Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск
Том 34, № 3 (2022)
Скачать выпуск PDF
7-12
Аннотация

Безопасный цикл разработки ПО (SDL) применяется для повышения надежности и защищенности программного обеспечения. В жизненный цикл программы добавляются этапы для проверки свойств ее безопасности. Среди прочего повсеместно применяется фаззинг-тестирование, которое позволяет обнаруживать аварийные завершения и зависания анализируемого кода. Гибридный подход, совмещающий в себе фаззинг и динамическую символьную интерпретацию, показал еще большую эффективность, чем классический фаззинг. Более того, символьная интерпретация позволяет добавлять дополнительные проверки, называемые предикатами безопасности, которые ищут ошибки работы с памятью и неопределенное поведение. Данная статья исследует свойства и характеристики алгоритма слайсинга предиката пути, который позволяет устранять избыточные ограничения из предиката пути без потери точности. В статье доказывается, что алгоритм конечен и не теряет решений. Более того, производится оценка асимптотической сложности алгоритма. 

13-30
Аннотация

Данная статья представляет обзор системы типов, которая отражает тенденцию конвергенции процедурной, объектно-ориентированной, функциональной и параллельной парадигм программирования, базирующейся статической проверке типов с использование их автоматического вывода и возможностью гарантии целости типов при выполнении. Ключевым аспектом системы типов является ее базирование на 2х атомарных константах и выводах всех остальных типов из этого базиса.

31-46
Аннотация

Разработчику .NET иногда требуется сравнить скомпилированные программы или сборки, например, при обновлении версий сторонних библиотек или при работе с собственными бинарными файлами. Однако существующие инструменты имеют ряд серьёзных недостатков, например, они не поддерживают сравнение сборок .NET Core. В данной работе мы рассмотрели различные типы сборок .NET и, учитывая их структуру, разработали и интегрировали в Rider IDE собственный инструмент Assembly Diff, который учитывает недостатки существующих инструментов и расширяет возможности сравнения. Мы представили несколько вариантов представления и реализации инструмента сравнения и выбрали наиболее функциональный в виде дерева сравнения, для которого разработали и описали специальные алгоритмы, позволяющие учитывать семантические особенности типов .NET.

47-60
Аннотация

Создание упрощенной геометрии для метода излучательности является трудоёмким процессом, который трудно автоматизировать в общем случае. В качестве альтернативного решения этой проблемы в данной работе предлагается модификация метода излучательности с использованием виртуальных площадок. Виртуальные площадки – это элементы геометрии, полученные кластеризацией некоторых точек исходной геометрии, для которых производится вычисление освещения. Они имеют нормаль, цвет и площадь, но не имеют геометрического представления, представляя собой облако точек внутри вокселя. По сравнению с оригинальным методом излучательности предложенный метод, не снижая производительности вычисления глобального освещения, увеличивает его точность.

61-74
Аннотация

Сверточные нейронные сети (СНС) показывают высокую точность при решении задачи распознавания образов, но обладают высокой вычислительной сложностью, что приводит к медленной обработке данных. Для увеличения быстродействия СНС в данной работе предлагается метод аппаратной реализации СНС с вычислениями в системе остаточных классов с модулями специального вида  и .  В статье представлено аппаратное моделирование предлагаемого метода на FPGA на примере СНС LeNet-5, обученной на базах изображений MNIST, FMNIST и CIFAR-10. Моделирование показало, что применение предлагаемого подхода позволяет увеличить тактовую частоту и производительность устройства примерно на 11% –12%, по сравнению с традиционным подходом на основе позиционной системы счисления. Тем не менее, увеличение скорости работы устройства достигнуто за счет увеличения аппаратных затрат.  Предлагаемый в статье метод может быть применен системах распознавания образов, когда необходимо обеспечить высокую скорость обработки данных.

