Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Статьи журнала - Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика
Все статьи: 887
Статья научная
Рассмотрены принципы построения нейронной сети, возможность их применения для оценки состояния мышц ног во время выполнения физических упражнений. На основе выбранных критериев для приседаний и собранных экспериментальных данных удалось численно оценить работоспособность мышц.
Бесплатно
Использование модели знаний в технологии адаптивного педагогического тестирования
Статья научная
Рассматривается решение проблемы учета структуры знаний в адаптивном педагогическом тестировании. Показано, что сочетание адаптивности и модели знаний позволяет обеспечить обратную связь между студентом и преподавателем, то есть выявить неусвоенные элементы знаний, затрудняющие дальнейший процесс обучения.
Бесплатно
Статья научная
В работе экспериментально и методом численного моделирования исследуются акустические характеристики резонатора Гельмгольца с использованием двухмикрофонного метода передаточной функции. Эксперимент проводился в лаборатории аэродинамики ПГНИУ на установке, центральным элементом которой является импедансная труба. В рамках эксперимента определялись импеданс и коэффициент звукопоглощения, которые затем сравнивались с результатами математического моделирования, выполненного численно методом конечных элементов в пакете ЛОГОС Аэро-Гидро. В наиболее востребованном для практики диапазоне частот получено удовлетворительное согласие расчетов и экспериментальных данных.
Бесплатно
Статья научная
Современные вычислительные системы функционируют в условиях гетерогенности узлов и переменной нагрузки, что обусловливает необходимость применения многокритериальных методов при распределении вычислительных ресурсов. Одним из таких методов является предсказательный метод распределения ресурсов на основе многокритериальной модели принятия решений, ключевым этапом которого служит построение множества Парето-оптимальных решений. Вместе с тем вычислительная сложность данного этапа и возможности ее снижения ранее не исследовались. Объектом исследования являются алгоритмы построения Парето-множества в задаче предсказательного распределения ресурсов в гетерогенных вычислительных системах. Цель работы состоит в анализе вычислительной сложности базового алгоритма оптимизации и исследовании методов ее снижения применительно к задачам многокритериального распределения ресурсов. Методология: в работе формализована постановка задачи построения Парето-множества, установлена теоретическая оценка сложности базового алгоритма. Рассмотрены и проанализированы три метода снижения вычислительной сложности: предварительная фильтрация альтернатив по ключевому критерию, ранняя остановка при попарном сравнении и инкрементальное построение Парето-множества. Экспериментальная часть: для экспериментального подтверждения теоретических оценок разработана программа моделирования, с помощью которой проведены три серии экспериментов: исследование зависимости от числа узлов n, от числа критериев k и от порогового параметра θ метода фильтрации. Полученные результаты позволяют обоснованно выбирать алгоритм построения Парето-множества в зависимости от масштаба системы, числа критериев и требований к полноте решения, что способствует повышению эффективности планировщика в многокритериальных системах распределения ресурсов реального времени.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается перспективный микромеханический акселерометр из радиостойкого стекла, выполненный по технологии вытягивания из стеклянных стержней и трубок. Разработана альтернативная конструктивная схема маятникового акселерометра с подвесом инерционной массы, сформированном из стеклянных структур двух форм – гексагональной и трубчатой. С помощью методов конечно-элементного моделирования выполнен сравнительный анализ механических характеристик моделей акселерометра с подвесами инерционной массы из двух разных стеклянных структур, а именно, для обеих моделей выполнен расчет напряжений и деформаций при ускорениях в диапазоне до 50g, а также расчет собственных частот. Анализ полученных результатов показал, обе схемы имеют близкие значения указанных характеристик, однако детальное рассмотрение распределения напряжений в структурах подвеса позволяет сделать вывод, что гексагональная структура более устойчива к разрушению. Также сделана оценка возможной чувствительности датчика для двух вариантов подвеса инерционной массы. Показано, что в обоих случаях при ускорениях до 50g емкостной датчик обладает достаточным диапазоном изменения емкости для регистрации ускорения.
