ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАТИКИ 1 (50) 2021 ã.
Журнал выходит ежеквартально, издается с 2008 г.
Учредитель журнала Институт вычислительной математики и математической
геофизики СО РАН при поддержке Института информационных и вычислительных технологий
МОН РК.
Редакционный совет
Председатель акад. НАН РК М.Н. Калимолдаев,
Акад. РАН А. Л. Асеев, акад. АН РУ Т. Ф. Бекмуратов (Республика Узбекистан), проф.
Â. À. Âàñåíèí, àêàä. РАН Ñ. Í. Âàñèëüåâ, ïðîô. Â. Ì. Вишневский, àêàä. РАН Ñ. Ñ. Ãîí÷àðîâ,
àêàä. РАН Þ.Ë. Åðøîâ, àêàä. РАО À. À. Êóçíåöîâ, àêàä. РАН Í. À. Êóçíåöîâ, àêàä. РАН
À. Ï. Êóëåøîâ, ïðîô. À. Ã. Ìàð÷óê, ïðîô. Á. ß. Ðÿáêî, ïðîô. Í. À. Ñåìåíîâ, àêàä. РАН
È. À. Ñîêîëîâ, ïðîô. À. Í. Ñîòíèêîâ, ÷ë.-êîð. РАН Þ.À. Ôëåðîâ, ïðîô. Ï. Ñ. ×óáèê, àêàä.
НАН КР Ж.Ш. Шаршеналиев (Кыргызская Республика).
Редколлегия
Главный редактор проф. В. Э. Малышкин,
Ä.Æ. Àõìåä-Çàêè, À.Ã. Вострецов, Â. Ï. Ãåðãåëü, Á. Ñ. Гольдштейн, Â. È. Ãóæîâ,
Þ.À. Загорулько, Ñ. Ä. Каракозов, Ì.Ì. Êàðèìîâ, Â.Í. Êàñüÿíîâ, Î. Â. Êèáèñ, Â. Â. Êîðíååâ,
È. Â. Êîòåíêî, Ò. Ï. Ëþáèìîâà, À. È. Ëÿõîâ, Ì. À. Ìàð÷åíêî, Â.Â. Окольнишников,
Á. Â. Ïîëëåð, À. Ñ. Родионов (çàì. ãë. ðåäàêòîðà), Ì. À. Ñîíüêèí, Â. Â. Шахов (çàì. ãë.
ðåäàêòîðà), Ì. Ñ. Хайретдинов, Ph. D. Moonseong Kim (Korea), Prof. Dr.-Eng. V. D. Nguyen
(Vietnam), Michele Pagano (Italy).
Редакция: отв. секретарь М. С. Делидович, системный администратор В. А. Перепелкин,
верстка Д. В. Лазуткин, логист Л. В. Трофимова.
Адрес ðåäàêöèè, èçäàòåëÿ: 630090, ã. Новосибирск, ïðîñï. Академика Лаврентьева, ä. 6,
ИВМиМГ СОРАН
òåë. (383) 330-96-43; e-mail: problem-info@sscc.ru, http://www.problem-info.sscc.ru.
Журнал зарегистрирован в Роскомнадзоре. Свидетельство ПИ ÔÑ77-32088 от 27 мая 2008 ã.
Подписной индекс в каталоге ”Издания органов научно-технической информации“
ОАО ¾Агентство ”Роспечать“¿ 69980. Цена свободная. Журнал распространяется на
территории России.
Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов,
рекомендованных для публикаций Высшей аттестационной комиссией.
Все права авторов сохранены. Использование материалов журнала возможно только
с разрешения редакции и авторов.
Отпечатано в типографии ТОО ”Инфо-Алдин“. Адрес: 050009, Республика Казахстан,
ã. Àëìà-Àòà, óë.Òîëå áè, ä. 188;
òåë./ôàêñ 8 (727) 272-78-26. Формат 60 Ч 84 1/8. Óñë. ïå÷. ë.
