тестовый доступ

Изложен оригинальный подход к автоматическому синтезу дискретных устройств в базисе микросхем. Методические установки этого подхода основываются на математическом и информационном описаниях булевых функций и их структурно-функциональной декомпозиции. Параллельная и последовательная декомпозиции по сложности (числу подформул) характеризуются одинаковым качеством, но по глубине лучшим качеством (меньшим или равным значением) обладает первая, поэтому для синтеза схем применена параллельная декомпозиция. В частности, предложен вычислительный метод для нахождения оценок сложности реализации произвольных булевых функций в базисе Жегалкина на основе параллельной декомпозиции. Метод позволяет оценить возможность минимизации числа транзисторов и времени задержки схемы. Для алгоритма рассмотрены несколько особых случаев с примерами. На основе этих особенностей внесены дополнения в алгоритм, в результате чего алгоритм стал универсальным.

Рассмотрена проблема многосигнальной пеленгации, когда одномоментно на одной частоте в антенную систему поступают несколько разреженных сигналов от разных источников радиоизлучения, т. е. в заданном интервале углов регистрируется несколько сигналов с заметными амплитудами, а остальное пространство имеет нулевую или близкую к нулю амплитуду. Достигаемый технический результат — получение углового спектра (пеленгационной панорамы) источников радиоизлучения (ИРИ), уменьшение времени расчета пеленгов и повышение точности пеленгации. Повышения точности пеленгации достигают за счет введения переопределенного базиса и решения полученной системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) с помощью сформированного функционала методом максимума правдоподобия в предположении, что результаты измерений подчиняются распределению Пуассона. Точка минимума функционала определяет точечные оценки промежуточной переменной. Отыскание точки минимума функционала проводилось с помощью метода сопряженных градиентов. Затем решалась переопределенная система алгебраических уравнений с тремя неизвестными, из которой получали оценки амплитуды (мощности) сигнала, азимутальных и угломестных пеленгов и начальной фазы сигналов. Согласно методу максимального правдоподобия (ММП) оценки искомых значений могут быть получены из условия максимума логарифма совместной плотности вероятности результатов измерений. Интервальные оценки пеленгов получают на основе теоремы Крамера—Рао — путем вычисления обратной матрицы, составленной из вторых производных минимизируемого функционала, доверительные интервалы найденных оценок — из анализа закона распределения логарифма совместной плотности вероятности результатов измерений или приближенно с помощью обратной матрицы вторых производных от логарифма совместной плотности вероятности результатов измерений.

Содержание статьи относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации. Описан способ существенного повышения скорости и точности определения азимутальных и угломестных составляющих пеленгов и амплитуды сигналов при приеме радиосигналов одного источника радиоизлучения с использованием нелинейных (в том числе кольцевых) антенных систем(АС), состоящих из слабонаправленных элементов (вибраторов). Повышения точности и скорости определения пеленгов достигают за счет использования особенностей нелинейных АС, позволяющих устранить влияние на значения пеленгов неучтенной начальной фазы, и путем сведения алгоритма определения параметров сигнала к прямому расчету по элементарным формулам. В работе исследована математическая модель определения амплитуды сигнала, азимутальных и угломестных пеленгов источника радиоизлучения и начальной фазы сигнала, которая включает в себя разделение произвольной нелинейной АС на логические части таким образом, чтобы не менее трех вибраторов находилось под разными углами к направлению отсчета. Измеренные комплексные амплитуды сигналов с выхода каждого элемента АС поступают в блок вычисления натуральных логарифмов, затем в вычислитель, куда вводятся аналитические выражения натурального логарифма от функции, описывающей комплексную огибающую выходов элементов АС. Действительные и мнимые части этой функции приравниваются действительным и мнимым частям натурального логарифма измеренных комплексных амплитуд сигналов, полученных с выхода каждого элемента АС. Из получаемой системы алгебраических уравнений определяют аналитические выражения для вычисления азимутального и угломестного пеленгов, а также начальной фазы сигнала.

