Том 5 №6


Электронное сетевое издание

«Российский технологический журнал» «Russian technological journal»

Университет объединяет в своем составе:
МИРЭА, МГУПИ, МИТХТ, ВНИИТЭ, РосНИИ ИТиАП, ИПК Минобрнауки России.


ТОМ 5 №6

Скачать одним файлом 59


ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ИНФОРМАТИКА. ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Зуев А.С.,
Болбаков Р.Г.

О телекоммуникационных сервисах на основе технологий виртуальной реальности 59

Аннотация
Технологии виртуальной реальности рассматриваются как перспективное направление развития телекоммуникационных систем и сервисов. Обосновывается возможность формирования уже в краткосрочной перспективе нового сегмента мирового рынка телекоммуникационных сервисов, ориентированного на предоставление услуг связи массовому потребителю и индустрию развлечений, на новые способы продвижения товаров и распространения образовательного контента, на решение прикладных задач управления государственными структурами и социально-экономическими системами. Приводится подход к формированию и тарификации пакетов соответствующих телекоммуникационных услуг, исследуются возможности использования существующей инфраструктуры сотовой связи. Уделено внимание анализу перспектив перехода к новым стандартам мобильной связи пятого поколения, использования новых способов организации доступа в Интернет, а также новых форматов передачи и обработки мультимедийной информации, в том числе с обеспечением иммерсивности в средах виртуальной реальности. Анализируется вероятность опережающего развития в данном направлении телекоммуникационных сервисов и услуг, предоставляемых национальными и транснациональными операторами связи России, при этом в качестве нормативной базы рассматриваются программа «Цифровая экономика Российской Федерации» и Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017–2030 годы.

Ключевые слова: виртуальная реальность, сотовая связь, мобильный интернет, телекоммуникационный сервис, цифровая экономика, информационное общество, человеко-машинное взаимодействие

3

Сорокин С.А.,
Бененсон М.З.,
Сорокин А.П.

Методики оценки производительности гетерогенных вычислительных систем 35

Аннотация
Статья посвящена оценке производительности гетерогенных вычислительных комплексов (платформ). В ней обоснована актуальность использования проблемно-ориентированной конфигурации вычислительных комплексов для автоматизированных систем обработки информации и управления. Предложен механизм параллельно-конвейерной обработки данных, позволяющий повысить быстродействие системы. Для организации взаимодействия между модулями предложено использовать MPI-интерфейс передачи сообщений между процессами, выполняющими одну задачу. Измерение производительности выполнено с помощью общепризнанных тестовых наборов Intel «MPI Benchmark» и «HPLLINPACK», которые позволяют максимально полно оценить эффективность вычислительной системы и ее соответствие задачам пользователя. Приведены графики производительности гетерогенного вычислительного комплекса «МВП», полученные при решении сложных задач линейной алгебры. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность применения «МВП» для решения различных прикладных задач.

Ключевые слова: вычислительная система, тест производительности, оценка производительности, управление параллелизмом операций, характеристики вычислительных систем

11

СОВРЕМЕННЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Смирнов А.В.

Перспективы применения эвристических методов оптимизации в проектировании радиотехнических и телекоммуникационных устройств и систем 20

Аннотация
Эвристические методы оптимизации позволяют находить наилучшие или близкие к ним решения задач, не решаемых строго обоснованными методами, в частности, многоэкстремальные задачи со сложным рельефом целевой функции и задачи многокритериальной оптимизации, решением которых является фронт Парето. В настоящей статье рассматриваются примеры применения эвристических методов для поиска аппроксимаций передаточных функций радиотехнических цепей с выполнением требований одновременно к амплитудно-частотным и фазо-частотным характеристикам (АЧХ и ФЧХ), выбора координат точек сигнальных созвездий многопозиционной модуляции, синтеза импульсов в Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) радиолокационных систем и формирования лучей в Multiple Input Multiple Output (MIMO) системе связи миллиметрового диапазона. Приведенные примеры подтверждают перспективность применения рассматриваемых методов в радиотехнике и связи. Для их более широкого практического использования необходимо уделить внимание подготовке и публикации учебной и справочной литературы и разработке доступных широкому кругу пользователей программных средств.

Ключевые слова: оптимизация, целевая функция, показатель качества, эвристичские методы, метаэвристики, фронт Парето, генетический алгоритм

20

МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА. ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

Лапин Д.Г.,
Овчинников И.С.

Модель локального ионно-лучевого осаждения платины сфокусированным пучком ионов 14

Аннотация
В работе проанализированы проблемные вопрос, связанные с протеканием процесса локального ионно-лучевого осаждения материала из газовой фазы. Проведенными исследованиями установлено, что при ионно-лучевом осаждении материала из газовой фазы возникает эффект перераспыления, на который значительное влияние оказывает время экспонирования и ток первичного пучка ионов. Обоснована необходимость моделирования процесса ионно-лучевого осаждения, имеющая целью снижение величины области перераспыления. Показано, что существующие модели не учитывают все технологические параметры, оказывающие влияние на процесс локального ионно-лучевого осаждения. Нами предложена уточненная математическая модель прогнозирования скорости осаждения платины из газовой фазы посредством сфокусированного пучка ионов, которая учитывает такой технологический параметр, как величина области перекрытия первичного пучка ионов. На основании проведенного моделирования выявлено, что при увеличении области перекрытия пучка увеличивается скорость осаждения. Найдены значения области перекрытия, при которых процесс осаждения переходит в процесс травления, и получена зависимость, характеризующая ток и область перекрытия пучка, обеспечивающие максимальную скорость осаждения. Показано, что при осаждении структур на максимальной скорости осаждения, определенной при моделировании, величина области перераспыления снижается.

