Рассмотрены вопросы выбора варианта реализации базы данных при разработке цифровых образовательных систем. Проведен сравнительный анализ реляционного и графового подходов к хранению базовых сущностей. Продемонстрирован ряд преимуществ графовой модели в контексте удобства разработки и эффективности реализации запросов.

Рассматривается диффузионная модель для описания долговременной эволюции профиля глубин в прибрежной зоне. Для калибровки модели решалась обратная задача восстановления коэффициентов по дополнительным граничным условиям путем минимизации функционала невязки. Многомерная оптимизация функционала проводилась методом дифференциальной эволюции. Для вычисления профиля глубин применялся метод конечных элементов. Тестирование проводилось на базе данных JARKUS при различных пространственных и временных интервалах. Достигнута относительная погрешность описания эволюции берегового профиля на уровне не более 5 %.

Статья посвящена описанию программной системы ИТОС (индивидуальных траекторий обучения студентов), предназначенной для автоматизации работы с основной образовательной программой (ООП) и соответствующим ей учебным планом. В системе реализована возможность отслеживать логику следования учебных курсов, что позволяет на этапе составления ООП выявлять необходимость перестановки или слияния дисциплин, а также достижимость всех заданных компетенций. Имеется возможность устанавливать взаимосвязь между ООП и различными профессиональными стандартами. В системе реализован алгоритм построения и оценки всевозможных индивидуальных траекторий обучения студента в рамках данной ООП, а также модуль рекомендательной системы, помогающей пользователям (студентам) в выборе индивидуальных траекторий обучения.

Представлен алгоритм для численного моделирования динамики пучков в суперколлайдерах. При взаимодействии высокоэнергетичных пучков возможна их деформация и разрушение, и изучение устойчивости пучка является актуальной задачей. Рассматривается движение пучков в самосогласованных электромагнитных полях с учетом угла встречи в полностью трехмерном случае. Задача решается методом частиц-в-ячейках. Распараллеливание по области и по частицам позволяет проводить численные эксперименты с 10⁹ модельных частиц. Приведены результаты моделирования и сравнение с существующим аналитическим решением.

Статья посвящена разработке теоретической базы компьютерного моделирования данных диэлектрического каротажа с целью обоснования нового импортозамещающего оборудования для каротажа нефтяных и газовых скважин. Разработаны алгоритмы и реализованы быстрые программы компьютерного моделирования высокочастотных электромагнитных сигналов в рамках слоисто-однородных моделей сред. По результатам масштабного моделирования амплитудно-фазовых характеристик высокочастотного поля установлена их зависимость от частотного спектра электрофизических параметров. Проведенные исследования позволяют выполнить научное обоснование и оптимальное проектирование новой электромагнитной зондирующей системы.

Представлена реализация подхода «модельно-ориентированного проектирования» для решения задачи создания автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) горнодобывающих предприятий. Подход «модельно-ориентированного проектирования» заключается в организации контура тестирования, в котором испытуемый объект функционирует в среде, идентичной реальному процессу по входным сигналам. Подход основан на использовании математических моделей, имитирующих протекание технологического процесса под управлением АСУ ТП. Математические модели используются для формирования наборов тестовых данных. Разработан имитационный программно-аппаратный комплекс. Основными частями комплекса являются: рабочая станция оператора SCADA, рабочая станция оператора модели, среда передачи данных, блок формирования физических сигналов, блок дублирования физических сигналов и программируемые логические контроллеры АСУ ТП. Вкачествесредыимитационногомоделирования применена система MTSS. Предложен и реализован вариант развития способа Hardware-in-the-loop, обеспечивающего создание совместимых компонентов систем автоматизации. Приведено описание методики тестирования АСУ ТП. Данная методика успешно применена для разработки, отладки и тестирования АСКУ ТО М (Автоматизированная система контроля и управления технологическим объектом во взрывозащищенном исполнении).

Современные портативные приборы для электромагнитного профилирования и малоглубинного зондирования позволяют изучать распределение удельного электрического сопротивления грунта. К типичным сферам применения подобных комплексов можно отнести: исследование археологических объектов - курганы, древние поселения; решение экологических задач - изучение отвалов и хвостохранилищ горнодобывающих предприятий, зон распространения вредных веществ; локализация инженерных объектов - труб и коммуникаций, исследование состояния дамб и плотин. Перспективной сферой являются объекты агропромышленного комплекса - оценка плодородности почв (распределение минерализации), контроль эффективности мелиорации. Целью проводимых исследований является разработка и создание переносного программно-аппаратурного комплекса электромагнитного профилирования, позволяющего с высокой достоверностью и точностью обнаруживать и дифференцировать по удельному электрическому сопротивлению объекты различного рода. На основании оригинального принципа компенсации первичного поля генераторной катушки была разработана компактная многочастотная аппаратура для электромагнитного профилирования. В результате прототипирования создана оптимальная конструкция корпуса, позволяющая реализовать данный принцип компенсации. Для эффективного использования аппаратурного комплекса было создано программное обеспечение QZond, позволяющее управлять процессом сбора информации и в режиме реального времени визуализировать полученные данные. Проведенные полевые испытания на известных объектах электрометрического полигона ИНГГ СО РАН, при поиске локальных и протяженных проводников, а также археолого-геофизические исследования показывают эффективность реализации компактной аппаратуры электромагнитного профилирования.

