Моделі та методи теорії побудови і кодування високоефективних просторових k-значних структур

На основі теоретичних положень другого розділу в базисі функцій алгебри логіки отримані нові математичні моделі, що описують процеси роботи базових компонентів просторових k-значних структур із потенційною чи струмовою інформаційною ознакою.

Це дозволило математично дослідити ці моделі та розробити в подальшому специфічні підходи до оптимізації параметрів просторових k-значних структур за критеріями однорідності та мінімальності апаратурних затрат у процесі нарощування значності. За результатами досліджень мікроелектронних ПЗО синтезовано і запатентовано 4 патенти на винаходи відповідно України й Російської Федерації та отримано 3 авторські свідоцтва СРСР.

Узагальнено існуючі та розроблено нові основи теоретичних засад математичного моделювання та побудови ПЗО із рекурсивним використанням базових компонентів дешифрування кодів, вибору інформаційних ознак сигналів, універсальності структурної побудови на принципах симбіозу та оптимальності формальних методів синтезу вузлів ПЗО максимальної швидкодії й однорідності.

Застосування ПЗО із k-значним кодуванням забезпечує суттєве зменшення числа паралельних ліній зв'язку за рахунок вищої інформаційної насиченості сигналів. Коефіцієнти стискування паралельних ліній зв'язку визначаються як і становлять такі значення: для k = 4, 8, 16 - відповідно. Це підтверджує ефективність використання k-значних структур і кодування для створення обчислювальних засобів та доцільність теоретичних досліджень у даному напрямку.

Дослідження узагальнених структурного та формального синтезу в базисі алгебри логіки показали, що вхідні дешифратори граничної швидкодії для k-значних ПЗО будуються за математичними моделями одноступеневих лінійних дешифраторів, а вихідні - зрізаного паралельно-послідовного підсумовувача, оскільки його вхідні дані ніколи не пробігають усієї множини значень.

Уперше розроблено методи узагальненого рекурсивного структурного й формального синтезу ПЗО, які дозволяють: розроблення таких методів, що об'єднують логіку і технологію синтезу k-значних структур, наприклад із застосуванням І²Л- та МОН-технологій; проектування ПЗО з використанням систем автоматизованого проектування; створення інтелектуального інтерфейсу систем штучного інтелекту; підняття продуктивності в сучасних надвисокошвидкісних системах опрацювання даних.

Уперше розроблено методи структурного та логічного синтезу на МОН прохідних транзисторах просторових комутаторів k-значних сигналів. Вказана задача є наступною, після синтезу ПЗО, фундаментальною проблемою побудови просторових (n-вимірних) k-значних структур. Вирішення такої задачі, у свою чергу, забезпечує розв'язання цілого комплексу таких підзадач: технологічної однорідності на мікроелектронному рівні всіх складових; спрощення реалізації паралельних інтегральних МОН-структур із k-значним кодуванням; керування паралельними просторовими напрямками руху даних; формування дискретних комутаційних k-значних каналів зв'язку між заданими точками простору з каліброваною затримкою інформації в кожному елементі; розв'язання просторовим способом задачі пріоритетів і черг у багатопроцесорних обчислювальних системах.

Базуючись на методах логічного синтезу мереж із прохідних транзисторів стосовно k-значної логіки, отримано математичні моделі логічних функцій, що відображають зв'язок між вхідними сигналами X₁, X₂ та вихідними Y₁, Y₂ у двоканальному комутаторі.

Виходячи з того, що зв'язок між вхідними X_і та вихідними Y_і сигналами, із урахуванням зовнішнього параметра (сигналу керування) Z_j записується як

(11)

схему шинного двоканального комутатора, відповідно до її режимів роботи, можна розбити на чотири схеми паралельних з'єднань зі спільними входами (див. рис. 16), кожна з яких у загальному вигляді описується такою залежністю:

 (12)

Для режиму прямого з'єднання входу X₁ із виходом Y₁ залежність (11) буде такою:

1. Y₁X₁:

, (13)

де Z₁, Z₃, Z₇ - сигнали керування першого, третього та сьомого ключів, відповідно.

Аналогічно для з'єднань:

2. Y₂X₁:

, (14)

3. Y₁X₂:

, (15)

4. Y₂X₂:

. (16)

Комутатор дозволяє керувати паралельними просторовими каналами руху даних, здійснювати формування дискретних комутаційних k-значних каналів зв'язку між заданими точками простору з каліброваною затримкою сигналів у кожному елементі та просторовим чином розв'язувати задачі пріоритетів і черг у багатопроцесорних системах.

Таким чином, роботи зі створення і реалізації k-значного кодування та структур із стадії пошуків і експериментів доведені до стадії завершеної формалізованої теорії побудови.

Створена теорія побудови k-значних структур дає можливість широкого застосування переваг від використання їх властивостей, зокрема таких як: формалізація та автоматизація синтезу; підвищення перепускної здатності та зниження числа зв'язків у цифрових системах передачі даних та при побудові інтелектуального інтерфейсу для високоефективних обчислювальних структур і систем.

