| ОБ АВТОРЕ | БИОГРАФИЯ | РЕФЕРАТ | БИБЛИОТЕКА | ССЫЛКИ | ОТЧЕТ О ПОИСКЕ | ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ |
Реферат по теме выпускной работы
Разработка и исследование монокодовых и постбинарных модулей клиентской части портала моделирования ДонНТУ
Введение
Конец 20 века - это период качественных изменений как в сфере компьютерный технологий, так и в развитии логических основ. В последнее время в развитие компьютерного моделирования и представления знаний возникает все больше новых возможностей.
Одной из таких возможностей является переход от двумерного логического пространства к многомерному [1]. Таким образом, можно говорить о постбинарных вычислениях и постбинарной логике. Одной из таких логик является тетралогика. В 1976 года английский математик Н. Белнап впервые предложил ее использование для решения проблемы появления противоречивой информации при поступлении данных из различных независимых источников.
В рамках представленной магистерской работы проводится исследование, дальнейшая разработка существующих и создание новых монокодовых и постбинарных модулей портала моделирования ДонНТУ. Рассматривается проектирование процессора, основанного на арифметических вычислениях, которые базируются на принципах тетралогики.
Актуальность темы
Стремительное увеличение объемов вычислений в процессе исследования, моделирования и проектирования сложных систем и динамических в настоящее время приводит к еще большей актуальности контроля достоверности и точности вычислительных процессов. Известно, что подобного рода ошибки в вычислениях становятся причиной техногенных катастроф, хотя большинстве своем они остаются незамеченными, существенно искажая результат [34].
Возможностей классической двоичной логики при все возрастающей сложности и масштабе вычислительных задач не всегда достаточно для точной интерпретации их результата [1]. В последнее время одним из простейших путей сведения к минимуму данной проблемы является расширение разрядности вычислений. Однако, так называемый пример Румпа показывает, что этот путь решения не является оптимальным.
Понятие постбинарного компьютинга в этом свете приобретает обоснованность. Помимо того, актуальным это становятся в контексте интенсивного развития неогеографии. А это значит, что «речь идет как о дальнейшем развитии арифметико- логических основ современного компьютинга, так и формировании новой инфраструктуры, ориентированной на современные достижения сетевых компьютерных технологий» [4].
Таким образом, разработка наглядной, простой в применении и понимании клиентской части портала с ее монокодовыми и постбинарными модулями, проектировании процессора, основанного на арифметических вычислениях, являются весьма актуальной.
Научная значимость работы
Исследование применения постбинарных принципов в компьютерных вычислениях – новое научное направление, развитие которого обосновано тем, что в настоящее время достоверность данных, получаемых в результате вычислительных задач, требует все большего внимания, так как современные суперкомпьютеры преодолели «петафлопсный» рубеж [2, 3].
Практическая ценность результатов работы
Практическая ценность данной работы заключается в том, что разработанные методы и алгоритмы позволят контролировать точность получаемых результатов компьютерных вычислений.
Обзор исследований по теме в ДонНТУ
На данный момент в ДонНТУ основное исследования по этой теме проводят, профессор Аноприенко А.Я., а так же аспиранты: Иваница С.В. и Коноплева А. П. Написано множество статей по постбинарному компьютингу [3, 4, 6], тетралогике и тетракодам [9], кодо-логический базису [1], распределенным моделирующих средам [13], когнитивному моделированию, клеточным автоматам [10-12] и прочее. Кроме того, издана книга по молодому научному направлению археомоделирования[5]. Так же исследования в области эволюционных вычислений ведет работу д.т.н., проф. Скобцов Ю.А. Основные теоретические материалы и методы по данной теме представлены в книге [14].
Некоторые результаты исследований по многомерному кодо-логическому базису были впервые представлены в англоязычном информационном пространстве: международная конференция по моделированию в Стамбуле [25, 26] и международном конгрессе по научным вычислениям, моделированию и прикладной математике в Берлине [27].
Магистром Новаком Антоном Викторовичем разработан портал моделирования http://sim.donntu.ru (рисунок 1). На нем представлены различные разделы моделирования, такие как археомоделирование [5], моделирование клеточных автоматом [6], моделирование городской инфраструктуры [7], параллельное и распределенное моделирование [8].
Так же в ДонНТУ магистром Самойловой Т.А в рамках дипломного проекта на тему «Компьютерная реконструкция монокодовых вычислительных моделей» исследовалась компьютерная реконструкция монокодовых вычислительных моделей. Разработаны монокодовые модели артефактов мальтинская пластина, фестский диск, археопланетарий, стоунхендж. Эти модели демонстрируют понятия монологика и монокод. [5]. Один из разработанных модулей представлен на рисунке 2.
Магистром ДонНТУ Хвищуком М. В. проводились исследования по теме «Клиентская часть системы управления Web контентом» - как быстродействующая система для информационных порталов. Магистром Слободяном С.В. в работе «Управление контентом для системы сайтов» был проведен анализ существующих CMS, выделены их преимущества и недостатки. Рассмотрена целесообразность применения CMS для разных типов сайтов.
