Системы автоматизации, математические методы исследования сложных управляющих систем и процессов. CALS-технологии

Разработан адаптивный алгоритм поиска оптимального управления дискретной системой с новым типом регулятора в виде временного интервала. За счет этого регулятора достигается большая гибкость в настройке на решаемую задачу. Доказано свойство релаксационности алгоритма и предложен ряд его модификаций. С использованием разработанного алгоритма проведены расчеты оптимальной стратегии развития на модели региона. (ИПС РАН)

Разработаны теоретические и методологические основы информационной безопасности компьютерных систем общего назначения. Формализована модель этой системы, сформулирован критерий защищенности, разработаны модели целостности и конфиденциальности компьютерной системы. Выполнена оценка методов реализации на основе инфраструктуры операционных систем общего назначения. Модель защищенности, включающая в себя драйвер ядра и установочный модуль, реализована на базе операционной системы Windows NT. (ННГУ)

Разработано математическое и программное обеспечение для прогнозирования функционирования транспортных систем крупных городов, включающее модели оценки межрайонных корреспонденций, модального расщепления передвижений по видам транспорта, распределения корреспонденций по транспортному графу. Проведена калибровка модели по реальным данным для транспортной сети Московской агломерации (г. Москвы и ближайших пригородов). (ИСА РАН)

Предложен и разработан принципиально новый и эффективный метод ввода информации в мобильные устройства с помощью пространственных жестов руки, удерживающей мобильное устройство. Жесты "улавливаются" с помощью полупроводниковых инерциальных сенсоров, встроенных в мобильное устройство, и затем выделяются с помощью специальных алгоритмов обработки. Предлагаемый подход естественно дополняет традиционные методы ввода информации в мобильные вычислительные устройства (функциональные клавиши, перьевой - stylus - и голосовой ввод), значительно расширяет их функциональные возможности и является универсальным средством ввода информации. (ИППМ РАН)

Нейроинформатика и биоинформатика

Разработан метод перекодировки бинарных образов в представление в виде векторных нейронов, позволяющий преодолеть негативное влияние корреляций между исходными образ­ами на объем нейросетевой памяти. Переход к векторно-нейронному представлению бинарных образов и использование разработанной ранее параметрической нейронной сети устраняют корреляции и дают экспоненциальное (по параметру перекодировки) увеличение объема ассо­циативной памяти.

Разработан фазово-независимый вариант параметрической нейронной сети (ПНС). По объему памяти и помехоустойчивости фазово-независимая ПНС незначительно уступает наилучшим показателям, достигнутым для ПНС-архитектуры в общем случае, зато наиболее предпочтительна с точки зрения реализации ПНС в виде устройства.

Разработаны схемы и модели многоагентных Интернет-систем. Модели предполагают, что многоагентная система состоит из нескольких эволюционирующих подпопуляций агентов, распределенных на узлах Интернета. Разработаны схемы индивидуального обучения Интернет-агентов на основе нейронных сетей (обучение методом обратного распро­странения ошибки) и метод обучения с подкреплением (с использованием gradient-descent Sarsa-метода). Модели реализованы в виде компьютерных программ. (ИОНТ РАН)

Разработаны методики построения по результатам томографических исследований компьютерных биомоделей в STF формате для различных областей медицины и создана минерал-полимерная композиция для изготовления методом лазерной стереолитографии биосовместимых и биоактивных имплантантов со структурой, подобной структуре костной ткани. (ИПЛИТ РАН)

Найдены новые сигналы регуляции у бактерий и архей. С помощью разработанного алгоритма на суперкомпьютере МВС-1000М (в МСЦ РАН) впервые в мировой генетической науке найдены сигналы аттенюаторной регуляции у альфа- и бета-протеобактерий и даже у грам-положительных бактерий; предсказаны совершенно новые регуляторные системы, основанные на прямом взаимодействии малых молекул с регуляторными структурами РНК в бактериях и археях, которые подтверждены экспериментально.

Получены прямые данные о том, что паннексины действительно формируют щелевые контакты, являющиеся одним из наиболее распространенных механизмов межклеточных взаимодействий у человека и у других позвоночных. Впервые показано, что изолированные нейроны сохраняют способность к избирательному образованию электрических связей, подробно изучены условия, при которых такая избирательность поддерживается или пропадает. Выяснено, что внутринейронные инъекции синтетической мРНК, кодирующей один из паннексинов, специфично влияют на селективность образования электрических связей в нервной системе моллюска, что прямо подтверждает избирательность формирования электрических связей в зависимости от набора белков щелевых контактов. (ИППИ РАН)

Глобальные и интегрированные информационно-телекоммуникационные

системы и сети

Разработано и внедрено программное обеспечение городских (гражданских) компьютерных систем, включающее: систему мониторинга технического состояния городской компьютерной сети; подсистему предоставления услуг IP-телефонии; расчетно-статистическую и биллинговую систему Nadmin; подсистему управления Абонентом своими услугами; специализированную ГИС для компьютерной сети; подсистему поддержки хостинга сайтов абонентов системы телекоммуникаций "Ботик". (ИПС РАН)