Ключевые слова: сфокусированный ионный пучок, ионно-стимулированное осаждение, наноструктурирование, перераспыление, скорость осаждения

34

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ

Сандуляк А.В.,
Сандуляк А.А.,
Полисмакова М.Н.,
Киселев Д.О.,
Сандуляк Д.А.

Магнетометр Фарадея с полюсными наконечниками-полусферами: идентификация зоны стабильного силового фактора 35

Аннотация
Оценены принципиальные положения и направления в создании устройств для изучения магнитной восприимчивости образцов методом Фарадея. Обращено внимание на существующую проблему идентификации рабочей зоны, ответственной за координацию в ней малообъемных образцов. Сформулированы предпосылки к безусловному проявлению зоны стабильности градиента напряженности (индукции) поля как необходимого, но недостаточного условия наличия зоны стабильности магнитного силового фактора – произведения напряженности или индукции поля на ее градиент. Показано, что наметившаяся тенденция в создании магнетометров Фарадея связана с применением сильного постоянного магнита, обращенного полюсной поверхностью к изучаемому образцу. Однако, по нашему мнению, нецелесообразно рассматривать это направление как перспективное из-за отсутствия предпосылок для проявления зоны стабильности, как градиента, так и силового фактора. Вряд ли приемлемо создание магнетометров Фарадея с применением таких взаимно наклонных катушек, которые формируют поле стабильного градиента, также вследствие отсутствия возможности для проявления зоны стабильности силового фактора. На примере сферических полюсных наконечников, рекомендуемых к использованию в магнетометрах Фарадея, доказано безусловное наличие зон, где индивидуальные значения градиента и магнитного силового фактора являются стабильными, т.е. в окрестности экстремумов этих параметров, установлены и сопоставлены их координаты. Показано, что абсциссы экстремумов остаются практически неизменными для каждого из расстояний между полюсными наконечниками, независимо от токовой нагрузки, причем экстремумы силового фактора располагаются на 30-40% ближе к осевой линии полюсов, чем экстремумы градиента. Обнаружено влияние расстояния между полюсными наконечниками на значения абсцисс экстремумов градиента и силового фактора (логарифмическая связь), а также на значения их ординат (степенная связь).

Ключевые слова: магнетометр Фарадея, индукция, градиент, магнитный силовой фактор, зона в окрестности экстремума

43

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Бердников В.П.

Алгоритм определения полных областей устойчивости нестационарных нелинейных систем 24

Аннотация
В статье предлагается численный алгоритм построения кусочно-линейных функций Ляпунова для исследования абсолютной устойчивости нелинейных нестационарных систем. Такие функции определяют необходимые и достаточные условия устойчивости нелинейных нестационарных систем, удовлетворяющих секторным ограничениям. В случае асимптотической устойчивости системы выполнение алгоритма приведет к построению поверхности функции Ляпунова в виде многогранника размерности, равной размерности исходной системы. Такой многогранник может быть использован для построения кусочно-линейной функции Ляпунова. Количество граней многогранника возрастает по мере приближения системы к границе устойчивости в пространстве параметров, что может приводить к неприемлемым временным затратам на вычисления. В качестве примеров приводятся анализ конкретных систем 2-го и 3-го порядка и результаты сравнения с классическими методами. Даны конкретные рекомендации по выбору начальных условий работы алгоритма.

Ключевые слова: дифференциальные включения, нелинейные нестационарные системы, абсолютная устойчивость, функции Ляпунова, области устойчивости, политоп, радиус кривизны

55

МИРОВОЗЗРЕНЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ И ОБЩЕСТВА

Бодрова Е.В.,
Голованова Н.Б.

Модернизация высшей технической школы: исторический опыт и современность 27

Аннотация
На основе опубликованных и ранее не опубликованных документов и материалов в статье исследуются основные концептуальные подходы, этапы и результаты реформирования высшей технической школы России в контексте модернизационных процессов. Формулируется вывод о том, что значительная часть из запланированных в этой сфере задач на первых этапах преобразований не решена из-за просчетов авторов при разработке концепции реформ и неточно выбранной ими стратегии социально-экономического развития страны. В 1990-е гг. высшая школа страны функционировала в режиме выживания, одновременно пытаясь адаптироваться к рыночным условиям. В начале ХХI века, несмотря на увеличившиеся объемы финансирования и внедрение новых программ и форм подготовки, добиться значительного повышения качества инженерного образования не удалось. Достаточно острой оставалась проблема трудоустройства выпускников. Рубежом стал 2015 год, когда качественная подготовка инженеров была определена как базовое условие развития экономики страны. В статье констатируются определенные достижения при реализации масштабных проектов Министерства образования и науки в последние годы. Обосновывается утверждение о необходимости привлечения к разработке концепции модернизации высшей технической школы вузовского сообщества; аккумуляции всего позитивного как из зарубежного, так и отечественного опыта.

Ключевые слова: высшая техническая школа, модернизация, приоритетные проекты

73

Система Orphus