DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.19271

Аннотация: Объектом исследования является модуль партионного учета, являющийся составной частью автоматизированной информационной системы. Разработан проект реализации модуля. Проект представляет собой техническое описание функций и особенностей программной реализации партионного учета, а также объектов, входящих в его состав. Представленная модель дает четкое представление о компонентах автоматизированной информационной системы, которые должны быть развернуты для осуществления в ней партионного учета по методикам FIFO или LIFO, об алгоритмах реализации операций по поступлению, расходу и списанию товара. Модель построена с помощью CASE-средства Sparx Enterprise Architect в нотации UML2.1 и включает в себя диаграмму данных, вариантов использования, а также другие диаграммы, которые описывают детали поведения, реализации и развертывания модуля. Рассмотренный подход к автоматизации партионного учета основан на внесение некоторой степени избыточности в логическую модель базы данных, что позволяет реализовать более удобный с точки зрения реализации механизм регистрации поставок и расхода товаров и сырья. Предложенная модель предусматривает программную клиент-серверную реализацию различных вариантов: с использованием тонкого и толстого клиента, с выделенным слоем бизнес-логики.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67832

Аннотация: Объектом исследования является модуль партионного учета, являющийся составной частью автоматизированной информационной системы. Разработан проект реализации модуля. Проект представляет собой техническое описание функций и особенностей программной реализации партионного учета, а также объектов, входящих в его состав. Представленная модель дает четкое представление о компонентах автоматизированной информационной системы, которые должны быть развернуты для осуществления в ней партионного учета по методикам FIFO или LIFO, об алгоритмах реализации операций по поступлению, расходу и списанию товара. Модель построена с помощью CASE-средства Sparx Enterprise Architect в нотации UML2.1 и включает в себя диаграмму данных, вариантов использования, а также другие диаграммы, которые описывают детали поведения, реализации и развертывания модуля. Рассмотренный подход к автоматизации партионного учета основан на внесение некоторой степени избыточности в логическую модель базы данных, что позволяет реализовать более удобный с точки зрения реализации механизм регистрации поставок и расхода товаров и сырья. Предложенная модель предусматривает программную клиент-серверную реализацию различных вариантов: с использованием тонкого и толстого клиента, с выделенным слоем бизнес-логики.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.19120

Аннотация: КМД-3 – детектор элементарных частиц, работающий на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 в Институте Ядерной Физики им. Г.И.Будкера. Для обеспечения конечного контроля качества записанных данных и диагностики сбоев в подсистемах детектора, выполняется полная реконструкция событий с помощью программного обеспечения, разработанного коллаборацией КМД-3. В зависимости от светимости коллайдера, на установке может регистрироваться до 1500 событий в секунду, что в 30 раз превышает среднюю скорость их обработки одним процессом. В целях повышения эффективности работы системы сбора данных детектора и ускорительного комплекса в целом, с помощью распределения потока событий по нескольким процессам обработки, скорость реконструкции была увеличена до значений, возникающих при пиковой светимости. В статье приведен общий обзор систем для сбора и обработки данных детектора, а также описана архитектура распределенной версии программного обеспечения реконструкции событий, зарегистрированных детектором. Для поиска оптимального архитектурного решения были использованы методы системного анализа и структурной декомпозиции компонентов систем сбора и обработки данных, в результате в качестве решения был предложен и реализован паттерн "трубы и фильтры". При реализации была применена методология императивного параллельного программирования. Приложение для обработки данных было дополнено модулями для передачи необходимых данных между обрабатывающими процессами. Реализованная система может обрабатывать события со скоростью их записи, что позволяет получать информацию о интегральных характеристиках работы комплекса и реагировать на сбои в работе электроники и ПО детектора в реальном времени.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67833

