Вестник СибГУТИ


Статьи из журнала с номером 2019.3

Г. Б. Абдикеримова, А. Л. Бычков, Вей Синьюй, Ф. А. Мурзин, Н. Е. Русских, Е. И. Рябчикова, С. С. Хайрулин "Методы обнаружения и выделения областей на текстурных изображениях"  // Подробнее...

В статье речь идет о методах анализа текстурных изображений. Рассматриваются микрофотографии растительного сырья, полученные просвечивающей электронной микроскопией. Работа выполнена для Института химии твердого тела и механохимии СО РАН. Основной целью исследований является разработка и реализация алгоритмов, позволяющих обнаруживать и выделять на изображении области, представляющих интерес для специалистов-химиков. Например, области, в которых происходит разупорядочение исходной структуры материала после применения различных механохимических методов обработки. Для решения поставленной задачи используются текстурные признаки, кластеризация, R/S-анализ, ортогональные преобразования, вейвлет-анализ. Большое внимание было уделено разработке программных инструментов, позволяющих осуществлять выбор признаков, описывающих текстурные различия, чтобы сегментировать текстурные области на подобласти. То есть исследуется вопрос о применимости наборов текстурных признаков и других параметров для анализа экспериментальных данных с целью выявить на микрофотографиях характерные участки, которые в будущем можно будет увязать с пористостью, химической реактивностью и т.д.


А. И. Адамович, А. В. Климов "Подход к построению системы детерминированного параллельного программирования на основе монотонных объектов"  // Подробнее...

В связи с взрывным ростом сложности программ для многоядерных процессоров и суперкомпьютеров в последние десятилетия приобретает популярность и становится всё более актуальной идея параллельных вычислений с детерминированностью, гарантированной языком и системой программирования. В статье анализируется проблема, как сделать параллельное программирование как можно более детерминированным, а также некоторые существующие подходы к её решению. Описываются принципы построения системы объектно-ориентированного программирования, разрабатываемой авторами, предоставляющей возможность писать как детерминированный, так и недетерминированный код с гарантиями прикладному программисту, что его программа будет детерминированной. Система и входной язык имеют два уровня: верхний – для пользователей, разрабатывающих прикладные программы; нижний – для разработчиков библиотек классов, называемых монотонными. Вход-ной язык подсистемы верхнего уровня похож на функциональный язык с возможно-стью создания и использования неизменяемых и монотонных объектов. Библиотеки монотонных классов гарантируют, что все программы на подъязыке верхнего уровня, использующие только монотонные классы, являются детерминированными и идемпотентными при их распараллеливании асинхронными вызовами всех функций. Обсуждаются показательные задачи, реализуемые на данной системе.


Т. В. Батура, Л. В. Ефимова, А. С. Еримбетова, А. Б. Касекеева, Ф. А. Мурзин "Временные и пространственные понятия в текстах на естественном языке и их исследование"  // Подробнее...

Целью работы является создание базы знаний, содержащей информацию о временных и пространственных понятиях, встречающихся в текстах на естественном языке. Основа базы: наиболее важные понятия, относящиеся к времени и пространству, из толкового словаря С. И. Ожегова; перефразированные варианты предложений; результаты анализа словарных статей (толкований) и примеров использования в художественной литературе соответствующих понятий из словаря С. И. Ожегова с по-мощью программных систем Link Grammar Parser и ДИАЛИНГ и т.д. Результаты работы могут быть использованы в интеллектуальных системах поиска информации. Диаграммы, полученные на выходе систем Link Grammar Parser и ДИАЛИНГ, представляют собой чрезвычайно интересный материал для дальнейших исследований. Целесообразно исследовать возможности применения в компьютерной лингвистике ряда конструкций и понятий математической логики, таких как конструкция Л. Генкина, реализация и опускание типов, модельная полнота, форсинг, а также ряда неклассических логик.


А. В. Бочарников, Е. В. Игнатьева, О. В. Вишневский "Использование графических ускорителей для выявления функциональных сигналов в регуляторных районах дифференциально экспрессирующихся генов AGRP нейронов гипоталамуса мыши в ответ на голодание"  // Подробнее...

