИТЦ" ОАО "ИМЗ "Аксион-холдинг", г. Ижевск

Использование воксельных вычислителей для скоростного преобразования 2D- и 3D-изображений высокого разрешения

Излагаются принципы скоростного геометрического преобразования 2D- и 3D-изобpажений высокого разрешения с помощью воксельных вычислителей (ВВ) — цифровых устройств, в основе функционирования которых лежит принцип глубокого распараллеливания вычислительных процедур, наиболее часто используемых при обработке сцен и изображений. Метод обработки, реализуемый в ВВ, позволяет предложить новые сверхскоростные алгоритмы, время выполнения которых не зависит от геометрической формы обрабатываемых объектов.
Ключевые слова: скоростная обработка сцен и изображений, геометрические модели

Стр. 42 – 47

Bimakov V. A., Kasimov T. R. Using of Voxel Computers for High-Speed Transformation of 2D and 3D-High-Resolution Images
The principles of a high-speed geometric transformation of 2D and 3D high resolution images by means of voxel computers (VC) are being described. VC — digital devices, based on the deep paralleling of computational procedures most used in the processing of scenes and images. The processing method realized in VC, allows to offer the new high-speed algorithms, running time of which does not depend on geometric form processed object.
Keywords: high-speed processing of scenes and images, geometrical models

А. Б. Барский, д-р техн. наук, проф., e-mail: arkbarsk@mail.ru, Нгуен Ван Лой, аспирант, e-mail: loimiit@gmail.com, МГУПС (МИИТ)

Оценка среднего времени выполнения запроса к многосерверной базе данных с циркулирующими сегментами

С помощью математической модели для фиксированных значений параметров определяется зависимость среднего времени выполнения запроса к многосерверной базе данных с циркулирующими сегментами от интенсивности потока запросов. Демонстрируется практическая возможность обслуживания в допустимое время потоков запросов значительно большей интенсивности.
Ключевые слова: многосерверная база данных, циркуляция сегментов, интенсивность потока запросов, интенсивность потока обслуживания, среднее время выполнения запроса

Стр. 48 – 51

Barskiy A. B., Nguen Van Loy. Evaluation of the Average Inquiry Execution Time for a Multi-Server Database with Circulating Segments
With the help of a mathematical model for fixed values of the parameters is the mean time a query on a multi-server database with circulating segments on the intensity of the flow. Demonstrates the feasibility of service flows is much greater intensity.
Keywords: a multi-server database, the circulation of the segments, the intensity of the flow of requests, the intensity of the flow of the service, the average query execution time.

С. В. Власов, аспирант, e-mail: vlasovsv@gmail.com, ОАО "Газпром промгаз"

Сущностно-ориентированный подход к разработке информационного хранилища (в задачах транспорта газа)

Рассмотрены классический подход к формированию структуры базы данных (БД) на основе нормализации данных и сущностно-ориентированный подход на основе описания метаинформации объектов предметной области. Описаны плюсы и минусы применения классического подхода, даны основные предпосылки перехода от классической структуры БД к структуре на основе метаинформации данных, рассмотрены условия примене­ния каждого из методов.
Ключевые слова: реляционная база данных, структура БД, сущности, нормализация, версионность

Стр. 51 – 54

Vlasov S. V. Entity-Oriented Approach to the Development of Information Storage (in Gaz Transportation Problems)
The paper studies the classic approach to DB structure building, based on data normalization, and entity-oriented approach, based on meta-information description of data domain objects.
The article shows advantages and disadvantages of classic method, the basic premises of transition from the classic DB structure to the structure based on data meta-information, and conditions of use for each method.
Keywords: relational database, DB structure, entity, normalization, version control

С. Л. Артеменков, канд. техн. наук, проф., зав. лаб., Московский городской психолого-педагогический университет, e-mail: start@inbox.ru

