bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
К оценке эффективности алгоритмов погодной маршрутизации
Authors: Коровкин М.В. , Погожев С.В. , Сотникова М.В. 
Published: December 2024

В статье рассмотрены общая постановка двух базовых задач погодной маршрутизации, предложены меры оценки эффективности алгоритмов их решения, не зависящие от особенностей их реализации. Построение оптимального маршрута предполагается осуществлять в несколько этапов: генерация начального множества допустимых маршрутов, их оптимизация, выбор лучшего маршрута в соответствии с выбранным критерием. Для первого этапа исследована возможность использования варианта алгоритма А* с учетом заданного времени плавания и изменения скорости хода судна. Дискретизацию пространства поиска для третьего измерения (времени) предлагается осуществлять за счет решения оптимизационной задачи о выборе заданной скорости хода на участке маршрута. В качестве иллюстрации возможностей трехмерной версии алгоритма приведены примеры расчетов нескольких маршрутов с оценкой его эффективности в сравнении с версией алгоритма, использующей постоянную скорость хода в качестве параметра, для обоих типов задач. Показано, что возможность получения качественных экономичных маршрутов для трехмерной версии алгоритма достигается только при определенном выборе параметров, и характеризуется существенно большими вычислительными затратами. Для задачи о построении маршрутов с заданной длительностью трехмерная версия алгоритма обеспечивает лучшее качество маршрутов, но при этом также за счет роста вычислительных затрат.
The article discusses the general setting of two basic weather routing problems and proposes measures for evaluating the effectiveness of algorithms for solving them, which are independent of the peculiarities of their implementation. The construction of the optimal route is intended to be carried out in several stages: generation of the initial set of allowable routes, their optimization, and selection of the best route according to the chosen criterion. For the first stage, the possibility of using the variant of the A* algorithm was studied, taking into account the specified sailing time and changing the speed of the vessel. It is proposed to discretize the search space for the third dimension (time) by solving the optimization problem of choosing a set speed on a route section. As an illustration of the capabilities of the three-dimensional version of the algorithm, examples of calculations of several routes with an assessment of its effectiveness are given in comparison with the version of the algorithm that uses a constant travel speed as a parameter for both types of problems. It is shown that the possibility of obtaining high-quality economical routes for the three-dimensional version of the algorithm is achieved only with a certain choice of parameters, and is characterized by significantly higher computational costs. For the problem of constructing routes with a given length, a three-dimensional version of the algorithm provides better route quality, but also due to increased computational costs.
Сбор профильной информации с помощью трасс исполнения приложения для статической оптимизирующей бинарной трансляции
Authors: Лисицын С.А. 
Published: December 2024

Статическая бинарная оптимизация – один из способов ускорить исполняемый файл без исходного кода. Данная технология применяется в бинарном оптимизаторе BOLT (Binary Optimization and Layout Tool), требующий для своей работы профиль с информацией о взятых и информацией о не предсказанных переходах, которую на x86 архитектуре можно получить из аппаратной очереди LBR (Last Branch Record). Эта информация необходима ему для перекомпоновки кода, благодаря которой уменьшается количество промахов по инструкционному кэшу и буферу ассоциативной трансляции инструкций. В результате проделанной оптимизации удалось ускорить работу серверных приложений на 8.0% работающих на x86 архитектурах. На применение данной оптимизации на ARM архитектуре есть ограничения, связанные с частым отсутствием возможности получить профильную информацию с помощью аппаратных средств. В данной статье описываются разработанные методы и инструменты, позволяющие получить профильную информацию с помощью трассы исполнения приложения. Процесс сбора трассы реализован с помощью динамической бинарной инструментации. В статье описан алгоритм восстановления профильной информации с применением модели предсказателя перехода. Также описываются реализованные изменения BOLT для расширенной поддержки ARM архитектуры. В результате работы удалось достичь целевых показателей прироста производительности на синтетических тестах и тестовых наборах.
Static binary optimization is one of the ways to speed up an executable file without source code. This technology is used in the BOLT (Binary Optimization and Layout Tool), which requires a profile with information about taken and information about not predicted transitions for its work, which can be obtained from the LBR (Last Branch Record) hardware queue on the x86 architecture. This information is necessary for the BOLT in order to relocate the code, that reduces the number of misses on the instruction cache and the buffer of associative translation of instructions. As a result of the optimization, it was possible to speed up the work of server applications by 8.0% running on x86 architectures. There are limitations on the use of this optimization on the ARM architecture due to the frequent lack of the ability to obtain profile information using hardware. This article describes the developed methods and tools that allow us to obtain profile information using the application execution route. The process of collecting the trace is implemented using dynamic binary instrumentation. The article describes an algorithm for restoring profile information using a branch predictor model. The implemented BOLT changes for extended ARM architecture support are also described. As a result of the work, it was possible to achieve performance growth targets on synthetic tests and benchmarks.
Моделирование однородной системы передачи данных облегчённого резервирования
Authors: Уанкпо Г.Ж.К. 
Published: December 2024

