SCI Библиотека

На примерах излагаются первые понятия теории вероятностей (вероятность события, правила подсчёта вероятностей, условная вероятность, независимость событий, случайная величина, математическое ожидание, дисперсия).

Брошюра рассчитана на читателей, свободно оперирующих с дробями и процентами.

Предыдущее издание книги вышло в 2012 г.

Представлены результаты теоретической оценки влияния поступательной скорости движения двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами и угловой скорости поворота ее колес на основные характеристики кривой траектории входа в поворот. Расчеты проводились при следующих исходно-начальных параметрах, характеризующих конструктивно-геометрические и эксплуатационные особенности колесной машины: продольная база машины - 2,6 м; расстояние между осями шкворней рулевых трапеций передних и задних колес - 1,8 м; максимальные углы поворота управляемых колес - 33,5°. Установлено, что поворот двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами в сравнении с колесной машиной с передними управляемыми колесами при постоянных угловых скоростях поворота управляемых колес 0,195 с-1 и изменении поступательной скорости движения машины от 0,57 м/с (2,05 км/ч) до 1,78 м/с (6,41 км/ч) характеризуется увеличением максимальной абсциссы участка входа в поворот в 1,71-1,81 раза и сокращением максимальной ординаты участка входа в поворот на 1-8%; при постоянной поступательной скорости движения 1,41 м/с (5,08 км/ч) и изменении угловых скоростей поворота управляемых колес от 0,0974 до 0,292 с-1 - увеличением максимальной абсциссы участка входа в поворот в 1,57-1,77 раза и сокращением максимальной ординаты участка входа в поворот на 24,3-2,4%. Двухосная колесная машина со всеми управляемыми колесами в сравнении с колесной машиной с передними управляемыми колесами отличается значительно меньшим минимальным теоретическим радиусом поворота (в 1,68 раза), а также более коротким участком круговой кривой (в 2,54-8,81 раза короче) и, следовательно, более короткой траекторией поворота. Результаты проведенных исследований дают возможность провести выбор рациональных эксплуатационных и конструктивных параметров двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами исходя из оценки параметров кривой траектории переменного радиуса входа в поворот.

Микросервисная архитектура (МСА) выступает как современный подход в разработке программного обеспечения, нацеленный на обеспечение гибкости, масштабируемости и устойчивости к изменениям требований со стороны бизнеса и технологий. Предмет данного исследования заключается в выявлении и анализе возможностей и рисков применения МСА в контексте операционных систем (ОС), что актуально на фоне все ускоряющейся цифровизации и повышения требований к программному обеспечению. Целью работы является оценка и прогнозирование роли МСА в будущем ОС, включая анализ текущих тенденций и предсказание развития на ближайшее десятилетие. Методология исследования базируется на сравнительном анализе микросервисных и монолитных архитектур, а также включает в себя рассмотрение данных из актуальных исследовательских работ, посвященных МСА. Основные результаты исследования подчеркивают значительное увеличение эффективности и производительности программных систем за счет внедрения МСА, что демонстрируется на примере ускорения разработки и улучшения возможности непрерывной интеграции и доставки (CI/CD), а также повышении отказоустойчивости систем. Также были выявлены и систематизированы ключевые риски и проблемы, связанные с применением микросервисов, включая сложности управления и потенциальные угрозы безопасности, что представляет собой необходимость в разработке специализированных инструментов и подходов к обеспечению безопасности и мониторинга микросервисных систем. Ценность данного исследования заключается в обеспечении глубокого понимания роли и места МСА в современных ОС, предоставляя комплексный анализ рисков и возможностей, что служит основой для разработки стратегий эффективного внедрения и использования микросервисов. Полученные результаты и рекомендации способствуют улучшению практических навыков и развитию концепций в области системной архитектуры, предоставляя ценные указания для ИТ-специалистов, системных архитекторов и разработчиков в области оптимизации программного обеспечения и повышения его надежности и производительности.

