Новости

Назначение - Программа предназначена для построения многогранников с элементами симметрии и кристаллических решеток кристаллов. Пользователь может максимально комфортно рассмотреть объекты и определить элементы симметрии, координационные числа, число формульных единиц, плотнейшие упаковки и другие характеристики. В программе есть возможность рассчитывать символы граней и ребер, определяемые традиционным методом в кристаллографии.

Область применения - Программа может быть использована в курсе общей физики, при изучении элементов кристаллографии, в других исследовательских работах.

Используемый алгоритм: Учитывая межатомное расстояние, программа осуществляет построение объектов, затем сохраняет их координаты в памяти компьютера.

Функциональные возможности - Программа позволяет построить 18 структурных типов различных кристаллов и 12 видов многогранников, рассмотреть их элементы симметрии (оси и плоскости). Выбранный 3D-объект (модель многогранника или кристалла) появляется в центральном окне. Можно выполнить расчет символов граней и символов ребер. Вращение и перемещение объекта осуществляется с помощью мыши. В программу также включен краткий справочник по кристаллографии.

Инструментальные средства создания - Среда программирования Delphi 7.0

2012-11-09

Расчет распределения напряжений вращающегося упруго-пластического диска с учетом упрочнения материала

Программа предназначена для расчета распределения упругих и пластических напряжений в модельной задаче вращающегося упруго-пластического диска с учетом упрочнения материала.

Программа может применяться для анализа упруго-пластических свойств дисков, влияния упрочнения на распределение напряжений в сплошном тонком вращающемся диске. Данная модель может использоваться при оценке свойств более сложных объектов - турбин, несущих дисков, лопаток.

Функциональные возможности: позволяет строить графики распределения зон пластичности и упругости, задавать коэффициенты, описывающие свойства материала.

Программа написана на языке Java JRE 1.5, имеет графический интерфейс. Использована бесплатная библиотека JFreeChart http://www.jfree.org/jfreechart/.

Алгоритм и основные выкладки приведены в статье Якубенко А.П. "Математическое моделирование упругопластического состояния вращающегося диска" // Прикладная математика, управление и информатика : сб. тр. междунар. конф., Белгород, 3-5 октября 2012г., Т. 1. - С. 335-338.

Алгоритм включает в себя решение систем дифференциальных и нелинейных уравнений (в данных моделях решается аналитически) для нахождения распределения напряжений отдельно в упругой и пластической областях. Расчет точки перехода пластической зоны в упругую ведется исходя из непрерывности упругих и пластическх напряжений.

2012-11-01

Программное обеспечение для получения и записи данных с фотометрических датчиков лидарной установки

Программа является частью Системы управления и контроля лидарного комплекса и предназначена для получения и записи оцифрованных данных с двух фотоэлектрических датчиков.

Система контроля и управления, в настоящее время находящаяся в разработке, будет состоять из:

программы оцифровки отраженного лазерного импульса,
программы фильтрации экспериментальных данных по высоте наблюдения,
системы хранения данных,
комплекса программ по алгоритмической обработке данных.

Исследования отраженного от облаков верхнего яруса сигнала являются целью существования лидарного комплекса. Фотоэлектрические датчики принимают лазерный импульс, отраженный от облаков верхнего яруса. Лазерный импульс проходит два поляризационных диска - при излучении и при приеме. В описываемую программу заложен функционал для записи состояния этих поляризационных дисков.

Оцифровка данных с датчиков происходит с использованием аналого-цифрового преобразователя, подключенного по шине USB к компьютеру и через аналоговый разъем к датчикам. Программа реализована на основе драйверов и пакета разработчика, поставляемых в комплекте с АЦП.

Возможные области применения: мониторинг атмосферы, физика облаков верхнего яруса, газовый анализ среды. Возможно использование программы в научных и производственных операциях, связанных с преобразованием в цифровую форму аналоговых сигналов, получаемых с аппаратных датчиков, с внесением цифровой информации в информационные системы для последующей математической и алгоритмической обработки.

