Аппликативные средства конструирования и реализации вычислений в распределенной среде на основе предметноориентированного языка

В.В. Рословцев¹; Д.Р.Максимов²; Е.Е. Балашова³; Ф.С.Черваков⁴; К.Г. Беляков⁵; Д.Н. Гущин⁶; С.И. Валиуллина⁷; Е.Д. Калинкин⁸; Р.Н. Кузьмин⁹; А.Ш. Сироджев¹⁰; А.В. Фатеев¹¹

doi:10.18127/j20700814-202505-08

Аппликативные средства конструирования и реализации вычислений в распределенной среде на основе предметноориентированного языка

В.В. Рословцев¹¹, Д.Р.Максимов²², Е.Е. Балашова³³, Ф.С.Черваков⁴⁴, К.Г. Беляков⁵⁵, Д.Н. Гущин⁶⁶, С.И. Валиуллина⁷⁷, Е.Д. Калинкин⁸⁸, Р.Н. Кузьмин⁹⁹, А.Ш. Сироджев¹⁰¹⁰, А.В. Фатеев¹¹¹¹

научная статья УДК 004.4, 004.042 Страницы: 78-85 doi.org/10.18127/j20700814-202505-08

Ключевые слова: Аппликативные технологии семантические технологии аппликативные вычислительные системы композиция вычислений трассировка вычислений распределенные вычисления

Аннотация

Постановка проблемы. Разработка и применение сред для композиционного описания вычислений предполагает решение задачи обеспечения средств предварительной верификации корректности и выполнимости композиции. В существующих решениях подобные возможности обычно ограничены либо отсутствуют, а в контексте распределенных вычислений сложностей еще больше. Известные формальные подходы решают проблему лишь частично и обычно не совмещают конструктивный подход с учетом побочных эффектов.

Цель. Разработать формальную модель для композиционного описания асинхронных вычислений, которая будет содержать трассировку исполнения, предварительную верификацию корректности композиции и учет эволюции объектов, а также создать программную реализацию на ее основе.

Результаты. Введены концептуальные конструкции в виде типов, интегрированных в вычислительную среду. Использовано специализированное окружение с четко определенными размещениями вычислительных элементов. Реализован формальный и архитектурный подходы к семантическому описанию объектов, процессов и их окружения. Применен монадический подход для композиции вычислений. Описан разработанный предметно-ориентированный язык (DSL) в виде текучего (fluent) API. Практическая значимость. Предлагаемая модель и архитектура могут применяться для разработки сред, обеспечивающих визуализацию процессов, автоматическую проверку корректности композиций и поддержку трассировки исполнения. Область их применения включает системы управления знаниями, системы поддержки принятия решений и другие приложения, основанные на семантических технологиях.

Поступила: 03.09.2025
Одобрена: 17.09.2025
Принята: 22.09.2025

Для цитирования

Рословцев¹ В.В., Максимов² Д.Р., Балашова³ Е.Е., Черваков⁴ Ф.С., Беляков⁵ К.Г., Гущин⁶ Д.Н., Валиуллина⁷ С.И., Калинкин⁸ Е.Д., Кузьмин⁹ Р.Н., Сироджев¹⁰ А.Ш., Фатеев¹¹ А.В. Аппликативные средства конструирования и реализации вычислений в распределенной среде на основе предметноориентированного языка // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2025. № 5. С. 78–85. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202505-08

