2016 год, №2

Содержание выпуска
ВОЗМОЖНОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПАКЕТАХ
А.М. Чернецов
Стр. 5 — 10
За последние годы при решении множества трудновычислимых задач стали применяться средства и возможности параллельного программирования. Широко известны модели программирования в общей и распределенной памяти, позднее к ним прибавились гибридные модели. Однако все упомянутые средства относятся к достаточно низкоуровневому программированию, когда производится значительная переделка исходного кода. Немалое число математических расчетов выполняется не на алгоритмических языках (C/C++, Fortran), а в специализированных математических пакетах MATLAB, Maple, Mathematica, MathCad. В работе рассмотрены средства параллельного программирования в современных математических пакетах. Приведен краткий обзор развития средств параллельного программирования в широко распространенных пакетах MATLAB, Maple, Mathematica и MathCad. Для MATLAB кратко описываются основные примитивы параллельного программирования и их соответствия в среде MPI, а также приводятся другие операторы параллельного программирования. Рассматриваются различные средства обеспечения параллелизма в пакете Maple (работа с нитями, высокоуровневыми абстракциями Task Programming Model, параллельное программирование). Для Mathematica приводятся некоторые базовые конструкции параллельного программирования, имеющиеся в языке Mathematica Wolfram Language. Рассматриваются различные примеры. В зависимости от того, в каком пакете происходит работа, доступны несколько отличающиеся возможности, однако любая задача может быть решена в каждом из рассматриваемых пакетов (за исключением MathCad).
АЛГОРИТМ КЛАССИФИКАЦИИ, ОСНОВАННЫЙ НА ПРИНЦИПАХ СЛУЧАЙНОГО ЛЕСА, ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
С.Б. Картиев , В.М. Курейчик
Стр. 11 — 15
Работа посвящена методам построения ансамблей моделей для решения задачи прогнозирования. Одним из основных этапов прогнозирования является классификация. На данном этапе производится основная логика прогностических моделей. Описывается метод классификации с использованием методов случайного леса. Отмечены плюсы и минусы использованных методов. В ходе работы обосновывается выбор данного метода для применения в разработанной системе прогнозирования. Разработан алгоритм построения случайного леса на основе методов комбинирования элементов принятия решений и обучения сформированной структуры данных с использованием модифицированного алгоритма обучения случайного леса (MRF). Принципиальным отличием данного метода является нахождение оптимального класса, к которому относится объект, рассматриваемый для задачи прогнозирования. Описывается программная реализация на языке Java с использованием принципов обобщенного программирования и приводится описание основной структуры данных в виде UML-диаграммы. Также определено место разработанного модуля в системе диагностирования сложных технических систем по поддержанию работоспособности программной системы с использованием принципов моделирования, основанных на темпоральной логике. Проведены экспериментальные исследования, показавшие эффективность описываемого метода по сравнению с существующими. Качество классификации улучшилось примерно на 5 % по сравнению с предыдущими опытами.
МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ О НАЗНАЧЕНИЯХ В УСЛОВИЯХ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ
Р.Ю. Кордюков
Стр. 16 — 22
В статье рассматривается задача оптимального выбора кандидатов на выполнение работ в тендерных проектах исходя из финансовых условий, выдвигаемых соискателями. Представлены критерии, являющиеся ключевыми при отборе подходящих заявок претендентов с учетом заранее объявленных нормативов. Задача приводится в формализованном виде, при этом целевой функцией является минимизация затрат на реализацию проектов. Построена модель, агрегирующая исходные данные и ограничения в единую систему и позволяющая оперировать начальными условиями для их анализа. Предлагается специальный алгоритм поиска оптимальных вариантов назначений, базирующийся на теории графов, методике последовательного анализа и отсева вариантов и неявном переборе. Данный алгоритм учитывает требования, предъявляемые к заявкам соискателей, и работает как при наличии финансовых ограничений предприятий по максимуму и минимуму, так и при их отсутствии, а также предоставляет возможность подбора исполнителей на комплексный проект, реализация которого подразумевает успешное совместное завершение множества отдельных проектов, входящих в его состав. Предлагаемое ПО, разработанное для решения данной задачи, предоставляет возможности по формированию списков конкурсных проектов, кандидатов на их выполнение и их заявок на определенные виды работ с учетом существующих стоимостных, временных и вероятностных ограничений. По представленному алгоритму осуществляется поиск всех заявок, удовлетворяющих требованиям нормативов, и среди них определяется оптимальная выборка, учитывающая возможности исполнителей по освоению выделяемых ресурсов.
АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПЫТАНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ
А.Ю. Русин
Стр. 23 — 26
Повышения экономической эффективности системы испытания оборудования на надежность можно добиться, сократив время испытаний или уменьшив количество испытуемых образцов. При сокращении времени испытаний возрастает степень цензурирования выборки, а при уменьшении количества образцов уменьшается объем выборки наработок оборудования. Сокращать параметры испытаний можно только в случае, если методы обработки информации обеспечивают достоверность рассчитанных показателей надежности. В результате испытаний формируются малые цензурированные выборки наработок оборудования на отказ. Расчет показателей надежности по таким выборкам выполняется методом максимального правдоподобия. В статье представлены экспериментальные исследования точности оценки максимального правдоподобия параметра экспоненциального закона распределения по малым, однократно цензурированным справа выборкам. Исследования выполнялись моделированием на компьютере цензурированных выборок, подобных выборкам, формирующимся при испытаниях оборудования на надежность. Эти экспериментальные данные показывают, что большинство оценок максимального правдоподобия, полученных по малым, однократно цензурированным справа выборкам, имеют значительные отклонения от истинных значений. В работе построены регрессионные модели, устанавливающие зависимость между отклонением оценки максимального правдоподобия от истинного значения и параметрами, характеризующими структуру выборки. Они позволяют рассчитать и ввести поправки к оценкам максимального правдоподобия. Были проведены экспериментальные исследования результатов их использования. Точность оценок максимального правдоподобия после применения разработанных моделей и введения поправки к оценкам максимального правдоподобия значительно возрастает. Разработано ПО для применения регрессионных моделей на практике.
ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАССУЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕМПОРАЛЬНЫХ НЕЧЕТКИХ БАЙЕСОВСКИХ СЕТЕЙ
В.В. Борисов , А.С. Захаров
Стр. 27 — 33
Статья посвящена решению актуальной задачи моделирования приближенных рассуждений в условиях неопределенности. Описана темпоральная нечеткая байесовская сеть, представляющая собой байесовскую сеть доверия, в которой предпосылками причинно-следственных связей являются сложные темпоральные высказывания, а в качестве меры истинности высказываний используется нечеткая вероятностная мера. Темпоральная нечеткая байесовская сеть позволяет как качественно, так и количественно задавать причинно-следственные отношения с учетом темпоральных зависимостей в условиях стохастической и нестохастической неопределенности. Результатом приближенных рассуждений является значение нечеткой вероятностной меры истинности утверждения о нахождении узла сети в одном из его состояний. При этом сам процесс рассуждений реализуется в виде последовательного перехода между моментами времени и осуществления для каждого момента времени вероятностного вывода в темпоральной нечеткой байесовской сети. В ходе вывода для каждого момента времени в случае наличия темпоральных зависимостей используются результаты вывода, полученные на предыдущих шагах. Для моделирования приближенных рассуждений на основе темпоральной нечеткой байесовской сети предложен метод, позволяющий в процессе прямого и обратного вывода определять значения нечеткой вероятностной меры истинности высказываний с учетом сложных темпоральных зависимостей. Предлагаемый метод основан, во-первых, на преобразовании нечеткой байесовской сети со сложными темпоральными высказываниями к виду, содержащему лишь простые темпоральные высказывания; во-вторых, на построении дерева сочленений на основе исходной нечеткой байесовской сети; в-третьих, на вычислении искомого распределения нечетких вероятностей посредством передачи сообщений между узлами дерева сочленений, а также на формировании сети временных ограничений для обеспечения возможности передачи сообщений через неоднородные сепараторы дерева сочленений. Разработаны программные средства, реализующие предложенные модель и метод приближенных рассуждений. Приведены примеры использования разработанных модели и метода для анализа динамики психоэмоционального состояния пациентов.
ГИБРИДНАЯ НАСТОЛЬНО-ОБЛАЧНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ
А.А. Прохоров , А.М. Назаренко , Н.О. Пересторонин , А.В. Давыдов
Стр. 34 — 40
В современной инженерной практике подход к выработке решений с использованием расчетных моделей и метамоделей считается наиболее перспективным и выгодным с точки зрения сокращения сроков и стоимости разработки. Однако его применение сопряжено с рядом методологических и эксплуатационных проблем, вследствие чего данная практика не получает широкого распространения, оставаясь недоступной для небольших коллективов, которые часто не располагают необходимыми ресурсами. Для данного метода характерен высокий порог вхождения, обусловленный высокой сложностью и стоимостью реализации расчетных моделей, которая связана с многодисциплинарным характером современных инженерных задач. Разработка таких моделей требует как широкого спектра знаний в различных областях, так и использования различного специализированного ПО, как правило, доступного только на коммерческой основе. Помимо этого, для проведения крупномасштабных автоматизированных вычислений необходимо наличие специального высокопроизводительного программно-аппаратного комплекса, что влечет дополнительные издержки на его создание и обслуживание. В статье рассматриваются основные вопросы применения крупномасштабных автоматизированных вычислений, необходимость в которых возникает при использовании вычислительных методов на этапе выработки инженерных решений в отличие от распространенной в настоящее время практики, когда вычислительное моделирование проводится уже на этапе валидации предполагаемых решений и не требует многократных вычислительных экспериментов. В качестве способов снижения порога вхождения обсуждаемого метода рассматриваются существующая практика создания интегрированных приложений, доступных широкому кругу пользователей, и применение облачных вычислений, что позволяет сократить накладные расходы на моделирование. Отдельное внимание уделено использованию программных средств с поддержкой облачных вычислений совместно с традиционными настольными приложениями. Сформулированы соответствующие требования к системе управления автоматизированными расчетами, поддерживающей интеграцию как с облачным, так и с настольным ПО, что делает возможным создание гибридных интегрированных приложений для решения классов сходных задач. Предложена архитектура такой системы, разработанная с учетом приведенных требований и позволяющая использовать основные компоненты системы как в облачной, так и в настольной версии с целью минимизации усилий по ее разработке.
ПРЕПРОЦЕССОРНАЯ ОБРАБОТКА МНОЖЕСТВ ПРЕЦЕДЕНТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ РЕШАЮЩИХ ФУНКЦИЙ В ЗАДАЧАХ КЛАССИФИКАЦИИ
Н.И. Гданский , Н.Л. Куликова , А.М. Крашенинников ,
Стр. 41 — 46
Рассмотрена актуальная проблема наличия ошибок в обучающих выборках, предназначенных для последующего построения по методу прецедентов решающих функций, используемых в задачах классификации новых объектов. Исследованы основные причины возникновения данных ошибок и их влияние на построение классификаторов. На основе геометрической интерпретации задачи классификации предложены методы, позволяющие не только анализировать качество обучающей выборки, но и выявлять возможные причины ошибок, содержащихся в ней, а также выполнять их коррекцию, необходимую для последующего построения эффективного классификатора. Для численного учета общих долей удаляемых и корректируемых выбросов в обучающей выборке предложено использовать соответствующие предельно допустимые пороговые величины. По ним даны рекомендации для основных предметных областей. В алгоритме анализа прецедентов использована специальная мера близости одиночного объекта к произвольному классу, аналогичная методу ближайшего соседа, но с той разницей, что соседство определяется не по одной ближайшей точке, а по нескольким. Сложность предложенных алгоритмов анализа и коррекции обучающих выборок является полиномиальной по числу точек в обучающей выборке: в первом случае квадратичная, во втором линейная. Получаемая в результате коррекции новая обучающая выборка задает более плавные границы классов в пространстве значений признаков. Вследствие этого данные множества точек в большей степени удовлетворяют гипотезе компактности и в результате дают решающие функции с более простой структурой, требующие затем меньше вычислительных операций на решение задачи классификации.
МЕТОДЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ ОНТОЛОГИЙ
А.В. Платонов , Е.А. Полещук
Стр. 47 — 52
В статье рассматривается процесс автоматического построения онтологии предметной области по входному набору текстовых документов. В частности, рассматриваются процессы, аналогичные системам Biperpedia, BOEMIE Project и т.п. В работе освещены основные этапы автоматической генерации онтологии, а именно процесс извлечения объектов предметной области, концептов, то есть терминов, объединяющих множество объектов, а также процесс извлечения семантических отношений и правил для онтологии. Для каждого процесса представлены алгоритмы, решающие задачу соответствующего шага генерации онтологии. В рамках процесса извлечения объектов предметной области рассмотрены алгоритмы извлечения именованных сущностей, генерации регулярных выражений на основе генетических алгоритмов. Предложен процесс построения шаблонов извлечения объектов на базе методов поиска частотных цепочек символов по аналогии с поиском частотных шаблонов последовательностей. В статье описаны основные шаги извлечения концептов предметной области и рассмотрены алгоритмы для определения его основных атрибутов. Содержится описание методов извлечения семантических отношений на базе лексико-синтаксических шаблонов. Предложен подход к данной задаче с точки зрения поиска ассоциативных правил по аналогии с алгоритмами поиска частотных шаблонов. Наконец, в работе предложены три метода оценки качества работы всего процесса автоматического построения онтологии: метод на основе золотого стандарта, метод ручной оценки и косвенный метод через оценку качества использующего онтологию ПО. Рассмотрены положительные и отрицательные стороны того или иного метода оценки. Предложен компромиссный подход для оценки качества модели, учитывающий достоинства и недостатки каждого из описанных.
МЕТОД РАСПРЕДЕЛЕННОГО АНАЛИЗА СВОЙСТВ ВЕРИФИЦИРУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ
А.А. Шипов
Стр. 53 — 61
Программные системы с каждым днем становятся все более сложными и комплексными, поэтому необходимо наличие таких инструментов, которые позволяли бы относительно легко выполнять проверку их работы на соответствие заданным спецификациям, особенно, когда речь идет о больших и распределенных программных системах. Однако зачастую на пути верификации данного рода систем встает проблема комбинаторного взрыва, из-за которой возникает резкий рост временной сложности во время верификации при относительно невысоком увеличении объема верифицируемых систем. И, как показывает практика, использование только существующих на сегодняшний день методов борьбы с данной проблемой, таких как абстракция, интерпретация и верификация «на лету», зачастую может оказаться недостаточным для ее преодоления. Логика подсказывает, что и процесс выполнения больших распределенных программных систем, и процесс верификации должны осуществляться распределенным образом. В статье подробно рассмотрен и проанализирован предлагаемый автором метод для преодоления проблемы комбинаторного взрыва в дополнение к уже имеющимся методам. Идея его состоит в использовании алгоритма распределенной верификации автоматов Бюхи для логики линейного времени (LTL). Применение данного алгоритма позволяет повысить эффективность и быстродействие всего процесса верификации за счет разделения вычислительной нагрузки на заданное количество вычислительных узлов. Несмотря на то, что идея разделения вычислительной нагрузки не является инновационной и подобные средства уже присутствуют в таком инструменте формальной верификации методом проверки на моделях, как Spin, предложенный алгоритм демонстрирует на практике более высокую эффективность работы, чем в Spin, что подкрепляется рядом наглядных примеров.
СИСТЕМНЫЙ анализ и принятие решении о реинжиниринге КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮШИХ СИСТЕМ
О.В. Шильникова
Стр. 62 — 69
Статья посвящена эволюции информационно-управляющих систем. В начале жизненного цикла этих систем моделирование процесса поддержки их работоспособности осуществляется с целью оптимизации использования состава ресурсов, необходимых на первом этапе. Модель учитывает, что параметры системы постепенно дрейфуют и уходят достаточно далеко от оптимальных значений, а фазовая траектория эволюции системы «притягивается» к стабильной, но неоптимальной точке. В итоге это свидетельствует о том, что, возможно, выполняются необходимые условия достижения точки бифуркации. Приведение системы к более эффективному состоянию, не прерывая ее жизненного цикла, требует некоторых специальных решений, одним из которых является выпуск следующей версии системы. Качественный и количественный анализ функциональных параметров, эксплуатационных свойств и живучести распределенной многоуровневой информационно-управляющей системы выполняется с помощью компьютерных средств моделирования, в том числе имитационного. Модели учитывают неоднородность и изменчивость структуры, пропускную способность каналов связи и свойства распределенной БД. В последнее время актуальными становятся исследования свойств эволюционирующих информационных систем в управлении корпорациями. При наличии в корпорациях научно-исследовательских IT-подразделений одними из их новых важнейших функций могут стать собственные системно-аналитические исследования и постановки задач системного анализа корпоративных информационно-управляющих систем для университетов.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ В МНОГОАГЕНТНОЙ СРЕДЕ
Н.А. Семенов , Н.Ю. Мутовкина , А.Ю. Клюшин
Стр. 70 — 76
Поведение агентов в динамически меняющейся многоагентной среде зависит как от внешних факторов, так и от личностных характеристик, качеств самих агентов. К внешним факторам относятся интересы, предпочтения, мнения и убеждения окружения, мода, возможности реализации собственных желаний и потребностей и т.д. Основной личностной характеристикой агента выступает его психо-поведенческий тип, который подвержен влиянию со стороны внешних факторов. При неблагоприятном влиянии внешних факторов в сочетании с негативным типом агент может спровоцировать конфликт в многоагентной среде. Психо-поведенческим типом агента можно управлять с помощью определенной комбинации воздействий, уникальной для каждого типа и зависящей от возможной стратегии поведения агента во взаимодействии с другими агентами. Сведение девиантного типа агента к компромиссному позволяет устранить конфликт в многоагентной среде. В статье рассмотрены основные способы ухода от конфликта, разработаны математическая модель согласования представлений агентов и алгоритм решения конфликта в многоагентной среде. Представленная информационная технология позволяет предсказать стратегию поведения агента в системе в условиях конфликта, а также выработать схему управления типом агента. Предложенная технология базируется на математическом аппарате теории игр, нечеткой логики, теории активных систем, математической теории ценностей, интересов и суждений. Эта технология стала основой для разработки экспертной системы по решению конфликтов в многоагентной среде. Наиболее оптимальным способом разработки такой системы является применение так называемых оболочек и специальных программных комплексов типа EXSYS или G2.