В данной работе мы рассматриваем математическую модель восстанавливаемой резервированной системы передачи данных как модель замкнутой однородной системы облегчённого резервирования с одним ремонтным устройством, с экспоненциальной функцией распределения времени безотказной работы и произвольной функцией распределения времени ремонта её элементов. Используя метод дополнительных переменных и метод вариации постоянной с помощью Марковского процесса, были получены ясные аналитические выражения для стационарных вероятностей состояний системы и стационарной вероятности безотказной работы системы. Полученные формулы показали наличие явной зависимости этих характеристик от типов функций распределения времени восстановления элементов системы. Однако численные исследования и анализ построенных графиков показали, что эта зависимость становится исчезающе малой при «быстром» восстановлении элементов системы.
In this paper, we consider the mathematical model of the repaired data transmission system as a model of a closed homogeneous warm-standby system with one repair device, with an arbitrary number of data sources with an exponential distribution function of uptime and an arbitrary distribution function of the repair time of its elements. Using the method of additional variables and the method of variation of the constant with the help of the Markov process, explicit analytical expressions were obtained for the steady-state probabilities of the system states and the steady-state probability of failure-free operation of the system. The obtained formulas showed the presence of an explicit dependence of these characteristics on the types of distribution functions of the repair time of the system elements. However, numerical studies and analysis of the plotted graphs have shown that this dependence becomes vanishingly small with a "fast" recovery of system elements.
Подготовка ИТ-специалистов в условиях глобальной цифровой трансформации. Концепция автоматизированного управления профилями компетенций в образовательных программах будущего
Authors: Белов М.А. , Гришко С.И. , Черемисина Е.Н. , Токарева Н.А. 
Published: December 2024

В статье проведён анализ влияния глобальной цифровой трансформации на развитие и совершенствование методов и технологий подготовки ИТ-специалистов, сформулированы ключевые аспекты стратегии высокотехнологичного обучения квалифицированных и востребованных ИТ-профессионалов, обладающих сложными знаниями, умениями и навыками на основе интеграции задачно-ориентированного подхода и платформенного мышления в рамках парадигмы проектно-деятельностного образования. В статье предложена концепция автоматического управления профилями компетенций с использованием искусственного интеллекта для непрерывной актуализации учебных курсов и поддержания соответствия образовательных программ потребностям рынка труда, а для выполнения практических заданий предлагается использовать виртуальную компьютерную лабораторию, построенную на принципах самоорганизации для получения первичного практического опыта работы со сложными программно-технологическими решениями. Такой методический и технологический опыт призван не только повысить мотивацию учащихся за счёт свободы технического творчества с применением любого доступного программного обеспечения, но и благодаря отслеживанию паттернов обучения, сканированию интереса к тематике, формированию индивидуальных образовательных траекторий осуществить переход от индивидуальных педагогических теорий к новым формам обучения, которые базируются на статистически подтвержденной результативности для стимулирования более быстрого достижения образовательных целей и ускорения получения отдачи от прилагаемых усилий учащегося.
The paper analyzes the impact of global digital transformation on the improvement of methods and technologies for training IT professionals, formulates the key aspects of the strategy for high-tech training of qualified and in-demand IT professionals with complex knowledge, skills based on the integration of a task-oriented approach and platform thinking. The article proposes the concept of automatic management of competency profiles using artificial intelligence for continuous development of training courses and maintaining the compliance of educational programs with the needs of the labor market. To carry out practical tasks, it is proposed to use a virtual computer lab, built on the principles of self-organization to obtain primary practical experience in working with complex software solutions. Such methodological and technological experience is designed not only to increase the motivation of students through the freedom of technical creativity using any available software, but also through the tracking of learning patterns, scanning interest in topics, forming individual learning paths, to make the transition from individual pedagogical theories to new forms of training, which are based on statistically proven KPI to stimulate faster achievement of educational goals and accelerate the return on student efforts.
Информационно-психологическое моделирование основных компонентов инженерного мышления и способы их формирования
Authors: Корчажкина О.М. 
Published: December 2024

