по
Кибернетика и программирование
12+
Меню журнала
> Архив номеров > Рубрики > О журнале > Авторы > О журнале > Требования к статьям > Редакция и редакционный совет > Порядок рецензирования статей > Политика издания > Ретракция статей > Этические принципы > Политика открытого доступа > Оплата за публикации в открытом доступе > Публикация за 72 часа: что это? > Политика авторских прав и лицензий > Политика цифрового хранения публикации > Политика идентификации статей > Политика проверки на плагиат
Журналы индексируются
Реквизиты журнала

ГЛАВНАЯ > Журнал "Кибернетика и программирование" > Содержание № 05, 2018
Выходные данные сетевого издания "Кибернетика и программирование"
Номер подписан в печать: 25-11-2018
Учредитель: Даниленко Василий Иванович, w.danilenko@nbpublish.com
Издатель: ООО <НБ-Медиа>
Главный редактор: Сидоркина Ирина Геннадьевна, доктор технических наук, igs592000@mail.ru
ISSN: 2644-5522
Контактная информация:
Выпускающий редактор - Зубкова Светлана Вадимовна
E-mail: info@nbpublish.com
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 № 05, 2018
Актуальный вопрос
Чернышев Ю.О., Венцов Н.Н., Пшеничный И.С. - Возможный способ распределения ресурсов в условиях деструктивных воздействий c. 1-7

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.27626

Аннотация: Предметом исследования является подход к распределению ресурсов в условиях возможных деструктивных воздействий. Объектом исследования является модель процессов принятия решений распределительного характера в условиях возможных деструктивных воздействий. Авторы рассматривают вопросы моделирования процессов распределения потоков ресурсов в условиях возможных нежелательных воздействий. Показано, что применение относительных нечетких оценок предпочтения маршрутов передачи ресурсов целесообразнее моделирования всей области распределения ресурсов с точки зрения временной сложности процесса принятия решений, так как на основе статистических и экспертных оценок можно сравнительно быстро определить предпочтительности маршрутов с точки зрения гарантированности передачи ресурса при деструктивных воздействиях. Метод исследования базируется на использовании теории множеств, нечеткой логики, эволюционных и иммунных подходов. Использование нечетких отношений предпочтения позволяет сократить время построения модели, а применение эволюционных и иммунных методов – ускорить поиск решения. Основным выводом проведенного исследования является возможность использования относительных нечетких оценок предпочтения используемых маршрутов при организации распределения ресурсов. Предложен алгоритм распределения ресурсов в условиях деструктрвных воздействий, отличительной чертой которого является использование информации о реализованных ранее распределениях ресурсов при формировании множества начальных решений. Верификацию полученных решений предполагается производить при помощи метода отрицательного отбора – одного из способов моделирования иммунной системы. Модификацию имеющихся решений целесообразно производить, например, при помощи методов эволюционного моделирования.
Параллельные алгоритмы решения задач вычислительной математики
Сеченов П.А., Оленников А.А. - Применение технологии параллельного программирования NVIDIA CUDA в задаче расплавления шарообразной частицы c. 8-14

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.20345

Аннотация: В статье рассмотрена технология параллельного программирования NVIDIA CUDA в задаче расплавления шарообразной частицы. Показана тенденция современных компьютеров к увеличению мощности за счет увеличения количества ядер, а не за счет увеличения частоты процессора (что приводит к значительному потреблению энергии и выделению тепла). Представлен закон Амдала, позволяющий оценить ускорение времени программы при распараллеливании на N процессоров. Перечислены условия увеличения производительности алгоритма при распараллеливании задачи. Представлена задача расплавления частицы железной руды. Рассмотрены особенности языка параллельного программирования CUDA C и представлены алгоритмы для выбранной задачи. Произведен сравнительный анализ времени выполнения задачи на CPU (С#) и GPU (CUDA C). Технология параллельного программирования CUDA позволяет увеличить производительность распараллеливаемых алгоритмов сложности N до 60 раз. Для этого требуется наличие графического процессора с поддержкой данной технологии, среда разработки и компилятор языка CUDA, знание языка CUDA C, а также хорошее знание задачи и возможности ее распараллеливания.
Методы, языки и модели человеко-машинного взаимодействия
Кукушкин Ю.А., Айвазян С.А. - Методика автоматизированной обработки управляющих движений оператора в прикладных исследованиях надежности эргатических систем c. 15-23

