Informatics (E-Journal) / Информатика
Not a member yet
963 research outputs found
Sort by
Опыт совершенствования программных комплексов дистанционного зондирования Земли для обнаружения тепловых аномалий
Get PDFO b j e c t i v e s. The task of improving the software package for detecting thermal anomalies based on meteorologicalsatellite data developed by the unitary enterprise "Geoinformation Systems" was solved.M e t h o d s. In the period from 2015 to the present, the work on practical testing and improvement of the software for natural fires detection has been carried out. For this purpose, satellite images of the territory of Belarus obtained from NOAA series spacecraft were used. Special attention was paid to the problem of improving the accuracy of determining the coordinates of fires and reducing the time required for initial data processing.Re s u l t s. A retrospective analysis of the main stages of improving the software for natural fires detection and obtained during practical tests generalized results are provided. The description of the web service developed on the basis of the software for detecting natural fires is presented.Co n c l u s i o n. The information can be useful for the specialists and researchers who are engaged in the detection of thermal anomalies (fires) using remote sensing data from meteorological satellites.Ц е л и. Решалась задача совершенствования программного комплекса обнаружения тепловых аномалий (ПК ОТА) по данным метеорологических спутников, разработанного в УП «Геоинформационные системы».М е то д ы. В период с 2015 г. по настоящее время выполнялись работы по практической апробации и совершенствованию ПК ОТА. Для этого использовались спутниковые снимки территории Республики Беларусь, полученные с космических аппаратов серии NOAA. Особое внимание уделялось проблеме повышения точности определения координат пожаров и сокращения времени, необходимого для обработки исходных данных.Р е з у л ь т а т ы. Сделан ретроспективный анализ основных этапов совершенствования ПК ОТА и обобщены результаты, полученные в ходе практических испытаний. Описан веб-сервис, разработанный на основе ПК ОТА.З а к л ю ч е н и е. Приведенные в статье сведения могут быть полезны для специалистов и исследователей, которые занимаются вопросами обнаружения тепловых аномалий (пожаров) с использованием данных дистанционного зондирования Земли, полученных с метеорологических спутников
Минимизация булевых функций в классе ортогональных дизъюнктивных нормальных форм
Get PDFThe orthogonal disjunctive normal forms (DNFs) of Boolean functions have wide applications in the logical design of discrete devices. The problem of DNF orthogonalization is to get for a given function such a DNF that any two its terms would be orthogonal, i. e. the conjunction of them would be equal identically to zero. An approach to solve the problem using the means of graph theory is suggested. The approach is proposed by representation of the function as perfect DNF. Obtaining all the intervals of the Boolean space where the given function has value 1 is supposed, and the intersection graph of those intervals is considered. Two methods to obtain a minimum orthogonal DNF are considered. One of them reduces the problem toward finding out the smallest dominating set in the graph by covering its vertices with their closed neighborhoods, the other - to obtain the maximum independent set by lexicographic enumeration. It is shown how the suggested approach can be extended on incompletely specified Boolean functions.Ортогональные дизъюнктивные нормальные формы (ДНФ) булевых функций имеют широкое применение в логическом проектировании дискретных устройств. Задача ортогонализации ДНФ состоит в том, чтобы для заданной функции получить ДНФ, любые две элементарные конъюнкции которой ортогональны, т. е. их конъюнкция тождественно равна нулю. Предлагается подход к решению данной задачи с помощью средств теории графов. Подход рассчитан на представление функции в виде совершенной ДНФ. Предполагается получение всех интервалов булева пространства, на которых заданная функция имеет значение 1, и рассматривается граф пересечения этих интервалов. Рассматриваются два метода получения минимальной ортогональной ДНФ. Один из них сводит данную задачу к получению наименьшего доминирующего множества в графе путем покрытия его вершин их замкнутыми окрестностями, другой - к получению максимального независимого множества с помощью лексикографического перебора. Показывается, как предлагаемый подход распространяется на не полностью определенные булевы функции
Киркоров Николай Иванович -талантливый разработчик, изобретатель и руководитель
