ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

Рассматривается построение модели двухпроцессорной компьютерной системы. Модели различаются порядком загрузки процессоров. Описаны распределения заданий между процессорами, минимизирующие среднее время прохождения задания через систему за счёт балансировки нагрузки процессоров. Исследуется два вида стратегий размещения: недетерминированные стратегии размещения описываются набором вероятностей, не зависящим от состояния системы, а при использовании детерминированных стратегий процессор выбирается так, чтобы минимизировать или максимизировать ожидаемую величину критерия функционирования системы. Результаты моделирования полностью децентрализованного управления данными обеспечивают более высокую живучесть, выигрыш в быстродействии по сравнению с централизованным управлением  от 2-3,5 раз и имеет потенциально неограниченные возможности расширения.

Рассматривается компьютерная сеть, состоящая из нескольких процессоров и устройств памяти, являющихся ресурсами общего пользования. Анализируются традиционные расписания для компьютерных сетей: распределения заданий между процессорами с целью минимизации среднего времени прохождения заданий через компьютерную сеть. Предлагается, в отличие от обычного подхода, когда постулируется распределение во времени заявок, выдаваемых отдельными процессами, модель в которой задаётся распре-деление времён прихода заявок на отдельные устройства памяти. Приводится сравнительный анализ предлагаемой модели с традиционной моделью распределения ресурсов в сети процессоров. Предлагаемая модель даёт меньшую верхнюю границу для коэффициента использования памяти, чем традиционная модель, в которой заявки процессоров никогда не конфликтуют друг с другом и может быть использована и для динамического управления параллельными процессами на основе приоритетных расписаний выполнения параллельных программ.

Рассматриваются модели компьютерных систем, состоящих из нескольких процес-соров неодинаковых по интенсивности обслуживания. Модели различаются порядком загрузки процессоров. Задания распределяются между процессорами таким образом, чтобы минимизировать среднее время прохождения задания через систему за счёт балансировки нагрузки процессоров. Поступающее задание помещается диспетчером на один из m параллельных процессоров. Имеется два вида стратегий размещения  детерминированные и недетерминированные. Недетерминированные стратегии размещения описываются набором вероятностей, не зависящим от состояния системы. В детерминированных стратегиях процессор выбирается так, чтобы минимизировать или максимизировать ожидаемую величину критерия функционирования системы.

Повсеместное применение беспроводных сетей и распространение IPv6 позволяет тысячам простых устройств и датчиков беспрерывно общаться друг с другом и отправлять свои данные «в облако». Быстрое усложнение инфраструктуры привело к замене термина «Машина-к-машине» (Machine-to-Machine, M2M) на более актуальный термин «Интернет вещей» (Internet of things, IoT). В данной статье описывается сервис-ориентированный подход к разработке облачной платформы, предназначенной для размещения и консолидации облачных приложений в сфере «Интернет вещей» (домашняя автоматизация, автоматизация управления элементами ЖКХ, автоматизация управления системами безопасности, управление домашними роботами и т.п.).

В статье проведен обзор классов алгоритмических методов выделения объектов на цифровом изображении, а также анализ инструментальных средств, предназначенных для решения задач компьютерного зрения. Описывается разработанный специализированный программный продукт, предназначенный для слежения за объектами определенных пользователем категорий на протяжении видеопотока в автоматическом режиме на основе алгоритма Виолы – Джонса. Рассматривается возможность интеграции различных проектов, разрабатываемых студентами кафедры РК6 МГТУ им. Н.Э. Баумана как составные части опытно-конструкторского проекта, посвященного обработке изображений, в единый программный комплекс на базе инструментальных средств, использованных при создании описываемого программного продукта. Полученные результаты могут быть использованы при разработке комплексных исследовательских и инженерных систем компьютерного зрения.

Рассмотрены основные возможности применения микроконтроллеров для работы в проводных и беспроводных сетях. Предложены варианты решения задачи обмена данными между микроконтроллером и персональным компьютером через сеть Интернет. Рассмотрен модуль ENC28J60, его функциональные возможности и особенности взаимодействия с микроконтроллером. Разработан прототип на основе микроконтроллера AT91SAM7S256 для обмена данными по протоколу UDP по интерфейсу Ethernet. Рассмотрены инструментальные средства для разработки и отладки проектных решений для МК AT91SAM7S256. Сформулированы преимущества и недостатки использования модуля ENC28J60.

Для манипулятора типа MHU “Senior” с использованием концепции обратных задач динамики построена программная траектория, обеспечивающая движение точки схвата манипулятора из заданной точки покоя в заданную точку покоя. Получено соответствующее этой программной траектории программное управление. Для стабилизации программного движения синтезирована стабилизирующая обратная связь. При синтезе обратной связи использован метод линеаризации нелинейной динамической системы обратной связью по состоянию и концепция обратных задач динамики, с использованием которой задается требуемая динамика замкнутой системы Проведено численное моделирование движения манипулятор, исследованы свойства программного и стабилизирующего управлений.

