Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка фундаментальных принципов и инновационных прикладных методов для моделирования, анализа и верификации информационных систем

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
2,65 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Чалый Дмитрий Юрьевич

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 15.11.2009
В течение этапа были проведены следующие работы.
Определены формализмы, которые могут послужить основой для создания новых эффективных моделей и методов анализа параллельных и распределенных систем с бесконечным числом состояний.
Предложен новый класс вполне структурированных систем переходов автоматного типа, который обладает совместимостью по возрастанию и убыванию одновременно.
Определен специальный фрагмент алгебры процессов, построенный на основе таких хорошо известных алгебр процессов, как CCS Милнера и CSP Хоара, позволяющий строить формальные модели параллельных и распределенных систем, которые могут быть рассмотрены как независимые от данных помеченные системы переходов.
Для анализа неразрешимых свойств систем, независимых от данных, предложены счетчиковые машины автоматного типа.
Доказана возможность построения бездефектных структурированных WFN-сетей посредством композиции бездефектных компонентов.
Определены новые конструкции в терминах динамической модели баз данных, которые позволят более адекватно отображать модельную информацию реального мира (объекты и связи между ними) и иметь более удобные конструкции для манипуляции с объектами баз данных.
Сформулирована задача описания новой характеристики сложности проблем комбинаторной оптимизации, которая должна удовлетворять ряду специальных требований.
Описаны новые, основанные на метриках оценки для нахождения энтропии динамических систем.
Получен ряд результатов, в частности, свойства аттракторов моделей кольцевых нейронных структур и начальные условия сходимости сети к соответствующим предельным режимам.
По направлению прикладных исследований получены следующие результаты. Обосновано применение абстрактного метода спецификации, основанного на использовании трасс, для построения автоматных программ. Полученный результат может стать основой для создания программного средства для верификации автоматных программ.
Проведен анализ современных коммуникационных протоколов и мобильных систем, поставлены задачи построения и анализа моделей этих объектов.
Представлены разработанные методы обработки изображений: метод срезов, метод, основанный на модификации метрики Хаусдорфа и метод радиальных окрестностей.
Обоснован положительный экономический эффект от внедрения предлагаемых методов.
Все результаты являются новыми и находятся на переднем крае науки, что подтверждается анализом современной научной литературы по тематике ра-бот, уровнем опубликованных коллективом работ, а также представлением результатов на ведущих научных конференциях.
Методология проведения исследований основана на использовании новейших методов построения и анализа математических моделей информационных систем: взаимодействующих автоматов, сетей Петри, и т.д. Использование математических методов гарантирует точность результатов.
Объекты интеллектуальной собственности не созданы.
Результаты НИР внедряются в образовательный процесс по специальности и направлению «Информационные технологии», реализуемым с использованием базы научно-образовательного центра «Центр инновационного программирования».
Ряд результатов, полученных в рамках проекта, уже используется в учебном процессе при чтении учебных курсов, таких как «Верификация программ», «Технология разработки программного обеспечения», «Теория вычислительных процессов и структур», «Технология программирования».
В выполнении первого этапа проекта участвовало 25 исполнителей, 18 из которых являются молодыми учеными, молодыми преподавателями, аспирантами, студентами. Следовательно, проект консолидировал научные интересы большой группы молодых исследователей, что позволит создать жизнеспособный творческий коллектив, работающий в области современной информатики.
Развернуть
2
01.01.2010 - 15.11.2010
Получены фундаментальные теоретические результаты в различных областях математики и теоретической информатики: математической логике, теории формальных моделей, теории алгоритмов, математической статистике, математической теории нейронных сетей. Разработаны и опробованы на практике инновационные прикладные методы моделирования, анализа и верификации различных классов информационных систем: систем управления, автоматных программ, транспортных протоколов и др. Получены следующие основные результаты:
1. Исследован новый класс вполне структурированных систем переходов - вполне структурированные системы переходов автоматного типа.
2. Предложена и исследована иерархическая модель построения автоматных программ. Исследована возможность спецификации структурных и семантических свойств автоматных программ с помощью темпоральной логики.
3. Предложена методология построения формальных моделей синхронно-автоматных программ.
4. Разработаны и исследованы новые формализмы для моделирования мультиагентных систем с ненадежными агентами и динамической структурой - АР-сети с расширенными и ненадежными срабатываниями, обобщенные АР-сети, сети автоматов с ресурсами.
5. Продолжены исследования новой информационной модели объектных баз данных, которая была бы устойчивой к изменению не только самих данных, но и их типов. Построен объектный язык запросов, адекватный системе DIM и отвечающий требованиям запросной полноты и простоты использования для манипулирования любыми данными.
6. Изучено применение непараметрической оценки размерностей для задачи оценивания энтропии (на символ) по экспериментальным данным из информационного источника с конечным алфавитом.
7. Разработаны методы моделирования и анализа основных базовых элемен-тов и процессов протокола. Исследована проблема верификации коммуникационных протоколов.
8. Разработан новый верификатор для синхронно-автоматных моделей сис-тем управления (SANTools).
9. Разработана методология моделирования различных транспортных протоколов. В частности, исследованы протоколы TCP, SIP и Trickles. Проведены эксперименты с модификациями транспортных протоколов.
Развернуть
3
01.01.2011 - 05.09.2011
1. Оценка полноты решения задач и анализ эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем в области автоматных и синхронно-автоматных информационных систем.
2. Оценка полноты решения задач и анализ эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем в области информационных систем с иерархической и динамической структурой.
3. Оценка полноты решения задач и анализ эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем в области методов моделирования и анализа коммуникационных протоколов.
4. Разработка инновационных решений по использованию результатов проведенных НИР в области управляющих систем.
5. Разработка инновационных решений по использованию результатов проведенных НИР в области телекоммуникационных систем.
6. Разработка инновационных решений по использованию результатов проведенных НИР в области иерархических и динамических систем.
7. Разработка инновационных решений по использованию результатов проведенных НИР в области верификации систем.
8. Подготовка итогового отчета о НИР.
9. Проведение прогнозирования развития науки и техники в исследуемой области
10. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2011 - 2013, 30 мес.
Бюджетные средства
2,24 млн
Организация
МГТУ им. Н.Э.Баумана
профинансировано
Продолжительность работ
2012 - 2013, 15 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Организация
ИМ СО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 24 мес.
Бюджетные средства
11,7 млн
Организация
ИМ СО РАН
профинансировано
Тема
Разработка принципов и механизмов национальной системы экспертизы научных проектов в области фундаментальных и прикладных исследований.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка технологий верификации программного обеспечения
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Количество заявок
13
Тема
Разработка системы показателей и проведение анализа состояния сферы фундаментальных исследований в России.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
3
Тема
Анализ приоритетных направлений НИОКР российских компаний, в части использования ими результатов фундаментальных и прикладных исследований, проводимых другими научными организациями. Разработка предложений по их корректировке.
Продолжительность работ
2010 - 2011, 11 мес.
Бюджетные средства
14,4 млн
Количество заявок
1
Тема
Организация и проведение научно-практической конференции «Прикладные научные исследования и экспериментальные разработки, основанные на результатах фундаментальных и поисковых исследований».
Продолжительность работ
2016, 1 мес.
Бюджетные средства
1,95 млн
Количество заявок
8