Для марковской цепи с дискретным или непрерывным множеством состояний рассмотрена задача нахождения двух марковских моментов остановки, для которых математическое ожидание разности значений случайного процесса в эти моменты времени имеет максимальное значение. Интерпретация задачи — моменты покупки и продажи финансового актива в условиях, когда цена на этот актив изменяется по закону марковской цепи с заданной матрицей переходных вероятностей. Приведены результаты численных расчетов для ряда моделей марковских цепей.

В работе рассмотрен метод планирования форсированных испытаний восстанавливаемых систем, с помощью которого оптимизируются дисперсии оценок параметров регрессионной модели зависимости интенсивности потока отказов от факторов нагружения. Поток отказов технической системы является нестационарным пуассоновским процессом со степенной зависимостью интенсивности потока от времени (модель Кроу). Факторы нагружения оказывают влияние только на параметр масштаба модели, параметр формы остается неизменным. Оценки параметров вычисляют методом максимального правдоподобия, дисперсии оценок заменяются их приближенными асимптотическими значениями путем обращения наблюдаемой матрицы Фишера. Параметрами, по которым проводят оптимизацию испытаний, являются доли общего числа изделий, испытываемых на каждой ступени. При произвольном количестве ступеней испытаний оптимизируют обобщенную дисперсию оценок модели (определитель матрицы ковариаций оценок). В частном случае (для двух ступеней испытаний) получены точные выражения для параметров, оптимизирующих как обобщенную дисперсию, так и дисперсии оценок каждого параметра. Во всех случаях необходимым условием испытаний является равенство продолжительности испытаний на разных ступенях.

Описывается метод определения координат источника радиоизлучения при приеме радиосигналов одного источника радиоизлучения с использованием нелинейных (в том числе круговых) антенных систем (АС) произвольной формы, состоящих из слабонаправленных и направленных элементов (вибраторов). Также рассмотрены методы определения пеленгов. Применяются многопозиционные системы регистрации, размещенные как на земле, так на летательных аппаратах. Повышения точности и скорости нахождения координат источника радиоизлучения достигают благодаря использованию особенностей нелинейных АС, позволяющих устранить влияние неучтенной помехи на значения пеленгов, и путем сведения алгоритма нахождения параметров сигнала к прямому расчету по элементарным формулам. Точечные оценки координат одного источника радиоизлучения проводят по имеющемуся набору измерений пеленгов различными методами с учетом погрешностей всех измерений и получают эллипсоид рассеяния координат ИРИ.

Представлены результаты исследований основных факторов эксплуатационной надежности радиоэлектронных устройств, явлений и процессов, проходящих в материалах элементов технических устройств в зависимости от различных факторов. Рассмотрено влияние этих процессов на изменение свойств и параметров материалов элементов, на их долговечность и надежность. Предложены способы сбора и обработки информации о надежности радиоэлектронных блоков, направленные на повышение надежности посредством уточнения методов расчета, совершенствования конструкции, технологии изготовления и правил эксплуатации, контроля функционирования и ремонта. Для получения информации о надежности радиодеталей, элементов и устройств в целом в статье приведены аналитические расчеты на долговечность, стендовые и контрольные испытания на надежность, сведения о результатах эксплуатации. Проведены расчеты для определения минимально необходимого числа наблюдений наработки до отказа блока. Кратко изложены основы теории математической статистики. Значительное внимание уделено вопросам обеспечения надежности элементов, используемых в радиоэлектронике. Описана методика проверки режимов элементов по параметрам, имеющим предельно допустимые значения, а также методика расчета характеристик надежности, даны примеры расчетов. Подробно изложены мероприятия по повышению надежности аппаратуры в процессе ее проектирования и производства, рассмотрены вопросы сохранения надежности.

