| ПРО АВТОРА | БIОГРАФIЯ | РЕФЕРАТ |
Реферат за темою випускної роботи
Розробка та дослiдження монокодових i постбiнарних модулiв клiєнтської частини порталу моделювання ДонНТУ
Вступ
Кінець 20 століття - це період якісних змін як у сфері комп'ютерний технологій, так і в розвитку логічних основ. Останнім часом у розвитку комп'ютерного моделювання та представлення знань виникає все більше нових можливостей. Однією і таких можливостей є перехід від двовимірного логічного простору до багатовимірному [1]. Таким чином, можна говорити про постбінарнi обчисленнях і постбінарну логіку. Однією з таких логік є тетралогіка. У 1976 роцi англійський математик М. Белнап вперше запропонував її використання для вирішення проблеми появи суперечливої інформації при надходженні даних з різних незалежних джерел.
У рамках представленої магістерської роботи проводиться дослідження, подальша розробка існуючих і створення нових монокодових і постбінарних модулів порталу моделювання ДонНТУ. Розглядається проектування процесора, заснованого на арифметичних обчисленнях, які базуються на принципах тетралогікі.
Актуальність теми
Стрімке збільшення обсягів обчислень в процесі дослідження, моделювання та проектування складних i динамiчних систем в даний час призводить до ще більшої актуальності контролю достовірності і точності результатi динамiчнихв обчислювальних процесів. Відомо, що подібного роду помилки в обчисленнях стають причиною техногенних катастроф, хоча, здебільшого, вони залишаються непоміченими, істотно спотворюючи результат [34].
Можливостей класичної двійкової логіки при все зростаючій складності і масштабі обчислювальних завдань не завжди достатньо для точної інтерпретації їх результату [1]. Останнім часом одним з найпростіших шляхів зменшування до мінімуму даної проблеми є розширення розрядності обчислень. Однак так званий приклад Румпа показує, що цей шлях рішення не є оптимальним.
Поняття постбінарного комп'ютингу в цьому світлі набуває обгрунтованістi. Крім того, актуальним це стає у контексті інтенсивного розвитку неогеографії. А це значить, що «мова йде як про подальший розвиток арифметико-логічних основ сучасного комп'ютингу, так і формування нової інфраструктури, орієнтованої на сучасні досягнення мережевих комп'ютерних технологій» [4].
Таким чином, розробка наочної, простої у застосуванні і розумінні клієнтської частини порталу з її монокодовимі і постбінарнимі модулями, проектуванні процесора, заснованого на арифметичних обчисленнях, є дуже актуальними.
Наукова значимість роботи
Дослідження застосування постбінарних принципів у комп'ютерних обчисленнях - новий науковий напрям, розвиток якого обгрунтованй тим, що в даний час достовірність даних, отриманих у результаті обчислювальних завдань, вимагає все більшої уваги, так як сучасні суперкомп'ютери подолали «петафлопсний» рубіж [2, 3].
Практична цінність результатів роботи
Практична цінність даної роботи полягає у тому, що розроблені методи і алгоритми дозволять контролювати точність отриманих результатів комп'ютерних обчислень.
Огляд досліджень по темі в ДонНТУ
На даний момент в ДонНТУ основне дослідження з цієї теми проводять професор Анопрієнко О.Я., а також аспіранти: Іванiцa С.В. і Конопльова А. П. Написано безліч статей на тему постбінарному комп'ютинга [3, 4, 6], тетралогіцi та тетракодам [9], кодо-логічного базису [1], розподіленим моделюючим середовищах [13], когнітивному моделюванню, клітинним автоматам [10-12] та інше. Крім того, видана книга по молодому науковому напрямку - археомоделювання [5]. Також дослідження в області еволюційних обчислень веде д.т.н., проф. Скобцов Ю.А. Основні теоретичні матеріали та методи з даної теми представлені у книзі [14].
Деякі результати досліджень з багатовимірного кодо-логічного базису були вперше представлені в англомовному інформаційному просторі: міжнароднiй конференції з моделювання у Стамбулі [25, 26] і міжнародному конгресі з наукових обчислень, моделювання та прикладної математики у Берліні [27].
