Основы теории и принципы построения отказоустойчивых вычислительных структур на основе нейронных сетей
На правах рукописи
Тынчеров Камиль Талятович
Основы теории и принципы построения отказоустойчивых вычислительных структур
на основе нейронных сетей
Специальность: 05.13.15 Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Москва, 2012
Работа выполнена на кафедре информационных технологий, математических и естественных наук филиала федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Октябрьском.
Защита состоится «___»______________ 2012 г. в «____» часов
На заседании диссертационного совета Д 212.125.01
при Московском авиационном институте
(национальном исследовательском университете)
по адресу: 125993, г. Москва, A-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д. 4
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан «___»___________2012 года
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Значительное увеличение количества, многообразия и сложности информации является отличительной чертой современного общества. Существующая тенденция передачи функций управления электронно-вычислительным машинам требует ответственного подхода их создателей к вопросам обеспечения надежности управляющих машин. Особую значимость указанные вопросы приобретают в процессах управления сложными и опасными для жизни человека системами. Примерами подобных технических систем могут служить гидротехнические сооружения, системы вооружения, атомные электростанции, системы нефтегазовых комплексов и т.д.
Прямые экономические потери от снижения эффективности подобных систем (вплоть до полного отказа в результате их ненадежного функционирования) очевидны. Поэтому возникает необходимость в дополнительных затратах на повышение надежности в процессе эксплуатации, которые могут составлять десятки миллиардов рублей. Однако эти потери не сопоставимы с теми потерями, к которым приводят отказы подобных систем, с их экологическими и социальными последствиями (трагедия Бхопала, авария в Базеле, связанная с отравлением Рейна, наконец, Чернобыль и Фукусима).
С практической точки зрения, уровень надежности управляющих вычислительных структур сегодня совершенно недостаточен для ответственных применений без принятия специальных мер, которые предусматривают предупреждение отказов и обеспечение отказоустойчивости.
Естественно, что создать абсолютно надежные компоненты автоматизированных систем управления сложными системами принципиально невозможно. Однако обеспечить максимально возможную отказоустойчивость вычислительных структур явно необходимо.
Развитие отечественной и зарубежной вычислительной техники всегда базировалось на совершенствовании методов и способов повышения производительности, расширения функциональных возможностей на трех основных уровнях разработки вычислительных структур: архитектурном, алгоритмическом и арифметическом. Сегодня данные уровни находятся в тесной взаимосвязи друг с другом, выделяя общую, наиболее тенденциозную черту – стремление к максимальному распараллеливанию операций. Это нашло свое отражение в исследованиях по вопросам поиска и применения новых, нетрадиционных способов кодирования информации, которые способны обеспечить не только высокоскоростные вычисления, но и добиться высокой отказоустойчивости структур, управляющих сложными системами.
Наиболее привлекательными в этом отношении являются системы на основе нейронных сетей с использованием кодирования посредством модулярного представления информации. Указанный аспект становится особенно актуальным в период появления новой организации сверхскоростных вычислений – нейронных сетей.
Особая ценность нейронных сетей, применительно к вопросам обеспечения высокой отказоустойчиости, заключается в том, что они являются самоорганизующимися. Значит, система способна к обучению, и, следовательно, к самостоятельному обнаружению и исправлению возникающих внутри ее ошибок.
Вместе с тем создание данной теории породило множество вопросов, связанных с ее реализацией. Как оказалось, модели современных искусственных нейронных сетей в большинстве своем являются чисто математической интерпретацией построения биологических нейронных сетей, что приводит к потере значительной части способностей своего биологического прототипа. Кроме того, очевидна невозможность использования традиционных алгоритмов в нейросетевом базисе в виду его параллельной архитектуры. Для моделирования нейронных сетей необходимы специальные средства: программы-эмуляторы (нейропакеты) или аппаратные ускорители-нейрокомпьютеры.
Следует также отметить, что скоростные возможности нейронных сетей (НС), функционирующих в обычной позиционной системе представления информации, все же имеют свои границы. Кроме того, вопросы обеспечения требуемого уровня отказоустойчивости вычислительных структур ЦОС с помощью обычной системы счисления весьма проблематичны.
В этой связи наиболее уместным является применение модулярных систем счисления, и в частности, системы вычетов.
Опыт проектирования первых вычислительных устройств на базе модулярного кодирования информации показал, что в плане повышения скорости и достоверности обработки числовой информации системы вычетов обладают более широкими возможностями, чем обычные позиционные системы счисления (ПСС). Как известно, отказоустойчивость процессоров обеспечивается за счет введения разнообразных форм избыточности: аппаратной, программной и временной. С точки зрения обеспечения аппаратной избыточности можно использовать специальное кодирование, обладающее не только свойствами параллелизма, но и естественными корректирующими способностями. Исследования показали, что в теории чисел существует модулярная система счисления в вычетах (СВ), основанная на китайской теореме об остатках Сун-Цзы. Данная непозиционная модульная система позволяет не только распараллеливать выполнение машинных операций, но и обладает способностью информационного резервирования. Уникальность системы вычетов состоит в том, что аппаратные средства обработки информации в данной системе относятся к легко контролируемым и диагностируемым. Это обусловлено специфическими особенностями представления и обработки кодовых структур в системе вычетов и характером проявления в них отказов и сбоев. Теоретические основы построения числовой системы в вычетах являются развитием широко известного в теории чисел раздела сравнений. Этому направлению посвятили свои работы чешские исследователи А. Свобода и М. Валах, а также российские ученые В.М. Амербаев, Ю.Г. Дадаев, А.А. Коляда, В.А. Краснобаев, Н.И.Червяков и др.
С внедрением в практику проектирования нейровычислителей высоких интегральных технологий появилась возможность учитывать наиболее существенные достоинства системы вычетов: прежде всего табличную структуру алгоритмов модулярной арифметики и относительную простоту их параллелизации при выполнении операций над малоразрядными остатками. Важнейшей отличительной особенностью разработанных подходов к построению более совершенных по сравнению с существующими вариантами машинной арифметики модульных структур является использование избыточного кодирования элементов рабочих диапазонов, что, безусловно, обязано возросшим техническим возможностям нейросетей. При этом большое внимание уделяется проблеме совмещения вычислительных особенностей модулярного кодирования с архитектурными особенностями строения НС. Кроме того, необходимо выработать единый подход к обеспечению необходимого уровня отказоустойчивости НС при выполнении высокоскоростной цифровой обработки сигналов на этапах реализации как модульных, так и немодульных процедур.
