Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГРУППЫ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ МАШИНЫ
И. О. Шальнев2021-04-04Аннотация ▼Проведен анализ подходов к построению робототехнических систем. Показано, что ро-
бототехнические системы можно рассматривать как распределенную систему взаимодейст-
вия отдельных компонентов робототехнической системы и взаимодействия робототехниче-
ских систем в рамках единого комплекса. В первом случае робототехническая система являет-
ся совокупностью отдельных модулей в рамках одного робота. Так, например, отдельные мо-
торы, сервоприводы для управления полезной нагрузкой беспилотного летательного аппарата
(БЛА) можно рассматривать как отдельные модули всего БЛА в рамках распределенной робо-
тотехнической системы. Во втором случае робототехнической системой может считаться
совокупность взаимодействующих робототехнических систем. Так, например, отдельно взя-
тый БЛА является робототехнической системой в составе общей распределенной робототех-
нической системы, определяющей групповое взаимодействие. Необходим подход позволяющий
единый способ описания такой иерархии робототехнических систем. В области робототехни-
ки существует множество подходов построения таких систем, каждый из которых определя-
ет средства связи и передачи данных. Данная статья описывает существующие подходы, их
достоинства и недостатки, а также предлагает иной подход для создания распределенных
робототехнических систем. Связь отдельных узлов информационной сети, в существующих
подходах, обеспечивается путем передачи данных с последующей их обработкой. В статье
описывается подход, основанный на инкапсуляции исполнимого кода в передаваемые сетевые
пакеты. Взаимодействие объектов осуществляется посредством передачи управляющей ин-
формации, интерпретируемой распределенной виртуальной машиной. Расширение парадигмы
объектно-ориентированного программирования (ООП) понятием комплементарного объекта,
позволяет создавать распределенную систему, абстрагируясь от особенностей сетевого про-
граммирования. Объектно-ориентированный подход, основанный на использовании комплемен-
тарных объектов, позволяет разрабатывать распределенную систему как единую программу,
концентрируясь на реализации логики. В таком случае мы переходим от концепции распреде-
ленной системы как реализации отдельных модулей к концепции единой распределенной про-
граммы без «синтаксического разрыва». В статье предлагается подход, позволяющий пред-
ставлять распределенную робототехническую систему в парадигме (ООП), как совокупность
взаимодействующих через коммуникационную среду объектов, обеспечивающий передачу дан-
ных через аргументы удаленных вызываемых методов. -
ЦЕНТРАЛЬНО-КОЛЬЦЕВОЙ ПОЛИНОМИАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО-ВРЕМЕННЫХ РЕСУРСОВ В ГРИД-СИСТЕМАХ
Д.Ю. Кравченко , Ю.А. Кравченко , Э. В. Кулиев , А.Э. Саак2022-08-09Аннотация ▼Статья посвящена решению задачи распределения вычислительно-временных ресурсов в
грид-системах на основе адаптации используемых полиномиальных алгоритмов к квадратич-
ным типам заявок пользователей. Актуальность задачи обоснована значительным ростом
востребованности парадигмы распределенных вычислений в условиях информационного пере-
полнения и неопределенности. В статье рассмотрены проблемы диспетчирования гетероген-
ных вычислительных ресурсов при решении сложных профессиональных и научных задач, по-
ступающих в различные моменты времени, на основе классификации по значимым признакам
соответствия и готовности ресурса. Проведен сравнительный обзор существующих аналогов.