Get PDF19 января 2021 г. на 76-м году ушел из жизни Николай Иванович Киркоров - талантливый и высококвалифицированный специалист в сфере создания специализированного программного обеспечения, используемого в аэрокосмической и картографической областях знаний
Неразрушающие тесты с четным повторением адресов для запоминающих устройств
Get PDFThe urgency of the problem of memory testing of modern computing systems is shown. Mathematical models describing the faulty states of storage devices and the methods used for their detection are investigated. The concept of address sequences (pA) with an even repetition of addresses is introduced, which are the basis of the basic element included in the structure of the new transparent march tests March _pA_1 and March _pA_2. Algorithms for the formation of such sequences and examples of their implementations are given. The maximum diagnostic ability of new tests is shown for the case of the simplest faults, such as constant (SAF) and transition faults (TF), as well as for complex pattern sensitive faults (PNPSFk). There is a significantly lower time complexity of the March_pA_1 and March_pA_2 tests compared to classical transparent tests, which is achieved at the expense of less time spent on obtaining a reference signature. New distance metrics are introduced to quantitatively compare the effectiveness of the applied pA address sequences in a single implementation of the March_pA_1 and March_pA_2 tests. The basis of new metrics is the distance D(A(j), pA) determined by the difference between the indices of repeated addresses A(j) in the sequence pA. The properties of new characteristics of the pA sequences are investigated and their applicability is evaluated for choosing the optimal test pA sequences that ensure the high efficiency of new transparent tests. Examples of calculating distance metrics are given and the dependence of the effectiveness of new tests on the numerical values of the distance metrics is shown. As well as in the case of classical transparent tests, multiple applications of new March_pA_1 and March_pA_2 tests are considered. The characteristic V(pA) is introduced, which is numerically equal to the number of different values of the distance D(A(j), pA) of addresses A(j) of the sequence pA. The validity of analytical estimates is experimentally shown and high efficiency of fault detection by the tests March_pA_1 and March_pA_2 is confirmed by the example of coupling faults for p = 2.Показывается актуальность задачи тестирования запоминающих устройств современных вычислительных систем. Исследуются математические модели неисправностей этих устройств и используемые методы тестирования наиболее сложных из них на базе классических неразрушающих маршевых тестов. Вводится понятие адресных последовательностей (pA) с четным повторением адресов, которые являются основой базового элемента, входящего в структуру новых неразрушающих маршевых тестов March_pA_1 и March_pA_2. Приводятся алгоритмы формирования подобных последовательностей и примеры их реализации. Показывается максимальная диагностическая способность новых тестов для случая простейших неисправностей, таких как константные (SAF) и переходные (TF), а также сложных кодочувствительных неисправностей (PNPSFk). Отмечается существенно меньшая временная сложность тестов March_pA_1 и March_pA_2 по сравнению с классическими неразрушающими тестами, которая достигается за счет меньших временных затрат на получение эталонной сигнатуры. Вводятся новые метрики расстояния для количественного сравнения эффективности применяемых pA при однократной реализации тестов March_pA_1 и March_pA_2. В основе новых метрик лежит расстояние D(A(j), pA), определяемое разностью индексов повторяющихся адресов A(j) в последовательности pA. Исследуются свойства новых характеристик последовательностей pA и оценивается их применимость для выбора оптимальных тестовых последовательностей pA, обеспечивающих высокую эффективность новых неразрушающих тестов. Приводятся примеры вычисления метрик расстояний и показывается зависимость эффективности новых тестов от численных значений метрик расстояния. Как и в случае классических неразрушающих тестов, рассматривается многократное применение тестов March_pA_1 и March_pA_2. Вводится характеристика V(pA), которая численно равняется количеству отличающихся значений расстояния D(A(j), pA) адресов A(j) последовательности pA. Экспериментально показывается справедливость аналитических оценок и подтверждается высокая эффективность обнаружения неисправностей однократными и многократными тестами типа March_pA_1 и March_pA_2 на примере неисправностей взаимного влияния для p = 2
Интеллектуальный анализ качества учебного контента по статистике успеваемости студентов в системе управления обучением «Скорина»
