Прикладные информационные (компьютерные) технологии. Обработка и создание документов. Компьютерная графика. Компьютерное моделирование. Компьютерные игры.

Приведены краткие теоретические сведения по анализу данных. Рассмотрены примеры обработки результатов компьютерного моделирования электронных схем в среде Multisim 10 и MATLAB.

Рассмотрены основы проектирования микрополосковых устройств СВЧ с помощью пакета программ Microwave Office 2009 производства компании Applied Wave Research. На примере балансных смесителей описаны основные операции, которые необходимо выполнить при проектировании электрической принципиальной схемы устройства, создании его топологии, расчете и оптимизации рабочих параметров.

Приведены варианты задания по проектированию синхронного счетчика mod7 с произвольным порядком счета для использования в автомате управления технологическим процессом и пример поэтапного выполнения расчета и последующего моделирования его функционирования в программной среде NI Multisim 10.1. Дана последовательность сборки схем и проведения моделирования в виртуальной лаборатории. Практические занятия выполняются с целью закрепления теоретических знаний и приобретения навыков работы в программной среде моделирования цифровых устройств Multisim 10.1 по дисциплине «Электротехника и электроника».

В пособии приведены общие сведения о русскоязычной версии графической системы AutoCAD 2007. Рассмотрены средства создания рабочей среды чертежей, формирования изображений и их редактирования. Материал адаптирован к восприятию учащимися с ограниченными возможностями по слуху.

Пособие содержит учебный материал, раскрывающий методы формирования многослойных графических документов на базе компьютерной технологии. На основе практических примеров и контрольных заданий показана технология обработки растровых изображений с помощью программного пакета Adobe Photoshop, позволяющая овладеть приемами подготовки графических рекламных материалов для их использования в информационной деятельности менеджера.

Рассмотрено практическое применение программы OSS на примерах синтеза оптических систем различного назначения. Представлены примеры синтеза пятигруппового панкратического объектива и панкратического объектива типа PIN HOLE, светосильного объектива для ИК-области спектра и светосильного объектива типа объектива Петцваля, а также пример синтеза миниатюрного широкоугольного объектива с вынесенным входным зрачком. Показаны примеры задания характеристик объективов в программе OSS, формирования оптимизационной модели. Рассмотрены вопросы параметрического синтеза тонких компонентов и создания рабочего каталога стекол для синтеза.

Приведены сведения о применении современных технологий, в первую очередь географических информационных систем (ГИС) и систем виртуального окружения, для пространственно-временного моделирования объекта. Рассмотрены вопросы, связанные с анализом данных дистанционного зондирования, а также стереовидеосъемки.

Проиллюстрированы методы теории автоматического управления на примерах и показаны методы использования математических программных систем для решения практических задач в рамках дисциплин «Теория автоматического управления», «Управление в технических системах». Практические занятия выполняются на персональных компьютерах в операционной среде Windows с установленной системой MatLab 6.Х и пакетом прикладных программ Contгol System Toolbox и Simulink.

Изложены теоретические основы синтеза оптических систем. Даны описание основных блоков программы OSS и порядок работы с программой.

Рассмотрено численное моделирование течения воздуха в лабиринте в плоской двумерной постановке с применением программного комплекса Star-CD.

Методические указания посвящены вопросам моделирования и анализа радиотехнических устройств на примере усилителя низких частот с использованием программно-аппаратной платформы Advanced Design System (ADS) фирмы Agilent Technologies. Рассмотрены основные вопросы создания и редактирования проектов, моделирования и отображения результатов в ADS.

Приведены подробные сведения по использованию программных средств обработки результатов инженерных расчетов. Рассмотрены возможности и описания функций интерфейса программных средств Ansys CFX и Abaqus. Описаны методы визуализации результатов расчетов на примерах высокоуровневых библиотек Avango и Open Inventor. Приведены подробные примеры использования указанных средств разработки.

В работе приведено описание трех лабораторных работ по курсу «Статистическая динамика систем автоматического управления» с использованием ПЭВМ и пакета MATLAB 7, посвященных формированию случайных процессов с заданными характеристиками, анализу линейной непрерывной автоматической системы при воздействии на нее случайного процесса и исследованию автоматической системы при воздействии на нее случайного сигнала и помехи. Методические указания содержат необходимые математические формулы, сведения о пакете MATLAB 7, необходимые при проведении лабораторных работ, а также примеры проведения исследований.

Рассмотрены графические возможности среды программирования Delphi. Даны справочные материалы по методам и свойствам классов, используемых при работе в графике, и основные теоретические сведения,необходимые для построения плоских изображений, графиков, организации движущегося изображения. Приведены примеры программ на языке ObjectPascal. Даны варианты заданий для выполнения лабораторных работ.