Поэтому в рамках исследований по данной проблеме ключевая роль отводится развитию теории алгоритмического конструирования, формированию принципов построения, разработке методов проектирования и средств реализации отказоустойчивых вычислительных структур на основе нейронных сетей в базисе алгоритмов модулярной арифметики, функционирующих в автоматизированных системах управления нефтегазовых комплексов и решающих задачи цифровой обработки сигналов.
Существующие публикации по модулярным способам кодирования информации отражают, главным образом, начальный период их развития, замыкаясь в рамках внутренних исследований. Что же касается текущего периода, то систематическое изложение его содержания, а тем более разработка теоретического аппарата, обеспечивающего отказоустойчивость нейропроцессоров ЦОС в нефтегазовой отрасли, в литературе фактически отсутствуют. Настоящие исследования в значительной мере восполняют данный пробел.
Небезызвестен тот факт, что многие производители современных процессоров ЦОС встают перед реальностью, когда исчерпываются возможности дальнейшего улучшения характеристик отказоустойчивости цифровых компьютеров и с точки зрения технологий и с точки зрения программ. Попытки создания некоторых алгоритмических конструкций (активная и пассивная реконфигурация, мажоритарное резервирование при выполнении быстрого преобразования Фурье, быстрых алгоритмов свертки и 
-преобразования в различных базисах) позволили в той или иной мере решить поставленные задачи. Однако, отсутствие в них общего подхода, единых критериев, а также использование различных ограничений, не позволяет выработать четкие рекомендации по эффективному синтезу и использованию конкретного метода для реализации высокопроизводительного и отказоустойчивого управления цифровой обработкой сигналов в системах нефтегазового комплекса. Именно данные аспекты в первую очередь определяют актуальность темы и научную проблему диссертационных исследований: создание теоретического аппарата синтеза вычислительных структур цифровой обработки сигналов на основе нейронных сетей, функционирующих в базисе алгоритмов модулярной арифметики и отвечающих современным требованиям отказоустойчивости, предъявляемым к автоматизированным системам управления нефтегазовыми комплексами.
Цель и задачи исследований
Целью работы является развитие теории алгоритмического конструирования, формирование принципов построения, разработка методов проектирования и средств реализации отказоустойчивых вычислительных структур на основе нейронных сетей (ОВНС) в базисе алгоритмов модулярной арифметики, функционирующих в системах цифровой обработки сигналов.
Для достижения этой цели в работе поставлены и решаются следующие основные задачи:
- Анализ существующих подходов к обеспечению высокой отказоустойчивости вычислительных структур ЦОС и обоснование целесообразности декомпозиции параллельных нейронных вычислений в базис непозиционной системы вычетов.
- Разработка научно-методического аппарата исследования процессов обработки информации в ОВНС.
- Развитие теоретических концепций параллельной обработки информации в ОВНС.
- Разработка теоретических принципов и аппаратурной реализации немодульных процедур в системе избыточного кодирования информации.
- Разработка метода синтеза отказоустойчивых моделей нейронных сетей ЦОС в базисе алгоритмов модулярной арифметики и исследование эффективности предложенных структур в новом поколении интеллектуальных скважин нефтегазовых комплексов на месторождениях Российской Федерации.
Методы исследования базируются на использовании методологии системного анализа, методов математического моделирования, математического аппарата теории чисел, теории кодирования, теории вероятности.
Объект исследования: Отказоустойчивые вычислительные структуры цифровой обработки сигналов на основе нейронных сетей, функционирующие в базисе алгоритмов модулярной арифметики.
На защиту выносятся:
- Методика оценки живучести спецпроцессора с учётом влияния средств контроля и диагностики;
- Методика определения объёма контролируемого оборудования спецпроцессоров;
- Метод контроля и диагностики непозиционного нейропроцессора;
- Алгоритм проектирования схем встроенного контроля унитарного кода.
Научная новизна. В работе получены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие теории и принципов построения отказоустойчивых непозиционных вычислительных структур на основе нейросетей. Среди указанных решений можно выделить следующие:
- Обоснование единого методологического подхода к разработке и исследованию отказоустойчивых вычислительных нейропроцессорных структур в базисе системы вычетов, предназначенных для использования в инженерных сетях нефтегазовых комплексов.
- Развитие теоретических концепций обеспечения отказоустойчивости высокопроизводительных непозиционных процессоров ЦОС в части, касающейся: исследований особенностей распределения ошибок в модулярных процессорных элементах; разработки новой методики введения избыточности в системе вычетов для обеспечения функций контроля и диагностики специализированного процессора; разработке методики минимизации избыточности СВ; разработке метода контроля и диагностики неисправностей непозиционного процессора; разработки принципов применения самопроверяемых блоков встроенного контроля в непозиционных нейропроцессорах ЦОС.
- Разработка теоретических основ и принципов построения кодов класса вычетов с высокими корректирующими способностями, применение которых позволяет обнаруживать и исправлять ошибки в процессе функционирования нейропроцессорных структур.
- Разработка методов и алгоритмов выполнения модульных и труднореализуемых (немодульных) операций в системе вычетов, характеризующиеся меньшими временными и аппаратурными затратами по сравнению с ранее известными реализациями и являющиеся базисными элементами непозиционных нейросетевых структур.
- Разработка метода определения границ ошибочных интервалов в зависимости от оснований системы вычетов, учитывающего неравномерность и симметричность распределения ошибок в полном диапазоне модулярной системы вычетов;
- Развитие метода контроля и диагностики ошибок в непозиционном процессоре на основе ошибочных интервалов, не требующего больших объёмов вычислений и сокращающего время обнаружения и локализации неисправностей до времени цикла спецпроцессора;
- Разработка методологии синтеза отдельных элементов и общей структуры устойчивого к отказам непозиционного нейропроцессора для решения задач управления нефтегазовыми комплексами, с последующим внедрением в производство.
- Новизна выполненной проверки отказоустойчивости промышленной системы управления, построенной на основе предложенных нейросетевых модулярных моделей и методов состоит в разработке высоконадежной вычислительной структуры в составе системы управления автономными скважинными измерительными модулями ОАО НПП "ВНИИГИС".
Практическое значение данной работы заключается в разработке технологии создания в составе АСУТП отказоустойчивых интегрированных нейронных структур, обеспечивающих цифровую обработку сигналов в системе класса вычетов и решение задач контроля и диагностики инженерных сетей нефтегазодобычи.
