Том 7 №4


Электронное сетевое издание

«Российский технологический журнал» «Russian technological journal»


ТОМ 7 №4

Скачать одним файлом 41


ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ИНФОРМАТИКА. ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Андрианова Е.Г.,
Раев В.К.,
Фильгус Д.И.

Определение кратчайших гамильтоновых путей в произвольных графах распределенных баз данных

Аннотация
Разработан метод поиска кратчайшего гамильтонова пути в произвольном графе на основе рангового подхода, который обеспечивает высокую оперативность и существенное уменьшение погрешности решения задачи организации процесса управления множеством транзакций и запросов при их реализации в сетевых базах данных. Во многих случаях существующие решения не обеспечивают необходимых результатов по времени доступа и точности найденного решения. Использование разработанного метода позволяет минимизировать время простоя вычислительных устройств, сократить объемы и время передачи данных от одних исполнительных устройств к другим, повысить общую масштабируемость, минимизировать время доступа к данным и пр. Важным достоинством предлагаемого метода является уменьшения числа элементарных операций и числа обрабатываемых векторов в процедуре формирования очереди выполнения операций запроса, что приводит к существенному уменьшению времени на реализацию этих процедур. В работе используются методы теории графов. Оценка эффективности решения задачи выполнена с использованием системного подхода, системного анализа и теории исследования операций. Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе работы, проведена в соответствии с положениями математической статистики.

Ключевые слова: проблема, классификация, системная инженерия, требования, валидация, верификация.

7

Дубов С.С.,
Линьков В.В.,
Карбаинова М.А.

Информационная безопасность ребенка в цифровом пространстве Российской Федерации 12

Аннотация
В наше время стремительного развития социальных ресурсов интернет-технологий резко увеличивается количество пользователей всех возрастов, которые являются активными потребителями различного, в том числе и деструктивного, контента. Бурное развитие такого рода технологий порождает все новые и новые угрозы. Совершенствуются технологии информационных атак, направленных не только на программно-аппаратные платформы, но и непосредственно на пользователей информационных продуктов, распространяемых в среде Интернет. Изменяются инструменты информационного и психологического воздействия на пользователей Интернета. Различного рода мошенники и преступники в своей противоправной деятельности ищут и находят потенциальные «жертвы» в цифровой глобальной среде. Одной из самых уязвимых возрастных групп являются дети и подростки. Поэтому наиболее остро стоит вопрос о защите ребенка, «живущего» в такой среде. Настоящая статья посвящена проблеме обеспечения информационной безопасности детей и подростков в нашей стране в условиях формирования глобального информационного общества. Отражено основное противоречие существования и поведения ребенка в новом цифровом пространстве. Оно выражается в том, что, с одной стороны, виртуальная социальная активность ребенка – это залог его развития и процветания в будущем, а, с другой стороны, он подвергается рискам воздействия через неконтролируемые коммуникации и возможности открытого доступа к запрещенному контенту, которые в совокупности несут угрозы его психическому здоровью и благополучию. Сформулированы и проанализированы основные угрозы информационной безопасности ребенка в цифровом пространстве Российской Федерации. Даны предложения по созданию средств защиты подрастающего поколения от нового типа информационно-психологических угроз.

Ключевые слова: ИТ-образование, средства обеспечения информационной безопасности, социальная инженерия, взлом, аудит, уязвимости, защита.

21

СОВРЕМЕННЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Битюков В.К.,
Михневич Н.Г.,
Петров В.А.

Пульсации напряжения отрицательной полярности на выходе двухполярного DC–DC преобразователя LM27762 при близком к предельному входном напряжении 14

Аннотация
Представлены результаты исследований работы инвертирующего DC–DC преобразователя с накачкой заряда и LDO, входящих в состав комбинированного двухполярного источника вторичного электропитания LM27762, в предельном режиме при входном напряжении 5.5 В и выходном напряжении –4.9 В. Измерялись пульсации напряжений при различных токах нагрузки от 10 до 250 мА на положительном полюсе летающего конденсатора, на выходе из системы накачки заряда и на выходе микросхемы. На основе полученной информации впервые показано, что при малых токах нагрузки примерно до 107 мА система накачки заряда работает в режиме пачек импульсов, а при токах выше 109 мА – в режиме накачки заряда с постоянной частотой. Результаты не подтверждают имеющееся в документации на микросхему сведения о том, что при предельном входном напряжении 5.5 В накачка заряда может войти в режим широтно-импульсной модуляции в горячих условиях. При работе в режиме пачек импульсов наличие LDO в микросхеме LM27762 уменьшает пульсации отрицательного напряжения на выходе, однако они значительно превышают значения, приведенные в документации на микросхему. При переходе в режим постоянной частоты уровень пульсаций отрицательного напряжения на выходе микросхемы резко уменьшается, однако при дальнейшем увеличении тока нагрузки увеличивается и превышает величины, приведенные в документации.