Список источников

Вольфенгаген В.Э. Аппликативные вычислительные технологии. Готовые решения для инженера, преподавателя, аспиранта, студента / Под ред. к. т. н. Л.Ю. Исмаиловой. М.: ЗАО «ЮрИнфоР». 2009. 64 с.
Вольфенгаген В.Э. Категориальная абстрактная машина. Конспект лекций: введение в вычисления. Изд. 2-е. М: АО «Центр ЮрИнфоР». 2002. 96 с.
Вольфенгаген В.Э. Конструкции языков программирования. Приемы описания. М.: АО «Центр ЮрИнфорР». 2001. 276 с.
Дин Дж., Гемават С. MapReduce: упрощенная обработка данных на больших кластерах // Communications of the ACM. 2008. Т. 51. № 1. С. 107−113.
Рословцев В.В. Applicative computational Environment Construction // Сб. науч. трудов Sworld. 2013. Т. 6. № 2. С. 53−60.
Рословцев В.В. Структура и метод формирования аппликативной вычислительной среды // Сб. науч. трудов SWorld. 2011. Т. 5. № 4. С. 14−21.
Рословцев В.В., Шумский Л.Д. Декомпозиция и интеграция объектов в аппликативной среде на основе неоднородной сети // Информационные технологии в проектировании и производстве (М.: ФГУП «ВИМИ»). 2013. № 3. С. 34−41.
Уайт Т. Hadoop: полное руководство. Изд. 4-е. М.: ДМК Пресс. 2016. 832 с.
Шапкин П.А., Иноземцев А.Н. Cовмещенная система логического вывода и динамической верификации спецификаций программных компонентов // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. Т. 25. № 5. С. 69−79.
Capriolo E., Wampler D., Rutherglen J. Programming Hive. O’Reilly Media. 2012. 350 p.
Carbone P. et al. Apache Flink: Stream and batch processing in a single engine // Bulletin of the IEEE Computer Society Technical Committee on Data Engineering. 2015. V. 36. P. 28−38.
Gates A.F. Programming Pig. 2nd ed. O’Reilly Media. 2016. 368 p.
Ismailova L., Wolfengagen V., Kosikov S. Cognitive System to Clarify the Semantic Vulnerability and Destructive Substitutions // Procedia Computer Science. 2021. № 190. P. 341−360.
Karau H., Konwinski A., Wendell P., Zaharia M. Learning Spark: Lightning-Fast Big Data Analysis. O’Reilly Media. 2015. 276 p.
Mernik M., Heering J., Sloane A.M. When and how to develop domain-specific languages // ACM Computing Surveys (CSUR). 2005. V. 37. № 4. С. 316−344.
Roslovtsev V.V. Applicative Computational Environments Construction // Сб. научных трудов Sworld. 2013. Т. 6. № 2. С. 53−60.
Voelter M. DSL Engineering: Designing, Implementing and Using Domain-Specific Languages – CreateSpace Independent Publishing Platform. 2013. 558 p.

[1] Вольфенгаген В.Э. Аппликативные вычислительные технологии. Готовые решения для инженера, преподавателя, аспиранта, студента / Под ред. к. т. н. Л.Ю. Исмаиловой. М.: ЗАО «ЮрИнфоР». 2009. 64 с.

[2] Вольфенгаген В.Э. Категориальная абстрактная машина. Конспект лекций: введение в вычисления. Изд. 2-е. М: АО «Центр ЮрИнфоР». 2002. 96 с.

[3] Вольфенгаген В.Э. Конструкции языков программирования. Приемы описания. М.: АО «Центр ЮрИнфорР». 2001. 276 с.

[4] Дин Дж., Гемават С. MapReduce: упрощенная обработка данных на больших кластерах // Communications of the ACM. 2008. Т. 51. № 1. С. 107−113.

[5] Рословцев В.В. Applicative computational Environment Construction // Сб. науч. трудов Sworld. 2013. Т. 6. № 2. С. 53−60.

[6] Рословцев В.В. Структура и метод формирования аппликативной вычислительной среды // Сб. науч. трудов SWorld. 2011. Т. 5. № 4. С. 14−21.

[7] Рословцев В.В., Шумский Л.Д. Декомпозиция и интеграция объектов в аппликативной среде на основе неоднородной сети // Информационные технологии в проектировании и производстве (М.: ФГУП «ВИМИ»). 2013. № 3. С. 34−41.

[8] Уайт Т. Hadoop: полное руководство. Изд. 4-е. М.: ДМК Пресс. 2016. 832 с.

[9] Шапкин П.А., Иноземцев А.Н. Cовмещенная система логического вывода и динамической верификации спецификаций программных компонентов // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. Т. 25. № 5. С. 69−79.

[10] Capriolo E., Wampler D., Rutherglen J. Programming Hive. O’Reilly Media. 2012. 350 p.

[11] Carbone P. et al. Apache Flink: Stream and batch processing in a single engine // Bulletin of the IEEE Computer Society Technical Committee on Data Engineering. 2015. V. 36. P. 28−38.

[12] Gates A.F. Programming Pig. 2nd ed. O’Reilly Media. 2016. 368 p.

[13] Ismailova L., Wolfengagen V., Kosikov S. Cognitive System to Clarify the Semantic Vulnerability and Destructive Substitutions // Procedia Computer Science. 2021. № 190. P. 341−360.

[14] Karau H., Konwinski A., Wendell P., Zaharia M. Learning Spark: Lightning-Fast Big Data Analysis. O’Reilly Media. 2015. 276 p.

[15] Mernik M., Heering J., Sloane A.M. When and how to develop domain-specific languages // ACM Computing Surveys (CSUR). 2005. V. 37. № 4. С. 316−344.

[16] Roslovtsev V.V. Applicative Computational Environments Construction // Сб. научных трудов Sworld. 2013. Т. 6. № 2. С. 53−60.

[17] Voelter M. DSL Engineering: Designing, Implementing and Using Domain-Specific Languages – CreateSpace Independent Publishing Platform. 2013. 558 p.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи