Научный архив: статьи

Объектом исследования являются серверные веб-приложения и их производительность при обработке большого количества одновременных запросов. В качестве предмета исследования рассматриваются асинхронные технологии (Node. js, Python Asyncio, Go, Kotlin Coroutines) и многопоточные модели (Java Threading, Python Threading). Авторы подробно анализируют асинхронные циклы событий, горутины, корутины и классические многопоточные подходы, оценивая их эффективность в задачах с интенсивным использованием I/O и вычислительных ресурсов. Проводится эксперимент с разработкой API на трёх языках (Java, Node. js, Go) и тестированием при помощи утилиты hey. Также исследуются особенности масштабируемости, оптимизации производительности, использование кэширования, обработка ошибок, нагрузочные тесты и особенности реализации параллельных вычислений. Цель исследования - определить, какие подходы обеспечивают наибольшую производительность в серверных приложениях. Методы исследования включают нагрузочное тестирование, сбор метрик (время отклика, пропускная способность и потребление ресурсов сервера ) и анализ результатов. Научная новизна заключается в сравнении асинхронных и многопоточных методов в реальных сценариях веб-разработки. Основными выводами исследования являются рекомендации по использованию асинхронных технологий в высоконагруженных I/O задачах и многопоточности в вычислительно сложных сценариях. Полученные результаты помогут разработчикам оптимизировать производительность серверных приложений в зависимости от их задач и нагрузки. Дополнительно исследование рассматривает аспекты сложности отладки асинхронных приложений, влияние пулов потоков на производительность многопоточных решений, а также сценарии, в которых асинхронные и многопоточные подходы могут дополнять друг друга. Особое внимание уделено управлению ресурсами сервера при масштабируемых нагрузках, что позволит IT-специалистам более точно выбирать инструменты и технологии для решения конкретных задач. В заключении обсуждаются возможные пути оптимизации работы серверных приложений, включая использование новых подходов и алгоритмов, а также перспективы развития асинхронных и многопоточных технологий в контексте высоконагруженных систем, их влияние на общую архитектуру приложений, а также на повышение отказоустойчивости и безопасности.

Предложенная гранулометрическая модель образования и расположения кусков горной породы в камере щековой дробилки дает возможность аналитическим методов описать рабочий процесс дезинтеграции твердых полезных ископаемых и, таким образом, обоснованно рассчитать его рациональные параметры и оптимальные показатели. Эффективность работы щековых дробильных машин циклического действия предложено оценивать их производительностью, так как по этому показателю они существенно уступают конусным дробилкам непрерывного действия. Комплексный подход к анализу причин низкой производительности позволил, на основе гранулометрической модели кусков горной породы в камере дробления, разработать высокоэффективный способ дезинтеграции горных пород и предложить конструктивные особенности исполнения щековых дробилок, реализующих данный способ по патенту РФ № 2792424, давшего толчок к конструированию опытного образца щековой дробилки, а в дальнейшем к их серийному производству. Практическая реализация разработанного процесса дезинтеграции позволит в 8-12 раз повысить производительность щековых дробилок нового поколения и существенно поднять их конкурентоспособность по отношению к конусным дробилкам непрерывного действия, которые имеют ряд недостатков, связанных с меньшей производительностью, трудоемкостью обслуживания и ремонта.

Выполнен сравнительный анализ производительности отечественных и зарубежных МК с ядром Cortex-M3. Представлены оценки быстродействия и эффективности выполнения операций отечественных МК К1986ВЕ92QI, К1986ВЕ91Т и их зарубежных аналогов STM32F103C8, STM32F100RBT6. Разработаны тестовые программы для измерения быстродействия при выполнении арифметических операций с целыми числами и числами с плавающей точкой. Проведен сравнительный анализ скорости обращения к портам ввода/вывода с помощью библиотек CMSIS, SPL «Миландр» и «STMicroelectronics». Представлен программный код тестов вычисления числа п и чисел ряда Фибоначчи. Разработаны тесты и представлены результаты расчета числа из ряда Фибоначчи рекурсивным вызовом функции и линейным алгоритмом расчета в цикле.

Описаны характеристики разработанного 32-разрядного микропроцессора с архитектурой набора команд RISC-V. Рассмотрены его основные модули и доступные конфигурации, а также возможные сферы применения данного микропроцессора. Описана конструкция и характеристики тестовой микросхемы на основе разработанного микропроцессора, а также измерено её энергопотребление и падение напряжения на линиях питания при напряжении питания 3,3 В и 5 В. Проведён анализ производительности различных конфигураций микропроцессора. Представлен сравнительный анализ производительности разработанного микропроцессора и его аналогов. Проведён анализ зависимости площади, занимаемой микропроцессором на кристалле от его конфигурации. Сделаны выводы об оптимальности применения определённых конфигураций микропроцессора для решения различных типов задач.