Ключевые слова:

31

Гуров Е.В.,
Увайсов С.У.,
Увайсова А.С.,
Увайсова С.С.

Номинальные и эффективные значения параметров катушек индуктивности и конденсаторов на высоких частотах

Аннотация
Индуктивность катушек и емкость конденсаторов представляются физическими величинами, зависящими от геометрических размеров, конфигурации компонентов, параметров окружающей среды, причем эти величины не зависят от частоты протекающего через них переменного тока. Полное сопротивление реактивных компонентов, без учета активной составляющей, определяется их индуктивностью или емкостью, соответственно. Такое утверждение справедливо для частот, значительно более низких по сравнению с собственной резонансной частотой компонента, ближе к которой всё больший вклад вносят паразитные параметры. Поэтому вводятся понятия эффективной индуктивности и эффективной емкости, значения которых отличаются от номинальных и зависят от частоты. Данные величины предоставляются производителями компонентов. Эффективные индуктивность и емкость дают более точное значение полного сопротивления в окрестности рассматриваемой частоты. Если имеет место существенное отклонение частоты от рассматриваемой, ошибка может оказаться даже больше, чем при использовании номинальных значений. При проектировании высокочастотных цепей, таких, как аналоговые фильтры и согласующие цепи, частотную характеристику определяют импедансы компонентов, а не их номинальные значения. Таким образом, расчетные значения должны быть близки именно к эффективным номиналам. Целью данной статьи является обоснование случаев необходимости применения эффективных значений реактивных компонентов взамен номинальных.

Ключевые слова: катушка индуктивности, индуктивность, конденсатор, керамический конденсатор, емкость, полное сопротивление, реактивное сопротивление.

44

Каганов В.И.,
Фам Ки

Перераспределение мощности сигналов в многолучевых системах радиосвязи 12

Аннотация
Сравниваются два типа систем спутниковой радиосвязи: однолучевая и многолучевая. Обсуждается проблема суммирования и перераспределения мощностей сигналов в таких системах радиосвязи. Анализируется перераспределение мощности группы СВЧ-транзисторных усилителей между различными лучами. Рассматривается схема сумматора на основе мостовых квадратурных устройств в двух- и четырехлучевых системах. Для двух таких случаев составлена матрица рассеяния сумматора мощностей сигналов. На основе рассмотренных случаев можно составить матрицу рассеяния суммируемых мощностей сверхвысокочастотных сигналов при числе лучей, равном 8 ,16 и 32.

Ключевые слова: СВЧ-генератор, сумматор, многолучевая антенна.

54

Певцов Е.Ф.,
Деменкова Т.А.,
Шнякин А.А.

Тестопригодное проектирование интегральных схем и проблемы защиты проектов 11

Аннотация
Проектные решения отечественных СБИС получены в результате применения инструментов автоматизированного проектирования зарубежного поставщика (САПР Synopsys, Cadence Design Systems и Mentor Graphics) на основе библиотек стандартных элементов PDK (Project Design KIT) фабрик и IP-модулей, поставщиками которых также являются в основном зарубежные компании. Как правило, компания-разработчик не имеет собственных производственных мощностей, пользуясь услугами иностранных фабрик (fabless-компании). В этой связи актуальными являются исследования по созданию комплекса мер, исключающих возможности внесения несанкционированных изменений в интегральные схемы (ИС), т. е. защиты проектов от намеренных аппаратных и технологических нарушений, вносимых при формировании управляющей информации для передачи на производство и/или при изготовлении ИС на фабрике. В данной работе эта проблема рассматривается с позиций анализа методологии тестопригодного проектирования (DFT), т.е. комплекса мер, предусматривающих на этапе проектирования получение решений, в которых заложены проверки правильного функционирования изготовленной микросхемы с помощью внешних тестов и/или процедуры самотестирования. Предложено, в частности: 1) проводить анализ применяемых в проекте библиотек стандартных элементов с полным раскрытием их спецификации; 2) на основе библиотек стандартных элементов моделей и программ анализа создавать в проектах узлы с функцией физического неклонирования; 3) проводить анализ применяемых в проекте IP-модулей с максимальным раскрытием структуры, методов и алгоритмов обеспечения тестового покрытия; 4) предусматривать в проектах разработку специальных тестовых наборов и методов их генерации на этапе проектирования функций с целью обнаружения вредоносных узлов и программ как внутри ядер СнК, так и на уровне системных шин; 5) разрабатывать на этапе проектирования и применять при тестах методики специальных аппаратных измерений параметров изготовленных схем и анализа их результатов, в частности, по данным измерений задержек распространения сигналов и/или токов потребления шин.

Ключевые слова: тестопригодное проектирование, аппаратные закладки/трояны, верификация проекта ИС, тестовые покрытия, узлы самотестирования.

60

МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА.ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

Билык В.Р.,
Гришунин К.А.