Выявление de novo контекстных сигналов в регуляторных районах генов эукариот существенно затрудняется как огромными объемами анализируемых выборок последовательностей, так и гигантским разнообразием контекстных сигналов. Нами предложен новый алгоритм оценки представленности вырожденных олигонуклеотидных мотивов, записанных в 15-буквенном IUPAC коде, в выборке нуклеотидных последовательностей и показана его высокая производительность по сравнению с ранее предложенным подходом. Данный метод основан, во-первых, на использовании деревьев префиксов, во-вторых, на соответствии префиксов мотивов диапазонам хешей в хешированных нуклеотидных последовательностях анализируемой выборки и, в-третьих, на технологии CUDA, позволяющей использовать для массового параллельного счета графические ускорители, широкодоступные для исследователей.
Предложенный подход был использован для проведения контекстного анализа про-моторных областей генов мыши с достоверно изменившейся после лишения пищи экспрессией в AGRP (Agouti Related Peptide) нейронах гипоталамуса. Когда животное лишено пищи, так называемые AGRP нейроны гипоталамуса вырабатывают молекулы, которые повышают аппетит и облегчают набор веса. Понимание клеточных ме-ханизмов, лежащих в основе функционирования нейронов AGRP в ответ на потерю веса, необходимо для разработки методов борьбы с ожирением, которое является наследственным заболеванием, имеющим лишь несколько безопасных и долгосрочных эффективных методов лечения и стратегий вмешательства. Проведенный нами анализ выявил значимые олигонуклеотидные мотивы, ассоциированные с голоданием.


М. А. Бульонков, Т. В. Нестеренко "Автоматизация исследований развития опорной транспортной сети"  // Подробнее...

Рассматривается система автоматизации научных исследований для решения задачи прогнозирования развития опорной транспортной сети России. Формальная модель транспортной сети допускает различные виды транспорта, продукты, узлы производства и потребления и сводится к задаче минимизации суммарной стоимости перевозок при совокупности набора линейных ограничений. Система предоставляет пользовательский интерфейс для задания и редактирования всех параметров транспортной сети. Особое внимание уделяется визуальному и интерактивному представлению результатов моделирования. Целостное восприятие результатов достигается за счёт отображения как входных данных (вид транспорта, пропускная способность, стоимость перевозки), так и результатов моделирования (перевозимый объём и загруженность плеча) непосредственно либо на карте, либо на схеме. При этом возможно отображение как отдельного продукта, так и всех вместе. На практике зачастую требуется решить задачу, обратную моделированию, например, выяснить, при каких тарифах объёмы перевозки по определённому плечу будут превосходить заданное значение. Для этого предлагается использовать стохастические методы, основанные на массовом решении транспортной задачи для множества варьируемых параметров, таких как пропускная способность транспортного плеча, тариф на перевозку груза или его обработку в транспортном узле. Методы кластеризации позволяют выделить из всего множества просчитанных вариантов относительно небольшое количество «типичных» решений. Это даёт возможность эксперту оценить как условия, так и вероятность прогнозируемой транспортной ситуации. Показано также, что такой подход позволяет автоматически выделять складывающиеся транспортные коридоры и определять зависимость объёмов перевозки по данному плечу от конкретного варьируемого параметра.


Л. А. Голубева, В. С. Горшунов, В. П. Ильин "Управление посредством семантической сети прикладным программным комплексом для решения задач математической физики "  // Подробнее...

