Найти

Результаты поиска

• ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ ДИСПЕТЧЕРОВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ МУЛЬТИАГЕНТНОГО СОЦИОИНСПИРИРОВАННОГО ПОДХОДА

  А. И. Каляев

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  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.

• РАЗРАБОТКА РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ УПРАЛВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА

  А.Л. Ляшенко

  2021-12-24

  Аннотация ▼

  Рассмотрена необходимость регулирования температуры теплоносителя в гидрав-
  лических прессах, обеспечивающих горячее склеивание фанеры, регулирование давления в
  каналах пресса и поддержания технологических параметров на заданном уровне. В качест-
  ве объекта управления рассмотрен колонный гидравлический пресс П-714-Б для горячего
  склеивания фанеры, установленный на Усть-Ижорском фанерном комбинате. В статье
  представлено описание колонного гидравлического пресса. Для мониторинга параметров
  представленной установки фанерного производства, предлагается рассмотреть нагрева-
  тельные плиты пресса и пакеты фанеры как объект с распределенными параметрами.
  Для разработки математической модели объекта управления была рассмотрена функцио-
  нальная схема данного устройства с основным оборудованием и технологическими пото-
  ками теплоносителя. Разработана методика моделирования объектов данного класса как
  объектов с распределёнными параметрами. Рассмотрение процессов, протекающих в каналах нагревательных плит, позволило составить дифференциальные уравнения движения,
  описывающие течение рабочей среды в системе каналов. Разработанная методика мате-
  матического моделирования распространения тепла в нагревательных плитах пресса и
  пакетах фанеры позволила составить математическую модель для рассматриваемого
  объекта. Данная математическая модель получилась достаточно сложной, и решить
  полученную систему дифференциальных уравнений в частных производных аналитически
  (выделить передаточную функцию) не представляется возможным. Для численного анали-
  за рассматриваемого объекта управления были составлены дискретная модель уравнений
  и вычислительный алгоритм. В процессе составления дискретных моделей были решены
  задачи «стыковки» граничных условий, обеспечения устойчивости вычислительной схемы и
  выбраны шаги дискретизации по пространственным переменным. Для компьютерного
  моделирования было специально разработано программное обеспечение. С его помощью
  были рассчитаны значения температур в контрольных точках. Представленная матема-
  тическая модель позволила произвести численный эксперимент, в результате которого
  были получены частотные характеристики исследуемого объекта. Данные характеристи-
  ки были использованы при синтезе распределенного высокоточного регулятора.

• МОДИФИЦИРОВАННАЯ РАСПРЕДЕЛЕННАЯ АРХИТЕКТУРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

  М. Ю. Поленов , Д.А. Иванов

  2021-02-13

  Аннотация ▼

  Предложена модифицированная распределенная архитектура обработки данных на
  основе модели клиент-сервер, как один из вариантов реализации программного приложения
  геоинформационной системы. Проведенный обзор существующих геоинформационных
  систем и их классификация с точки зрения архитектуры продемонстрировали перспек-
  тивность применения распределенной архитектуры. Однако, системы, разработанные на
  основе традиционной распределенной архитектуры, сталкиваются с проблемами ото-
  бражения обработанных трехмерных данных в реальном времени на вычислительных уст-
  ройствах с низкой производительностью. В связи с этим целью данной работы является
  разработка и исследование модифицированной архитектуры геоинформационных систем,
  позволяющей снизить требования к вычислительным устройствам клиентов. Актуаль-
  ность темы исследования заключается в том, что в настоящее время существуют уст-
  ройства способные поддержать работу только тонких клиентов, которые зачастую
  имеют малый функционал и не способны решать тяжелые вычислительные задачи. В
  статье рассмотрены особенности структурной и программной реализации геоинформационной системы на основе традиционной архитектуры и предложенной модифицирован-
  ной распределенной архитектуры. Приведены результаты экспериментов проведенных на
  двух разработанных программных приложениях, имеющих различную архитектуру. Про-
  граммная реализация модифицированной архитектуры и результаты экспериментов, по-
  казали целесообразность ее применения для геоинформационных систем на пользователь-
  ских вычислительных устройствах с невысокой производительностью. Предложенная ар-
  хитектура может быть использована и в других распределенных системах. Особенно в
  таких, где стоят задачи отображения трехмерной информации на тонких клиентах

• РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА РАСПОЗНАВАНИЯ ШТРИХКОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОСЕТЕЙ

  А.Ю. Юрченко , М.Ю. Поленов

  70-79

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Представлена распределённая программно-аппаратная система для автоматизированного распознавания штрихкодов на движущихся объектах в условиях производственной среды. Целью исследования является разработка надёжного и адаптивного решения, обеспечивающего устойчивое считывание штрихкодов вне зависимости от положения, скорости или высоты объектов, перемещающихся по транспортной ленте. Основной акцент сделан не на максимальной скорости обработки, а на обеспечении широкого угла обзора и надёжности распознавания при движении объектов. В отличие от традиционных сканеров, требующих точного позиционирования и дорогостоящего оборудования, предложенное решение базируется на использовании одной сетевой камеры и сервера с нейросетевыми модулями обработки. Это делает систему более универсальной и доступной для широкого круга предприятий. Ключевым элементом архитектуры выступает нейросетевой модуль восстановления изображений, основанный на модели MPRNet, способной устранять размытие и оптические искажения в кадрах видеопотока. После этапа предобработки изображения поступают в модуль детекции объектов, построенный на базе архитектуры YOLO, адаптированной под задачи распознавания штрихкодов. Распознанные данные сохраняются в базе с использованием ORM-интерфейса, что обеспечивает гибкую интеграцию в существующие информационные системы. Для предотвращения потери кадров и обеспечения высокой пропускной способности используется система асинхронной обработки с применением потоков и буферизованных очередей. Актуальность исследования обусловлена широкой распространённостью штрихкодов как основного средства промышленной маркировки и необходимостью автоматизации процессов учёта и отслеживания продукции в условиях гибкого производства. Несмотря на наличие решений в области сканирования и компьютерного зрения, большинство из них не рассчитаны на работу с нестабильным или низкокачественным видеопотоком. Предложенная система демонстрирует устойчивость к ряду искажений и может быть реализована на бюджетном оборудовании, что открывает перспективы для её применения в промышленности, логистике и складском хозяйстве

• ФОРМАЛИЗОВАННЫЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОГО ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ В УСЛОВИЯХ НЕДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

  В. В. Свиридов

  2022-05-26

  Аннотация ▼

  Бурное развитие «многоагентных систем», как самостоятельного и многопланового
  раздела искусственного интеллекта, привлекает к себе многих исследователей в различных
  сферах деятельности. Темпы прогресса в развитии информационных технологий, распре-
  делённых информационных систем, компьютерной техники определяют возможности
  применения технологий робототехники в Вооружённых силах Российской Федерации.
  Представленные в статье факторы санкционируют необходимость внедрения в войска
  новых интеллектуальных технологий – автономных робототехнических комплексов (сис-
  тем). Развитие методов искусственного интеллекта позволяет сделать новый шаг к из-
  менению стиля взаимодействия комплексов между собой в составе робототехнической
  системы. Возникла идея создания так называемых "автономных комплексов", которые
  породили уже новый стиль адаптивного группового управления. Вместо взаимодействия,
  инициируемого пользователем-оператором путём команд и прямых манипуляций, комплек-
  сы самостоятельно вовлекаются в совместный процесс решения общей задачи в условиях
  недетерминированной динамической среды. В статье предложен формализованный подход
  к конструированию вариантов архитектур группового взаимодействия автономных робо-
  тотехнических комплексов в системе, основанного на законе открытого управления, т.е.
  индуцированных и достоверных предпочтений каждого комплекса к действию, удовлетво-
  ряющих условиям совершенного согласования их деятельности, путём идентификации па-
  раметров, при которых максимизируется целевая функция в различных режимах функционирования робототехнической системы. Представлена формализованная постановка за-
  дачи синтеза системы адаптивного группового управления автономными робототехниче-
  скими комплексами в условиях априорной неопределённости. Архитектура группового
  взаимодействия комплексов адаптивно выстраивается исходя из условий внешней среды и
  внутреннего состояния системы, в которых каждый комплекс группы функционирует для
  достижения общей цели (решения системной задачи) в рассматриваемый момент времени

• РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ

  И. А. Шипов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Целью работы – это создание производительного вычислительного устройства для
  бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) наземного робототехни-
  ческого комплекса (РТК) на отечественной элементной базе. Дано формальное описание
  типовых достаточных функций, выполняемых БИНС и описаны основные принципы алго-
  ритмов с точки зрения требования к вычислительным ресурсам. Приведено описание имею-
  щихся на рынке отечественных микроконтроллеров и сравнение с ближайшим зарубежным
  аналогом. Результаты проведенного макетирования показали принципиальную возможность,
  но невысокую перспективность создания вычислительных устройств на одном микрокон-
  троллере. В связи с этим были выработаны и реализованы технические предложения по уве-
  личению вычислительной мощности по средствам построения архитектуры многопроцес-
  сорного вычислителя. Как следствие потребовалась выработка особых подходов к проекти-
  рованию алгоритмов и программного обеспечения. Организация распределенных вычислений
  является одним из наиболее оптимальных методов обеспечения расчета алгоритмов функ-
  ционирования. Введение в контур вычислителя дополнительных микропроцессоров позволило
  не только увеличить вычислительную мощность, но и ввести дополнительные интерфейсы
  взаимодействия как с потребителем, так и с датчиками первичной информации. Предло-
  женный вариант распределения алгоритмов функционирования БИНС позволил обеспечить
  создание задела на перспективы развития и масштабируемость системы. Наиболее ресурсо-
  емким алгоритмом является расчет инерциальных координат, реализованный в виде итера-
  тивного расчета определения широтной составляющей местоположения. Также запас про-
  изводительности может позволить реализовать дополнительные адаптивные алгоритмы
  фильтрации и обработки данных по результатам испытаний и эксплуатации наземного под-
  вижного объекта. Обоснован выбор интерфейса внутриплатного обмена между контролле-
  рами и описано его практическое применение. Создание замкнутого контура обмена инфор-
  мацией позволило реализовать дополнительные параллельные вычисления вторичной инфор-
  мации и выполнить расчет автономного счисления координат местоположения объекта.
  Описанные технические решения могут быть использованы при проектировании встраивае-
  мых вычислителей для объектов различного назначения функционирующих на базе жесткой
  логики. В качестве основного недостатка представленного подхода к проектированию вы-
  числителя можно обозначить ограниченный функционал при работе с постоянно запоми-
  нающими устройствами.

• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ В ГРИД-СИСТЕМАХ ПРИ РЕШЕНИИ КОМБИНАТОРНЫХ ЗАДАЧ

  А.М. Альбертьян , И. И. Курочкин , Э.И. Ватутин

  142-153

  2021-10-05

  Аннотация ▼

  В настоящее время для решения больших вычислительных задач используются не только многопроцессорные вычислительные системы, но и различные виды распределенных систем. Распределенные вычислительные системы имеют ряд особенностей: возможное наличие отказов узлов и каналов связи, непостоянное время работы узлов, возможные ошибки в расчетах, гетерогенность вычислительных узлов. Под гетерогенностью вычислительных узлов будем понимать не только различную вычислительную способность и различные архитектуры центральных процессоров, но и наличие на узле других компонентов, способных проводить вычисления. К таким компонентам можно отнести видеокарты и математические сопроцессоры. Узел распределенной вычислительной системы будем называть гетеро-генным, если помимо одного или нескольких центральных процессоров в его составе есть дополнительные вычислительные устройства. При решении вычислительной задачи на распределенной системе необходимо максимизировать использование всех доступных вычисли-тельных ресурсов. Для этого необходимо не только распределить вычислительные подзадачи на узлы в соответствии с их вычислительной способностью, но и учесть особенности дополнительных вычислительных устройств. Исследованию методов максимизации использования ресурсов на гетерогенных узлах распределенной вычислительной системы посвящена эта работа. Основной целью данной работы является создание переносимого приложения, произ-водящего параллельные вычисления с использованием многопоточной модели выполнения. При разработке приложения акцент делается на наиболее полном использовании доступных аппаратных ресурсов. Одним из основных требований к реализации является оптимизация про-изводительности приложения для различных компьютерных архитектур, а также возможность параллельного выполнения приложения на разнородных вычислительных устройствах, входящих в состав гетерогенного вычислительного комплекса. Была исследована возможность применения ряда методов программно-алгоритмической оптимизации для многопроцессорных архитектур различных поколений. А также была проведена оценка эффективности их использования для высоконагруженных многопоточных приложений. Представлено решение проблемы квазиоптимального динамического распределения вычислительных заданий между всеми доступными на данный момент вычислительными устройствами гетеро-генного вычислительного комплекса.

• ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОЖНОГО РЕЗУЛЬТАТА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ВЫПОЛНЯЕМЫХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ МНОГОАГЕНТНОЙ СИСТЕМОЙ

  В.А. Литвиненко , С.А. Ховансков , В.С. Хованскова

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  Рассматриваются вопросы защиты распределённых вычислений организованных на ос-
  нове многоагентной системе для решения задач многовариантного моделирования.
  При моделировании выбор одного из многих вариантов может потребовать перебора огром-
  ного множества параметров недоступного для быстродействующей ЭВМ. Для сокращения
  времени решения таких задач используют распределенные вычисления. Существует множе-
  ство различных подходов для организации распределенных вычислений в компьютерной сети
  – технология grid, metacomputing (BOINC, PVM и другие). Все они предназначены для создания
  централизованных систем распределенных вычислений. Распределенные вычисления организуются на основе многоагентной системы на вычислительных узлах любой компьютерной
  сети. При использовании в качестве вычислительной среды компьютерную сеть большого
  масштаба могут возникнуть угрозы безопасности распределенных вычислений. Одной из
  таких угроз является получение в процессе вычислений ложного результата от злоумышлен-
  ников. Ложный результат может привести в процессе моделирования к принятию не опти-
  мального, либо неправильного решения. Управляющие агенты централизованной системы
  распределенных вычислений, кроме управления распределенной системой, вынуждены выпол-
  нять обнаружение ложных результатов процесса вычислений. Разработана методика рас-
  чета вероятности обнаружения ложного результата в зависимости от общего количества
  агентов многоагентной системы и количества управляющих агентов. Приведены примеры
  расчёта количество управляющих агентов, обеспечивающих в многоагентной системе тре-
  буемую вероятность обнаружения ложных результатов.

• ОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ

  В. М. Курейчик , И. Б. Сафроненкова

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  Развитие технологий распределенных вычислений позволило объединить географиче-
  ски-распределенные ресурсы, таким образом, предоставив возможности для эффективно-
  го решения ресурсоемких задач в различных областях науки и техники. Наряду с этим ак-
  туализировался ряд задач, который требует к своему решению новых подходов, учиты-
  вающих особенности реализации современных Интернет технологий. В настоящей работе
  рассмотрена проблема, связанная с переносом вычислительной нагрузки в распределенной
  системе автоматизированного проектирования (РСАПР), функционирующей в «туман-
  ной» среде. Целью данной работы является разработка онтологического подхода к реше-
  нию задачи переноса вычислительной нагрузки в РСАПР с учетом особенностей «туман-
  ной» среды. Онтологический подход заключается в проведении процедуры онтологического
  анализа, которая позволяет «отсеивать» узлы-кандидаты, не отвечающие ресурсным
  требованиям для переноса части нагрузки. Научная новизна работы заключается в исполь-
  зовании моделей онтологии для решения задачи переноса вычислительной нагрузки в
  РСАПР. Это позволяет сократить число узлов-кандидатов в «тумане» для переноса на-
  грузки, тем самым сократить время моделирования процессов размещения и, соответст-
  венно, общее время решения задачи переноса нагрузки. Принципиальным отличием данного
  подхода является использование знаний о предметной области, отраженных в модели он-
  тологии, для решения задачи переноса вычислительной нагрузки. Проведенные в работе
  вычислительные эксперименты доказали целесообразность использования онтологического
  анализа для решения задачи переноса вычислительной нагрузки.