научный журнал по математике Программирование ISSN: 0132-3474

САВИЦКИЙ В.О., СИДОРОВ Д.В. — 2013 г.

Статический анализ — популярный инструмент обнаружения уязвимостей, не выявляемых обычным тестированием. Основной проблемой при разработке статических анализаторов является быстродействие. В статье описаны методы ускорения работы такого анализатора: инкрементальный анализ, ленивый анализ и кэширование заголовочных файлов. Эти методы позволяют существенно ускорить поиск дефектов и делают возможным интеграцию статического анализа в среду разработки. Результатом является обнаружение дефектов на файле, редактируемом в Visual Studio, за время не более 0.5с, то есть практически на каждое нажатие клавиши. Это позволяет обнаруживать и исправлять критические уязвимости еще на стадии написания исходного кода.

ЯРЫГИНА А.С. — 2013 г.

Высокоуровневые запросы могут использоваться для описания сценариев сложной аналитической обработки в среде распределенных неоднородных информационных ресурсов. Одновременное резкое увеличение объемов и разнообразия типов данных, доступных для массовой обработки в информационных сетях, и ужесточение требований по времени их анализа, привело к необходимости пересмотра известных методов выполнения и оптимизации запросов. В обзоре рассматриваются подходы к выполнению и оптимизации высокоуровневых точных и приближенных запросов; обсуждаются открытые проблемы и возможные направления их решения.

АНТОНЕНКО В.А., СМЕЛЯНСКИЙ Р.Л. — 2013 г.

В данной статье предложен подход к моделированию Wide Area Network сетей для изучения динамики распространения вредоносного программного обеспечения и его влияния на загрузку сетевой инфраструктуры.

КОСТЕНЕЦКИЙ П.С., СОКОЛИНСКИЙ Л.Б. — 2013 г.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с моделированием и анализом иерархических многопроцессорных систем, ориентированных на приложения баз данных. Приводятся требования к модели параллельной системы баз данных. Дается обзор и сравнительный анализ известных моделей параллельных систем баз данных. Предлагается новая модель многопроцессорных систем баз данных DMM (Database Multiprocessor Model), позволяющая моделировать и исследовать произвольные иерархические многопроцессорные конфигурации в контексте приложений баз данных класса OLTP. Приводятся примеры использования модели DMM для имитационного моделирования приложений параллельных систем баз данных для многопроцессорных систем.

ГЕРДТ В.П., ПРОКОПЕНЯ А.Н. — 2013 г.

В статье обсуждается проблема моделирования квантовой коррекции ошибок с помощью кодов, исправляющих ошибки. Представлены конкретные примеры исправления ошибок с помощью квантовых схем, построенных и смоделированных с помощью пакета "QuantumCircuit", написанного на языке системы компьютерной алгебры Mathematica.

ВАСЕНИН В.А., КРИВЧИКОВ М.А. — 2013 г.

Динамическое параллельное исполнение позволяет эффективно адаптировать программы для их выполнения в вычислительной среде параллельной архитектуры. В настоящей статье представлена формальная модель динамического параллельного исполнения программ без побочных эффектов. Для модели доказывается свойство, гарантирующее корректность параллельного исполнения.

СМЕЛЯНСКИЙ Р.Л. — 2013 г.

В работе изложена математическая модель динамики функционирования распределенных вычислительных систем. Эта модель описывает функционирование как программного, так и аппаратного обеспечения. Она может служить теоретической основой для решения задач анализа производительности, надежности, согласованности, корректности функционирования, синтеза архитектуры РВС.

ДЖЕФФРИ Д.Д., РИЧ А.Д., ХОУ И., ХУ Х. — 2013 г.

Рассказывается о проекте разработки системы правил переписывания термов для неопределенного интегрирования. Описывается модуль для подынтегральных выражений, содержащих тангенс.

ПАРАМОНОВ С.В. — 2013 г.

Доказывается алгоритмическая неразрешимость задачи распознавания существования решений в виде рациональных функций для имеющих полиномиальные коэффициенты линейных однородных уравнений с частными производными или разностями.

ГЕРДТ В.П., ХОШЕМИ А. — 2013 г.

Как было экспериментально продемонстированно Фожером, его алгоритм F 5 является самым быстрым среди алгоритмов вычисления базисов Грёбнера. Вычислительная эффективность F 5 обусловлена не только использованием линейной алгебры но и применением авторского критерия F5 для выявления бесполезных нулевых редукций. На конференции ISSAC 2010 Гао, Гуан и Вольны представили G 2V, вариант алгоритма F 5, который является более простым по своей структуре, чем оригинальная версия алгоритма. Однако инкрементальная структура G 2V, используемая в алгритме для применения критерияF 5 является серьезным препятствием для использования второго критерия Бухбергера. В настоящей работе представлена модификация алгоритма G 2V позволяющая использовать оба критерия Бухбергера. Для экспериментального анализа вычислительного эффекта от предложенной модификации мы реализовали модифицированный алгоритм на языке

ПОДЛОВЧЕНКО Р.И. — 2013 г.

Алгебраические модели программ предназначены для исследования семантических свойств программ на их моделях схемах программ. В статье изложены концепции их построения, и рассмотрен класс моделей, аппроксимирующих реальные последовательные программы. Построены алгоритмы, распознающие эквивалентность схем программ в моделях данного класса с приемлемой на практике сложностью. Установлена пригодность этих алгоритмов для построения эквивалентных преобразований схем программ.

СКОПИН И.Н., ТРИБИС Д.Ю. — 2013 г.

