Наукове видання Матеріали ХVIII міжнародної науково-практичної конференції учотирьох частинах Ч. IV харків 2010 ббк 73 І 57
| Вид материала | Документы |
- Наукове видання Тези доповідей ХVIII міжнародної науково-практичної конференції учотирьох, 4191.32kb.
- Матеріали ХVII міжнародної науково-практичної конференції удвох частинах Ч. II харків, 5512.68kb.
- Матеріали ХVII міжнародної науково-практичної конференції удвох частинах Ч. I харків, 6941.25kb.
- Всеукраїнська федерація «спас» запорізька облдержадміністрація запорізька обласна рада, 3474.89kb.
- Наукове забезпечення процесів реформування соціально-економічних відносин в умовах, 2496.34kb.
- До сторіччя з часу написання роботи В.І. Леніна «Матеріалізм І емпіріокритицизм» Матеріали, 4497.2kb.
- Вах європейського вибору матеріали IIІ міжнародної науково-практичної конференції 25-27, 2505.29kb.
- Хviii міжнародної Науково-практичної конференції Інформаційні технології: Наука, техніка,, 1642.96kb.
- Академія муніципального управління до 15-річчя Академії муніципального управління, 5167.76kb.
- Управлінські аспекти підвищення національної конкурентоспроможності / Матеріали, 5109.61kb.
АНАЛІЗ топологіЙ мереж на чіпі для паралельних обчислень
Романов О.Ю., Антонюк О.І., Лисенко О.М.
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ
На фоні значного прогресу в галузі електроніки для сучасних вбудованих систем характерна тенденція до все більшого застосування архітектурних рішень на базі систем на чипі (SoC). Сучасна SoC містить у собі велику кількість процесорів та периферійних вузлів, що постійно збільшується [1]. Тому все більше застосовуються багатопроцесорні системи на чіпі, в яких стандартні способи поєднання обчислювальних ядер за допомогою шин є малоефективними та витісняються альтернативними архітектурами – мережами на чипі (NoC) [2]. За таких тенденцій виникає проблема переходу від лінійних підходів до синтезу оптимальних архітектур NoC з паралельною обробкою та обміном даних, які здатні ефективно вирішувати складні обчислювальні завдання [3].
Організація окремих вузлів у NoC зазвичай реалізується під’єднанням кожного вузла до власного роутера, що зв’язаний із іншими роутерами і організують обмін даними у мережі. Найбільш поширеною є звичайна mesh-топологія («сітка») [4], основними перевагами якої є простота реалізації, в тому числі вузлів маршрутизації – роутерів, а також наявність нескладних алгоритмів маршрутизації. Головним недоліком даної архітектури є довгий шлях між віддаленими між собою вузлами, що призводить до перевантаження окремих ділянок мережі та неприпустимих затримок пакетів даних. Альтернативою є використання тороїдальної і гіперкуб топологій, які за рахунок більших затрат на свою організацію зменшують шлях між різними вузлами (так, в мережі 3х4 вузли для mesh максимальна відстань складає 5 переходів, а для інших двох – 3) [2, 4].
Для порівняння швидкодії роботи мереж трьох описаних топологій промодельовано взаємодію 12 програмних ядер MicroBlaze на платформі Virtex-4 (Xilinx). Показано ефективну роботу топології mesh при організації NoC із кількістю ядер до 10, однак із їх збільшенням доцільним є використання інших архітектурних рішень, зокрема, тороїдальної та гіперкуб [2]. В свою чергу це потребує вирішення таких складних задач, як аналіз швидкості обміну даними у мережі, енергоспоживання, пропускної спроможності, апаратурних затрат, розробки еталонних тестів, пошуку оптимальних алгоритмів маршрутизації та засобів їх реалізації тощо [5].
Список літератури: 1. Cor Meenderinck, et al. Parallel Scalability of Video Decoders. – Springer Science+Business Media, 2008. 2. Manuel S., et al. The Routability of Multiprocessor Network Topologies in FPGAs. – Toronto: University of Toronto, 2005. 3. W.J. Dally, B. Towles. Route packets, not wires: on chip interconnection network, DAC, 2001, pp. 684–689. 4. Hoi-Jun Yoo, et al. Low-power NoC for high-performance SoC design. // System-on-chip design and technologies, No. 1. – 2008. 5. Axel J., Hannu T. Networks on Chip. // Kluwer Academic Publishers. – Dordrecht, 2003. 6. Zhonghai Lu, Axel J., et al. Network-on-Chip Micro-Benchmarks. – Sweden: Royal Institute of Technology, 2008.