У шостому розділі на основі теоретичних положень другого розділу досліджено основні аспекти математичного моделювання універсальних функціональних перетворювачів просторового типу на засадах декомпозиції k-значних структур на дискретно-аналогові та цифрові субблоки, особливо в частині їх проміжного просторового перетворення.

У рамках проблем розроблення методів побудови k-значних універсальних функціональних перетворювачів просторового типу вперше поставлено й вирішено такі задачі, що не мали свого вирішення для k-значних структур: аналіз та синтез булевих структур просторових УФП; аналіз та синтез АСП-структур просторових УФП; комбінаційний синтез дешифраторів УФП просторового типу; синтез в АСП дешифраторів УФП просторового типу; методи побудови багатовходових УФП.

Проведено сумісне дослідження особливостей синтезу на підставі двох базисних, визначальних математичних теорій побудови цифрових автоматів - формальної булівської логіки та алгебри скінченних предикатів.

У розділі здійснено аналіз та синтез булевих структур та дешифраторів 3- та 4-значного, АСП-структур та дешифраторів 3- та 10-значного просторових УФП потенційного типу, а також методи побудови багатовходових УФП, зокрема двовходового 10-значного УФП потенційного типу. При цьому аналіз результатів синтезу k-значних структур в інших функціонально повних базисах як дво-, так і k-значної логіки становлять зміст робіт [28; 29] автора і виключені із подальшого розгляду як такі, що не несуть суттєвих результатів у досягнення мети дисертаційної роботи.

Дослідження показали, що застосування традиційних методів комбінаційного синтезу у функціонально повних базисах, через подання у вигляді диз'юнктивної досконалої нормальної форми (ДДНФ), для просторових k-значних структур є мало ефективним щодо однорідності й паралелізму структурних побудов і необхідний пошук природніших, досконаліших, ближчих за внутрішньою логікою видів математичної логіки та методів синтезу.

Для забезпечення умов уведеної аксіоматики і чіткого розрізнення відмінностей просторового і паралельного розділення процесів у пристроях на k-значних структурах дано формальне визначення просторової ознаки для УФП як подання значень змінних із допомогою k просторово розподілених шин, коли значенню відповідає збуджений стан -ї шини, на якій формується деякий заданий одиничний стан , а на решті - задано нульове значення .

Як доведено у другому розділі, універсальні просторові k-значні структури в узагальненому вигляді включають такі компоненти: паралельний аналого-цифровий перетворювач разом із дешифратором (елемент розпізнавання k-значної змінної), матричні селектор та комутатор, а також паралельний цифро-аналоговий перетворювач (ключовий комутатор). Результати математичного моделювання цих компонент становлять основу досліджень цього розділу.

Здійснена в роботі побудова рекурсивних комбінаційних варіантів дешифратора P--P в УФП дозволила перенести на нього й функції керування переналагодженням, зменшити в загальному випадку на kⁿ число зовнішніх виводів. Останнє досягнуто за рахунок того, що ключі перетворювача PS постійно підключені до формувача базисних сигналів відповідно до принципу симбіозу в k-значних структурах.

Для опису алгоритмів роботи і побудови математичних моделей (17)-(19) проміжних субблоків, а також внесення в структуру одно- та двовходового УФП матричних селектора, комутатора та блоку керування застосовано отримані у другому розділі результати формалізації принципу симбіозу та методів алгебри скінченних предикатів. Вказане забезпечило паралелізм і однорідність структури та дозволило: гранично просто на модельному рівні описати всі необхідні аналітичні співвідношення вхідних і вихідних змінних; формалізувати і автоматизувати процедури синтезу просторових k-значних структур.

k-значний елемент розпізнавання k-значних сигналів із одним входом і k виходами реалізовано з використанням як елемента розпізнавання АЦП паралельного типу (лінійка компараторів із спільним опорним дільником напруги) із просторовим дешифратором.

Робота блока дешифрації просторового універсального дешифратора 2 при k = 4 описується функціями алгебри логіки:

;

; (17)

^,

де L₁-L₃ - сигнали на входах 6-8; Y₁-Y₃ - сигнали на виходах дешифратора 2.

Отримана система рівнянь (18) дозволяє застосовувати АСП для синтезу просторових проміжних субблоків універсальних просторових k-значних перетворювачів, а також формалізує принцип симбіозу та дозволяє спростити технічну реалізацію високоефективних k-значних структур.

Відмінною особливістю роботи УФП є активність тільки одного просторового напрямку в кожний такт роботи УФП. Таким чином, у його структурі можливе використання провідного АБО, що кардинально змінює усі підходи щодо синтезу проміжних субблоків із застосуванням АСП. У свою чергу, це дає можливість використання в майбутньому під час мікроелектронної реалізації БМК та ПЛМ меншої міри інтеграції.