Приводятся результаты численных экспериментов решения массовых задач определения принадлежности множества точек множеству произвольных фигур, составляющих покрытие области, либо пересекающихся друг с другом в пространствах произвольной размерности. Задачи решаются методами геометрической информатики с использованием графических ускорителей. Сравнение предлагаемого решения с использованием наиболее быстрого из классических алгоритмов показывает, что на ряде задач получаемые ускорения расчетов могут достигать от 6 до 700 раз. В качестве модельной задачи выбрана геофизическая модель земли и построение расчетных сеток для последующих численных геофизических расчетов. Подобные задачи типичны для любых численных экспериментов, геометрического моделирования, там где используются покрытия, триангулированные оболочки или решаются задачи рендеринга.

МАРЧЕНКОВ С.С. — 2013 г.

На основе ограниченной монотонной рекурсии определен класс BMR словарных функций над алфавитом {1, 2}. Введен новый тип вычислительного устройства — многоголовочный нестирающий автомат с выходом (МГ-автомат). Доказано, что класс BMR совпадает с классом МИЛ словарных функций, вычислимых на МГ-автоматах за полиномиальное время. Приведены многочисленные примеры словарных функций из класса BMR.

ШЕМЯКОВА Е.С. — 2013 г.

Статья содержит описание пакета LPDO, предназначенного для работы с линейными операторами с частными производными с символьными коэффициентами в системе компьютерной алгебры МАРЬЕ. Помимо базовых процедур (создания операторов, получения, изменения и различных упрощений их коэффициентов, а также алгебраических операций с ними) реализованы порождающие системы калибровочных инвариантов для отдельных операторов и пар операторов, метод преобразований Лапласа (не связан с интегральным методом Лапласа), процедуры, возвращающие необходимые и достаточные условия разложения операторов третьего порядка на плоскости в композиции операторов того или иного вида через инварианты, и несколько процедур, связанных с преобразованиями Дарбу.

ЯНОВИЧ Д.А. — 2013 г.

Представлен обзор алгоритма и собственная эффективная реализация параллельного вычисления инволютивных базисов и базисов Грёбнера при помощи модулярных операций. Рассмотрены проблемы, возникающие при вычислениях по модулю и восстановления базиса с коэффициентами из Z по его модулярным образам, указаны некоторые способы их избежать.

АВЕТИСЯН А.И., КОШЕЛЕВ В.К., КУДРЯВЦЕВ А.О. — 2013 г.

В данной работе изучаются перспективы применения технологий виртуализации в области высокопроизводительных вычислений на платформе х64. Рассматриваются основные причины падения производительности при запуске параллельных программ в виртуальной среде. Подробно рассматриваются системы виртуализации KVM/QEMU и Palacios, в качестве тестовых пакетов используются НРС Challenge и NAS Parallel Benchmarks. Тестирование выполняется на современном вычислительном кластере, построенном на базе высокоскоростной сети Infiniband. Результаты проведенного исследования в целом показывают целесообразность применения виртуализации для большого класса высокопроизводительных приложений. Доводка рассматриваемых систем виртуализации позволила снизить накладные расходы с 10-60% до 1-5% на большинстве тестов пакетов НРС Challenge и NAS Parallel Benchmarks. Основными „узкими местами" систем виртуализации являются уменьшенная производительность системы памяти (критично только для узкого класса " ком которого становятся основная ОС и гипервизор. Шум может оказывать негативное влияние " ми коммуникациями небольшого объема). При увеличении числа узлов в системе влияние шума существенно усиливается.

НОВИКОВ Е.М. — 2013 г.

Данная статья описывает подход к реализации аспектно-ориентированного программирования (АОП) для языка программирования Си. Излагаются традиционные средства АОП для различных языков программирования, и показывается, как особенности языка Си и процесса сборки программ на данном языке влияют на реализацию АОП. Далее рассматриваются дополнительные требования, которые накладывает практическое применение реализации АОП для программ на языке Си. Приводится описание существующих решений и анализируется возможность их использования. В статье описывается инструмент, реализующий предложенный подход, и демонстрируются возможности его применения

БАХМУРОВ А.Г., СМЕЛЯНСКИЙ Р.Л. — 2013 г.

Распределенные встроенные системы реального времени (РВС РВ) относятся к числу сложных в разработке и ответственных в эксплуатации объектов. Задачи инструментальной поддержки и автоматизации разработки РВС РВ остаются актуальными, несмотря на сорок лет исследований. В данной статье уточнено понятие РВС РВ. Рассмотрены недостатки традиционных подходов к проектированию РВС РВ, сформулирован модельно-ориентированный подход к проектированию. Выдвинута концепция инструментальной среды, поддерживающий этот подход. Сформулированы основные задачи, которые должны быть решены для построения такой среды. Описано современное состояние дел в области решения указанных задач.

АБРАМОВ С.А., БОГОЛЮБСКАЯ А.А., РОСТОВЦЕВ В.А. — 2013 г.

Годовой отчет о работе научно-исследовательского семинара по компьютерной алгебре.

МАЛАШОНОК Н.А., РЫБАКОВ М.А. — 2013 г.

Приводится символьно-численный алгоритм получения решения системы обыкновенных линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами и составной правой частью. Алгоритм основан на применении преобразования Лапласа. Частью алгоритма является определение погрешности вычислений, достаточной для требуемой точности решения системы. Алгоритм эффективен для решения систем дифференциальных уравнений большого размера, позволяет выбирать методы решения алгебраической системы образа преобразования Лапласа в зависимости от ее типа, а тем самым оптимизировать эффективность решения исходной системы. Алгоритм входит в состав библиотеки алгоритмов системы Mathpar