Кибернетика и программирование
Меню журнала
> Архив номеров > Рубрики > О журнале > Авторы > Требования к статьям > Редакция и редакционный совет > Рецензенты > Порядок рецензирования статей > Политика издания > Этические принципы > Правовая информация
Журналы индексируются
Реквизиты журнала

ГЛАВНАЯ > Журнал "Кибернетика и программирование" > Содержание № 04, 2014
Выходные данные сетевого издания "Кибернетика и программирование"
Номер подписан в печать: 15-08-2014
Учредитель: Даниленко Василий Иванович
Издатель: ООО <НБ-Медиа>
Главный редактор: Сидоркина Ирина Геннадьевна, доктор технических наук
ISSN: 2306-4196
Контактная информация:
Выпускающий редактор - Зубкова Светлана Вадимовна
E-mail: nb.info@mail.ru
тел.+7 (966) 020-34-36
Почтовый адрес редакции: 117465, Москва, Россия, ул. Генерала Тюленева, 31/1-210.
Библиотека журнала по адресу: http://www.nbpublish.com/library_tariffs.php

Содержание № 04, 2014
Базы данных
Сокольников А.М. - Сравнительный анализ подходов к разработке архитектуры и систем управления базами данных для высоконагруженных WEB-сервисов c. 1-13

DOI:
10.7256/2306-4196.2014.4.12800

Аннотация: В современном мире для разработчиков все острее встает проблема обработки и хранения больших объемов данных. Сообщения в социальных сетях, фотографии, потоковое видео – все это создает высокую нагрузку на программное обеспечение, используемое на серверах. По этой причине стандартные подходы, используемые для проектирования архитектуры настольных приложений, чаще всего будут неэффективны, так как в большинстве случаев они не учитывают нагрузку на приложение со стороны огромного числа пользователей. На сегодняшний день нет четкого определения для высоконагруженных систем. В большинстве случаев этот термин применяются в ситуациях, когда приложение перестает справляться с моментальной нагрузкой, возложенной на него. Нельзя указать конкретных значений, по достижении которых система считается высоконагруженной, поскольку все приложение специфичны и одинаковое количество запросов может приводить к абсолютно разным нагрузкам на ресурсы. В ходе исследования систем управления базами данных было проведено несколько опытов замеряющих скорость выполнения основных операций с базами данных: добавление, выборка и удаление. На основании результатов этих опытов были сделаны выводы и даны рекомендации по выбору системы управления базами данных. В данной статье рассмотрены подходы к разработке высоконагруженных систем, выделены недостатки и преимущества каждого из подходов и приведены примеры использования этих подходов такими популярными сервисами, как ВКонтакте, Facebook, Google и Яндекс. Приведен сравнительный анализ систем управления базами данных MySQL и MongoDB. В заключении даны рекомендации по выбору СУБД в зависимости от подхода к проектированию архитектуры высоконагруженного проекта.
Математическое моделирование и вычислительный эксперимент
Бородин А.В. - Реконструкция и исследование датчика псевдослучайных чисел в VBA-подсистеме Microsoft Office c. 14-45

