Geum.ru

Научно-исследовательская работа студентов

Вид материалаНаучно-исследовательская работа

Содержание


Секция математического моделирования
Моделирование тдс-спектра дегидрирования
Секция прикладной математики
Анализ производительности веб-сервера
Планирование работы группы бдм
проектирование и разработка системы«электронная кафедра»
Подобный материал:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   48
^

Секция математического моделирования

Информационная система СМАЛТ

Король А. В. — студ. 5 курса
Научный руководитель — к. мат. н., доц. Рогов А. А.


К вопросам применения математического аппарата для обработки литературных текстов исследователи обращались уже давно. Однако вопросы статистической обработки текстов становятся актуальными в последнее время в задачах интеллектуального поиска, извлечения знаний из больших массивов информации, задачах установления авторства.

Основной задачей ИС СМАЛТ мы видим предоставление инструментария, позволяющего проводить статистические исследования на базе корпусов литературных текстов, хранящихся в БД ИС.

ИС состоит из двух основных блоков: функционального блока, предназначенного для морфологического и синтаксического анализа текстов, пополнения БД литературных произведений, а также внесения исправлений, и аналитического блока, состоящего из модулей, реализующих разнообразные методики статистического анализа текстов. В рамках функционального блока производятся разбиение исходного текста на структурные единицы, морфологическая и синтаксическая разметки текста и запись в централизованное хранилище. Блок анализа содержит ряд реализованных методов кластерного анализа и методов проверки гипотез об однородности распределений.

На стадии морфологического анализа текста разбор осуществляется на базе словаря (на первом этапе собственного, насчитывающего на данный момент около 40000 словоформ, в дальнейшем планируется для русского языка использовать словарь А. А. Зализняка).

Для частичного снятия морфологической омонимии используется механизм близкоконтекстного анализа, при котором рассматривается окрестность анализируемого слова, и если она удовлетворяет некоторому правилу, делается вывод о морфологических характеристиках слова. Несмотря на то, что на данный момент синтаксический разбор в системе «СМАЛТ» выполняется вручную специалистом-филологом, предполагается реализация парсера нотации одной из современных теорий формального описания синтаксиса естественных языков.

В качестве основных направлений применения разрабатываемой ИС и ее ресурсов можно отметить следующие:

• Задачи дистанционного обучения.

• Задачи информационной безопасности.

• Задачи собственно прикладной лингвистики (Задачи поиска авторского инварианта и определения авторства).

Работа велась в рамках гранта РГНФ № 02-04-12015в.

^

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТДС-СПЕКТРА ДЕГИДРИРОВАНИЯ

Родченкова Н. И. — студ. 5 курса
Научный руководитель — докт. ф.-м. н., проф. Заика Ю. В.


В рамках задач экологически чистой энергетики ведется интенсивный поиск материалов для хранения и транспортировки водорода. Рассмотрим модель дегидрирования порошкообразного материала. Метод термодесорбционной спектрометрии позволяет регистрировать десорбционный поток и оценивать кинетические параметры. Будем учитывать объемную или поверхностную десорбцию и фазовый переход на подвижной границе «металл — гидрид». Обозначения: L — радиус сферической частицы, c(t) — концентрация растворенного в металле водорода, q(t) — поверхностная концентрация, z(t) — концентрация водорода в ловушках (поры, трещины, дырки), Q — концентрация H в гидриде (постоянная), p(t) — радиус сжимающегося гидридного ядра, b — коэффициент десорбции, a1, a2 — коэффициенты поглощения и выделения H ловушками, μ — кинетическая константа, s — коэффициент прилипания, p — давление молекулярного H, T(t) — температура нагрева образца в вакууме (обычно T(t)=To+at). Система ОДУ для объемной десорбции записывается в следующем виде:







Модель с поверхностной десорбцией:









Разработаны алгоритмы численного решения представленных моделей. В работе представлен сравнительный анализ модельных и экспериментальных графиков, установлен диапазон параметров модели, соответствующий экспериментальным данным.
^

Секция прикладной математики

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ
ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ

Корольков Е. А. — студ. 5 курса
Научный руководитель — к. техн. н., доц. Поляков В. В.


