Публикации

В материалах конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов представлены тезисы докладов по следующим направлениям: математика и компьютерное моделирование; информационно-коммуникационные технологии; автоматизация проектирования, банки данных и знаний, интеллектуальные системы; компьютерные образовательные продукты; информационная безопасность; электроника и приборостроение; производственные технологии, нанотехнологии и новые материалы; инновационные технологии цифровой экономики; инновационные технологии в дизайне. Материалы конференции могут быть полезны для преподавателей, студентов, научных сотрудников и специалистов, специализирующихся в области прикладной математики, информационно-коммуникационных технологий, электроники, информационной безопасности и дизайна.

В статье предложена новая методика учета влияния вспомогательных элементов на функционирование основных элементов объекта. Традиционно используется один из двух подходов: либо отказ вспомогательных элементов приводит к отказу всего объекта, либо отказ вспомогательных элементов не учитывается. Очевидно, что первая методика значительно занижает показатели надежности, а второй, соответственно, их завышает. Описанная в статье методика учитывает влияние, оказываемое отказом вспомогательных элементов на условия функционирования основных, что позволяет более точно оценить показатели надежности. В качестве объекта исследования выбран типовой модуль оборудования серверного помещения среднестатистической организации, на основе рассмотрения состава которой были сформированы критерии отказа и построены структурные схемы надежности, демонстрирующие преимущества предложенной методики.

Ставится задача резкого сокращения трудоемкости анализа, многовариантного анализа и параметрической оптимизации линейных и линеаризованных эквивалентных электрических схем. Источником таких схем являются не только линейные электронные схемы, но и схемы, сформированные на основе искусственных электроаналогий. Они могут формироваться на основе методов конечных элементов и методов конечных разностей, используемых при решении дифференциальных уравнений в частных производных. Снижение трудоемкости вычислений проводится формальными методами преобразования модели в макромодель, отражающей лишь соотношения типа "вход-выход" исходной модели. Суть работы заключается в формальном преобразовании модели линейной или линеаризованной эквивалентной электрической схемы, сформированной с помощью методов искусственных электроаналогий, в макромодель, по которой с той же точностью, но с увеличенной на несколько порядков скоростью, могут вычисляться те же выходные характеристики, что и по модели. Приведены алгоритмы подобных преобразований. По макромодели можно вычислять статические характеристики, частотные характеристики, нули и полюсы системных функций, динамические характеристики, собственные значения и векторы матрицы макромодели, позволяющие определить устойчивость и запас устойчивости исходной схемы по первому методу А.М. Ляпунова, ее собственные резонансные частоты и длительность переходного процесса, а также частные производные вышеперечисленных характеристик по небольшому количеству варьируемых параметров схемы для замены оптимизации схемы методами 1-го порядка ее оптимизацией по макромодели. Кроме того, макромодели могут использоваться для создания новой элементной, конструктивной и технологической базой проектирования. Макромодель может служить элементом модели более высокого иерархического уровня. Возможен блочно-иерархический процесс макромоделирования.

На сегодняшний день одной из важных проблем в области эксплуатации космических аппаратов (КА) является возникновение электростатических разрядов (ЭСР), являющихся причиной выхода из строя бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА). Такие ЭСР обусловлены электризацией поверхности КА в результате длительного воздействия ионизирующего космического излучения. Теоретическому и практическому исследованию указанной проблемы посвящено множество работ отечественных и зарубежных авторов [1-5].

Для обеспечения надёжной работы БРЭА КА в условиях периодического возникновения ЭСР требуется в первую очередь знание величин возникающих помеховых сигналов во фрагментах бортовой кабельной сети БКС, проложенных по внешней поверхности КА. Это требует проведения машинного моделирование картины растекания токов по поверхности КА на основании результатов которого формируются требования к помехозащищённости электронных блоков, включаемых в КА.

В качестве математической модели, используемой для исследования процесса растекания токов, часто берётся линейная эквивалентная электрическая схема (ЛЭЭС), состоящая из значительного (  и более) количества узлов и равномерно покрывающая поверхность КА в виде сетки. Задачи анализа таких схем обладают высокой трудоёмкостью и могут требовать для их решения десятки часов машинного времени, что сильно затрудняет проведение множества испытаний для различных параметров ЭСР и, как следствие, увеличивает сроки выработки необходимых требований к БРЭА. Предлагается формальный метод построения макромодели линейной эквивалентной электрической схемы, сформированной по антенне спутника связи. Макромодель может содержать столько фазовых переменных, сколько желает проектировщик антенны. Макромодель сохраняет простую зависимость ее выходных характеристик от конструктивно-технологических варьируемых параметров модели антенны. Применение данного подхода позволяет на несколько порядков сократить трудоемкость вычислений.

