ivdon3@bk.ru
Статья посвящена разработке компьютерной программы, с помощью которой можно производить моделирование численности проточных и непроточных культур микроорганизмов для учебных целей. В качестве базовой модели роста биомассы взята модель Моно. Для математического описания клеточных популяций использован аппарат обыкновенных дифференциальных уравнений. Так были созданы структура и функционал электронного учебного модуля с его последующей реализацией на языке Python. В результате была разработана лабораторная «Моделирование проточных и непроточных культур микроорганизмов», в форме компьютерной программы, выполняемая в рамках освоения дисциплины «Биофизика» и заключающаяся в изучении основных принципов и методов моделирования процессов развития микроорганизмов в проточных и непроточных культурах. Разработанная программа внедрена в учебный процесс.
Ключевые слова: компьютерная программа, клеточная популяция, биофизика, микроорганизмы, компьютерное моделирование, модель Моно, Python, биомасса, проточные условия, непроточные условия, система уравнений
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
В данной работе рассматривается векторизация и распараллеливание метода «частица-частица», применяемого для учета взаимодействий между объектами при математическом моделировании физических процессов, на примере учета пространственного заряда при расчете динамики заряженных частиц. Проведено сравнение и оценка временных затрат (в качестве тестовой задачи рассматривался разлет многокомпонентного ионного пучка в течение одной наносекунды с шагом Δt= 10-12 с.) с учетом ускорения за счет векторизации и распараллеливания между ядрами процессора. Сделан вывод, что результаты работы наглядно демонстрируют, что векторизация вычислений позволяет существенно ускорить время расчета, причем явная замена скалярных операций на векторные делает возможным получить дополнительное ускорение по сравнению с использованием автоматической оптимизации кода программы.
Ключевые слова: параллельные вычисления, метод "частица-частица", векторизация вычислений, численное моделирование, кулоновские взаимодействия, динамика заряженных частиц, ионный пучок, код программы, уравнение движения, математическая модель
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье описан алгоритм распознавания принципиальных схем в рамках структурного проектирования сложных технических объектов. Указано, что при постановке задачи разработки специализированного векторизатора необходимо определить: программные подсистемы простейшего трассировщика; алгоритмы анализа изображений; форматы представления конечного результата; исходные данные (форматы) для распознавания. В результате был сделан вывод о том, что для структурно-схемотехнического проектирования, в процессе которого происходит замещение вершины окончательного портрета графа проектируемой системы, полученного после оптимизации по критерию множества наименьшей внешней устойчивости, необходимо диалоговое распознавание изображений графических элементов. Предлагаемый алгоритм позволяет проводить адекватное распознавание элементов электронных схем, что в дальнейшем делает возможным автоматическое пополнение базы элементов новыми элементами в заданном формате.
Ключевые слова: векторизация, принципиальная схема, алгоритм распознавания, структурное проектирование, графический элемент, растровые изображения, электронные схемы, условно-графические отображения, блочно-функциональное распределение, трассировщик
05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы
В статье рассмотрен вопрос последовательного доопределения граф-схемы абстрактного алгоритма и представления его двудольным графом. Приведен пример возможности задания алгоритмов в матрично-предикатном виде. В заключении указано, что полученный в результате матрично-предикатный вид полностью идентичен графической форме, но вместе с тем позволяет работать с алгоритмами значительно эффективнее, так как появляется возможность задавать их в матрично-предикатном виде и частично автоматизировать эвристические методы их построения.
Ключевые слова: алгоритм, граф-схема, двудольный граф, множество, матрица, предикат, логический оператор
В статье рассматривается актуальная задача построения алгоритма, основанного на взаимодействия параллельно работающих компонентов. В работе приводятся элементы разработанной авторами методики параллельного функционирования алгоритмов на базе теории графов. Показано, что построение алгоритма с параллельным функционированием компонентов невозможно без учёта времени, для чего было введено понятие временной оси, а последовательностный алгоритм представлен в виде двудольного графа путём его доопределения. Показанные в статье методы представления параллельных алгоритмов, реализованные в виде дуальных графов или матрично-предикатном виде, дают возможность использовать их при описании сложных управляющих и измерительных систем. Сделан вывод, что преимущество подобного представления параллельного функционирования алгоритмов заключается в том, что становится возможным работать с параллельными иерархическими структурами, отслеживая изменения в каждой из них при помощи вводимых временных осей.