Аннотация: КМД-3 – детектор элементарных частиц, работающий на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 в Институте Ядерной Физики им. Г.И.Будкера. Для обеспечения конечного контроля качества записанных данных и диагностики сбоев в подсистемах детектора, выполняется полная реконструкция событий с помощью программного обеспечения, разработанного коллаборацией КМД-3. В зависимости от светимости коллайдера, на установке может регистрироваться до 1500 событий в секунду, что в 30 раз превышает среднюю скорость их обработки одним процессом. В целях повышения эффективности работы системы сбора данных детектора и ускорительного комплекса в целом, с помощью распределения потока событий по нескольким процессам обработки, скорость реконструкции была увеличена до значений, возникающих при пиковой светимости. В статье приведен общий обзор систем для сбора и обработки данных детектора, а также описана архитектура распределенной версии программного обеспечения реконструкции событий, зарегистрированных детектором. Для поиска оптимального архитектурного решения были использованы методы системного анализа и структурной декомпозиции компонентов систем сбора и обработки данных, в результате в качестве решения был предложен и реализован паттерн "трубы и фильтры". При реализации была применена методология императивного параллельного программирования. Приложение для обработки данных было дополнено модулями для передачи необходимых данных между обрабатывающими процессами. Реализованная система может обрабатывать события со скоростью их записи, что позволяет получать информацию о интегральных характеристиках работы комплекса и реагировать на сбои в работе электроники и ПО детектора в реальном времени.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.17057

Аннотация: Предметом исследования является разработка интеллектуальной информационно-измерительной системы для статоэргометрического тестирования лётного состава маневренной авиации. Рассматриваются технические и эргономические требования к модернизации изометрического тренажера мышц ног и брюшного пресса для наземной подготовки летного состава к условиям маневренного полёта и проведения врачебно–летной экспертизы. Названные требования реализуются в аппаратно-программном комплексе статоэргометрического тестирования, представляющем собой специальную информационно-измерительную систему, имеющую существенное значение для обеспечения безопасности маневренных полетов. Методы исследования: системный анализ, программная инженерия, проектирование программно-аппаратных комплексов медицинского назначения, теория надежности, авиационная кибернетика. Основными выводами проведенного исследования являются обоснованные с учетом потребностей практики авиационной медицины инженерно-технические решения по созданию интеллектуальной информационно–измерительной системы статоэргометрического тестирования лётного состава маневренной авиации. Предложенные решения сочетают современные достижения в области медицинского приборостроения, авиационной медицины и программной инженерии и, как показала экспериментальная проверка, отвечают потребностям практики.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67834

Аннотация: Предметом исследования является разработка интеллектуальной информационно-измерительной системы для статоэргометрического тестирования лётного состава маневренной авиации. Рассматриваются технические и эргономические требования к модернизации изометрического тренажера мышц ног и брюшного пресса для наземной подготовки летного состава к условиям маневренного полёта и проведения врачебно–летной экспертизы. Названные требования реализуются в аппаратно-программном комплексе статоэргометрического тестирования, представляющем собой специальную информационно-измерительную систему, имеющую существенное значение для обеспечения безопасности маневренных полетов. Методы исследования: системный анализ, программная инженерия, проектирование программно-аппаратных комплексов медицинского назначения, теория надежности, авиационная кибернетика. Основными выводами проведенного исследования являются обоснованные с учетом потребностей практики авиационной медицины инженерно-технические решения по созданию интеллектуальной информационно–измерительной системы статоэргометрического тестирования лётного состава маневренной авиации. Предложенные решения сочетают современные достижения в области медицинского приборостроения, авиационной медицины и программной инженерии и, как показала экспериментальная проверка, отвечают потребностям практики.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.18314

Аннотация: Одной из проблем сдерживающих развитие активного использования возобновляемых источников энергии является определение оптимального размещения ветровой или солнечной электростанции на земной поверхности. В данной работе разработана модель прогнозирования уровня солнечной энергии в регионе, позволяющая выбрать наиболее эффективное место для расположения солнечной электростанции. Прогноз об уровне солнечной энергии дается при помощи искусственной нейронной сети прямого распространения, обученной на основе данных метеорологических станций, при помощи алгоритма обратного распространения. Проектирование нейронной сети проводилось при помощи пакета Neural Network Toolbox из MATLAB 8.6 (R2015b). Сравнение результатов прогноза уровня солнечной энергии искусственной нейронной сети с актуальными значениями показывают хорошую корреляцию. Это подтверждает возможность использования искусственных нейронных сетей для моделирования и прогнозирования в регионах где отсутствуют данные об уровне солнечной энергии, но есть иные данные метеорологических станций.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67835