Обзор исследований по теме в Украине
По исследованиям в Украине можно выделить исследования д.т.н., проф. Каргина А.А. в области интеллектуальных машин. Применение методов искусственного интеллекта в управлении представлены в книге «Введение в интеллектуальные машины»[15].
Идеи перспективности исследований в области непозиционной системы остаточных классов для создания новых вычислительных средств рассматриваются авторами Синьковым М.В., Синьковой Т.В., Федоренко А.В., Чапором А.А. в статье [30]
рименение «золотого сечения» в элементарной математики и компьютерной науки изучает профессор Стахов А.П. Свои идеи он изложил в книге [31], таких статьях как [ 32]. Теме «золотого сечения» посвящен отдельный интернет-ресурс, созданный Стахановым А.П. [33]
Обзор исследований по теме в мире
В связи с тем, что данное направление в науке является новым, в мире не так много исследование. Среди них можно выделить нижеследующие.
Автором первой работы по многозначной логике является Д.А.Бочвар (1938), который (независимо от Я.Лукасевича и Э.Поста) создает аппарат трехзначной логики В3, изначально пригодный для прикладных целей [23].
Доктор философских наук А.С. Карпенко в своих статьях [17 - 22] проводит исследованимя в области логики: устанавливается прямая связь между логикой и простыми числами, релевантная логика и прочее. Особенно следуюет отметить монографию «Многозначные логики. Логика и компьютер» [20], в которой автор приводит массу новых теоретических результатов.
Исследование в области гипер вычислений проводится в Англии Toby Ord. В статье [24] предлагаются различные реализации гипер машины, рассматривая ресурсы, которые они требуют и их возможности.
Современную компьютерную арифметику можно сделать ее более «интеллектуальной», путем новых средств и методов аппаратно-программной поддержки. Например, в работе [28, с.9-10] высказана возможность создания в арифметическом устройстве (или моделирования с помощью программных средств) специального регистра с фиксированной точкой, покрывающего своей разрядностью весь диапазон чисел с плавающей точкой[ 3].
Идея о построении машинной интервальной арифметики [3], в которой интервалы представляются в виде компьютерных континуальных объектов и открывают для численного анализа совершенно новую перспективу, представлены в работе [29].
Основные результаты
К результатам данной работы относится модернизация клиентской части портала моделирования, а именно монокодовых модулей для раздела «Археомоделирование» таких как «Мальтинская пластина», и создание постбинарных моделей, которые наглядно поясняют принцип применения тетракодов для контроля значимости результата арифметических операций, а также возможности построения в будущем процессоров на их основе.
Заключение
Данная тема магистеркой работы является новой и актуальной на момент ее написания. Все поставленные цели и задачи успешно достигнуты.
Литература
1. Аноприенко А. Я. Обобщенный кодо-логический базис в вычислительном моделировании и представлении знаний: эволюция идеи и перспективы развития// Научные труды ДонНТУ. Выпуск 93. Серия «Информатика, кибернетика и вычислительная техника» (ИКВТ – 2005). – Донецк: ДонНТУ, 2005. С. 289-316
2. FLOPS / Материал из Википедии, http://ru.wikipedia.org/wiki/FLOPS.
3. Аноприенко А. Я., Иваница С. В. Особенности постбинарного кодирования на примере интервального представления результатов вычислений по формуле Бэйли-Боруэйна-Плаффа// Научные труды ДонНТУ. Выпуск 93. Серия «Информатика, кибернетика и вычислительная техника» (ИКВТ – 2010). – Донецк: ДонНТУ, 2010. С. 150-160
4. Аноприенко А. Я. Неогеография и постбинарный компьютинг// Научные труды ДонНТУ. Выпуск 93. Серия «Информатика, кибернетика и вычислительная техника» (ИКВТ – 2008). – Донецк: ДонНТУ, 2008. С. 249-257
5. Аноприенко А. Я. Археомоделирование: Модели и инструменты докомпьютерной эпохи / А. Я. Аноприенко, Донецк: УНИТЕХ, 2007. — 318 с.
6. Аноприенко А. Я., Иваница С. В. Особенности постбинарного кодирования на примере интервального представления результатов вычислений по формуле Бэйли-Боруэйна-Плаффа /А.Я. Аноприенко // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: Информатика, кибернетика и вычислительная техника. – 2010. – Вып.11(164). С. 19-23
7. Аноприенко А. Я., Бабков В. С., Корявец И. А., Мищенко Е. Разработка
трехмерной компьютерной модели корпусов ДонНТУ и особенности ее
визуализации в Интернет // Научные труды Донецкого национального
технического университета. Серия «Проблемы моделирования и
автоматизации проектирования динамических систем» (МАП-2005).
Выпуск 78: Донецк: ДонНТУ, 2005. С. 64-75.
8. Аноприенко А. Я. Эволюция алгоритмического базиса вычислительного моделирования и сложность реального мира /А.Я. Аноприенко // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: Проблемы моделирования и автоматизации проектирования динамических систем (МАП-2002). – 2002. – Вып. 52. C. 6-9.
