2022 № 3(56)
выход в свет 27.09.2022
СОДЕРЖАНИЕ
- Бритвин А. В., Никитенко Н. С., Поллер А. Б., Поллер Б. В, Шахов Н. В. Характеристики трендов в динамике излучения полимерных планарно-волноводных структур с лю-минофорами для ультрафиолетовых информационных систем при длительных натурных испытаниях
- Бобров Е.А. Алгоритм оценивания возраста человека на основе сверточной нейросети использующий только анонимизированные изображения уголков глаз
- Щербакова, Н. Г. Моделирование групповых взаимодействий комплексных систем. Обзор
- Беляев Н.А. Автоматическое конструирование высокопроизводительных параллельныхпрограмм для задач разреженной линейной алгебры в системе LuNA
- Власенко А. Ю., Мичуров М. А., Мустафин Д. Э. Автоматизация отладки и балансировки нагрузки во фрагментированных программах
- Герб А. Р., Омарова, Г. А. Применение теории графов в алгебраических многое сточных методах для решения разреженных СЛАУ
А. В. Бритвин*, Н.С. Никитенко*, А. Б. Поллер*, Б. В. Поллер*,**, Н. В. Шaxoв*,**
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕНДОВ В ДИНАМИКЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛАНАРНО-ВОЛНОВОДНЫХ СТРУКТУР С ЛЮМИНОФОРАМИ ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ДЛИТЕЛЬНЫХ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
УДК 621.384.4
DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-5-13
EDN: IZOMFV
Значительные перспективы для построения ультрафиолетовых (УФ) информационных сенсорных и телекоммуникационных систем открывают полимерные пленочные и волоконные люминофорные преобразователи — люминесцентные антенны. В отличие от линзовых и рефлекторных оптических элементов, они имеют большую площадь и малый вес, имеют большие углы поля зрения. За счет полного внутреннего отражения УФ излучений от люминофоров в пленке или волокне происходит концентрация сигнала на выходных торцах, которые могут быть подключены к фотоприемникам или к оптическим кабелям.
Ключевые слова: ультрафиолетовые информационные системы, люминофоры, полимерные планарные волноводы, атмосферные оптические линии связи.
Библиографическая ссылка: Бритвин А. В., Никитенко Н. С., Поллер А. Б., Поллер Б. В, Шахов Н. В. Характеристики трендов в динамике излучения полимерных планарно-волноводных структур с люминофорами для ультрафиолетовых информационных систем при длительных натурных испытаниях // журнал "Проблемы информатики", 2022, № 3, с. 5-13. DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-5-13, EDN: IZOMFV
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ ВОЗРАСТА ЧЕЛОВЕКА НА ОСНОВЕ СВЕРТОЧНОЙ НЕЙРОСЕТИ ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ТОЛЬКО АНОНИМИЗИРОВАННЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ УГОЛКОВ ГЛАЗ
УДК 004.852
DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-14-23
EDN: KVNXKW
Возрастные биомаркеры — это качественные и количественные показатели процессов старения в организме человека. Биологический возраст организма имеет большое значение для определения его физиологического состояния. Появление машинного обучения привело к созданию широкого спектра предикторов возраста, которые различаются по значимости, простоте использования, стоимости, применению и интерпретируемости. В настоящем исследовании представлен и изучен неинвазивный класс визуальных фотографических индикаторов старения. В настоящей работе представлен простой и надежный индикатор возраста на основе глубоких нейронных сетей, использующих только анонимизированные фотографии уголков глаз человека. Обученная нейросеть показывает среднюю абсолютную ошибку менее трех лет в широком возрастном диапазоне конкретной человеческой популяции.
Ключевые слова: предсказание возраста, биомедицинская визуализация, компьютерное зрение, глубокое обучение, биомаркер фотографического старения.
Библиографическая ссылка: Бобров Е.А. Алгоритм оценивания возраста человека на основе сверточной нейросети использующий только анонимизированные изображения уголков глаз // журнал "Проблемы информатики", 2022, № 3, с.14-23. DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-14-23, EDN: KVNXKW
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГРУППОВЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ. ОБЗОР
УДК 519.177
DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-24-45
EDN: MHBGVI
В обзоре представлены основные направления исследования комплексных систем на основе моделей “высшего порядка”, отражающих взаимодействия элементов системы, которые не исчерпываются парными связями одного типа. В первой части рассмотрены три формализма для кодирования комплексной системы: двудольные графы, гиперграфы и симплициальные комплексы. Во второй — их особенности и взаимосвязь. Основное внимание уделяется представлению комплексных систем гиперграфами. В третьей рассмотрены способы обобщения основных мер, характеризующих структуру моделей высшего порядка.
Ключевые слова: комплексные системы, гиперграфы, двудольные графы, симплициальные комплексы, центральность акторов.