. Подписано в печать
îôñåòíàÿ. Тираж 300 ýêç. Заказ
ã.
. Ó÷.-èçä. ë.
. Печать
г. Выход в свет
© Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 2021
© Институт информационных и вычислительных технологий МОН РК, 2021
Стр.2
JOURNAL PROBLEMS OF INFORMATICS . No. 1 (50) 2021
Publisher: Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of Siberian Branch
of Russian Academy of Sciences with the support of the Institute of Information and Computing
Technologies of the Ministry of Education of the Republic of Kazakhstan.
Editorial Council
Chairman Academician of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan
M. N. Kalimoldayev
Full Member of the RAS A. L. Aseev, Full Member of the Academy of Sciences of Uzbekistan
Ò. F. Bekmuratov, Professor V. A. Vasenin, Full Member of RAS C.N. Vassilyev, Professor
V. M. Vishnevsky, Full Member of RAS S. S. Goncharov, Full Member of RAS Yu. L. Ershov, Corr.
Member of RAE A. A. Kuznetsov, Full Member of RAS N. A. Kuznetsov, Full Member of RAS
A.P. Kuleshov, Professor A. G. Marchuk, Professor B. Y. Ryabko, Professor N. A. Semenov, Full
Member of RAS I. A. Sokolov, Professor A. N. Sotnikov, Corr. Member RAS Y. A. Flerov, Full
Member of NAS KR J. Sh. Sharshenaliev.
Editorial board
The Editor-in-Chief Professor V. E. Malyshkin
Associate Editors-in-Chief: A. S. Rodionov, V. V. Shakhov
D. Zh. Akhmed-Zaki, À. G. Vostretsov, V.P. Gergel, B. S. Goldstein, V. I. Guzhov, Y.A. Zagorulko,
S. D. Karakozov, Ì.Ì. Karimov, V. N. Kasyanov, Î. V. Kibis, V. V. Korneev, I. V. Kotenko, T.P.
Lyubimova, A. I. Lyakhov, M. A. Marchenko, V. V. Okolnishnikov, B. V. Poller, Y. G. Soloveichik,
M. A. Sonkin, Ì. S. Khairetdinov, Moonseong Kim (Korea), Van Duc Nguyen (Vietnam), Michele
Pagano (Italy).
Editorial sta : Managing Editor M. S. Delidovich, System Administrator V. A. Perepelkin,
Maker-up D. V. Lazutkin, Logistician L. V. Tro mova.
Address of the editorial o ce: 630090, pr. Lavrentieva, 6, Novosibirsk, Russia, Institute of
Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of SB RAS.
Phone: +7 (383) 330-96-43; e-mail: problem-info@sscc.ru, http://www.problem-info.sscc.ru.
The journal has been registered in accordance with Legislation of the Russian Federation. Certi cate
of Mass Media Registration: ПИ ÔÑ77-32088, of 27 May, 2008, ISSN 2073-0667. The journal is
distributed in Russia.
The journal Problems of Informatics is in the List of Peer-Reviewed Scienti c Journals for
publication of scienti c results of Ph.D. and Dr. of Sci. theses in three scienti c specialties and
corresponding scienti c disciplines in which academic degrees are awarded:
05.13.11 Mathematical Support and Software for Computers, Computing Complexes and
Computer Networks,
05.13.17 Theoretical foundations of Informatics.
05.13.18 Mathematical Modeling, Numerical Methods and Software Complexes.
All rights reserved. The journal contents may only be used by the permission of editors and authors.
© Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of Siberian Branch of
Russian Academy of Sciences, 2021
© Institute of Information and Computing Technologies of the Ministry of Education of the
Republic of Kazakhstan, 2021
Стр.3
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящем выпуске журнала ”Проблемы информатики“ публикуются статьи, рекомендованные
программным комитетом конференции ”Математическое моделирование и
суперкомпьютерные технологии“ и отражающие основные направления ее работы.