Теоретические результаты работы, полученные в 1993-1998 годах, применялись при разработке специализированных процессоров цифровой обработки широкополосных сигналов в Воронежском НИИ связи (НПО «Заря») и НПО «Селена» (г. Краснодар), ОАО НПП "ВНИИГИС".
Внедрение результатов работы. Выявленные принципы структурно-функциональной организации нейронных сетей использованы при разработке других сложных модулярных технических систем специального назначения, а также внедрены в учебный процесс по дисциплине Интеллектуальные информационные системы в Ставропольском институте управления; по дисциплине информатика в Ставропольском военном институте связи Ракетных войск; по дисциплине информатика и в учебно-инновационной лаборатории "Автоматизация и управление технологическим процессами в нефтегазодобыче" филиала ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Октябрьском.
Апробация работы
Основные теоретические и экспериментальные результаты диссертации докладывались и обсуждались на ведомственных, республиканских (краевых), всероссийских и международных конференциях и семинарах, в том числе на II-ом межгосударственном научно-техническом семинаре «Надежность, отказоустойчивость и производительность информационных систем». (г.Туапсе, - 1994 г.); VIII-ой НТК Ставропольского высшего военного инженерного училища связи (г. Ставрополь, 19-21 октября 1994г); 13-ой научно-технической конференции Серпуховского высшего военного инженерного училища ракетных войск (г. Серпухов, 1995 г.); IX-ой НТК Ставропольского высшего военного инженерного училища связи «Состояние и перспективы развития космической связи вида войск» (г. Ставрополь, 16-17 марта 1995г.); НТК академии им. Можайского «Роль и место военно-космических сил в современных операциях Вооруженных сил РФ» (г. Москва, 21-23 марта 1995 г.); научной конференции Орловского военного института правительственной связи «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи» (г. Орел, 07-09 февраля 1995г.); НТК Воронежского НИИ связи «Направления развития систем и средств радиосвязи». (г. Воронеж, 1996 г.); X-ой НТК Ставропольского высшего военного инженерного училища связи «Проблемы построения и развития теории и практики пакетных радиосетей передачи информации ЕАСС» (г. Ставрополь, 24-25 октября 1996г.); XI-ой НТК Серпуховского ВВКИУ «Проблемы обеспечения высокой боеготовности мобильных ракетных комплексов и их систем» (г. Серпухов 28-29 ноября 1996г.); научно-технической конференции Воронежского научно-исследовательского института связи (ВНИИС, 1998 г.); II-ой международной НТК Московской государственной академии приборостроения и информатики (г. Сочи, сентябрь 1999 г.); XIV-ой НТК Ставропольского филиала Ростовского военного института ракетных войск стратегического назначения (г. Ставрополь, 2000 г.); III-ей международной НПК «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» (г.Сочи, 02-06 октября 2000г.); XV-ой НТК Ставропольского филиала Ростовского военного института ракетных войск «Проблемы совершенствования автоматизированных систем боевого управления и связи ракетных войск стратегического назначения» (Ставрополь 22-23 ноября 2001 г); IV-ой международной НПК «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» (г.Сочи, октябрь 2001г.); VII-ой международной НПК «Ашировские чтения». г. Туапсе, 6-9 октября 2010 г.
Публикации
Всего по теме диссертации в период с 1993 по 2011 годы автором опубликовано более 110 работ, из них 10 статей в рецензируемых журналах из списка ВАК, выполнены две НИР, внедрены результаты четырех хоздоговорных работ, получено пять положительных решений по заявкам на изобретения, опубликованы одно учебное пособие, две монографии (одна из них в соавторстве).
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, шести глав основного материала, библиографического списка, содержит 324 страницы основного текста и трех приложений. Библиографический список содержит 227 наименований литературы.
содержание работы
Во введении раскрывается актуальность использования нейросетевых технологий для создания отказоустойчивых вычислительных структур цифровой обработки сигналов применительно к промышленным АСУТП нефтегазовой отрасли. Доказывается, что применение нейросетевых технологий органично вписывается в концепцию интеллектуальной системы автоматизации технологического комплекса (рис.1).
Рис. 1. Структура интеллектуальной системы автоматизации
Обосновывается внедрение эффективных алгоритмических и аппаратных структур, обладающих высокой надежностью и живучестью, обеспечение высокой степени интеграции, унификации и совместимости с организацией нейровычислений, применение перспективных средств контроля и диагностики, выполнения немодульных процедур в системе избыточного кодирования информации, реализации синтеза отказоустойчивых нейросетевых моделей в базисе алгоритмов модулярной арифметики.
Формулируется цель работы и решаемые в ней задачи, обсуждается научная новизна и практическая ценность выносимых на защиту результатов.
В первой главе «Аналитический обзор вопросов обеспечения отказоустойчивости специализированных вычислительных структур ЦОС» дана краткая характеристика проблемы исследования. Для решения проблемы разрабатывается теоретическая база, предполагающая внедрение методов и алгоритмов контроля и диагностики, обеспечивающих показателю живучести 
, непозиционного нейропроцессора экстремальное значение при сохранении быстродействия 
и ограничениях на объём оборудования 
.
Аналитически постановка сформулированной проблемы представлена критерием оптимальности
, (1)
где 
- разрабатываемые средства контроля и диагностики, 
- оперативность обнаружения и локализации неисправности в системе, 
- вероятность обнаружения ошибок, 
- полнота контроля вычислительной структуры, 
- глубина диагностирования. Проведены анализ существующих вычислительных методов, позволяющих производить быстрые вычисления при решении задач ЦОС и анализ требований к надежности и живучести вычислительных структур. Доказано, что требования к таким показателям, как надежность и живучесть современных вычислительных структур, постоянно растут. Эти два понятия объединяет принцип «устойчивости», который учитывает все многообразие факторов, включая эксплуатационно-технические отказы, повреждения элементов системы стихийными факторами и преднамеренным воздействием. Выполнение требований по надежности можно обеспечить за счет введения разнообразных форм избыточности: аппаратурной, программной и временной. Выбраны такие показатели и критерии оценивания качества средств контроля и диагностики, как оперативность обнаружения и локализации неисправности 
, вероятность обнаружения и локализации ошибок 
, полнота контроля 
и глубина диагностирования 
. Показано, что среди множества всех числовых систем наиболее приспособленными для проведения параллельных вычислений в нейропроцессорах являются системы счисления с параллельной структурой. Из указанных систем максимальным уровнем параллелизма обладает система вычетов (СВ), которая предполагает, что если используемые модули 
попарно просты, то это множество совпадает с классом вычетов в диапазоне
, задаваемых сравнением:
, (1)
где Вi - ортогональный базис, Bi=iM/mi, i=l,2,...,n, i - вес ортогонального базиса, целое положительное число. Параллелизм СВ обусловлен отсутствием межразрядных связей при выполнении операций. Кроме того, система вычетов, наряду с другими достоинствами, потенциально обладает корректирующими свойствами. Исследованы вопросы сложности использования различных модификаций системы вычетов: комплексной системы вычетов (КСВ); квадратичной системы вычетов (КвСВ) и модифицированной системы квадратичных вычетов (МКвСВ).
