Цели. Рассматриваются задача декомпозиции параллельного автомата в сеть последовательных автоматов при асинхронной реализации и противогоночное энергосберегающее кодирование их состояний. Целью работы является исследование возможности применения приема декомпозиции при кодировании частичных состояний для снижения размерности задачи с учетом особенностей асинхронной реализации.

Методы. Заданный параллельный автомат разлагается в сеть последовательных асинхронных автоматов, состояния которых кодируются затем троичными векторами. Снижение энергопотребления проектируемого устройства достигается за счет уменьшения интенсивности переключений элементов памяти, которая оценивается с помощью вероятностей переходов между состояниями автомата. Кодирование состояний сводится к задаче минимального взвешенного покрытия. Вероятности переходов между состояниями вычисляются путем решения системы линейных уравнений согласно методу Чэпмена – Колмогорова.

Результаты. Описан способ построения сети из последовательных асинхронных автоматов, реализующей заданный параллельный автомат. Затронута задача минимизации межкомпонентных связей в сети.

Заключение. Использование декомпозиции параллельного автомата позволяет снизить размерность трудоемкой задачи кодирования состояний. Предлагаемый метод предназначен для применения в системах автоматизированного проектирования дискретных устройств.

Цели. Рассматривается проблема восстановления функционального описания цифровых устройств СБИС, представленных на транзисторном уровне. Целью исследования является разработка метода и программных средств выделения блоков, представляющих логические сети, из двухуровневых описаний КМОП-схем на транзисторном уровне, которые были получены в результате распознавания (экстракции) подсхем, реализующих логические элементы.

Методы. Предлагаются графовые методы и программные средства извлечения связных блоков, представляющих логические сети, из двухуровневых описаний транзисторных схем в формате SPICE. В графовой интерпретации задача сводится к построению помеченного ориентированного графа логической сети, исходя из помеченного неориентированного двудольного графа, задающего двухуровневое описание транзисторной схемы.

Результаты. Предложенный метод позволяет выделить лексикографически ранжируемые логические сети, от которых производится переход к логическим уравнениям, задающим функции, реализуемые на выходных полюсах полученных сетей. Разработаны программные средства, которые обеспечивают генерацию иерархического описания в формате SPICE, реализующего исходную схему на транзисторном уровне, а также описания выделенных логических сетей на языке SF иерархических структурно-функциональных описаний дискретных устройств и на языках высокого уровня (VHDL и Verilog).

Заключение. Разработанные программные средства включены в программу декомпиляции транзисторных КМОП-схем и протестированы в ее составе на практических примерах схем транзисторного уровня. В работе приведены примеры обратного инжиниринга некоторых практических транзисторных схем.

Цели. Решается задача по разработке математических основ модулярного разделения секрета в специальной линейной группе над кольцом целых чисел.

Актуальность задачи определяется тем, что к схемам разделения секрета предъявляется большое число требований. К ним относятся идеальность схемы, возможность проведения верификации, изменения порога без участия дилера, реализации непороговой структуры доступа и некоторые другие. Каждая разработанная к настоящему времени схема разделения секрета не в полной мере удовлетворяет всем этим требованиям. Она обладает лишь определенной конфигурацией требуемых свойств. Разработка же схемы на новой математической основе призвана расширить список таких конфигураций, что создает для пользователя больше возможностей в выборе оптимального варианта.

Методы. Используется теория групп, модулярная арифметика и теория схем разделения секрета.

Результаты. Строится фундаментальная область относительно действия главной конгруэнц-подгруппы правыми сдвигами в специальной линейной группе матриц второго порядка над кольцом целых чисел. На этой основе предложены способы модулярного разделения секрета и его порогового восстановления.

Заключение. Дано строгое математическое обоснование корректности алгоритмов генерации частичных секретов и восстановления основного секрета в специальной линейной группе над кольцом целых чисел. Эти результаты будут использованы для изучения конфигурации свойств разделения секрета в данной группе.

Цели. Поставлена цель разработать новый метод обучения системы управления мобильным роботом поиску выхода из лабиринта на основе обучения с подкреплением и алгоритма правой руки.

Методы. В работе применен метод компьютерного моделирования в среде MATLAB/Simulink.

Результаты. Предложен новый метод обучения системы управления мобильным роботом, способный реализовывать алгоритм правой руки для поиска выхода из лабиринта. Данный метод основан на работе двух агентов, взаимодействующих между собой: первый непосредственно реализует поисковый алгоритм и ищет выход из лабиринта, а второй, следуя за ним, с помощью метода подражательного обучения пытается научиться находить выход из лабиринта. Агент-эксперт, реализуя дискретный алгоритм движения по лабиринту, совершает точные дискретные шаги и движется почти независимо от второго агента. Единственным ограничением является скорость его движения, которая прямо пропорционально зависит от расстояния между агентами. Второй агент, агент-ученик, методом проб и ошибок старается сократить расстояние до первого. Для реализации процесса обучения использовался метод обучения с подкреплением в режиме подражания, для которого была разработана соответствующая функция вознаграждения, позволяющая удерживать центр масс робота в центре коридора и при необходимости поворачивать, следуя за агентом-экспертом. Агенты передвигаются по виртуальному полигону, состоящему из разветвленных коридоров, достаточно широких для реализации различных маневров движений.