Магістром Новаком Антоном Вікторовичем розроблений портал моделювання http://sim.donntu.ru (рисунок 1). На ньому представлені різні розділи моделювання, такі як археомоделювання [5], моделювання клітинних автоматiв [6], моделювання міської інфраструктури [7], паралельне і розподілене моделювання [8].
Також в ДонНТУ магістром Самойловою Т.О. у рамках дипломного проекту на тему «Комп'ютерна реконструкція монокодових обчислювальних моделей» досліджувалися монокодовi обчислювальнi моделi. Розроблено моделі артефактів: Мальтінска пластина, Фестський диск, Археопланетарій, Стоунхендж. Ці моделі демонструють поняття монологіка і монокод. [5]. Один з розроблених модулів представлен на рисунку 2.
Магістром ДонНТУ Хвіщуком М.В. проводились дослідження за темою «Клієнтська частина системи керування Web контентом » Вона розглядалась як швидкодіюча система для інформаційних порталів. Магістром Слободяном С.В. в роботі «Управління контентом для системи сайтів» був проведений аналіз існуючих CMS, виділено їх переваги та недоліки. Розглянуто доцільність застосування CMS для різних типів сайтів.
Огляд досліджень за темою в Україні
З досліджень в Україні можна виділити Дослідження д.т.н., проф. Каргіна А.А. у галузі інтелектуальніх машин. Застосування методів штучного інтелекту в управлінні представлено в книзі «Введення в Інтелектуальні машини» [15].
Ідеї перспектівності досліджень в області непозіційної системи залишкових класів для створення нових обчіслювальніх засобів розглядаються авторами Сіньковою М.В., Сіньковою Т.В., Федоренко А.В., Чапора А.А. у статті [30].
Застосування «золотого січення» в елементарнiй математицi i комп'ютернiй науцi вівчає професор Стахов О.П. Свої iдеї вiн виклав у книзі [31], таких статтях, як [32]. Темі «золотого січення» присвячений окремий інтернет-ресурс, створений Стахановим А.П. [33].
Огляд досліджень за темою в світі
У зв'язку з тим, що даний напрямок у науці є новим, у світі не так багато його досліджень. Серед них можна виділити наступні.
Автором першої роботи по багатозначнiй лозіцi є Д. А. Бочвар, який (незалежно від Я. Лукасевича і Е. Посту) створив апарат тризначної логіки В3, спочатку придатний для прикладних цілей [23].
Доктор філософських наук А.С. Карпенко у своїх статтях [17 - 22] проводить дослiдження в області логіки: прямий зв'язок між логікою і простими числами, релевантна логіка та інше. Особливо слід відзначити монографію «Багатозначні логіки. Логіка і комп'ютер» [20], в якій автор наводить масу нових теоретичних результатів.
Дослідження в області гіперобчислень проводиться в Англії Toby Ord. У статті [24] пропонуються різні реалізації гіпермашини, розглядаючи ресурси, які вони вимагають та їх можливості.
Сучасну комп'ютерну арифметику можна зробити більш «інтелектуальної» шляхом нових засобів і методів апаратно-програмної підтримки. Наприклад, у роботі [28, с.9-10] висловлена можливість створення в арифметичному пристрої (або моделювання за допомогою програмних засобів) спеціального регістра з фіксованою точкою, що покриває своєю розрядністю весь діапазон чисел з плаваючою точкою [3].
Ідея про побудову машинної інтервальної арифметики [3], в якій інтервали видаються у вигляді комп'ютерних континуальних об'єктів і відкривають для чисельного аналізу абсолютно нову перспективу, представлені в роботі [29].
Основні результати
До результатів даної роботи відноситься модернізація клієнтської частини порталу моделювання, а саме монокодових модулів для розділу «Археомоделювання» таких як «Мальтінская пластина», і створення постбінарних моделей, які наочно пояснюють принцип застосування тетракодів для контролю значущості результату арифметичних операцій, а також можливості побудови в майбутньому процесорів на їх основі.
Заключення
Дана тема магістерської роботи є новою та актуальною на момент її написання. Усі поставлені цілі і завдання успішно досягнуті.
Література
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.