Сформулирована постановка задачи оптимизации выбора конфигурации RAID-массивов из нескольких уровней в качестве системы хранения данных предприятия по критерию надёжности и производительности.

Разработан генетический алгоритм её решения. Охарактеризованы основные шаги алгоритма: инициализация популяции, оценка фитнес-функции, отбор лучших особей для дальнейшего размножения путём турнирного или рулеточного отбора, применение кроссовера к отобранным особям для создания новых особей-потомков, применение мутации к новым особям для изменения уровня RAID или количества дисков, замена худших особей текущей популяции новыми потомками, повторение шагов до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное число итераций или оптимальное решение.

Приведены примеры расчёта оптимальных вариантов RAID-массивов из нескольких уровней.

Выполнены расчёты фитнес-функций по генетическому алгоритму с учётом стохастической параметрической неопределённости характеристик надёжности и производительности RAID-массивов. В задаче выбора RAID-массива для системы хранения данных неопределённость касается характеристик надёжности и производительности различных уровней RAID. В рамках генетического алгоритма это улучшает предсказуемость производительности и надёжности системы, особенно в ситуациях, когда параметры надёжности и производительности подвержены значительным колебаниям.

В статье представлены история и экономические данные о деятельности Белорецкого чугуноплавильного и железоделательного завода Оренбургской губернии в начале XX века. Проанализированы статистические материалы о Белорецком заводе за 1900-1910 годы. В исследовании предпринята попытка раскрыть историю и показать экономическое положение Белорецкого завода в начале XX века. В ходе исследования приведены общие сведения о заводе, показаны структура и деятельность горнозаводского хозяйства. В период экономического кризиса 1900-1903 гг. и последующей промышленной депрессии завод оказался в тяжелом положении. В 1900-1901 годах было реализовано 19% чугуна, с 1902 г. продажа чугуна прекратилась. В начале XX в. на Белорецком заводе из 3 доменных печей действовала одна, в 1904 г. были прекращены пудлинговое, в 1907 г. - кричное производства, сокращена заготовка дров и древесного угля, а также прекращена добыча руды. В ходе революции 1905-1907 гг. на заводе неоднократно проводились забастовки, митинги и демонстрации. С наступлением нового промышленного подъема Белорецкий завод нарастил производство стали. Одновременно на Белорецком заводе продолжался процесс модернизации завода, осуществлена перестройка энергетического хозяйства, построена электростанция, в доменном цехе установлены электрические подъемники, в прокатных цехах - прокатные станы, оборудованные электромоторами. В 1908 году на заводе была запущена третья мартеновская печь. В 1911-1913 годах построена узкоколейная железная дорога Белорецк - станция Запрудная, соединившая Белорецкий завод с Самаро-Златоустовской железной дорогой. В результате анализа статистических сведений по Белорецкому заводу выявлено снижение объемов производства кричного и пудлингового железа, выплавки чугуна.

В статье рассматривается проблема резкого роста нагрузки на образовательные платформы в пиковые периоды активности во время экзаменов и начала учебного года, что приводит к перебоям в работе сервисов. В ходе исследования проведен анализ основных причин деградации производительности и предложены механизмы поддержания стабильной работы системы: резервирование ресурсов, автоматическое масштабирование в облаке, трехуровневое кэширование и оптимизация стратегий хранения и обработки данных. Особое внимание уделено возможностям внедрения описанных механизмов в архитектуру существующих систем. Реализация предложенного решения позволит устранить проблемные места и увеличит надежность и производительность образовательной платформы, при этом экономично затрачивая ресурсы.

В статье рассматриваются вопросы качественного экономического роста и развития, создающие основы устойчивости и стабильности в экономике. Представлен анализ факторов, влияющиих на изменение макроэкономической ситуации за 2015-2022/2023 годы. Рассмотрено сложившееся положение в странах бывшего СССР. Выявлены основные причины, ограничивающие экономический рост и развитие, раскрыты механизмы их преодоления. Обоснована необходимость большего внимания качественным показателям экономического роста и развития, создающим основы устойчивости. В текущих условиях качественная составляющая экономического роста и развития приобретает все большую значимость вследствие усиления влияния глобальных проблем, рисков, неопределенности, санкций, локальных войн. Негативное влияние на экономический рост страны оказала пандемия, что выявило потребность в устойчивом финансировании государственных инвестиций для экономического роста и развития, гарантий налоговых поступлений. Пандемия способствовала повышению значимости инновационных проектов. Принятые программы, концепции и дорожные карты способствуют формированию конкурентоспособного инновационного промышленного комплекса. Все это, в свою очередь, будет создавать основы качественного улучшения имеющегося производственного потенциала страны, способствовать переходу к преимущественно инновационному типу развития. Целесообразно реально отражать сложившееся положение, не закрывать глаза на происходящие реальные положительные изменения в стране, способствующие укреплению не только экономического, но и политического положения в мире. Суть планирования в экономике не в том, чтобы предложить проект, а в том, чтобы определить направление, которое можно было бы без ущерба корректировать в зависимости от ситуации. Экономическая наука должна обосновывать экономическую деятельность. Схематично можно выстроить такую цепочку: идея - экономическое обоснование - реализация.

