Учебное пособие 1992
.pdfПо завершению проекта планируется получить полезный алгоритм и его программную реализацию, которые позволят оптимизировать процессы передачи данных в крупных гетерогенных сетях.
УДК 004.41.50
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕСТОВ ДЛЯ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ
С.А.Белозоров Воронежский государственный технический университет
E-mail: skimin0k@bk.ru
Современным успехам цифровая техника обязана не только своим разработчикам, но и тестировщикам, которые гарантируют требуемое качество цифровых изделий на всех этапах их жизненного цикла. При этом весьма странным видится следующий парадокс: оценка качества структурных и функциональных тестов для цифровых узлов до сих пор носит либо качественный характер (как например, для микросхем и блоков оперативной памяти), либо количественный, но требующий для своей реализации многократного моделирования потенциальных неисправностей и прогона теста для каждой моделируемой неисправности. Разработка таких тестов представляется возможной только в мощных системах автоматической генерации тестов, в которых объект тестирования должен быть представлен на уровне логических вентилей и которые доступны только для очень крупных промышленных предприятий.
Таким образом, снижение трудоемкости и стоимости кон- трольно-диагностических мероприятий при производстве средств цифровой техники остается актуальной научно-технической задачей, особенно применительно к мелкосерийному производству.
Целью предлагаемой работы является разработка программных средств расчетной оценки качества тестов для дискретных устройств и методов целенаправленного автоматизированного синтеза контролирующих тестов на основе расчетных оценок их качества и ассоциативных эволюционных алгоритмов.
Суть подхода к расчетной оценки качества тестов, который предполагается использовать, базируется на понятии «информаци-
51
онного содержания» двоичного слова, введенного Колмогоровым. Сложность двоичного слова по Колмогорову – это двоичная длина наиболее короткой программы, на каком-либо языке программирования, которая генерирует это слово. Чем длиннее программа, тем больше информационное содержание двоичного слова. Отсюда, чем ближе двоичное слово по своей структуре к случайному двоичному слову, тем большей информативностью оно обладает. Использование сложности двоичного слова по Колмогорову к оценке качества тестов является существенно новым.
На рисунке представлена структура предлагаемых к разработке программных средств расчетной оценки качества тестов.
Структура предлагаемых программных средств
Оригинальным является то, что разрабатываемые программные средства изначально предлагается комплексировать с мощными пакетами разработки и моделирования ISE WebPACK и ModelSim. Такой подход позволяет надеяться на более быстрое внедрение в инженерную практику программных средств расчетной оценки качества тестов.
К настоящему времени решены принципиальные вопросы конвертирования временных диаграмм из пакета ModelSim в бинарные таблицы тестов, пригодные для расчетной оценки их качества средствами программного продукта Excel.
По окончании разработки планируется получение следующих результатов, характеризующихся научной новизной:
–логико-комбинаторный метод расчетной оценки качества тестов, представленных в виде бинарных таблиц;
–методы целенаправленного автоматизированного синтеза контролирующих тестов на основе расчетных оценок их качества и ассоциативных эволюционных алгоритмов.
52
В практическом плане будет создан программный продукт, который по заданному VHDL описанию цифрового устройства будет синтезировать тестовые последовательности с целью их дальнейшего использования для тестирования этого цифрового устройства на основе механизма периферийного сканирования.
УДК 004.42
ИНТЕРНЕТ ПРИЛОЖЕНИЕ РЕГИСТРАТУРЫ ЛПУ
Н.Н.Шемаров, А.С.Гайдук Воронежский институт высоких технологий
E-mail: ink@vivt.ru
Одной из главных проблем современных лечебнопрофилактических учреждений (ЛПУ), напрямую влияющих на формирование и реализацию здорового образа жизни, является организация поликлинического обслуживания населения.
Длинные очереди в регистратуру, необходимость содержания значительного штата регистраторов, длинные очереди к врачам, необходимость больному затрачивать длительное время до приема у врача – все это снижает эффективность работы ЛПУ. Приводит к формированию нервозной атмосферы в коллективе медработников,
всреде больных и явно не способствует лечению.
