![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Цели и направления научных исследований. Разработка и исследование эффективности параллельных алгоритмов для решения переборных задач на суперкомпьютерах, сравнительный анализ и разработка новых методов создания средств дистанционного обучения с широким применением мобильных устройств; разработка моделей и автоматизации исследований историко-архивной работе и создание соответствующего программного обеспечения; разработка интеллектуального рабочего места учащегося для непрерывного образования. Ожидаемые результаты Типовое клиент-серверное приложение для обучения для мобильных устройств на примере обучения игры в шахматы. Инструментальная библиотека на JavaScript для создания аналогичных приложений в среде браузеров, поддерживающих технологию HTML5. Новые алгоритмы быстрой параллельной обработки, основанные на очередях сообщений между процессами и их применение для решения задачи поиска цугцвангов в шахматах на сверхбольших объемах данных (более 100 ТБ). Тренажеры для практикума по машине Тьюринга и нормальным алгоритмам Маркова для мобильных устройств. Модели баз данных для историко-архивных исследований и их программные реализации применительно к истории Московского университета, в том числе реализация годичных баз данных по студентам до 1917 года. Оригинальная среда обучения для непрерывного образования с учетом межпредметных связей, реализованная в виде интеллектуального рабочего места учащегося.
Goals and research directions. Development and research of efficiency of parallel algorithms for solving search problems on supercomputers, comparative analysis and development of new methods of distance learning tools with wide application mobile devices; development of models and automation research historical and archival work and the creation of appropriate software; development of the intelligent workplace the learner for lifelong learning. Expected results A typical client-server application for learning mobile devices in teaching chess. Instrumental library in JavaScript to create similar apps in a browser environment that supports HTML5 technology. New algorithms for fast parallel processing based on message queues between processes and their the application for the decision of tasks of search of cugcvangi in chess on very large data volumes (over 100 TB). Trainers for the workshop on the Turing machine and Markov normal algorithms for mobile devices. Model databases for historical and archival research and their software implementation in relation to history Moscow University, including the implementation of a one-year database students until 1917. The original learning environment for continuous education based on interdisciplinary connections, implemented in the intelligent workplace of the student.
В лаборатории вычислительного практикума и информационных систем при решении задач шахматной информатики в последние годы был получен ряд важных результатов, связанных с разработкой параллельных алгоритмов и их практической реализацией. В частности, был разработан алгоритм ретроанализа для суперкомпьютерных систем. С помощью этого алгоритма первыми в мире удалось полностью рассчитать 7-фигурные шахматные окончания. Применимость метода ретроанализа ограничивается проблемами недостатка оперативной памяти. Одним из путей преодоления этой проблемы является обеспечение прямого доступа к упакованным данным в оперативной памяти, что и предлагается реализовать в дальнейшей работе. Значительный опыт накоплен и при создании программных средств для историко-архивных исследований, в том числе информационных систем с базами данных по истории Московского университета. Эти работы выполняются при участии сотрудников Музея истории МГУ, а результаты публикуются в журналах «Историческая информатика» и «Вестник Московского университета». В соответствующих разработках принимают активное участие студенты и дипломники отделения дополнительного образования. Опыт, накопленный при создании переносимых мобильных приложений для целей обучения, предполагается использовать при разработке программного комплекса для сбора и многокритериального анализа данных о процессе обучения пользователей с помощью семейства шахматных обучающих программ, что важно как для практики создания курсов обучения, так и для изучения теоретических аспектов.
МГУ имени М.В.Ломоносова | Координатор |
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Интеллектуальные информационные системы для автоматизации научных исследований и обучения на персональных компьютерах и мобильных устройствах |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Интеллектуальные информационные системы для автоматизации научных исследований и обучения на персональных компьютерах и мобильных устройствах |
Результаты этапа: Создана программа для игры в шахматы через сервер для использования с мобильных устройств на платформе Android. В 2014 году в направлении алгоритмизации параллельных вычислений и шахматной информатики получены следующие результаты. Разработан улучшенный генератор таблиц Ломоносова и получены 6-фигурные таблицы шахматных окончаний (в метрике DTZ50) . Реализован новый вариант алгоритма RE-PAIR для эффективного сжатия таблиц, позволивший двукратное сокращение объема таблиц по сравнению с алгоритмом сжатия LZMA. В направлении разработок программ для мобильных устройств создана для платформы Android и внедрена программа для игры в шахматы через сервер Chess Planet. Число установок программы пользователями превышает 10000. В направлении автоматизации научных исследований разработана методика создания электронных картотек с использованием HTML 5 технологии, позволяющая использование и перенос этих программ как под управлением ОС Windows, так и на мобильных устройствах с платформой Android. Разработана программа для управления коллекцией изображений, используемая для инвентаризации коллекции гравюр XIX века. В рамках проекта «Интеллектуальные обучающие системы» разработана структура онтологической базы знаний (ОнтБЗ) образовательного пространства учащегося для оперативного режима «вопрос-ответ» в диалоге интеллектуальной обучающей системы (ИОС) ГРОМ на суперЭВМ, а также стратегия поиска в указанном пространстве | ||
