Preview

Информатика

Расширенный поиск
Том 20, № 4 (2023)
Скачать выпуск PDF

ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

7-23 180
Аннотация

Цели. Целью работы являются разработка и анализ формальной модели описания сложных связных неисправностей взаимного влияния запоминающих устройств и формулировка необходимых и достаточных условий их обнаружения. Актуальность данных исследований заключается в том, что современные запоминающие устройства, характеризующиеся большим объемом хранимых данных и изготовленные по новейшим технологическим нормам, отличаются проявлением в них сложных разновидностей неисправностей.

Методы. Результаты исследования основаны на классической теории и практике однократных маршевых тестов (March tests) запоминающих устройств. В частности, в работе используются формальные математические модели описания неисправностей памяти и показывается их ограниченность для представления связных неисправностей взаимного влияния. Главная идея предлагаемого авторами подхода заключается в применении нового формального описания подобных неисправностей, ключевым элементом которого является использование ролей, выполняемых ячейками запоминающего устройства, участвующими в неисправности.

Результаты. Определены три основные роли, которые выполняют ячейки связной неисправности взаимного влияния, а именно: роль агрессора (A), роль жертвы (V), а также роль, включающая роли жертвы и агрессора (B), выполняемые двумя ячейками одновременно по отношению друг к другу. Показано, что сценарий реализации ролей ячеек неисправности памяти определяется применяемым маршевым тестом и в первую очередь используемой им адресной последовательностью обращения к ячейкам. Приведена процедура построения формальной модели связной неисправности, основу которой составляют роли, выполняемые ячейками, входящими в неисправность, и сценарий, задаваемый тестом. На базе нового формального описания связных неисправностей взаимного влияния сформулировано утверждение, определяющее необходимые и достаточные условия обнаружения подобных неисправностей. Показывается наличие необнаруживаемых неисправностей взаимного влияния и определяется возможность их обнаружения в рамках многократных маршевых тестов. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили справедливость сформулированных положений статьи. На базе классического примера связной неисправности взаимного влияния показано выполнение необходимых и достаточных условий ее обнаружения однократным маршевым тестом.

Заключение. Результаты исследований подтверждают, что предложенная формальная математическая модель описания связных неисправностей взаимного влияния позволяет идентифицировать их покрытие маршевыми тестами. В рамках предложенной модели определяются необходимые и достаточные условия обнаружения связных неисправностей взаимного влияния маршевыми тестами, покрывающими одиночные связные неисправности.

24-37 122
Аннотация

Цели. Рассматривается задача функциональной верификации устройств управления относительно спецификации на их проектирование. При решении задач реализации и тестирования дискретных систем приходится иметь дело с наличием параллелизма в поведении взаимодействующих объектов управления, что отображается также и в задании на проектирование устройств управления ими. Цель исследования заключается в разработке метода имитационного моделирования описаний дискретных систем, который позволяет динамически тестировать поведение таких систем на области, ограниченной их возможным функционированием.

Методы. В работе рассматривается класс систем управления с параллелизмом происходящих в них процессов, позволяющим линеаризовать их выполнение. Для задания спецификации таких систем управления предлагается использовать язык ПРАЛУ параллельных алгоритмов управления, в основе которого лежат сети Петри и который позволяет упорядочивать во времени события, происходящие в процессе работы устройства. Предлагается объектно-ориентированный подход к моделированию описания алгоритма управления на уровне транзакций. Для этого разработана модель TLM (Transaction-Level Modeling) описаний на языке ПРАЛУ устройств с параллелизмом поведения. Модель уровня транзакций описывает систему набором взаимодействующих процессов, которые выполняются параллельно и определяют ее поведение во времени.

Результаты. Определены ключевые понятия модели TLM для моделирования описаний алгоритмов управления на языке ПРАЛУ: структура данных, транзакции, процессы и барьерной механизм синхронизации параллельно выполняющихся процессов. Предложен метод преобразования описания алгоритма на языке ПРАЛУ в модель TLM, который основан на представлении операций языка в виде композиций элементарных операций, выполняющихся последовательно. Набор таких операций составляет базис алгоритмического разложения параллельного алгоритма на языке ПРАЛУ в программу на промежуточном языке, которая выполняется строго последовательно. Разработаны трансляторы этой программы на языки Verilog и C, результаты их компиляции представляют симуляторы поведения системы управления.

Заключение. Предложенный метод имитационного моделирования может быть использован при создании испытательного стенда для функциональной верификации схемной реализации устройств управления с параллелизмом поведения. При этом тестовые последовательности для верификации схемной реализации могут генерироваться динамически – в процессе моделирования описания алгоритма на языке ПРАЛУ непосредственно устройства управления или системы, включающей алгоритм управления и алгоритмы поведения управляемых объектов.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 

38-47 147
Аннотация

Цели. Взаимодействие «умного города» с цифровой экономикой можно раскрыть и проанализировать в рамках применения метода структурно-параметрической адаптации, который позволяет адаптировать параметры модели системы и ее структуру для обеспечения оптимальной работы в условиях изменяющейся внешней среды. Рассмотреть концепцию «умного города» можно исходя из принципов структурно-параметрической адаптации, таких как интероперабельность, децентрализация, виртуализация, возможности работы в режиме реального времени, модульности и ориентации на услуги. В рамках структурно-параметрического анализа «умный город» рассматривается как сложная многоуровневая киберфизическая система.

Методы. Используются методы структурно-параметрической адаптации и структурно-параметрической оптимизации.

Результаты. Разработаны общий вид алгоритма структурно-параметрической адаптации системы и математическая модель задачи структурно-параметрической оптимизации систем «умного города».

Заключение. Для решения задач построения, оптимизации и адаптации структуры системы «умного города» необходимо опираться на технические требования к системе и возможности используемой инфраструктуры. Для этого может также применяться метод структурно-параметрической адаптации.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 

48-55 112
Аннотация

Цели. Рассмотрена экспоненциальная сеть массового обслуживания с однолинейными полюсами, отличающаяся от сети Гордона – Ньюэлла только тем, что время ожидания запросами обслуживания в полюсах сети является случайной величиной, условное распределение которой при фиксированном числе запросов в полюсе имеет экспоненциальное распределение. Запросы, обслуженные в полюсах, и запросы, не дождавшиеся обслуживания, движутся по сети в соответствии с разными матрицами маршрутизации. В работе поставлены цели исследовать сеть массового обслуживания, установить достаточные условия ее эргодичности, а также найти стационарное распределение данной сети.

Методы. Используются методы математического моделирования и аналитическое исследование сетей массового обслуживания.

Результаты. Доказана теорема, обобщающая теорему Гордона – Ньюэлла.

Заключение. Возможность варьирования матрицами маршрутизации обслуженных и не дождавшихся обслуживания запросов позволяет учитывать самые разнообразные практические ситуации и снижать необходимым образом нагрузку в узких местах исследуемой сети, что очень важно при проектировании и модернизации информационно-вычислительных сетей.

56-68 174
Аннотация

Цели. Предлагается вариационно-разностный метод численного моделирования равновесных капиллярных поверхностей, базирующийся на минимизации энергетического функционала. В качестве тестовой рассматривается известная осесимметричная задача о равновесных формах капли, находящейся на горизонтальной вращающейся плоскости в поле силы тяжести. Математическая модель задачи строится на основании вариационного принципа: капля принимает такую форму, при которой она обладает минимумом полной энергии при заданном объеме. С помощью метода конечных элементов задача минимизации функционала сводится к системе нелинейных уравнений, решение которой ищется с помощью итерационного метода Ньютона.

Методы. Используется вариационно-разностный подход (метод конечных элементов), в котором в качестве базисных функций выбираются финитные линейные функции.

Результаты. С помощью метода конечных элементов построены равновесные формы капли на вращающейся плоскости в широком диапазоне определяющих параметров: числа Бонда, вращательного числа Вебера и угла смачивания. Определено влияние этих параметров на форму капли. Численные результаты согласуются с результатами, полученными с помощью итерационно-разностного метода во всем диапазоне физической устойчивости относительно осесимметричных возмущений.

Заключение. Метод конечных элементов реагирует на потерю устойчивости капли относительно осесимметричных возмущений, поэтому может применяться для исследования устойчивости равновесия осесимметричных капиллярных поверхностей.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

69-86 145
Аннотация

Цели. Основной целью работы является экспериментальная верификация методики автоматического моделирования угроз на основе онтологического подхода на примере многокомпонентных контейнерных приложений, представленных в виде диаграмм потоков данных.

Методы. В работе применены методы онтологического моделирования и управления знаниями. Для представления знаний использован язык веб-онтологий, для моделирования угроз – функции автоматического логического вывода на основе дескрипционных (описательных) логик.

Результаты. Разработан машинно-читаемый набор (датасет) из 200 диаграмм потоков данных, каждая диаграмма получена из конфигурации реального контейнерного приложения и представлена в виде онтологии и графа знаний. Сформирована онтологическая двухуровневая предметно-ориентированная модель угроз контейнерных приложений. Проведен эксперимент по сравнению величины покрытия угрозами посредством общепринятого подхода и посредством предметно-ориентированных угроз для разработанного датасета. Для 95 % диаграмм предметно-ориентированная модель угроз показала величину покрытия, аналогичную или бóльшую в сравнении с общепринятым подходом.

Заключение. Результаты эксперимента доказывают пригодность и эффективность онтологического подхода для автоматического моделирования угроз. Разработанный датасет может быть использован для различных исследований в области автоматизации моделирования угроз.

87-100 118
Аннотация

Мэты. Мэтай працы з’яўляецца апісанне прататыпнай сістэмы для аўтаматызаванага здымання аманіміі ў электронных тэкстах на беларускай і рускай мовах. Гэта звязана з актуальнай праблемай аўтаматычнай апрацоўкі тэкстаў на марфалагічным узроўні, працэс якой ускладняецца флектыўнасцю беларускай мовы з разнастайнай і багатай сістэмай марфалагічных характарыстык часцін мовы.

Метады. У працы выкарыстоўваюцца правілавыя метады ідэнтыфікацыі амаграфіі і метады, заснаваныя на ведах.

Вынікі. Прапанаваны метады і падыходы для праектавання сістэм аўтаматычнага вызначэння амографаў. Падрабязна прадстаўлены метад, заснаваны на ведах, на аснове якога распрацаваны пакрокавы алгарытм ідэнтыфікацыі амографаў і рэалізаваны эфектыўны і хуткадзейны прататып для іх здымання на рускай і беларускай мовах.

Заключэнне. Прадстаўлены працоўны прататып пошуку амографаў, які з’яўляецца першым рэсурсам па здыманні шматзначнасці для беларускай мовы ў адкрытым доступе.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-0301 (Print)
ISSN 2617-6963 (Online)