Investigación de un modelo de sistema no determinista multiproceso

Managing the systems which behaviour is non-deterministic is one of the most important problems in modern management theory. Today, systems with structural and behavioural complexity are prevalent in all areas of human activity, and therefore, their research is of the utmost importance. Such systems, as opposed to deterministic systems, are called non-deterministic. They are characterised by difficult predictable behaviour determined both by external random influences, and within the systems themselves. A clear example of a non-deterministic system is crowds of people, factories, and computer networks and systems. The problem of non-deterministic behaviour directly within the context of professional activities can be seen using an example of building syntactic analysers. The aim of the paper is to design a class of systems oriented towards supporting elements of a discrete event model. The target of research is to simulate discrete event models. The subject of research is a creation of a discrete event model based on the behaviour of an undetermined finite state automaton. During the preparation of the paper, there was developed and practically implemented an algorithm for the application, which materializes the principle of working with threads. The results obtained in the paper are aimed at solving the problem of parallel data processing based on the parallelism of NFA's (non-deterministic finite automaton) behaviour when reading the input string characters. As a result, this should have a positive impact on the regulation of the simulation processes of a non-deterministic system, increasing its efficiency and stability. In conclusion, the algorithm of the application work is disclosed and conclusions about the effectiveness and efficiency of its development are drawn.La gestión de sistemas cuyo comportamiento no es determinista es uno de los problemas más importantes de la teoría de la gestión moderna. Hoy en día, los sistemas con complejidad estructural y de comportamiento prevalecen en todas las áreas de la actividad humana y, por lo tanto, su investigación es de suma importancia. Tales sistemas, a diferencia de los sistemas deterministas, se denominan no deterministas. Se caracterizan por un comportamiento difícil de predecir, determinado tanto por influencias aleatorias externas como dentro de los propios sistemas. Un claro ejemplo de un sistema no determinista son las multitudes de personas, fábricas y redes y sistemas informáticos. El problema del comportamiento no determinista directamente en el contexto de las actividades profesionales puede verse utilizando un ejemplo de construcción de analizadores sintácticos. El objetivo del artículo es diseñar una clase de sistemas orientados a elementos de soporte de un modelo de eventos discretos. El objetivo de la investigación es simular modelos de eventos discretos. El tema de investigación es la creación de un modelo de evento discreto basado en el comportamiento de un autómata de estado finito indeterminado. Durante la preparación del trabajo, se desarrolló e implementó prácticamente un algoritmo para la aplicación, que materializa el principio de trabajar con hilos. Los resultados obtenidos en el artículo tienen como objetivo resolver el problema del procesamiento de datos en paralelo basado en el paralelismo del comportamiento de NFA (autómata finito no determinista) al leer los caracteres de la cadena de entrada. Como resultado, esto debería tener un impacto positivo en la regulación de los procesos de simulación de un sistema no determinista, aumentando su eficiencia y estabilidad. En conclusión, se divulga el algoritmo del trabajo de la aplicación y se extraen conclusiones sobre la efectividad y eficiencia de su desarrollo

Descomposición paralela de algoritmos de control para procesos computacionales basados en el uso de lógica autómata no determinista