У розробленому та запатентованому автором двовходовому УФП використовуються методи проміжних перетворень із застосуванням АСП-підходів і принципу симбіозу дво- та k-значного кодування. Це усуває необхідність урахування міжрозрядних зв'язків й набігання розрядної сітки і, як наслідок, веде до граничного паралелізму структури та зменшення затримок під час перетворень та спрощення структури проміжних субблоків матричного селектора та комутатора.

Запропонований відхід від деревоподібної організації структури багатовходових УФП та усунення налагодження на виконання певного функціонального перетворення шляхом безпосередньої комутації базисних сигналів веде до зменш*ення апаратурних затрат. Число ключів на виході елемента при цьому не зростає пропорційно до kⁿ із збільшенням числа входів елемента, а залишається постійно рівним k і повністю усуває потребу в зовнішніх базисних входах.

Наведені вище результати дозволяють зробити важливий висновок, що універсальність функціональних перетворювачів, побудованих на засадах формалізованого в другому розділі принципу симбіозу і рекурсивності, сукупно з відповідними операційними засобами, утворюють нову паралельну обчислювальну математику, аналогів якої на нинішній день не існує. Фундаментальні дослідження такої математики в напрямі більш детального аналізу можливостей її застосування під час побудови високоефективних обчислювальних структур становлять задачу ближчого майбутнього.

За результатами досліджень мікроелектронних УФП автором розроблено і отримано 5 патентів на винаходи України та Російської Федерації, отримано 1 авторське свідоцтво СРСР.

Сьомий розділ присвячено практичному втіленню та застосуванню виконаних теоретичних досліджень із побудови k-значних структур у вигляді набору типових операційних пристроїв обчислювальних систем новітніх поколінь. Ефективність таких структур визначається їх обчислювальною реалізованістю, тобто можливістю паралельного оброблення даних, універсальністю чи багатофункціональністю функціональних перетворень, функціональною орієнтацією процесорів на виконання типових операцій додавання, множення і поліноміального перетворення даних, кодованих k-значним кодом, надійністю та завадостійкістю під час передачі.

У рамках проблем синтезу та реалізації операційних пристроїв k-значних просторових структур і систем новітніх поколінь уперше поставлено й вирішено чотири задачі розроблення та дослідження комплексу математичних моделей і обчислювальних методів, що не мали свого вирішення для k-значних структур: 1) розроблення класифікації спеціальних операційних пристроїв структур і систем новітніх поколінь; 2) синтез паралельного нагромаджуючого підсумовувача k-значних AN+B-кодів; 3) синтез чотиризначного матричного множника елементів поля Ґалуа GF(2⁸); 4) побудова паралельного конвеєрного арифметичного пристрою; розроблення методу та засобів регенерування k-значних цифрових послідовностей.

Згідно з розробленою класифікацією спеціальних операційних пристроїв показано, що задовільнити вимоги високоефективних обчислювальних структур і систем щодо високошвидкісного оброблення даних намагаються вирішувати багатьма шляхами: розробленням відповідної елементної бази, що моделює властивості природного інтелекту; зміною та удосконаленням архітектури процесорів; використанням нейрокомп'ютерів, конвеєрних і матричних процесорів, багатопроцесорних систем тощо.

Розроблення класифікації спеціальних операційних пристроїв структур і систем новітніх поколінь, зокрема нейромережевих структур, дозволяє стверджувати, що паралельні обчислення елементарних функцій у задачах ШІ потребують різноманітних за складністю укрупнених операторів, що виконують операції додавання, множення, підняття до степеня, операторів виду і, нарешті, множення та усереднення за часом (інтегрування), тобто підсумовування з накопиченням.

У дисертації запропоновано метод комплексного вдосконалення підсумовувачів за рахунок використання властивостей k-значних зображень чисел, зокрема арифметичних AN+B-кодів. Сутність алгоритму полягає в тому, що перед операцією нагромаджувального додавання кожне число А_і, де і = 1, 2, ..., к перетворюється згідно з таким виразом:

, (20)

оскільки А_і + 2^r - завжди додатне число.

При нагромаджувальному підсумовуванні накопичуються к = 2ⁿ (r + 1)-розрядних додатних чисел А_і шляхом нагромаджувального (r + 1)-розрядного додавання та n-розрядного послідовного підсумовування перенесень. Результат нагромадження можна зобразити так:

,

або, враховуючи, що к = 2:

. (21)

У цих кодах константа B уводиться для отримання простого переходу від прямого коду до оберненого при роботі з від'ємними числами, що дає можливість реалізувати нагромаджуюче додавання як від'ємних, так і додатних (r + 1)-розрядних двійкових чисел у прямому, доповнюючому й оберненому кодах; забезпечує широкі функціональні можливості пристрою нагромаджуючого підсумовувача без істотних додаткових апаратурних затрат; суттєве збільшення швидкодії, оскільки до його складу не входять складні схеми аналізу переповнення знакових розрядів у процесі обчислення та формування остаточного результату.