АНАЛИЗ АКТИВНОСТИ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ВРЕДОНОСНЫХ ПРОГРАММ ТИПА «БЛОКИРАТОР-ШИФРОВАЛЬЩИК ФАЙЛОВ»
Е.Б. Дроботун
Стр. 77 — 82
Все компании, занимающиеся разработкой антивирусного ПО, отметили, что с середины 2013 года наблюдается всплеск заражений компьютеров вредоносными программами, шифрующими пользовательскую информацию, -наиболее опасной разновидностью вредоносных программ класса Ransomware (программ-вымогателей). Программы такого рода не просто блокируют доступ жертвам к компьютеру, но и с помощью различных алгоритмов шифрования блокируют доступ пользователя к файлам. Как правило, такие вредоносные программы шифруют популярные типы пользовательских файлов, которые могут представлять определенную ценность: документы, электронные таблицы, файлы БД, фотографии, видео- и аудиофайлы и т.д. Для расшифровки файлов пользователю предлагается заплатить выкуп с помощью каких-либо сервисов интернет-платежей или криптовалюты (обычно с помощью биткойнов). Первые версии таких вредоносных программ появились еще в 2006-2007 годах, однако тогда эти вредоносные программы использовали нестойкие алгоритмы шифрования, малый размер ключа шифрования, а также крайне неэффективные методы заражения компьютеров и поэтому не получили широкого распространения. Современные вредоносные программы такого рода лишены этих недостатков, используют весьма стойкие алгоритмы шифрования (AES или RSA), достаточно большой размер ключей шифрования и эффективные методы распространения (с помощью зараженных веб-страниц и вредоносных спам-рассылок по электронной почте). В статье на основе анализа нескольких наиболее распространенных представителей этого класса вредоносных программ показаны основные тенденции развития такого рода программ, предложены возможные пути устранения последствий их деятельности.
AN APPROACH TO DATA NORMALIZATION IN THE INTERNET OF THINGS FOR SECURITY ANALYSIS
A.I. Pechenkin , M.A. Poltavtseva , D.S. Lavrova
Стр. 83 — 88
This paper analyzes a concept of the Internet of Things to develop a system for security incidents detection. System development requires effective methods and algorithms for preprocessing and storing high volumes of data from heterogeneous devices. The authors define a notion of a “thing”, formulate the basic information coming from the “thing” to an information system. In this paper the “thing” is considered as a data source with its own features. The authors apply the ETL (Extract Transfer Loading) technology to the Internet of Things data preprocessing. Heterogeneous devices provide a great number of different data types. To analyze this information in SIEM the system needs to show information and command messages from the Internet of Things in the event space. For this purpose it is necessary to adjust them to the same form, due to the fact that a researcher often needs to analyze various events together and one event may include various messages. This problem may be solved using metadata. The authors propose an approach that applies hierarchical directories to normalize high volumes of heterogeneous data from the Internet of Things. Hierarchical directories contain information about data source and their contents. The paper describes the basic metadata directories.
ОБОГАЩЕНИЕ МОДЕЛИ BAG-OF-WORDS СЕМАНТИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КЛАССИФИКАЦИИ ТЕКСТОВ ПРЕДМЕТНОЙ области
А.Б. Нугуманова , И.А. Бессмертный , П. Пецина , Е.М. Байбурин
Стр. 89 — 99
Статья посвящена результатам исследования методов повышения качества автоматической классификации текстов на основе статистического подхода. В качестве базовой модели представления текстов рассматривается Bag-of-words - самая распространенная и простая модель представления текста, используемая во многих задачах автоматической обработки текстов. Она представляет тексты как наборы слов без учета их порядка и связей, поэтому при использовании этой модели семантическая близость двух текстов оценивается по количеству совпадающих слов. В результате тексты, содержащие малое количество общих слов, считаются семантически далекими друг от друга. Эта особенность модели Bag-of-words, обусловленная игнорированием семантических связей, представляет серьезную проблему в такой актуальной задаче обработки естественного языка, как автоматическая классификация текстов. Авторы предлагают обогатить модель Bag-of-words семантическими связями, которые извлекаются из этих же текстов на основе статистики совместной встречаемости слов, то есть новый способ построения и применения матрицы семантических связей, которая затем используется для отображения представлений текстов в пространство связанных слов. Конечной целью работы является доказательство превосходства построенной модели по сравнению с моделью Bag-of-words при выполнении бинарной классификации текстов. Для сравнения этих двух моделей была реализована серия экспериментов на стандартной коллекции Reuters 21578. Результаты экспериментов демонстрируют улучшение качества классификации текстов по сравнению с известными методами.