Изучение программных средств, предназначенных для решения оптимизационных задач, показало, что они делятся на два основных класса: специализированные, предназначенные для решения узких классов задач, и системы моделирования общего назначения. Оба класса малопригодны для решения задач оперативного управления производством, формулируемых как оптимизационные, если они подвержены частым изменениям. Первый требует большого времени и затрат на разработку специализированного программного обеспечения, второй не позволяет создавать удобные для практического использования системы из-за ориентации на научно-исследовательскую деятельность.

Таким образом, актуальным является создание программного комплекса, позволяющего генерировать прикладную программу соответствующего назначения на основе описания математической модели, дополненного описанием интерфейса с пользователем. Данный подход значительно снижает временные и трудозатраты при построении нового приложении и максимально упрощает процесс изменения программного средства при изменениях математической модели.

Автором предложен язык, позволяющий выполнить необходимые для генерации приложений описания, максимально простой и доступный для пользователя, не имеющего навыков программирования. Язык включает в себя спецификации, предоставляющие возможность описания как математической модели, так и интерфейса, что в данном случае неотделимо одно от другого.

Прототип программной системы, реализующей концепцию автоматизации создания оптимизационных программных средств, выполнен в виде Web-приложения на основе архитектуры «клиент — сервер». Сервером формируются интерфейс и мини-программа (на основе скриптовых технологий), организующая на стороне клиента взаимодействие
с пользователем и подготовку данных к расчету. По требованию пользователя данные передаются серверу, который осуществляет решение оптимизационной задачи и возвращает полученные результаты на сторону клиента для отображения. Подобная, нетрадиционная для задач автоматизации производства, реализация наследует все преимущества Web-приложений, но вместе с тем требует решения проблем, связанных с многопользовательским режимом доступа и безопасностью.

^

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЕБ-СЕРВЕРА

Гусев О. В. — студ. 3 курса
Научный руководитель — преп. Жуков А. В.


В настоящее время в связи с увеличивающимся количеством пользователей Интернета даже небольшие сегменты Интернета в состоянии создать мощные потоки трафика запросов, обработать которые способен далеко не каждый веб-сервер. Поэтому становится необходимым проведение анализа производительности веб-сервера, чтобы вовремя принять стратегическое решение. Например, о смене аппаратно-программной платформы, если в долгосрочном периоде времени есть тенденция к постоянному увеличению количества запросов в единицу времени. Или же о размещении дополнительных ресурсов, если веб-сервер слабо загружен.

Среди способов оценки производительности веб-сервера наиболее простым и удобным методом является тестирование производительности. Суть его заключается в том, чтобы искусственно создавать поток запросов к серверу и по выбранным показателям производительности оценить уровень использования возможностей сервера. Среди таких показателей выделяют количественные (время получения первого байта ответа сервера на запрос, скорость получения ответа, количество обработанных запросов в секунду и т. д.) и качественные (код ответа сервера, правильность полученного ответа и т. д.).

Преимущество данного метода в том, что он позволяет создать практически любой поток запросов, моделировать реальные и гипотетически возможные потоки запросов к серверу. Само по себе тестирование не позволяет определить возможности сервера по наращиванию количества запросов. Для того, чтобы сделать такие оценки, необходимо провести анализ результатов нескольких экспериментов тестирования. Зависимость между временем отклика на запрос и количеством отправляемых запросов также зависит от типа ресурса, к которому происходит обращение. Для статических документов эта зависимость имеет участок, когда при небольшом количестве запросов время ответа не зависит от их количества, тогда как для веб-приложений время изначально зависит от плотности заявок. По форме зависимости и текущему количеству запросов можно оценить уровень использования возможностей сервера.

Для нахождения предельных параметров сервера постепенно увеличивают плотность потока запросов до определения максимального уровня производительности.

^

ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГРУППЫ БДМ

Лобов Д. Б. — студ. 4 курса
Научный руководитель — к. э. н., доц. Кузнецов В. А.