DOI:
10.7256/2306-4196.2014.4.12648

Аннотация: В статье рассмотрены некоторые аспекты практического использования датчиков псевдослучайных чисел (ДПСЧ) в вычислительной математике и криптографии. В частности исследовано неадекватное поведение метода Монте-Карло при решении задачи оценки риска однородного кредитного портфеля с использованием штатного ДПСЧ системы программирования Microsoft Office. Выявлены ограничения штатного ДПСЧ. Проведена его реконструкция в терминах одномодульной арифметики вычетов и на этой основе показана нецелесообразность его использования в криптографических приложениях и объяснены отдельные аспекты неадекватного поведения метода Монте-Карло в модельном примере. Предложен вариант использования альтернативного ДПСЧ, основанного на идее "вихря Мерсенна", для решения сложных задач вычислительной математики. Приведены результаты соответствующих численных экспериментов. В основу работы положен ряд численных экспериментов, базирующихся на методе Монте-Карло. При реконструкции и исследовании ДПСЧ системы программирования Microsoft Office использованы теоретико-числовые методы. При постановке модельной задачи и интерпретации результатов ее решения используется теоретико-вероятностный формализм. В работе впервые проведено сравнение результатов оценки меры риска "Value at Risk" для однородного кредитного портфеля, полученных с использованием метода Монте-Карло, с точным значением, рассчитанным с использованием методов алгебраической теории риска. На этой основе выявлены ограничения подходов, основанных на методах Монте-Карло и связанных с конкретной реализацией штатного ДПСЧ системы программирования Microsoft Office. Предложено альтернативное решение и показана его адекватность в ходе соответствующего численного эксперимента.
Гуляихина Е.С. - Компьютерная симуляция проведения биохимического анализа в медицинском образовании c. 46-56

DOI:
10.7256/2306-4196.2014.4.12677

Аннотация: Статья посвящена проблеме компьютерной симуляции проведения биохимического анализа биологических жидкостей с помощью прибора Stat Fax® 1904 + R. Описана методология и этапы создания обучающего симулятора (формулирование проблемы, планирование проекта, определение системы, сбор входных данных, трансляция модели, верификация и валидация, а также внедрение в образовательный процесс). Представлены основные методы расчета концентрации вещества, имитируемые компьютерным симулятором (на основе стандарта, расчета фактора, многоточечной калибровки и измерение кинетических характеристик). Автор уделяет значительное внимание разработке интерфейса основного окна программы, которое представляет собой виртуальный рабочий стол для проведения биохимического анализа. Необходимыми элементами имитируемой поверхности выступают изображения прибора с действующими клавиатурой и дисплеем, область печати для вывода результатов анализа, пробирок (бланк, стандарт, образец) с соответствующими кнопками, а также кнопка питания прибора. Задача симуляции количественных и качественных характеристик исследуемой смеси решена с помощью генератора случайных чисел. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при создании обучающих компьютерных симуляторов не только в области медицины, но и в других сферах профессиональной деятельности.
Майер Р.В. - Использование вычислительных экспериментов при изучении волновых процессов в линейных и нелинейных средах c. 57-65

DOI:
10.7256/2306-4196.2014.4.12683

Аннотация: В вузовском курсе физики рассматриваются различные волновые процессы: отражение и прохождение импульса через границу раздела двух сред, интерференция, распространение волны в диспергирующей среде, образование и взаимодействие солитонов. При этом важно, чтобы экспериментальные и теоретические методы изучения этих явлений сочетались с использованием компьютерных моделей, которые позволяют сформировать наглядный образ явления и проанализировать их протекание при различных условиях. Предметом исследования являются простые компьютерные модели и вычислительные эксперименты, позволяющие изучить волновые процессы в одномерных линейных и нелинейных средах. Применяются методы математического и компьютерного моделирования, которые состоят в построении математической модели и создании компьютерной программы, имитирующей изучаемое явление на основе численного решения соответствующей системы уравнений. Новизна работы состоит в том, что предлагаются три простые компьютерные программы на языке Pascal, моделирующие распространение импульса в одномерной среде, его отражение от границы раздела двух сред и прохождение во вторую среду, распространение волны в диспергирующей среде, образование различных солитонов и их взаимодействие. Анализ результатов компьютерного моделирования позволяет утверждать, что использование вычислительных экспериментов, основанных на моделировании одномерной среды системой связанных пружинных или математических маятников или решении уравнения синус-Гордона, действительно позволяют изучить волновые процессы на более высоком уровне, сформировать интерес к физике и информационным технологиям.
Иванов К.В., Кошпаев А.А., Васяева Н.С. - Программная модель системы арбитража коммутатора PCI Express c. 66-75