75-88
Аннотация

В статье рассмотрена модификация алгоритма обнаружения и локализации ошибки в системе остаточных классов (СОК). Классическая избыточная СОК с одним контрольным основанием позволяет обнаружить ошибку, но не локализовать её. Для локализации одиночной ошибки вводят два контрольных основания. Благодаря накладываемым на основания СОК ограничениям уи разработанному алгоритму дается достичь исправления ошибок при одном контрольном основании, передаваемом по надежному каналу связи. Проведено моделирование классического и предложенного подходов с использованием Verilog на ASIC в среде RTL и физического синтеза Cadence Genus Synthesis Solution Предложенный алгоритм позволяет значительно сократить используемое при аппаратной реализации оборудование, незначительно увеличив время работы. На основе предложенного алгоритма разработана система распределенного хранения данных.

89-110
Аннотация

Индивидуализация обучения и мониторинг считаются ключевыми аспектами процессов преподавания и обучения. В некоторых работах предлагались мобильные системы обучения, которые предоставляют учителям и учащимся услуги мониторинга и персонализации обучения. Одним из основных требований к такого рода системам с точки зрения качества программного обеспечения является удобство использования; однако лишь в нескольких работах рассматривались вопросы удобства использования с использованием лабораторных исследований с пользователями в реальных доменах. В этой работе мы представляем оценку удобства использования сервисов мониторинга и персонализации обучения мобильной обучающей платформы на основе лабораторного исследования, в котором приняли участие девять учителей и десять студентов. В нашей оценке удобства использования оценивались такие аспекты, как эффективность, результативность и уровень удовлетворенности пользователей, как это предлагается в семействе стандартов ISO/IEC 25000. Результаты показывают, что учителя оценили эффективность, результативность и удовлетворенность как удовлетворительные, в то время как учащиеся оценили эффективность и удовлетворенность как удовлетворительные и эффективность как приемлемую. Оценка удобства использования, описанная в этой работе, может служить справочным материалом для разработчиков, стремящихся улучшить мониторинг обучения и разработку сервисов персонализации.

111-126
Аннотация

Технологии, поддерживающие совместную работу, должны не только предоставлять общее рабочее пространство, но и поддерживать коллаборацию. В ходе наблюдательного исследования были выявлены некоторые проблемы совместной работы в группах людей, работающих в системе с материальным пользовательским интерфейсом. Некоторые из этих проблем можно выявить и предотвратить при поддержке Coaching System. Эта система поощряет взаимодействие между членами группы посредством социальных вмешательств. Чтобы разработать систему коучинга, необходимо знать сплоченность членов группы, чтобы принять решение о соответствующих социальных вмешательствах. В данной работе предлагается модель для представления социальных взаимодействий, происходящих в группе людей при выполнении задачи. Взаимодействия можно анализировать, чтобы определить степень сплоченности группы и поддержать сотрудничество.

127-144
Аннотация

В этой статье представлен обзор литературы по автоматической генерации кода для серьезных игр, ориентированных на пользователя. Мы решили разделить исследование на две части: одна часть посвящена серьезным играм с модельно-ориентированным проектированием, а другая – серьезным играм, ориентированным на пользователя. Статья представляет собой продолжение статьи, представленной на CONISOFT 20, в которой был представлен систематический обзор литературы 5-летней давности к моменту написания. Систематический обзор литературы, проведенный в данной статье, охватывает десятилетие с января 2012 года по июнь 2022 года. Основная цель – выявить результаты, которые помогает снизить затраты и время на разработку программного обеспечения для серьезных игр. Общий вывод заключается в том, что еще предстоит проделать работу, чтобы объединить серьезные игры, ориентированные на пользователя, и автоматическую генерацию. В статье указаны соответствующие публикации, а также представлен обзор областей исследований и мест публикации. Кроме того, исследования были классифицированы в соответствии с общими целями, методами и подходами. Наконец, представлены проблемы и возможности для будущих исследований и разработок.