Анализ результатов проведенных аналитических исследований позволил утверждать, что существующие технологии не обеспечивают нарезание качественных внутренних резьб в изделиях судостроительного производства, изготовленных из труднообрабатываемых материалов.

Цель — создать современную 3D-технологию на основе конструирования прогрессивного резьбонарезного инструмента, в котором для обеспечения высокого качества нарезаемой резьбы необходимо разработать специальную схему резания с целью полного исключения трения боковых сторон зуба метчиковой части комбинированного инструмента зенкер-метчик с поверхностью нарезаемой резьбы, что обеспечит доступ в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости, способствующей понижению температуры и смыванию с контактирующей части инструмента мелких частиц обрабатываемого материала, коробящих поверхности.

Методы. Для выполнения данной работы были применены методы эмпирического исследования: наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент.

Результаты. Разработанная современная 3D-технология предоставила возможность автоматизировать процесс расчета основных параметров резьбонарезного инструмента и изготовления его в реальном производстве.

Выводы. Разработанная прогрессивная 3D-технология для создания современного процесса нарезания внутренних резьб в изделиях судостроительного производства, изготовленных из труднообратываемых материалов, и испытание ее в реальных производственных условиях позволили повысить качество и производительность выпускаемой продукции и решить главный вопрос ― автоматизировать процесс изготовления и импортозамещения.

Постановка задачи (актуальность работы). Достижения последних лет в области управления термической обработкой стальной полосы на агрегатах непрерывного горячего оцинкования позволяют оптимизировать скорость линии под текущие производственные условия. Однако ошибки управления натяжением полосы при частых изменениях скоростного режима могут приводить к дефектам покрытия. Цель работы. Работа посвящена определению дефектов оцинкованного листового проката, появление которых может ограничить производительность агрегатов непрерывного горячего оцинкования вследствие проблем управления натяжением стальной полосы, и поиску причин возникновения таких дефектов. Используемые методы. Выполнен анализ данных о дефектах продукции одного из агрегатов непрерывного горячего оцинкования завода «MMK Metallurgy» в Турции. Для исключения влияния мешающих факторов при определении сопутствующих обстоятельств возникновения дефекта использовали стратификацию по мешающим параметрам, к которым отнесли вид дефекта, марку стали и толщину полосы. Для оценки воздействия факторов на частоту возникновения дефектов использовали тест Мантеля-Ханзела. Новизна. Анализ больших данных о дефектной и недефектной продукции за период порядка двух лет позволил применить стратификацию по многим мешающим факторам и выявить причины возникновения некоторых из дефектов. Результат. Определены допустимые и недопустимые дефекты, вероятность появления которых увеличивается с ростом скорости линии или уровнем её изменения. Показано влияние натяжения на вероятность возникновения этих дефектов и рассмотрены перспективы дальнейшего совершенствования систем управления натяжением стальной полосы. Практическая значимость. Полученные результаты являются основой дальнейшего совершенствования систем поддержки управления производством оцинкованного листового проката путем учета качества продукции.

Рассмотрены методы сбора данных для анализа состояния серверного кластера на основе мониторинга ключевых параметров и балансировки нагрузки. Предложен подход к сбору и анализу метрик, таких как использование CPU, RAM, сетевая активность и время отклика, с использованием современных инструментов. Описаны основные параметры, влияющие на устойчивость кластера, и предложены новые производные метрики для более глубокого анализа. Представлены примеры входных данных, построены графики и рассмотрено применение этих метрик в реальных сценариях. Результаты исследования демонстрируют эффективность предложенного подхода для повышения надежности распределенных систем.

В статье рассмотрены возможности включения вопросов финансовой грамотности на уроках математики в современной школе. Необходимость разработки блоков задач с определенной тематикой появилась в результате подготовки детей к сдаче выпускных экзаменов в 11 классе. Простыми понятиями и определениями рассказано учащимся о методах решения тех или иных заданий, чтобы ученик любого уровня подготовки имел возможность решить эти задачи и тем самым быть успешным на экзамене. Финансовые задачи ЕГЭ разбиты на несколько блоков: задачи на вклады, задачи на кредиты, задачи на равномерное погашение кредитов, сложные задачи на проценты, задачи на производительность и оптимизацию и задачи на функцию прибыли. Каждый блок рассмотрен отдельно, в нем есть образцы решенных задач и также задачи для самостоятельного решения.