На підставі математичних моделей четвертого розділу дисертації вперше розроблено метод синтезу й побудови чотиризначного матричного множника елементів поля Ґалуа GF(2⁸), що здійснює матричне множення 4-значних елементів поля Галуа GF(2⁸), забезпечує зменшення удвоє числа функціональних зв'язків, а також повну однорідність та однотипність усіх субблоків і гранично високу швидкодію порівняно зі двозначними засобами такого типу.

Отримана в результаті однотипність усіх схемотехнічних рішень гранично спрощує топологію ВІС, зменшуючи час на її проектування і ймовірність виникнення помилок при цьому.

Паралельний 4-значний матричний множник є базовим пристроєм при виконанні операцій A N і забезпечує реалізацію операцій над елементами поля ґалуа GF(2⁸) із породжуючим поліномом а(x) = x⁸ + x⁴ + x³ + x² + x, примітивним елементом = 00000010 та арифметичними операціями, визначеними у 4-значній логіці. Вибір 4-значної логіки як еквівалента для поля ґалуа GF(2⁸) пов'язаний із легкістю переходу від одного модуля до іншого та можливостями І²Л-схемотехніки під час мікроелектронної реалізації k-значних структур.

Уперше розроблено метод побудови паралельного конвеєрного арифметичного пристрою обчислювача степеневих поліномів. Вказана розробка дозволила завершити сформульовану ще Н. Вінером проблему створення комплексу обчислювальних засобів для систем штучного інтелекту, що є суттєвим теоретичним внеском цієї роботи в теорію побудови високоефективних обчислювальних структур і систем новітніх поколінь.

Для побудови й реалізації поліномного швидкодіючого обчислювача як основу створено варіант паралельного конвеєрного арифметичного пристрою (АП).

Математичні моделі режимів роботи АП наведено в табл. 1, де прийнято такі позначення: S_і та S_n - результати обчислень; В_і, А_і - коефіцієнти полінома першого степеня; Х_і - біжучий аргумент.

Таблиця 1

Таблиця режимів роботи арифметичного пристрою

Режим роботи	Входи	Обчислювана функція
	13	14
1	0	0	;
2	1	0	;
3	0	1

Розроблено новий алгоритм регенерування k-значних біполярних цифрових послідовностей, який базується на двократних однотипних перетвореннях позитивних і негативних півхвиль відновлюваного сигналу з використанням процедур їх випрямлення, додавання, виділення постійної складової й віднімання з вхідної послідовності сигналу, отриманого в результаті перетворень. Алгоритм відрізняється простотою реалізації і дозволяє в 2...3 рази підвищити завадостійкість каналів передавання цифрових даних.

За результатами досліджень цього розділу розроблено та отримано 8 авторських свідоцтв СРСР.

ОСНОВНI РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ВИСНОВКИ

У дисертації розв'язано науково-прикладну проблему створення теорії побудови мікроелектронних k-значних універсальних просторових структур із позицій теорії кодування, надійності, синтезу і оптимізації, як таких, що становлять адекватну за своєю складністю основу для реалізації високоефективних обчислювальних структур і систем новітніх поколінь.

Основні результати дисертаційної роботи:

Уперше розроблено чотирирівневу ієрархічну k-значну структурно-функціональну комірку, яка базується на концепції принципу симбіозу (нерозривного зв'язку та взаємодії) двозначних та аналого-дискретних засобів опрацювання даних і яка отримала визнання та набула значного поширення і використовується різними дослідниками в галузях цифрової обробки сигналів, інтелектуальних роботів, нейроінтелекту, побудови мовних інтерфейсів систем штучного інтелекту, психології інтелекту.

Уперше створено математичні моделі формалізації принципу симбіозу k-значних структур, що забезпечує побудову новітньої концепції синтезу структур для обчислювальних систем новітніх поколінь та застосування просторового та часового паралелізму на структурному й алгоритмічному рівнях; створення процедурних і функціональних мов, паралельних машин баз знань і логічного виводу та k-значних методів кодування.

Доопрацьовано теорію точності роботи k-значних структур, що надає широкі можливості оптимального вибору параметрів цих структур на етапах проектування та експлуатації.

Розроблено методологію дослідження метричних властивостей двомісних k-значних функцій, які визначають алгоритмічні складності синтезу мінімальних структур, що дає можливість: оптимізувати роботу комутаційного обладнання, зокрема потрібний обсяг пам'яті для здійснення необхідного числа комутацій під час обслуговування процесів обміну даними, а також програмне забезпечення керуючих комплексів у цифрових системах.

Розроблено новий підхід до створення просторових k-значних структур із урахуванням міри вносимої надлишковості, зорієнтованої на забезпечення принципу необхідної різноманітності, що забезпечує заданий рівень надійності.