ПОДХОД К СОЗДАНИЮ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИОННОЙ СРЕДЫ
Клименко А.Н., Тимонов А.А.
Национальный технический университет
“Харьковский политехнический институт”, г. Харьков
В докладе рассмотрены особенности созданного программного продукта, который позволяет пользователю быстро и удобно реализовать администрирование операционной среды. В частности, существует возможность настраивать параметры и управлять автозапуском ОС с помощью графического интерфейса, реализованного в данном программном продукте, который обеспечивает доступ к соответствующим ветвям системного реестра. Возможности программы также включают получение информации о составе аппаратных средств ЭВМ. Воспроизведение текущей информации о присутствующих в системе процессах включает сведения об уровне загруженности оперативной памяти и центрального процессора в режиме реального времени. Функция дефрагментации жестких дисков ориентирована на оптимизацию использования дискового пространства в файловых системах FAT32 и NTFS. Поддерживается защита дисков и USB-накопителей от вирусов, активируемых в процессе автозапуска, путём использования файла autorun.inf, который содержит инструкции, выполняемые каждый раз при начале работы устройства.
Данный файл создаётся самим вирусом в случае отсутствия этого файла, что позволяет вирусу начать заражение системы, если пользователь не предусмотрит блокировку перезаписи этого файла.
Предполагается дальнейшее усовершенствование функциональных возможностей данного программного продукта.
При разработке программного продукта, предназначенного для функционирования в ОС Microsoft Windows XP/Vista/7 x32, x64, использовались среды программирования Microsoft Visual Basic 6.0 и Microsoft Visual Studio 2008.
Созданный программный продукт является альтернативой коммерческим продуктам аналогичного назначения. Простота использования даёт возможность быстрого обслуживания и получения информации о ресурсах компьютеров в компьютерных залах.
Программный продукт был успешно протестирован на различных конфигурациях аппаратных и программных средств компьютеров.
ОБНАРУЖЕНИЕ ПАКЕТОВ ОШИБОК НЕДВОИЧНЫМ СИГНАТУРНЫМ АНАЛИЗАТОРОМ
Рысованый А.Н., Хмеленко Д.Ю.
Национальный технический университет
“Харьковский политехнический институт”, г. Харьков
Существует класс цифровых схем, которые имеют три состояния. Для диагностирования таких схем предпочтительнее использовать устройства, предназначенные именно для решения таких задач. К устройствам, которые позволяют производить диагностирование троичного состояния, относят нелинейные регистры сдвига с обратными связями. К устройствам, которые позволяют производить диагностирование троичного состояния, относят недвоичные регистры сдвига с обратными связями. Они строятся на основании полиномов, из конечного поля GF(3), коэффициенты которых могут выбираться из множества {0, 1, 2}.
Актуальность данной работы определяется тем, что до настоящего времени не существовало качественного подхода к изучению свойств нелинейных регистров сдвига, которые в вычислительной технике называются нелинейными сигнатурными анализаторами (НСА).
Целью данной работы является развитие математического аппарата теории недвоичного сигнатурного анализа с рассмотрением проблемы обнаружения с помощью этого анализа пакетов ошибок, что, в конечном итоге, позволяет синтезировать НСА с полностью подконтрольными разработчику свойствами, рассчитанными на индивидуального потребителя. В работе приводится математический аппарат, на основании которого доказываются утверждения об обнаруживающей способности недвоичного сигнатурного анализатора.
В результате проведенных исследований получены и проверены математические выражения для соответствия столбцов матрицы состояний столбцам матрице связей.
Практическая значимость данной работы состоит в том, что полученные результаты применимы для определения различных степеней матрицы связей без их предварительных расчетов.
Научная новизна исследований заключается в том, что впервые получены математические зависимости для конечных полей Галуа матриц связей и матрицы состояний.
нейронные сети АРТ для подбора множеств объектов с заданными свойствами
Дмитриенко В.Д., Поворознюк О.А., Хавина И.П.
