Проблема поиска информации в неструктурированном массиве данных актуальна, так как в неструктурированной информация содержится уникальный потенциал для извлечения новых знаний. Сложность обработки неструктурированных данных определяется их разнообразием, сильной контекстной зависимостью и динамичностью. Объемы хранимых и передаваемых данных увеличиваются с каждым годом. Количество параметров, характеризующих данные, также неизменно растет. Существующие алгоритмы информационно-поисковых систем не предоставляют гибкого функционала для поиска по различным коллекциям документов или веб-страниц. Сложность тематического поиска в заданном сегменте документов связана с необходимостью предварительной настройки параметров математических моделей поисковых систем. Цель настоящей работы - определение значений параметров, которые позволяют повысить релевантность результата поискового запроса. Рассмотрены использование генетического алгоритма и его работа, операции мутации и кроссинговера, определены вероятностные значения для каждой из операций. Хромосомы в данном исследовании - числовые значения коэффициентов, представленные в двоичном виде. По результатам работы генетического алгоритма получены значения корректирующих коэффициентов для трех семейств поисковых систем: Apache Lucene, Xapian, Sphinx. На контрольных выборках проведена оценка метрик качества работы каждой из поисковых систем: точность, полнота, aккуратность, F-мера и ошибки. В результате применения генетического алгоритма наблюдается увеличение значений метрик от 7 до 15 % и уменьшение ошибки поиска от 15 до 50 %, что подтверждает уместность его использования для повышения корректности работы поисковых систем.
Проверка иерархии кеш-памяти в современных системах на кристалле из-за большого пространства состояний требует огромного количества сложных тестов. Это становится основной проблемой для функциональной верификации при проектировании систем на кристалле. В работе для охвата всего пространства состояний предложены графовая модель иерархии кеш-памяти, а также методика генерации формирования тестовых последовательностей на основе этой модели, вершины которой представляют собой множество состояний (теги, значения и т.д.) каждого уровня иерархии, а ребра - множество переходов между состояниями (инструкции для чтения, записи). Разработанная графовая модель описывает все состояния иерархии кеш-памяти. Каждое ребро в графе является отдельной проверочной последовательностью. В случае возникновения недетерминированных ситуаций, например при выборе канала (порта) для многоканальной кеш-памяти, не удастся разрешить их на уровне графовой модели, поскольку выбор канала зависит от многих факторов, включая доступ к памяти со стороны других устройств, которые не рассматриваются в рамках модели. Поэтому предложено создать для каждого из вариантов поведения отдельный экземпляр подграфа в графовой модели, т.е. отдельный подграф для каждого канала. При проверке иерархии многопортовой кеш-памяти разрабатываемого ядра с новой векторной архитектурой VLIW DSP с помощью описанной методики выявлено несколько архитектурных и функциональных ошибок. В дальнейшем эта методика может применяться для тестирования других процессорных ядер и их блоков.
Переход от гомогенных архитектур к гетерогенным позволяет добиться преимущества в производительности, размере, весе и потребляемой мощности, что особенно важно для встраиваемых решений. Однако разработка параллельного программного обеспечения для гетерогенных вычислительных систем - достаточно сложная задача ввиду требований высокой производительности, легкой программируемости и масштабируемости. В работе исследована эффективность параллельно-конвейерной обработки видеоинформации в многопроцессорных гетерогенных системах на кристалле (СнК). Описана математическая модель используемых структур, сформулированы критерии достижения эффективной обработки видеоданных, на основе которых построена целевая функция. Приведена типовая схема параллельно-конвейерной обработки видеоданных с использованием различных ускорителей поточной обработки видеоинформации (DSP, GPU, ISP, VDP, VPU и др.). Разработана схема параллельно-конвейерной обработки видеоданных на гетерогенной СнК 1892ВМ248. Предложена методика эффективной параллельно-конвейерной обработки видеоинформации в гетерогенных вычислительных СнК, включая стек программного обеспечения, состоящий из уровня операционной системы, уровня технологий программирования и уровня приложений. Проведен сравнительный анализ наиболее распространенных технологий программирования гетерогенных СнК, таких как OpenCL, OpenMP, MPI, OpenAMP. Результаты анализа показали, что в зависимости от назначения конечного устройства следует применять две парадигмы программирования: на основе технологии OpenCL (для встраиваемых систем) и технологию MPI (для межъядерного и межпроцессорного взаимодействий). Полученные результаты параллельно-конвейерной обработки в рамках задачи распознавания лиц подтвердили эффективность выбранных решений.
Рассмотрена проблема повышения оперативности информационных обменов систем телемеханики, учитывающая задержки и искажения информации в любом модуле и устройстве, включенном в трассу доставки информации источника в приемник. Показана неэффективность формирования всех компонентов рабочего цикла в общем для всех модулей в контроллере. Сформулированы требования к организации информационных обменов при использовании протокола МЭК 870-5-101.
Глобальные навигационные спутниковые системы имеют множество приложений. Применение систем спутниковой навигации остается актуальным в транспортной области, включая наземный, воздушный и морской транспорт. Система ГЛОНАСС состоит из трех сегментов, и работа всей системы зависит от функционирования каждого компонента. В первую очередь точность измерений зависит от основообразующего сегмента контроля и управления, ответственного за формирование эфемеридно-временной информации. В работе проанализировано влияние эфемеридно-временной информации на точность решения навигационной задачи по сигналам спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС. Исследовано влияние эфемеридной информации, частотной и временной поправок в отдельности. Точность эфемеридно-временной информации особенно важна при решении навигационной задачи методом высокоточного абсолютного определения местоположения. Для анализа сформированы следующие сценарии решения навигационной задачи: использование высокоточной и штатной эфемеридно-временной информации; применение комбинации штатных (точных) эфемерид и точной (штатной) поправки к шкале времени навигационного космического аппарата; моделирование расчета относительной поправки к несущей частоте радиосигнала. Результаты исследования показали, что вклад частотно-временных поправок в погрешность определения местоположения имеет наибольшее значение, в то время как ошибки эфемеридной информации имеют несущественный характер.