Бесплатно
Другой
В современных условиях системы электронного документооборота (СЭД) все больше приобретают статус обязательного элемента IT-инфраструктуры. Благодаря таким системам промышленные предприятия и коммерческие компании повышают эффективность своей деятельности. В данной работе будут предоставлены современные существующие системы электронного документооборота в рамках государственных учреждений, больших предприятий, а также мелких организаций. Кроме этого будут подобраны характеристики и возможности СЭД для улучшения эффективности управления в научной и образовательной деятельности вузов Министерства обороны Российской Федерации.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается математическая модель большой орбитальной космической системы (БОКС) цепочечной структуры, включающей треугольный элемент. Приведено исследование движения 5-массовой системы. Предполагается, что стержни невесомы и точечные массы сосредоточены в шарнирах и на концах стержней. Система совершает движение в плоском центральном гравитационном поле. Приведено описание движения системы на конечном промежутке времени вокруг гравитационного центра.
Бесплатно
Исследование движения твердого тела в поле приливных сил гравитации
Статья научная
Рассматривается математическая модель движения алюминиевого полотна размерами ~1-2 км в поле сил гравитации. Приведено исследование движения системы. Предполагается, что полотно является идеальным недеформированным твердым телом с равномерно распределенной массой. Система совершает сферическое движение в центральном гравитационном поле. Приведено описание движения системы на конечном промежутке времени вокруг гравитационного центра.
Бесплатно
Исследование движения твердого тела с присоединенными массами в поле действия сил гравитации
Статья научная
Рассматривается математическая модель движения алюминиевой пластины размерами -1-2 км с присоединенными массами на углах тела в поле сил гравитации. Приведено исследование движения системы. Предполагается, что полотно является идеальным недеформиро-ванным твердым телом с равномерно распределенной массой. Система совершает сферическое движение в центральном гравитационном поле. Приведено описание движения системы на конечном промежутке времени вокруг гравитационного центра
Бесплатно
Исследование декомпозиции нейронной сети в системе схемотехнического моделирования Proteus
Статья научная
Рассматривается разделение монолитной нейронной сети на блоки в рамках концепции туманных вычислений (Fog computing). Предполагается, что с учетом возможной реконфигурации реализация блоков выполняется на программируемой логике: ПЛИС (field-programmable gate array, FPGA, complex programmable logic device, CPLD), системах на кристалле (System-on-a-Chip, SoC)) или системах в пакете (System-in-Package, SiP). В статье исследуется такая реализация в системе схемотехнического моделирования Proteus на примере микроконтроллеров ATMega32. Моделирование подтверждает эффективность разработанного метода декомпозиции.
Бесплатно
Статья научная
Оценка степени сформированности профессиональных компетенций ИТ-специалистов при выполнении заданий по практико-ориентированным дисциплинам является актуальной проблемой. Дефекты моделей функциональных требований, созданных студентами при объектно-ориентированном анализе, оказывают влияние на остальные этапы моделирования информационной системы. Целью является исследование дефектов в UCD. Задачами являются исследование распределения количества типов дефектов и их количества в диаграммах прецедентов с низким уровнем детализации, созданных студентами ИТ-направлений подготовки на этапе объектно-ориентированного анализа; изучение зависимости между дефектами различных типов в течение нескольких учебных годов с целью обнаружения влияния педагогического воздействия на плотность дефектов. Применены методы статистического анализа, использующие шкалы отношений. В результате исследования корпуса из 247 моделей за период наблюдений с 2016-2017 по 2021-2022 учебный год выявлено 2585 дефектов. Использована их классификация: лексические, синтаксические и семантические. В каждом классе выделены типы дефектов. В исследовании использованы показатели: количество типов дефектов и количество этих дефектов. В результате выявлено, что распределения показателей дефектов UCD не являются нормальными. Использование в учебном процессе учебно-методического пособия с примерами создания UCD, начиная с 2019-2020 учебного года, привело к устойчивому снижению количества дефектов, что подтверждено статистически значимым на уровне 95 % по критерию Вилкоксона-Манна-Уитни отличием показателей для пары учебных годов 2018-2019 и 2019-2020. Выявлена положительная средняя связь между количеством дефектов лексического и семантического классов в 2016-2017, 2017-2018 и 2021-2022 учебных годах. Положительная сильная связь выявлена среди лексических дефектов между типами, которые относятся к атрибутам одного элемента модели. Во всех остальных случаях не выявлено связи, которая может быть принята во внимание. Использованный подход может быть применен для анализа других видов UML-моделей студентов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены механизмы реализации атак типа SQL-инъекции, приводящие к нарушению целостности, конфиденциальности и доступности информации, хранящейся в базе данных. В качестве примера рассмотрен плагин для системы управления содержимым WordPress, в котором исследована и устранена уязвимость, приводящая к SQL-инъекции. А также описаны рекомендации для обеспечения безопасности при построении динамических SQL-запросов.