Таблица 1
Оценка сложности модификаций системы вычетов для различных длин обрабатываемых последовательностей
| Модифи-кация СВ | Оценка сложности вычисления ДПФ (*-умножения, + -сложения) | Численные значения для различных длин обрабатываемых последовательностей ДПФ | ||||
| 2 | 4 | 128 | 1024 | 2048 | ||
| КСВ | *=4(N-1)2 +=2N(2N-3)+2 | 3344 3906 | 15876 16002 | 64516 64770 | 4186116 4188162 | 16760836 16764930 |
| КвСВ | *=2(N-1)2 +=2N(N-1) | 1922 1984 | 7938 8064 | 32258 32512 | 2093058 2095104 | 8380418 8384512 |
| МКвСВ | *=3(N-1)2 +=4N(N-1) | 2883 3968 | 11907 16128 | 48387 65024 | 3139587 4190208 | 12570627 16769024 |
Обосновано создание нейрокомпьютерных средств на основе СВ за счет семантического сходства математических моделей НС и СВ:
1. формального нейрона:
; (2)
2. многослойных НС:
, (3)
где 
, т.е. 
, 
, 
.
Сформулирована проблема исследований.
Во второй главе «Развитие теоретических концепций обеспечения отказоустойчивости непозиционных процессоров цос» изложены концептуальные положения, раскрывающие идеи встроенного контроля вычислительных структур, функционирующих в системе вычетов. Для этого исследованы особенности и характер распределения и возникновения ошибок в модулярных процессорных элементах. Предложен метод определения границ ошибочных интервалов в зависимости от величин оснований системы вычетов учитывающий неравномерность распределения ошибок. Для реализации метода разработан алгоритм анализа распределения однократных и двукратных ошибок, который позволяет исследовать характер распределения ошибок различной кратности по интервалам полного диапазона системы вычетов.
Исследовано влияние избыточности кода системы вычетов на обнаружение и локализацию однократных и многократных ошибок. Использование основного условия для обнаружения ошибок: недопущение пересечения ошибочных интервалов с рабочим диапазоном позволило определить минимально допустимые значения контрольных оснований для обнаружения однократных и двукратных ошибок.
Минимизирована избыточность корректирующего кода системы вычетов для локализации однократных ошибок. Полученный результат для величины контрольного основания в два раза уменьшает избыточность кода системы вычетов, по сравнению с известными, при сохранении корректирующих способностей.
На основе метода определения границ ошибочных интервалов в зависимости от величин оснований исследуемой системы кодирования предложен метод контроля и диагностики неисправностей в специализированных процессорах.
Исследование возможности применения средств встроенного контроля в спецпроцессорах показало, что их применение наиболее эффективно для матричного варианта реализации специализированного процессора. Матричные узлы, выполняющие модульные операции имеют регулярную структуру и функционируют в унитарном коде. Это позволяет проектировать для них простые по конструкции и имеющие незначительные аппаратурные затраты средства встроенного контроля.
Рисунок 2. Схема подключения СБВК к матричным узлам (МУ) СП
Усовершенствован метод построения самопроверяемых блоков встроенного контроля матричных узлов СП на основе преобразования унитарного кода в 
-код и разработки самопроверяемого блока контроля для
-кода. Метод позволяет учесть возможности варьирования величинами 
и 
и снизить разрядность проектируемых блоков встроенного контроля.
Рисунок 3. График зависимости разрядности преобразователей 
-кода в 
-код, двухпроводный код и 
-код от величины 
.
Рисунок 4. Зависимость объёма аппаратурных затрат 
от разрядности 
1/п-кода; 1- метод с трансляцией в 
-код; 2- метод с трансляцией в 
-код; 3-метод с трансляцией в двухпроводный код.
Сокращение аппаратурных затрат при использовании предложенного метода составляет от 30 до 70%.
В третьей главе «Теоретические принципы и аппаратурная реализация модульных процедур в системе вычетов» исследуется проблема синтеза непозиционных вычислительных структур. Проведен анализ реализации арифметических устройств с помощью четырех известных методов: сумматорного, прямого логического, кольцевого вращения и табличного. Сделаны выводы о целесообразности применения каждого из методов. Разработана методика синтеза отказоустойчивых устройств сложения и умножения по модулям. Предложены конкретные варианты алгоритмов функционирования и схемных решений отказоустойчивых высокоскоростных устройств. К одним из ключевых моментов, определяющих эффективность разрабатываемой вычислительной структуры, функционирующей на основе системы вычетов, относятся вопросы выбора и оптимизации рациональных наборов оснований. В соответствии с этим разработана методика выбора рациональных наборов оснований, минимизирующих вероятность появления ошибок в системе вычетов. Исследовано распределение логарифмических дефектов оснований чисел, представленных в квадратичной системе вычетов. Оптимизация наборов оснований осуществляется с помощью введения такого показателя, как дефект числа 
, (4)
где 
, (
- целое число; 
).
Если
, (5)
то 
. (6)
Это значит, что при выполнении полученного условия ранг системы не изменится, и выбираемая совокупность оснований может считаться оптимальной.
Рис. 5. Значения логарифмических дефектов 
для некоторых оснований квадратичной системы вычетов
В четвертой главе «Теоретические принципы и аппаратурная реализация немодульных процедур в системе вычетов» исследуются пути сохранения уникальных способностей непозиционной системы вычетов к высокоскоростной и отказоустойчивой работе за счет синтеза структур, выполняющих немодульные операции. Немодульные операции труднореализуемы, громоздки и требуют больших аппаратурных и временных затрат. К ним относятся: операции перевода чисел из одной системы счисления в другую и наоборот; определения знака числа; наличия переполнения разрядной сетки; сравнения чисел и их абсолюттных величин; определения рангов чисел, округления чисел и др. Поэтому при выполнении немодульных процедур целесообразно использовать эффективные алгоритмы или реализовывать их с помощью последовательности модульных операций.