В настоящее время в отечественных САПР отсутствует подсистема локализации ошибок на этапе функционально-логического проектирования. В работе проанализированы существующие методы САПР и рассмотрен необходимый минимальный функционал для метода локализации ошибок в рамках улучшения САПР «Ковчег». Предложен эффективный метод локализации ошибок на основе требований отечественного технологического процесса и проведенного анализа САПР. Представлена формализация задачи сокращения времени проектирования БИС. Дополнительно приведена схема данных разрабатываемой подсистемы локализации ошибок, учитывающая особенности САПР «Ковчег». К ним, в частности, относятся структура проектов БИС и особенности хранения в них информации. Рассмотрена зависимость времени разработки БИС от степени интеграции микросхемы до и после встраивания в САПР подсистемы локализации ошибок. Сокращение времени разработки БИС при данных упрощениях и усреднениях составляет около 7 % при идеальных условиях работы, что соответственно позволит уменьшить и стоимость микросхемы.
Безопасность сельскохозяйственных культур в большинстве случаев можно обеспечить, анализируя изображения листьев на предмет наличия отклонений. Проблема раннего обнаружения болезней растений является актуальной и своевременной, для решения которой необходима разработка алгоритма обнаружения и распознавания болезней растений на основе метода каскадных классификаторов. В работе предложен алгоритм для обнаружения и распознавания болезней растений посредством использования интегрального представления кадра, каскадов Хаара, перевода изображения в черно-белое с дальнейшим обучением классификаторов на обучающих выборках и отбором результирующего каскада, позволяющим регулировать точность и энергопотребление в зависимости от задачи. Особенность данного алгоритма заключается в применении окон при сканировании изображения, масштабируемости детектора и последующем многократном запуске для изображения с использованием разного размера. При использовании предлагаемого алгоритма точность распознавания болезней растений составила 80,9 %.
Сложность работы с библиографическими данными заключается в многообразии допустимых стандартов оформления и в отсутствии инструментов по обработке и переводу данных между форматами с возможностью гибкой настройки и расширения функционала. В работе описан программный модуль динамического управления вводом-выводом в составе программного комплекса обработки библиографических данных. Проведен анализ проблемной ситуации в рамках предметной области, связанной с обработкой множества форматов библиографических данных. Предложен способ решения данной проблемы за счет вынесения обрабатывающих подмодулей за пределы функционального ядра и создания декомпозиционной расширяемой системы. Сформулированы принципы разработки программного модуля в общем виде и даны детали реализации на языке программирования Python. Решена проблема многочисленности допустимых стандартов представления библиографических данных и собственных форматов организаций, занимающихся обработкой этих данных. Разработанный программный модуль динамического управления вводом-выводом может применяться в рамках программного комплекса обработки библиографических данных.
Перспективным способом процедуры дистанционного электронного голосования является использование блокчейн-платформы Ethereum. Однако при применении данной технологии возникает ряд проблем: обеспечение тайны голосования и открытости процедуры для общества, давление на избирателя и гарантия надежности системы в целом. В работе предложена методика построения дистанционного электронного голосования, решающая эти проблемы. По структуре она аналогична традиционному способу голосования: используется тот же принцип и процессы. Подробно описан процесс дистанционного электронного голосования на основе блокчейн-платформы Ethereum. Показано, что полученные голоса надежно хранятся в блокчейн-сети Ethereum, а правильность адресации голоса выбранному кандидату всегда можно проверить в режиме реального времени. Описан алгоритм смарт-контракта, который отправляет данные в блокчейн-сеть Ethereum, реализует передачу голоса от избирателя к кандидату с помощью транзакций и определяет победителя, набравшего наибольшее количество голосов. Показано, что в результате использования алгоритма хеширования keccak256 и подписи на основе эллиптической кривой secp256k1 транзакции максимально защищены, надежны и не подлежат отмене. Разработанная методика дистанционного электронного голосования на основе блокчейн-платформы Ethereum повышает эффективность безопасности и конфиденциальности данных, обеспечивает прозрачность и анонимность процедуры голосования, решает проблему принуждения участия в голосовании. Результаты работы реализованы программно и могут быть использованы не только в избирательной системе, но и в случаях, когда требуется дистанционное голосование.
В прикладных задачах теории оптимального управления и автоматического регулирования возникает вопрос управляемости билинейных систем с ограниченным управлением. Задачи оптимального управления, как правило, решаются численными методами для нахождения экстремума функционала, для системы дифференциальных уравнений решается краевая задача. С математической точки зрения синтез оптимальных систем управления представляет собой задачу нелинейного программирования в функциональных пространствах. В работе исследованы задачи о вполне управляемости билинейной управляемой динамической системы (УДС) на плоскости. Рассмотрена управляемость УДС как с неограниченным, так и с ограниченным управлением. Определено несколько критериев вполне управляемости УДС с ограниченным управлением. Приведены доказательства теорем управляемости систем, имеющих замкнутую траекторию. Предложены условия вполне управляемости УДС с их алгебраическим обоснованием.
Представлены результаты анализа методов разбраковки на основе 3D-рендеринга в технологическом процессе производства изделий микроэлектроники. Разработана модификация алгоритмов, используемых в данных методах.