В последние десятилетия актуальна проблема автоматизации предприятия с целью снижения трудозатрат при планировании производства и повышения эффективности работы предприятия. Не является исключением и сложный технический комплекс целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП). Это обусловлено тем, что номенклатура продукции предприятия ЦБП в реальных условиях может достигать сотен наименований, каждое из которых имеет свои характеристики. Автоматизация позволяет использовать имеющуюся информацию рациональным способом, что является очень важным аспектом в условиях развития рыночной экономики, где все большее значение приобретает экономическое обоснование принятия решений. Эффективность работы предприятия ЦБП во многом определяется использованием математических методов и информационных технологий в планировании и управлении производством. В связи с этим появляется задача создания комплекса математических моделей, алгоритмов и программ, полезных при анализе производственных ситуаций. Целью данной работы является создание программы определения планов раскроя для БДМ и распределения заказов, которая способна настраиваться для технологических особенностей конкретного ЦБП. Построение математической модели для рассматриваемой задачи осуществляется в два этапа. На первом этапе исследуется упрощенная модель, в которой не учитывается сложная структура заказов и не рассматривается распределение заказов по БДМ с учетом различных характеристик. Здесь подробно рассматриваются те принципы и методы оптимизации, которые будут использованы в дальнейшей разработке. На втором этапе производится усложнение математической модели, где учитываются сложная структура заказов и их распределение с учетом режимов работы БДМ. Здесь рассматривается задача выполнения всех требований заказчиков относительно готовой продукции с учетом оптимальной работы предприятия. При решении задачи используются стандартные алгоритмы и методы линейной оптимизации: модифицированный симплексный метод, метод генерации столбцов, алгоритм линейного раскроя. При раскрое тамбуров БДМ на форматы необходимо учитывать ряд ограничений, которые могут быть связаны со структурой заказов и характеристиками БДМ. Например, ограничениями могут являться минимальные и максимальные требования заказчиков, ограничения по продолжительности работы БДМ, минимальная и максимальная длина срезаемой кромки. В ходе работы получены следующие результаты: создана программа для определения планов раскроев тамбуров БДМ и распределения заказов с учетом их характеристик (плотности бумаги, диаметров рулонов, требований относительно отгрузки).

^

проектирование и разработка системы
«электронная кафедра»

Ислентьев Д. О. — студ. 2 курса
Научный руководитель — преп. Жуков А. В.


Разработка систем сопровождения для сайтов кафедр университета по индивидуальным требованиям — нерациональная трата времени
и вложений, которая, тем не менее, практикуется. Ресурсы такого типа обычно централизованно обновляются и у них сложно изменить структуру. Но чаще всего эти ресурсы существуют без информативной части в вышеизложенном понимании.

Требуется разработать ИС, которая могла бы создавать сайты кафедр и управлять ими, публикуя на них информацию на основе шаблонов
и располагая информацию в удобном для каждого случая виде. Она должна обладать следующими свойствами: предоставлять сотрудникам доступ к инструментарию создания и обновления информации, такой как личная информация, научные интересы, публикации, методические пособия, расписания консультаций и т. д. Система должна предоставлять ответственному за сайт кафедры лицу инструментарий управления сайтом в целом (новости, документы, представление сайта).

Разработанная на кафедре ПМиК система eKafedra позволяет централизованно создавать и управлять сайтами кафедр, публикуя на них информацию на основе шаблонов и располагая информацию в удобном для каждого случая виде. С помощью интерфейса администрирования кафедры можно легко добавлять и обновлять информацию о кафедре, сотрудниках, предметах и занятиях. Система администрирования позволяет назначить ответственного за сайт кафедры, который может выполнять все публикации преподавателя от его имени, а также от имени кафедры. Интерфейс также предполагает работу с системой сотрудников. Поддерживается публикация документов в формате Microsoft Word и HTML.

Реализация основана на четырех базовых типах объектов. Первый — хранилище графических примитивов — содержит элементы, такие как меню, заголовки, списки новостей и т. д. Второй — хранилище представлений — содержит страницы-шаблоны, использующие графические примитивы для формирования результирующей страницы. Также существует хранилище внутренних документов системы. Наряду с документами в системе можно хранить файлы, связанные с документами. Последним хранилищем является общая БД, содержащая справочные данные об объектах системы.

На сегодняшний день реализованы административный интерфейс для сотрудников и ответственных за сайт кафедры, слой представления и экспериментальный редактор документов. Планируется внедрение ИС на сервере кафедры ПМиК.