Аннотация: Одной из проблем сдерживающих развитие активного использования возобновляемых источников энергии является определение оптимального размещения ветровой или солнечной электростанции на земной поверхности. В данной работе разработана модель прогнозирования уровня солнечной энергии в регионе, позволяющая выбрать наиболее эффективное место для расположения солнечной электростанции. Прогноз об уровне солнечной энергии дается при помощи искусственной нейронной сети прямого распространения, обученной на основе данных метеорологических станций, при помощи алгоритма обратного распространения. Проектирование нейронной сети проводилось при помощи пакета Neural Network Toolbox из MATLAB 8.6 (R2015b). Сравнение результатов прогноза уровня солнечной энергии искусственной нейронной сети с актуальными значениями показывают хорошую корреляцию. Это подтверждает возможность использования искусственных нейронных сетей для моделирования и прогнозирования в регионах где отсутствуют данные об уровне солнечной энергии, но есть иные данные метеорологических станций.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.18608

Аннотация: Предметом обзора является современное состояние, проблемные вопросы и перспективные области исследований биоэвристик для решения оптимизационных задач. Биоэвристики – это математические преобразования, трансформирующие входной поток информации в выходной и основанные на правилах имитации механизмов эволюции, природных аналогий, на статистическом подходе к исследованию ситуаций и итерационном приближении к искомому решению. В настоящее время биоэвристики превратились в важный инструмент поиска близких к оптимальным решений задач, которые до этого считались неразрешимыми. Методологической и теоретической основой обзорного исследования являлись методы оптимизации и поддержки принятия оптимальных решений, искусственный интеллект, теория эволюционных вычислений. В статье анализируются фундаментальные результаты, полученные в области биоэвристических алгоритмов оптимизации: теорема Холланда и NFL-теорема. Устанавливаются закономерности и структура биоэвристик, особенности кодирования решений, базовый цикл биоэвристических алгоритмов. Рассматривается перспективное направление в анализе времени работы когнитивных биоэвристических алгоритмов - анализ дрейфа.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67836

Аннотация: Предметом обзора является современное состояние, проблемные вопросы и перспективные области исследований биоэвристик для решения оптимизационных задач. Биоэвристики – это математические преобразования, трансформирующие входной поток информации в выходной и основанные на правилах имитации механизмов эволюции, природных аналогий, на статистическом подходе к исследованию ситуаций и итерационном приближении к искомому решению. В настоящее время биоэвристики превратились в важный инструмент поиска близких к оптимальным решений задач, которые до этого считались неразрешимыми. Методологической и теоретической основой обзорного исследования являлись методы оптимизации и поддержки принятия оптимальных решений, искусственный интеллект, теория эволюционных вычислений. В статье анализируются фундаментальные результаты, полученные в области биоэвристических алгоритмов оптимизации: теорема Холланда и NFL-теорема. Устанавливаются закономерности и структура биоэвристик, особенности кодирования решений, базовый цикл биоэвристических алгоритмов. Рассматривается перспективное направление в анализе времени работы когнитивных биоэвристических алгоритмов - анализ дрейфа.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.19025

Аннотация: Двухфакторная аутентификация требуется для установления безопасного соединения, когда удаленный пользователь пытается подключиться к корпоративным веб-сервисам. Аутентификации – это обязательное условие для веб-сервисов, которые обрабатывают конфиденциальную информацию. Двухфакторная аутентификация является способом улучшения корпоративной информационной безопасности. Существует множество готовых решений для реализации систем двухфакторной аутентификации, но эти решения имеют ряд недостатков, таких как: высокая стоимость или сложная интеграция в существующую корпоративную информационную структуру. Целью данного исследования является определение архитектуры системы, которая лишена перечисленных недостатков. Для проектирование архитектуры системы защиты от подбора паролей, предварительно был использован метод статического анализ данных для обоснования востребованности систем такого типа; метод анализа данных для определения требований к системам двухфакторной аутентификации; эксперимент подтвердил результаты исследования. Представленная архитектура обеспечивает защиту от подбора паролей, не зависит от дополнительных аппаратных или программных средств, имеет модульную структуру, которая дает преимущество в масштабировании. Архитектура определяет расширенный функционал для подобных систем: определение географического местоположения реальных IP-адресов, фильтрация адресов на основе геолокации и адреса прокси-сервера, используя запросы по методу POST, а также дает возможность формировать модули, которые легко интегрируется с существующую инфраструктуру предприятия. Результат применения предлагаемой системы показывает, что процент злоумышленников, обращающихся к корпоративной информационной системе, уменьшается.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67837