Ключевые слова: алгоритм, параллельная обработка данных, алгоритмизация параллельной работы объектов, последовательностные алгоритмы, предикативный блок, временная ось, дуальный граф, взаимодействие параллельных алгоритмов, граф-схема алгоритма, функционально-предикатный
В статье приведены краткие сведения о системах глобального позиционирования и их применении в транспортной отрасли. Предложены новые возможности их эффективной интеграции в систему управления дорожным движением. В частности, сведения о координатах и скорости движения транспортных средств, передаваемые на сервер системы управления дорожным движением могут быть использованы для адаптивного управления светофорным объектом, для управления движением на выделенных полосах, для выявления нарушения скоростного режима, стоянки в неположенном месте и многих других нарушений Правил дорожного движения. Возможно также расширение информационных функций автомобильного навигатора. В него можно добавить «кнопку» для отправки координат места дорожно-транспортного происшествия или аварийного участка дороги. Основная проблема, не позволяющая пока внедрить предложения авторов заключается в том, что предложенные в статье варианты применения навигационных систем предполагают наличие навигаторов во всех или в большинстве транспортных средств. Причем, эти навигаторы должны иметь выход в интернет. Такие навигаторы на рынке сейчас есть, но не все водители имеют их. Не всегда имеющиеся навигаторы работают. Авторами предложено законодательно обязать водителей пользоваться навигационными системами как при движении, так и во время стоянок для получения сведений о местоположении транспортного средства и режиме его движения.
Ключевые слова: навигационная система, управление дорожным движением, организация дорожного движения, ГЛОНАСС, GPS
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В работе исследована механохимическая активация порошковых шихт в сухой и жидких средах, сопровождающаяся агломерацией частиц. При обработке в сухой среде шихты Al-Si происходит формирование агломерированных частиц, частично (2 %мас.) разрушающихся при растирании пестиком в ступке и характеризующихся бимодальным распределением по размерам. Переход к жидким средам приводит к одномодальному распределению по размерам и повышению дисперсности агломерированных частиц, характеризующихся вторичной агломерацией при использовании спирта и разрушением при активации в насыщенном водном растворе борной кислоты. Установлено наследственное влияние параметров механохимической активации на процессы уплотнения при холодном прессовании и горячей штамповке. Применение обработанной в высокоэнергетической мельнице в среде насыщенного водного раствора H3BO3 шихты Al-Si приводит к формированию формовок с пониженной относительной плотностью холодного прессования (0,735) и активации процессов уплотнения горячей штамповки (|εh|=0,592), обеспечивающих получение горячедеформированного порошкового материала с повышенными механическими свойствами.
Ключевые слова: механохимическая активация, горячедеформированный порошковый материал, алюминий, кремний, диспергирование, агломерация.
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
В статье представлена классификация типов бюджетной устойчивости регионов, а так же меры по повышению устойчивости региональных бюджетов, которые позволят минимизировать риски неэффективного исполнения расходов федерального бюджета, повысить бюджетную устойчивость как федерального, так и региональных бюджетов.
Ключевые слова: социально-экономическая система, устойчивость, региональный бюджет, межбюджетные отношения
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
Сведения об авторах выпуска №4 (2013)
Ключевые слова: авторы
В статье приведены результаты анализа существующих подходов к определению эффективности процесса улавливания загрязняющих веществ на источниках их выделения, а также прогноза остаточного загрязнения воздуха рабочих зон. Представлена классификация методов определения эффективности работы местных отсосов вентиляционных систем. Дано разграничение понятий технологической (коэффициент «технологического захвата») и санитарно-гигиенической (коэффициент «технологического проскока») эффективностей работы местных отсосов. Определены задачи совершенствования математического описания обеих видов эффективностей.
Ключевые слова: загрязняющее вещество, местный отсос, эффективность, улавливание, источник выделения, захват, моделирование
Статья посвящена анализу и теоретическому моделированию актуального сегодня феномена архаизации политического процесса в России. Рассмотрены основные концептуальные подходы к осмыслению и моделированию механизмов данного явления, свойственного транзитарным обществам современности. Показаны сложные связи модернизации и архаизации в политической жизни транзитарных обществ. Модель архаизации политического процесса рассматривается как когнитивная идеалотипическая конструкция, исходящая из понимания политического процесса как «идеального типа» и в координатах этого концептуально отображающая специфику конкретного политического процесса в ситуации.
Ключевые слова: архаизация, общественное развитие, модернизация, демодернизация, общество транзита, феодальная архаика, сакрализация, модель архаизации, глобальная демократическая волна.
23.00.01 - Теория политики, история и методология политической науки
В статье рассмотрены основные вопросы государственного регулирования в области использования и охраны земельных ресурсов в различных странах мира, развитие рынка земли и совершенствование земельных платежей.
Ключевые слова: Экономика, рыночные условия, государственное регулирование, политика, управление, цена земли.
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)