СИСТЕМА ВИЗУАЛИЗАЦИИ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТОПОЛОГИИ СБИС ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ ДВОЙНОГО ШАБЛОНА
В.А. Шахнов , Л.А. Зинченко , В.А. Верстов , В.В. Макарчук
Стр. 100 — 104
В статье обсуждается ПО для визуализации и аналитической поддержки процесса проектирования СБИС. Особо отмечается важность визуализации в рамках процесса проектирования систем на кристалле. Необходимость визуализации является следствием растущего объема информации, который должен учитывать инженер-проектировщик СБИС в процессе своей работы. В статье выделяется основная задача визуализации - преобразование информации из формата, позволяющего эффективно производить вычисления, в формат, удобный для восприятия и познания человеком. Аналитическая поддержка процесса проектирования систем на кристалле основана на использовании методов кластеризации и когнитивных технологиях для представления информации об альтернативных проектных решениях топологии критического слоя СБИС. В качестве иллюстрации возможностей разработанного ПО в статье обсуждаются результаты применения методов классификации и кластеризации конфликтов при трансформации топологии СБИС для технологии двойного шаблона. Процесс трансформации топологии СБИС основывается на графовых моделях представления топологии, в том числе на графе противоречий. В статье предлагается подход к кластеризации и классификации противоречий, которые возникают в процессе трансформации топологии СБИС для технологии двойного или мультишаблона. На основании предлагаемой классификации рассматривается выбор различных вариантов проектных решений. В статье приведены результаты экспериментальных исследований разработанных подходов: показаны примеры визуализации топологии СБИС при ее трансформации для технологии двойного шаблона.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПЛАТЕЖЕСПОСОБНОСТИ КЛИЕНТОВ БАНКА НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ И МАРКОВСКИХ ЦЕПЕЙ
Ю.С. Шунина , В.Н. Клячкин ,
Стр. 105 — 112
Кредитование клиентов является одним из приоритетных направлений банковской деятельности: за счет доходов от кредитования формируется основная часть чистой прибыли банка. Однако ориентация на прибыльность операций всегда связана с различными видами рисков, которые могут привести к убыткам. С целью предотвращения потерь предлагается система для поддержки принятия решений в процессе кредитования клиентов банками, начиная с процесса выдачи кредита и до последующего погашения по текущим кредитным платежам. При принятии решения о выдаче кредита система прогнозирует кредитоспособность потенциального заемщика банка с помощью агрегированных классификаторов, которые представляют собой результаты использования нескольких независимых методов машинного обучения, объединенных по среднему значению, по медиане, а также с помощью процедуры голосования. Входными данными являются сведения о клиенте, указанные в заявке, поданной на получение кредита. При погашении текущих кредитных платежей система анализирует динамику погашения отдельного заемщика с учетом условий кредита, информации о самом заемщике, его кредитной истории и прогнозирует изменение платежеспособности заемщика в следующем месяце. В качестве моделей предлагается использовать марковские цепи 1 -го и 2-го порядков, а также методы машинного обучения. Более того, система предусматривает предварительный анализ и обработку исходных данных, включая кодирование нечисловых данных, дискретизацию непрерывных данных, отбор наиболее информативных признаков, а также восстановление пропущенных данных кредитной истории. Эффективность предложенных методов и алгоритмов показана на примере.
ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ РЕШЕНИЙ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ
Г.Б. Бурдо , Г.П. Виноградов , Н.А. Семенов , А.Ю. Сорокин
Стр. 113 — 118
Особенности многономенклатурного машиностроительного производства связаны, в первую очередь, с тем, что в разработке и производстве одновременно находится большое число различных изделий. Это приводит к дефициту времени на выполнение работ на этапах жизненного цикла продукции. В связи с этим нарушается, например, стадийность работ при конструкторской и технологической подготовке производства, отсутствуют четкие критерии качества изделий, что приводит порой к непредсказуемым результатам (с точки зрения ее качества). К тому же, как правило, первые образцы наукоемкой продукции создаются в таких условиях, что период вывода на рынок удлиняется из-за необходимости ее доработки. В связи с вышеизложенным становится понятна актуальность проблемы создания автоматизированных систем управления качеством продукции. Известно, что в любых ситуациях выбора качество решения всецело определяется критериями, по которым оценивается каждое из них. Задача усложняется при многоэтапности проведения оценки продукции: на каждом из этапов оценивается отдельный аспект качества продукции, но в то же время эти аспекты (параметры) качественно и количественно влияют друг на друга. Поэтому в работе критериям качества уделено достаточное внимание. В статье изложены результаты исследований в области автоматизированных систем управления качеством продукции в многономенклатурном машиностроительном производстве. Уделено внимание принципам выбора критериев оценки качества изделия, представлен комплекс критериев оценки качества, разработанный на основе данных принципов. Показан механизм принятия решений в системе на основе продукционных моделей и сетей Петри.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ В БЕЗДАТЧИКОВОМ ВЕНТИЛЬНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
В.В. Льготников , Д.В. Горнаков
Стр. 119 — 123
В статье рассмотрен шестишаговый алгоритм бездатчикового управления вентильным двигателем. Анализ переходных процессов в силовой цепи электродвигателя показал, что при использовании бездатчикового алгоритма определения момента коммутации по интегралу сигнала противо-ЭДС эффективность работы электропривода в динамических режимах снижается, а в некоторых случаях работа системы в целом становится неустойчивой. Для поддержания устойчивой работы системы электропривода необходимо компенсировать возрастание тока и насыщение магнитной цепи путем гибкого изменения параметров системы управления. Для решения этой задачи в работе предлагается использовать регулятор на основе нечеткой логики. Такой регулятор на основе базы нечетких правил производит коррекцию момента коммутации фаз двигателя. В качестве входных параметров системы нечеткого регулирования используются нормированные значения частоты вращения и тока двигателя. Введение нечеткого регулятора в систему управления электроприводом позволяет повысить качество регулирования в динамических режимах, таких как приложение нагрузки или изменение сигнала задания скорости. Результаты моделирования в среде Simulink показывают, что предлагаемая система управления с нечетким регулятором обеспечивает качественную работу привода в широком диапазоне частот вращения и одновременно увеличивает нагрузочную способность системы.
ПРОГРАММЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В ИЗДЕЛИЯХ ПЛОСКОЙ ФОРМЫ
Б.И. Марголис
Стр. 124 — 127
Рассмотрена модель температурного поля в изделии плоской формы при несимметричном конвективно-радиационном теплообмене поверхностей изделия с окружающей средой и ограждающими поверхностями (нагревательными элементами) технологического оборудования. Получены соотношения для расчета температурного распределения в изделии с использованием численных конечно-разностных методов. Рассмотрен пример расчета конвективно-радиационного охлаждения стеклянной пластины. Показано, что результаты расчета хорошо согласуются с известными литературными источниками. Сформулирована возможность решения поставленной задачи в среде программирования Matlab. На основе стандартной функции pdepe в среде Matlab разработана программа, позволяющая по заданным теплофизическим характеристикам материала (коэффициентам теплопроводности, температуропроводности) и параметрам конвективно-радиационного теплообмена (коэффициентам конвективной теплоотдачи и приведенным степеням черноты) моделировать температурное поле в изделии. Рассмотрены особенности разработки программы, связанные с заданием функций типа дифференциального уравнения, начальных и граничных условий. Приведены программные коды функций, основной программы и результаты расчета температурного распределения. Произведен сравнительный анализ решения задачи в среде Matlab с результатами, полученными с помощью конечно-разностных соотношений, и продемонстрировано их хорошее совпадение. Показана перспективность использования стандартных функций Matlab для решения задач идентификации условий теплообмена и оптимизации режимов термообработки изделий в различных технологических процессах.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПАЙКИ ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
B.С. Тынченко , А.Н. Бочаров , В.Д. Лаптёнок , Ю.Н. Серёгин , C.К. Злобин
Стр. 128 — 134
В статье решается проблема автоматизированного управления процессом пайки волноводных трактов космических аппаратов посредством индукционного нагрева. Проводится анализ особенностей процесса индукционной пайки и выявляется необходимость его автоматизации с применением информационно-управляющей системы. Разработанная автоматизированная система управляет процессом нагрева изделия, изменяя мощность, подаваемую на индуктор, на основе информации о температуре из зоны пайки и стабилизируя температуры в узком диапазоне выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления волновода, что позволило автоматизировать процесс пайки, повысить качество волноводов и исключить прожоги. Программный продукт представляет собой Windows-приложение, работающее в операционных системах Windows XP/7/8/8.1/10 и разработанное на языке C++ в системе программирования Borland C++ Builder 6.0 с применением объектно-ориентированного подхода. Показана структурная схема программной системы, состоящей из пяти модулей, а также описан основной алгоритм ее работы. Также дано описание работы автоматизированной системы пайки волноводных трактов, поясняющее основные функции и ограничения системы. Разработанный программный продукт позволяет настраивать измерительное оборудование, устанавливать и изменять параметры процесса пайки, а также просматривать графики температур, регистрируемых системой. Кроме того, существует возможность просмотра и редактирования БД технологических процессов. Система имеет развитый человеко-машинный интерфейс, не требует от пользователей дополнительных навыков, а также обладает широкими возможностями по масштабируемости функций. Приводятся результаты экспериментальных исследований, показывающие достаточно высокое качество управления процессом пайки и применимость системы к поставленным задачам автоматизации.
ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФЮЗЕЛЯЖА ВОЗДУШНОГО СУДНА С ПОМОЩЬЮ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
И.С. Быкова ,
Стр. 135 — 138
В представленной статье сформулирован и обоснован метод автоматизированного проектирования фюзеляжа магистрального воздушного судна с использованием разработанного программного средства. Метод основан на алгоритме с применением объектно-ориентированного программирования для написания программного средства, позволяющего определить характеристики фюзеляжа воздушного судна (конструктивно-геометрические, массовые, режимные, аэродинамические, прочностные, эргономические) на этапе предварительного проектирования и создать научнотехнический задел для модернизации существующих воздушных судов и возможность для проектирования семейства новых воздушных судов в зависимости от требования заказчика (от конструктивно-геометрических до эргономических - расположение пассажиров в салоне). Программное средство позволяет осуществить итерационный расчет вышеуказанных групп характеристик с выводом результатов в отчет, по полученным значениям строить 3D-модель проектируемого фюзеляжа воздушного судна с помощью не зависимого от языка программирования кроссплатформенного программного интерфейса - OpenGL (открытая графическая библиотека) и экспортировать ее в систему трехмерного моделирования KOMnAC-3D для дальнейшего проведения имитационного и физического моделирования. Программное средство написано с помощью интегрированной среды разработки Microsoft Visual Studio 2010 на объектно-ориентированном языке программирования высокого уровня C#. Метод включает в себя реализацию информационного (банк данных), прикладного программного и алгоритмического обеспечения.
ПЕРСПЕКТИВНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОСЬМИУРОВНЕВОЙ МОДЕЛИ
Г.В. Попков
Стр. 139 — 145
В статье рассмотрены вопросы проектирования и оптимизации построения сетей абонентского доступа с учетом градостроительных факторов. Указаны недостатки, присущие современным сетям доступа в мегаполисе. В настоящее время в условиях городской застройки операторы сетей электросвязи зачастую пренебрегают нормами на прокладку кабельных линий связи, что негативно влияет на эстетику городских кварталов. Ухудшаются эксплуатационные характеристики участков кабельных линий сети абонентского доступа, затрудняются техническая эксплуатация и управление такими сетями связи. Рассмотрен общий подход к получению проектных решений проектирования сетей абонентского доступа в мегаполисах. Предложена восьмиуровневая модель перспективной сети доступа для создания единой первичной сети связи абонентского доступа, рассмотрены уровни модели. Модель содержит восемь уровней, полностью задающих плоскости проектирования и построения сети абонентского доступа в районах плотной городской застройки с элементами сложного рельефа и сторонних инженерных сооружений. Предлагается унифицированный подход к построению сети кросс-коннект на первичном уровне сети доступа, которая позволит гибко предоставлять услуги связи операторам вторичных сетей связи в любой точке мегаполиса. Показаны возможные пути и подходы, а также типично решаемые задачи, применимые к оптимизации участка первичной сети абонентского доступа с использованием математического аппарата теории графов и гиперсетей.