В ходе проведенного исследования анализировали концептуальные положения механизма действия лесомелиорации, а также технологий проектирования защитных лесных полос на землях сельскохозяйственных организаций. Особенности формирования и развития водной и ветровой эрозии рассмотрены на примере типичного для центра России Муромского района Владимирской области. Территория Владимирской области используется достаточно интенсивно, что приводит к росту деградационных процессов. По экспертным оценкам, 20% общей площади земель Владимирской области подвержены деградации, из них площадь эрозионноопасных сельхозугодий, включая эродированные, составляет 104,7 тыс. га. Процессы водной эрозии отмечены на площади 71,3 тыс. га, в том числе 62,6 тыс. га пашни. На основе анализа эрозионно-опасных земель Владимирской области проведено их зонирование. Выделены 4 зоны, которые коррелируют с природно-сельскохозяйственным зонированием. Высокий защитный эффект наблюдается у лесных полос продуваемой конструкции, когда их высота составляет 18 м, а расстояние между деревьями 3 м. Однако выявлено, что более эффективными являются защитные лесные полосы ажурной конструкции (защитные решетчатые экраны), так как снегоотложение и снегозапасы в данной системе лесных полос по сравнению с открытым пространством увеличиваются в 2-2,5 раза. Дальность влияния такой лесной полосы с наветренной стороны равна 6 ее высотам, а за пределами лесной полосы это значение увеличивается до 35 высот, при этом скорость ветрового потока сокращается на 40%. На примере ООО «Борисоглебское» Муромского района Владимирской области обосновано проведение системы лесомелиоративных мероприятий на площади 94,4 га, что в комплексе со всеми звеньями системы земледелия направлено на обеспечение надежной защиты почв от эрозии, снижение неблагоприятных последствий засух и, как следствие, рост продуктивности сельскохозяйственных угодий и урожайности основных сельскохозяйственных культур.

Математическое моделирование системы «расходомерная трубка - жидкость» представляет актуальное направление в инженерной и научной практике, поскольку позволяет оптимизировать конструкцию расходомерных трубок, оценить влияние различных факторов, таких как давление, температура, вязкость и состав жидкости на работу системы без необходимости проведения сложных и дорогостоящих натурных экспериментов. В связи с этим, данная статья направлена на разработку алгоритмов для реализации математической модели системы «расходомерная трубка - жидкость» кориолисова расходомера. В работе синтезирован алгоритм разработки численной модели в пакете мультифизического моделирования COMSOL Multiphysics, позволивший повысить достоверность моделирования, снизить трудоемкость создания и отладки за счет использования модульного принципа. Разработан вычислительный алгоритм и выполнено математическое описание расчета средней временной задержки сигналов датчиков кориолисова расходомера. Алгоритм использует метод линейной интерполяции на основе известных точек массивов данных, полученных в результате вычислительного эксперимента. Предложен алгоритм работы программы на языке Python с использованием Comsol API, автоматизирующий обработку массивов данных и расчет средних временной и фазовой задержек. Алгоритмы реализованы с использованием языка UML в программном продукте Enterprise Architect. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов в области численного моделирования и оптимизации параметров кориолисова расходомера.

В статье рассматривается математическая постановка многокритериальной транспортной задачи с временными ограничениями. В качестве критериев в ней выступают стоимость перевозок, их важность и временные затраты на перевозки. Особенностью данной задачи является наличие временных ограничений, таких как временные окна у заказчиков и длительность пребывания транспортных средств в пути. В качестве решения многокритериальной задачи предлагается отбор точек, оптимальных по Парето, поскольку данный метод оптимизации имеет широкий спектр задач для применения. Приводятся формулировка парето-оптимизации и определение парето-оптимальности. Рассматриваются методы оптимизации по Парето: лексикографический метод и скаляризация, разновидностями которого являются метод ε-ограничений, в основе которого лежит градация критериев оптимизации в порядке убывания их важности, и метод линейной скаляризации, механизм работы которого основан на объединении всех функций оптимизации в одну. На примере рассматривается приведение формализованной многокритериальной транспортной задачи к виду, пригодному для осуществления скаляризации. Определение парето-эффективности представляется приемлемым для реализации его механизмов в составе адаптивной системы поддержки принятия решений, направленной на решение задач оптимизации в различных областях и оперирующей эвристическими алгоритмами.

В работе представлено описание марковской модели кибератак как метода анализа защищенности информации в автоматизированных системах. На основе представленной модели в работе дается описание двух метрик безопасности - среднего времени до отказа безопасности (среднее число переходов между состояниями в соответствующей марковской цепи до ее первого попадания в одно из поглощающих состояний) и среднего риска при отказе безопасности (сумма произведений ущербов при реализации каждой из кибератак на соответствующие вероятности реализации этих кибератак). Дается алгоритм оценки входных параметров на основе взаимосвязи баз данных угроз и уязвимостей CVE, CWE и CAPEC. Описанные в работе взаимосвязи позволяют вычислить вектор вероятностей возникновения кибератак и вектор ущербов от кибератак, которые формируются как входные данные для модели оценки защищенности. Также в работе рассматривается проблема численной оценки параметров через метрики CVSS. В исследовании демонстрируется, что вектор вероятностей отражения кибератак и вектор вероятностей «задержек» кибератак возможно получить только с помощью метода экспертных оценок, либо статистики. В работе также дается описание разработанного программного продукта, который позволяет выполнить оценку защищенности автоматизированной системы на заданном промежутке времени.

