Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института
Все статьи: 1049
Разработка надёжного программного обеспечения для малых спутников с одноплатным бортовым компьютером
Статья научная
В этой статье мы представим наш подход для решения проблемы отсутствия строгого и надежного способа разработки программного обеспечения для малых спутников, основанный на фреймворке Behavior-Interaction-Priorities (BIP), а также обсудим возможность его использования на одноплатных бортовых компьютерах и решим возникающие при этом подходе сложности и задачи.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассмотрены проблемы, возникающие при оптимизации кластерных архитектур вы- числительных систем для решения прикладных задач биоинформатики. Модель много- процессорной ЭВМ строится на основе параллельной распределённой системы симуля- ции Graphite. Описаны текущее состояние и ближайшие планы развития «Лаборатории суперкомпьютерных технологий в области биоинформатики».
Бесплатно
Разработка сети на кристалле для перспективных многоядерных микропроцессоров
Статья научная
Описана проблема эффективной организации соединений на кристалле многоядер- ного микропроцессора с распределённым общим кэшем. От сети соединений требуются высокая частота передачи пакетов, низкие задержки, поддержка качества обслужива- ния и сохранение порядка пакетов. Предложено решение на основе топологии сетка, деления сети на строки и столбцы и экспресс-виртуальных каналов с доработками их механизма предотвращения «голодания». Для размеров сети от 4 × 4 до 16 × 16 оцене- ны производительность и размер роутеров предложенной схемы и нескольких тради- ционных. Только предложенная схема продемонстрировала все требуемые качества в сочетании с хорошей масштабируемостью.
Бесплатно
Разработка системы автоматического управления беспилотным летательным аппаратом мультироторного типа
Статья научная
В последнее время разработка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является динамично развивающимся направлением. Особый интерес представляют небольшие БПЛА мультироторного типа благодаря ряду присущим им особенностям и областям применения. Основной областью применения аппаратов данного типа является проведение аэрофотосъемки и аэровидеосъемки, а также мониторинг различных параметров окружающей среды с использованием дополнительного оборудования на борту. Имея небольшой размер, БПЛА мультироторного типа могут выполнять полет в условиях ограниченного пространства, а также в местах, нахождение в которых представляет угрозу для жизни человека. Основным направлением при разработке подобных БПЛА является повышение автономности полета, что в свою очередь увеличивает надежность аппарата, обеспечивает простоту в использовании, не требуя высокого уровня квалификации оператора, а также снижает общие затраты на выполнение задания.
Бесплатно
Статья научная
Современные компиляторы реализуют значительное количество оптимизационных проходов, и существенно повлиять на характеристики полученного в результате компиляции бинарного файла может последовательность, в которой они применяются. Однако любое ПО, использующее GCC как систему компиляции, не может настраивать последовательность оптимизаций ввиду отсутствия поддержки такой возможности со стороны компилятора. В данной работе рассматривается разработка способа и имплементация программного комплекса на базе GCC, позволяющего автоматически настраивать последовательности применения оптимизационных проходов компилятора при изначально заданной целевой функции. Комплекс включает в себя программы для взаимодействия непосредственно с компонентами компилятора и его оптимизационными проходами, а также ПО для интеграции с уже существующими библиотеками машинного обучения. С использованием разработанной инфраструктуры авторами реализовано два подхода для автонастройки компилятора: на основе генетического алгоритма и на основе обучения с подкреплением. Для тестирования подходов был сформирован набор открытых бенчмарков, состоящий из утилит с открытым исходным кодом, программ моделирования и уже существующих открытых бенчмарков. В ходе экспериментального сравнения подходов был получен и проанализирован выигрыш в размере бинарных файлов набора открытых бенчмарков без увеличения времени исполнения.
Бесплатно
Разработка стенда для моделирования видеопотока
Статья научная
Проектирование стенда для изучения алгоритмов определения траекторных параметров объекта по набору изображений.Использование технологии обработки изображений с помощью смарт-камер для определения параметров объекта.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены каскады электронных столкновений, созданные высокоэнергетическими электронами в результате облучения ими твердых тел. Решение задачи основывается на исследовании кинетического уравнения для движущихся электронов. Для этого уравнения построена модельная индикатриса рассеяния при произвольном потенциале взаимодействия частиц. С помощью построенной модельной индикатрисы рассеяния получено энергетическое распределение движущихся частиц. На основе вычисленного энергетического распределения движущихся частиц для произвольных потенциалов межчастичного взаимодействия находится каскадная функция возбужденных частиц.
Бесплатно
Разработка цифровой электронной подсистемы микромеханического гироскопа с кольцевым резонатором
Статья научная
Рассмотрены принципы разработки системы управления для микроэлектромеханического (МЭМ) гироскопа с кольцевым резонатором с максимально широким применением цифровых технологий. Приведено описание предложенной системы управления и результаты численного моделирования её работы. Показана возможность использования значения частоты первичных колебаний для высокоточного измерения температуры. Представлены результаты испытаний на автоматизированном испытательном стенде макетного образца гироскопа, полностью подтверждающие работоспособность разработанной цифровой системы управления.