Досліджено математичні моделі симетричних каналів із завадами та k-значних систематичних кодів, що надає можливість оптимізації параметрів k-значних структур на етапах проектування та експлуатації k-значних апаратурних каналів; демонструє вагомість принципу симбіозу в разі застосування надлишкових кодів і його надзвичайно високу ефективність під час практичної реалізації кодів із дуже великою довжиною блока даних та високою коректуючою здатністю. Ймовірність помилки як універсальний параметр є сполучною ланкою, що об'єднує в єдине ціле ентропійні математичні моделі апаратурних каналів із моделями надійності їх роботи та фізичними параметрами k-значних структур.

Дістали подальший розвиток математичні моделі кодування і декодування кодами Ріда - Соломона із застосуванням принципу симбіозу різних видів кодування і гнучкого, адресного та просторового квазівипадкового переплетіння шляхів поширення сигналів, що дозволяє побудовати структури нових алгоритмів кодування для захисту від несанкціонованого доступу, створення захищених і надійних обчислювальних систем та проаналізувати характеристики й вимоги до технічних засобів кодування, зокрема змінювати вид породжуючого многочлена поля, довжину блоків та вид перемежування символів. Розроблено методи організації обчислень та синтезу послідовних, паралельних і змішаних структур операційних засобів CIRC-кодера/декодера, що дозволяє реалізувати клас операційних засобів залежно від стратегії виправлення помилок та від способів організації обчислень.

Уперше розроблено методи узагальненого рекурсивного структурного й формального синтезу пристроїв зовнішнього обміну, що забезпечує розроблення таких методів, які об'єднують логіку і технологію синтезу k-значних структур, наприклад із застосуванням І²Л- та МОН-технологій; проектувати пристрої з використанням систем автоматизованого проектування; створення інтелектуального інтерфейсу новітніх обчислювальних систем; підняти продуктивність у сучасних надвисокошвидкісних системах опрацювання даних.

Уперше розроблено методи структурного та логічного синтезу на МОН прохідних транзисторах просторових комутаторів k-значних сигналів, що забезпечує: технологічну однорідність на мікроелектронному рівні всіх складових; найпростішу реалізацію паралельних інтегральних МОН-структур із k-значним кодуванням; керування паралельними просторовими напрямками руху даних; розв'язання просторовим способом задачі пріоритетів і черг у багатопроцесорних обчислювальних системах.

Уперше синтезовано й досліджено рекурсивні та АСП-структури просторових універсальних функціональних перетворювачів у напрямі нарощування значності, що забезпечує збільшення логічної потужності множини функціональних перетворень; структурну однорідність виконання субблоків, підвищує технологічність у процесі мікроелектронної реалізації, а також забезпечує граничну швидкодію.

Уперше розроблено методи синтезу паралельного нагромаджуючого підсумовувача k-значних AN+B-кодів, чотиризначного матричного множника елементів поля Ґалуа GF(2⁸), паралельного конвеєрного арифметичного пристрою та методу і засобів регенерування k-значних цифрових послідовностей, що утворюють набір типових операційних пристроїв нейромережевих і обчислювальних систем новітніх поколінь.

Основні наукові результати реалізовано в таких практичних розробках: фундаментальних основ синтезу багатовимірних нейромереж на базі універсальних нейронних елементів та нейроподібних систем; моделей, алгоритмів та програмно-апаратних засобів адаптивних систем дистанційного навчання; експериментальної системи дистанційного навчання стендової версії автоматизованої банківської системи “Барс-Міленіум”; моделей та програмно-апаратних засобів адаптивних інформаційних систем оцінювання, атестації та розвитку персоналу; високопродуктивних спеціалізованих засобів оброблення інформації та забезпеченні їх надійності і взаємозамінюваності на етапі проектування, k-значної системи кодування інформації, в якій використовувались k-значні елементи паралельного типу з підвищеною швидкодією; дешифратора телеметричного сигналу апаратури “Терра”, що використовувався під час досліджень верхніх шарів атмосфери з допомогою аеростатів.

Результати також використано в навчальному процесі Харківського національного університету радіоелектроніки та Львівського банківського інституту НБУ.

СПИСОК ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Бондаренко М.Ф., Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. Основи теорії синтезу надшвидкодіючих структур мовних систем штучного інтелекту. - К.: ІЗМН, 1997. - 264 с.

Бондаренко М.Ф., Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. Основи теорії багатозначних структур і кодування в системах штучного інтелекту. - Х.: Фактор-Друк, 2003. - 336 с.

Коноплянко З.Д,, Чаплига В.М., Чаплига М.В. Багатозначні структури та кодування систем економічної кібернетики. - Львів: ЛБІ НБУ, 2004. - 314 с.

Коноплянко З.Д. Принципы построения многозначных систем искусственного интеллекта//Проблемы бионики. - 1990. - Вып. 45. - С. 27-35.

Коноплянко З.Д. Двузначно-многозначные устройства внешнего обмена систем ИИ. Сообщение 2//Проблемы бионики. - 1991. - Вып. 47. - С. 71-80.

Коноплянко З.Д. Пеpспективи pозвитку меpеж зв'язку з k-значним кодуванням//Технічні вісті. - 1994. - № 1. - С. 75-79.

Коноплянко З.Д. Стратегія розвитку k-значної схемотехніки// Відбір та обробка інформації: Міжвідомчий збірник наукових праць. - 1996. - Вып. 10 (86). - С. 89-97.

Коноплянко З.Д. Теорія точності k-значних структур // Теорія і проектування напівпровідникових та радіоелектронних пристроїв. Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. - 1995. - № 289. - C. 46-50.

Коноплянко З.Д. Принцип симбіозу багатозначних структур штучного інтелекту та його формалізація // Искусственный интеллект. - 2001. - № 2. - С. 140-151.

Коноплянко З.Д. Дослідження метpичних властивостей k-значних функцій // труды УНИИРТ. - 1995. - № 2. - C. 46-53.

Коноплянко З.Д. Багатофакторний аналіз ентропійних властивостей структур кібернетичного рівня із k-значним кодуванням для систем штучного інтелекту // Искусственный интеллект. - 2003. - № 2. - С. 10-19.

Коноплянко З.Д. Анализ параметрической надежности инжекционных элементов многозначных структур // Электронное моделирование. - 1983. - № 3. - C. 56-62.

Женчук Е.Я., Коноплянко З.Д. Оптимизация стратегий декодирования CIRC-кодов по вероятностным критериям // Отбор и обработка информации. - 1993. - Вып. 9(85). - С. 91-99.

Бондаренко М.Ф., Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. Методи завадостійкого k-значного кодування та захисту інформації в україномовних інтерфейсах систем штучного інтелекту // Відбір та обробка інформації: Міжвідомчий збірник наукових праць. - 1998. - Вып. 12(89). - С. 86-89.

Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. Проблеми інтелектуалізації та українізації цифрових систем та мереж телекомунікацій // Тpуды УНИИРТ. - 1995. - № 4. - C. 72-81.

Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. Аналіз лінгвістичних зв'язків елементів фонетичного рівня української мови // Праці УНДІРТ. - 1996. - № 1(5). - C. 70-77.

Четвериков Г.Г., Ляховець С.В., Коноплянко З.Д., Колесник А.С. Аналіз та дослідження букво-фонемних відношень української мови // Праці УНДІРТ. -2001. - № 1(25). - С. 79-83.

Коноплянко З.Д., Хаpхаліс I.Р. Цифрові мережі та системи телекомунікацій // Теоpія і пpоектування напівпpовідникових та pадіоелектpонних пpистpоїв: Вісник ДУ “ЛП”. - 1994. - № 280. - С. 107-141.

Коноплянко З.Д., Чаплига М.В. Методи побудови функціональних перетворювачів просторового типу//Реєстрація, зберігання і обробка даних. -2002. - № 3. - С. 23-31.

Абашина Н.М., Коноплянко З.Д., Чаплига В.М. Структурно-функціональний аналіз системи штучного інтелекту та його підсистеми - національної (української) мови // Мандрівець. - 2002. - № 5 (40). - C. 64-71.

Коноплянко З.Д., Чаплига В.М., Чаплига М.В. Синтетична теорія побудови інтерфейсних пристроїв систем штучного інтелекту з k-значним кодуванням // Искусственный интеллект. - 2002. - № 1. - С. 34-45.

Коноплянко З.Д., Чаплига В.М., Чаплига М.В. Аналіз архітектурних побудов цифрових та багатозначних структур для систем штучного інтелекту // Искусственный интеллект. - 2002. - № 3. - С. 258-266.

Коноплянко З.Д., Чаплига В.М., Чаплига М.В Дослідження архітектур і синтетична теорія побудови та синтезу цифрових просторових комутаторів із k-значним кодуванням для систем штучного інтелекту // Искусственный интеллект. - 2002. - № 3. - С. 267-276.

Коноплянко З.Д., Чаплига В.М. Архітектури та алгоритми багатозначного CIRC-кодування для систем штучного інтелекту // Искусственный интеллект. - 2004. - № 3. - С. 816-825.

А.с. 1510095 СССР, МКИ H04В 3/00. Устройство для приема и передачи информации / З.Д. Коноплянко(CCCP). - № 4364534/24; Заявлено 13.01.88; Опубл. 23.09.89, Бюл. № 35. - 6 с.

А.с. 1510077 СССР, МКИ H03K 19/08. Функциональный преобразователь/З.Д. Коноплянко (CCCP). - № 4363776/24; Заявлено 13.01.88; Опубл. 23.09.89, Бюл. № 35. - 10 с.

Пат. 20462 Україна, МКВ H03K 19/08. Двовходовий багатозначний логічний елемент / Бондаренко М.Ф., Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. - №97031289/24; Заявлено 20.03.97; Опубл. 15.07.97; Бюл. № 3. - 5 с.

Коноплянко З.Д., Четвериков Г.Г. Анализ и синтез k-значных структур / Державний університет “Львівська політехніка”. - К., 1994. - 258 с. - Рос.-Монография деп. в ДНТБ України 5.12.94 р., № 2294-Ук94 // Анот. в бібліографічному покажчику “Депонированные научные работы ВИНИТИ”. -1995. - № 3(280).