Исходя из указанных потребностей, разработан алгоритм определения знака числа в системе вычетов. Алгоритм позволяет выполнить труднореализуемую немодульную операцию, которая открывает новые возможности проведения операций в СВ не только с положительными, но и с отрицательными числами.
Исследованы вопросы реализации прямого и обратного перевода СВ-ПСС. Предложены различные алгоритмы реализации данных немодульных процедур. Разработаны конкретные структуры преобразователей, проведена надежностная оценка их функционирования.
Выявлено, что основным недостатком существующих алгоритмов масштабирования чисел в СВ является их низкое быстродействие, что негативно влияет на производительность нейросетевых структур ЦОС. Поэтому основной целью при исследовании вопросов масштабирования является поиск путей, позволяющих уменьшить временные затраты на его выполнение при условии сохранения приемлемой точности. С этой целью разработана методика синтеза высокоскоростных алгоритмов масштабирования чисел в СВ. Синтезировано непозиционное устройство масштабирования.
Для упрощения реализации модульных и немодульных процедур в системе вычетов используются различные характеристики. Это ранг числа, номер интервала, след, индекс и т.д. От того, насколько быстрее и проще можно определить эти характеристики, зависят скоростные возможности всей вычислительной структуры. Поэтому разработана методика определения указанных характеристик на примере вычисления ранга числа. Синтезировано конкретное устройство для определения этой непозиционной характеристики.
В пятой главе «Синтез отказоустойчивых моделей нейронных сетей ЦОС» разработан механизм нейровычислений для арифметики в СВ. Показано, что нейроны являются базовыми процессорными элементами вычислительных структур ЦОС с характеристиками оператора по модулю и отличаются от обычных нейронов с нелинейными характеристиками, которые используются в устройствах нейронной ассоциативной памяти. На основании вычислительной модели СВ, главным оператором которой является оператор извлечения отдельных разрядов двоичного представления преобразуемого числа, могут быть построены многослойные подсети.
Структура подсети показана на рис. 6, где синаптические веса для 
равны 
.
Рис. 6. Структура подсети (а) и ее упрощенное обозначение (б)
Разработана итерационная структура непозиционной НС и доказано, что она всегда будет сходящейся.
Исследованы вопросы оптимизации структуры непозиционной НС. Доказано, что сходимость алгоритмов преобразования данных позволяет отказаться от обратных связей в непозиционной НС и синтезировать на их основе сети прямого распространения данных. Это в свою очередь позволяет не только значительно улучшить скоростные характеристики непозиционных НС, но и повысить их отказоустойчивость.
Разработаны методы одновременного обнаружения ошибок и переполнения динамического диапазона непозиционных нейронных сетей ЦОС. Рассмотренные принципы можно использовать в вычислительных структурах ЦОС, функционирующих в избыточных кодах СВ. Если в структуре ЦОС возникает ошибка в результате отказа элемента, то можно отключить ошибочный модуль, не выводя из строя весь процессор, поскольку СВ является представлением невзвешенного числа, то есть процессор будет состоять из параллельных вычислительных каналов. Кроме того, для определения ошибочной цифры используется избыточная СВ, которая позволяет определить ошибочную секцию процессора. Вышедшую из строя секцию можно заменить исправной или же входные сигналы можно ограничить по амплитуде так, чтобы процессор продолжал функционировать при меньшем отношении сигнал-шум. При этом ухудшаются характеристики системы, так как она продолжает работать при меньшем количестве вычислительных секций процессора. Построенная таким образом система может подвергаться постоянным сбоям до тех пор, пока уровень характеристик не будет адекватным ее постоянному функционированию. При ухудшении характеристик структура процессора, реализованная в избыточный СВ, обеспечивает гибкость, которая не может быть получена в системе взвешенных чисел, то есть в позиционных системах счисления.
Рис. 7. Обобщенная структура модулярного мультинейропроцессора ДПФ для АСУТП нефтегазового комплекса
В шестой главе «Оценка эффективности синтезируемой нейронной сети ЦОС» проведена оценка качества разработанных средств контроля и диагностики (СКД) по выбранным показателям и критериям, которая показала, что применение СКД по отдельности не позволяет достичь требуемого уровня полноты контроля НП. По остальным показателям качества 
разработанные средства удовлетворяют критерию пригодности.
Определены границы применимости средств контроля и диагностики. Так, разработанные устройства контроля модульных операций используется при контроле НП в целом. СБВК позволяют контролировать работу отдельных узлов и элементов НП, составляющих единую (неделимую) конструкцию (ИС, БИС, ПЛИС).
Для увеличения полноты контроля 
спецпроцессора предложено использовать комбинированную систему контроля и диагностики. Использование комплекса средств контроля и диагностики позволяет охватить контролем практически все узлы, участвующие в обработке информации нефтегазового комплекса.
Для расчета живучести НП предложено использовать методы, основанные на теории марковских процессов, которые позволили составить граф состояний и математическую модель живучести НП для стационарного режима функционирования НП, учитывающую влияние средств контроля и диагностики на живучесть процессора.
Определено, что от числа и величин контрольных модулей зависит вычислительная готовность НП. В связи с этим поставлена и решена численным методом задача оптимизации структуры спецпроцессора, позволяющая рассчитывать оптимальные структуры.
Предложена методика расчёта живучести НП с учётом средств контроля и диагностики. Данная методика в отличие от известных учитывает влияние средств контроля и диагностики на живучесть спецпроцессора, а также деградацию модульных каналов и переход НП в состояния с уменьшенной вычислительной способностью.
Произведена сравнительная оценка живучести и эффективности процессора ДПФ, созданного лабораторией Hughes Research (США) при использовании в нём разработанных и ранее известных СКД.
Рис.8. Сравнительная оценка живучести процессоров ДПФ
Живучесть процессора, использующего разработанные средства контроля, оказывается выше живучести процессора, использующего ранее известные СКД, при меньшей избыточности контрольных модульных каналов.
Рис. 9. Сравнительная оценка эффективности процессоров ДПФ для АСУТП нефтегазового комплекса
Выигрыш в эффективности процессора ДПФ с использованием разработанных СКД составляет 11%.
Основные результаты и выводы
В настоящей работе исследованы и определены возможности повышения живучести высокопроизводительных специализированных процессоров за счёт совершенствования и разработки параллельных базовых алгоритмических и аппаратных методов и средств контроля и диагностики.
Направленность исследований была подчинена стремлению на основе анализа корректирующих способностей кодов СВ и информационной избыточности табличных (матричных) модульных узлов разработать методы и средства контроля и диагностики специализированных процессоров, обеспечивающие повышение живучести НП при сохранении производительности и относительной простоте технической реализации.