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.1817

Аннотация: Предметом исследования является оптимизация законов управления эргатическими системами с учетом психофизиологических возможностей оператора. Сложность анализа управляющих движений оператора определяется тем, что процессы манипулирования органом управления эргатической системой являются нестационарными, поэтому необходимо методами цифровой фильтрации исключить из анализируемого процесса низкочастотный тренд и перейти к анализу стационарного случайного процесса. Изложена методика автоматизированной обработки управляющих движений оператора в прикладных исследованиях надежности эргатических систем, апробированная при проведении эргономических исследований на полунатурном моделирующем комплексе. Методология исследования объединяет методы инженерной психологии, теории надежности, эргономики, спектрального анализа, математической кибернетики и вычислительной математики. Основным выводом проведенного исследования является то, что анализ управляющих движений оператора должен быть неотъемлемой частью полунатурных эргономических исследований, поскольку его результаты позволяют обеспечить адекватный учет психофизиологического состояния и резервных возможностей оператора эргатической системы при управлении ее функционированием. Это позволяет разработать и реализовать комплекс мероприятий, направленных на обеспечение должной функциональной надежности профессиональной деятельности оператора эргатической системы для обеспечения безопасности ее эксплуатации.
Системный анализ, поиск, анализ и фильтрация информации
Мясников В.И. - Алгоритм генерации высокоточного ШИМ-сигнала c. 24-31

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.18991

Аннотация: Аннотация. Объектом исследования являются регуляторы, построенные на базе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Популярность регулирования при помощи ШИМ объясняется простотой реализации, отсутствием гистерезиса у исполнительного электромагнитного устройства. Разрядность и частота ШИМ-сигнала влияют на качество регулирования. Современные микроконтроллеры имеют встроенный модуль ШИМ, поэтому реализация устройства управления на них получается простой и недорогой. При заданных параметрах ШИМ-сигнала – частоты и разрядности, часто разработчик сталкивается с трудностью реализации регулятора из-за ограниченности ресурсов микроконтроллера, в частности, тактовой частоты. В работе анализируется заданный N-разрядный ШИМ путем его разбиения на две составляющие, одна из которых определяется частотой и разрядностью ШИМ процессора. Исследуется зависимость требуемого объема памяти в зависимости от алгоритма разбиения на составляющие, а также от разрядности используемого микроконтроллера. В результате исследований определены затраты памяти для табличного метода генерации ШИМ-сигнала в зависимости от разрядности применяемого микроконтроллера. Основной результат работы - показана возможность повышения разрешающей способности регулятора при ограниченных ресурсах микроконтроллера. Даны рекомендации по реализации алгоритма в зависимости от выбранного микроконтроллера, приведены требуемые ресурсы памяти.
Автоматизированные системы управления технологическими процессами
Федосовский М.Е. - Разработка методологии построения систем управления сложными техническими комплексами при помощи методов математической теории категорий c. 32-43

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.27561

Аннотация: Объектом исследования в данной работе являются системы управления сложными техническими комплексами. Предметом исследования является методология разработки систем управления сложными техническими комплексами. Разработанная методология создания системы управления сложными техническими комплексами базируется на идее генерации последовательности отображений концептуальных моделей в инфологические модели и, далее, в даталогические модели. Ранее автором представлялось концептуальное и инфологическое моделирование и соответствующие этим уровням математические модели, а также отношения между ними, то есть математические категории. Разработанная методология создания системы управления сложными техническими комплексами базируется методах теории математических категорий. Представленные категории при даталогическом представлении имеют два уровня абстракции. Основные выводы проведенного исследования:1. Унифицированное описание семейств неоднородных математических моделей, отражающих различный уровень абстрагирования (обобщения) на этапе даталогического представления предметных задач, делает возможным создание формулировок для общего определения моделей с описанием их структуры.2. Разработанный метод даталогического моделирования предоставляет все возможности для обеспечения настройки на конкретных программно-технических средствах реализации системы управления сложными техническими комплексами.
Базы данных
Райхлин В.А., Минязев Р.Ш., Классен Р.К. - Эффективность консервативных СУБД больших объемов на кластерной платформе c. 44-62