Численное решение задач математической физики с использованием ЭВМ можно разбить на несколько этапов: построение геометрической модели расчётной области, построение сеточной модели, аппроксимация функций, производных и интегралов, а также решение уравнений. Существует множество сеточных генераторов и алгоритмов для построения двумерных и трехмерных сеток, программ для решения систем уравнений, аппроксиматоров, средств геометрического моделирования. При создании прикладного программного комплекса для решения задач математической физики, базирующегося на концепции базовой системы моделирования, каждый из этапов решения задачи можно представить в виде отдельного модуля. Каждый мо-дуль, в свою очередь, может представлять из себя набор алгоритмов и подпрограмм. Такой программный комплекс обеспечивает целостность решения вычислительной задачи благодаря широкому набору инструментов для прохождения любого из вычислительных этапов и позволяет варьировать входные параметры, выбирать наиболее подходящие алгоритмы на разных этапах. Более того, такая система позволяет осуществлять декомпозицию исходной расчётной области на подобласти при построении геометрии и генерацию квазиструктурированной сеточной модели. Однако при включении новых алгоритмов и программ в вычислительный комплекс неизбежно возрастает сложность его использования. Таким образом, возникает потребность в проектировании надсистемы, которая позволит определить наилучший с точки зрения некоторых критериев качества, определённых заранее, набор алгоритмов решения подзадач на каждом из этапов. Цель настоящей работы – разработать и описать такую модель управления данным вычислительным комплексом с помощью базы знаний, представленной в виде семантической сети.


Т. Н. Есикова , С. В. Вахрушева "Моделирование агентного окружения при разработке мультиагентной системы на примере крупномасштабных инфраструктурных проектов"  // Подробнее...

Мультиагентное моделирование позволяет отразить неоднородность, уникальность, многообразие и динамику взаимодействия конкретных экономических акторов, а значит, и структуру моделируемого процесса наиболее приближенно к реальности. Это обусловило выбор мультиагентного подхода в качестве инструмента имитационного моделирования процесса реализации крупномасштабного инфраструктурного проекта на примере ТКМ (трансконтинентальной магистрали) через Берингов пролив на территориях Азиатской России. В статье изложены основные идеи формирования ключевой части мультиагентной системы – окружения агентов (информационного пространства) как аналитической основы принятия решений акторами различной природы (экономическими, управленческими и др.).


Г. Б. Загорулько, Л. В. Массель "Разработка интеллектуальной СППР по предотвращению угроз энергетической безопасности"  // Подробнее...

В статье описывается интеллектуальная система поддержки принятия решений (ИСППР) по предотвращению угроз энергетической безопасности. При ее создании была использована методика, базирующаяся на современных подходах и принципах разработки систем такого класса. ИСППР предоставляет доступ к систематизированной информации об угрозах энергетической безопасности и помогает выбрать превентивные мероприятия при решении двух конкретных задач, моделирующих угрозу похолодания и аварию у производителя энергоресурса.


Е. А. Сидорова "Комплексный подход к исследованию лексических характеристик текста "  // Подробнее...

В работе предлагается подход и рассматривается программное обеспечение для многоцелевого исследования лексических характеристик текста. Данная работа лежит на стыке корпусной лингвистики и лексикографических исследований. Основой проводимых исследований является корпус текста и создаваемый на его основе проблемно-ориентированный словарь. Необходимое программное обеспечение поддержки исследователя включает интерфейсы для разработки словарей, построения системы признаков, разметки терминов, а также средства автоматической генерации лексического наполнения словаря по текстам, поиска контекстов терминов, накопление статистической информации и др. При извлечении терминов осуществляется морфологический анализ текста и построение словосочетаний на основе правил согласования грамматических характеристик слов. Для исследования контекстов упо-требления терминов предоставляются средства построения конкордансов, что позволяет конечному пользователю пронаблюдать грамматические, семантические, стилистические и проблемно-ориентированные особенности терминов и осуществить их разметку.


В. И. Шелехов "Проектирование сертифицированного компилятора предикатных программ"  // Подробнее...

Компилятор со средствами дедуктивной верификации подлежит тщательной сертификации для подтверждения высокого уровня доверия к результатам дедуктивной верификации. Разработка компилятора предикатных программ на базе его модели в соответствии с модельно-ориентированной технологией повышает уровень доверия к компилятору. Главной частью модели компилятора является модель внутреннего представления программы, реализуемая в рамках третьего релиза компилятора предикатных программ. В настоящей работе описывается архитектура модели внутреннего представления программы. Важнейшим аспектом модели является анализ типов. В описании модели используется специально разработанный язык спецификации структур данных компилятора. Верификация модели и разработка программы компилятора на базе модели обеспечат высокую надежность компилятора.