The paper deals with the issues of decomposition of control algorithms for the processes in parallel computing systems and the use of automaton models. When designing parallel processing systems, an important task is the formal presentation of process control algorithms since they allow achieving a packaged solution to the problems of specification, development, implementation, verification, and analysis of complex control systems, including the control of interacting processes and resources in parallel computing systems. It is especially necessary to use formal methods to verify complex information processing systems by model testing. One of the methods for the formal description of control algorithms is based on the use for these purposes of the nondeterministic automaton (NDA) logic, which is a method that allows one to present control algorithms for information processing in the form of systems of canonical equations describing all particular events implemented in the algorithm. The advantage of such a language is that all transitions in the control system are described not in terms of system states, but in terms of particular events, the simultaneous existence of which determines all states and transitions in the system; this allows avoiding a "combinatorial explosion" in the state space to the possibilities of means verification. Purpose of the paper: research of control algorithms for parallel computing systems using the NDA apparatus. The development and research object is parallel decomposition of control algorithms for parallel computing systems using automatic models.El trabajo aborda los problemas de descomposición de algoritmos de control para los procesos en sistemas de computación paralelos y el uso de modelos de autómatas. A la hora de diseñar sistemas de procesamiento paralelo, una tarea importante es la presentación formal de los algoritmos de control de procesos, ya que permiten lograr una solución empaquetada a los problemas de especificación, desarrollo, implementación, verificación y análisis de sistemas de control complejos, incluyendo el control de los procesos que interactúan y recursos en sistemas informáticos paralelos. Es especialmente necesario utilizar métodos formales para verificar sistemas de procesamiento de información complejos mediante pruebas de modelos. Uno de los métodos para la descripción formal de los algoritmos de control se basa en el uso para estos fines de la lógica del autómata no determinista (NDA), que es un método que permite presentar algoritmos de control para el procesamiento de la información en forma de sistemas de ecuaciones canónicas. describiendo todos los eventos particulares implementados en el algoritmo. La ventaja de tal lenguaje es que todas las transiciones en el sistema de control se describen no en términos de estados del sistema, sino en términos de eventos particulares, cuya existencia simultánea determina todos los estados y transiciones en el sistema; esto permite evitar una "explosión combinatoria" en el espacio de estados a las posibilidades de verificación de medios. Objeto del trabajo: investigación de algoritmos de control para los procesos de sistemas informáticos paralelos utilizando el aparato NDA. El objeto de investigación y desarrollo es el proceso de descomposición en paralelo de algoritmos de control para sistemas de cómputo en paralelo utilizando modelos automáticos

Investigación de un modelo de sistema no determinista multiproceso

La gestión de sistemas cuyo comportamiento no es determinista es uno de los problemas más importantes de la teoría de la gestión moderna. Hoy en día, los sistemas con complejidad estructural y de comportamiento prevalecen en todas las áreas de la actividad humana y, por lo tanto, su investigación es de suma importancia. Tales sistemas, a diferencia de los sistemas deterministas, se denominan no deterministas. Se caracterizan por un comportamiento difícil de predecir, determinado tanto por influencias aleatorias externas como dentro de los propios sistemas. Un claro ejemplo de un sistema no determinista son las multitudes de personas, fábricas y redes y sistemas informáticos. El problema del comportamiento no determinista directamente en el contexto de las actividades profesionales puede verse utilizando un ejemplo de construcción de analizadores sintácticos. El objetivo del artículo es diseñaruna clase de sistemas orientados a elementos de soporte de un modelo de eventos discretos. El objetivo de la investigación es simular modelos de eventos discretos. El tema de investigación es la creación de un modelo de evento discreto basado en el comportamiento de un autómata de estado finito indeterminado. Durante la preparación del trabajo, se desarrolló e implementó prácticamente un algoritmo para la aplicación, que materializa el principio de trabajar con hilos. Los resultados obtenidos en el artículo tienen como objetivo resolver el problema del procesamiento de datos en paralelo basado en el paralelismo del comportamiento de NFA (autómata finito no determinista) al leer los caracteres de la cadena de entrada. Como resultado, esto debería tener un impacto positivo en la regulación de los procesos de simulación de un sistema no determinista, aumentando su eficiencia y estabilidad. En conclusión, se divulga el algoritmo del trabajo de la aplicación y se extraen conclusiones sobre la efectividad y eficiencia de su desarroll

Ejemplos de comportamiento para sintetizar modelos de autómatas mediante fórmulas temporales

