Том 5 Номер 1
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Подводная лодка «Наутилус», и новые образовательные технологии
Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Аннотация.
В статье на примере решений задач из научно-фантастического романа показана работа встроенных операторов и функций математических пакетов Mathcad и Maple. Описана символьная и численная математика, плоская и объемная графика, анимация, оптимизация, решение алгебраических и дифференциальных уравнений и их систем, программирование, работа с физическими величинами, ссылка на облачные функции и др. Показано, как на примере решения задач можно вести учебный процесс в школе и вузе, опираясь на современную образовательную технологию под названием STEM Education (Science, Technology, Engineering и Mathematic), когда на одном занятии затрагиваются разные учебные дисциплины — литература, изобразительное искусство, история, математика, информатика, физика, инженерное дело, инженерная графика, статистика, политология и даже теология (религиоведение). Найдена и проанализирована одна типичная ошибка символьной математики пакетов Mathcad, Maple и Mathematica.
На примере использования метода наименьших квадратов поднята и проанализирована одна нерешенная проблема теории размерных величин.
Специальные процедуры для работы с объектами со сложной внутренней структурой по стеку КТ-сканов
*ФГБУН Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука
Сибирского отделения Российской академии наук
**ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет»
***ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»
**ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет»
***ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»
Аннотация.
В работе предлагается алгоритм построения специальной иерархической структуры представления данных КТ- или МРТ-сканирования для искусственных или нативных сред со множеством сложных внутренних границ. Выполняется конвертация стека послойных изображений в градациях серого в сеточное разбиение, состоящее на верхнем уровне иерархии из полиэдральных (полигональных для 2D случаев) макроэлементов, а на микроуровне — из тетраэдров (треугольников для 2D). Полученные разбиения ориентированы на приложение в конечноэлементном многомасштабном моделировании и могут быть применены для решения широкого круга многофизичных задач.
Моделирование сборочных единиц и создание их чертежей в среде программы Autodesk Inventor
*Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
**Московский технологический университет (МИРЭА)
**Московский технологический университет (МИРЭА)
Аннотация.
Создание конструкторской документации основано на использовании современных систем автоматизированного проектирования трехмерных моделей изделий. Для студентов и инженеров машиностроительных специальностей будут полезны представленные средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей и приведенные сведения по оформлению сборочных чертежей в соответствии со стандартами Единой Системы Конструкторской Документации. Рассмотренный в статье алгоритм построения модели сборочной единицы в среде программы Autodesk Inventor позволяет ускорить процесс выполнения сборочного чертежа и исключает нарушение проекционной связи изображений.
ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ
Наиболее общая модификация нормальных алгоритмов Маркова
Рязанский государственный радиотехнический университет
Аннотация.
Рассмотрены модификации нормальных алгоритмов Маркова. Предложены способы сведения нормальных схем самомодифицируемых алгоритмов и линейных нормальных алгоритмов к обобщениям Н. М. Нагорного. Предложены нормальные схемы обобщений Н. М. Нагорного, которые не могут сведены к самомодифицируемым и линейным нормальным алгоритмам. На основании этого сделан вывод о том, что обобщения Н. М. Нагорного являются наиболее общей модификацией из числа рассмотренных в статье.
Программно-математические средства рефакторинга UML-диаграмм классов с учетом заданных критериев качества
Московский технологический университет (МИРЭА)
Аннотация.
Статья посвящена задаче рефакторинга UML-диаграмм классов, на основе которых проектируется платформо-независимая модель объектно-ориентированной архитектуры программного обеспечения в рамках модельно ориентированного подхода, предложенного организацией OMG. В статье сформулирована формальная постановка задачи рефакторинга UML-диаграмм классов, предложены математические методы задания функции структурной семантики UML-диаграммы классов и описания семантически эквивалентных трансформаций. Также предложены алгоритмы трансформации UML-диаграмм классов и рефакторинга, расчета объектно-ориентированных метрик. В работе представлено программное средство UML Refactoring, позволяющее проводить рефакторинг UML-диаграмм классов, представленных в формате XMI. В заключение разработана методика рефакторинга UML-диаграмм классов при помощи программного средства UML Refactoring.
Из опыта автоматизации Word на языке C# на примере создания оглавления
Нефтекамский филиал ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»
Аннотация.
Описан алгоритм создания содержания документа в формате MS Word на языке C# в среде Microsoft Visual Studio 2010 Express (на примере сборника трудов конференции). Программно встраиваемое содержание имеет возможность автоматического обновления нумерации страниц. Исследованы возможности C# по форматированию текста вордовского документа, сохранению в формат PDF и т. п. Приведены основные команды по работе с документом Word на языке C#. Разработанное в статье приложение показывает, что с помощью C# можно достаточно эффективно решать широкий круг задач, связанных с автоматизацией рутинных действий с документами Microsoft Word. Рассмотренные в статье приемы и методы могут оказаться полезными при разработке подобных десктопных приложений.
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Решение задач идентификации математических моделей объектов и процессов методом символьной регрессии
*Российский университет дружбы народов
**Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН
Аннотация.
Представлен обзор аналитических и численных методов для решения задачи идентификации математических моделей объектов и процессов по экспериментальным данным. Показано, что методы символьной регрессии, относящиеся к классу численных методов, при решении задачи идентификации позволяют искать не только значения параметров, но и структуры математических моделей. Приведены практические примеры использования одного из методов символьной регрессии, метода сетевого оператора, для решения прикладных задач идентификации, модели мобильного робота и модели химической реакции.
Методы управления движением шагающих внутритрубных роботов
ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»
Аннотация.
В качестве объектов исследования в данной статье рассматриваются шагающие внутритрубные роботы с наиболее распространенными конструктивными плоскими и пространственной схемами. Для них обобщенно рассмотрены подходы к управлению движением, целью которых является реализация заданного перемещения ног и корпуса устройств с учетом геометрии трубы. Представлен обзор методов генерации последовательности шагов робота по трубе, методов задания траектории и ориентации корпуса устройства, подходов к решению обратной задачи кинематики, а также обзор регуляторов системы управления, позволяющих учитывать особенности контактного взаимодействия робота с внутренней поверхностью трубы, и их сравнительный анализ.
ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Роль методов интеллектуального анализа текста в автоматизации прогнозирования рынка ценных бумаг
Московский технологический университет (МИРЭА)
Аннотация.
В статье выполнен анализ работ по прогнозированию изменений рынка ценных бумаг на основе методов интеллектуального анализа текста. Рассмотрена роль методов интеллектуального анализа текста в автоматизации исследований на основе традиционных методологий прогнозирования: техническом и фундаментальном анализе. Сделан вывод об актуальности и необходимости расширения традиционных методов средствами интеллектуального анализа текстовых и новостных данных, повышающего эффективность прогноза котировок рынка ценных бумаг. Обоснована необходимость учета данных, извлекаемых из новостных и текстовых сообщений, характеризующих эмоциональную окраску событий, влияющих на изменения рынка (поведенческая экономика, эмоциональный анализ). Сделан обзор применения методов анализа и прогнозирования изменений рынка ценных бумаг, основанных на таких моделях, как машинное обучение, нейронные сети, нечеткая логика, метод опорных векторов регрессии, генетического программирования сетевых приложений и др.