В статье предложен алгоритм информационно-психологического моделирования основных компонентов инженерного мышления в условиях конвергенции дисциплин естественно-математического цикла, информатики, информационных и материальных технологий, который позволяет применять методологические основы регуляции деятельности к практике формирования базовых компонентов инженерной культуры учащихся средней школы. Алгоритм базируется на информационном подходе с ориентацией на ментальный опыт учащихся, приобретаемый ими в процессе решения творческих инженерных задач согласно методологии ТРИЗ. На основе проведённого исследования установлено, что процедура «мягкого» моделирования, как разновидности когнитивного способа построения образовательных моделей, позволяет выявить общие тенденции формирования и развития естественно-научного и проектно-конструкторского мышления старшеклассников. Полученные результаты могут найти применение при изучении проблем концептуального моделирования различных сторон интеллектуальной деятельности человека.
The article focuses on an algorithm for modelling the main components of engineering thinking in the context of the convergence that the disciplines of the natural-and-mathematical cycle, computer science, information and material technologies gain. The algorithm makes it possible apply the methodological foundations of activity regulation to the practice of forming the principal components of secondary school students’ engineering culture. The procedure is based on the information approach with an emphasis on the students’ mental experience, which they acquire while solving creative engineering problems according to the TRIZ methodology. Grounded on the study worked out, it is established that the procedure of “soft” modelling, as a kind of the cognitive method of building educational models, reveals general trends in the way to form and develop high school students’ natural science-and-design thinking. The tools proposed in the article can use the obtained results when study the tasks of conceptual modelling of various aspects of human intellectual activity.
Преподавание программирования в условиях пандемии COVID-19: обобщения опыта
Authors: Зорина Н.В. , Литвинов В.В. 
Published: December 2024

В статье описывается опыт преподавания дисциплины «Программирование на языке Java» в условиях пандемии COVID-19. Учебные предметы, связанные с программированием, традиционно предполагают в учебном плане большое количества часов для организации контактной работы преподавателя со студентами, изучающими данный предмет. Ввод дисциплины «Программирование на языке Java» в учебный план совпал с началом пандемии, в связи с этим необходимо было выбрать средства и технологии для. коммуникации преподавателей со студентами. В течение 2020-2021 учебного года и в зимнем семестре 2021-2022 учебного года данная дисциплина преподавалась как смешанном, так и в дистанционном форматах. Нами был накоплен как педагогический опыт работы в условиях пандемии, так и опыт использования новых ИТ технологий в образовании для обучения программированию. В статье дан обзор ИТ технологий и сервисов для организации онлайн взаимодействия с обучаемыми, описываются апробированные лично нами технологии, их достоинства и недостатки, ставятся исследовательские вопросы, связанные с качеством преподавания дисциплин, связанных с программированием в условиях смешанного и дистанционного обучения и делаются выводы о путях их усовершенствования.
The article describes the experience of teaching the discipline "Java Programming" in the context of the COVID-19 pandemic. Academic subjects related to programming traditionally involve a large number of hours in the curriculum for organizing the teacher's contact work with students studying this subject. The introduction of the Java Programming discipline into the curriculum coincided with the beginning of the pandemic, and therefore it was necessary to choose means and technologies for synchronous interaction of teachers with students. During the 2020-2021 academic year and in the winter semester of the 2021-2022 academic year, this discipline was taught both in a mixed and distance form. We have accumulated both pedagogical experience of working in the conditions of a pandemic, and experience of using new IT technologies in education for teaching programming. The article provides an overview of IT technologies and services for organizing online interaction with trainees, describes the technologies tested by us personally, their advantages and disadvantages, raises research questions related to the quality of teaching disciplines related to programming in conditions of mixed and distance learning and draws conclusions about ways to improve them.
Один метод построения циклов в графе
Authors: Емельченков Е.П. , Мунерман В.И. , Мунерман Д.В. , Самойлова Т.А. 
Published: December 2024

