Статьи журнала - Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика

Разработка элементов криптопроцессора с использованием отечественной САПР "Ковчег"

Зобнина О.А., Каменских А.Н., Королв Г.К., Тюрин С.Ф.

Статья научная

Исследуется криптопроцессор - абонентский шифратор "КРИПТОН" с целью оценки возможности реализации на отечественной элементной базе в рамках задач импортозамещения. Анализируется ГОСТ 28147-89, описывающий используемые в "КРИПТОНЕ" алгоритмы зашифрования и расшифрования. Выясняется, что одними из основных операций над двумя 32-битными операндами являются поразрядное сложение по модулю 2, сложение по модулю 2 в степени 32, сдвиг, в том числе циклический, подстановка. Для реализации алгоритма необходимы 11 32-разрядных регистров, сумматоры, кодопреобразователь подстановки и управляющий автомат. Показывается, что используемые элементы, в том числе программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) иностранных производителей, могут быть заменены отечественными аналогами. Предлагается вместо ПЛИС использовать базовые матричные кристаллы (БМК). Разрабатываются некоторые устройства криптопроцессора с использованием отечественной САПР "Ковчег". Моделирование подтверждает работоспособность предложенных устройств.

Бесплатно

Разрешимость краевой задачи для системы обыкновенных дифференциальных уравнений

Морозова Елена Александровна

Статья научная

Получены достаточные условия разрешимости краевой задачи для системы обыкновенных дифференциальных уравнений -го порядка.

Бесплатно

Разрешимость периодической краевой задачи для уравнения типа Ван дер Поля

Абдуллаев А.Р., Савочкина А.А.

Статья научная

Рассмотрена периодическая задача для уравнения вида x"(t)+ƒ(x(t))x''(t)+kx(t)=h(t). Для случая ограниченной функции ƒ(x(t))и к ˂ 0 получены достаточные условия существования решения.

Бесплатно

Распространение гармонических волн в цилиндрической панели с учетом вязкоупругих свойств материала

Сафаров И.И., Болтаев З.И., Ахмедов М.Ш.

Статья научная

Рассматривается распространение гармонических волн в цилиндрической панели с переменной толщиной. На основе принципа возможных перемещений были получены уравнения для определения толщины панели. Решения краевой задачи получены методом ортого -нальной прогонки Годунова. Были исследованы дисперсионные кривые в зависимости от различных геометрических параметров системы.

Бесплатно

Расчет стационарной плотности вероятности одномерной стохастической системы с непрерывно-дискретными возмущениями

Полосков Игорь Егорович

Статья научная

Рассматривается проблема расчета стационарной плотности вероятности одномерной линейной стохастической системы, возмущаемой аддитивными случайными флуктуа- циями винеровского и пуассоновского типов. Решение задачи представляется в виде смеси нормальных распределений, неизвестные параметры которых ищутся методами коллокаций и наименьших квадратов. Приведены результаты расчетов, выполненных в среде пакета Mathematica.

Бесплатно

Расчет характеристик ускоренного движения автомобиля по дороге со случайным микропрофилем

Полосков И.Е.

Статья научная

В работе для моделирования и анализа движения транспортного средства с переменной скоростью по неровной дороге используется схема, учитывающая наличие запаздывания и сочетающая метод шагов с расширением пространства состояний. Приведены результаты расчетов, выполненных в среде математического пакета Mathematica.

Бесплатно

Реализация принципа компромисса в линейных дифференциальных играх нескольких лиц

Лутманов С.В., Чернышев К.А.

Статья научная

Вводится понятие компромиссного набора стратегий для дифференциальной игры несколь­ких лиц. Обосновывается способ его построения в классе позиционных стратегий. Разрабо­тан эффективный алгоритм реализации этого способа для линейных дифференциальных игр. Рассмотрены модельные примеры.

Бесплатно

Реализация принципа компромисса в линейных дифференциальных играх нескольких лиц

Лутманов С.В.

Статья научная

Вводится понятие компромиссного набора стратегий для дифференциальной игры нескольких лиц. Реализуется алгоритм его построения на базе набора гладких потенциалов, конкретный вид которых существенно использует линейность дифференциальных уравнений, описывающих динамику игры. Приводится иллюстрирующий пример.