The paper deals with researching and developing the methods that make it possible to account behaviour examples when synthesizing automaton models by temporal formulas. Definitions of the terms and concepts used in work are given; the problem of synthesizing automaton systems according to the specification in the form of temporal formulas and behaviour examples is formulated; a promising algorithm for reducing the problem of synthesizing automaton systems to the Boolean formula satisfiability problem is described; an analysis of the domain and other approaches is carried out. New methods of taking into account behaviour examples in the synthesis of automaton systems according to a specification given in the form of temporal formulas are proposed. Algorithms for constructing graphs of scripts and methods for dividing graphs into clusters are described; they are designed to increase the efficiency of representing behaviour examples used for coding the behaviour examples in the form of Boolean formulas. An experimental study of the proposed methods of accounting for behaviour examples and basic approaches to the presentation of behaviour examples is carried out. The experimental results showed the superiority of the newly developed methods regarding the presentation of scripts in the form of temporal formulas. In summary, the main conclusions of the work carried out are presented.El artículo aborda el tema de la investigación y desarrollo de métodos que permitan dar cuenta de ejemplos de comportamiento al sintetizar modelos de autómatas mediante fórmulas temporales. Se dan definiciones de los términos y conceptos utilizados en el trabajo; se formula el problema de sintetizar sistemas de autómatas según la especificación en forma de fórmulas temporales y ejemplos de comportamiento; se describe un algoritmo prometedor para reducir el problema de sintetizar sistemas de autómatas al problema de satisfacibilidad de la fórmula booleana; Se realiza un análisis del dominio y otros enfoques. Se proponen nuevos métodos para tener en cuenta ejemplos de comportamiento en la síntesis de sistemas de autómatas según una especificación dada en forma de fórmulas temporales. Se describen algoritmos para construir gráficos de scripts y métodos para dividir gráficos en grupos; están diseñados para aumentar la eficiencia de la representación de ejemplos de comportamiento utilizados para codificar los ejemplos de comportamiento en forma de fórmulas booleanas. Se lleva a cabo un estudio experimental de los métodos propuestos para dar cuenta de ejemplos de comportamiento y enfoques básicos para la presentación de ejemplos de comportamiento. Los resultados experimentales mostraron la superioridad de los métodos recientemente desarrollados con respecto a la presentación de guiones en forma de fórmulas temporales. En resumen, se presentan las principales conclusiones del trabajo realizado

Simulación del sistema de estabilización de altitud de vuelo en quadcopter

Recientemente, los vehículos aéreos no tripulados han sido una parte importante de la investigación científica en varios campos. Quadrocopter es un vehículo aéreo no tripulado con cuatro rotores, dos de los cuales giran en sentido horario y los otros dos en sentido antihorario. Cambiar la velocidad de rotación del tornillo le permite controlar el movimiento del aparato. El artículo propuso y probó un modelo matemático de un quadcopter. Presentaron el desarrollo de un algoritmo de control simple que permite estabilizar la altura y la posición angular. Los resultados de la investigación muestran la eficiencia del algoritmo y la posibilidad de su implementación práctica. El modelo matemático desarrollado se puede utilizar en lugar de un cuadricóptero real, lo que reducirá significativamente el tiempo durante la investigación, además de evitar el daño del cuadricóptero, reduciendo el número de lanzamientos

Simulación del sistema de estabilización de altitud de vuelo en quadcopter

Recently, unmanned aerial vehicles have been an important part of scientific research in various fields. Quadrocopter is an unmanned aerial vehicle with four rotors, two of which rotate clockwise, the other two counterclockwise. Changing the speed of screw rotation allows you to control the movement of the apparatus. The article proposed and tested a mathematical model of a quadcopter. They presented the development of a simple control algorithm that allows to stabilize the height and angular position. The research results show the efficiency of the algorithm and the possibility of its practical implementation. The developed mathematical model can be used instead of a real quadcopter, which will significantly reduce the time during research, as well as avoid the quadrocopter damage, reducing the number of launches.Recientemente, los vehículos aéreos no tripulados han sido una parte importante de la investigación científica en varios campos. Quadrocopter es un vehículo aéreo no tripulado con cuatro rotores, dos de los cuales giran en sentido horario y los otros dos en sentido antihorario. Cambiar la velocidad de rotación del tornillo le permite controlar el movimiento del aparato. El artículo propuso y probó un modelo matemático de un quadcopter. Presentaron el desarrollo de un algoritmo de control simple que permite estabilizar la altura y la posición angular. Los resultados de la investigación muestran la eficiencia del algoritmo y la posibilidad de su implementación práctica. El modelo matemático desarrollado se puede utilizar en lugar de un cuadricóptero real, lo que reducirá significativamente el tiempo durante la investigación, además de evitar el daño del cuadricóptero, reduciendo el número de lanzamientos