Аннотация: Двухфакторная аутентификация требуется для установления безопасного соединения, когда удаленный пользователь пытается подключиться к корпоративным веб-сервисам. Аутентификации – это обязательное условие для веб-сервисов, которые обрабатывают конфиденциальную информацию. Двухфакторная аутентификация является способом улучшения корпоративной информационной безопасности. Существует множество готовых решений для реализации систем двухфакторной аутентификации, но эти решения имеют ряд недостатков, таких как: высокая стоимость или сложная интеграция в существующую корпоративную информационную структуру. Целью данного исследования является определение архитектуры системы, которая лишена перечисленных недостатков. Для проектирование архитектуры системы защиты от подбора паролей, предварительно был использован метод статического анализ данных для обоснования востребованности систем такого типа; метод анализа данных для определения требований к системам двухфакторной аутентификации; эксперимент подтвердил результаты исследования. Представленная архитектура обеспечивает защиту от подбора паролей, не зависит от дополнительных аппаратных или программных средств, имеет модульную структуру, которая дает преимущество в масштабировании. Архитектура определяет расширенный функционал для подобных систем: определение географического местоположения реальных IP-адресов, фильтрация адресов на основе геолокации и адреса прокси-сервера, используя запросы по методу POST, а также дает возможность формировать модули, которые легко интегрируется с существующую инфраструктуру предприятия. Результат применения предлагаемой системы показывает, что процент злоумышленников, обращающихся к корпоративной информационной системе, уменьшается.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.18430

Аннотация: Предметом данной работы является оптимизация и организация параллельного исполнения стадий декодирования видеосигнала, сжатого в соответствие со спецификацией Google VP9. Подробно рассматриваются наиболее затратные с точки зрения машинного времени стадии декодирования и восстановления сжатого видеосигнала, исследуются возможности оптимизации и параллельного исполнения алгоритмов, лежащих в основе таких стадий как на центральных процессорах, так и на видеокартах с поддержкой вычислений общего назначения. Даётся комплексная оценка характеристик стадий декодирования, включая требования к производительности процессора и подсистемы памяти. Метод проведения работы – проведение численного эксперимента со сбором интересующей информации и последующим анализом результатов. Сбор информации реализован при помощи модификации исходного кода эталонного кодека и последующей сборки его в программное приложение - кодек. Новизна работы заключается в том, что в ней проведён комплексный анализ возможности вычислительных методов, лежащих в основе кодека и даны оценки возможности реализации параллельных вычислений с учётом особенностей целевого аппаратного обеспечения – MCCPU и GPGPU, а также проведена оптимизация стадии арифметического декодирования с учётом статистических особенностей распределения длин литералов, декодируемых из сжатого битового потока. В данной статье были сделаны выводы относительно наиболее вычислительно сложных стадий декодирования и возможности их оптимизации и параллельной реализации, а также проанализированы отличия от конкурирующего кодека Н265.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67838

Аннотация: Предметом данной работы является оптимизация и организация параллельного исполнения стадий декодирования видеосигнала, сжатого в соответствие со спецификацией Google VP9. Подробно рассматриваются наиболее затратные с точки зрения машинного времени стадии декодирования и восстановления сжатого видеосигнала, исследуются возможности оптимизации и параллельного исполнения алгоритмов, лежащих в основе таких стадий как на центральных процессорах, так и на видеокартах с поддержкой вычислений общего назначения. Даётся комплексная оценка характеристик стадий декодирования, включая требования к производительности процессора и подсистемы памяти. Метод проведения работы – проведение численного эксперимента со сбором интересующей информации и последующим анализом результатов. Сбор информации реализован при помощи модификации исходного кода эталонного кодека и последующей сборки его в программное приложение - кодек. Новизна работы заключается в том, что в ней проведён комплексный анализ возможности вычислительных методов, лежащих в основе кодека и даны оценки возможности реализации параллельных вычислений с учётом особенностей целевого аппаратного обеспечения – MCCPU и GPGPU, а также проведена оптимизация стадии арифметического декодирования с учётом статистических особенностей распределения длин литералов, декодируемых из сжатого битового потока. В данной статье были сделаны выводы относительно наиболее вычислительно сложных стадий декодирования и возможности их оптимизации и параллельной реализации, а также проанализированы отличия от конкурирующего кодека Н265.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.18627