Комплексный показатель преломления титаната стронция в терагерцовом диапазоне частот 11

Аннотация
Современное развитие терагерцовой спектроскопии во временной области (THz-TDS) позволяет проводить более точные и достоверные измерения диэлектрических свойств по сравнению с традиционной инфракрасной спектроскопией с использованием некогерентного источника света. Широкополосная THz-TDS является мощным инструментом для определения действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости при прохождении ТГц-излучения, которая позволяет определять параметры мягких мод в сегнетоэлектриках. В данной работе методом терагерцовой спектроскопии с временным разрешением исследована зависимость комплексного показателя преломления монокристаллического квантового параэлетрика титаната стронция в терагерцовом диапазоне частот от 0.3 до 1.3 ТГц. Показано, что низкочастотный терагерцовый отклик материала обусловлен доминированием мягкой фононной моды TO1 . Измеренные экспериментальные зависимости показали хорошее сходство с теоретическими кривыми, полученными из анализа модели осциллятора Лоренца для комплексной диэлектрической проницаемости титаната стронция. Результаты работы важны для понимания принципиальной возможности возбуждения параметра порядка в сегнетоэлектрических материалах и могут быть использованы для создания энергоэффективных устройств памяти со скоростью записи информации, близкой к теоретическому пределу.

Ключевые слова: терагерцовое излучение, сегнетоэлектрик, терагерцовая спектроскопия.

71

Савельев Д.В.,
Фетисов Л.Ю.,
Чашин Д.В.,
Шабин П.А.,
Вьюник Д.А.,
Федулов Ф.А.,
Кettl W.,
Shamonin M.

Метод измерения деформаций магнитоактивных эластомеров под действием магнитных полей 12

Аннотация
Магнитодеформация представляет собой изменение размеров и формы образца под действием однородного внешнего магнитного поля. Исследование данного эффекта в различных материалах позволяет изучить природу магнитных и механических взаимодействий в них. Большой интерес вызывает магнитодеформация и с инженерной точки зрения для конструирования новых приборов и устройств микросистемной техники. В магнитоактивных эластомерах, содержащих магнитные микрочастицы в полимерной матрице, обнаружена гигантская деформация под действием внешнего магнитного поля. Общепризнанные методы измерения магнитодеформации в магнитоактивных мягких материалах в настоящее время практически отсутствуют. В статье описана установка, разработанная для исследования магнитoмеханических характеристик магнитоактивных эластомеров, и продемонстрированы ее экспериментальные возможности. Установка позволяет измерить деформации в диапазоне от 0 до 12.5 мм с разрешением 1 мкм. Получаемые при помощи данной установки деформационные кривые необходимы для разработки актюаторных и сенсорных устройств на основе магнитоактивных эластомеров и улучшения технологий их изготовления.

Ключевые слова: магнитоактивные эластомеры, магнитострикция, магнитодеформации, ферромагнетики, микрочастицы.

81

Яшин М.М.,
Мирзокулов Х.Б.

Приближение симметризованного Максвелла-Гарнетта как эффективный метод исследования нанокомпозитов 8

Аннотация
Рассмотрено приближение симметризованного Максвелла-Гарнетта (СМГ) как наиболее оптимальный метод эффективной среды для описания нанокомпозитных структур. Данное приближение учитывает микроструктуру образца, что делает возможным расчет системы металл-диэлектрик. Приближение применимо также для гранулированных сплавов, которые состоят из металлических компонент. Поэтому данную методику можно рассматривать как универсальное приближение для описания широкого класса наноструктурных материалов. В настоящей статье обсуждаются различные методы эффективной среды. В них металлическая составляющая накомпозитов и диэлектрическая матрица заменяются эффективной средой с эффективной диэлектрической проницаемостью εeff. Необходимо, чтобы частицы (гранулы) в таких структурах были малы по сравнению с длиной волны падающего на образец электромагнитного излучения. Основываясь на этом условии, мы рассчитали спектральные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) в магнитных нанокомпозитах на примере структуры (CoFeZr)(Al2 O3 ) при различных концентрациях магнитной компоненты. Моделирование проводили при малых и больших значениях концентрации (ниже и выше порога перколяции). Спектральные зависимости получали с учетом форм-фактора наночастиц и квазиклассического размерного эффекта. В работе обсуждается вклад различных механизмов, влияющих на вид спектров ЭЭК. С помощью симметризованного приближения Максвелла-Гарнетта найдены эффективные значения размера гранул исследуемых нанокомпозитов и рассчитан эффективный тензор диэлектрической проницаемости (ТДП). Полученные значения ТДП позволили смоделировать спектральные зависимости магнитооптического экваториального эффекта Керра. Сделаны выводы об особенностях полученных спектральных зависимостей в видимой и инфракрасной области спектра. Отмечена фундаментальная и практическая значимость полученных результатов и показана важность методов эффективной среды для изучения оптических, транспортных и магнитооптических свойств магнитных нанокомпозитов.

Ключевые слова: наноструктуры, магниторефрактивный эффект, магнитоотражение, магнитопропускание, магнитосопротивление, спин-зависящее рассеяние.

92

Система Orphus