Заключение. Было доказано, что благодаря предложенному методу подражательного обучения агентученик способен не только перенимать от агента-эксперта требуемые паттерны поведения (искать в ранее неизвестном лабиринте выход по алгоритму правой руки), но и самостоятельно приобретать новые (изменять скорость на повороте, обходить небольшие коридоры-тупики), которые положительным образом влияют на выполнение поставленной задачи.

Цели. Предлагается гибридный подход к задаче поиска и классификации дефектов печатных плат. Рассмотрены ключевые факторы и тенденции в проектировании и производстве печатных плат. Актуальность исследования определяется использованием новых материалов и технологий производства.

Методы. Для решения поставленной задачи применяется гибридный подход, основанный на алгоритме сравнения с эталоном и использовании семейства нейросетевых моделей обнаружения объектов YOLO.

Результаты. Проведено обучение моделей на публичных наборах изображений печатных плат с шестью классами дефектов, выполнена оценка точности общепринятыми метриками.

Заключение. Эксперименты показали, что нейросетевая архитектура YOLOv8 имеет высокую точность детекции дефектов, низкую чувствительность к качеству изображений, наличию надписей и графических объектов на печатной плате, но низкое качество обучающих выборок накладывает ограничения на использование только нейронных сетей для поиска дефектов. Предлагается гибридный подход для повышения качества контроля дефектов за счет применения разных методов в зависимости от оценки качества анализируемых изображений.

Цели. Основной целью настоящей работы является адаптация архитектуры нейронной сети REINVENT для генерации потенциальных ингибиторов белка gp120 оболочки ВИЧ-1 с использованием в процессе обучения с подкреплением молекулярного докинга на графических процессорах.

Методы. Для модификации исходной модели сети использован внедренный в процессе обучения с покреплением молекулярный докинг на графических процессорах и разработан алгоритм, позволяющий преобразовывать генерируемые сетью SMILES представления соединений в необходимый для выполнения докинга формат PDBQT. С целью ускорения обучения нейронной сети в модифицированной версии модели REINVENT использована программа докинга AutoDock-Vina-GPU-2.1, а для уточнения результатов ее работы - процедура переоценки сродства соединений к мишени с помощью оценочной функции RFScore-4.

Результаты. С помощью модифицированной версии модели REINVENT получено более 60 000 соединений, из которых около 52 000 молекул имеют величину энергии связывания с белком gp120 ВИЧ-1, сопоставимую со значением, рассчитанным для ингибитора ВИЧ-1 NBD-14204, использованного в расчетах в качестве позитивного контроля. Из отобранных 52 000 соединений около 34 000 молекул удовлетворяют ограничениям, налагаемым на потенциальное лекарство для обеспечения его биодоступности при пероральном приеме.

Заключение. Полученные результаты позволяют продемонстрировать эффективность адаптированной нейронной сети на примере конструирования новых потенциальных ингибиторов белка gp120 ВИЧ-1, способных блокировать CD4-связывающий сайт белка gp120 оболочки вируса и предотвращать его проникновение в клетки хозяина.

Цели. Решается задача обработки результатов веб-поиска в системе информационной поддержки принятия решений с целью создания и коррекции содержательного описания проблемной ситуации. Предлагается подход к решению данной задачи на основе применения в качестве знаний о предметной области тематических корпусов текстов (совокупностей текстов по конкретной тематике), а также модели представления знаний на основе вербальных ассоциаций. При решении задач обработки результатов веб-поиска в системе информационной поддержки принятия решений преследуются пять основных целей: формирование расширенного описания проблемной ситуации, синтез поискового предписания, интернет-поиск информации о принятых решениях, синтез пересказа найденной информации, оценка качества найденных аналогов принятых решений.

Методы. Используются методы теории множеств, теории графов и математической лингвистики.

Результаты. Разработана математическая модель обработки результатов веб-поиска в системе информационной поддержки принятия решений. Формализованы понятия вербальной ассоциации слов и текстов, а также прагматически полной лексической структуры. Доказанные свойства таких структур обеспечивают алгоритмизацию информационных процессов в рассматриваемой модели.

Заключение. Подход к моделированию основывается на формализации понятий информативности слов, предложений, текстов и информативности вербальных ассоциаций между ними. В качестве реализации предложенной в статье модели разработаны алгоритмы создания словаря прагматически полных лексических структур, структурно-лексических шаблонов предложений, текстов и предметных областей, синтеза краткого пересказа найденной информации, оценки качества найденных аналогов принятых решений.