Рассмотрены методы построения разностных схем для дифференциальных уравнений в частных производных и средства их компьютерной реализации применительно к различным задачам инженерного и научного содержания. Изложение методов дано с учетом их применения при разработке компьютерных программ на языках высокого уровня и доведено до конкретных рекомендаций по повышению эффективности создаваемых алгоритмов. Важное место в пособии отводится обсуждению использования в расчетной практике современных математических пакетов типа Matlab, приведены примеры использования данного пакета для реализации моделей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных различных типов.

Рассмотрены основные теоретические сведения и расчетные формулы, используемые при построении аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, основные их параметры. Приведено описание интерфейса программы моделирования NI MULTISIM 10.1.

Рассмотрены основные понятия и приемы построения амплитудно- и фазочастотных характеристик операционного усилителя и различных типов фильтров. Приведен алгоритм анализа активного фильтра с использованием метода логарифмических амплитудно-частотных и логарифмических фазочастотных характеристик. Изложена методика моделирования электронной схемы с помощью компьютерной программы Multisim 10.1.

В работе рассмотрены основные этапы проектирования цифрового комбинационного устройства для трех входных переменных, алгоритм работы которого задан таблицей истинности в соответствии с технологическим процессом. Проектирование проводится с помощью логического преобразователя программой среды Multisim 10.1, который сразу по таблице истинности выдает модель требуемого устройства в разных базисах. Приведены описание интерфейса, технологии сборки схем цифровых устройств, устройств визуализации и инструментарии данной среды. На полученных моделях студенты проверяют работу данного устройства в программной среде моделирования цифровых устройств Multisim 10.1, которая установлена на персональных компьютерах в компьютерном классе кафедры ФН-7. Такое моделирование позволяет студентам наглядно проверить правильность проведенных расчетов и получить навыки работы с данной программой.

Представлены математический пакет МАTLAВ и его приложения для визуального моделирования силовых электрических устройств. На примере однофазной однополупериодной схемы выпрямления рассмотрены принципы построения моделей тиристорных преобразователей. Показаны особенности работы многофазных преобразователей в выпрямительном и инверторном режимах с нагрузкой в виде якорной цепи двигателей постоянного тока, а также построенных на их основе непосредственных преобразователей частоты для управления асинхронными двигателями. Приведены основные теоретические сведения по указанным разделам курсов и задание для выполнения работы.

Даны методические указания к выполнению лабораторных работ по твердотельному моделированию камеры ракетного двигателя с применением системы автоматизированного проектирования CATIA V5, которые могут быть полезными при использовании системы CATIA V5 в курсовом и дипломном проектировании.

На примере проектирования шарикового замка, применяемого в системах разделения конструкций космических аппаратов, рассмотрены приемы построения электронных геометрических моделей и электронных расчетных схем для инженерного анализа элементов конструкций аэрокосмических систем. Приведены указания для самостоятельной работы студентов в пакетах SoildWorks, SolidWorks Motion и SolidWorks Simulation.

Рассмотрены основные приемы создания и исследования моделей динамических систем в программном комплексе «Универсальный механизм». Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих курс «Моделирование и исследование робототехнических систем».

Приведено описание электронных лабораторных работ по курсу «Теория тепломассообмена», даны указания к их выполнению. В большом объеме рассмотрены основные теоретические положения.

Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного СFD-пакета AVL FIRE. Приведены методы разбиения расчетной области на контрольные объемы для случаев с одной и несколькими подвижными границами, проанализированы особенности задания исходных данных расчета для двигателя с воспламенением от электрической искры и дизеля, результаты расчетов в двух- и трехмерном представлении, создание анимированных результатов.

Рассмотрено численное моделирование термопрочностного состояния диска газовой турбины в двумерной осесимметричной постановке с применением программного комплекса ANSYS.

Рассмотрены необходимые для решения задач механики сплошной среды приемы работы с программным комплексом ANSYS. Даны указания к выполнению четырех лабораторных работ по различным направлениям механики сплошной среды.

Даны рекомендации по выбору матричных методов расчета частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических моделей силовых передач колесных машин с конечным числом степеней свободы в зависимости от типа матриц и их размерности, объема решаемой задачи (расчета всех или части частот и, возможно, форм свободных колебаний) и т. д. Показано, что решение задачи нахождения частот и форм свободных колебаний математически эквивалентно решению задачи на собственные значения. Рассмотрены особенности расчета собственных значений и собственных векторов. Приведены сведения о программных средствах для решения спектральных задач. Включены примеры расчета частот и форм свободных колебаний динамических систем в среде MathCAD.

