Вестник БФУ им. И. Канта

Физико-математические и технические науки

Математика и информатика

Разработка параллельных алго­ритмов методов решения систем линейных алгебраических уравнений

Аннотация

Для решения систем линейных алгебраических уравнений с плотной матрицей представлен параллельный алгоритм метода последовательной верхней релаксации. Показано применение OpenMP-технологии для реа­лизации этого алгоритма. Приведены результаты численных экспери­ментов.

Abstract

For solving systems of linear equations with dense system matrix there is presenting a parallel algorithm of SOR-method. There is showing OpenMP-programm for the parallel algorithm. There are giving the results of numerical experiments.

Скачать статью

Программно-аппарат­ная реализация интерфейса 1-Wire на базе микроконтроллера STM32

Аннотация

Представлена реализация интерфейса 1-Wire на микроконтроллере STM32 с применением аппаратного таймера. Реализованная низкоуров­невая библиотека использует минимум ресурсов микроконтроллера, имеет функционал поиска адресов 1-Wire устройств и может приме­няться для опроса датчиков в проводных сенсорных сетях, построенных на базе данного интерфейса.

Abstract

This paper presents an implementation of 1-Wire communication inter­face based on STM32 microcontroller with the usage of hardware timer. Im­plemented low-level library uses minimum of MCU resources, has address search functionality and can be applied for polling sensors in wired networks based on this interface.

Скачать статью

Неоднородная гомотетия и ин­тегральные тождества для соленоидальных полей

Аннотация

Доказана новая серия интегральных тождеств для соленоидальных полей. Интерес к этой задаче обусловлен задачами гидродинамики.

Abstract

There is proved a new set of integral identities. To this problem the inte­rest is explained by hydrodynamics problems.

Скачать статью

1 + 1-мерные уравнения Янга — Миллса и масса через квази­клас­сическую поправку к действию

Аннотация

Двумерные модели Янга — Миллса в псевдоевклидовом простран­стве рассматриваются с точки зрения одного класса нелинейных урав­нений Клейна — Гордона — Фока. Показано, что уменьшение Нама не работает, предложен и исследован другой, новый выбор. Квазиклассиче­ское квантование моделей основано на построении интеграла по траек­ториям Фейнмана — Маслова и представлении его дзета-функции в виде диагональной функции Грина для уравнения вспомогательной теп­лоты с эллиптическим потенциалом. При естественной перенорми­ровке используется свобода выбора состояния вакуума, а также выбор нормы собственных векторов оператора эволюции. Ненулевая масса по­является как квазиклассическая поправка, которая выражается через гиперэллиптический интеграл.

Abstract

Two-dimensional Yang — Mills models in a pseudo-euclidean space are considered from a point of view of a class of nonlinear Klein — Gordon — Fock equations. It is shown that the Nahm reduction does not work, another, novel choice is proposed and investigated. A quasiclassical quantization of the models is based on Feynmann — Maslov path integral construction and its zeta function representation in terms of a Green function diagonal for an aux­iliary heat equation with an elliptic potential. The natural renormalization use a freedom in vacuum state choice as well as the choice of the norm of an evolu­tion operator eigenvectors. A nonzero mass appears as the quasiclassical cor­rection, that is expressed via hyperelliptic integral.

Скачать статью

Разработ­ка и исследование свойств протоколов почтового обмена внутри гибрид­но­го облака с двумя перешифрованиями на основе спаривания Хесса

Аннотация

Рассмотрено спаривание Хесса на эллиптических кривых и постро­ен алгоритм его вычисления. Основной целью статьи является разра­ботка и обзор свойств протокола почтового обмена внутри гибридного облака с двумя перешифрованиями на основе этого спаривания. От­дель­ным пунктом рассмотрен применяемый в общей схеме алгоритм аутен­тификации.

Abstract

In this article we describe Hess pairing on elliptic curves and create its computational algorithm. Main purpose of this article is creation and proper­ties overview of mail-exchange protocol inside hybrid cloud with two re-encryptions, based on this pairing. Also, we describe an authentification algo­rithm, used in this protocol.

Скачать статью

Ав­то­матическая система определения углов сколиотической деформации поз­воночника человека

Аннотация

Сколиоз является распространенным заболеванием среди детей и взрослых. Стандартным методом оценки тяжести сколиоза является измерение угла Кобба. Однако в некоторых случаях угол Кобба может быть клинически непоказателен, а процесс измерения сопряжен с ошиб­ками, вызванными субъективностью постановки ключевых точек на первом этапе измерений. В статье описывается разработанная систе­ма измерения угла сколиоза, основанная на использовании искусствен­ных сверточных нейронных сетей и последующей алгоритмической об­работке. Задачей разработанной программы является измерение углов сколиотической деформации позвоночного столба.

Abstract

Scoliosis is a common disease among children and adults. A standard method for assessing the severity of scoliosis is to measure the Cobb angle. However in some cases the Cobb angle may not be clinically indicative. More­over, the measurement process is fraught with errors caused by the subjectivi­ty of setting key points at the first measurement stage. The article describes the developed system for measuring the scoliosis angle, based on the use of ar­tificial convolutional neural networks and subsequent algorithmic processing. The objective of the developed program is to measure the angles of scoliotic de­formation of the spinal column.