В статье представлены некоторые результаты одного из направлений работы кафедры теоретической механики имени профессора Н.Е. Жуковского МГТУ им. Н.Э. Баумана в области применения информационных технологий в образовании — создание виртуальной коллекции механизмов, наиболее часто встречающихся при изучении курса теоретической механики. Разрабатываемые на кафедре модели призваны помочь увидеть за плоской кинематической схемой реально движущийся механизм в объемном представлении. Описаны модели кривошипноползунного механизма, шарнирного четырехзвенника, двух типов кулисного механизма, эллипсографа, обращенного эллипсографа, нескольких типов планетарных и дифференциальных механизмов, мальтийского механизма и некоторых других. Многие из представленных моделей позволяют не только продемонстрировать движение, но и допускают возможность изменения параметров — числа степеней свободы, направления движения отдельных элементов, их скоростей. В некоторых моделях процесс демонстрации движения сопровождается подробными методическими комментариями. Рассматриваются некоторые аспекты использования виртуальной коллекции на занятиях различных видов — лекциях, семинарах и при самостоятельной работе студентов.

Приведен краткий обзор основных направлений научных работ кафедры теоретической механики МГТУ им. Н.Э. Баумана за последние 10–15 лет. Показана преемственность в тематике и методологии научных исследований с научным наследием основателя кафедры — Николая Егоровича Жуковского и других выдающихся ученых, в разное время работавших на кафедре. Сотрудниками кафедры решаются классические задачи динамики твердого тела, теории колебаний, теории удара, небесной механики, рассматриваются вопросы математического моделирования, оптимизации, диагностирования механических и гидромеханических систем, прикладные задачи гидроупругости, гидродинамики однородных и двухфазных потоков, искусственной кавитации, исследуются различные аспекты учета сил сухого трения, вопросы динамики и управления роботами, механики деформируемого твердого тела. Тематика исследований включает в себя также ряд других направлений исследований, большая часть которых проводится в рамках работ ведущей научной школы по динамике механических и гидромеханических систем, много лет возглавляемой академиком РАН К.С. Колесниковым. Помимо штатных сотрудников кафедры, совместителей и аспирантов в научных исследованиях участвуют студенты младших и старших курсов. Результаты значительной части научно-исследовательских работ внедряются в учебный процесс, включаются в спецкурсы, реализуются в лабораторных приборах и установках для научных и учебных исследований.

В работе рассмотрены подходы к моделированию нестационарного качения колеса, в том числе и не распространенные модели шины, изначально разработанные для нужд авиации. Исследование свидетельствует об отсутствии непротиворечивого описания качения колеса, отвечающего требованиям автомобильного применения и свободного от гипотез. Рассмотренные модели позволяют решить данную проблему путем их комбинирования. Предложен и проанализирован способ подобной комбинации по схеме каркас – периферия с описанием качения каркаса без скольжения на основе кинематических связей и учета скольжения с помощью щеточной модели периферийных слоев шины.

В статье анализируется потеря устойчивости движения автомобиля, возникающая вследствие колебаний неподрессоренных масс. Представлены метод снижения интенсивности колебаний неподрессоренных масс и математическая модель, предназначенная для решения задачи о колебаниях неподрессоренной массы в условиях управления вертикальными реакциями от дороги на колесо при движении автомобиля по периодическому профилю. Применение описанного регулирования сил, действующих со стороны дороги на колесо, позволяет снизить интенсивность колебаний неподрессоренных масс, тем самым уменьшается время отсутствия контакта колеса с дорогой или полностью предотвращается потеря этого контакта и, как следствие, повышается сцепление колеса с дорогой. Таким образом, устойчивость движения автомобиля повышается.