Приведены сведения о построении элементарных твердотельных объемных форм, из которых комбинируются сложные твердотельные объекты; рассмотрена последовательность создания и редактирования сложного твердотельного трехмерного объекта.

Разработаны для изучения системы автоматизированного проектирования «AutoCAD». Предназначены для студентов механических и технологических специальностей всех форм обучения. Подготовлены на кафедре инженерной графики.

Учебное пособие содержит ответы на вопросы, традиционно возникающие у пользователей при изучении геоинформационных систем. Оно поможет реализовать школьный научно-исследовательский проект на высоком уровне с использованием доступного инструментария современных информационных и коммуникационных технологий. Вопросы и задания к пособию снабжены цифровыми материалами, которые размещены на сайте http://geotown.ru/htm/educatio.html. Учебное пособие представит интерес для школьников и педагогов, а также всех, интересующихся современными технологиями в образовании.

В методическом пособии приведена необходимая информация для самостоятельной подготовке к практическим занятиям по выполнению работ с текстовым процессором WORD, электронными таблицами EXCEL и базами данных Access.

Учебное пособие включает разделы, которые подробно описывают современное состояние и методы адаптивного планирования, мультиагентный подход к решению задач динамического планирования ресурсов в реальном времени, архитектуру и реализацию мультиагентной системы управления транспортными ресурсами. Теоретический материал иллюстрируется большим количеством примеров динамического планирования. Учебное пособие содержит контрольные вопросы и упражнения по всем разделам.

Учебное пособие включает разделы, которые подробно описывают современное состояние и методы производственного планирования, мультиагентный подход к решению задач планирования и распределения производственных ресурсов, архитектуру и реализацию автоматизированной системы планирования производства. Теоретический материал иллюстрируется большим количеством примеров динамического планирования. Учебное пособие содержит контрольные вопросы и упражнения по всем разделам.

В пособии излагаются принципы моделирования различных элементов систем электропривода постоянного и переменного тока в Simulink. Рассматриваются особенности моделирования сложных систем электропривода с учётом нелинейностей и различного рода возмущающих факторов. Приводятся результаты исследования наиболее типичных и важных режимов работы электропривода. Даются рекомендации по технике моделирования. В отличие от аналогичных изданий, к данному пособию прилагается компакт-диск с моделями, на которые в работе сделаны ссылки. Наличие готовых моделей позволяет обеспечить необходимый набор технической и методологической информации, а также теоретических положений и практических навыков для выполнения самостоятельных исследований и расчетов систем автоматизированного электропривода постоянного и переменного тока, применяемых в промышленности.

Предложен алгоритм объединения автоматизированных учебных пособий на основе семантической сети понятий. Рассмотрены элементы формализованной модели автоматизированного учебного пособия на основе семантической сети понятий, необходимые для реализации алгоритма. Представлена классификация элементов модели на элементы с частичной эквивалентностью, элементы без частичной эквивалентности, ссылочные элементы. Для каждого класса элементов предложен отдельный алгоритм объединения, позволяющий разработчикам пособий независимо вносить в них изменения и затем объединять изменения в единое представление.

Рассмотрен метод визуализации поведения человека вербальной и невербальной форм, представляющих собой данные большого объема. Приведены модель и алгоритм визуализации этих данных с использованием метода параллельной агрегации. Предложена агрегирующая функция, выполняющая поиск экстремумов блоков данных с помощью модернизированного алгоритма «reduction tree», что позволяет приблизить сложность алгоритма к минимальной. Оптимизация осуществлена за счет отображения данных в глобальную память видеопроцессора, большей нагрузки каждого потока и использования меньшего количества потоков в одном блоке. Представлены результаты сравнительного анализа пропускной способности центрального процессора и двух типов графического процессора, выполняющих предложенный алгоритм.

Рассматриваются проблемы повышения эффективности функционирования автоматизированных систем управления (АСУ) бизнес-процессами. АСУ бизнес процессами рассматриваются с точки зрения сложных информационно технических систем, проводится анализ состояния современных разработок в области автоматизированного управления бизнес-процессами, выделяются наиболее перспективные на сегодняшний день подходы в области исследования и реализации решения проблем функционирования автоматизированных систем управления бизнес-процессами. Практическое решение проблемы интеграции средств и систем в рамках сложной информационно-технической системы посредством единого информационного поля в самом широком его понимании является одним из основных направлений развития АС бизнеса, существенным образом определяющим его эффективность и результативность. Интеллектуализация средств и систем будет являться одним из главных направлений развития сложных информационно-технических систем не только на ближайшую, но и отдаленную перспективу.