Коноплянко З.Д. Радиоэлектронные многозначные системы управления РТК. - Москва, 1988. - 149 с. - Рос. - Монография деп. в НИИЭИР, № 3-8458 // Анот. в сб. рефератов деп. рук. ВИМИ. - 1988. - № 9.

Коноплянко З.Д. Принципы создания многозначных микроэлектронных параллельных универсальных функциональных преобразователей для РЭА//Тезисы Отраслевой НТК: “Специализировання элементная база для РЭА”. - Ташкент- Москва, 1989. - С. 131-132.

Коноплянко З.Д. Просторові k-значні структури: теорія, практика, застосування // Тези міжнародної конференції “Сучасні проблеми автоматизованої розробки та виробництва радіоелектронних засобів та підготовки інженерних кадрів”, Львів - Славське / ДУ “ЛП”. - Львів, 1994. - С. 123.

Коноплянко З. Д. Основи теорії k-значного кодування в мережах цифрового зв'язку // Тези ІІ Міжнародної конференції з радіозв'язку, звукового та телевізійного мовлення (UkrTеlеCom-95) (Одеса, 19-22.09.1995). - Одеса, 1995. - 4 с.

Коноплянко З.Д. Мікроелектронні засоби просторових k-значних структур//Тези НТК “Досвід розробки та застосування приладо-технологічних САПР мікроелектроніки”. - 20-26.02. 1995 р. - Львів, 1995. - С. 136-137.

Коноплянко З.Д. Принцип симбіозу в k-значних просторових структурах та системах керування // Тези 2-ї Української конференції з автоматичного управління (Автоматика-95). - 26-30.09. 1995 p. - Львів, 1995. - 1 с.

Коноплянко З.Д., Чаплига В.М., Чаплига М.В. Аналіз шляхів побудови та принцип симбіозу дво- та багатозначних логік і технічних засобів систем штучного інтелекту з багатозначним кодуванням//Тези Міжнародної науково-технічної конференції “Искусственный интеллект-2002”(16-20 вересня 2002 р., Кацивелі (Крим)) - Донецьк: Донецький інститут проблем штучного інтелекту, 2002. - С. 356-359.

Коноплянко З.Д., Чаплыга В.М. Анализ и синтез текста на естественном языке для достижения высокоуровневой технологии обработки информации//Материалы международной научно-технической конференции “Интеллектуальные и многопроцессорные системы-2003” (22-27 сентября 2003 г., Дивноморское, Геленджик, Россия). - 2003. - С. 167-170.

Коноплянко З. Д., Чаплига В.М. Аналіз принципів побудови та швидкодії двокаскадного CIRC-декодера для систем штучного інтелекту // Материалы международной научно-технической конференции “Искусственный интеллект. Интеллектуальные и многопроцессорные системы-2004” (20-25 сентября 2004 г., Кацивели, Украина). - 2004. - Т. 1. - С. 74-80.

АНОТАЦІЯ

Коноплянко З.Д. Моделі та методи теорії побудови і кодування високоефективних просторових k-значних структур. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 01.05.02 - математичне моделювання та обчислювальні методи / Державний науково-дослідний інститут інформаційної інфраструктури. - Львів, 2005.

Дисертацію присвячено задачам дослідження та розроблення основ теорії побудови та кодування високоефективних обчислювальних k-значних структур із просторовим відображенням інформації. У дисертації розроблено новий напрям у теорії побудови k-значних структур та кодування для високоефективних обчислювальних структур і систем, що базується на принципі симбіозу дискретно-аналогових та цифрових методів і засобів та застосуванням взаємопов'язаних методів подання k-значної структури у вигляді єдиного інформаційного каналу, математичних моделях точності дії, перепускної здатності каналів із k-значним кодуванням, функціональних побудов k-значних логік, надійності, методах оптимізації параметрів k-значних структур.

Запропоновано структурні та математичні методи синтезу надшвидкодіючих універсальних k-значних функціональних перетворювачів, пристроїв зовнішнього обміну, комутаційних елементів та операційних пристроїв і структур, високу ефективність яких обґрунтовано теоретично і підтверджено практично.

Основні результати праці знайшли промислове впровадження у виробництво та використовуються на практиці в Державному науково-дослідному інституті інформаційної інфраструктури Міністерства транспорту та зв'язку і НАН України, Національному банку України і Львівському банківському інституті НБУ. Програмно-інформаційний комплекс “Система оцінювання, атестації та розвитку персоналу” здано у Фонд алгоритмів і програм Національного банку України. Методичні розробки використовуються в навчальному процесі.

Ключові слова: k-значна структура, кодування, логіка, аналіз, синтез, штучний інтелект, точність, надійність, оптимізація.

АННОТАЦИЯ

Коноплянко З.Д. Модели и методы теории построения и кодирование высокоэффективных пространственных k-значных структур. - Рукопись.

