Modeling and Analysis of Information Systems / Моделирование и анализ информационных систем (МАИС)
Not a member yet
782 research outputs found
Sort by
УСТОЙЧИВОСТЬ НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН ДЛЯ МОДЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА С БОЛЬШИМ ЗАПАЗДЫВАНИЕМ
Get PDFIn this paper the problem of existence and stability of continuous waves in a semiconductor laser model is studied. This model was proposed by Lang and Kobayashi and has the form of two differential equations with delay. The delay time is assumed to be large. We study the existence of continuous waves in the Lang-Kobayashi model. A special set I depending on all parameters of the problem is built. The condition of existence of continuous waves is that the ”‘main parts”’ of solutions must be located on the set I. Sufficient conditions of stability and instability of continuous waves are found for all sufficiently large values of delay. In the case of a zero linewidth enhancement factor the necessary and sufficient conditions of stability are found. Location of stability regions on the sets I is studied. It is proved that in the case of the zero linewidth enhancement factor the number of regions of stability on the set I is less than two. Necessary and sufficient conditions of existence of stability regions on the set I are found in this case.В данной работе решается задача существования и устойчивости непрерывных волн для модели полупроводникового лазера. Эта модель была предложена Лэнгом и Кобаяши и имеет вид двух дифференциальных уравнений с запаздыванием. Время запаздывания предполагается достаточно большим. Исследуется вопрос существования непрерывных волн для модели Лэнга–Кобаяши. Построено специальное множество I, зависящее от всех параметров задачи. Условие существования непрерывных волн состоит в том, что ” главная часть“ решений должна лежать на множестве I. Найдены достаточные условия устойчивости и неустойчивости непрерывных волн при достаточно больших значениях параметра запаздывания. В случае нулевого коэффициента уширения линии найдены необходимые и достаточные условия устойчивости. Изучено расположение областей устойчивости на множестве I. Доказано, что в случае нулевого коэффициента уширения линии на множестве I может быть не более одной области устойчивости, найдены необходимые и достаточные условия ее существования
Имитационное моделирование и верификация вложенных сетей Петри с использованием CPNTools
Get PDFNested Petri nets (NP-nets) are an extension of Petri net formalism within the “netswithin-nets” approach, when tokens in a marking are Petri nets, which have an autonomous behavior and are synchronized with the system net. The formalism of NP-nets allows modeling multi-level multi-agent systems with dynamic structure in a natural way. Currently, there is no tool for supporting NP-nets simulation and analysis. The paper proposes the translation of NP-nets into Colored Petri nets and the use of CPN Tools as a virtual machine for NP-nets modeling, simulation and automatic verification.Вложенные сети Петри (NP-сети) — это расширение сетей Петри в рамках подхода “nets-within-nets”, когда фишки в разметке сети сами являются сетями Петри и обладают автономным поведением, при этом имеются средства синхронизации сетевых фишек и системной сети. Формализм NP-сетей позволяет естественным образом моделировать многоуровневые мультиагентные системы с динамической структурой. В настоящее время не существует инструментальной поддержки имитационного моделирования и анализа вложенных сетей Петри. В работе предлагается проводить имитационное моделирование и построение графа достижимости для NP-сетей путем перевода NP-сетей в раскрашенные сети Петри и использования инструментария CPN Tools в качестве виртуальной машины для исполнения и средства автоматического анализа ис- ходных NP-сетей
Асимптотика решений обобщённого уравнения Хатчинсона
Get PDFWe discuss the dynamics of the Hutchinson’s equation and its generalizations. An estimate of the global stability region of a positive steady state is obtained. The main results refer to existence, stability and asymptotics of a slow oscillating solution. New asymptotic methods are applied to a problem of dynamical properties of ODE system describing Belousov — Zhabotinsky reaction.Рассматривается вопрос о поведении решений уравнения Хатчинсона и его обобщений. Получены результаты об оценке в пространстве параметров области глобальной устойчивости положительного состояния равновесия. Основные утверждения касаются вопросов существования, устойчивости и асимптотики медленно осциллирующего периодического решения. В качестве приложения разработанных новых асимптотических методов рассмотрена задача о динамических свойствах системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающей известную реакцию Белоусова — Жаботинского
Кэширование запросов к реляционной базе данных с использованием областей истинности