В программе использованы реализации асинхронных операций получения и записи данных, отложенная инициализация аппаратного драйвера, событийная модель графического интерфейса пользователя. Используется многопоточное выполнение с использованием примитивов синхронизации.

Программа предоставляет:

графический интерфейс пользователя для задания настроек аналого-цифрового преобразования (параметры преобразования запрашиваются от драйвера при инициализации);
возможность сменить имя и расположение файла с полученными данными, установленное по умолчанию.

В программе реализованы полностью автоматический и ручной режим сбора данных. При автоматическом режиме при заданном количестве собранных данных происходит изменение состояния дисков поляризации, сбор данных не прекращается, окна настроек не активны. При ручном режиме работы получение данных останавливается до следующего запуска, но становятся доступны для изменения состояния дисков.

Размер выходного файла ограничен 4 ГБ. Обеспечивается оцифровка без пропусков импульсов, поступающих с частотой 10 Гц, при размере пакета до 8192 отсчетов на канал. К аннотации прикреплен файл вывода программы, выходные файлы именуются по дате и времени создания. АЦП имеет диапазон дискретизации сигнала от -2048 до 2048 отсчета.

Именование файлов происходит автоматически по текущей дате запуска, присутствует возможность явно выбрать место расположения и имя файла с выходными данными.

Содержимое файла вывода (на примере файла example_output.txt, находящегося во вложении):

- номер полученного пакета данных и разрешение в метрах по высоте(пересчитано из частоты дискретизации);
- строка, описывающая один отсчет сигнала при заданной частоте дискретизации, перед каждым значением находится условное обозначение поля;
- номер отсчета;
- битовые флаги канала 0;
- битовые флаги канала 1;
- положение в градусах поляризационного диска излучателя;
- положение в градусах поляризационного диска приемника;
- значение сигнала в канале 0 в отсчетах дискретизации устройства;
- значение сигнала в канале 1 в отсчетах дискретизации устройств.

Программа создана в среде Microsoft Visual Studio 2010 на языке программирования C++, с использованием библиотеки графического интерфейса пользователя wxWidgets 2.9.3. Гарантирована работа в операционной системе WindowsXP.

2012-10-30

ППП РЕЙТИНГ

Назначение: Пакет программ предназначен для подсчета научного рейтинга сотрудников академических институтов. Используя дополнительно базы данных, включающих кадровые и производственные показатели, можно анализировать динамику основных характеристик деятельности научных кадров.

Область применения: делопроизводство в НИИ.

Используемый алгоритм описан в статье: Г. И. Карпачев, В. В. Моисеенко "Некоторые вопросы ретроспективного анализа структуры и деятельности научных кадров академического института" // Проблемы информатики, 2009 г., 31, с.75-78.

Результатом деятельности научных сотрудников являются опубликованные научные работы, участие в научных форумах, разработка программных продуктов и т.д. Для количественного определения результатов введена формальная система оценок, в которой каждому виду научной работы соответствует определенное количество баллов. Сумма баллов каждого сотрудника за определенный период является его научным рейтингом, а сумма научных рейтингов всех сотрудников определяет научный рейтинг института. В целях оперативного определения рейтингов, а также для решения отчетных и аналитических задач, разработано программное обеспечение, использующее базу данных "Кадры института" .

Функциональные возможности:

- ввод и корректировка оперативной и справочной информации в диалоговом режиме;
- расчет научного рейтинга каждого сотрудника, подразделений института и института в целом;
- формирование отчетных и аналитических данных для администрации института;
- вывод результатов на экран и на печать.