Бесплатно
Ранговые q-циклические и псевдо-q-циклические коды
Статья научная
В теории кодов, исправляющих ошибки в метрике Хэмминга, хорошо известны три клас- са кодов: циклические коды, укороченные циклические коды и псевдоциклические коды. Важным является результат, состоящий в том, что класс линейных укороченных цикличе- ских кодов совпадает с классом линейных псевдоциклических кодов [1]. В теории кодов, исправляющих ошибки в ранговой метрике, подобные результаты неизвестны. В этой рабо- те для линейных кодов, основанных на ранговой метрике, получен аналогичный результат. Обобщается понятие q-циклических кодов и вводятся два новых семейства кодов, а имен- но, укороченных q-циклических кодов и псевдо-q-циклических кодов. Показано, что класс псевдо-q-циклических кодов совпадает с классом укороченных q-циклических кодов, ес- ли число позиций укорочения кратно степени расширения поля. Для других укорочений проблема остается открытой.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуются различные рандомизации метода зеркального спуска для задач huge-scale оптимизации с разреженной структурой. В качестве одного из примеров приложения приводится задача PageRank.
Бесплатно
Раскраски би-однородных гиперграфов
Статья научная
Рассматриваются би-однородные гиперграфы, т.е. такие гиперграфы, в которых размеры ребер бывают двух типов. Для гиперграфа H пусть f(H) равно математическому ожиданию количества одноцветных ребер, когда синий и красный цвет присваивается каждой вершине независимо с вероятностью 1/2. Известно, что если минимальный размер ребра в неоднородном гиперграфе равен k и f(H) C log k, то такой гиперграф H можно правильно раскрасить в два цвета. В работе мы улучшаем оценку на функцию f(H) рассматривая раскраску, при которой в би-однородном гиперграфе H = (V, E1, E2) нет красных ребер из E1 и одновременно нет синих ребер из E2.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена задача распознавания жестов, выполняемых жезлом (палоч- кой), находящимся в руке человека, на основе анализа потока данных с инерциального модуля, встроенного внутрь палочки. Для анализа использована рекуррентная ней- ронная сеть с долгой краткосрочной памятью. Приведены результаты эксперимента по распознаванию четырех простейших жестов. Для результатов распознавания даны традиционные метрики, описывающие их качество.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется возможность распознавания образов природных объектов по гиперспектраль- ным авиационным изображениям для сцен, в которых присутствуют активные зоны лесных пожаров. На основе байесовского подхода проводится классификация дымовых шлейфов и соответствующих фоновых территорий. Приводятся результаты, которые показывают по- тенциальные возможности применения квадратичного дискриминантного анализа для об- работки данных гиперспектральной съемки с использованием радиометров отечественных разработчиков. Обсуждаются основные сложности, которые возникают при решении дан- ной проблемы.
Бесплатно
Распределенный метод длинных характеристик для решения уравнения переноса излучения
Статья научная
В работе предлагается модификация метода длинных характеристик, используемого для решения задачи переноса излучения. Предлагаемый метод позволяет решать уравнение переноса на декомпозированных неструктурированных тетраэдральных сетках. Коллективное взаимодействие процессов требуется только для решения задачи на границах области. Благодаря тому, что в основе метода лежат длинные характеристики, вспомогательная задача допускает простое представление и сводится в решению небольшой разреженной системы линейных уравнений.
Бесплатно
Распределённые волоконно-оптические датчики давления для применения в нефтегазовой промышленности
Статья научная
В статье отражено современное состояние измерительных систем в нефтегазо- вом комплексе, продемонстрированы преимущества оптоволоконных датчиков пе- ред классическими. Рассматривается возможность создания системы распределенных волоконно-оптических датчиков давления. Предлагается использование физических свойств оптического волокна и влияния микроизгиба кабеля на эффект обратного рас- сеяния. Изложены способы увеличения достигнутых на лабораторном макете техниче- ских характеристик.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано течение в пространственном ламинарном пограничном слое на тонком крыле с изломом передней кромки на режиме сильного вязко-невязкого взаимодействия. Давление, индуцированное толщиной вытеснения, определяется по формуле «касательного клина», обобщенной на нестационарный случай. На основе теоретического анализа уравнений пограничного слоя получено интегральное соотношение для определения характеристической поверхности, связанной с индуцированным давлением. В результате численного решения уравнений пограничного слоя определены скорости распространения возмущений и построены диаграммы направленности при различных значениях температурного фактора и углов стреловидности передних кромок.
Бесплатно
Распространение возмущений в пограничном слое в условиях слабого гиперзвукового взаимодействия
Статья научная
Исследованы процессы распространения возмущений в ламинарных пограничных слоях при больших скоростях внешнего потока. Впервые получено интегральное соотношение, определяющее скорость распространения возмущений для режима слабого гиперзвукового взаимодействия.
Бесплатно
Распространение возмущений в пограничном слоена вращающемся конусе в сверхзвуковом потоке газа
Статья научная
Ислледуется влияние вращения конуса в сверхзвуковом потоке газа на скорость распространения возмущений в пограничном слое. Производится расчет погранично- го слоя на вращающемся конусе в предположении безградиентного внешнего течения, рассчитывается диаграмма направленностей скорости распространения возмущения в пограничном слое.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассчитывается и анализируется рассеяние ультракоротких электромаг- нитных импульсов на атоме водорода, сопровождающееся возбуждением связанного электрона в состояния дискретного спектра (рамановское рассеяние). Расчет проведен в высокочастотном приближении для импульса излучения скорректированной гауссов- ской формы. Показано, что при отрицательных отстройках частоты рассеянного излу- чения от несущей частоты импульса вероятность рассеяния как функция длительности импульса имеет максимум в фемтосекундном диапазоне длительностей.
Бесплатно