Диссертации, представленные на защиту и подготовленные в НИУ ВШЭ

Настоящая диссертационная работа посвящена разработке новых методов создания и анализа распределенных программных комплексов для многоагентного имитационного моделирования сложных технических и социально-экономических систем. Предлагаемые в этой работе методы позволяют выполнять автоматическую верификацию многоагентных алгоритмов с использованием исполняемых спецификаций, основанных на математическом формализме машин абстрактных состояний.Компьютерное моделирование используется во многих областях науки. Начиная с 90-х годов оно активно применяется для анализа сложных технических и социально-экономических систем. Одной из причин, из-за которых подобные системы сложны в изучении, является тот факт, что для них характерно большое количество нелинейных взаимодействий между элементами. Такие взаимодействия включают в себя передачу знаний и материалов, которые часто влияют на поведение получателей. В системном анализе такие системы называются системами с организованной сложностью. Одним из методов компьютерного моделирования и исследования таких систем является программная реализация многоагентных имитационных моделей. Многоагентная модель состоит из некоторого числа программных объектов – «агентов», взаимодействующих в виртуальной среде. Многоагентные модели и программные комплексы на их основе сложны в проектировании и разработке. Тем более сложным является анализ безошибочности их работы и соответствия моделируемой системе. Обычно агенты программируются либо на объектно-ориентированном языке программирования, либо с помощью специальной библиотеки – программного каркаса или среды моделирования. В качестве примера таких сред можно назвать Swarm, RePast, Mimosa. Разработка комплексов имитационного моделирования в таких средах требует создания значительного объема программного кода с большим количеством неявных взаимосвязей между программными агентами. Эмпирический анализ безошибочной работы созданного программного обеспечения становится практически невыполнимым.Целью данного исследования является разработка метода на основе формализма машин абстрактных состояний и исполняемых спецификаций, предназначенного для проектирования и верификации программных комплексов многоагентного имитационного моделирования. Ключевой характеристикой предлагаемого метода является поддержка автоматической верификации.
Предметом исследования являются исполняемые поведенческие спецификации и способы их применения для верификации многоагентных программных комплексов имитационного моделирования.

Проблема распространения нелинейных течений и волн в средах со сложной геометрией является актуальной и практически значимой вследствие ее разнообразных технических приложений. Описанная проблема очень многогранна и затрагивает различные предметные области. Для рассмотрения в работе выбраны задачи, являющиеся актуальными в своих предметных областях, таких, как аэроакустика, газодинамика, распространение импульсов в опто-волоконных линиях связи. Настоящая диссертация посвящена дополнению существующего описания распространения нелинейных течений и волн в средах со сложной геометрией путем рассмотрения новых моделей. Цели работы: 1. Исследовать трехмерную акустическую систему в среде, характеризующейся сложной геометрией в рамках системы уравнений Эйлера; разработать эффективную математическую и численную модели, позволяющие с высокой точностью и за приемлемое время решать большой спектр задач, связанных с проблемой истечения газа из сопла сложной геометрии. 2. Исследовать газодинамическую систему в среде, характеризующейся сложной геометрией в рамках базовой системы уравнений газовой динамики; разработать математическую модель и эффективный численный алгоритм для решения нелинейной газодинамической системы. 3. Исследовать распространение информационных импульсов в пространственно неоднородных опто-волоконных линиях связи в рамках нелинейного уравнения Шредингера третьего порядка; разработать математическую модель; проверить наличие стационарных состояний, при которых параметры солитона не зависят от неоднородности среды.