Разработана архитектура распределенной системы организации научных расчетов на основе новой модели использования распределенных информационно-алгоритмических ресурсов (ИАР) посредством специальных агентов доступа к ИАР. (ИСА РАН)

Построены два новых алгоритма множественного доступа, не имеющие недостатков, свойственных ранее известным алгоритмам. Новые алгоритмы являются стабильными и отличными от алгоритма ALOHA. Пропускная способность первого из этих алгоритмов ограничена сверху величиной 0,256 пакетов на окно. Второй алгоритм более мощный, чем первый, может работать в канале с захватами и множествен­ным приемом и имеет пропускную способность 0,2891 пакета при тех же условиях, что и первый алгоритм. Все результаты получены для случая пуассоновского входного трафика. (ИППИ РАН)

Создана модель полиномиальной нейронной сети с трёхслойной архитектурой, самонастраивающейся по обучающей базе данных, благодаря чему минимизируется число синаптических связей, необходимых для экономного описания и запоминания понятий и оптимальной классификации генетических данных. Предложенные сети эффективны в задачах распознавания речевых команд и морских объектов, а также прогнозирования градоопасности облаков по отраженным радиолокационным сигналам. (СПИИ РАН)

Архитектура, системные решения и программное обеспечение информационно-вычислительных комплексов новых поколений

Разработан комплекс инструментальных программных средств и методик создания интегрированных медицинских информационных систем ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕРИН, на базе которых реализован и успешно эксплуатируется ряд медицинских информационных систем крупных учреждений здравоохранения. (ИПС РАН)

Разработаны и апробированы новые методы оптимизаций двоичного кода для целевой архитектуры широкого командного слова, что позволяет реализовать новые идеи в области высокопроизводительных архитектур, обеспечивая полную совместимость с созданным программным обеспечением. При проведении цикла этих работ впервые в мировой практике были применены методы аппаратной поддержки технологии двоичной компиляции. (ИМВС РАН)

Предложены варианты реализации супер-ЭВМ на отечественной элементной базе, ориен­тированные на инженерные расчеты и моделирование трехмерных физических процессов. Вы­явлен представительный набор задач с регулярным распределением данных в памяти. В этих задачах проанализированы структуры потоков данных между компонентами иерархии памяти вычислительного узла и между вычислительными узлами. Предложена конструкция вычисли­тельного узла на базе арифметического сопроцессора; параметры вычислительного узла опти­мизированы на классе рассматриваемых задач при заданных технологических ограничениях. Оценена эффективность супер-ЭВМ на представительном наборе задач. (НИИСИ РАН)

Разработана компьютерная система, позволяющая пользователю создавать ситуативные базы данных для конкретной прикладной области и осуществляющая обработку ситуативной информации, создание ситуативной базы данных, автоматическую генерацию лекси­ческого словаря и первичной семантико-синтаксической информации. В ходе работ создана си­туативная база данных для голосового управления летательным объектом. (СПИИ РАН)

Разработана архитектура и система команд масштабируемого векторного процессора, входящего в состав мультиархитектурной вычислительной суперсистемы. Предложенная архи­тектура векторного процессора не имеет аналогов в мировой практике и позволяет достичь вы­сокой эффективности при решении хорошо векторизуемых задач с большим удельным весом сложных векторных функций. В мультиархитектурной суперсистеме невекторизуемые или плохо векторизуемые задачи, или соответствующие фрагменты задач решаются в скалярной многопроцессорной подсистеме, тесно связанной с векторным процессором через общую полу­проводниковую память. Масштабирование векторного процессора и скалярной подсистемы, иерархическое построение памяти обеспечивают, во-первых, хорошее согласование с алго­ритмами широкого круга научно-технических задач, а во-вторых, эффективное использование высокочастотных современных и перспективных СБИС. (ИСА РАН)

Разработана архитектура высокопроизводительной информационно-вычислительной сис­темы на новых принципах организации высокопараллельных вычислительных процессов. Представленная архитектура не имеет аналогов в мире и защищена патентом РФ. Создан макет данной архитектуры на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) фирмы АЛЬТЕРА, подтвердивший основные отличительные качества новой архитектуры. (ИПИ РАН)

Разработан, теоретически обоснован и экспериментально проверен метод структурно-процедурных вычислений в многопроцессорных вычислительных системах с массовым параллелизмом и программируемой архитектурой. (НИИ МВС ТРТУ)

Разработан и создан образец базового многопроцессорного модуля универсального суперкомпьютера с массовым параллелизмом. Базовый модуль является многопроцессорной вычислительной системой, аппаратно и программно совместимой с другими аналогичными базовыми модулями и с современными компьютерами. Это позволяет получить производительность разработанного суперкомпьютера на самом высоком современном мировом уровне в десятки и сотни терафлопс. Базовый модуль содержит 16 макропроцессоров, 64 элементарных процессора, имеет производительность 2,5×10¹⁰ опер/с при тактовой частоте 50 МГц, размещен на плате размером 250х330 мм² и потребляет 30 Вт. Для создания модуля разработана и создана на основе ПЛИС-технологии макропроцессорная элементная база: макропроцессор, контроллер распределенной памяти и макрокоммутатор. (НИИ МВС ТРТУ)