CC BY
45
Для оценки качества распознавания был разработан критерий, отвечающий целевому назначению системы - поиск по изображению с подсветкой найденных результатов.
С момента ввода системы в эксплуатацию было распознано и проиндексировано около полумиллиона электронных образов документов, что привело к значительному расширению пространства поиска и повышению эффективности поискового механизма ГИС «Госархивы СПб».
Список литературы:
1. Смирнов С.В. Подсистема массового распознавания изображений архивных документов // Труды СПИИРАН. - 2012. - Вып. 3 (22). - С. 234-248.
2. Gupta M.R. OCR binarization and image pre-processing for searching historical documents // Pattern Recognition. - 2007. - Vol. 40, N 2. - Р. 389-397.
3. Anderson N. IMPACT Briefing Paper: Optical Character Recognition [Электронный ресурс]. - 2010. - Режим доступа: http://www. impact-project. eu/uploads/media/IMPACT-ocr-bp-pilot-lb.pdf (дата обращения: 06.09.2014).
4. Kukich K. Techniques for automatically Correcting Words in Text // ACM computing survey Computational Linguistic. - 1992. - Vol. 24, N 4. - Р. 377-439.
5. Смирнов С.В. Критерии оценки качества результатов оптического распознавания // Перспективы развития информационных технологий. -Новосибирск. 2013. - № 16. - С. 33-38.
6. Реестр государственных информационных систем Санкт-Петербурга [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://reestr-gis.spb.ru/#regis:is2053 (дата обращения: 09.10.2014).
7. Смирнов С.В. Корректировка ошибок оптического распознавания на основе рейтинго-ранговой модели текста // Труды СПИИРАН. - 2014. - Выпуск 4 (35).
НАДЕЖНОСТЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
© Уласень А.Ф.*
Военная академия войсковой ПВО ВС РФ, г. Смоленск
В статье обоснована необходимость выявления и устранения ошибок программного обеспечения с целью повышения надежности информационных систем специального назначения.
Ключевые слова: надежность, программное обеспечение, информационная система.
* Начальник кафедры Радиоэлектронного вооружения (войсковой ПВО), кандидат технических наук, доцент.
Все меры по обеспечению надежности программ направлены на то, чтобы свести к минимуму ошибки при разработке и, как можно раньше, их выявить и устранить после разработки функционального программного обеспечения (ФПО), под которым понимается комплекс управляющих и обрабатывающих программ, предназначенных для организации функционирования аппаратуры информационных систем управления [1, 2].
Функциональное программное обеспечение создается под конкретную конфигурацию информационной системы управления и разрабатывается на основании требований к системе, внешних спецификаций, описывающих интерфейсы объектов системы с вычислительными средствами, а также внутренних спецификаций, описывающих интерфейсы между программными компонентами.
В свою очередь, исходя из специфики выполняемых задач функциональное программное обеспечение информационных систем специального назначения, тем не менее, имеет определенные особенности:
- решение задач в реальном масштабе времени;
- большое разнообразие функций, выполняемых комплексами управляющих программ при относительной неизменности состава ФПО в течение всего периода эксплуатации информационной системы специального назначения;
- непосредственный обмен информацией с большим количеством внешних абонентов при одновременном решении основных функциональных задач;
- высокая программная устойчивость при большой (сотни и тысячи часов) продолжительности непрерывной работы и высокие требования к достоверности управляющих воздействий при наличии различных возмущений.
Реальное время является важнейшим требованием, определяющим выходные воздействия и функциональную связь между изменениями состояния управляемых объектов и моделью их состояния в информационных системах специального назначения. Искажение значений времени может нарушить эту временную связь и привести к полному отказу системы. Длительность решения задач и темп выдачи информации должны соответствовать режиму работы и текущему состоянию управляемых объектов. Это означает, что скорость обработки информации должна быть выше скорости реального управляемого процесса [3]. Эффективность организации вычислительного процесса в реальном масштабе времени определяется задержкой сообщений перед их обработкой и вероятностью потери сообщений. Поэтому одной из важных для организации работы комплексов управляющих программ является проблема оперативного управления вычислительным процессом в реальном масштабе времени.
В информационных системах специального назначения циклы расчета управляющих воздействий не могут выбираться произвольно, их запаздывание или опережение приводит к нарушению правильности функционирования системы. К аналогичным последствиям может привести и увеличение интервала дискретизации поступающей на обработку информации, на основе которой производится расчет управляющих воздействий.
Интервал дискретизации входного воздействия определяется на основе теоремы Котельникова для случайных процессов с ограниченным спектром. Для детерминированных процессов он выбирается, обычно, исходя из условия не превышения измеряемой величиной порога квантования по уровню за время, равное интервалу дискретизации.
Время цикла расчета управляющих воздействий является функцией скорости изменения состояния объекта управления, т.е. его инерционности и скорости изменения возмущающих воздействий [4].
Если принять допустимый период повторения интервала времени расчета /-го управляющего воздействия равным Т, то вычислительная система в контуре управления будет работать в реальном масштабе времени при выполнении условия:
Т >г .+ г .+ г .,
г расчл прл перл'
п
Т >У(г + г + г + г ),
г / 1 у вел выел прерл расчл у'
где 1расчЛ - время расчета управляющих воздействий для /'-го абонента;
^.г - время обработки /-го прерывания (постановка на обслуживание, ввод исходных данных),
4е.1 - время ввода информации от /-го абонента в оперативную память; ¿иыел = ¿перл - время передачи информации /-му абоненту; Iпрер.г - время, необходимое для принятия решения о необходимости обмена с /-м абонентом.