Всовременном технически оснащенном обществе с появлением возможности реализации IT-технологий для разнообразных целей в различных сферах существует достаточно большое количество автоматизированных медицинских информационных систем (МИС), в том числе и для организации качественного обслуживания больных при обращении в поликлинику. Однако, практически все они предназначены для автоматизации труда работников регистратуры и врачей, и нисколько «не облегчают» участь больных, вынужденных по-прежнему затрачивать длительное время на посещение ЛПУ, да еще и по несколько раз.
Вто же время, врачи общей практики, на которых (при явно недостаточном их количестве) приходится основной «удар» по количеству принимаемых больных и которые обычно совмещают прием с профилактической работой и обслуживанием больных на закрепленных участках, перегружены большим объемом функцио-
53
нальных обязанностей по формированию отчетной документации и организации своего рабочего времени.
Организация обслуживания по принципу «Одно окно» однозначно меняет дело, позволяет как врачу, так и заболевшему человеку спланировать свое время, разгрузить обе стороны, сократить больному нормативное время пребывания в ЛПУ, реально ликвидировать длинные очереди.
Целью настоящего проекта является повышение эффективности поликлинического обслуживания населения при помощи автоматизации ряда организационных процедур (регистрация, направление к врачу, направление на анализы и т.п.) по принципу «Одно окно».
Цель достигается при помощи разработанной медицинской информационной системы на основе WEB-приложения, размещаемого на хостинге (или на сервере ЛПУ, если такой имеется).
Принцип действия МИС: Почувствовавший недомогание человек через Интернет входит и авторизуется (регистрируется, если впервые обращается) в базе данных ЛПУ и заполняет анкету с указанием признаков недомогания: головная боль, боли в животе и т.п. Анкета, являющаяся составной частью встроенной экспертной подсистемы поддержки принятия решения, содержит автоматически генерируемые вопросы, ответ на которые позволяет получить рекомендации для врача, что в совокупности с данными личного осмотра больного во время приема и имеющимся у врача собственным опытом и знаниями повышает точность диагностирования заболевания.
Результат авторизации автоматически сравнивается с имеющимися в базе данных ЛПУ личными данными больного, его регистрацией на лечебном участке ЛПУ, датой прохождения флюорографии, датой предыдущего посещения т.д., формируя для врача выписку о предыдущих случаях обращения и поставленных диагнозах. При этом больному выдается конкретное время посещения поликлиники в соответствии с графиком работы врача. Кроме того, больному сразу же выдается направление на анализы и на флюорографию, если срок действия последней проверки истек.
Таким образом, реализация принципа «Одно окно» при помощи предлагаемой МИС позволит существенно повысить качество и эффективность поликлинического приема в совокупности с возможностью еще и частичной автоматизации профилактической
54
работы среди населения, разгрузить врача и помочь ему в организации рабочего времени. Данная МИС предполагает также и возможность расширения функционала за счет доработки WEBприложения.
УДК 621.373
GYROSCOPIC ARM-CONTROLLING DEVICE
А.А.Величкин, А.Н.Демин Воронежский государственный технический университет
E-mail: doctordna@bk.ru
В наше время существует прекрасная возможность использовать всевозможные компьютерные симуляции для обучения кадров работе со сложным оборудованием или в ситуациях связанных с риском для жизни. Большинство таких проблем решаются профессионалами в своих областях. Воссоздание таких ситуаций для предоставления, максимально приближенной к реальности, подготовки или обучения так же может быть опасно для жизни. В сочетании со специально созданным программным обеспечением, для симуляции каких либо процессов, GACD поможет подготовить специалистов в различных областях.
Целью работы является разработка полнофункциональной системы управления компьютером с помощью жестов.
Решаемые задачи, необходимые для достижения цели:
связь достаточного количества гироскопов, для отслеживания движений руки, и микроконтроллера в синхронизированную сеть по передаче данных на компьютер;
оптимизация работы полученной схемы;
создание драйверов для GACD;
разработка программного обеспечения позволяющего использовать жесты руки для управления компьютером;
разработка приложения с динамическим графическим представлением информации о GACD;
разработка эргономичной структуры GACD.
