Целью работы является разработка алгоритма выделения локальных экстремумов изображений с низкой вычислительной сложностью и высокой точностью. Известные алгоритмы блочного поиска локальных экстремумов имеют низкую вычислительную сложность, но выделяют без ошибок только строгие максимумы и минимумы. Морфологический поиск дает точные результаты, выделяя экстремальные области, образованные нестрогими экстремумами, однако, он имеет высокую вычислительную сложность. В работе предложен алгоритм блочно-сегментного поиска локальных экстремумов изображений на основе анализа яркостей смежных пикселей и областей. Сущность алгоритма состоит в поиске однопиксельных локальных экстремумов и однородных по яркости областей, сравнении значений их граничных пикселей со значениями соответствующих пикселей смежных областей: область является локальным максимумом (минимумом) если значения всех ее граничных пикселей больше (меньше) или равны значениям всех смежных пикселей. Разработанный алгоритм, как и алгоритм морфологического поиска, позволяет обнаруживать все однопиксельные локальные экстремумы, а также экстремальные области, чем превосходит алгоритмы блочного поиска. При этом разработанный алгоритм по сравнению с алгоритмом морфологического поиска требует значительно меньше времени и оперативной памяти.
Системный анализ и прикладная информатика
2019. — Выпуск 4
Содержание:
Кэш способен использовать временную и пространственную локальность данных во время выполнения программы. Когда процессор обращается к памяти, поведение кэш зависит от того, находятся ли данные в нем: попадание в кэш происходит, если данные там, в противном случае, имеет место промах кэш. В последнем случае кэш может потребоваться удалить другие данные. Промахи приводят к остановке процессора и замедляют вычисления. Стратегия замены выбирает данные для удаления, пытаясь предсказать будущие обращения к памяти. Частота попаданий и промахов зависит от типа кэш: прямого сопоставления, множественно-ассоциативный и полностью ассоциативный кэш. Стратегия удаления наименее недавно использованных данных обслуживает множества слотов. Уровень промахов сильно зависит от выполняемого алгоритма. Алгоритмы поиска кратчайших путей между всеми парами вершин графа решают многие практические задачи, и важно знать, какой алгоритм и какой тип кэш лучше подходят друг другу. В этой статье представлен метод моделирования кэш прямого отображения, k-канального ассоциативного и полностью ассоциативного кэш во время выполнения алгоритма, для измерения частоты чтения данных в кэш и записи данных в память. Мы измерили частоты в зависимости от размера кэш, размера блока данных, объема обработанных данных, типа кэш и типа алгоритма. После сравнения основного и блочного алгоритмов Флойда-Уоршелла, мы пришли к выводу, что блочный алгоритм хорошо локализует доступ к данным внутри одного блока, но не локализует зависимости данных между блоками. Кэш прямого отображения значительно уступает ассоциативным кэш; мы можем улучшить его производительность путем соответствующего отображения виртуальных адресов на физические адреса памяти.
Ключевые слова
В данной статье основное внимание уделяется управлению Буфером Ассоциативной Трансляции (БАТ) как одному из основных разделов управления памятью в компьютерных системах. БАТ является ассоциативным кешем, включаемым в состав развитых микропроцессоров, для сокращения накладных расходов на отображение адресов виртуального адресного пространства на адреса физического адресного пространства. В предлагаемой работе рассматриваются вопросы, связанные с проектированием подсистемы управления БАТ в ядрах операционных систем на примере платформы IA-32, и предлагается простая модель полной и целостной политики управления БАТ. Предлагаемая модель может быть применена как в качестве основы для проектирования подсистем управления памятью в ядрах операционных систем, так и для верификации таких подсистем в уже существующих ядрах ОС.
Ключевые слова
В статье рассматриваются результаты разработки системы мониторинга потенциально опасных гидрообъектов. Представлена формальная постановка задачи, модели сцены мониторинга и ее участников. Сцена изначально ориентирована на постепенную замену участников-людей на системы с искусственным интеллектом. Модели носят унифицированный характер и допускают уточнение до уровня программного кода. На основе моделей построен проактивный алгоритм мониторинга, обеспечивающий фиксацию опасных ситуаций на начальной стадии их возникновения и оперативный синтез соответствующих управляющих решений. Алгоритм использует базу знаний, содержащую формализованные экспертные знания об особенностях наблюдаемых объектов и ресурсах администрации региона для борьбы с катастрофическими явлениями.Для автоматизации решения разработан аппаратно-программный комплекс, использующий отечественные интеллектуальные датчики. Программы написаны в консольном варианте, требуют минимум вычислительных ресурсов. Особенность системы заключается в минимизации времени принятия решений и уменьшении их субъективизма за счет уменьшения роли человеческого фактора.Комплекс предназначен для применения в районах, где возможны паводки водных объектов с катастрофическими последствиями.