Бесплатно
Статья научная
Представлена методика исследования линейной устойчивости относительно нормальных возмущений адвективного течения во вращающемся слое жидкости с твердыми границами методом дифференциальной прогонки. Сформулирована краевая задача для амплитуд возмущений скорости и температуры в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Результаты расчетов совпадают с аналогичными результатами, полученными с помощью метода сеток.
Бесплатно
Исследование математической модели воспитания группы роботов
Статья научная
Сформулированы теоремы, описывающие свойства воспитания группы роботов-цифровых двойников, вводятся коэффициенты групповой памяти роботов и исследуются свойства этих коэффициентов. Показано, что при большом количестве тактов непрерывного воспитания равномерно забывчивых роботов с равноценными эмоциями группа также будет обладать свойствами равномерной забывчивости.
Бесплатно
Исследование математической модели воспитания роботов
Статья научная
Рассматриваются математические модели непрерывного воспитания роботов с неабсолют-ной памятью, приводится формулировка и доказательство теоремы, определяющей условия неограниченного сверху воспитания роботов. На основе этой теоремы описываются усло-вия эффективности непрерывной агрессивной пропаганды в средствах массовой информа-ции.
Бесплатно
Исследование математической модели конфликтов в группе роботов
Статья научная
Представлен вывод достаточного для бесконфликтности двух роботов условия; полученный признак исследован на применимость. Изучены условия, при которых на заданных тактах наступит конфликт между роботами. Приведена оценка максимального числа парных конфликтов в группе роботов.
Бесплатно
Исследование математической модели псевдовоспитания роботов с фиктивными тактами
Статья научная
В статье предлагаются математические модели на основе законов геометрической прогрессии, описывающие ответные реакции псевдовоспитания роботов на фиктивные такты. В результате исследований показано, что для равномерно забывчивых роботов с равноценными эмоциями гипотеза о возможности разложения общего псевдовоспитания роботов на сумму положительной и отрицательной компоненты при фиктивных тактах неверна. Исследования проводились для шести и четырех независимых переменных. Численные эксперименты выполнялись в виде программы на входном языке пакета Mathematica.
Бесплатно
Исследование механического поведения эластомерных нанокомпозитов в условиях двухосного нагружения
Статья научная
Проведены двухосные циклические испытания эластомерных композитов, наполненных зернистыми наночастицами (технический углерод и детонационные наноалмазы), нано-пластинками (малослойный нанографен) и нановолокнами (многостенные углеродные нанотрубки). Эксперименты проводились на уникальном четырехвекторном испытательном стенде Zwick/Roell с использованием специальных крестообразных образцов веерного типа. Исследования показали, что наибольшее влияние на изменение механических свойств материала в процессе циклического деформирования по взаимно перпендикулярным направлениям оказывают нановолокна (углеродные нанотрубки). Именно они, благодаря своей длине и гибкости, наиболее эффективно участвуют в перестройке микроструктуры, формируя тем самым макроскопическое поведение материала.
Бесплатно
Исследование микрорельефа поверхности сильвина с помощью метода Хёрста
Статья научная
Данные измерений микрогеометрических характеристик поверхности сильвина, полученные на приборе NanoTest-600, обработаны статистическим методом нормированного размаха. Для отдельных сегментов экспериментального ряда определены параметры Хёрста.
Бесплатно
Исследование микроструктуры и локальных механических свойств растянутых полиуретанов
Статья научная
Эластичный полиуретан – синтетический эластомер, состоящий из жестких и мягких блоков, образующих в материале неоднородные надмолекулярные структуры. В работе методами атомно-силовой микроскопии исследована микроструктура и жесткость двух полиуретанов, отличающихся плотностью надмолекулярной жесткой фибриллярной сетки, вплетенной в более мягкую матрицу. Показана эволюция локальных свойств при одноосном растяжении, в том числе в предельно растянутом состоянии. Методом конечных элементов моделировали вдавливание индентора в растянутый упругий полимер; получена зависимость жесткости от кратности удлинения. Этот результат использован для сравнения с экспериментальными данными и оценки величины локального удлинения растянутого полиуретана. Полученные результаты объясняют и дополняют макроскопические механические свойства полимеров.
Бесплатно
