ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

Одним из путей решения этой проблемы является верификация моделей по методу Model Checking. Анализу подвергается модель многопоточной системы, представляющая собой ориентированный граф, рёбра которого отражают зависимости между потоками. В основе верифицирующего алгоритма для обнаружения взаимных блокировок лежит поиск сильно связных компонент (ССК) в этом графе. В статье изложен метод проверки целостности сильно связных компонент в рамках алгоритма поиска взаимных блокировок в многопоточных системах. Приведено краткое описание модели многопоточной системы и верифицирующего алгоритма. Описаны основные принципы подхода и приёмы, используемые для уменьшения вычислительной сложности.

Отказоустойчивость циклических компьютерных сетей может быть улучшена, ис-пользуя двойные циклы. Анализируется отказоустойчивая сетевая топология двойного цикла. Эта сеть основывается на использовании прямых связей в цикле и обратными свя-зями через узлы, которые разделяются расстоянием обратно пропорциональным квадрат-ному корню из числа узлов в сети. Показано, что эта топология, является оптимальной среди сетей двойного цикла, с точки зрения среднего диаметра, производительности, и отказоустойчивости. Для исследования отказоустойчивости анализируется влияние отказов узлов и каналов связи на производительности сети. Кроме того, представлен простой алгоритм маршрутизации, обеспечивающий отказоустойчивую работу сети с циклической топологией.

Системы интерфейсов человек-компьютер на основе распознавания паттернов сигнала электроэнцефалограммы являются перспективным решением для сферы жизнеобеспечения и реабилитации людей с заболеваниями центральной или периферийной нервной системы. В работе излагаются подходы к решению проблемы увеличения темпа распознавания намерения пользователя при помощи наведенных потенциалов и последующей генерации команды исполнительному устройству. В качестве решения предлагается реализация портативного устройства регистрации и анализа электроэнцефалограммы.Разработанное устройство позволяет достичь высокой точности съема электрической активности мозга (0.5 мкВ) при использовании как электродов, применяемых с контактным гелем, так и «сухих». Реализованные алгоритмы фильтрации, децимации и классификации позволяют производить вычисления за короткий промежуток времени (от 0,5 до 3 секунд, в зависимости от режима работы) в самом устройстве.

Увеличение диаметра главного зеркала оптического телескопа свыше 8-и метров неизбежно приводит к необходимости использования принципа составного зеркала. Составные элементы этого зеркала (сегменты) по размеру выбираются исходя из компромиссных соображений. С одной стороны они должны быть как можно большими, чтобы уменьшить их число в составе главного зеркала. А с другой стороны – обеспечить достаточную глубину адаптивной коррекции изображения и приемлемый вес управляемого в реальном времени оптического элемента (сегмента). В статье предложен метод расчета таких облегченных оптических элементов. На основании этих расчетов и экспериментальных данных показано, что деформация каркаса оптических элементов на основе тетраэдрических структур находятся в допустимых пределах, а именно, в диапазоне от 0,1 ... 0,01 микрометров. Ключевые слова: облегченные оптические элементы (сегменты), адаптивная компенсация, сегментированное главное зеркало телескопа.

В статье рассматривается задача позиционирования технологического оборудования неразрушающего контроля (полезная нагрузка), имеющего одну степень свободы и установленного на роботе, перемещающемся по трубопроводам малых диаметров. Приводится результат математического решения задачи по определению требуемого угла поворота с привлечением векторно-матричного математического аппарата. Полученное решение поясняется полунатурным моделированием, проведенным с использованием платы STM32F3Discovery. По результатам проведенного моделирования предложена функциональная схема системы управления поворотом полезной нагрузки.

Самообучение интеллектуальных систем и проработка их последующего онтогенеза, является актуальной задачей адаптации к человеческому фактору или факторам окружающей среды. Автор излагает путь решения существующих проблем корреляции опыта системы, и вновь приобретенных знаний, за счет изменения семантической модели. В качестве решения предлагаются правила, для функционирования блока «эксперта», редактирующего структуру связей и значений базы знаний. Использование алгебры кортежей в реализации, значительно ускоряет работу алгоритма на многопроцессорных системах и решает задачу представления результатов обучения для пользователя системы. Дальнейшая разработка позволит генерировать фиксированный исполняемый код на основе семантики, для уменьшения время запуска и количества используемой памяти.

Предлагается для определения эффективности интерфейса программного продукта использовать метод, позволяющий оценить производительность пользователя. Для доказательства сформулированного метода разработана программа. Рассмотрен пример эксперимента для интерфейсов текстовых редакторов, как наиболее популярных среди всех пользователей программных продуктов.