ПОСТРОЕНИЕ АССОЦИАТИВНЫХ ПРАВИЛ В ЗАДАЧЕ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
В.А. Биллиг , О.В. Иванова , Н.А. Царегородцев
Стр. 146 — 157
В статье рассматривается новый эффективный алгоритм построения ассоциативных правил AprioriScale. Алгоритм применяется к решению конкретной задачи диагностики в медицине. Построена реализация этого алгоритма на языке программирования C#. Создан программный инструментарий, позволяющий медикам проводить необходимые исследования в процессе решения задач диагностики. Алгоритм AprioriScale является модификацией классического алгоритма Apriori, позволяющего извлекать ассоциативные правила из БД. Существенной особенностью предлагаемого алгоритма AprioriScale являются способы представления данных и построения достоверных ассоциативных правил. В результате многолетних медицинских наблюдений медиками создана БД о детях, страдающих тяжелыми заболеваниями. Ассоциативные правила, извлеченные из этой базы, показали возможность дифференциации заболеваний в важной области педиатрии. Алгоритм и предлагаемый инструментарий могут быть использованы как для решения различных задач медицинской диагностики, так и в других прикладных областях.
ПОСТРОЕНИЕ РАСШИРЯЕМОЙ ПРОГРАММНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ХИРУРГИЧЕСКИХ ТРЕНАЖЕРОВ
А.В. Иващенко , Н.А. Горбаченко , А.В. Колсанов ,
Стр. 158 — 165
Непрерывное совершенствование современных хирургических тренажеров с учетом различия методик обучения в разных университетах обусловливает актуальность таких требований к их ПО, как интероперабельность, открытость архитектуры и возможность функционирования в едином информационном пространстве. В статье рассматриваются базовые принципы построения расширяемой архитектуры ПО хирургических тренажеров для симуляционного обучения базовым навыкам хирургии в медицинских высших учебных заведениях. Основное внимание уделяется представлению объектов операционного поля и моделированию их взаимодействия друг с другом, которое обеспечило бы возможность создания новых обучающих модулей для хирургических тренажеров. Для построения распределенной архитектуры платформы при моделировании операционных случаев предлагается использовать шаблон проектирования «Сущность-компонент». С учетом разделения логики по степени ее специфичности для конкретного операционного случая предлагается иерархия взаимодействия программных модулей. В качестве примера рассмотрен алгоритм захвата органа твердым инструментом с двумя браншами в рамках моделирования эндоскопической операции. Также рассмотрены базовые принципы организации взаимодействия между объектами на примере обучающего модуля эндоскопического клипирования. Результаты практической реализации предложенного подхода показывают, что он может быть использован для описания различных по природе аспектов поведения объектов сцены в рамках единой архитектуры, обеспечивающей гибкость настройки поведения и активное повторное использование готовых компонентов. Предложенный подход позволяет сократить временные затраты и трудоемкость создания новых хирургических тренажеров, а также затраты на адаптацию существующих симуляционных решений при их внедрении и практическом использовании.
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КИНЕТИКИ РАСТВОРЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
С.И. Иванов , И.А. Типцова , А.В. Матасов , Е.А. Синица , М.Г. Гордиенко , Н.В. Меньшутина
Стр. 166 — 171
В фармацевтической области растворение является неотъемлемым процессом на стадии разработки новых, оригинальных лекарственных средств, а также для подбора составов дженериков. В целях сокращения временных и финансовых затрат на проведение многократных экспериментов по растворению различных составов веществ был разработан программный комплекс для моделирования кинетики растворения лекарственных средств. Программный комплекс написан на языке С# в среде Microsoft Visual Studio. В качестве расчетного модуля программного комплекса взята модель процесса растворения на основе клеточных автоматов с изменяющимися размерами клеток. Для увеличения производительности расчета был разработан модифицированный алгоритм, позволяющий сократить время расчета в 1,5 раза по сравнению с традиционным алгоритмом клеточно-автоматной модели. Для проверки адекватности разработанного программного комплекса было проведено сравнение расчетных данных с экспериментальными на примере растворения различных лекарственных средств. В работе приведены расчетные данные и визуализация работы программы на примере растворения гранул, представляющих собой распределение включений системы «lab-rasol-ибупрофен» в смеси растворимых веществ - мальтодекстрина и гуммиарабика.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АНАЛИЗА ИНФОРМАТИВНОСТИ ПРИЗНАКОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ МЕДИЦИНСКИХ ДАННЫХ
В.В. Быкова , А.В. Катаева
Стр. 172 — 178
Многие современные лечебные учреждения располагают информационными системами для хранения различных медицинских данных о здоровье пациентов, которые используются врачами для распознавания (диагностики) патологических процессов. Однако при анализе медицинских данных, обнаружении закономерностей в этих данных и их извлечении приходится сталкиваться с проблемой размерности. Размерность хранимых данных, определяемая числом различных признаков, описывающих состояние здоровья пациента, весьма велика и порой достигает нескольких десятков и сотен показателей. Поэтому проблема снижения размерности признакового пространства и выделения наиболее информативных признаков весьма актуальна для медицинских информационных систем. В статье сформулирована задача отбора информативных признаков как задача комбинаторной оптимизации, вычислительная сложность которой составляет O (2й), где n - исходное число исследуемых признаков. Приведено обобщение данной задачи с учетом возможности конструирования новых признаков на основе исходных. Представлен краткий обзор базовых методов сокращения признакового пространства, таких как метод главных компонент и метод экстремальной группировки признаков. Подробно рассмотрены и исследованы статистические методы оценки информативности признаков, используемые в медицинской диагностике: метод накопленных частот, метод Шеннона и метод Кульбака. Применение данных методов продемонстрировано на примере диагностики заболевания почек. Описан разработанный комплекс программ InformSigns, в котором реализованы все указанные статистические методы. InformSigns предоставляет врачу удобный интерфейс для оценки информативности признаков, описывающих состояние здоровья пациентов. Данный комплекс может быть встроен в специализированные медицинские информационные системы для диагностики различных патологических процессов.
УЧЕБНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
Д.В. Валько
Стр. 179 — 184
Одной из важных проблем в профессионально-техническом образовании является отсутствие по значительной части специальностей современных проблемно-ориентированных учебно-исследовательских комплексов, сопряженное с недоступностью для образовательных организаций специализированного отраслевого ПО и с отсутствием его бесплатных учебных аналогов. Целью данной работы являются анализ требований и разработка программного продукта, ориентированного на использование студентами среднего профессионального образования по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» для приобретения ими профессиональных компетенций, необходимых работнику металлургической промышленности. Сформулированы критерии и требования к программным решениям в обучении технологическим процессам обработки металлов давлением, проанализированы наиболее пригодные программные продукты, в том числе системы автоматизированного проектирования и моделирования, отмечены их достоинства и недостатки. Разработан программный продукт для моделирования технологических процессов обработки металлов давлением в части расчета калибровочных систем по ходу прокатки по методике Б.П. Бахтинова, М.М. Штернова, А.И. Целикова, который может быть рекомендован для эффективного обучения студентов основам настройки и функционирования сортовых прокатных станов и выполнения соответствующих расчетов. Разработанный программный продукт отличается от аналогов простым пошаговым интерфейсом и возможностью интеграции в образовательный процесс по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» среднего профессионального образования. Он позволяет выполнять технологические расчеты по системам калибровки: ящичные калибры, ромб-квадрат, овал-квадрат, шестиугольник-квадрат, овал-круг, овал-ребровый овал. Предусматривает возможность редактирования и корректировки данных в процессе вычислений, построения таблиц результатов вычислений с возможностью редактирования и сохранения. Строит диаграммы основных технологических параметров (температура, абсолютное обжатие и др.). Апробация и внедрение программного продукта осуществляются с использованием практических данных о работе прокатных станов Челябинского металлургического комбината в Южно-Уральском многопрофильном колледже (г. Челябинск).
РАЗРАБОТКА МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ОНЛАЙН-РАДИО
Д.Ю. Бычковский , Ф.Н. АбуАбед , А.Р. Хабаров , К.А. Карельская
Стр. 185 — 194
Статья посвящена проблеме информирования студентов и абитуриентов вузов и частичному ее решению с помощью студенческих СМИ и мобильных приложений к ним, в частности, студенческого радио. Студенческое радио - это не просто площадка для тренировки журналистов и специалистов по работе со звуковым оборудованием, но и отличный механизм для освещения каких-либо новостей и важных событий как в прямом эфире, так и в записи. Мобильное приложение позволяет получить доступ к контенту радиостанции из любого места, в котором имеется соединение с сетью. Оно может сочетать в себе не только средства для воспроизведения потока с сервера, но и множество других методов быстрого и удобного доступа к источникам информации различных типов. В статье описаны способы передачи данных от сервера к клиентам, требуемый базовый функционал приложения на основе аналитики, собранной за время тестирования приложения, структура разработанной версии мобильного приложения для онлайн-радио Тверского государственного технического университета и приведены алгоритмы работы некоторого его функционала. Дано также описание аспектов работы с API-запросами, с данными в формате JSON, самих этих данных, приведены примеры API-запросов.
SOIL & ENVIRONMENT КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ПОЧВ
Анхелес ГайегосТавера , Франциско Батиста , И.А. Дубровина
Стр. 195 — 200
Деградация почв - одна из составляющих общего экологического кризиса, так как почва является связующим звеном любой экосистемы. Подвергаясь всесторонним нагрузкам, почва утрачивает свои экологические функции. В последнее десятилетие одна из ключевых тем природоохранной тематики - оценка и учет экосистемных услуг в хозяйственной деятельности человека, а потому поиск и разработка инструментов пространственного планирования территорий с учетом их экологических функций являются весьма актуальными. В статье рассмотрено ПО для оценки экологической функции почвы с использованием алгоритмов TUSEC (Technique for Soil Evaluation and Categorization). Методика предполагает балльную оценку основных экологических функций естественных и антропогенных почв. Оценка экологической функции почвы позволяет соблюсти баланс выгоды и потерь при пространственном планировании в результате более низких экологических воздействий на функции почв. Центральным компонентом ПО является реляционная СУБД Derby, спроектированная на Java с использованием среды разработки Eclipse. Данные о местоположении почвенных разрезов, полевое описание и аналитическая информация о них сохраняются в БД с помощью инструментов ввода информации. Промежуточные расчеты и оценка экологической функции почвы производятся на основании внесенных данных по алгоритмам TUSEC. Инструмент прогнозного моделирования позволяет рассчитать изменение рангов экологической функции почвы при различных типах землепользования. Результаты оценки экологической функции почвы и прогнозные модели могут быть представлены в графическом виде. Возможны экспорт табличной и графической информации и пространственная привязка данных в геоинформационной системе. Удобный интерфейс ввода и вывода информации, а также управления БД рассчитан на пользователей, не владеющих языком запросов SQL.
МОДЕЛИРОВАНИЕ МУЗЫКАЛЬНОГО ТВОРЧЕСТВА ПРИ ПОМОЩИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ НА БАЗЕ ПЛАТФОРМЫ GENOM
В.О. Арутюнов , А.Н. Аверкин
Стр. 201 — 208
Рассматривается проблема моделирования музыкального творчества с использованием генетических алгоритмов. В ходе работы была спроектирована и реализована программная система GENOM (Gen of music), которая представляет собой расширяемую платформу для проведения экспериментов по моделированию музыкального творчества. Реализация ограничивается моделированием небольших монофонических музыкальных фрагментов. Основные усилия были направлены на создание платформы, покрывающей большинство существующих вариантов проведения экспериментов и предоставляющей возможность расширения. Реализованное ПО включает в себя интерфейс пользователя с настройками для проведения экспериментов и возможностью отображения и проигрывания полученных мелодий, а также программный интерфейс для расширения возможностей системы. Приложение было реализовано на базе современных веб-технологий и разрабатывалось при помощи кроссплатформенного свободного ПО (React, React-Router, Webpack, Bootstrap, Babel, Alt, ABCJS). Созданный программный продукт может служить инструментом для проведения экспериментов в области моделирования музыкального творчества. Также он является основой для создания специализированных, в том числе коммерческих, решений, использующих генетические алгоритмы для моделирования музыкального творчества. Открытость продукта и его расширяемость дают возможность для его дальнейшего усовершенствования и использования.