Get PDFThe article provides the analysis of the advantages and disadvantages of distance education, the specifics of educational process and the use of educational content for this form of education. The problems of assessing the quality of educational content for the distance educational process and its effectiveness are determined. The structure of the developed learning management system "Scorina" and the mechanisms for creating educational content, the learning process, attestation of students and the collection of progress statistics are described. A mathematical model of educational process of learning management system "Scorina", and approach to assessing the knowledge of students are presented.The implementation of functional diagram and the algorithm of the module for the intelligent analysis of the quality of educational content of learning management system "Scorina" is proposed. The module is designed to identify the shortcomings in educational content and to improve the materials that could cause the difficulties for students when studying certain issues or topics of the disciplines are studied based on statistical data of student performance. The connection of specific parts of educational content with specific questions of control tests is implemented through special labels created during the development of the content of the studied disciplines. The mining algorithm allows to identify and exclude from the statistical sample the information of the students whose academic performance characteristics are not objectively related to the quality of educational content.Анализируются достоинства и недостатки дистанционной формы получения образования, специфики организации учебного процесса и использования учебного контента для такой формы обучения. Указываются проблемы оценки качества образовательного контента для дистанционного образовательного процесса и его эффективности. Описываются структура разрабатываемой системы управления обучением «Скорина» и механизмы создания учебного контента, процесса обучения, аттестации обучаемых и сбора статистики успеваемости. Приводятся математическая модель образовательного процесса системы управления обучением «Скорина» и подход к оценке знаний обучаемых.Предлагается реализация функциональной схемы и алгоритма работы модуля интеллектуального анализа качества учебного контента системы управления обучением «Скорина». Модуль предназначен для выявления недостатков учебного контента и совершенствования материалов, объективно вызывающих трудности у студентов при изучении отдельных вопросов или тем изучаемых дисциплин на основании статистических данных успеваемости студентов. Связь конкретных частей учебного контента с определенными вопросами контрольных тестов реализуется посредством специальных меток, создаваемых при разработке содержания изучаемых дисциплин. Алгоритм интеллектуального анализа позволяет определять и исключать из статистической выборки студентов, характеристики успеваемости которых объективно не связаны с качеством учебного контента
Оценка влияния интенсивности оптического сигнала на вероятность ошибочной регистрации данных в однофотонном канале связи
Get PDFWhen measuring low-power optical signals in single-photon communication channels, the receiving modules must ensure the minimum probability of erroneous data recording. In this regard, it is advisable to use photon counters. They are highly sensitive, but are characterized by data recording errors. The aim of the work was to determine the effect of intensity of optical signal on the probability of erroneous data recording in a single-photon communication channel with a receiving module based on a photon counter.Based on the results of experimental studies, the dependences of the probability of erroneous registration of binary symbols «0» Perr 0 on the intensity of the optical signal J0 , used to transmit these symbols for various supply voltages of the avalanche photodetector U, were obtained. It was found that with an increase of intensity of the optical signal, the dependences Perr 0(J0) first decrease, reaching their lowest value, and then increase. The performed assessment showed that the lowest probability of erroneous registration the binary symbols «0» for the investigated communication channel is equal to 17,56 • 10-2 and corresponds to J0 = 52,41 • 10-2 rel. units and U = 52,54 V.При измерении маломощных оптических сигналов в однофотонных каналах связи приемные модули должны обеспечивать минимальную вероятность ошибочной регистрации данных. В этой связи целесообразно использовать счетчики фотонов, которые являются высокочувствительными, однако харастеризуются наличием ошибок при регистрации данных. Поэтому цель работы - оценка влияния интенсивности оптического сигнала на вероятность ошибочной регистрации данных в однофотонном канале связи с приемным модулем на основе счетчика фотонов.