Существующие системы в направлении отслеживания движений пользователя можно разделить на использующие видеокамеры, и использующие специальные устройства. Недостатки си-
55
стем с камерами таковы, что необходимы качественные камеры, а при некоторых движениях отслеживаемые части тела будут не видны, следовательно, во избежание таких ситуаций понадобятся несколько камер, что существенно поднимает стоимость и ресурсоемкость системы. Такие системы не обладают высокой точностью, и, следовательно, могут успешно использоваться, разве что, только в сфере развлечений.
На данный момент были произведены исследования существующих микрочипов, потенциально подходящих для использования в проекте, и были выявлены наиболее подходящие, ими оказались электронные трехосевые гироскопы L3G4200D фирмы STMicroelectronics. Из микроконтроллеров для управления системой было выбрано семейство чипов AVR фирмы Atmel. Они обладают довольно простой архитектурой, позволяющей создавать программную часть довольно оптимизированной, по сравнению с другими аналогами, а также позволяющей производить быстрый опрос вспомогательных устройств, производить предварительную обработку данных и передавать их на компьютер, для последующей работы, довольно быстро.
Планируемые этапы работы:
разработка эргономичной системы крепления датчиков на руке;
разработка и составление программы для микроконтроллера;
создание проводного прототипа;
создание программного обеспечения для корректного функционирования прототипа;
создание программного обеспечения для графической визуализации состояния GACD;
оптимизация работы микроконтроллера и системы гироскопов;
оптимизация работы сопровождающего программного обеспечения;
создание беспроводного прототипа;
оптимизация программного обеспечения под беспроводную связь.
Входе выполнения НИОКР планируется создать полезную модель GACD с автономным питанием и беспроводной связью с компьютером, программный продукт, позволяющий использовать GACD, поддерживающий управление компьютера с помощью жестов. Так же планируется запатентовать устройство.
56
УДК 621.396.93
РАСЧЕТ УРОВНЯ СИГНАЛА В МОБИЛЬНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ЗАСТРОЙКЕ МЕСТНОСТИ
И.С.Ломов, А.П.Преображенский Воронежский институт высоких технологий
E-mail: luckylis_@mail.ru
Вследствие бурного роста развития информационных технологий основным и наиболее перспективным видом передачи данных являются технологии с беспроводной передачей данных. Самым распространенным стандартом такой передачи данных является GSM. Сети GSM не достигли пика своего развития. База абонентов постоянно растет, строятся новые здания, дороги, меняется, городской ландшафт и в связи с этим возникает необходимость создания специализированных программных средств, позволяющих с помощью электронных карт местности оценить характер распространения сигнала.
При решении задачи расчета уровня сигнала в условиях городской застройки в виде прямоугольной уличной сетки была использована модель, приведенная в [1]. На Рис. 1 приведен пример прямоугольной городской застройки с длинной зданий 100, а шириной 25 метров. Расстояние между зданиями 50 метров.
Внизу расположены мобильные станции, к которым схематично указан путь, который преодолевают электромагнитные волны.
С помощью громоздких формул произведены вычисления количества лучей электромагнитных волн, достигших приемника. Суммировав лучи, получили мощность сигнала в данной точке и произведены исследования в разных местах городской застройки.
Исследования показали, что изменение высоты базовой станции (БС) от 10 до 30 метров и удаленность от зданий практически не влияют на общий сигнал, затухание составляет 0.5 дБ. Эксперимент был проведен с высотой БС в 20 метров, а приемник и передатчик находились на равном удалении от зданий. Амплитуда затухания сигнала в каждом из проулков не превышала одного децибела, но удаление приемника от БС сказывалось более существенно.
В первом проулке замер проводился на расстояниях от 110 до
57
250 метров, затухание на общей картине сигнала не превысила 1 дБ. Во втором проулке, на расстоянии 260-400 метров, затухание составило 4-5 дБ. В третьем проулке, на удалении 440 -550 метров от передатчика затухание составило 6.5-7.1 дБ. В четвертом проулке, на удалении 560-700 метров затухание изменяется от 7.5 до 8 дБ.