Национальный технический университет
"Харьковский политехнический институт"
В большинстве случаев нейронные сети имеют только одно поле входных нейронов, что не позволяет применять их для разработки систем распознавания и классификации, где одновременно необходимо анализировать больше трех-четырех процессов или использовать разнородную информацию, существенно отличающуюся важностью для классификации или распознавания входных данных. Для нейронных сетей адаптивной резонансной теории (АРТ) предложены архитектуры, позволяющие использовать множества полей параллельно функционирующих входных и интерфейсных нейронов, что существенно расширило возможности применения этих сетей. Частным случаем нейронных сетей адаптивной резонансной теории с несколькими полями обрабатывающих нейронов являются сети АРТ, у которых входные поля S-нейронов разделены на множество подполей, каждое из которых работает с информацией не связанной или слабо связанной с информацией на соседних полях. При этом входная информация разбивается на множество "квантов", каждый из которых связан со своим подполем входных нейронов. На вход сети может подаваться как отдельный "квант" информации, так и некоторое множество "квантов" или все "кванты". Подобные задачи возникают, например, в медицине при подборе оптимального набора лекарственных препаратов для лечения конкретных больных, имеющих основной и один или более сопутствующих диагнозов; в механообработке при проектировании технологических процессов, когда необходимо определять оптимальный набор станков или инструментов и т.д.
В докладе предлагается архитектура новой дискретной нейронной сети адаптивной резонансной теории с множеством подполей для подбора лекарственных препаратов в дерматологии для назначения процесса лечения конкретному пациенту с учетом не только диагноза, но и его индивидуальных особенностей. Обсуждаются алгоритмы обучения нейронной сети и функционирования в режиме подбора лекарственных препаратов.
Предлагается также способ решения задач проектирования технологических процессов механической обработки деталей на основе нейронных сетей АРТ с множествами подполей входных нейронов. Приводятся примеры решенных задач.
Консолідація інформації засобами теорії мультимножин
Єльчанінов Д.Б. (Національний інститут стратегічних досліджень, Київ),
Косіло М.С. (Національний технічний університет «ХПІ», Харків)
Процес консолідації інформації акцентує увагу на 4 послідовних етапах: з’ясування, накопичення й упорядкування вихідних вимог та даних; виявлення необхідної інформації (формування інформаційних ресурсів); аналіз та синтез інформації (добування та придбання знань); своєчасне та забезпечення використання інформації у необхідній формі для підтримки прийняття рішень (див. рисунок).
Рисунок – Процес консолідації інформації
Відмінною особливістю процесу консолідації інформації є множинність та повторюваність даних, що описують як об’єкти, що розглядаються, так і їх властивості. З точки зору математики такі багатоознакові об’єкти можна представити як мультимножини або множини з елементами, що повторюються.
Мультимножину можна розглядати або як одну з окремих форм множини (як це звичайно прийнято вважати, наприклад, у комбінаторній математиці), або як самостійне поняття, більш загальне, ніж множина.
Можливість багаторазового входження елементів у мультимножину створює нову якість, що відрізняє мультимножину від звичайної ординарної множини та породжує суттєво більшу, ніж у множин, різноманітність видів та особливостей мультимножин.
Теорія мультимножин значно спрощує формалізацію процесу консолідації інформації. Методи теорії мультимножин можуть бути використані у спеціалізованих програмних засобах, що підтримують процес консолідації інформації, наприклад, при кластерізації інформації.
Compression of Images on the Basis of Automatic and Indistinct Classification of Fragments
Ivanov V.G., Lomonosov Yu.V., Lubarskiy M.G.
Yaroslav Mudryi National Academy of Law of Ukraine, Kharkov.
The paper in question has suggested and investigated the method of image compression based on automatic and indistinct classification of fragments of various dimension which allowed one to decrease essentially, several times, the volume of data for images saturated with details, for example prints of seals as compared with results obtained by methods based on cosine and wavelet-transformations.
Let the totality of p-dimensional vectors X be given. One is to partition it into the given number of classes k so that the sum of intraclass variances would be minimal. In other words, it is necessary to find the partition
of totality X and the set of vectors 
(called the centers of classes) such that the minimum of the functional
,would be obtained, where
is Euclidean length of the vector 
for any vector 
of X.The indistinct classification of the set X of p-dimensional vectors by k classes
suggests the association of each element x from X of the set k of nonnegative numbers 
amounting to 1. These numbers are called the coefficients of belonging to the class and can be treated as probabilities of the given element belonging to one or the other class. The basic advantage of the compression algorithm based on automatic classification is its very high speed and efficiency of encoding background structures. By degree of image compression of portrait type image this algorithm yields to the algorithm based on LPG-technologies for small values of MSE (<12 %). When processing contrast images with small number of halftones, like seal images, the compression coefficient under admissible distortions attains the value around 20, whereas the methods based on cosine and wavelet-transformations give 4-6 times compression and those with indistinct classification —13.7 times.The efficiency of image encoding in the region of small MSE for methods based on indistinct and automatic classification is almost identical. In the region of large MSE (> 12 %) of obvious advantage is the method of indistinct classification but requires much more time of processing.