No full textWe propose a new method of client-side data caching for relational databases with a central server and distant clients. Data are loaded into the client cache based on queries executed on the server. Every query has the corresponding DB table – the result of the query execution. These queries have a special form called "universal relational query" based on three fundamental Relational Algebra operations: selection, projection and natural join. We have to mention that such a form is the closest one to the natural language and the majority of database search queries can be expressed in this way. Besides, this form allows us to analyze query correctness by checking lossless join property. A subsequent query may be executed in a client’s local cache if we can determine that the query result is entirely contained in the cache. For this we compare truth spaces of the logical restrictions in a new user’s query and the results of the queries execution in the cache. Such a comparison can be performed analytically , without need in additional Database queries. This method may be used to define lacking data in the cache and execute the query on the server only for these data. To do this the analytical approach is also used, what distinguishes our paper from the existing technologies. We propose four theorems for testing the required conditions. The first and the third theorems conditions allow us to define the existence of required data in cache. The second and the fourth theorems state conditions to execute queries with cache only. The problem of cache data actualizations is not discussed in this paper. However, it can be solved by cataloging queries on the server and their serving by triggers in background mode. The article is published in the author’s wording
Анализ системных исполнений с помощью Process Mining
No full textInformation systems (IS) produce numerous traces and logs at runtime. In the context of SOA-based (service-oriented architecture) IS, these logs contain details about sequences of process and service calls. Modern application monitoring and error tracking tools provide only rather straightforward log search and filtering functionality. However, “clever” analysis of the logs is highly useful, since it can provide valuable insights into the system architecture, interaction of business domains and services. Here we took runs event logs (trace data) of a big booking system and discovered architectural guidelines violations and common anti-patterns. We applied mature process mining techniques for discovery and analysis of these logs. The aims of process mining are to discover, analyze, and improve processes on the basis of IS behavior recorded as event logs. In several specific examples, we show successful applications of process mining to system runtime analysis and motivate further research in this area.The article is published in the authors’ wording.Информационные системы (ИС) оставляют многочисленные следы и журналы событий своей работы. В контексте сервисно-ориентированной архитектуры (СОА) информационной системы такие журналы содержат детальную информацию о последовательностях вызовов процессов и сервисов. Современные инструменты мониторинга приложений и отслеживания ошибок их исполнения предоставляют довольно простые средства поиска и фильтрации журналов событий. Тем не менее, “интеллектуальный” анализ таких журналов событий является крайне полезным, так как может предоставить ценную информацию об архитектуре системы, взаимодействии между бизнес-доменами и сервисами. В работе рассматриваются журналы событий (представляющие данные о системных исполнениях) большой информационной системы поддержки бронирования, на основании данных которых производится обнаружение нарушений архитектурных принципов взаимодействия компонентов и общих антипаттернов СОА. Для анализа этих журналов применяются проверенные подходы дисциплины извлечения и анализа процессов (process mining). Process mining применяется для автоматического синтеза моделей процессов, анализа этих процессов и их улучшения на основе информации о поведении ИС, записанной в виде журналов событий. На базе нескольких конкретных примеров демонстрируется успешное применения подходов process mining для анализа системных исполнений и приводится обоснование необходимости дальнейших исследований в данной области.Статья публикуется в авторской редакции
Полиномиальный алгоритм верификации цепей Маркова для подмножества логики PLTL
Get PDFIn this article a polynomial algorithm is described of verification of dynamic properties of Markov chains described by formulas of a subset of temporal logic PLTL (propositional temporal logic of linear time). The algorithm allows to find probability of the validity of the formula on the Markov chain, and also set of trajectories on which the verified formula is true.Описывается полиномиальный алгоритм верификации цепей Маркова, динамические свойства которых описываются формулами некоторого подмножества темпоральной логики PLTL (propositional temporal logic of linear time). Алгоритм позволяет найти вероятность истинности формулы на заданной цепи Маркова, а также множество траекторий, на которых истинна верифицируемая формула
Лингвостатистический анализ терминологии для построения тезауруса предметной области
Get PDFThe paper is devoted to the analysis of the body of terms and terminological sources for further automation of constructing the thesaurus of a subject area, which is regarded as poetics in our work. Preliminary systematization of terminology with a linguistic and statistical approach forms the body of semantically related concepts to automate extraction of semantic relationships between terms that define the structure of the thesaurus of the specified field.Работа посвящена анализу корпуса терминов и терминологических источников с целью дальнейшей автоматизации построения тезауруса данной предметной области, в качестве которой рассматривается поэтология. Предварительная систематизация терминологии с использованием лингвостатистического подхода формирует корпус семантически связанных понятий для автоматизации извлечения семантических отношений между терминами, определяющих структуру тезауруса указанной предметной области