Основным способом исследования движения быстроходных транспортно-технологических агрегатов (БТА) остается физический модельный эксперимент. Однако при проектировании БТА целесообразно использовать комплексные математические модели. При этом одно из центральных мест занимает адекватное описание движения корпуса БТА и его составных частей, пригодное для описания всех возможных случаев с минимальными вычислительными ошибками, а также обеспечивающее возможности экономии вычислительных ресурсов. Для этого требуется адекватное описание общего случая пространственного движения корпуса БТА, когда возможно изменение всех его угловых координат в широком диапазоне, а рассматриваемые промежутки времени могут оказаться большими. Кроме того, БТА некоторых типов способны двигаться со значительными скоростями и располагают ресурсами, позволяющими им выполнять энергичные маневры практически по всем координатам. Эти особенности учитываются описанной в статье моделью движения корпуса БТА.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия радиоволн в диапазоне частот 2,0…4,2 ГГц с частицами порошков карбида кремния и водными растворами NaCl и LiCl. Экспериментально установлено изменение формы регистрируемых сигналов и смещение спектра в стоксову область частот при увеличении размеров микрочастиц. Исследованы амплитудночастотные характеристики спектров сигналов. Высокая точность определения частоты позволила достичь чувствительности смещения спектра частот (5…6) 10 Гц/м.

Установлена связь сигнала четырехфотонного параметрического рассеяния с процессом вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) лазерного излучения в воде. На пороге возникновения ВКР в спектре нелинейного рассеяния обнаружена структура, обусловленная межмолекулярными либрационными колебаниями молекул воды.

Представлено описание задачи отслеживания объектов в видеопотоке, введены основные понятия проблемной области, освещены типовые решения задачи. Более подробно рассмотрены несколько решений с позиции проблемы перекрытий как одной из наиболее весомых. Приведены основные направления будущих исследований.

Обсуждаются методические принципы обучения модельно-ориентированному проектированию систем управления. На основе проектного менеджмента и систем поддержки и управления проектами предлагается командное обучение проектированию систем управления в визуальных инструментальных средах в технических университетах.

Рассмотрены традиционные методы получения точечных оценок применительно к «гибридным» данным, которые являются одной из разновидностей нечетких случайных переменных. Методами теории нечетких линейных систем показано, что при обработке «гибридных» данных возникают «сильные/слабые» оценки точечных параметров. Приведены простейшие примеры обработки нечетких случайных данных.

В работе рассматриваются некоторые типовые и перспективные структуры сложных систем управления и обсуждаются известные и разрабатываемые методы оптимизации управления многообъектными многокритериальными системами (ММС) и иерархическими системами (ИС). Приводится схема оптимизации двухуровневой иерархической системы «управление-регулирование» на примере системы «наведение-стабилизация» летательного аппарата, а также результаты разработки алгоритма равновесноарбитражной оптимизации ММС на примере трехканальной системы стабилизации летательного аппарата.

Рассматривается задача оценки угловой скорости линии визирования в процессе сближения космических аппаратов по результатам измерения дальности и скорости продольного движения. Получено ее аналитическое решение. Приведены численные решения данной задачи.

На основе ленточных матриц специальной структуры определены необходимые условия одновременной стабилизации линейных SIMO-систем. Приведены практические примеры решения задач одновременной стабилизации SIMO-систем.

Рассматривается задача терминального управления линейной нестационарной дискретной динамической системой с векторным управлением. На основе техники делителей нуля приведены условия получения единственного решения задачи терминального управления, построено множество решений и описан подход к получению приближенного решения.

Рассматривается применение модального управления при наличии детерминирванных внешних возмущений к решению задачи управления угловым движением возвращаемого аппарата с посадочной твердотопливной двигательной установкой на участке приземления при описании кинематических уравнений в углах Эйлера — Крылова. Приведены примеры численного моделирования.

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.