В данной статье рассмотрена цифровая система распознавания сигналов, основной частью которой является энергетический обнаружитель (ЭО). Так как обработка сигнала ведётся в реальном времени, то в данную систему входит не только ЭО, но и блок формирования измерительного строба, согласующий сигнал обнаружения с исходным задержанным сигналом. В работе подробно рассмотрена математическая модель адаптивного алгоритма обнаружения сигналов. Результатом исследования является установление зависимости точности работы алгоритма от разрядности используемой шины данных и способа вычисления поправочного коэффициента. В работе приведена структурная схема алгоритма, результаты работы приведены в виде графиков.

Задача трехмерной упаковки представляет из себя естественную эволюцию классической одномерной и двухмерной задачи. Наиболее часто используемое практическое применение данной задачи – транспортировка груза, который будет упакован в контейнеры, кузовы транспортных средств или упаковка груза на паллеты. Целью данной работы является освещение и структурирование знаний, накопленных в этой области за время существования и активного развития рассматриваемой задачи. В статье представлена классификация задачи трехмерной упаковки и возникающих в реальной жизни ограничений, обзор существующих методов и подходов для решения задачи и проведена оценка их эффективности.

Исследована возможность уменьшения порога чувствительности по осевому каналу магниторезонансного подвеса (МрП) с цилиндрическими центрирующими элементами (ЦЭ) на внешнее силовое воздействие. В разделе 1 обоснованы цель и задача проводимого исследования. В разделе 2 анализируются причины и характер проявления осевой центрирующей функции от цилиндрических ЦЭ. Раздел 3 содержит ключевые оценки аксиальной жесткости центрирования МрП при варьировании сочетанием линейных размеров в паре ротор-статор ЦЭ. В разделе 4 предложена экспериментальная методика измерения силовой реакции в осевом канале МрП. Имеются выводы и рекомендации для перспективного развития прикладных применений полученных результатов.

При проектировании металлургических аппаратов актуальной является проблема автоматизации процесса создания типовых деталей и установок. Под типовыми понимаются такие детали и установки, которые в ходе проектирования не меняют принципиально свою конструкцию, а изменяются некоторые размеры, например, высота тигля в печи или толщина слоя теплоизоляции. В настоящей статье решается задача создания программного приложения для построения тигельной печи сопротивления по заданной пользователем массе расплавляемого металла. Средством решения поставленной задачи нами был выбран интерфейс прикладного программирования API, входящий в состав базовой конфигурации SolidWorks. Разработанное приложение авторы рассматривают как базу для дальнейшей работы над созданием программных сред автоматической оптимизации металлургических конструкций для увеличения их срока службы, удешевления, снижения расхода электроэнергии.

Рассмотрена задача создания средств программного анализа устной речи для исследования возможности разработки методов, ориентированных на изучение внешних проявлений речемыслительных процессов в условиях сокрытия человеком информации о событиях прошлого. Разработано и описано соответствующее средство программного анализа устной речи по нескольким характеристикам (частота основного тона, динамика распределения фонем, количество и длительность пауз). Проведен и описан ряд экспериментов, наглядно демонстрирующих результаты работы созданного средства программного анализа и показывающих практическую значимость анализируемых характеристик устной речи. Разработанное средство программного анализа и полученные результаты дают возможность приступить к системным исследованиям по разработке и практической реализации метода диагностики наличия у человека возможно скрываемой им информации путем анализа акустико-психолингвистических характеристик его речи.

Рассмотрена задача путевой стабилизации колёсного робота. Осуществлён переход от исходной системы координат к путевой, наиболее удобной при решении задачи следования колёсного робота вдоль заданного пути. Для решения задачи путевой стабилизации предложена обратная связь по состоянию, построенная с использованием теории нормальной формы аффинных систем. Проведен анализ замены переменных, с помощью которой исходная система преобразуется к нормальной форме, установлена область, в которой нормальная форма корректно определена. Для нахождения управления использован метод линеаризации статической обратной связью по состоянию. Показано, что уравнение нулевой динамики нормальной формы описывает движение по заданному пути с постоянной (по модулю) скоростью. Проведено численное моделирование решения задачи путевой стабилизации для колёсного робота, движущегося с постоянной скоростью вдоль прямолинейного пути, при различных коэффициентах обратной связи.