Необходимо отметить, что специфический состав внешнего оборудования (датчики, средства отображения информации, исполнительные устройства) вызывает дополнительные требования к функциональному программному обеспечению, в части реализации режима автоматического сбора, преобразования и отображения информации.
Создание высокопроизводительного и надежного функционального программного обеспечения для систем управления, работающих в условиях «жесткого» реального времени, является трудоемким процессом, подчас более продолжительным, чем разработка и изготовление непосредственно аппаратуры.
Системы реального времени проходят всесторонние программные испытания. На уровне испытаний предъявляются требования к прохождению
¿=1
не только всех ветвей программы, но и всех путей [5]. Программное обеспечение разрабатывается методом «сверху вниз» и поэтапно. Тестирование в пределах каждого этапа основано на сочетании нисходящего и восходящего подходов. После тестирования связок программ и разработанные средства передаются для компоновки в единую систему. На этой стадии ФПО тестируется под управлением операционной системы реального времени.
Из-за того, что системы реального времени должны выполнять определенные задачи в условиях заранее определенных временных ограничений, временные соотношения превращаются в важнейший параметр, который разработчики должны учитывать при тестировании программного обеспечения. Обычно в процессе исполнения программ возникает множество различных прерываний, и чрезвычайно необходимо, чтобы в момент возникновения прерывания приложение реагировало корректно. Ситуация еще более усложняется, когда возникает несколько прерываний.
Возникающие в приложениях реального времени ошибки проявляются во взаимодействиях между программой и прерываниями и в значительной мере чувствительны ко времени. В этом случае критически важно регистрировать порядок возникновения ошибок, поскольку это позволит разобраться в причинах и следствиях каждой ошибки. В этом как раз и кроется главная проблема отладки систем реального времени, поскольку существует достаточное количество трудно выявляемых ошибок, которые проявляются только при определенных временных соотношениях [6].
Эта проблема осложняется тем, что подобные ошибки не так-то просто воспроизводятся. Очень трудно воссоздать ситуацию с такими же временными соотношениями, что и приведшие к возникновению ошибки в реальной программе. Механизм отладки таких приложений должен быть максимально возможно щадящим. Любое вмешательство в ход исполнения программ может привести к изменению ее временных характеристик и отсутствию условий возникновения ошибок.
Таким образом, при разработке функционального программного обеспечения для информационных систем специального назначения применяются различные методы обнаружения ошибок, каждый из которых способствует повышению качества, однако ни один из них не может гарантировать абсолютную корректность программ. В этой связи необходимо методы выявления ошибок и проверки корректности программ использовать последовательно и в совокупности на различных этапах отладки ФПО с обязательным учетом заранее определенных временных ограничений. Рациональное применение различных методов обнаружения и устранения ошибок, позволяет существенно повысить качество программного обеспечения, его надежность и сэкономить материально-временные ресурсы, затрачиваемые на отладку информационных систем управления специального назначения в целом.
Список литературы:
1. Волосенков В.О. Методология построения системы поддержки разработки и отладки функционального программного обеспечения вычислительных систем зенитного ракетного вооружения войсковой ПВО: дисс. ... докт. техн. наук. - Смоленск, ВА ВПВО, 2006. - 301 с.
2. Теоретические основы обеспечения надёжности СуперЭВМ перспективных образцов вооружения войск ПВО СВ: моногр. / А.Ф. Уласень, А.В. Морозов. - Смоленск: ВА ВПВО ВС РФ, 2013. - 197 с.
3. Головкин Б.А. Расчет характеристик и планирование параллельных вычислительных процессов. - М.: Радио и связь, 1983. - 272 с.
4. Волосенков В.О., Морозов А.В. Способ построения средств комплексной отладки программного обеспечения специализированных ЭВМ функционирующих в режиме реального времени // Вестник Оренбургского Государственного университета. - Оренбург, 2006. - № 2, Т. 2. - С. 136-140.
5. Вопросы оценки качества функционирования программного обеспечения вычислительных систем реального времени: сб. научных трудов / Отв. ред. Н.Н. Безруков. - Киев: КНИГА, 1986. - 65 с.
6. Константиновский В.М., Лопашинов П.М., Шалин С.А. Средства разработки и отладки программного обеспечения для систем, работающих в режиме реального времени // ВСРЭ. Серия РЛТ. - 2000. - Вып. 1. - С. 7-21.
ИССЛЕДОВАНИЕ И ДЕКОМПОЗИЦИЯ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ REDUCE
© Шахова Е.Ю.*, Шахова Н.Д.Ф, Батухтин А.В.*
Братский государственный университет, г. Братск Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург ООО «Промтехсервис», г. Братск
Описывается разработанный авторами комплекс программ на языке REDUCE для решения некоторых задач теории управления, приводятся примеры - получение матрицы и определителей Гурвица, декомпозиция системы управления при помощи алгоритма цепных дробей.
Ключевые слова: информационные технологии, системы компьютерной алгебры, REDUCE, устойчивость системы, критерии устойчивости, цепная дробь, синтез системы управления.
* Доцент кафедры Информатики и прикладной математики Братского государственного университета, кандидат технических наук.
* Магистрант Национального минерально-сырьевого университета «Горный». " Инженер по эксплуатации ООО «Промтехсервис».