В работе ставится и решается научно-прикладная задача взаимопреобразования спектров для наиболее известных и широко применяемых в цифровой обработке базисов дискретных комплексных экспоненциальных функций Фурье и функций Виленкина – Крестенсона. С этой целью рассмотрены теоретические основы обобщенного анализа спектра в данных базисах с использованием скалярной и матричной форм представления дискретных преобразований Фурье. Для конкретных значений размерности обрабатываемых сигналов и наиболее используемых на практике обработки способов Адамара и Пэли упорядочения базисных функций в системах Виленкина – Крестенсона приведены структуры и сформулированы основные свойства матричных операторов взаимосвязи спектров, на основе которых записываются оригинальные правила объединения спектров данных базисов в независимые группы. С их помощью операция обобщенного анализа спектра представлена в виде системы более простых для практической реализации уравнений связи спектров и предложена новая аналитическая трактовка энергетического равенства Парсеваля в спектральной области указанных базисов. Дана наглядная и полезная геометрическая интерпретация выявленным особенностям операторов взаимосвязи спектров в базисах Фурье и Виленкина – Крестенсона. Полученные частные результаты обобщены на произвольную размерность дискретного сигнала, что позволило разработать оригинальные алгоритмы взаимопреобразования спектров в базисах Фурье и Виленкина – Крестенсона для сигналов различной формы и длительности. Особенно полезными полученные результаты могут оказаться при решении задач обработки сигналов с использованием их спектров и энергетических характеристик.

Проведен анализ профиля выработки катода в торцевом дуговом испарителе с арочным магнитным полем и управляемой траекторией движения катодного пятна. Получены зависимости для определения неравномерности выработки катода. Профиль выработки катода при фиксированном положении траектории катодного пятна аппроксимировался кривой Гаусса. Общий профиль выработки катода определялся суммированием профилей выработки, полученных при смещении траектории на заданный шаг. Найден оптимальный шаг смещения катодного пятна по радиусу: он соответствует 1/3 ширины зоны выработки при фиксированном положении траектории катодного пятна. При этом неравномерность выработки катода составляет менее 3 %.

Сообщается о создании в учебно-научном центре «Фотонная энергетика» фемтосекундного лазерного модуля кластера «Фемтолаб МГТУ». Назначение модуля —экспериментальные исследования многофакторных оптических, теплофизических, газодинамических, переносных процессов и характеристик активных сред фотонных энергетических установок и их конструкционных материалов в газовакуумных условиях при воздействии на конденсированные, газовые, плазменные среды интенсивного лазерного излучения ультракороткой длительности в широком диапазоне изменения спектрально-энергетических и динамических параметров воздействия.

С использованием интерференционного микроскопа, выполненного по схеме Линника, экспериментально определены пороги лазерной абляции тонкопленочных металлических и полимерных мишеней при воздействии ультракоротких (45 фс) лазерных импульсов (266, 400, 800 нм). В качестве мишеней использовались микротомные срезы полимеров толщиной 5…7 мкм и металлические тонкие пленки, полученные методом магнетронного распыления. Используемая методика определения порогов, основанная на регистрации изменения диаметра кратера в зависимости от энергии импульса падающего излучения, позволяет снизить требования к оптическим свойствам поверхности исследуемого образца по сравнению c методикой, основанной на регистрации изменения глубины или объема кратера.

Выполнен сравнительный анализ методов экспериментальной регистрации оптико-механических характеристик, в том числе малых и сверхмалых импульсов отдачи при взаимодействии мощного лазерного излучения с твердотельными мишенями. Обсуждаются области применения, чувствительность, пространственная и временная разрешающая способность, сложность инструментальной реализации этих диагностических методов, а также взаимное соответствие результатов, полученных с их использованием.

Рассмотрены этапы сборки тяжелого искусственного спутника Земли (ИСЗ) на орбите Международной космической станции (МКС). Показано, что электрическая мощность, вырабатываемая солнечными батареями на борту МКС, достаточна для питания солнечной электроракетной двигательной установки (СЭРДУ), которая могла бы корректировать орбиту МКС вместо используемых в настоящее время жидкостных ракетных двигателей с большим расходом топлива. Проведенные расчеты подтвердили возможность корректировать орбиту с помощью длительно работающей легкой СЭРДУ, ИСЗ меньших размеров и массы можно удерживать на минимальной высоте орбиты с использованием СЭРДУ. Получена аналитическая зависимость для расчета минимальной высоты, с которой ИСЗ может быть переведен на более высокую орбиту с помощью СЭРДУ определенных размеров и массы.