Инструментальные средства создания - CLIPPER 5.01

2012-10-26

Программная реализация нейросетевых алгоритмов синтеза оптимальной логической структуры распределенной базы данных

Назначение: Программа предназначена для решения NP-трудной нелинейной целочисленной задачи дискретной оптимизации из области распределенных баз данных. В программе реализованы три нейросетевых алгоритма синтеза оптимальной логической структуры (ОЛС) распределенной базы данных (РБД) по критерию минимума общего времени последовательной обработки множества запросов пользователей.
Область применения: Проектирование и оптимизация логических структур распределенных баз данных.
Используемый алгоритм: В программе реализованы нейросетевые алгоритмы оптимизации, разработанные автором программы:

НС-ГА-алгоритм (HNN) – эволюционный алгоритм оптимизации, основанный на искусственных нейронных сетях Хопфилда и генетических алгоритмах;
ТМ-алгоритм (ТМ) – нейросетевой алгоритм оптимизации, основанный на модифицированном табу-поиске;
РТМ-алгоритм (DTM) – распределенный нейросетевой алгоритм оптимизации, основанный на модифицированном табу-поиске.

Входными данными алгоритмов являются формализованные описания характеристик предметной области задачи, включающие множества пользователей РБД, узлов вычислительной сети (ВС), групп данных канонической структуры РБД и детерминированных запросов, а также ограничения и целевую функцию задачи синтеза ОЛС РБД. Результатом работы алгоритмов является логическая структура РБД в виде множества типов логических записей и их безызбыточного размещения по серверам узлов ВС, обеспечивающие оптимальное значение заданного критерия эффективности функционирования РБД.
Все алгоритмы обладают возможностью останова на субоптимальных допустимых решениях при дефиците вычислительных ресурсов или времени.
Описание реализованных в программе алгоритмов можно найти в следующих статьях:

Карпунина М.Е. Использование генетических алгоритмов для повышения эффективности работы искусственных нейронных сетей // Известия Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. Бизнес-информатика. / Под ред. Ю.В.Гуляева. – Москва – Н.Новгород: ТАЛАМ, 2005. – 11 с.
Карпунина М.Е. Табу-машина как средство решения задач дискретной оптимизации: улучшение качества решения и уменьшение времени его нахождения по сравнению с альтернативным методом использования нейросетей Хопфилда. Материалы 1-ой Международной конференции по бизнес-информатике, Россия, Московская область, Звенигород, 2007. – 18 с.
Babkin E., Karpunina M. Comparative study of the Tabu machine and Hopfield networks for discrete optimization problems // Information technologies’ 2008 – Proceedings of 14th Conference on Information and Software Technologies, IT 2008. – April, 2008. – Kaunas University of Technology, Kaunas, Lithuania. – P.25–41.
Бабкин Э.А., Карпунина М.Е. Сравнительный анализ использования табу-машины и нейронных сетей Хопфилда для решения задач дискретной оптимизации из области распределенных баз данных // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Технологии высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования. – Санкт-Петербург: Университетские телекоммуникации, 2008. – № 54. – С.120–127.
Babkin E., Karpunina M. The analysis of tabu machine parameters applied to discrete optimization problems // Proceedings of 2009 ACS/IEEE International Conference on Computer Systems and Applications, AICCSA’2009. – Rabat, Morocco. – P.153–160. (http://www.congreso.us.es/aiccsa2009);
Babkin E., Karpunina M. and Aseeva N. Parallel Tabu Search Algorithm for Data Structure Composition // Lecture Notes in Business Information Processing. / J.Grabis and M.Kirikova (Eds.): BIR 2011, LNBIP. – Vol. 90, Perspectives in Business Informatics Research, Part 3. – P.110–123.
Babkin E., Karpunina M. A new method of DDB logical structure synthesis using distributed tabu search // Proceedings of International Workshop on Soft Computing Applications and Knowledge Discovery, – June, 2011. – National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia. – P.1–11.

Тексты статей доступны по ссылке http://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=55274973600.

Функциональные возможности: Программная реализация алгоритмов не содержит ограничений на максимальное количество пользователей РБД, количество узлов ВС и другие числовые харатеристики задачи. Поэтому они могут быть ограничены лишь размером свободной динамической памяти ЭВМ, объемом ОЗУ. РТМ-алгоритм является наиболее производительным, так как способен работать в параллельном режиме на вычислительном кластере.
Инструментальные средства создания: Язык С++, среда разработки Microsoft Visual Studio 2008, библиотека Microsoft HPC Pack 2008 SDK.