Библиографическая ссылка: Щербакова, Н. Г. Моделирование групповых взаимодействий комплексных систем. Обзор // журнал "Проблемы информатики", 2022, № 3, с.24-45. DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-24-45, EDN: MHBGVI
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия
АВТОМАТИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЗАДАЧ РАЗРЕЖЕННОЙ ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ В СИСТЕМЕ LUNA
УДК 004.4’242
DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-46-60
EDN: MTTVTE
В статье описываются разработанные специализированные системные алгоритмы автоматического конструирования параллельной программы по описанию численного алгоритма для задач разреженной линейной алгебры. Разработанные специализированные системные алгоритмы позволяют применять при автоматическом конструировании параллельных программ техники параллельного программирования, которые широко применяются при ручной разработке параллельных программ в данной предметной области. Разработанные системные алгоритмы автоматического конструирования параллельной программы были реализованы в виде модулей, которые были интегрированы в систему параллельного программирования общего назначения LuNA, разрабатываемую в ИВМиМГ СО РАН. Производительность тестовых параллельных программ, автоматически сконструированных системой LuNA, оказалась сравнима с производительностью популярных широко используемых библиотечных реализаций этих алгоритмов разреженной линейной алгебры.
Ключевые слова: граф задач, параллельная реализация предобуславливается, конструирование параллельной программы, параллелизм уровня задач.
Библиографическая ссылка: Беляев Н.А. Автоматическое конструирование высокопроизводительных параллельных программ для задач разреженной линейной алгебры в системе LuNA // журнал "Проблемы информатики", 2022, № 3, с.46-60. DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-46-60, EDN: MTTVTE
А. К. Власенко, М.А. Мичуров*, Д. Э. Мустафин*
АВТОМАТИЗАЦИЯ ОТЛАДКИ И БАЛАНСИРОВКИ НАГРУЗКИ ВО ФРАГМЕНТИРОВАННЫХ ПРОГРАММАХ
УДК 004.4’233; 004.052.42; 004.051
DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-61-76
EDN: NBFMPU
Описываются основные принципы, на которых базируется система фрагментированного программирования LuNA и одноименный язык. Даются значения основных терминов, принятых в системе.
Приводятся наиболее типичные для фрагментированных программ логические ошибки. Обосновывается важность решения проблемы динамической балансировки нагрузки между процессами, разделяющими работу по исполнению фрагментов вычислений, совокупность которых и составляет фрагментированную программу на этапе исполнения. Поскольку LuNA относится к высокоуровневым средствам создания параллельных программ, то решение проблем отладки и динамической балансировки нагрузки очень затруднительно для пользователя. В связи с этим для системы разрабатываются модуль автоматизированной отладки на основе метода анализа по трассе и модуль автоматической централизованной динамической балансировки нагрузки.
Модуль автоматизированной отладки по ходу исполнения фрагментированной программы на каждом процессе собирает файлы трассы в JSON-формат, куда вносится информация об обрабатываемых фрагментах вычислений, а также об их входных и выходных фрагментах данных. После нормального или аварийного завершения работы программы пользователь может вызвать специальное программное средство, анализирующее собранные трассы и выводящее подробную информацию об обнаруженных ошибках.
При подключении модуля централизованной динамической балансировки нагрузки порождается служебный процесс, который собирает с рабочих процессов информацию о готовых к исполнению и выполнившихся фрагментах вычислений с целью их перераспределения и минимизации дисбаланса.
Изложены результаты тестирования модулей на вычислительном кластере НГУ на задаче блочного умножения матриц, продемонстрировавшие эффективность модуля централизованной балансировки нагрузки и приемлемые накладные расходы модуля автоматизированной отладки.
Ключевые слова: фрагментированное программирование, система LuNA, автоматизированная отладка, динамическая балансировка нагрузки.
Библиографическая ссылка: Власенко А. Ю., Мичуров М. А., Мустафин Д. Э. Автоматизация отладки и балансировки нагрузки во фрагментированных программах // журнал "Проблемы информатики", 2022, № 3, с.61-76. DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-61-76, EDN: NBFMPU
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ГРАФОВ В АЛГЕБРАИЧЕСКИХ МНОГОСЕТОЧНЫХ МЕТОДАХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ РАЗРЕЖЕННЫХ СЛАУ
УДК 519.17—519.61
DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-77-89
EDN: NJDXUZ
В работе рассматриваются геометрические и алгебраические многосеточные методы, алгоритмы огрубения графов, метрики, которые используются для построения агрегаций вершин. Реализован метод огрубления на основе метрики А. Напова и И. Нотея. Для оптимизации времени вычислений используются алгоритмы Густавсона для эффективного умножения и транспонирования матриц формата CSR, что позволило обрабатывать графы с количеством вершин более миллиона. Целью представленной работы является разработка структуры данных и компонент вычислительного окружения для высокопроизводительного решения широкого класса СЛАУ.
Ключевые слова: огрубление графа, граф сетка, метрика, разреженные матрицы, структуры данных.
Библиографическая ссылка: Герб А. Р., Омарова, Г. А. Применение теории графов в алгебраических многое сточных методах для решения разреженных СЛАУ // журнал "Проблемы информатики", 2022, № 3, с.77-89. DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-77-89, EDN: NJDXUZ
English
Русский