Иерархия процессов опознания в "перцептроне" Миракяна

Представлена реконструкция общего строения модели "перцептрона" Миракяна, которая основана на реализации принципов трансцендентальной психологии и осуществляет "кодопорождение идеи (имени) и формы" объектов. Дано описание некоторых важных особенностей и функциональных свойств этой модели.
Ключевые слова: Миракян, модель, перцептрон, форма, имя, кодирование, восприятие, трансцендентальная психология

Стр. 56 – 61

Artemenkov S. L. Recreation of the Mirakyan's "Perception" Model for "Idea's and Form's Code Creation" of Objects
The recreation of a general construction of the Mirakyan's "perceptron" model is presented. Model is based on implementation of transcendental psychology principles and performs code creation of "idea (name) and form" of objects. Some important characteristics and functional features of the model are described.
Keywords: Mirakyan, model, perceptron, form, name, coding, perception, transcendental psychology

В. В. Пекунов, д-р техн. наук, ООО "Спецлаборатория", г. Иваново

О классификации лиц методом голосования с нейросетевым арбитром. Распараллеливание вычислений на многоядерных видеокартах

Обсуждаются различные подходы к идентификации, базирующиеся на использовании метода главных компонент. Предложен новый метод идентификации, включающий применение методов наибольшей близости и k-ближайших соседей с последующим нейросетевым арбитражем. Описан подход к распараллеливанию нейросетевых расчетов на видеокартах в рамках метода обратного распространения ошибки с применением технологии OpenCL. Продемонстрировано повышение качества идентификации лиц.
Ключевые слова: идентификация лиц, метод главных компонент, нейросетевой арбитр, метод голосования, параллельный OрenCL-расчет на видеокарте

Стр. 61 – 65

Pekunov V. V. The Face Identification Using the Voting Method with a Neural Network Arbitration. The Parallel Solution on the Multicore Videocards
A different approaches to the identification using principal components analysis are discussed. The new iden­tification method is proposed. This method involves using of the nearest closure method and of the k nearest neighbours method with a sequential neural network arbitration. The approach to the neural network calculations parallelizing using an OpenCL technology on the videocards is developed. This approach concerns a back-propagation calculations. An enhancement of the face identification quality is shown.
Keywords: face identification, principal components analysis, neural network arbitration, voting method, parallel OpenCL solution on the videocard

А. Ю. Доpогов¹, д-р техн. наук, проф., доц., e-mail: vaksa2006@yandex.ru, В. С. Абатуpов², инженеp, аспирант, e-mail: vasilianch@yandex.ru, И. В. Раков², канд. техн. наук, начальник НИО, e-mail: i_rakov@mail.ru,
¹Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"
²ОАО "Интеллектуальные информационные технологии", г. Санкт-Петербург

PMML-модели быстрых нейронных сетей

Рассмотрено использование PMML-стандарта для описания алгоритмов быстрых нейронных сетей и спектральных преобразований. Показано, что для представления быстрых алгоритмов может быть использована стандартная PMML-модель нейронной сети. Отмечаются недостатки данного решения. Представлено описание структуры и топологии быстрых алгоритмов на основе лингвистических моделей. Предложена новая PMML-модель, ориентированная на быстрые алгоритмы и устраняющая отмеченные недостатки. Приведены листинги PMML-моделей.
Ключевые слова: язык моделирования PMML, спектральные преобразования, быстрые алгоритмы, топологическая модель, структурная модель, быстрые нейронные сети

Стр. 65 – 70

Dorogov A. Yu., Abaturov V. S., Rakov I. V. PMML Models of Fast Neural Networks
In the article the application of PMML standard for description of algorithms for fast neural networks and spectral transformations is investigated. It is shown that standard neural networks PMML model may be used for representation of the fast algorithms. It is marked disadvantages of the decision. It is represented description of structure and topology of fast algorithms on base of linguistic models. It is suggested new PMML model, which oriented to fast algorithms without marked disadvantages. Examples of PMML models are shown.
Keywords: model language PMML, spectral transformations, fast algorithms, topological model, structure model, fast neural networks

оглавление