По результатам экспериментальных исследований получены зависимости вероятности ошибочной регистрации двоичных символов «0» Pош 0 от интенсивности оптического сигнала J0 , используемого для передачи этих символов при различных напряжениях питания лавинного фотоприемника Uпит. Установлено, что с увеличением интенсивности оптического сигнала зависимости Pош 0 (J0) сначала спадают, достигая своего наименьшего значения, а затем растут. Выполненная оценка показала, что наименьшая вероятность ошибочной регистрации двоичных символов «0» для исследованного канала связи равна 17,56 • 10-2 и соответствует J0 = 52,41 • 10-2 отн. ед. и Uпит = 52,54 В
Оптимизация коэффициентов ПИД-регулятора системы управления движением мобильного робота по цветоконтрастной линии на основе генетического алгоритма
Get PDFO b j e c t i v e s. To develop a control system for the movement of a mobile robot along a color-contrast line, as well as to find the values of the coefficients of a proportional-integral-differentiating (PID) controller that allows the robot to move along the line at a given speed.M e t ho d s. To adjust the values of the coefficients of the PID controller, methods of enumeration, automatic tuning and a genetic algorithm are used.Re s u l t s. A software package for tuning the PID controller of the educational mobile robot RoboCake, designed to move along a closed color-contrast line at a given speed, has been developed. The software package consists of a simulation model of the specified robot in the Simulink environment, several virtual traces-polygons and a specialized solver based on the developed genetic algorithm. With the help of the proposed fitness function, a mobile robot control system that satisfies the stated conditions is implemented. Based on the conducted model experiments, the desired values of the parameters of the PID controller are obtained.Co n c l u s i o n. A comparison of the effectiveness of various methods of tuning the PID controller is carried out. The developed software package is designed to solve the practical problem of moving a mobile robot along a color-contrast line at a speed of 1 m/s. The results obtained can be used to study methods of evolutionary tuning of stabilization systems for transport robots, ensuring their movement without overshoot.Ц е л и. Разработать систему управления движением мобильного робота по цветоконтрастной линии, а также найти значения коэффициентов пропорционально-интегрально-дифференцирующего (ПИД-) регулятора, позволяющего роботу двигаться вдоль линии с заданной скоростью.М е то д ы. Для настройки значений коэффициентов ПИД-регулятора используются методы перебора, автоматической настройки и генетический алгоритм.Р е з у л ь т а т ы. Разработан программный комплекс настройки ПИД-регулятора учебного мобильного робота RoboCake, предназначенного для движения по замкнутой цветоконтрастной линии с заданной скоростью. Программный комплекс состоит из имитационной модели указанного робота в среде Simulink, четырех виртуальных трасс-полигонов и специализированного решателя на базе разработанного генетического алгоритма. С помощью предложенной функции пригодности реализована система управления мобильным роботом, удовлетворяющая поставленным условиям. На основе проведенных модельных экспериментов получены искомые значения параметров ПИД-регулятора.З а к л ю ч е н и е. Проведено сравнение эффективности различных методов настройки ПИД-регулятора. Разработанный программный комплекс предназначен для решения практической задачи движения мобильного робота по цветоконтрастной линии со скоростью 1 м/с. Полученные результаты могут быть применены для исследования методов эволюционной настройки систем стабилизации транспортных роботов, обеспечивающих их движение без перерегулирования
Оценка ожидаемой надежности прикладных программных средств для компьютерных информационных систем