нейронные сети АДАПТИВНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ТЕОРИИ С изменяющимся числом входных нейронов
Дмитриенко В.Д., Заковоротный А.Ю., Ключкевич Е.А.
Национальный технический университет
"Харьковский политехнический институт"
Обеспечение оптимальных режимов управления различными объектами часто невозможно без оперативной идентификации текущей ситуации, которая может выполняться с помощью нейронных сетей адаптивной резонансной теории (АРТ). При помощи нейронной сети производится сопоставление входных процессов с процессами известных классов, которые получены на этапе обучения сети и хранятся в весах ее связей. Если параметр сходства входного изображения с одним из известных изображений в памяти сети превышает заданный порог, то можно с достаточной точностью определить тип текущего процесса. Однако при распознавании процессов, протекающих на границе двух или большего числа соседних классов, хранящихся в памяти нейронной сети арт, параметр сходства может не достигать пороговых значений ни для одного из известных классов, в результате чего не определяется класс наблюдаемого процесса. Для преодоления этого недостатка предложены сети АРТ с дополнительным слоем управляющих нейронов, необходимых для блокирования нейронов входного слоя по следующему алгоритму: если входное изображение не резонирует ни с одним из известных изображений, активируется первый нейрон дополнительного слоя, который блокирует часть поля входных нейронов, воспринимающих информацию на начальном этапе идентифицируемого процесса. Если и после блокирования первой части входных нейронов распознать входной процесс не удается, то активизируется следующий нейрон дополнительного слоя, блокирующий дополнительную часть входных нейронов. Цикл активизации управляющих нейронов дополнительного слоя продолжается до тех пор, пока динамический процесс не будет распознан по какой-то его последней части.
При идентификации режимов функционирования динамических объектов может возникать необходимость введения дополнительной информации, уточняющей те или иные характеристики динамических процессов, что требует подключения к нейронной сети дополнительных входных и интерфейсных нейронов, не требующих при этом переобучения сети. В связи с этим для идентификации процессов разработана нейронная сеть АРТ, которая позволяет как уменьшать, так и увеличивать число входных обрабатывающих нейронов.
Метод синтеза НЕДВОИЧНЫХ СТРУКТУР сигнатурнЫХ анализаторОВ
РЫСОВАНЫЙ А.Н.
Національний технічний університет “ХПІ”
При диагностировании сложных цифровых объектов никогда не удается диагностировать все состояния устройства. И проблема не только в том, что для современных сложных цифровых объектов невозможно выполнить исчерпывающее тестирование ввиду огромного количества выводов (например, микропроцессоров), но и в том, что многие цифровые схемы имеют уже третье состояние. Это положение относится и к микросхемам памяти, контроллерам шин, шинным формирователям. Кроме того, нельзя забывать и про сигналы, которые функционируют в аппаратуре передачи данных. В таких условиях требуется совершенствование известных и разработка новых методов диагностирования цифровой техники.
По причине высокой вероятности обнаружения ошибок наиболее эффективным средством тестового диагностирования является сигнатурный анализатор.
В работе предлагается синтез недвоичного многоканального сигнатурного анализатора, главной отличительной особенностью которого является то, получены выражения, согласно которому анализатор способен вне зависимости от числа входов исследуемой последовательности, его режимов работы получать сигнатуры, равные сигнатурам одноканального анализатора.
Научной новизной работы является то, что впервые рассмотрен синтез нелинейного параллельного сигнатурного анализатора, способного получать сигнатуру, равную сигнатуре нелинейного одноканального сигнатурного анализатора при использовании одного и того же образующего полинома и одинаковой входной последовательности. Практическая значимость работы определяется тем, что приведенные схемы расширяют возможности нелинейных сигнатурных анализаторов по локализации ошибок различной кратности за счет приведенного описания их функционирования. Дальнейшая перспектива исследований состоит в разработке и исследовании режимов функционирования таких устройств.