Данный обзор посвящен вопросам развития теории компьютерных сетей различного назначения в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Достаточно большой объем производимых в МГТУ им. Н.Э. Баумана исследований в области компьютерных сетей позволяет выполнить такой обзор. Настоящий обзор, однако, не ставит своей целью полностью охватить все эти работы. В нем рассмотрены лишь те статьи авторов из МГТУ им. Н.Э. Баумана, которые авторы данного обзора считают наиболее значимыми. В работе освещены некоторые научные исследования различных аспектов, как локальных сетей, так и сети Интернет, выполненные учеными МГТУ за последние годы.

Рассмотрены особенности тяговых вентильных электроприводов большегрузных автономных транспортных средств. Показано, что для объективного сопоставления характеристик и обоснованного выбора типа привода в каждом конкретном случае целесообразно использовать имитационные модели, адекватно учитывающие энергетические, тепловые и электромагнитные процессы в двигателе, сформулированы требования к таким моделям. Предложены варианты построения имитационных моделей тяговых вентильно-индукторных электроприводов с самовозбуждением, а также вентильных электроприводов на базе синхронных машин с постоянными магнитами и переключением используемого числа витков фазных обмоток для расширения диапазона регулирования скорости. Обоснована обобщенная модель тягового электропривода, которая отражает его наиболее характерные статические и динамические свойства. Даны примеры практического использования разработанных моделей.

В данном обзоре рассмотрены основные подходы к решению задачи планирования параллельных алгоритмов для многопроцессорных, распределенных и гетерогенных систем. Представлен обзор основных моделей параллельных программ, подходов к декомпозиции последовательных программ на задачи, аналитических и эвристических (на основе списков и кластеризации) методов решения задачи планирования. Отмечены некоторые особенности планирования для массивно-параллельных архитектур на основе графических процессоров и гетерогенных многоядерных систем, влияние конфликтов ресусов параллельных систем на эффективность решения задачи.

Рассматриваются нестационарное и стационарное первое уравнение Колмогорова для экспоненциальной (двойной) производящей функции вероятностей перехода марковского процесса эпидемии. Изучается решение задачи о финальном распределении процесса, основанное на нахождении функции Римана для гиперболического уравнения. Для некоторых видов уравнений функции Римана найдены методом суммирования рядов. Полученная функция Римана может быть использована при решении задачи получения финального распределения как для классической (двухмерной) эпидемии Бартлетта---Мак-Кендрика, так и и для многомерной эпидемии Гани.

Современные методы хирургического лечения опираются в основном на опыт хирургов, что ограничивает сложность проводимых операций и вероятность успешного лечения пациентов. В последнее время эти проблемы решаются на базе широкого использования методов лучевой диагностики и внедрения информационных технологий. Эти подходы позволили начать разработку нового класса систем автоматизированного проектирования - CAS (Computer Aided Surgery) систем. В данной статье рассматриваются подходы к разработке математических моделей для CAS систем на базе 3D моделей  анатомических элементов, позволяющих существенно повысить уровень планирования оперативного вмешательства, проектирования хирургического инструмента и технологической оснастки.   Однако  для эффективного решения перечисленных задач математические модели должны учитывать особенности поведения биологических объектов, различных этапов хирургического лечения и организации медицинского технологического процесса и современные хирургического вмешательства.

Основной недостаток известных программ численного моделирования динамических систем, например, MATLAB-SIMULINK, состоит в получении неверного ре-зультата численного моделирования динамических систем при невысоких заданных требова-ниях к математической точности конечных результатов численного моделирования динамических систем. Невысокие требования к математической точности решения математических моделей динамических систем объясняются тем, что исходные внутренние параметры дина-мических систем, как правило, получены с невысокой математической точностью. В данной статье рассмотрены методы, алгоритмы и программа ПА10 (SADEL-PA10), устраняющие этот недостаток. Приведены результаты соответствующих численных экспериментов. Рассмотрено решение двух «трудных» задач с помощью программы-прототипа ПА10 – PA10mini.

Задача многокритериальной оптимизации возникает в различных областях науки и техники, и предложено несколько различных способов ее решения. Один из способов основан на построении конечномерной аппроксимации Парето-оптимального множества решений. Существуют различные методы построения Парето-аппроксимации, а также способы ее оценки. Реализации этих методов можно найти в различных программных комплексах, которые не предоставляют удобный интерфейс для расчетов и анализа. C целью преодоления недостатков существующих систем, предложена веб-ориентированная программная система для оценки качества Парето-аппроксимации. Эта система призвана решать проблемы консолидации алгоритмов и индикаторов качества аппроксимации, а также предоставляет понятный интерфейс для работы пользователя. В данной работе рассматривается архитектура и программная реализация системы.