Проанализированы основные подходы к оценке эффективности облачных вычислений. Предложено усовершенствование неравенства для расчета выгодности использования облачных вычислений. Показаны основные достоинства и основные риски использования облачных вычислений.

Рассмотрена проблема описания природной среды в процессах ликвидации аварийных разливов нефти. Для решения этой проблемы использован объектно-ориентированный подход к описанию предметной области в целях дальнейшего исследования методами имитационного моделирования. Для формирования понятия «объект» предложено провести пространственную декомпозицию путем задания сетки в плоскости xy и разбиения по оси z, в результате чего создаются понятия «ячейка», «слой», «секция». Ячейка характеризуется совокупностью входящих в нее компонентов, структурно организованных в виде дерева, компоненты — параметрами, над которыми заданы операции преобразования (разложение, синтез, трансформация, внутреннее преобразование), а также операции перемещения компонентов. Для описания процессов преобразования использована алгоритмическая модель.

Рассмотрены современные методы обработки и анализа информации, на основании анализа которых предложена методика автоматизации финансово-экономической деятельности в контексте создания Интегрированной информационной системы (ИИС) МГТУ им. Н.Э. Баумана. Реализация ИИС предполагает создание единого информационного пространства для отображения финансово-экономической деятельности университета. В качестве среды разработки ИИС была выбрана технологическая платформа «1С: Предприятие 8», которая поддерживает современную трехуровневую архитектуру клиент-сервер. Созданы доменная модель, обеспечивающая эффективную работу сложной корпоративной среды и отказоустойчивый кластер, обеспечивающий высокий уровень готовности системы.

Рассмотрены вопросы формализованного описания управляющего и управляемого процессов, что создает базовую модель поведенческой деятельности руководителя

Рассмотренная модель поведения лица, принимающего решения (ЛПР), является одним из видов нечеткой ситуационной сети (НСС), которая используется для описания многошаговых задач, связанных с реализацией управляющих решений НСС. С помощью модели целесообразно представлять динамику и последовательность реализации управляющих решений, выделенных при анализе ситуационных сетей более высокого уровня управления: гомеостатического или тактического по конечной цели. Если в системе решается несколько задач одновременно, то решение каждой задачи моделируется описанным выше способом, а на каждом шаге решения задачи в целях выбора управляющих воздействий, обеспечивающих сохранение определенного уровня системного ресурса, осуществляется анализ на основе нечеткой компромиссной игры.

Изложен подход к разработке автоматизированных учебных пособий на основе семантической сети понятий. Сформулированы требования к такому учебному пособию, предложены структурная и формализованная модели пособия на основе семантической сети понятий. Целью разработки модели является облегчение для обучаемых восприятия различных учебных пособий за счет того, что они составлены на основе целостного представления о предметной области.

Предложен подход выбора варианта реорганизации системы обработки информации на основе экспертного анализа с учетом коэффициента ранговой корреляции Спирмена для оценки парного сравнения мнений отдельных экспертов и исключения из состава рабочей группы экспертов с резко отличающимися мнениями.

При описании процессов со сложной нелинейной логикой исследователь обычно использует известные методологии описаний в виде диаграмм последовательностей и конечных автоматов. Чтобы описать процессы в системах реального времени, необходимо учесть возможность фиксации и реагирования системы на внешние и внутренние события. При этом переход от теоретического описания процесса в виде диаграмм конечного автомата к его программной реализации зачастую затруднен вследствие неполного соответствия средств проектирования и программирования. Используемый в работе метод событийного конечного автомата основан на подходе, реализуемом функциональными языками и в современных моделях программирования типа .Net Framework.

Приведены основные направления развития интернет-портала МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также методики для оценки его качества. Основной акцент сделан на развитие коммуникационной составляющей интернет-портала.

Приведены результаты сравнения процессов обработки запросов в строчной и колоночной СУБД.

Сформулирована задача разработки структуры данных с произвольным доступом и с меньшим временем удаления, чем у обычного массива, а также предложены принципы ее решения.

Предложено рассматривать применение анализа для решения задач трафика в целях получения данных о наиболее частых маршрутах. Разработана модель периодического шаблона.

Проведен анализ подходов к реализации темпоральных систем на основе реляционной базы данных, даны определения «темпоральные данные» и «темпоральная база данных». Представлены подходы к моделированию времени, на основе которых описаны типы временных меток, используемые в темпоральных базах данных. Приведены два способа реализации темпоральных систем, в которых применяются современные реляционные базы данных: реализация темпоральной поддержки на уровне приложения и расширение нетемпоральной реляционной модели до темпоральной модели. Для каждого подхода выявлены соответствующие достоинства и недостатки.