О некоторых следствиях теоремы о трансверсалях
Get PDFIn this paper we consider theorems which are generalizations of the well-known corollaries of the Helly theoremРассматриваются теоремы, являющиеся обобщениями известных следствий теоремы Хелли
Метод генерации примеров моделей программ в терминах сетей Петри
No full textIn the article a method of automated construction of Petri nets simulating the behaviour of imperative programs is considered from the formal point of view. Petri net samples with certain characteristics are necessary in programming new algorithms for program analysis; in particular, they can be used for developing or optimizing algorithms of Petri nets compositions and decompositions, building the reachability tree, checking invariants and so on. The generation process consists of two stages. At the first stage, construction templates for a resulting net and parameters for construction are described. With the help of these parameters it is possible to regulate the final size and the absolute or relative amount of certain structures in the resulting net. At the second stage, iterative process of automated net construction is used for Petri net generation of any size, limited only by an available computer memory. In the first section of the article the minimum necessary definitions are given and a new version of Petri nets composition operation by places is introduced. Commutative and associative properties of introduced binary operation allow to synchronize any number of Petri nets in arbitrary order. Then construction template is defined as a marked Petri net with input and output interfaces and rules for templates composition using this interfaces. A number of construction templates can be united in a collection, for which the evolution rules are defined. The completeness property of a collection guarantees that the collection evolution results in a Petri net that simulates the imperative program behavior. The article provides a version of the construction templates complete collection and an example of Petri net simulating sequential imperative program construction.В данной работе рассматривается с формальной точки зрения метод построения сетей Петри,имитирующих поведение императивных программ. Примеры сетей Петри с заданными характеристиками являются необходимыми в процессе программирования новых алгоритмов анализа моделей программ, в частности, они могут использоваться для разработки и оптимизации алгоритмов композиции и декомпозиции сетей Петри, построения дерева достижимости, проверки инвариантов и т.д. Способ построения состоит из двух стадий. На первой стадии описываются шаблонные конструкции, из которых будет состоять результирующая сеть, и параметры, с которыми будет выполняться построение. С помощью этих параметров можно регулировать конечный размер, а также абсолютное или относительное количество определённых конcтрукций в результирующей сети. На второй стадии с помощью автоматического итерационного процесса может быть сгенерирована сеть Петри любого размера, ограниченного оперативной памятью компьютера. В первом разделе статьи приводится необходимый минимум определений и вводится новый вариант операции композиции сетей Петри по местам. Свойства коммутативности и ассоциативности бинарного вида предложенной операции позволяют сливать несколько сетей Петри в произвольном порядке. Далее вводится понятие шаблонной конструкции в виде маркированной сети Петри, обладающей входным и выходным интерфейсами, а также правилами композиции шаблонных конструкций с использованием этих интерфейсов. Множество шаблонных конструкций объединяются в набор, для которого определяются правила эволюции. Свойство полноты набора гарантирует, что в результате эволюции набора будет получена сеть Петри, имитирующая поведение императивной программы. В статье приводится вариант полного набора шаблонных конструкций и пример генерации сети Петри, имитирующей последовательную императивную программу
ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-РАЗНОСТНОГО УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА В ОДНОМ КРИТИЧЕСКОМ СЛУЧАЕ
Get PDFWe consider a differential-difference equation of second order of delay type, containing the delay of the function and its derivatives. Such equations occur in the modeling of electronic devices. The nature of the loss of the zero solution stability is studied. The possibility of stability loss related to the passing of two pairs of purely imaginary roots, that are in resonance 1:3, through an imaginary axis is shown. In this case bifurcating oscillatory solutions are studied. It is noted the existence of a chaotic attractor for which Lyapunov exponents and Lyapunov dimension are calculated. As an investigation techniques we use the theory of integral manifolds and normal forms method for nonlinear differential equations.Рассматривается дифференциально-разностное уравнение второго порядка запаздывающего типа. Уравнения такого типа возникают при моделировании работы ряда электронных устройств. Изучается характер потери устойчивости нулевого решения. Показана возможность потери устойчивости, связанная с прохождением через мнимую ось двух пар чисто мнимых корней характеристического квазиполинома, находящихся в резонансе 1:3. Изучаются бифурцирующие при этом автоколебательные решения. Отмечено существование хаотического аттрактора, для которого вычислены ляпуновские показатели и ляпуновская размерность. В качестве метода исследования используется теория интегральных многообразий и метод нормальных форм нелинейных дифференциальных уравнений