9. Аноприенко А. Я. Тетралогика и тетракоды. // Сборник трудов факультета вычислительной техники и информатики. Вып.1. – Донецк: ДонГТУ. – 1996. С. 32-43.
10. Аноприенко А. Я. От вычислений к пониманию: когнитивное компьютерное моделирование и опыт его практического применения на примере решения проблемы Фестского диска // Научные труды Донецкого государственного технического университета. Выпуск 6. Серия «Информатика, кибернетика и вычислительная техника» (ИКВТ-99). Донецк: ДонГТУ. С. 36-47
11. Аноприенко А. Я., Коноплева А. П. Опыт применения гиперкодов в моделировании клеточных автоматов // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия «Проблемы моделирования и автоматизации проектирования динамических систем» (МАП-2007). Выпуск 6 (127). — Донецк: ДонНТУ, 2007. С. 220–227.
12. Аноприенко А. Я., Коноплева А. П. Развитие идеи применения гиперкодов в моделировании клеточных автоматов // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: Информатика, кибернетика и вычислительная техника (ИКВТ-2008) выпуск 93. — Донецк: ДонНТУ, 2008. C. 289–316.
13. Аноприенко А. Я., Святный В. А. Высокопроизводительные информационно-моделирующие среды для исследования, разработки и сопровождения сложных динамических систем // Научные труды Донецкого государственного технического университета. Выпуск 29. Серия «Проблемы моделирования и автоматизации проектирования динамических систем». — Севастополь: «Вебер». — 2001. С. 346–367.
14. Скобцов Ю. А. Основы эволюционных вычислений// - Научное пособие.- Донецк: ДонНТУ, 2008. — 326 с.
15. Каргин А. А. Введение в интеллектуальные машины. Книга 1. Интеллектуальные регуляторы / - Донецк: Норд-Пресс, ДонНУ, 2010. – 526с.
17. Карпенко.А.С. Логика на рубеже тысячелетий // Логические исследования. Вып. 7. М.: Наука, 2000. С. 7-60.
18. Карпенко.А.С. Современные исследования в философской логике // Вопросы философии, 9: 2003. C. 54-75.
19. Карпенко.А.С. Неклассические логики versus классической // Логико-философские штудии. Вып. 3. Спб., 2005. C. 48-73.
20. Карпенко А.С. Многозначные логики (монография), в серии «Логика и компьютер», вып. 4. М., 1997;
21. Карпенко А.С. Классификация пропозициональных логик // Логические исследования. Вып. М.: Наука. C. 107-133.
22. Карпенко А.С. Логика в России. Вторая половина ХХ века // Вопросы философии, № 9. C. 148-158.
23. Институт Философии Российской Академии Наук. Новая философская энциклопедия. http://www.iph.ras.ru/elib/1677.html
24. Ord T. The many forms of hypercomputation//Balliol College, Oxford OX1 3BJ, UK
25. Anoprienko A., Svjatnyi V., Reuter A. Extended logical and numerical basis for computer simulation / Short Papers Proceedings of the 1997 European Simulation Multiconference ESM'97. Istanbul, June 1-4, 1997 - Istanbul, SCS, 1997, p. 23-26.
26. Anoprienko A. Interpretation of some artefacts as special simulation tools and environments / Short Papers Proceedings of the 1997 European Simulation Multiconference ESM'97. Istanbul, June 1-4, 1997 - Istanbul, SCS, 1997, p. 23-26.
27. Anoprienko A. Tetralogic and tetracodes: an effective method for information coding // 15th IMACS World Congress on Scientific Computation, Modelling and Applied Mathematics. Berlin, August 24-29, 1997. Vol. 4. Artificial Intelligence and Computer Science. - Berlin: Wissenschaft und Technik Verlag. - 1997. P. 751-754.
28. Hammer R., Hocks M., Kulisch U., Ratz D. Numerical toolbox for verified computing I: Basic numerical problems. – Berlin-Heidelberg: Springer, 1993.
29. Алефельд Г., Херцбергер Ю. Введение и интервальные вычисления. / Г. Алефельд и др., — М.:Мир, 1987. — 360 с.
30. Синьков М.В., Синькова Т.В., Федоренко А.В., Чапор А.А.
Нетрадиционная система остаточных классов и ее основоположник Акушский И. Я. // История вычислительной техники в лицах. – К.: КИТ, ПТОО «А.С.К.», 1995. С. 91–101
31. Стахов А.П. Коды золотой пропорции / М. Радио и связь 1984. - 151 с.
32. Стахов А.П. Компьютеры Фибоначчи и новая теория кодирования: история, теория , перспективы. Электронный журнал Таганрогского радиотехнического университета «Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы» №2 (18)/2004
33. Аноприенко А.Я., Гранковский В.А., Иваница С.В. Пример Румпа в контексте традиционных, интервальных и постбинарных вычислений // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия «Проблемы моделирования и автоматизации проектирования динамических систем» 2011). Выпуск 9 (179). — Донецк: ДонНТУ, 2011. С. 324-343.