В статье проанализированы особенности автоматизированного проектирования ДЦ ВУ. Для решения этой сложной задачи прежде всего проанализированы стандартные этапы проектирования технических систем. При этом показано, что между этими этапами нет чётких разграничений. В частности, работы, начатые на предыдущих этапах, продолжаются и развиваются на последующих этапах. Независимость стандартных этапов проектирования относительно объектов проектирования не позволяет чётко разграничивать задачи, решаемые на отдельных этапах. В то же время для создания объектных (проектирующих) подсистем САПР требуется выделить и сгруппировать все задачи проектирования с учётом взаимных связей между ними. Это позволяет процесс проектирования ВУ разбить на три эксплуатационных автономных уровня: структурно-параметрического проектирования функционально-параметрического проектирования и конструкторско-технологического проектирования. Далее показано, что этапы автономного проектирования ДЦ ВУ имеют ряд принципиальных отличий, что связано с их конструкторскими особенностями и спецификой эксплуатации. Отмеченные особенности ДЦ как объекта проектирования накладывают определённый отпечаток на выше проанализированные уровни проектирования и позволили выделить три основных проектирующие основные подсистемы: - обоснование принципиальных технических решений; - расчётного проектирования; - конструкторско-технологичского проектирования; В заключении данной статьи отмечены как примеры их реального использования, так и возможные случаи их полной производственной реализации.

В обзоре рассматривается ряд работ, написанных в МГТУ им. Н.Э. Баумана, в которых развивается теория конечных автоматов, а также изучаются различные приложения конечно-автоматных моделей.

Статья посвящена рассмотрению проблем и практики использования данных геоинформационных систем программным обеспечением формирования отчетов. Представлены исторически получившие распространение четыре типа архитектуры взаимодействия систем отчетности и ГИС, рассмотрена логика их возникновения и развития Рассмотрены перспективы развития технологий использования данных ГИС в системах отчетности с использованием технологий хранилищ пространственных данных и геопорталов. Анализ существующих подходов к решению проблемы использования данных ГИС программным обеспечением формирования отчетов показал, что несмотря на внимание, уделяемое этому вопросу производителями программного обеспечения, системными интеграторами и конечными пользователями, сохраняется большое количество проблем реализации, обусловленных спецификой задач хранения, обработки и визуализации пространственных данных, а основным направлением развития является поиск универсальных и эффективных способов интеграции геоинформационных систем и систем формирования отчётности на уровне программного обеспечения

В работе изложена технология создания полноценного кластера Hadoop на одном физическом узле при помощи контейнерной виртуализации LXC. Технология рассмотрена на примере кластера, состоящего из трех логических узлов, работающих в операционной системе Linux Ubuntu. Дано описание шагов по установке, настройке и запуску кластера. В результате использования предлагаемой технологии будет получена инфраструктура, в которой можно разрабатывать, исследовать или тестировать распределенные программные приложения. Предложенная технология также является базовым этапом к автоматизации развертывания независимых контейнеров и реализации облачных IaaS или PaaS платформ.

Статья посвящена вопросам разработки интерфейса для кроссплатформенных приложений с использование среды Embarcadero Delphi XE7. Проблема является актуальной для разработчиков ПО и для студентов, изучающих вопросы создания нативных приложений для Windows и Mac OS x на базе единого исходного кода. Рассмотрены особенности разработки кроссплатформенных приложений. Предложена методика создания интерфейса кроссплатформенного приложения c использованием библиотеки FireMonkey. Приведены конкретные примеры разработки интерфейса приложений для Windows и Mac OS X с использование среды Embarcadero Delphi XE7.

Рассматривается задача адекватного имитационного моделирования Internet-систем, построенных на основе систем управления контентом. Системный анализ особенностей организации функционирования этих Internet-систем проводится в рамках использования в качестве основных составляющих web-сервера Apache, языка программирования PHP версий 4-5 и их стандартных обработчиков, системы управления контентом Joomla, системы управления базами данных MySQL. Подробно проанализированы особенности функционирования стандартных обработчиков языка программирования PHP версий 3, 4, 5. На основе полученных результатов в рамках проведенного анализа с использованием консоли отладки системы управления контентом Joomla, инструментов разработчика web-браузеров Google Chrome и Mozilla Firefox предлагается общая практическая методика для адекватного имитационного моделирования указанного типа Internet-систем, учитывающая специфику организации процесса получения отклика web-портала на полученный запрос.

В статье выполнен обзор основных способов организации обмена информацией между клиентом и сервером в интерактивном веб-сервисе. Проводится краткий анализ и сравнение основных принципов работы short polling request, long polling request, http streming. Выявлены недостатки, которым подвержены все эти методы: необходимость пересылать громоздкие заголовки для каждого сообщения и принадлежность роли инициатора только клиенту. С учетом рассмотренных недостатков предлагается решение: использование web-socket, протокола полнодуплексной связи, который позволит решить поставленные задачи. Рассматриваются основные принципы работы данного протокола, проводится сравнение указанного подхода с остальными и выделение основных достоинств этого метода по сравнению с другими, описанными ранее.