Бесплатно

Реализация процесса эмоционального воспитания роботов с различными характеристиками в виде программной системы ManySoundBots

Черников Кирилл Викторович

Статья научная

Рассматривается ситуация взаимодействия одного субъекта, оказывающего воздействие посредством подачи звукового сигнала на нескольких эмоциональных роботов, не взаимодействующих между собой. Предлагается алгоритм, реализующий процесс эмоционального воспитания роботов, обладающих различными характеристиками, а также рассматривается его программная реализация в виде программной системы ManySoundBots.

Бесплатно

Реальные и мнимые цели искусственного интеллекта

Фиговский О.Л., Пенский О.Г.

Статья научная

Описываются и обосновываются возможные опасности искусственного интеллекта для психологии человека, приводятся примеры проявления этой опасности в современном мире, выдвигается и обосновывается гипотеза о том, что, благодаря влиянию искусственного интеллекта на человека, возможны изменения в способах мышления человека, предлагается математическая модель, позволяющая вычислять влияние искусственного интеллекта на психологические параметры человека, предлагается для контроля влияния искусственного интеллекта на социум сформулировать конкретные цели внедрения искусственного интеллекта в общество, учитывающие отрицательное влияние этого интеллекта на психологию человека. На основе заданной цели внедрения искусственного интеллекта в социум предлагается несложная математическая модель, позволяющая проводить численную экспресс-оценку влияния общества на "психологию" робота и наоборот. Модель иллюстрируется простым примером вычисления этого влияния в современном обществе в целом.

Бесплатно

Резонансы сил и скоростей

Попов И.П.

Статья научная

Даны определения резонансов сил и скоростей. Показано, что при параллельном соединении инертного тела, упругого элемента и демпфера в системе может возникать резонанс сил. При последовательном соединении этих элементов может возникать резонанс скоростей. Классический механический резонанс является резонансом сил.

Бесплатно

Рекомендации по разработке менеджеров паролей для ОС Андроид

Черников А.В.

Статья научная

Рассматриваются существующие менеджеры паролей в операционной системе (далее ОС) Андроид: функционал, возможности, проблемы применения. За предмет исследования взяты как платные, так и бесплатные версии менеджеров паролей, как с открытым исходным кодом, так и с закрытым. В результате проведенного анализа делаются выводы и приводятся рекомендации о необходимости или внедрения дополнительных функций в существующие решения, или разработку нового менеджера паролей с исключенными проблемами.

Бесплатно

Реконфигурация функционально-полных толерантных элементов

Тюрин С.Ф., Городилов А.Ю., Сулейманов А.А.

Статья научная

Предлагается и исследуется процедура парирования отказов комбинационных схем, реали­зующих конфигурируемые логические блоки (КЛБ) программируемых логических инте­гральных схем (ПЛИС) типа FPGA в функционально-полном толерантном (ФПТ) базисе. Вводится понятие нейтрального выхода ФПТ-схемы, обеспечивающего в случае отказов возможность частичных вычислений на оставшихся в работоспособном состоянии разрядах (конъюнкциях, функциях). Доказано, что ФПТ-схемы, в которых у последнего элемента за­действованы все входы, обладают свойством управляемости состоянием выхода при лю­бом однократном отказе. Описанный подход обеспечивает реконфигурацию логики ПЛИС с целью её частичного восстановления в надёжных, отказоустойчивых приложениях.

Бесплатно

Реконфигурируемый логический элемент DC LUT для ПЛИС типа FPGA

Тюрин С.Ф., Сулейманов А.А., Плотникова А.Ю.

Статья научная

Предлагается структура, обратная логическому элементу LUT ПЛИС типа FPGA - DC LUT, который с помощью дополнительных несложных аппаратных средств может быть использован для реализации систем логических функций. Такая структура DC LUT так же, как и LUT, допускает реконфигурацию, которая исследуется в работе.

Бесплатно

Реформы российского образования и академии в XIX веке

Яковлев В.И.

Статья научная

Краткий очерк реформирования системы российского образования и перемен в организации научной деятельности в России XIX века.

Бесплатно

Решение алгебраических уравнений алгоритмом Рутисхаузера-Никипорца

Шмойлов В.И., Селянкин В.В., Кириченко Г.А.

Статья научная

Приводятся аналитические выражения, представляющие все корни произвольного алгеб­раического уравнения n-й степени через коэффициенты исходного уравнения. Эти формулы состоят из двух отношений бесконечных определителей Теплица, диагональными элемен­тами которых являются коэффициенты алгебраического уравнения. Такие конструкции бы­ли названы непрерывными дробями Никипорца. Для эффективного вычисления значений непрерывных дробей Никипорца используется рекуррентный алгоритм Рутисхаузера. В ка­честве примера рассмотрено решение алгебраического уравнения 41-й степени.