Рассмотрены подходы к формированию имитационного стенда для моделирования действий нарушителя в защищенной информационно-телекоммуникационной инфраструктуре. Приведены основные требования к имитационному стенду, указаны основные задачи и перечень угроз информационной безопасности, дано представление о составе имитационного стенда, приведены архитектура имитационного стенда и краткое описание составляющих его элементов.

Представлен обзор существующих типов обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа на объектах информатизации. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к средствам защиты информации от несанкционированного доступа (СЗИ от НСД). Описаны основные подсистемы работы СЗИ от НСД, а также рекомендации по настройке этих подсистем. Сделан вывод о корректности и адекватности применения правильно настроенного комплекса СЗИ от НСД.

Описаны реализация и построение миварного пространства и интерпретатора языка запросов на базе технологической платформы «1С: Предприятие 8.2». Миварное пространство создано на базе регистра сведений, что позволяет использовать стандартные операции «Срез первых» и «Срез последних» для определения требуемых состояний отношений реляционной базы данных. Интерпретатор реализован в виде обработки, которая выделяет операции из результата выполнения запроса к миварному пространству, связанные с обработкой многомерных пространств, и преобразует их в запрос к объектам конфигурации. Результат этого запроса к объектам конфигурации в дальнейшем преобразуется интерпретатором в множества отношений реляционной модели. Таким образом, миварное представление реляционных баз данных позволяет использовать SQL-запросы из предыдущих кадровых систем. В статье приведены также экранные формы, демонстрирующие работу интерпретатора.

Одновременно с ростом объема хранимых данных с каждым годом растут требования по уровню их доступности и бесперебойной работе приложений. Возникает непростая задача: как сохранить огромные объемы информации в рабочем состоянии. Статья посвящена поиску решения задачи создания компьютерной системы хранения конфиденциальных данных значительного объема при условии ее непрерывной бесперебойной работы.

Необходимость автоматизированного сбора больших объемов информации об окружающей обстановке требует поиска новых, более совершенных технических средств. Беспроводные сенсорные сети могут являться одним из способов контроля измеряемых физических параметров на обширных территориях. Такие децентрализованные самоорганизующиеся сети из миниатюрных автономных узлов-сенсоров могут осуществлять сбор, накопление и передачу путем ретрансляции от узла к узлу информации в единую точку сбора, при этом не нуждаясь в предустановленной опорной сетевой инфраструктуре. Однако низкая производительность элементов беспроводной сенсорной сети, обусловленная энергетическими и массогабаритными ограничениями, а также децентрализованный характер сети делает традиционные методы обеспечения информационной безопасности неприменимыми. Одним из путей преодоления накладываемых ограничений является распараллеливание алгоритмов криптозащиты. В данной статье рассмотрен подход к организации процесса криптографических преобразований на основе клеточных автоматов. Предложены различные методы применения аппарата клеточных автоматов для решения задач криптографической защиты информации.

За последние двадцать лет появились десятки статей, посвященных исследованию устойчивости в задачах оптимизации, при этом многие результаты, опубликованные в отечественных научных журналах в 1970–1980-е годы, игнорируются, а более поздние публикации цитируются как базовые и оригинальные. Цель данной статьи — обратить на это внимание на одном примере — исследование устойчивости в задачах на матроидах. Для случая нормы Чебышева в пространстве возмущений параметров задачи проблема устойчивости всесторонне изучена в работах 1980-х годов, на которые авторы публикаций 1990-х и более поздних годов вообще не ссылаются. Для случая метрики задача является технически более сложной, поэтому нельзя говорить о полной эквивалентности опубликованных ранее результатов и появившихся позднее. Однако эти результаты тесно между собой связаны, что и показано в данной статье. При этом область теории матроидов взята просто в качестве примера. Аналогичные ситуации возникают и для других задач.