Системы управления обучением (Learning Management Systems, LMS) открывают новые возможности применения информационных систем в сфере образования, предоставляя удобный и доступный инструментарий как для расширения методов очного обучения, так и для построения систем дистанционного обучения. Возможности LMS постоянно расширяются, благодаря чему становится возможным обеспечить растущие требования к таким характеристикам образовательной деятельности, как доступность, методическая ценность, инновационность. В работе представлен опыт применения облачных технологий и средств виртуализации вычислительных и сетевых ресурсов на платформе IBM System z для создания программно-аппаратного комплекса информационной поддержки образовательного процесса на основе LMS, создания академических и научно-исследовательских сообществ, проведения дистанционного образования.

Системы реального времени имеют особенности, которые делают невозможной их проверку с помощью верификаторов общего назначения: при создании таких систем учитываются ограничения на временные характеристики функционирования, а значит и верификатор должен позволять проверять соответствие системы этим ограничениям. В статье рассматривается задача верификации систем реального времени. Предлагается подход к проверке таких систем на основе метода Model Checking. Рассмотрены модели, адекватно отображающие временные свойства систем реального времени. Описываются основные шаги верификации: построение математической модели, формулирование требований к ней, проверка полученной структуры на соответствие спецификации.

В МГТУ им. Н.Э. Баумана разработан способ ультразвуковой обработки инфицированных ран и устройство для реализации этого способа, на который получен патент Российской Федерации за № 20822467. Устройство представляет собой герметичную камеру, заполненную нагретым лекарственным раствором под внешним статическим давлением. Камера в виде воронки накладывается на раневую поверхность и закрепляется на ней, полностью закрывая наружные края раны. В камере предусмотрены отверстия для введения лекарственного раствора и ультразвукового волновода для озвучивания всей полости с рабочей частотой 26,5 кГц и амплитудой смещения торца концентратора 40-45 мкм. В камере создается избыточное давление в диапазоне 0,05-0,15 МПа . Дополнительно на камере размешены датчик давления и элементы её крепления на теле пациента. Разработанное устройство было успешно опробовано в ГВКГ им. Н.Н. Бурденко, что позволяет существенно сократить период стационарного лечения. Областью рационального применения разработанного метода и устройства для его осуществления является обработка инфицированных ран мягких тканей и, в частности, огнестрельных ран, характеризующихся сложной топографией раневых каналов, а также значительными внутренними дефектами биотканей.

Рассматриваются основные области применения алгоритмов нечёткого поиска. Акцентируется внимание на важности выбора подходящего алгоритма в каждой из рассмотренных областей, особенно в такой как мониторинг лесопожарной обстановки, поскольку в ней он может стоить кому-то жизни. Проводится краткий обзор существующих на сегодняшний день алгоритмов и из них выбираются самые актуальные, а именно алгоритм Вагнера-Фишера и его модификация. Рассматривается математическая основа алгоритма и варианты исследуемых реализаций (матричный, рекурсивный, со стеком), предлагается модификация. Приводятся результаты исследований и вывод о практической применимости рассматриваемых модификаций.

Статья посвящена задаче определения концентраций газов из многоспектральных лазерных измерений робастным методом решения системы уравнений лазерного газоанализа в случае стационарных многокомпонентных газовых смесей с перекрывающимися спектрами поглощения газов смеси. Результаты математического моделирования показывают, что использование робастной оценки, основанной на замене квадратичной формы в функции невязки на -форму для решения уравнений лазерного газоанализа, позволяет в условиях выбросов измеряемого сигнала уменьшить в несколько раз погрешность определения концентраций компонент газовых смесей.

В статье приведены результаты сравнения систем распознавания для идентификации автомобильных номеров, дан анализ алгоритмов локализации, основанных на использовании фильтров, гистограмм и решающих задачу классификации. Также рассмотрены различные подходы к распознаванию номерных знаков, а именно сравнение с эталоном, нейронные сети и библиотеки оптического распознавания символов (OCR), выделены наиболее производительные и перспективные алгоритмы. В рамках работы создана программа распознавания автономеров по изображению автомобиля, которая может быть использована в системах, предназначенных для решения задач идентификации, классификации и контроля доступа.