Скачать статью

Пучки проективных нормалей гиперполосного распределе­ния аффинного пространства

Аннотация

Показано, что H-распределение порождает для каждого из L-, L-, H-под­расслоений в дифференциальной окрестности 2-го порядка по три од­нопараметрических семейства внутренних нормализаций Нордена. Дано построение для H-подрасслоения проективных нормалей Фу­бини и Вильчинского. Построены канонические пучки нормалей 1-го и 2-го рода каждого из L-, L-, H-подрасслоений данного H-распределения.

Abstract

It is shown that the H -distribution for each L-, L-, H-subbundles gene­rates three one-parametrical families of Norden internal normalizations in the 2nd order differential neighbourhood. Construction H-subbundle of the Fubini and Wilczynski projective nor­mals is given. Canonical bundles of 1st and 2nd kind normals are constructed for each L-, L-, H-subbundles of the H-distribution.

Скачать статью

Реализация програм­много генератора сигналов различной формы на базе микроконтроллера семейства STM32F10x

Аннотация

Представлен принцип реализации генератора периодических сигна­лов произвольной формы с применением микроконтроллера STM32F10x, который был использован авторами исследования при создании опытно­го образца устройства электростимулятора. Генератор позволяет формировать импульсы прямоугольной, трапециевидной, пилообразной и синусоидальной форм в достаточно широком диапазоне частот, при этом минимально загружая ядро микроконтроллера. Программный ге­нератор сигналов может быть использован и при создании других уст­ройств, таких как драйверы двигателей, а также находить применение в лабораторных целях.

Abstract

This paper describes the principle of building an arbitrary waveform gen­erator based on the STM32F10x MCU family. This generator was successful­ly applied by the authors of the study in the development of the electostimula­tion device. Waveform generator allows to generate impulses of square, trape­zoidal, sawtooth and sinusoidal shape in a wide frequency range, creating minimal computational load on the core of MCU. Software signal waveform generator can also be applied in creating other electonical devices such as mo­tor drivers or can be used as laboratory signal source.

Скачать статью

Анализ возмож­ностей внедрения технологии блокчейн в банковской сфере

Аннотация

Проанализированы основные варианты внедрения технологии блок­чейн в банковской сфере.  Рассмотрены основы самой технологии, ее до­стоинства и ограничения. Предложен вариант внедрения технологии в виде комбинации внутреннего и внешнего блокчейнов с привлечением ресурсов регулятора в лице Центрального банка РФ.

Abstract

The paper analyzes the main options for introducing blockchain technol­ogy in the banking sector. The foundations of the technology itself, its ad­vantages and limitations are considered. The option of introducing technology in the form of a combination of internal and external blockchains with the in­volvement of the resources of the regulator represented by the Central Bank of the Russian Federation is proposed.

Скачать статью

Теоретическая и экспериментальная физика

Концептуально-визуальный базис функцио­нальных гибридных интеллектуальных диагностических систем

Аннотация

Рассмотрены элементы и особенности диагностики в медицине и предложено категориальное ядро функциональных гибридных интел­лектуальных диагностических систем с когнитивной визуализацией проблем в медицине. Подобные системы позволят сгладить противоре­чивые показания и сделают процессы преодоления диагностической про­блемы видимыми, контрастными.

Abstract

The paper considers the elements and specialities of the diagnostic in the medical field. There is also proposed the categorical kernel of the functional hybrid intellectual diagnostic systems with cognitive visualization of prob­lems in medicine. Such systems would give the opportunity to smooth the conflicting symptomatic data and would make the processes of negotiation of the diagnostic problem visible and contrastive.

Скачать статью

Оценка затухания радиосигнала для построения трассы связи «Земля — космос»

Аннотация

Статья посвящена программной реализации методик оценки зату­хания радиосигнала в облаках и амплитудных замираний, возникающих при его распространении в атмосфере. Приведены созданные в про­грам­мном продукте MATLAB алгоритмы, а также результаты расче­та для Ка­лининградской области. Дополнительно освещена тема оцен­ки сум­мар­ного затухания сигнала в атмосфере.

Abstract

The authors study the application of calculation method of radio signal attenuation in clouds and amplitude scintillations that take place during its propagation in the atmosphere. The paper describes the algorithm of attenua­tion calculation, created in MATLAB program and calculated resulting at­tenuation for Kaliningrad region of the Russian Federation. Additionally, the topic of estimation of total atmospheric attenuation is highlighted.

Скачать статью

Методика расчета оптимальной конфигурации ветрового генератора

Аннотация

Статья посвящена разработке методики расчета оптимальной конфигурации ветровых генераторов. Рассмотрены электромеханиче­ские свойства синхронных генераторов на постоянных магнитах с не­явнополюсным ротором, дано аналитическое представление характери­стик таких генераторов. Также произведен обзор механических свойств ветровых турбин с горизонтальной осью вращения. Приведенный мате­риал позволил разработать методику теоретического расчета пара­метров ветровой турбины и механического привода для работы ветро­вого генератора на номинальную мощность в нормальных условиях. Проведено моделирование ветровой турбины в программе MATLAB, подтверждающее корректность приведенной методики расчета.

Abstract

Paper is devoted to development of calculation method for optimal con­figuration of wind generators. Electromechanical features of permanent mag­nets synchronous generators with round rotor are researched, formularization is made for these features. Also mechanical properties of wind turbines with horizontal rotation axis are described. Reviewed theoretical materials allowed to develop calculation method of wind turbine parameters and gearbox param­eters for performing nominal output power with normal operation conditions. Simulation of wind generator in MATLAB software confirmed efficiency of proposed calculation method.

Скачать статью