Сформулирована постановка решаемой задачи в контексте выбранной тематики исследова-
ния. Обоснована проблема диспетчирования грид-систем с централизованной архитектурой,
которая использует технологию мульти-сайтного выполнения задач. Применение данной архи-
тектуры требует разработки эвристических алгоритмов распределения вычислительных ре-
сурсов с функцией учета свойств массивов заявок пользователей и оценки соответствия распи-
сания. Исключение возникновения ошибок диспетчирования требует разработки формального
аппарата, который будет выявлять закономерности множества заявок, введет их типизацию
и построит эвристические алгоритмы с оценкой качества, адаптированные под соответст-
вующие типы. Разработка такого формального аппарата несомненно является актуальной
задачей. Не менее важной задачей в рамках создания данного аппарата является построение
модели паритетности ресурсов и моделей взаимодействия пользователей и вычислительнойсистемы. Авторами предложено решать задачу диспетчирования вычислительных ресурсов на
основе разработки и исследования полиномиальных алгоритмов диспетчирования массивами
заявок гиперболического типа. Основной теоретической значимостью данного исследования
является создание формального аппарата среды диспетчирования, включающего определение
ресурсного прямоугольника, как модели заявки пользователя, на основе выполнения операций в
среде диспетчирования над этими ресурсными прямоугольниками. Научная новизна исследова-
ния заключается в разработке центрально-кольцевого полиномиального алгоритма распределе-
ния вычислительно-временных ресурсов в грид-системах, который отличается от существую-
щих алгоритмов диспетчирования вычислительных систем адаптацией к квадратичным типам
заявок пользователей и позволяет повысить эффективность распределения вычислительно-
временных ресурсов. Для оценки эффективности предложенного алгоритма разработано про-
граммное приложение и проведен вычислительный эксперимент с разным количеством сфор-
мированных классов вычислительных ресурсов. Полученные сравнительные результаты прове-
денных экспериментальных исследований подтверждает эффективность предложенного ал-
горитма распределения вычислительно-временных ресурсов. Описанные исследования имеют
высокий уровень теоретической и практической значимости и напрямую связаны с решением
классических задач искусственного интеллекта. -
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ ДИСПЕТЧЕРОВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ МУЛЬТИАГЕНТНОГО СОЦИОИНСПИРИРОВАННОГО ПОДХОДА
А. И. Каляев2021-11-14Аннотация ▼Описаны новые принципы организации, методы и алгоритмы функционирования дис-
петчера Распределенной системы (РС), позволяющие распределять и перераспределять
ресурсы с динамически изменяющимися параметрами между поступающими заданиями с
целью минимизации времени их выполнения. Основная проблема, не позволяющая сегодня
эффективно оценивать время выполнения заданий в гетерогенной РС, напрямую вытекает
из распределенности системы: каждый из её элементов обладает частичной независимо-
стью и может существенно отличаться от других, более того, в процессе работы его
возможности могут изменяться, и все это существенно влияет на эффективность рас-
пределения задач между узлами РС и на время выполнения заданий. В статье предложен
новый подход к организации диспетчера РС, базирующийся на применении теории муль-
тиагентных систем и социоинспирированных (базирующихся на принятых в человеческом
обществе) методов: пользователи РС размещают свои задания на специальных узлах –
досках объявлений, на каждом узле РС размещается проактивный программный агент,
осуществляющий постоянный мониторинг параметров своего узла и поиск на досках объ-
явлений подходящих для решения задач. При этом агенты, участвующие в решении общего
задания формируют сообщества, в которых осуществляют планирование процесса реше-
ния задания и распределение частей заданий для минимизации времени задержки их реше-
ния. В качестве критерия эффективности работы РС было решено принять значение
среднего времени задержки выполнения функциональных заданий относительно требуемых
моментов времени, соответственно агенты распределяют задания таким образом, чтобы
минимизировать значение указанного критерия. Настоящая статья включает введение,
формальную постановку задачи диспетчирования ресурсов РС, обзор существующих под-
ходов к организации диспетчера РС, описание предлагаемого мультиагентного решения
задачи диспетчирования ресурсов РС с использованием социоинспирированного подхода,
алгоритм работы распределенной системы и ее элементов, описание применения социоин-
спирированного подхода применительно к процессу диспетчирования задач и заключение.