Основные результаты, полученные в ходе исследований, можно отнести к следующим:
- На основе анализа требований, предъявляемых к системам управления нефтегазовых комплексов и условий их функционирования, сделан вывод о необходимости и возможности значительного улучшения ряда эксплуатационных и технических характеристик, определяющих живучесть вычислительных систем путем решения проблемы разработки концепции синтеза отказоустойчивых нейропроцессоров ЦОС в базисе системы вычетов.
- Развита теория модулярной арифметики в вычетах. Исследованы свойства системы вычетов, показано, что использование СВ позволяет повысить быстродействие и живучесть специализированных нейропроцессоров за счёт параллельной модульной структуры.
- Разработаны методические основы решения задач синтеза вычислительных структур, реализующих модульные операции. Синтезированы базовые элементы модулярных процессоров ЦОС: отказоустойчивые сумматоры и умножители. Разработана методика выбора рациональных наборов оснований, минимизирующих вероятность появления ошибок в системе вычетов. Исследовано распределение логарифмических дефектов оснований чисел, представленных в квадратичной системе вычетов.
- Разработана методика синтеза вычислительных структур, реализующих немодульные процедуры. Разработан алгоритм определения знака числа в системе вычетов, который открывает новые возможности проведения операций в СВ не только с положительными, но и с отрицательными числами. Исследованы вопросы реализации прямого и обратного перевода СВ-ПСС. Предложены различные алгоритмы реализации немодульных процедур. Разработаны конкретные структуры преобразователей, проведена надежностная оценка их функционирования. Разработана методика синтеза высокоскоростных алгоритмов масштабирования чисел в СВ. Синтезировано непозиционное устройство масштабирования.
- Сформулированы условия определения минимальной избыточности, необходимой для обнаружения и локализации ошибок различной кратности. Предложен метод контроля и диагностики ошибок в непозиционном нейропроцессоре. Разработано устройство контроля и исправления ошибок в НП, преодолевающее недостатки существующих устройств. Усовершенствован метод и разработан алгоритм построения самопроверяемых блоков встроенного контроля, которые, по сравнению с известными, улучшают характеристики получаемых схем за счёт сокращения аппаратурных затрат на их реализацию. Разработан новый класс СБВК. Предложен метод диагностики неисправностей специализированного НП на основе распределения самопроверяемых блоков встроенного контроля в его структуре. Решена оптимизационная задача определения объёма избыточного оборудования блоков встроенного контроля в нейропроцессоре, на основе которой разработана методика определения объёма контролируемого оборудования системы управления автономными скважинными измерительными модулями ОАО НПП "ВНИИГИС".
- Синтезирована структура отказоустойчивого непозиционного нейропроцессора ЦОС для нефтегазового комплекса.
Достоверность и обоснованность проведенных исследований подтверждается физической аргументированностью и математической корректностью исследуемых вопросов, строгостью принятия допущений и введенных ограничений, использованием апробированного математического аппарата, сходимостью результатов расчета с известными и полученными на основе эвристических соображений.
список основных публикаций
Статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК:
- Высокоскоростная цифровая обработка сигналов с использованием непозиционной арифметики /Велигоша А.В., Червяков Н.И., Тынчеров К.Т. // Радиотехника. 1997. № 10. с. 23-28. (Авторский вклад 2 ж.с.)
- Применение модулярного кодирования информации для синтеза высокоскоростных цифровых фильтров /Червяков Н.И., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т.// Кибернетика и системный анализ. 1998. № 2. с. 1-10. (Авторский вклад 4 ж.с.)
- Реализация процедур масштабирования чисел в системе вычетов / Тынчеров К.Т. // Вестник Московского авиационного института. 2007. № 4 т. 14 с.
- Анализ требований к надежности и живучести вычислительных структур с постепенной деградацией. /Тынчеров К.Т.// Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2011. - №1.-с.39-41
- О целесообразности реализации нейросетевых вычислений в базисе непозиционной системы счисления в вычетах. / Тынчеров К.Т. // Там же. 2011. - №2.-с.34-37
- Алгоритм проектирования схем встроенного контроля. / Тынчеров К.Т. // Там же. 2011. - №6.-с. 12-16
- Метод расчета живучести специализированных процессоров АСУТП нефтегазовых комплексов. /Тынчеров К.Т.// Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2011. - №.3-с. 82-86.
- Оценка надежности модулярного нейропроцессора АСУТП. // Вестник Московского авиационного института. М.: МАИ, 2011, т.18, №3, с.219-221.
- Оценка качества устройств контроля АСУТП. // Вестник Московского авиационного института. М.: МАИ, 2011, т.18, №3, с.216-218.
- Модулярный мультинейропроцессор для АСУТП нефтегазового комплекса. // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". 2011. №6. с.18-23. http://www.ogbus.ru/authors.
Учебное пособие
- Системы искусственного интеллекта. / Тынчеров К.Т. Ставрополь: СИУ, 2001, 164 с.
Монографии
- Отказоустойчивые модулярные структуры в базисе нейронных сетей. / Тынчеров К.Т. Санкт-Петербург: «Лань», 2007. – 246 с.
- Управление технологическими операциями в нефтедобыче с помощью нейрокомпьютерных систем. / Гуторов Ю.А., Тынчеров К.Т., Шакиров А.А Уфа: УГНТУ, 2011, - 360 с. (Авторский вклад 120с.)
Изобретения
- № 94-003168/24. Быстродействующий преобразователь двоичного кода в код СОК. / Калмыков И.А., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т.
- № 94-009924/24, дело 2753. Отказоустойчивый преобразователь кода СОК в двоичный код с коррекцией ошибки. / Калмыков И.А., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т.
- № 94-001926/24, дело 2757. Быстродействующее устройство для умножения чисел по модулю. / Калмыков И.А., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т.
- № 94-013434/24, дело 2758.Отказоустойчивый сумматор вычетов. Калмыков И.А., Велигоша А.В, Тынчеров К.Т.
- № 94-019261/24, дело 2761. Отказоустойчивый сумматор вычетов. /. Калмыков И.А., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т.
- № 2010154792/20(079256) Способ и устройство для контроля и управления процессом одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых обсаженных скважин (варианты) и исполнительный модуль в составе устройства (варианты). Гуторов Ю.А., Тынчеров К.Т., Шакиров А.А., Потапов А.П.