Бесплатно

Решение задачи навигации АНПА на ОС реального времени

Владислав Германович Караулов, Александр Михайлович Грузликов

Статья научная

Работа посвящена вопросу определения координат и углов ориентации автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) относительно стационарной посадочной платформы с использованием высокочастотной гидроакустической системы ближнего радиуса действия. На АНПА располагаются приемные антенны, которые размещаются в кормовой и носовой части аппарата, а также излучатели, устанавливаемые по краям платформы и осуществляющие ненаправленное излучение тонального сигнала. Задача приведения предполагает приближение к платформе, что сопряжено с формированием зон с различной акустической видимостью излучателей станции приемными элементами аппарата. Определены три основные зоны акустической видимости. Первая зона характеризуется приемом сигналов от всех маяков и является наиболее информативной. Вторая зона соответствует частичному сокращению числа наблюдаемых маяков. Третья зона (посадка на платформу) определяется существенным сокращением числа наблюдаемых маяков и, как следствие, затрудняет решение задачи относительного позиционирования. Учитывая маневрирование АНПА, решение задачи относительной навигации должно выполняться в режиме реального времени совместно с выполнением других задач, что в свою очередь накладывает ограничения по доступным ресурсам вычислительного модуля аппарата. В работе приводится математическая постановка задачи относительной навигации. Предлагается двухэтапный алгоритм поиска решения. На первом этапе определяется окрестность координат и углов ориентации АНПА, на втором выполняется решение задачи относительной навигации с использованием ограничений и начальных условий, полученных на первом этапе. В работе предлагается выполнение первого этапа на основе предварительно обученной нейронной сети, описан выбор архитектуры сети, подход по реализации алгоритма под ОС реального времени, приведены результаты имитационного моделирования.

Бесплатно

Решение задачи о максимальном потоке через сеть (оптимизация временных затрат)

Русакова Ольга Леонидовна, Черноземова Н.А.

Статья научная

Рассмотрен один из вариантов решения практической задачи определения неучтенных потерь нефти в сети нефтепровода при жестких ограничениях на время счета. Она сводится к задаче поиска максимального потока через сеть. Приводятся результаты исследования параллельной реализации алгоритма Голдберга "Проталкивание предпотока" с целью оптимизации временных затрат на получение решения.

Бесплатно

Решение задачи оптимизации защитных свойств неоднородных плит при динамическом проникании жесткого бойка с помощью методов оптимального управления

Хасанов А.Р., Аптуков В.Н.

Статья научная

Представлена общая постановка задачи поиска оптимального распределения механических характеристик неоднородной плиты минимального погонного веса при динамическом проникании в нее жесткого бойка. Эта задача приведена к стандартной форме задачи оптимального управления для системы дифференциальных уравнений. В общую постановку задачи включен целый ряд факторов, определяющих механическое поведение металлических плит при ударном проникании - угол соударения, форма бойка, механические свойства и др. Поскольку большое количество сопутствующих факторов затрудняет теоретическое исследование процесса и приводит к необходимости изучения влияния каждого из факторов в отдельности, то в настоящей работе приведены результаты решений оптимизационной задачи при частных вариантах проникания (учет трения, учет краевого эффекта свободных поверхностей, различная форма бойка, учет проникания под углом). В зависимости от постановки для решения задачи применяется один из двух методов - принцип максимума Понтрягина или метод игольчатых вариаций. Представлена сводка основных результатов. В одних случаях получено решение задачи в конечном виде, в других - сформулирован ряд критериев оптимальной структуры плиты. Показана эффективность применения метода игольчатых вариаций в задачах оптимального проектирования слоистых систем, в частности, получен простой алгоритм определения оптимальной структуры плиты для задачи об ударе конуса с п материалами.

Бесплатно

Решение задачи предельного быстродействия управления движением плоского двухзвенного манипулятора

Куксенок Л.В., Лутманов С.В.

Статья научная

Строится и исследуется математическая модель плоского двухзвенного манипулятора с двумя вращательными кинематическими парами. В предположении, что в начальный момент схват манипулятора не лежит на базовой траектории, решается задача об оптимальном (в смысле предельного быстродействия) возращении его на указанную траекторию.

Бесплатно