Семинар научного руководителя МИЭМ НИУ ВШЭ

Очередной семинар состоялся в пятницу 14 мая в режиме онлайн.
Руководитель семинара: Крук Евгений Аврамович, Научный руководитель, и.о. директора МИЭМ НИУ ВШЭ.
Секретарь семинара: Хриткин Сергей Анатольевич, Академический директор Аспирантской школы по техническим наукам. 
На семинаре были представлены доклады по материалам диссертационных исследований, выполняемых аспирантами МИЭМ.

Программа семинара:

1. Ускорение операции объединения больших наборов данных в распределенных системах

Докладчик: Тырышкина Евгения Сергеевна
Научный руководитель: Саенко Владимир Степанович

Исследовательская работа посвящена задаче оптимизации операции объединения данных в распределенных системах хранения. На протяжении многих лет подходы к оптимизации запросов были заимствованы из традиционных баз данных и адаптированы к среде распределенных баз данных. Однако распределенные вычисления обладают уникальными характеристиками, которые часто создают как новые проблемы, так и новые возможности оптимизации. Одна из частых операций в задачах анализа данных — это операция объединения (слияния) данных. Несмотря на то, что эта задача широко изучается и постоянно предлагаются новые методы, в распределенной среде, особенно при работе с большими наборами данных, в некоторых случаях она все еще оказывается очень неэффективной. Первая проблема - вынужденная сортировка и перемещение данных, что увеличивает нагрузку на сеть, которая, несмотря на технический прогресс, остается одним из узких мест в кластерных системах. Вторая проблема заключается в ресурсных ограничения, таких как недостаточный объем оперативной памяти; таким образом, часть данных многократно записывается и считывается с диска, что, как и в случае с сетью, сильно замедляет обработку. Третья проблема вызвана особенностями данных, а именно тем, что некоторые значения в данных часто встречаются гораздо чаще, чем другие, что зачастую приводит к так называемому «перекосу» распределения данных в процессе обработки. В рамках диссертационного исследования выполнен критический обзор и анализ литературных данных, проведены экспериментальные исследования в среде Apache Spark. Результатом работы является алгоритм, который может быть применен для реализации операции объединения данных.

 

2. Полимерные диэлектрики с контролируемой проводимостью для электроники космических аппаратов

Докладчик: Абрамешин Дмитрий Андреевич
Научный руководитель: Пожидаев Евгений Димитриевич

Тема диссертационной работы посвящена созданию полимерных диэлектриков с повышенной проводимостью для радиоэлектронных устройств космических аппаратов и связана с разработкой эффективных методов защиты этих устройств от электростатических разрядов, возникающих в результате внутренней электризации.

Разработана кинетическая модель и методика компьютерного моделирования радиационного заряжения диэлектриков с повышенной проводимостью для случая полной остановки электронов в облучаемом объеме, проведено само моделирование и для ряда полимеров определены величины суммарной темновой и радиационной проводимости диэлектриков, обеспечивающие сток накапливаемого электронного заряда и отсутствие физической возможности возникновения электростатических разрядов. Показано, что для всех исследованных полимерных материалов этому отвечает проводимость 10-10 Ом-1·м-1.

Разработаны схемотехнические модели утечек тока при замене традиционного диэлектрика печатной платы на диэлектрик с повышенной проводимостью у радиоэлектронных средств: гетеродина и широкополосного усилителя. Проведено моделирование в LT-spice рабочих характеристик этих радиоэлектронных устройств и определены величины проводимости композитных диэлектриков печатных плат, при которых начинают изменяться их рабочие характеристики. Показано, что для гетеродина это ниже 2·10-7 Ом-1·м-1, а для широкополосного усилителя - ниже 2·10-4 Ом-1·м-1. Результаты моделирования находятся в хорошем согласии с полученными экспериментальными данными.

На основе проведенных исследований разработана инженерная методика проверки работоспособности радиоэлектронных средств, выполненных на печатных платах с диэлектриком, обладающим повышенной проводимостью.

Показана возможность эффективного использования композитных диэлектриков с контролируемой повышенной проводимостью в радиоэлектронных устройствах космического применения для предотвращения возникновения электростатических разрядов, приводящих к их отказам в работе.

 

3. Исследование и разработка метода анализа биллионных массивов данных на основе механизма секционирования

Докладчик: Полищук Фёдор Сергеевич
Научный руководитель: Саенко Владимир Степанович

Работа посвящена исследованию проблемы обработки биллионных массивов данных. В настоящее время данная проблема становится всё более актуальной, так как большинство существующих на рынке инструментов устаревают и достигают своего логического предела, а обрабатываемые объёмы данных увеличиваются в геометрической прогрессии. Когда речь заходит о сотнях тысяч записей в секунду, из всех возможных готовых инструментов остаётся только продукт, который предоставляет компания Oracle. Но, как известно, Oracle является американской компанией, и использование её продуктов не попадает в существующий в современной России тренд на импортозамещение, который предполагает использование только программ, находящихся в Росреестре. В рамках диссертационного исследования выполнен критический обзор и анализ литературных данных, проведены экспериментальные исследования на примере реализации приказа Минкомсвязи РФ №573. Экспериментальная часть работы завершена, её результатом можно назвать продукт, который использует только открытое программное обеспечение и способен на обработку любого количества данных благодаря применению механизмов секционирования.