Научно-исследовательские работы
- Предложения по проектированию средств встроенного контроля табличных арифметических устройств. Разработка предложений по построению автоматизированной системы управления системой связи ракетных войск стратегического назначения на базе устойчивых к отказам и сбоям средств вычислительной техники. НИР «Базонит -2». Раздел 5./ Калмыков И.А., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т. Ставрополь: СВВИУС. 1995. 144с. (Авторский вклад 50 с.)
- Разработка алгоритмов синтеза цифровых фильтров. Разд.1. Хоздоговорная НИР «Базонит –ХД 001 95/244». Калмыков И.А., Велигоша А.В., Тынчеров К.Т., Червяков Н.И. Ставрополь: СВВИУС. 1995. 220с. (Авторский вклад 60 с.)
- Разработка структуры высокоскоростных отказоустойчивых цифровых фильтров СОК. Разд.1. Хоздоговорная НИР «Базонит –ХД 002 95/245». Велигоша А.В., Тынчеров К.Т., Червяков Н.И.Ставрополь: СВВИУС. 1995. 200с. (Авторский вклад 70 с.)
- Предложения по совершенствованию системотехнических аппаратных средств информационно-расчетных систем и АСУ АСС. НИР «Метрология -27 09605». Тынчеров К.Т., Червяков Н.И. Ставрополь: СВВИУС. 1996. 210с. (Авторский вклад 50 с.)
- Разработка методики и алгоритмов оптимизации информационного обмена между комплексами автоматизации управления связью АСУ АСС. Хоздоговорная НИР «Самоход ХД-001-97». Исх. 0896 от 26 октября 1998г. Линец Г.И., Мочалов В.П., Тынчеров К.Т. Ставрополь: СВВИУС. 1998. 132 с. (Авторский вклад 80 с.)
- Исследование и разработка отказоустойчивых вычислительных структур ЦОС в базисе нейронных сетей. НИР «Методика БИТ ХД-001-00». Тынчеров К.Т. Ставрополь: СВВИУС, -2000, - 91 с. (Авторский вклад 90 с.)
В других изданиях
- Принципы построения модулярных арифметических устройств цифровых фильтров. /Тынчеров К.Т., Червяков Н.И., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// «Надежность, отказоустойчивость и производительность информационных систем». Сб. 2-го межгосударственного научно-технического семинара. Туапсе, 1994, - с.80-83. (Авторский вклад 1 с.)
- Минимально-избыточные модулярные структуры параллельно-конвейерной обработки информации. /Тынчеров К.Т.// Тематический научно-технический сб. Выпуск 12. – Ставрополь: СВВИУС, - 1994, - с. 63.
- Структуры арифметических устройств специализированных процессоров, функционирующих в системе остаточных классов. /Тынчеров К.Т., Калмыков И.А., Велигоша А.В.// Сборник статей VIII–ой НТК Ставропольского высшего военного инженерного училища связи (19-21 октября 1994г.), – Ставрополь: СВВИУС, - с. 83. (Авторский вклад 0,3 с.)
- Корректирующие коды СОК с использованием интегрально-индексной характеристики /Тынчеров К.Т., Червяков Н.И// Там же. с. 70. (Авторский вклад 0,3 с.)
- Показатели для оценки устойчивости функционирования непозиционного процессора с деградируемой структурой /Тынчеров К.Т., Червяков Н.И., Велигоша А.В., Калмыков И.А., Линец Г.И.// Там же. с. 85. (Авторский вклад 0,2 с.)
- Исследование и обоснование применения активной реконфигурации как способа повышения отказоустойчивости АУ СП СОК. /Тынчеров К.Т., Червяков Н.И., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Там же. с. 69. (Авторский вклад 0,3 с.)
- Коррекция кодов СОК в параллельно-конвейерных структурах вычислительных средств / Тынчеров К.Т., Червяков Н.И., Велигоша А.В., Калмыков И.А./ Материалы 13-ой НТК Серпуховского высшего военного инженерного училища ракетных войск. Часть 2, инв. №61, дсп, - Серпухов: СВВКИУ РВ, -1995, - с. 116. (Авторский вклад 0,3 с.)
- Имитационная модель деградируемого спецпроцессора ЦОС класса вычетов с реконфигурируемой структурой. /Тынчеров К.Т., Червяков Н.И., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Там же. с. 118. (Авторский вклад 0,3 с.)
- Пространственно-временное перераспределение вычислительных ресурсов при деградации спецпроцессора, реализующего операцию свертки. /Тынчеров К.Т., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Состояние и перспективы развития космической связи вида войск. Материалы IX-ой НТК (16-17 марта 1995г.), - Ставрополь: СВВИУС, -1995, - с. 93. (Авторский вклад 0,3 с.)
- Обнаружение ошибок в избыточной системе остаточных классов. /Тынчеров К.Т., Червяков Н.И., Лавриненко И.Н., Мезенцева О.С., Иванова П.Е.// Сборник статей VIII-ой НТК Ставропольского высшего военного инженерного училища связи (19-21 октября 1994г.), – Ставрополь: СВВИУС, -1994, - с. 69. (Авторский вклад 0,5с.)
- Анализ распределения одиночных ошибок в полном диапазоне при использовании СОК /Тынчеров К.Т., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Сборник депонированных рукописей № 6959 94.01.28, вып. 27, серия Б, инв. № В 2491, -1994, -с. 25-36. (Авторский вклад 5с.)
- Разработка нового способа введения отрицательных чисел в СОК /Тынчеров К.Т., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Сборник депонированных рукописей № 6960 94.01.28, вып. 27, серия Б, инв. № В 2492, -1994, -с. 24-39. (Авторский вклад 3с.)
- Анализ распределения ошибок и способы их коррекции при введении отрицательных чисел в избыточной системе остаточных классов / Тынчеров К.Т., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Сборник депонированных рукописей № 6987 94.03.10, вып. 27, серия В, инв. № В 2526, -1994, -с. 44-58. (Авторский вклад 12 с.)
- Высокопроизводительные параллельно-конвейерные структуры, функционирующие в системе остаточных классов /Тынчеров К.Т., Велигоша А.В., Калмыков И.А.// Сборник депонированных рукописей № 71407 94.09.94, вып. 27, серия Б, инв. № В 2607, -1994, -с. 12-35. (Авторский вклад 4 с.)
- Коррекция ошибок в рекурсивных цифровых фильтрах, функционирующих в системе остаточных классов. /Тынчеров К.Т., Тынчеров О.Т.// Материалы НТК «Роль и место военно-космических сил в современных операциях Вооруженных сил РФ» (21-23 марта 1995 г.). – М.: академия им. Можайского, - 1995, - с. 123-126. (Авторский вклад 3 с.)