Одной из важнейших задач, с которыми сталкиваются разработчики пневматических систем автоматизации, является сокращение времени анализа и проектирования на научно-исследовательском этапе. Использование специализированного программного обеспечения позволяет значительно улучшить работу пневматических систем автоматизации. Моделирование пневматических роботов-манипуляторов позволяет определить уязвимые места, провести оптимизацию процессов управления, провести виртуальные испытания различных сценариев работы, что поможет улучшить планирование и управление, при этом достичь значительного повышения производительности и надежности работы системы. В статье представлена информационно-измерительная система для пневматического привода звеньев робота (манипулятора) специализированного промышленного назначения модели МП-11 в виде имитационной модели, которая реализована методом имитационного моделирования пневматических систем на базе пакета FluidSIM-P (FluidSIM Pneumatic) фирмы «Festo». Результатом работы информационно-измерительной системы являются графики переходных процессов перемещения штоков пневматических цилиндров, которые адекватно описывают реальный рабочий режим пневмопривода манипулятора МП-11. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов, занимающихся проектированием и анализом систем автоматизации. Кроме того, результаты статьи могут быть полезны для студентов и исследователей, изучающих область автоматизации и системного проектирования. Любой, кто интересуется применением технологий автоматизации в различных сферах, найдет в статье ценную информацию для своей работы и исследований.

Представлены результаты исследований, выполненных в 2018-2021 гг. с целью изучения протекторного действия экологически безопасных препаратов природного происхождения при выращивании ежевики в условиях средней полосы России для повышения зимостойкости, регулярности плодоношения и качества ягод. Исследование проводили в различных гидротермических условиях зимних и вегетационных периодов в Орловской области. В течение трех лет наблюдений отмечены периоды как с повышенным количеством осадков, так и засушливые. Объектом изучения были растения ежевики сорта Thornfree, широко распространенного в России и отзывчивого на различные погодные факторы. Для повышения морозо- и зимостойкости ежевики, помимо укрытия агроволокном, применяли жидкое органоминеральное удобрение ПРК «Белый Жемчуг Антифриз» по двум вариантам - с обработкой и без обработки (по 10 кустов в каждом варианте). Препарат применяли в виде некорневых обработок осенью 2018, 2019 и 2020 гг. перед зимним укрытием ежевики. Перед созреванием ягод в 2020 и 2021 гг. применили дополнительно два других препарата серии ПРК «Белый Жемчуг» для повышения устойчивости растений к летним неблагоприятным условиям. Получены следующие наиболее значимые результаты: повышение морозостойкости растений на величину от 7,5% (в относительно теплую зиму 2019-2020 гг.) до 36,8% (в наиболее холодную зиму 2020-2021 гг.); своевременное созревание ягод в неблагоприятных погодных условиях вегетационного периода 2021 г.; увеличение массы ягод в среднем на 0,7-0,9 г и выравненность по сборам. Показано, что отрицательно сказывались на своевременности прохождении цветения и созревания ежевики низкие температуры в мае (во время бутонизации) и засушливые условия в августе (во время созревания ягод). Выявлен значимый для ежевики период вегетации, когда особенно важно достаточное увлажнение почвы, - это период формирования зеленых завязей перед созреванием (в зоне исследования - это июль).

Рассмотрена проблема множественных сбоев, образующихся в микросхемах памяти бортовой аппаратуры космических аппаратов в результате воздействия отдельных ядерных частиц космического пространства. Обзор литературных источников показал, что опасность множественных сбоев реальна и будет увеличиваться по мере уменьшения технологических норм проектирования электронной компонентной базы. Двойные множественные сбои являются в настоящее время наиболее актуальной угрозой, так как их появление вызвано заряженными частицами с относительно небольшой энергией. Двойные сбои могут быть смежными и несмежными. Смежные двойные сбои вызваны одномоментным действием одной ядерной частицы. Несмежные сбои - это результат накопления однократных сбоев, произошедших в разное время в разных запоминающих ячеек одного слова памяти. При определенных условиях можно избежать появление двукратных несмежных ошибок. Для защиты от двойных смежных ошибок применимы коды для их исправления. Эти коды являются относительно новыми и обобщённое описание их построения отсутствует. Данные коды гарантировано исправляют однократные ошибки и двукратные смежные, но имеют существенную вероятность ошибочного исправления несмежной двойной ошибки. При переходе к практическому использованию для этих кодов необходимо определить требования к виду проверочной матрицы, найти общий алгоритм их построения для разной длины слова памяти при малой избыточности и высокой производительности при условии, что к корректирующим способностям кода предъявляются требования обнаружения и исправления только одиночных и двойных смежных ошибок и никаких дополнительных.