Рассматривается вопрос ускорения численного расчёта распространения волны цунами от очага до берега в рамках дифференциальной модели мелкой воды с применением аппаратного ускорения на базе FPGA. Разработана программная архитектура для расчета системы мелкой воды без учёта внешних сил, являющейся эквивалентной используемой в пакете MOST для численного моделирования движения волны цунами по водной акватории. Численная реализация системы мелкой воды осуществлялась по схеме Мак-Кормака. Точность вычислений разработанного решателя была проверена сравнением с точным решением, известным в случае плоского наклонного дна. Достигнутая точность не уступает, а местами и превосходит точность известного программного пакета MOST.

Статья посвящена проблеме проверки алгоритмов управления, созданных в рамках процесс-ориентированного подхода, на соответствие входным спецификациям. Представлена общая схема верификации алгоритма управления, приведены ее реализация в автоматизированном варианте и результаты практической апробации в проекте по автоматизации Большого солнечного вакуумного телескопа.

Статья посвящена разработке методов извлечения речевых действий из текстов естественного языка. В настоящее время одной из наиболее важных проблем является проблема создания человеко-машинных интерфейсов. В данной работе рассматривается задача построения подобных интерфейсов путем автоматизированного извлечения речевых действий из текстов естественного языка. Использование речевых действий позволяет задавать контекст диалога и уточнять смысл употребляемых понятий. По результатам исследования была разработана программная система, которая способна определять типы речевых действий, представленных в текстах естественного языка. Одно из возможных применений результатов данного исследования заключается в использовании разработанной программной системы при создании чат-ботов.

Предложен подход к разработке состава и структуры Интернет-ресурса на основе онтологии предметной области. Описана предметная область, связанная с распространением клещей и переносимыми ими заболеваниями, представлена ее семантическая структура, выделены основные разделы информационного наполнения и показаны способы навигации по ресурсу.

Статья посвящена применению рассуждений на основе прецедентов (case-based reasoning, CBR) в области web-разработки. Учитывая собственный практический опыт в данной сфере, автор предлагает автоматизировать составление html/css-макета путём агрегирования прецедентов кода из предыдущих опытов, что на методологическом уровне крайне близко к подходу CBR, а именно: предлагается методика конструирования систем, генерирующих html-код из растрового изображения и основанных на подходе рассуждений на основе прецедентов. В частности, в статье изложена оригинальная теория составления структуры изображения и описан алгоритм получения такой структуры. Кроме того, рассматривается модификация подхода case-based reasoning, которая позволяет получить требуемый результат решения поставленной задачи. Также описываются результаты прохождения экспериментов разработанной системы в определённыхусловиях.

Впервые формулируются прямая и обратная задачи электрического каротажа об определении компонент тензора электрической анизотропии горных пород по комплексу измерений методами бокового каротажного зондирования и бокового каротажа в нефтегазовых скважинах. Рассматриваются особенности конечно элементной аппроксимации прямой задачи, использующей базисные функции большого порядка. Исследуется возможность восстановления горизонтальной и вертикальной составляющих удельного электрического сопротивления, а также угла наклона главных осей тензора электрической анизотропии.

Рассматривается новый способ извлечения понятий из текстов предметной области на основе комбинации анализа формальных понятий и бутстрап-технологии информационного поиска. Анализ формальных понятий представляет собой мощный аппарат автоматического вывода понятий предметной области, однако он рассчитан на высокое качество входных данных, без пропусков и неточностей. Получение таких наборов данных напрямую из текстов затруднено в силу сильной разреженности текстовых корпусов. Соответственно, представляется перспективным улучшение качества входных данных за счет применения бутстраппинга - технологии, обеспечивающей интеллектуальный поиск фрагментированной информации в сети Интернет. Цель данной работы - показать, что при правильном выборе исходных шаблонов поиска бутстраппинг, основанный на использовании открытых ресурсов Интернета как ценных источников знаний, превращается в эффективный инструмент поддержки концептуального моделирования.

Моделирование - неотъемлемая часть исследования процессов распространения сейсмических волн в различных средах. Широко используемый способ разбиения области на прямоугольные ячейки обладает недостатком: при сложном строении свободной поверхности (например, гора) возникают эффекты при отражении волны от этой поверхности, связанные с тем, что граница аппроксимируется ступенчатой функцией для численного решения задачи. В данной работе предложен иной подход к дискретизации области: построение криволинейной сетки, хорошо согласующейся с геометрией свободной поверхности. Предложен алгоритм численного моделирования на основе численного решения линейной 2D-системы теории упругости, записанной в смещениях, с использованием криволинейной сетки и пошагового метода Лагерра. Представлены результаты моделирования. Также были реализованы две параллельные версии алгоритма, проведены расчеты на различных многоядерных системах (на классической многопроцессорной архитектуре, а также архитектуре с использованием сопроцессоров Intel Xeon Phi - "РСК ПетаСтрим"). Представлены сравнительные тесты ускорений на разных архитектурах, а также описаны особенности распараллеливания алгоритма.