Аннотация: В статье представлен новый паттерн проектирования сервис-ориентированной архитектуры (SOA) для мультиплатформенной разработки, применяемый в реализации пользовательских интерфейсов распределенных приложений. В работе ставятся следующие задачи: (1) анализ существующих подходов к разработке мультиплатформенных пользовательских интерфейсов, (2) разработка нового SOA паттерна на основании существующих для применения в разработке мультиплатформенных интерфейсов, (3) тематическое исследование (case study), заключающееся в имплементации предлагаемого SOA паттерна в распределенном приложении и его валидации. В данной работе была использована методология разработки и оптимизации информационных систем, предложенная J. F. Nunamaker. Этот подход итерационен и включает три основных этапа: (1) сбор информации о существующих подходах к архитектуре при разработке Multiple User Interface (MUI), (2) экспериментальная фаза, в которой происходит синтез возможных архитектурных решений, (3) разработка прототипа системы. .В разработанном паттерне проектирования компоновка сервисов визуализации, содержащих различные варианты разметки и вывода данных, происходит внутри одного приложении с помощью механизма динамического мониторинга и реконфигурации в зависимости от характеристик устройства клиента. Может происходить поиск в сети соответствующих сервисов и их динамическое подключение. Практическая значимость результата данной работы – паттерна проектирования SOA для мультиплатформенной разработки заключается в уменьшении стоимости разработки программных продуктов и повышения качества их пользовательского интерфейса.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67839

Аннотация: В статье представлен новый паттерн проектирования сервис-ориентированной архитектуры (SOA) для мультиплатформенной разработки, применяемый в реализации пользовательских интерфейсов распределенных приложений. В работе ставятся следующие задачи: (1) анализ существующих подходов к разработке мультиплатформенных пользовательских интерфейсов, (2) разработка нового SOA паттерна на основании существующих для применения в разработке мультиплатформенных интерфейсов, (3) тематическое исследование (case study), заключающееся в имплементации предлагаемого SOA паттерна в распределенном приложении и его валидации. В данной работе была использована методология разработки и оптимизации информационных систем, предложенная J. F. Nunamaker. Этот подход итерационен и включает три основных этапа: (1) сбор информации о существующих подходах к архитектуре при разработке Multiple User Interface (MUI), (2) экспериментальная фаза, в которой происходит синтез возможных архитектурных решений, (3) разработка прототипа системы. .В разработанном паттерне проектирования компоновка сервисов визуализации, содержащих различные варианты разметки и вывода данных, происходит внутри одного приложении с помощью механизма динамического мониторинга и реконфигурации в зависимости от характеристик устройства клиента. Может происходить поиск в сети соответствующих сервисов и их динамическое подключение. Практическая значимость результата данной работы – паттерна проектирования SOA для мультиплатформенной разработки заключается в уменьшении стоимости разработки программных продуктов и повышения качества их пользовательского интерфейса.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.18463

Abstract: The article deals with the basic of evaluation and indicators of operational safety of buildings and structures. The authors focuses on aspects such as the ability to predict the probability of further operation of buildings on the basis of data about the indicators of reliability, on the methods used in determining these indicators. The article studies the advantages and disadvantages of each method. Particular attention is paid to the urgency of the problem, identify its causes, among which the growth needs of many buildings in the reconstruction and rehabilitation, and the features of the building as complex objects. The paper describes the step by step construction of basic mathematical model, which is used in calculating the reliability of complex systems. Identify the most important problems encountered in the construction of the mathematical model, suggests some existing solutions to these problems. Evaluation of reliability of complex systems is carried out by methods involving the use of data failure and recovery elements obtained during the operation of systems. The scientific novelty is research of reliability, ensure uptime and minimal investment of time and money on technical maintenance and repairs of the building of the specified service life.

DOI: 10.7256/2454-0714.2016.2.67840

Аннотация: The article deals with the basic of evaluation and indicators of operational safety of buildings and structures. The authors focuses on aspects such as the ability to predict the probability of further operation of buildings on the basis of data about the indicators of reliability, on the methods used in determining these indicators. The article studies the advantages and disadvantages of each method. Particular attention is paid to the urgency of the problem, identify its causes, among which the growth needs of many buildings in the reconstruction and rehabilitation, and the features of the building as complex objects. The paper describes the step by step construction of basic mathematical model, which is used in calculating the reliability of complex systems. Identify the most important problems encountered in the construction of the mathematical model, suggests some existing solutions to these problems. Evaluation of reliability of complex systems is carried out by methods involving the use of data failure and recovery elements obtained during the operation of systems. The scientific novelty is research of reliability, ensure uptime and minimal investment of time and money on technical maintenance and repairs of the building of the specified service life.