Диссертация на получение научной степени доктора технических наук по специальности 01.05.02 - математическое моделирование и вычислительные методы / Государственный научно-исследовательский институт информационной инфраструктуры. - Львов, 2005.

Диссертация посвящена задачам исследования и разработка основ теории построения и кодирование высокоэффективных вычислительных k-значных структур с пространственным отображением информации. В диссертации разработано новое направление в теории построения k-значных структур и кодирования для высокоэффективных вычислительных структур и систем. Теория базируется на принципе симбиоза дискретно-аналоговых и цифровых методов и средств с применением взаимосвязанных методов представления k-значной структуры в виде единого информационного канала, математических моделях точности действия, пропускной способности каналов с k-значным кодированием, функциональных построений k-значных логик, надежности, нетрадиционных методах оптимизации параметров k-значных структур. Предложены структурные и математические методы синтеза сверхбыстродействующих универсальных k-значных функциональных преобразователей, устройств внешнего обмена, коммутационных элементов и операционных устройств и структур, высокая эффективность которых обоснована теоретически и подтверждена практически. Основные результаты работы нашли промышленное внедрение в производство и используются на практике в Государственном научно-исследовательском институте информационной инфраструктуры Министерства транспорта и связи и НАН Украины, Национальном банке Украины и Львовском банковском институте НБУ. Программно-информационный комплекс “Система оценивания, аттестации и развития персонала” сдан в Фонд алгоритмов и программ Национального банка Украины. Методические разработки используются в учебном процессе.

Ключевые слова: k-значная структура, кодирование, логика; искусственный интеллект, анализ, синтез, точность, надежность, оптимизация.

ABSTRACT

Konopljanko Z.D. Models and methods of the theory of construction and coding of highly effective spatial multiple-valued structures. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality 01.05.02 - mathematical modelling and computing methods / The state scientific research institute of an information infrastructure. - Lviv, 2005.

The dissertation is devoted to investigation and creating of theoretical basis designing of extremely effective digital multiple-valued structures with spaciousness imaging of information. The grounded actuality of the explored problem related to creation of bases of theory of construction of high efficiency digital multiple-valued structures with the spatial reflection of information is carried out general review of publications in relation to the state of problem, certain goal and tasks of dissertation work, communication of subject of researches with the government programs and research works is specified, the list of basic tasks of research is resulted, maintenance of scientific positions which make a novelty and practical value of work and question of realization of job performances. The tasks of analysis and estimation of the multiple-valued structures reliability are considered, in particular models of prognostication of reliability in relation to the sudden refusals, methods of analysis and estimations of the parametric reliability multiple-valued structures, model of prognostication of reliability in relation to the structural refusals and exactness of the multiple-valued structures action.

Based conception of adequacy of significant logic and structures to the task of creation of high efficiency calculable structures and systems with the expected properties and possibilities in relation to the promoted fast-acting and wide functional possibilities in particular universal the multiple-valued structures spatial type. Offered and developed structurally-functional barn of the generalized kind, that decomposed for high efficiency calculable structures and systems on four hierarchical levels: functional; tactical; strategic (coordinating) and knowledge base.

Mathematical models and methods of research and evaluation of parameters of informative apparatuses are developed multiple-valued of channels, in particular entropy parameters of channels swimmingly; properties of symmetric channels with hindrances; probabilities of error during decoding multiple-valued of systematic codes and necessary brining in surplus of static spatial multiple-valued structures.

The methods of synthesis of algorithms and structures of operating facilities of the functionally-oriented processor of decoding of codes of Reed-Solomon are developed with crossinterlived (CIRC-encoding) with application of symbiosis of different types of code and flexible, address and spatial quazinondetermined interlacing of ways of distribution of information.

Principles of construction are developed multiple-valued of spatial devices of external exchange, in which entered: classification of spatial multiple-valued structures; generalized structural and formal synthesis of interface depending on importance of structural alphabet; methods of construction of integral current and potential interface, in particular: 4-valued with a current; 8- and 16-valued with a potential informative signaling; the synthesis of spatial switchboards multiple-valued of signals.

The methods of construction of a new class are developed multiple-valued of facilities - universal significant functional transformers of spatial type, on bases of decomposing of significant structures on discrete-analog and digital sub blocks, especially in part of their intermediate spatial transformation. Researches are up to the synthesis in two bases - formal Boolean logic and algebra of eventual predicates, as two determining mathematical theories of construction of digital submachine guns.

The basic results of work have found industrial introduction in manufacture and are used in practice in the State scientific research institute of an information infrastructure of the Ministry of transport and communication and NAS Ukraine, National bank of Ukraine and the Lvov bank institute. The Software-information complex "System of valuation, and developments of the personnel" is handed over to certification in Fund of algorithms and programs of National bank of Ukraine. Methodical developments are used in educational process.

Key words: multiple-valued structure, encoding, logic; analysis, synthesis, exactness, artificial intelligence, reliability, optimization.

Размещено на Allbest.ru