DOI:
10.7256/2306-4196.2014.4.12758

Аннотация: Предметом исследований является система арбитража потоков данных между портами коммутаторов современной последовательной шины PCI Express. Статья посвящена вопросам разработки модели данной системы. При построении модели принято допущение, что коммутационная матрица коммутатора является неблокирующей. Авторами даётся описание принципов функционирования программной модели, позволяющей исследовать алгоритм арбитража и зависимость характеристик потоков от различных факторов. На основе модели исследуется влияние числа виртуальных каналов и неравномерность загрузки входных портов коммутатора на объём буферной памяти арбитра портов и арбитра виртуальных каналов. В качестве метода исследований использовался вычислительный эксперимент на основе программной модели алгоритмов арбитража шины PCI Express. Разработанная модель базируется на концепциях и алгоритмах, регламентированных официальной спецификацией протокола шины PCI Express. Получена программная модель многоступенчатого арбитра коммутатора шины PCI Express, в которой варьируется множество параметров арбитража, характерных для реальной загрузки шины в кластерных системах. За счёт модульного принципа построения программную модель можно модифицировать и включать другие схемы приоритетов. Разработанная и описанная в статье модель может использоваться при построении структуры коммутатора, а так же при конфигурировании арбитра, что может быть полезно при создании кластерных систем с внешними коммутаторами PCI Express, нашедшими практическое применение относительно недавно. Так же модель может применяться для исследования самого протокола PCI Express.
Системы имитационного моделирования
Власов А.А., Нехорошкова Л.Г., Шестаков А.С. - Моделирование межпроцессорного интерфейса в ПВС с комбинированной топологией c. 76-86

DOI:
10.7256/2306-4196.2014.4.12606

Аннотация: В докладе рассматриваются задачи, которые должны быть решены при моделировании коммуникационной структуры ПВС. С комбинированной или иначе смешанной топологии на основе гиперкубов: двоичного (ДК), обобщенного (ОГ), обобщенного кольцевого (ОКГ) и обобщенного кольцевого гиперкуба дополненного магистралями (ОКГМ). Первые три структуры можно моделировать на основе модели ОКГМ так как алгоритмы задания их топологий практически одинаковы . Моделирование ОКГМ имеет особенности, поскольку наличие магистралей существенно влияет на величину диаметра, пропускную способность, сложность организации межпроцессорного интерфейса, поскольку передача данных между узлами структуры сможет осуществляться как по непосредственным связям, так и по магистралям. В результате этого необходим оптимальный выбор пути с учетом состояния соседних узлов и занятости магистрали (магистралей) с которой связан данный узел. С этой целью формируется слово состояния, в котором отражена занятость магистрали и непосредственных связей с соединенными узлами и состояние самого узла, прием, передача или транзит данных. Для упрощения выбора направления и выбора пути вводиться понятие и, соответственно, параметр цены магистрали. Моделирование маршрутизации и транзакций не представляет трудностей, поскольку структура обладает высокой степенью размерности. Основным элементом системы моделирования является коммутационный процессор, на который возлагаются основные функции коммуникационной среды. Последовательность разработки системы моделирования выдвигает следующие требования к проектированию программного продукта на основе итерационный-инкрементной модели при использовании: объектно-ориентированного проектирования и СУБД, что вызвано необходимостью работы с большим количеством данных и быстрой обработкой результатов. Также необходимо использование языков высокого уровня которые дают возможность построения приложений реального времени, обладают свойствами многопоточности и масштабируемости. В работе используются аналитические методы теории вычислительных систем, метод имитационного моделирования, методология объектно-ориентированного проектирования. В статье рассматриваются вопросы связанные с исследованием существующих и перспективных топологий ПВС типа гиперкуб. Новизна заключается в том, что впервые представлена топология ПВС на основе обобщенного гиперкуба дополненная магистральными связями. Определены основные параметры, исследуются характеристики на основе имитационного моделирования. Приводится сравнение параметров с хорошо известными топологиями типа гиперкуб.
Другие сайты издательства:
Официальный сайт издательства NotaBene / Aurora Group s.r.o.
Сайт исторического журнала "History Illustrated"