К основным преимуществам предложенного подхода можно отнести: возможность ис-
пользования достоверной и актуальной информации о специализации и текущей произво-
дительности ресурсов при диспетчировании; высокая отказоустойчивость, обусловленная
отсутствием элементов РС, выход из строя которых приводит к полной потере работо-
способности РС; возможность гибкого масштабирования РС (увеличения числа ресурсов),
достигаемая за счет децентрализации процесса диспетчирования. -
БИОИНСПИРИРОВАННЫЙ МЕТОД КЛАССИФИКАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ДИСПЕТЧИРОВАНИЯ В ГРИД-СИСТЕМАХ
Д.Ю. Кравченко , Ю.А. Кравченко, В. В. Марков , А.Э. Саак2021-11-14Аннотация ▼Статья посвящена решению задачи диспетчирования распределенных вычислитель-
ных ресурсов на основе их классификации методом биоинспирированного поиска для повы-
шения эффективности функционирования грид-систем. Актуальность задачи обоснована
значительным ростом востребованности парадигмы распределенных вычислений в услови-
ях информационного переполнения и неопределенности. В статье рассмотрены проблемы
диспетчирования гетерогенных вычислительных ресурсов при решении сложных профес-
сиональных и научных задач, поступающих в различные моменты времени, на основе клас-
сификации по значимым признакам соответствия и готовности ресурса. Проведен срав-
нительный обзор существующих аналогов. Сформулирована постановка решаемой задачи вконтексте выбранной тематики исследования. Обоснована стратегия выбора биоинспи-
рированного моделирования для решения поставленной задачи. Проанализированы аспекты
эффективности применения различных децентрализованных биоинспирированных мето-
дов. Предложено решать задачу диспетчирования вычислительных ресурсов на основе
определения соответствия ресурса необходимому классу. Классификация проводиться на
основе применения биоинспирированного метода оптимизации, построенного на основе
алгоритма поиска косяком рыб. Использование популяционного биоинспирированного ме-
тода позволяет обеспечить беспрецедентный параллелизм получения альтернативных
решений и оптимизировать распределение имеющихся вычислительных ресурсов в зависи-
мости от наборов значимых признаков. Объектом исследования являются процессы клас-
сификации данных, включающие в себя упорядоченные последовательности действий, на-
правленных на распределение вычислительных ресурсов по классам решаемых задач. Предме-
том исследования являются биоинспирированные методы решения задачи классификации
данных в грид-системах. Для оценки эффективности предложенного метода разработано
программное приложение и проведен вычислительный эксперимент с разным количеством
сформированных классов вычислительных ресурсов. Каждый вычислительный ресурс имеет
определенный набор атрибутов, являющийся вектором его признаков. Косинусная мера сход-
ства вектора признаков ресурса и вектора признаков определенного класса является крите-
рием классификации. Для повышения качества процесса диспетчирования задача классифи-
кации вычислительных ресурсов решена для множества вариантов организации потоков
сложных решаемых задач в грид-системах. Полученные количественные оценки демонстри-
руют экономию времени при решении задач диспетчирования распределенных вычислитель-
ных ресурсов на основе их классификации методом биоинспирированного поиска не менее
7 %. Временная сложность в рассмотренных примерах составила . Описанные ис-
следования имеют высокий уровень теоретической и практической значимости и напря-
мую связаны с решением классических задач искусственного интеллекта. -
ОБОБЩЕННЫЙ КРУГОВОЙ КРИТЕРИЙ АБСОЛЮТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ
З. Р. Майрансаев , А. Б. Чернышев2021-07-18Аннотация ▼Управление системами с распределенными параметрами является одним из сложных
и важных разделов кибернетики, как науки об управлении, информации и системах. Необ-
ходимость изучения и развития данной научной дисциплины связана с тем, что для управ-
ления многими объектами приходится учитывать их геометрические параметры, то есть
их пространственную протяженность. К настоящему времени в области теории систем с
распределенными параметрами получено много результатов, однако по большей части
эти результаты направлены на исследование линейных систем. В процессе исследования
нелинейных автоматических систем, в качестве одной из основных задач, решается задача
поиска возможных состояний равновесия исследуемой системы. Важнейшими задачами
являются также исследование устойчивости таких систем. Используя прием разложения
функций, описывающих распределенные сигналы в ряды, согласно общей теории рядов Фу-
рье, выделен класс распределенных систем, в которых допустимо разложение по собст-
венным вектор-функциям. Благодаря такой возможности, передаточная функция, описы-
вающая объект с распределенными параметрами представляется в виде совокупности
передаточных функций по отдельным пространственным модам. Для учета пространст-
венных координат вводится понятие «обобщенная координата». Применительно к систе-
мам с распределенными параметрами. Коэффициент усиления пространственно-
усилительного звена принят как угловой коэффициент прямой ограничивающей нелинейную
характеристику. Разработан и сформулирован цилиндрический критерий абсолютной ус-
тойчивости нелинейных распределенных систем, на базе обобщения кругового критерия.
Приведена иллюстрация пространственного сектора нелинейности. Впервые разработан
обобщенный круговой критерий устойчивости распределенных систем, учитывающий за-
висимость нелинейной характеристики от пространственных координат. Представлена
графическая иллюстрация этого критерия.
1 - 5 из 5 результатов