Get PDFThe reliability of computer-based information systems is largely determined by the reliability of the developed application software. The failure rate of its computer program is considered as an indicator of the reliability of the application software. To determine the expected reliability of the application software planned for the development (until writing the code of a program), the model is proposed that uses some parameters of the future computer program, data on the influence of various factors on its reliability, and further testing of the program. The model takes into account the field of software application and computer processor performance. The process of model parameters obtaining is analyzed., It is possible by use of proposed model to determine the predicted failure rate of the planned application computer program, and then the reliability of the computer-based information system as a whole. If necessary, the measures can be developed to ensure the required level of reliability of the computer-based information system.Надежность компьютерной информационной системы во многом определяется надежностью разрабатываемого прикладного программного средства. В качестве показателя надежности прикладного программного средства рассматривается интенсивность отказов его компьютерной программы. Для определения ожидаемой надежности прикладного программного средства, планируемого к разработке (до написания кода компьютерной программы), предлагается модель, в которой используются некоторые параметры будущей компьютерной программы, данные о влиянии на ее надежность различных факторов и предполагаемое в дальнейшем тестирование компьютерной программы. Модель учитывает отрасль применения программного средства и быстродействие процессора компьютера. Анализируется процесс получения параметров модели. С помощью предложенной модели можно определить прогнозную интенсивность отказов планируемой к разработке прикладной компьютерной программы, а далее и надежность компьютерной информационной системы в целом. При необходимости могут быть разработаны организационно-технические мероприятия по обеспечению требуемого уровня надежности компьютерной информационной системы
Моделирование и нелинейный анализ хаотических волновых процессов в электрохимически активных нейроновых средах на основе матричной декомпозиции
Get PDFA general model of the origin and evolution of chaotic wave processes in electrochemically active neuronal media based on the proposed method of matrix decomposition of operators of nonlinear systems has been developed. The mathematical models of Hodgkin – Huxley and FitzHugh – Nagumo of an electrochemically active neuronal media are considered. The necessary conditions for self-organization of chaotic self-oscillations in the FitzHugh – Nagumo model are determined. Computer modeling based on the matrix decomposition of chaotic wave processes in electrochemically active neuronal media has shown the interaction of higher-order nonlinear processes leading to stabilization (to a finite value) of the amplitude of the chaotic wave process. Mathematically, this is expressed in the synchronous “counteraction” of nonlinear processes of even and odd orders in the general vector-matrix model of an electrochemically active neuronal media being in a chaotic mode. It is noted that the state of hard self-excitation of nonlinear oscillations in an electrochemically active neuronal media leads to the appearance of a chaotic attractor in the state space. At the same time, the proposed vector-matrix model made it possible to find more general conditions for the appearance and evolution of chaotic wave processes in comparison with the initial Landau turbulence model and, as a result, to explain the occurrence of consistent nonlinear phenomena in an electrochemically active neuronal media.Разработана общая модель возникновения и эволюции хаотических волновых процессов в электрохимически активных нейроновых средах на основе предложенного метода матричной декомпозиции операторов нелинейных систем. Рассмотрены математические модели Ходжкина – Хаксли и ФитцХью – Нагумо электрохимически активной нейроновой среды. Определены необходимые условия самоорганизации хаотических автоколебаний в модели ФитцХью – Нагумо. Компьютерное моделирование на основе матричной декомпозиции хаотических волновых процессов в электрохимически активных нейроновых средах показало взаимодействие нелинейных процессов высших порядков, приводящее к стабилизации (конечной величине) амплитуды хаотического волнового процесса. Математически это выражается в синхронном «противодействии» нелинейных процессов четных и нечетных порядков в общей векторно-матричной модели электрохимически активной нейроновой среды, находящейся в хаотическом режиме. Отмечено, что режим жесткого самовозбуждения нелинейных колебаний в электрохимически активной нейроновой среде приводит к появлению хаотического аттрактора в пространстве состояний. Вместе с тем предложенная векторно-матричная модель позволила найти более общие условия возникновения и эволюции хаотических волновых процессов по сравнению с моделью начальной турбулентности Ландау и, как следствие, объяснить возникновение согласованных нелинейных явлений в электрохимически активной нейроновой среде