Ключевые слова
Целью работы является снижение вычислительной сложности сжатия полутоновых изображений без потерь в пространственной области за счет комбинированного кодирования арифметического и длин серий бит битовых плоскостей. Известные эффективные кодеры сжатия раздельно кодируют битовые плоскости изображения или коэффициентов преобразования, что приводит к росту вычислительной сложности из-за многократной обработки каждого пикселя. В работе предложены правила комбинированного кодирования и комбинированные кодеры битовых плоскостей разностей пикселей изображений с перестраиваемой и постоянной структурой, имеющие по сравнению с арифметическим кодером битовых плоскостей меньшую вычислительную сложность и такой же коэффициент сжатия.
Ключевые слова
Один из первых этапов конструирования – компоновка объекта проектирования – определение состава элементов и взаимосвязей между ними. Автоматизация принятия решений на данной стадии очень эффективна, поскольку позволяет выполнить программно целый комплекс достаточно трудоемких и рутинных процедур – вставка в проект деталей и узлов, установление сопряжений между ними, позиционирование и т. п. Однако генерирование и принятие конструкторских решений является сложной творческой задачей, плохо поддающейся формализации. В настоящее время разработан ряд подходов для узких классов объектов. Среди последних много различных видов технологической оснастки – штампов, литьевых форм и т. п. К этой же категории относятся и приспособления для установки и закрепления деталей на технологических операциях – сборки, сварки, обработки резанием и др. Автоматизация структурного синтеза таких приспособлений рассматривается в данной работе. Предлагается способ идентификации проектной ситуации, основанный на положениях теории базирования и предусматривающий анализ геометрической модели объекта оснащения, конструктивные решения из типовых классов установочных элементов. Представлен вариант несущей системы. Предполагается, что данная методика может быть использована для разработки приложения на базе системы геометрического моделирования. Причем сделать это может сам проектировщик – пользователь такой системы без привлечения профессиональных программистов.
Ключевые слова
Решается задача вероятностного анализа пересечения беспилотным летательным аппаратом (БЛА) границы зоны, запретной для полетов. Условием для констатации факта нарушения границы запретной зоны считается нахождение БЛА в ее пределах в течение заданного времени. Проведено обоснование математической модели для проведения исследований в виде линеаризованного векторного стохастического уравнения. Задача решается на основе применения теории марковских процессов случайной структуры с поглощением реализаций на границе заданной области. Особенностью данного подхода является одновременное рассмотрение двух плотностей вероятности распределения фазовых координат, характеризующих граничные условия. При этом решаются две системы уравнений для вероятностных моментов: с учетом поглощения реализаций и без учета данного поглощения соответственно. Рассматривается вероятность попадания объекта в заданную область и невыход из нее в течение времени, необходимого для фиксации БЛА в запретной зоне.
Ключевые слова
При создании пористых материалов одной из задач является повышение теплоизолирующих свойств изделий, выполненных из таких материалов. Свойства пористого материала зависит от геометрии пор и их взаимного расположения. Другая область использования пористых материалов связана с их применением для фильтрации. Таким образом, необходимо иметь возможность получения результатов виртуальных испытаний пористой структуры на предмет исследования течения жидкости в этой структуре или картин распределения температурных полей в материале.И в том и в другом случаях для выполнения моделирования необходимо предварительно создать геометрическую часть конечно-элементной модели. Заметим, что в первой задаче геометрической областью является материал пор, а во втором случае – содержащаяся в порах жидкость.Описывается характерная последовательность действий при создании одного из вариантов геометрической модели таких объектов, которая с несущественными изменениями может быть использована и в других случаях.
Ключевые слова
В связи со стремительным развитием информационных технологий современное общество испытывает потребность в решении проблем накопления, хранения и автоматизированной обработки семиотически неоднородных массивов текстов. Важной задачей разрабатываемых технологий является поиск оперативных способов выдачи самой разнообразной информации в соответствии с запросом пользователя. Целью предлагаемой работы является разработка компьютерной информационной системы, позволяющей к заданному тексту рекламного объявления подобрать наиболее подходящую по содержанию иллюстрацию. При этом основное содержание текста предлагается представлять в виде определенного набора главных и второстепенных ключевых слов, а содержание иллюстрации – в виде многоуровневого комплекса дескрипторов. Близость этих содержаний (и соответственно корреляцию между изображением и вербальным компонентом рекламного объявления) можно определить через максимальное число совпадений опорных слов и дескрипторов с учетом их степени важности. Важной особенностью данной системы является использование тезаурусного способа представления содержания изображения, представляющее собой описание иллюстрации в виде некоторого набора слов и отношений между этими словами в рамках некоторой предметной области. Преимуществом данного метода является то, что он позволяет учесть как доминирующие, так и второстепенные черты изображения. Анализ результатов работы компьютерной системы показал ее достаточно высокую эффективность. Таким образом, было доказано, что формальная взаимосвязь вербального текста и иллюстрации рекламного объявления вполне осуществима на лексико-семантическом уровне.