- Конструирование цифровых фильтров на основе квадратично-модулярной системы счисления. /Тынчеров К.Т., Велигоша А.В.// Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи. Материалы НТК (07-09 февраля 1995г.) часть 3, - Орел: ВИПС, - с. 193-194. (Авторский вклад 1с.)
- Одномерные систолические матрицы в процессорах СОК. /Тынчеров К.Т.// Проблемы сохранения боевой готовности и эксплуатации ракетного вооружения в современных условиях. Материалы НТК (19-21 сентября 1995 г.). - Краснодар: КВВКИУ РВ, - 1995, -с. 22-28.
- Дискретное преобразование Фурье в кольце квадратичных вычетов. /Тынчеров К.Т.// Надежность, отказоустойчивость и производительность информационных систем. Межгосударственный научно-технический семинар (21-27 сентября 1995г.), - Туапсе, - 1995, -с. 33-43.
- Анализ эффективности алгоритмов ЦОС. /Тынчеров К.Т.// Направления развития систем и средств радиосвязи. Сборник статей НТК (23-25 апреля 1996г.) т.2, – Воронеж: ВНИИС, - 1996, - с.557-565
- Анализ оптимального использования различных модификаций СОК для выполнения ДПФ /Тынчеров К.Т.// Тематический научно-технический сборник. Выпуск 14. – Ставрополь: СВВИУС, - 1996, - с. 176-179.
- Исследование скоростных характеристик современных процессоров ЦОС. /Тынчеров К.Т.// Материалы XI-ой НТК «Проблемы обеспечения высокой боеготовности мобильных ракетных комплексов и их систем» (28-29 ноября 1996г.) – Серпухов: СВВКИУ, - 1996 г., - с. 28-36.
- Высокоскоростной табличный умножитель вычетов. /Тынчеров К.Т.// Материалы X-ой НТК «Проблемы построения и развития теории и практики пакетных радиосетей передачи информации ЕАСС» (24-25 октября 1996г.) – Ставрополь: СВВИУС, - с. 61-62.
- Высокоскоростная цифровая обработка сигналов в системе остаточных классов. /Тынчеров К.Т.// Материалы НТК Воронежского научно-исследовательского института связи. – Воронеж: ВНИИС, - 1998, - с. 58-67.
- Высокоскоростной анализатор спектра последовательности сигналов увеличенной длины в классе квадратичных вычетов. /Тынчеров К.Т., Тынчеров О.Т.// Тематический научно-технический сборник. Выпуск 15. – Ставрополь: СВВИУС, - 1997, - с. 176-179. (Авторский вклад 0,5 с.)
- Алгоритм обучения нейронных сетей, функционирующих в системе цифровой обработки сигналов. / Тынчеров К.Т., Ходжаев Г.А.// Материалы II международной НПК (г. Сочи). Т.2. – М: МГАПИ, - 1999, с.222-232. (Авторский вклад 8 с.)
- Оценка производительности современных процессоров ЦОС. /Тынчеров К.Т.// Материалы XIV-ой НТК филиала Ростовского военного института ракетных войск стратегического назначения (г. Ставрополь). – Ставрополь: СФ РВИ РВ, - 2000, - с.44-54.
- Сложные структуры данных для нахождения остатков чисел. / Тынчеров К.Т. // Материалы III международной НПК (г.Сочи). «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» (02-06 октября 2000г.) – М.: МГАПИ, - 2000, с. 311-321.
- Нейросетевые алгоритмы вычисления ДПФ в задачах цифрового спектрального анализа. /Тынчеров К.Т.// Тематический научно-технический сборник. Выпуск 18. – Ставрополь: ФРВИ РВ, - 2000, - с. 33-43.
- Алгоритмы ЦОС в базисе нейронных сетей. /Тынчеров К.Т., Ходжаев Г.А., Ходжаев А.Г.// Совершенствование методов управления социально-экономическими процессами и их правовое регулирование. I научно-практическая конференция (18-19 мая 2000 г.). –Ставрополь: СИУ, - 2000, - с. 53-54. (Авторский вклад 1 с.)
- Нейросетевые алгоритмы ЦОС /Тынчеров К.Т.// «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» IV-я международная НПК (г.Сочи, октябрь 2001г.) –с.112-116.
- Метод цифровой обработки сигналов в нейросетевом базисе модулярных вычислений /Тынчеров К.Т.// «Современные технологии в нефтегазовом деле» Всероссийская НТК, посвященная 30-летию кафедры разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений филиала ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Октябрьском (Башкортостан г. Октябрьский 11 декабря 2009 г.) -с. 33-39.
- Использование файлообменных одноранговых сетей. /Тынчеров К.Т., Бендриковский Н.В.// Сборник статей 37-ой НТК молодых ученых, аспирантов и студентов. 10-15.05.2010 г. Филиал ГОУ ВПО УГНТУ в г. Октябрьском – с. 39-44 (Авторский вклад 3 с.)
- От неокортекса крысы до искусственного разума. /Тынчеров К.Т., Макосина С.Б. // Сборник статей 38-ой НТК молодых ученых, аспирантов и студентов. 18.04-14.05.2010 г. Филиал ГОУ ВПО УГНТУ в г. Октябрьском. –с.33-39 (Авторский вклад 3 с.)
- Цифровая обработка сигналов в нейросетевом базисе модулярных вычислений // Сборник трудов VII международной НПК «Ашировские чтения». г. Туапсе, 6-9 октября 2010 г. с. 235-239.
- Аппаратурно-методический комплекс для мониторинга технического состояния нефтепромыслового оборудования на основе отказоустойчивых нейропроцессорных структур. // Материалы международной НТК, посвященной 55-летию образования ВНИИГИС «Технологии и аппаратура геофизических исследований в скважинах при решении актуальных задач разработки и разведки нефти, газа, твердых полезных ископаемых», ОАО НПП «ВНИИГИС», 4-7 октября 2001 г., РБ, г. Октябрьский.
- Отказоустойчивый модулярный мультинейропроцессор для аппаратурно-методического комплекса контроля и управления процессом эксплуатации скважин./ Тынчеров К.Т. Ю.А.Гуторов, Шакиров А.А., Горюнова М.В. // Материалы Всероссийской НТК «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НЕФТЕГАЗОВОМ ДЕЛЕ – 2011», посвященной 55-летию филиала УГНТУ в г.Октябрьском 02.12.2011 г. Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Октябрьском.
Диссертант К.Т. Тынчеров