3 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Интеллектуальные информационные системы для автоматизации научных исследований и обучения на персональных компьютерах и мобильных устройствах |
Результаты этапа: В направлении алгоритмизации параллельных вычислений и шахматной информатики получены следующие результаты. После исследований блочно-ориентированной компрессии данных реализован вариант алгоритма RE-PAIR, который при размере блоков менее 64 кбайт показал более высокую степень сжатия, чем другие известные алгоритмы, в том числе широко используемый алгоритм LZMA. При этом алгоритм остается эффективным и при сверхмалых, менее 1 кбайта, размерах блоков. Модификация алгоритма RE-PAIR с использованием известных зависимостей исходных данных друг от друга дополнительно дала не менее 30% улучшения качества сжатия. Алгоритмы для суперкомпьютеров реализованы с использованием библиотеки MPI и проверены на Blue Gene. По результатам работы в этом направлении подготовлена статья для Вестника МГУ, серия «Вычислительная математика и информатика», авторы В.Б. Захаров, М.Г. Мальковский, В.Ю. Щукин. В направлении автоматизации научных исследований разработана методика управления электронным архивом документов в файлах различного типа и создана программная оболочка использованием технологии HTML 5 на языке JavaScript в среде браузера Google Chrome В направлении разработок программ обучения для мобильных устройств исследованы технологии с использованием языков С++, Java для Android и Swift для iOS. Разработаны методики и шаблоны, облегчающие создание переносимых приложений. На основе проведенных исследований изготовлены два приложения для платформы Android (обучающие программы по шахматам и для работы с 7-фигурными таблицами Ломоносова), которые доступны через Google Play. | ||
4 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Интеллектуальные информационные системы для автоматизации научных исследований и обучения на персональных компьютерах и мобильных устройствах |
Результаты этапа: В направлении алгоритмизации метода ретроанализа и методического сопровождения этих работ для обучения студентов подготовлено методическое пособие для студентов 3,4-го курсов предназначенное для решения задач, связанных с нахождением оптимальных стратегий методом ретро-анализа для игр с пошаговой стратегией. Методический материал подкреплен созданной для курса библиотекой для ускорения написания программ с использованием метода ретроанализа на языке С++. В направлении автоматизации историко-архивной деятельности исследованы способы преобразования многовходовых справочников в информационные системы. Разработана методика создания мобильных информационных систем на основе массива сканированных страниц справочников, для которых полное распознавание текста трудноосуществимо. В направлении создания учебных и игровых программ для мобильных устройств предложен метод создания гибридных приложений. Особенность метода: наиболее важные части графического интерфейса создаются с помощью средств Java и Swift, а менее критичные части графического интерфейса и функциональная часть с помощью JavaScript и C++. Методика опробована при создании серии мобильных приложений для обучения и игре в шахматы, а результаты загружены в магазины GooglePlay и AppStore. Создано макетное приложение для мобильных устройств и адаптации его для платформы iOS и Android на примере эмуляторов машин Тьюринга и алгоритмов Маркова. | ||
5 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Интеллектуальные информационные системы для автоматизации научных исследований и обучения на персональных компьютерах и мобильных устройствах |
Результаты этапа: В направлении алгоритмизации параллельных вычислений и шахматной информатики получены следующие результаты. Реализована библиотека процедур на языке C++ для решения задач с пошаговой стратегией, в том числе шахматных, шашечных задач и игры калах. Библиотека облегчает написание процедур, специфических для каждой игры и осуществляет поддержку соответствующих структур данных, что позволяет при написании программ сосредоточиться на деталях реализации алгоритма ретроанализа. Подготовлены материалы для печати методического пособия для студентов "Алгоритмы вычисления оптимальных решений для игр с пошаговой стратегией на суперкомпьютерах". В направлении разработок программ обучения для мобильных устройств исследованы технологии с совместным использованием языков С++, JavaScript и Kotlin. Предложена технология, позволяющая минимизировать затраты для создания переносимых программ для мобильных устройств на платформах Android, iOS, Windows. Технология использована для создания серии шахматных обучающих программ для данных платформ, которые на данный момент установлены на более чем 4 миллионах устройств во всем мире (из них около миллиона в России). Разработаны модельные программы-эмуляторы машины Тьюринга и алгоритмов Маркова для демонстрации эффективности данного подхода. Данные программы предназначены для обучения студентов первого курса факультета ВМК. В направлении автоматизации научных исследований разработана мобильная информационная система для платформы Android, содержащая десять годичных баз данных по студентам Московского университета XIX века, а также возможность получения статистических данных, интересных для историка-архивиста. Разработанные программные средства для управления электронными портретными коллекциями применены при оцифровке и атрибутировании коллекции гравюр Московского общества испытателей природы, о чем было доложено на международной конференции в Санкт-Петербурге. В рамках совершенствования моделей обучения построена модель учащегося для интеллектуального рабочего места с использованием языка категорий на основе базы знаний, созданной на основе современных представлений о функционировании искусственного и естественного интеллекта. Создана новая автономная система контроля выполнения заданий практикума по программированию на младших курса. Подготовлены и введены в интернет-систему автоматического тестирования решений более 200 задач и тестов на основе задачника В.Н. Пильщикова для языка Паскаль. Система практически используется в одной группе первого курса факультета ВМК и на вечернем отделении. Система способна работать и в автономном режиме. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".