Использовался метод эквивалентных систем для моделирования  резонаторных замедляющих систем пучково-плазменных приборов в работе, а в качестве заполнителя пролетного канала рассматривалась бесстолкновительная плазма. Показана адекватность разработанной модели  сопоставлением результатов расчета. Проанализированы дисперсионные характеристики. Разработана структура высокочастотного блока пучково-плазменной лампы бегущей волны и с помощью программы «VEGA» проведена оценка параметров лампы.

Методическое руководство предназначено для студентов направления 09.03.01. «Информатика и вычислительная техника».  Лабораторный практикум ориентирован на практическое освоение программных и аппаратных ресурсов  «классического» микроконтроллера семейства MCS-51, способов реализации типовых функций ввода/вывода и обработки информации и может быть полезен  при  изучении курсов «Микроконтроллерные системы», «Интерфейсы робототехнических систем», «Встроенные и распределенные системы контроля и управления»,  выполнения прикладных проектов и выпускных квалификационных работ.

В современном демократическом цифровом обществе возрастает актуальность проведения открытых и объективных голосований с использованием новых информационных технологий. Существующие решения практически используемых систем голосования сосредоточены на технических и юридических проблемах, а не на применении новых информационных технологий в стадии самого голосования. В статье проанализированы проблемы современных избирательных систем, и на основании анализа их недостатков предложены метод, алгоритмы и программная реализация системы голосования на основе применений технологии блокчейн со специальной программной реализацией смарт-контрактов, в которой недостатки существующих систем устранены.

Настоящая монография является первой в нашей стране попыткой систематического изложения принципов построения социумов роботов, то есть использования моделей и методов социального поведения применительно к системам групповой робототехники. В книге обсуждаются вопросы методологии создания сообществ искусственных агентов-роботов, описываются базовые архитектуры индивидов, способных к социализации, приводятся модели организации межагентного взаимодействия, в том числе — принципы формирования и функционирования команд, коалиций, стай роботов с различной архитектурой. Помимо математических моделей, в работе рассматриваются и некоторые технические аспекты, такие как вопросы хранения и представления данных в группе роботов, особенности информационного обмена; приводятся алгоритмические и программно-аппаратные решения ряда модельных прикладных задач.

Монография рассчитана прежде всего на специалистов в области искусственного интеллекта и робототехники, а также может быть интересна специалистам в смежных областях, студентам технических вузов, аспирантам и всем тем, кто интересуется современными проблемами групповой и интеллектуальной робототехники.

Методическое руководство предназначено для студентов направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника».  В руководстве  рассматривается  состав и основные компоненты универсального учебного стенда для практического освоения программно-аппаратных ресурсов однокристальных микроконтроллеров с CISC и RISC архитектурами. Учебный стенд предназначен для проведения практических занятий при изучении курсов «Микроконтроллерные системы, «Интерфейсы робототехнических систем», «Встроенные и распределенные системы контроля и управления», выполнения прикладных проектов и выпускных квалификационных работ.

Computer model coupled blood pressure dynamics in magisterial and small arteries networks and its stabilizing effect on heart functioning has been suggested. The Fermi-Pasta-Ulam auto recurrence in the description of the electrical activity of the heart has demonstrated the universal role of the FPU recurrence in the study of distributed dynamical systems. The heart electrical dynamics was described by the coupled Van der Pol differential equations with a time lag, linked with two additively coupled nonlinear differential equations circumscribing the blood pressure dynamics in the networks of magisterial and small arteries. The mathematical model developed by Yuen and Lake for description of the deep wave dynamics within the nonlinear Shrodinger (NSE) equation was used for description of the magisterial arterial blood pressure whereas for small arteries blood pressure dynamics was used the approach elaborated by Zabusky and Kruskal within the framework of the Korteveg de Vries (KdV) equation. The arterial blood pressure dynamics was interpreted as coupled FPU recurrences showing a rich variety of resulting FPU spectra, which were referred to different states of Cardio Vascular System. Synchronous registering of the real ECG and Pulse Wave Fourier dynamic images allowed to unify the characteristic Fourier pictures of the heart electrical activity with the hydrodynamic blood parameters developing in the networks of two types of arteries. The computer study of the suggested model and comparison of its results with the real data proved that the ECG Fourier parameters coupled with the Pulse Wave Fourier parameters form the FPU spectra that increase stability of Cardio Vascular System and can be used for diagnostics as well as for evaluation of the therapeutic arrangements results.