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.22301

Аннотация: Обсуждаются результаты оригинальных исследований принципов организации и особенностей функционирования консервативных СУБД кластерного типа. Актуальность принятой ориентации на работу с базами данных больших объемов определяется современными тенденциями интеллектуальной обработки больших информационных массивов. Повышение объема баз данных требует их хеширования по узлам кластера. Это обуславливает необходимость использования регулярного плана обработки запросов с динамической сегментацией промежуточных и временных отношений. Дается сравнительная оценка получаемых результатов с альтернативным подходом "ядро на запрос" при условии репликации БД по узлам кластера. Значительное место в статье занимает теоретический анализ возможностей GPU-акселерации применительно к консервативным СУБД с регулярным планом обработки запросов. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных натурных моделях — СУБД Clusterix, Clusterix-M, PerformSys с применением средств MySQL на исполнительном уровне. Теоретический анализ возможностей GPU-акселерации выполнен на примере предлагаемого проекта Clusterix-G. Показаны: особенности поведения СУБД Clusterix в динамике и оптимальный архитектурный вариант системы; повышение "в разы" масштабируемости и производительности системы при переходе к мультикластеризации (СУБД Clusterix-M) либо к перспективной технологии «ядро на запрос» (PerformSys); неконкурентоспособность GPU-акселерации в сравнении с подходом «ядро на запрос» для баз данных средних объемов, не превышающих размеры оперативной памяти узла кластера, но не умещающихся в глобальной памяти графического процессора. Для баз данных больших объемов предложена гибридная технология (проект Clusterix-G) с разделением кластера на две части. Одна из них выполняет селектирование и проецирование над хешированной по узлам и сжатой базой данных. Другая – соединение по схеме «ядро на запрос». Функции GPU-ускорителей в разных частях своеобразны. Теоретический анализ показал бόльшую эффективность такой технологии в сравнении с Clusterix-M. Но вопрос о целесообразности использования графических ускорителей в рамках подобной архитектуры требует дальнейшего экспериментального исследования. Отмечено, что проект Clusterix-M сохраняет жизнеспособность в области Big Data. Аналогично — с подходом «ядро на запрос» при доступности использования современных дорогих информационных технологий.
Лобанов А.А., Фильгус Д.И. - Метод поиска кратчайшего гамильтонового пути в произвольном графе на основе рангового подхода, обеспечивающего высокую оперативность и малую погрешность решения задачи организации процесса управления множеством транзакций и запросов при их реализации в сетевых базах данных c. 63-75

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.26513

Аннотация: Объектом исследований является подсистема управления реализацией рабочей нагрузки в сетевой базе данных. Предмет исследований - управление процессом формирования графика реализации запросов абонентов и транзакций в сетевой базе данных. Во многих случаях существующие решения не обеспечивают необходимых результатов по времени доступа и точности найденного решения. Возникает необходимость в разработке метода формирования графика реализации запросов пользователей и транзакций. Особое внимание уделяется алгоритмам выборки запросов в сетевых базах данных, а также концептуальной модели процесса управления транзакциями и запросами. В работе используются методы теории графов. Оценка эффективности решения задачи выполнена с использованием системного подхода, системного анализа и теории исследования операций. Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе работы, проводилась в соответствии с положениями математической статистики. Разработан метод поиска кратчайшего гамильтонового пути в произвольном графе на основе рангового подхода, который обеспечивает высокую оперативность и малую погрешность решения задачи организации процесса управления множеством транзакций и запросов при их реализации в сетевых базах данных. Использование разработанного метода позволяет минимизировать время простоя вычислительных устройств, сократить объемы и время передачи данных от одних исполнительных устройств другим, повысить общую масштабируемость, минимизировать время доступа к данным и пр. Важным достоинством предлагаемого метода является уменьшения числа элементарных операций и числа обрабатываемых векторов в процедуре формирования очереди выполнения операций запроса, что приводит к существенному уменьшению времени на реализацию процедур формирования очереди выполнения операций в запросах.
Кодирование и защита информации
Балтаев Р.Х., Лунегов И.В. - Стеганографический метод встраивания информации с использованием шумоподобной последовательности и сохранением статистической модели изображений c. 76-83

DOI:
10.25136/2306-4196.2018.5.27634

Аннотация: Предметом исследования является стеганографический метод встраивания информации в цифровые изображения. Стеганография способна скрывать не только содержание информации, но и сам факт ее существования. В работе рассматривается одна их важнейших проблем разработки стеганографических методов - скрытность передачи защищаемой информации. Под скрытностью понимается не только визуальная или слуховая неотличимость цифрового медиа ресурса от медиа ресурса со встроенной информацией, но и статистическая неотличимость. Особое внимание в работе уделяется сохранению пространственной статистической зависимости между пикселями изображения. Методологической основой исследования являются методы математической статистики и теории обработки изображений, а также метрики искажения изображений. Новизна исследования заключается в разработке нового метода встраивания информации в статические изображения. Авторами подробно рассматривается задача применения процесса авторегрессии скользящего среднего для представления статистической зависимости пикселей изображения. Показано, что предложенный метод позволяет встроить информацию в цифровые изображения без их существенного искажения.
Другие сайты издательства:
Официальный сайт издательства NotaBene / Aurora Group s.r.o.
Сайт исторического журнала "History Illustrated"