Городская застройка
В рамках городской застройки детерминированными методами можно будет рассчитать уровень сигнала быстрее и точнее, а так же предсказывать расположение БС обеспечивая уверенную передачу сигнала.
Литература
1.H. M. El-Sallabi and P. Vainikainen Radio wave propagation in perpendicular streets of urban street grid for microcellular communications / Progress In Electromagnetics Research, PIER 40, 229–254, 2003.
2.В.Г.Гавриленко, В.А.Яшнов Распространение радиоволн в современных системах мобильной связи 2003 г. – 148.
58
УДК 519.237
МЕДИЦИНСКАЯ ЭКСПРЕСС - ДИАГНОСТИКА НА БАЗЕ ДИСКРИМИНАНТНОГО АНАЛИЗА
А.В.Плотников Воронежский государственный технический университет
E-mail: plot1988@mail.ru
Традиционная медицина оперирует большим количеством параметров при дифференциальной диагностики, причем подавляющее их большинство характеризует общее состояние гомеостаза и может относиться к нескольким заболеваниям одновременно. Искусство диагностики в большинстве случаев сводиться к поиску таких характерных сочетаний и таких количественных уравнений для инструментально определяемых параметров, которые однозначно определяли бы именно это заболевание.
Дискриминантный анализ обладает огромным потенциалом, ещѐ не достаточно используемый в биомеханических приложениях.
Дискриминатный анализ наиболее точно разделяет состояния «болен» (возможно, обнаружение различных диагнозов) и состояние «здоров», с учетом корреляции параметров. Применение дискриминантного анализа увеличивает эффективность выявления заболевания у пациента.
Целью работы является разработка программной системы (как WinForms приложения, так и Web-приложение) на языке программирования C# с использованием передовых технологий про-
граммирования (Framework 4.0, ADO.NET, ASP.NET, AJAX) с ис-
пользованием современной СУБД (MS SQL Server 2008, MySQL) для медицинских учреждений различного профиля (урологических, неврологических и прочих) для увеличения эффективной диагностики пациентов (постановка и уточнение диагноза, прогнозирование возможности возникновения заболевания у пациента, визуализация диагностики).
В ходе создания программной системы необходимо решить следующие научные задачи: проверки точности получаемого диагноза в зависимости от разных типов распределения (как для классических, так и для специальных медицинских) входящих данных (обучающей выборки); изучение и сравнение различных алгорит-
59
мов прогнозирование, выбор оптимального для создаваемой системы.
На рынке существует разнообразные пакеты для обработки статистической информации, в которых реализован дискриминантный анализ.
Вбольшинстве статистические пакеты имеют сложный интерфейс и множество различных методов для обработки информации, которые больше необходимы в научных целях, нежели в практической, повседневной работе врача. Изучения любого пакета даже на базовом уровне, необходимом врачу для повседневно использования, займет много времени, потребует знание компьютера на уровне продвинутого пользователя и багаж знаний в области статистики.
На данный момент изучена возможность применения нелинейных дискриминантных функций с возможностью их визуализация для задач медицинской диагностики.
Иметься программа экспресс - диагностики написанная на языке программирования Delphi. Иметься реализация дискриминантного анализа в dll библиотеке для языка программирования C#.
Внастоящее время получены два свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ: №2010611265 «Визуализация результатов мониторинга на базе дисриминантного анализа» (дата регистрации 12 февраля 2010 года) и №2010611266 «Ультразвуковая экспресс-диагностика недостаточности кровотока на базе дискриминантных функций» (дата регистрации 12 февраля 2010 года). Была опубликована статья «Компьютерная система диагностики недостаточности кровотока на базе нелинейного дискриминантного анализа» (журнал «Вестник ВГТУ» №5, 2010 года).
Планируется получить: два свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ: для WinForms приложения (нача- ло-средина 2012) и для Web-приложения (начало 2013). Опубликовать ряд статей по данной проблематике в течение всего периода работ над проектом.
60