145-158
Аннотация

Нейрокомпьютерные интерфейсы (Brain Computer Interfaces, BCI) позволяют пользователям общаться с программной системой посредством когнитивных функций, измеряемых сигналами мозга, которые опознаются с помощью. электроэнцефалографии — ЭЭГ. Наиболее часто используемым методом оценки удобства использования программных приложений BCI являются пользовательские тесты. В пользовательских тестах данные собираются на основе мнений пользователей, получаемых путем анкетирования. Такая оценка требуют много времени, поскольку требуются не только выполнение задания на взаимодействие и заполнение анкет, но также и размещение и калибровку устройства ЭЭГ. Все это делает процесс оценки очень тяжелой задачей для участников теста и может означать, что собранные данные не совсем надежны. Вот почему нас интересует включении сигналов ЭЭГ в процесс оценки удобства пригодности к использованию приложений BCI. Поэтому мы представляем в этой статье результат анализа состояния дел, чтобы определить значимые работы в этой области и будущие направления исследований.

159-172
Аннотация

В статье рассматривается выполнение на плоскости данных SDN, моделируемой конечным связным неориентированным графом физических связей, программы задания, которая понимается в духе парадигмы объектно-ориентированного программирования как состоящая из объектов и сообщений, которыми объекты могут обмениваться. Объекты реализуется в хостах, причём в одном хосте может быть реализовано несколько разных объектов, а один и тот же объект может быть реализован в нескольких хостах. Сообщения между объектами, реализованными в разных хостах, помещаются в пакеты, маршрутизацию которых исполняют коммутаторы на основе идентификаторов, присвоенных пакетам и помещаемых в заголовки пакетов как набор значений некоторых параметров пакетов. В работе решаются две задачи: 1) минимизация числа идентификаторов, 2) настройка коммутаторов для реализации путей, которые должны проходить пакеты. Эти задачи решаются в двух случаях: A) пакет, предназначенный для некоторого объекта, должен попасть ровно в один хост, в котором реализован этот объект, B) пакет может попадать в несколько хостов, но в одном и только одном из них должен быть реализован нужный объект. Показано, что задача 1 в случае A эквивалентна задаче о покрытии множества, а минимальное число идентификаторов в наихудшем случае равно min{ n, m }, где n число объектов, а m число хостов, реализующих объекты. В случае B задача является специальной модификацией задачи о покрытии множества, высказывается гипотеза о том, что минимальное число идентификаторов в наихудшем случае равно min{ ëlb(n + 1)û, m }. Пока получена верхняя оценка O( min { ln (min { n, m }) × ln ( n, m ) } ). Для решения задачи 2 в случаях A и B предложены алгоритмы настройки коммутаторов сложности, соответственно, O( m ) и O( k m ), где m число рёбер графа физических связей, а k результат решения задачи 1 в случае B как число требуемых идентификаторов пакетов.

173-188
Аннотация

Развитие облачных вычислений, включающее хранение и обработку конфиденциальных данных пользователей на серверах, которые могут быть атакованы, выдвигает новые требования к защите информации. В статье исследуется задача получения клиентом информации из базы данных таким образом, чтобы никто, кроме самого клиента не обладал сведениями о том, какую именно информацию он запросил (задача PIR – Private Information Retrieval). Эта задача в информационно-теоретической постановке была сформулирована в 1995 году Шором, Голдрайхом, Кушелевицем и Суданом. Предложена модель облачных вычислений, включающая облако, пользователя, клиентов, доверенное лицо (дилера), пассивного противника на облаке. Также предполагается, что у атакующей стороны имеется возможность создания фальшивых клиентов для формирования неограниченного числа запросов. Предложен алгоритм формирования и размещения базы данных на облаке и алгоритм запроса требуемого бита. Приведены оценки коммуникационной сложности и вероятности угадывания номера бита при совершении любого количества запросов клиентами, созданными для организации атаки.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)