Международная конференция и молодежная школа ”Математическое моделирование
и суперкомпьютерные технологии“ проводилась 23 27 ноября 2020 г. в рамках Международного
конгресса ”Суперкомпьютерные дни в России“ на базе Нижегородского государственного
университета им. Н. И. Лобачевского при поддержке корпорации Intel, компании
Huawei и группы компаний РСК. Основную тематику конференции составили:
математическое моделирование динамики систем и процессов управления;
теория динамических систем и бифуркаций;
колебательные процессы в динамических сетях;
модели и методы поддержки принятия решений;
модели и методы искусственного интеллекта;
математические модели в биологии и медицине;
математическое моделирование природных процессов;
технологии параллельных и распределенных вычислений;
применение суперкомпьютерных технологий для решения вычислительно-сложных
задач.
Основными задачами проведения мероприятия являлись представление актуальных
результатов в области математического моделирования сложных процессов и явлений,
обсуждение различных аспектов организации суперкомпьютерных вычислений, расширение
контактов между специалистами для решения ресурсоемких прикладных задач, обмен
опытом научно-образовательной деятельности при подготовке специалистов в области математического
моделирования и параллельных вычислений.
Виктор Павлович Гергель, д-р. техн. наук, проф., директор Института
информационных технологий, математики и кибернетики Нижегородского
университета им. Н. И. Лобачевского, председатель орг. комитета XX Международной
конференции и молодежной школы ”Математическое моделирование и
суперкомпьютерные технологии“
Стр.4
СОДЕРЖАНИЕ
Теоретическая и системная информатика
Бриккель Д.М., Ерофеев В. И. Влияние поврежденности материала на параметры нелинейной
изгибной и продольной âîëí, распространяющихся в балке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Кулешов А. С., Соломина Д. В. Применение алгоритма Ковачича для исследования задачи
о качении тяжелого однородного шара по поверхности вращения . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Прикладные информационные технологии
Куприянова Т. В., Кислицын Д. И. Применение методов машинного обучения в строительстве
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Петров C. С. Конечно-элементная модель динамики морского льда и ее параллельная
реализация с использованием библиотеки INMOST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Параллельное системное программирование и вычислительные технологии
Исупов К. С., Князьков В. С., Бабешко И. П., Крутиков А. К. Реализация и оценка производительности
разреженного матрично-векторного умножения многократной точности
на CUDA с использованием системы остаточных классов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Чаплыгин А. В., Гусев А. В. Гибридная модель мелкой воды с использованием технологий
MPI-OpenMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Правила представления и подготовки рукописей для публикации
в журнале ”ÏÐÎÁËÅÌÛ ИНФОРМАТИКИ“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАТИКИ
1 (50) 2021 ã.
Стр.5
CONTENTS
Theoretical informatics
Brikkel D. M., Erofeev V. I. In uence of material damage on the parameters of a nonlinear
exible and longitudinal wave which spread in a beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Kuleshov A. S., Solomina D.V. Application of the Kovacic algorithm to the problem of rolling
of a heavy homogeneous ball on a surface of revolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Applied information technologies
Kupriyanova T. V., Kislitsyn D. I. Application of machine learning methods in building
construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Petrov S. S. Finite element model of sea ice dynamics and its parallel implementation using
the INMOST library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Parallel system programming and computing technologies
Isupov K., Knyazkov V., Babeshko I., Krutikov A. Implementation and Performance Evaluation
of Multiple Precision Sparse Matrix-Vector Multiplication on CUDA Using the Residue Number
System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Chaplygin A. V., Gusev A. V. Shallow water model using a hybrid MPI/OpenMP parallel
programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Rules of presentation and preparation of manuscripts o ered for publication . . . . . . . . . . . . . . 83
PROBLEMS OF INFORMATICS
N 1 (50) 2021
Стр.6