АНАЛІЗ МОЖЛИВОСТЕЙ ВИКОРИСТАННЯ БІОМЕТРИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПРИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ КОРИСТУВАЧІВ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ.
Іванов В.Г., Мазниченко Н.І.
Національна юридична академія України ім. Ярослава Мудрого, м. Харків
У наш час загальної інформатизації особливу важливість і значення набувають задачі захисту комп’ютерної інформації та обмеження доступу до інформаційних ресурсів з боку неавторизованих користувачів. Останнім часом все більше набувають популярності системи на основі біометричних методів розмежування і контролю доступу.
Біометрична ідентифікація - це спосіб ідентифікації особи по окремих специфічних біометричних ознаках, властивих конкретній людині. Сучасний рівень розвитку комп'ютерних технологій дозволив використовувати подібні ознаки як основу для ідентифікації людини і ухвалення рішення про можливість доступу. В даний час існує багато методів біометричної ідентифікації, що поділяються на дві групи.
Статичні методи біометричної ідентифікації ґрунтуються на фізіологічних характеристиках людини, тобто на властивостях, даних йому від народження. До них можна віднести: дактилоскопічне розпізнавання; за формою кисті руки; по розташуванню вен на тильній стороні долоні; розпізнавання по сітківці і райдужній оболонці ока; розпізнавання обличчя та деякі інші.
Динамічні методи біометричної ідентифікації ґрунтуються на поведінковій характеристиці людини, тобто побудовані на особливостях, характерних для підсвідомих рухів у процесі відтворення будь-якої дії. До методів ідентифікації цієї групи належать: розпізнавання голосу; по рукописному почерку; по клавіатурному почерку та деякі інші.
На сьогоднішній день всі біометричні технології є імовірнісними, жодна з них не здатна гарантувати повну відсутність помилок, і нерідко дана обставина служить основою для критики біометрії.
Незважаючи на активну діяльність у напрямку розробки та вдосконалення методів ідентифікації користувачів, надійність та стійкість існуючих систем недостатня для потреб сьогоднішнього дня. Тому актуальною бачиться проблема розробки і дослідження комплексних систем, що використовують для прийняття рішення доступу до інформаційних систем декілька біометричних характеристик користувача або використання біометричних характеристик разом з класичними способами ідентифікації.
АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО ПІДХОДА ПРИ РОЗВ'ЯЗАННІ NP-ПОВНИХ ЗАДАЧ
Козіна О.А., Ликах Б.В.
Національний технічний університет
«Харківський політехнічний інститут», м. Харків
Багато сучасних практичних задач, наприклад, криптографічних та оптимізаційних на зразок розподілення регістрів при компіляції, є NP-повними задачами, тому дослідження загальних методик розв’язання таких задач має практичний ефект для комп’ютерної індустрії.
В роботі розглядаються принципи евристичного вирішення NP-повних задач методами функціонального програмування з використанням специфічних можливостей відкладених обчислень. Був виконаний огляд переваг і недоліків методик вирішення таких задач без використання конкретних засобів програмування.
Як задачу, на якій буде демонструватися вирішення NP-повних задач методами функціонального програмування авторами було обрано задачу, що зветься “Cross sums” або “Kakuro”. Розроблено евристичний алгоритм вирішення цієї задачі, де відкладені обчислення значно зменшують обсяг фактично виконаних операції, зберігаючи прозорість алгоритму. На вхід алгоритму розв’язання поступає конфігурація номерів та пустих клітин сітки. Якщо вирішення існує, на виході запропонованого алгоритму буде конфігурація заповнених клітин. Конфігурації представлені неорієнтованим графом.
Розглянута модель дозволяє виконати аналіз ефективності використання функціональних мов програмування у використанні їх для вирішення NP-повних задач, де поняття ефективності включає у себе як швидкість та об’єм пам’яті результуючої програми, так і зручність та швидкість процесу написання програми. Остання характеристика впливає на загальну ціну розробки програмного продукту. Показано, що строга система типізації Хіндлі-Мілнера з виводом типів, відкладені обчислення та посилкова прозорість дадуть можливість створити код максимально наближений до математичного опису алгоритму та безпечно проводити рефакторінг.
В продовження досліджень планується виконати кросплатформену програмну реалізацію розробленого алгоритму з інтерфейсом користувача, який забезпечує ввід даних та переглядання результату роботи, а також провести оцінку зиску паралелізації алгоритму та в залежності від оціненого зиску провести паралелізацію програмній реалізації алгоритму.