Задачи нахождения циклов в графе – неотъемлемая составная часть геоинформационных, логистических, и навигационных информационных систем. Задачи нахождения гамильтоновых и эйлеровых циклов, задача коммивояжера настолько важны в современных информационных системах, обеспечивающих решение задач в различных предметных областях от традиционных транспортных до научных проблем в химии и биологии, что этому посвящено большое число публикаций. Современная особенность задач нахождения циклов в графе заключается в необходимости обработки больших и сверхбольших данных (Big Data). Методы, которые дают точное решение, сводятся к алгоритмам с экспоненциальной вычислительной сложностью. Для уменьшения сложности предлагаются эвристические методы, например, генетические алгоритмы. Предложен многомерно-матричный подход к обработке больших графов, ориентированный на построение всех возможных циклов независимо от способа вычисления их свойств (например, стоимости, гамильтоновости и прочих). Этот подход обеспечивает эффективное распараллеливание алгоритмов построения всех циклов и использование технологии in database для построения всех циклов, что возможно в силу изоморфизма алгебры многомерных матриц и реляционной алгебры для рассматриваемого класса задач.
The problem of finding cycles in a graph is an integral part of geoinformation, logistic, and navigation information systems. The problems of finding Hamiltonian and Euler cycles, the traveling salesman problem are so important in modern information systems that provide solutions to problems in various subject areas from traditional transport to scientific problems in chemistry and biology that a large number of publications are devoted to this. A modern feature of the tasks of finding cycles in a graph is the need to process large and super-large data (Big Data). Methods that give an exact solution are reduced to algorithms with exponential computational complexity. To reduce complexity, heuristic methods are proposed, for example, genetic algorithms. A multidimensional matrix approach to the processing of large graphs is proposed, focused on constructing all possible cycles, regardless of the method for calculating their properties (for example, cost, Hamiltonianity, and others). This approach provides efficient parallelization of algorithms for constructing all loops and the use of in database technology for constructing all loops, which is possible due to the isomorphism of the algebra of multidimensional matrices and relational algebra for the class of problems under consideration.
Оценка эффективности последовательного комплексирования сигналов
Authors: Горин А.В. 
Published: December 2024

В статье рассмотрено моделирование и оценка эффективности последовательного комплексирования сигналов неравноточных информационных систем, измеряющих истинный сигнал. Сигналы информационных систем моделировались как гармонический сигнал с аддитивным гауссовым шумом, а сам процесс моделирования как последовательность операций: генерация истинного сигнала, измерение его информационной системой, получение от информационной системы сигналов, которые поступают на первый блок комплексирования, и оптимальное комплексирование во втором блоке. Первый блок комплексирования представляет собой алгоритм вычисления весов сигналов информационных систем, которые учитывают и как само качество сигналов (точность измерения истинного сигнала), так и качество самих информационных систем, что обусловлено изначальной неравной точностью последних. Второй блок комплексирования является оптимальным алгоритмом обработки взвешенных в первом блоке сигналов, использующим метод наименьших квадратов для получения итого комплексированного сигнала. Поскольку процесс измерения величины носит статистический характер, для оценки эффективности было проведено моделирование 1000 реализаций измерения. Моделирования показало эффективность предлагаемого подхода: если точность комплексированного сигнала после первого блока колеблется около 30%, то выигрыш от использования еще и оптимального комплексирования позволяет повысить выигрыш в среднем до 82.
The article deals with modeling and evaluating the effectiveness of sequential integration of signals from unequal information systems that measure the true signal. The signals of information systems were modeled as a harmonic signal with additive Gaussian noise, and the modeling process itself as a sequence of operations: generating a true signal, measuring it by an information system, receiving signals from the information system that go to the first fusion block, and optimal integration in the second fusion block. The first fusion block is an algorithm for calculating the weights of information systems signals, which take into account both the signal quality itself (the accuracy of measuring the true signal) and the quality of the information systems themselves, which is due to the initial unequal accuracy of the latter. The second fusion block is an optimal algorithm for processing the signals weighted in the first block, using the least squares method to obtain the total signal fusion. Since the process of measuring a quantity is of a statistical nature, 1000 realizations of measurement were simulated to evaluate the effectiveness. Modeling has shown the effectiveness of the proposed approach: if the accuracy of the fusioned signal after the first block fluctuates about 30%, then the gain from using also the optimal fusion allows increasing the gain on average to 82.