Simulación del sistema de estabilización de altitud de vuelo en quadcopter

Recently, unmanned aerial vehicles have been an important part of scientific research in various fields. Quadrocopter is an unmanned aerial vehicle with four rotors, two of which rotate clockwise, the other two counterclockwise. Changing the speed of screw rotation allows you to control the movement of the apparatus. The article proposed and tested a mathematical model of a quadcopter. They presented the development of a simple control algorithm that allows to stabilize the height and angular position. The research results show the efficiency of the algorithm and the possibility of its practical implementation. The developed mathematical model can be used instead of a real quadcopter, which will significantly reduce the time during research, as well as avoid the quadrocopter damage, reducing the number of launches.Recientemente, los vehículos aéreos no tripulados han sido una parte importante de la investigación científica en varios campos. Quadrocopter es un vehículo aéreo no tripulado con cuatro rotores, dos de los cuales giran en sentido horario y los otros dos en sentido antihorario. Cambiar la velocidad de rotación del tornillo le permite controlar el movimiento del aparato. El artículo propuso y probó un modelo matemático de un quadcopter. Presentaron el desarrollo de un algoritmo de control simple que permite estabilizar la altura y la posición angular. Los resultados de la investigación muestran la eficiencia del algoritmo y la posibilidad de su implementación práctica. El modelo matemático desarrollado se puede utilizar en lugar de un cuadricóptero real, lo que reducirá significativamente el tiempo durante la investigación, además de evitar el daño del cuadricóptero, reduciendo el número de lanzamientos

Red neuronal para el reconocimiento de escritura a mano

Hoy, en la era digital, el problema del reconocimiento de patrones es muy relevante. En particular, la tarea de reconocimiento de texto es importante en la banca, para la lectura automática de documentos y su control; en sistemas de control de video, por ejemplo, para identificar la matrícula de un automóvil que violó las reglas de tránsito; en los sistemas de seguridad, por ejemplo, para verificar los billetes en un cajero automático y en muchas otras áreas. Se conocen una gran cantidad de métodos para resolver el problema del reconocimiento de patrones, pero la principal ventaja de las redes neuronales sobre otros métodos es su capacidad de aprendizaje. Es esta característica la que hace que las redes neuronales sean atractivas para estudiar. El artículo propone un modelo básico de red neuronal. Se consideran los principales algoritmos y se implementa un modelo de programación en el lenguaje de programación Python. En el curso de la investigación, se revelaron las siguientes deficiencias del modelo básico: baja tasa de aprendizaje (el número de dígitos reconocidos correctamente en las primeras épocas de aprendizaje); reentrenamiento: la red no ha aprendido a generalizar los conocimientos adquiridos; baja probabilidad de reconocimiento: 95,13%. Para resolver las desventajas anteriores, se utilizaron varias técnicas que aumentan la precisión y la velocidad del trabajo, así como también reducen el efecto del reentrenamiento de la red

Red neuronal para el reconocimiento de escritura a mano

Today, in the digital age, the problem of pattern recognition is very relevant. In particular, the task of text recognition is important in banking, for the automatic reading of documents and their control; in video control systems, for example, to identify the license plate of a car that violated traffic rules; in security systems, for example, to check banknotes at an ATM and in many other areas. A large number of methods are known for solving the problem of pattern recognition, but the main advantage of neural networks over other methods is their learning ability. It is this feature that makes neural networks attractive to study. The article proposes a basic neural network model. The main algorithms are considered and a programming model is implemented in the Python programming language. In the course of research, the following shortcomings of the basic model were revealed: low learning rate (the number of correctly recognized digits in the first epochs of learning); retraining - the network has not learned to generalize the knowledge gained; low probability of recognition - 95.13%.To solve the above disadvantages, various techniques were used that increase the accuracy and speed of work, as well as reduce the effect of network retraining.Hoy, en la era digital, el problema del reconocimiento de patrones es muy relevante. En particular, la tarea de reconocimiento de texto es importante en la banca, para la lectura automática de documentos y su control; en sistemas de control de video, por ejemplo, para identificar la matrícula de un automóvil que violó las reglas de tránsito; en los sistemas de seguridad, por ejemplo, para verificar los billetes en un cajero automático y en muchas otras áreas. Se conocen una gran cantidad de métodos para resolver el problema del reconocimiento de patrones, pero la principal ventaja de las redes neuronales sobre otros métodos es su capacidad de aprendizaje. Es esta característica la que hace que las redes neuronales sean atractivas para estudiar. El artículo propone un modelo básico de red neuronal. Se consideran los principales algoritmos y se implementa un modelo de programación en el lenguaje de programación Python. En el curso de la investigación, se revelaron las siguientes deficiencias del modelo básico: baja tasa de aprendizaje (el número de dígitos reconocidos correctamente en las primeras épocas de aprendizaje); reentrenamiento: la red no ha aprendido a generalizar los conocimientos adquiridos; baja probabilidad de reconocimiento: 95,13%. Para resolver las desventajas anteriores, se utilizaron varias técnicas que aumentan la precisión y la velocidad del trabajo, así como también reducen el efecto del reentrenamiento de la red