Выполнена проверка гипотезы о согласии теоретического и эмпирического распределений Парето применительно к кумулятивным кривым — диаграммам для команд и микрокоманд учебной ЭВМ. В качестве статистического критерия согласия использован критерий Колмогорова. Получены значения параметров для функций распределения Парето, описывающих вероятностные свойства случайных величин, которыми являются порядковые номера команд и реализующих их микрокоманд. Построены графики теоретических и практических функций распределения, позволяющие исключить из системы команд ЭВМ редко используемые команды, что способствует упрощению архитектуры процессоров ЭВМ. Отдельные теоретические положения и полученные практические результаты являются дальнейшим развитием статистического метода повышения качества — анализа Парето применительно к количественному оцениванию метрик машинных команд и микрокоманд ЭВМ.

Оценивается корректность применения метода мультисезонной сезонно-трендовой декомпозиции на основе локально взвешенного сглаживания диаграммы рассеяния (MSTL) для задач прогнозирования мультисезонных нагрузочных процессов в эластичных системах. Выполнен сравнительный анализ производительности и точности метода MSTL и сезонной интегрированной модели авторегресионного скользящего среднего (SARIMA). Приведены результаты экспериментов, подтверждающие трудность построения модели SARIMA на данных с высокой степенью дискретизации и значениями периодов, превышающими классические сезонности, такие как 7, 12, 52. При построении модели SARIMA были наложены временные ограничения по подбору параметров вследствие высокого потребления памяти, что приводило к снижению точности прогноза и ограничению возможности построения модели на основе более высоких показателей сезонности. Метод MSTL демонстрирует преимущество по сравнению с моделью SARIMA по времени выполнения прогноза и потреблению памяти, однако на небольшом наборе исходных данных модель SARIMA показывает более высокую точность.

Представлены результаты исследования по созданию методики оценивания системы эксплуатации сложных объектов на основе нечетко-возможностного подхода с использованием явных и неявных профессиональных экспертных знаний. Факторное пространство содержит семь нечетких лингвистических переменных для построения нечетко-возможностной математической модели оценивания состояния объектов наземной космической инфраструктуры, в качестве которых рассмотрена система космического слежения и наблюдения как сложный объект, а также исследована ее зависимость от качества функционирования соответствующей системы эксплуатации. Эффективность применения созданной методики оценивалась на основе расчетов с использованием построенной нечетко-возможностной модели.

Развертывание моделей сверточных нейронных сетей (СНС) во встраиваемых системах осложнено множеством проблем, связанных с вычислительной мощностью, энергопотреблением и объемом памяти. Для решения этих проблем в 2016 г. создан многообещающий тип нейронных сетей, использующих 1-битную активацию и веса, — бинарные нейронные сети (БНС). Такие сети потребляют меньше энергии и вычислительных мощностей, так как заменяют сложную операцию тяжелой свертки простыми побитовыми операциями. Однако квантование с 32-разрядной плавающей запятой до 1 бита приводит к потере точности и снижению производительности, особенно при больших наборах данных. Представлен обзор ключевых методов оптимизации, которые повлияли на производительность БНС и привели к повышению репрезентативности их моделей, также представлены обзор способов применения БНС в задачах обнаружения объектов и сравнительный анализ их производительности с реальным значением.

Рассматривается проблема компьютерного моделирования оптической системы со светорассеивающими элементами. Корректное моделирование устройств с такими элементами требует выполнения длительных световых расчетов с использованием стохастических трассировщиков лучей. Представлен подход к эффективному моделированию подобных установок на примере запатентованного устройства, предназначенного для измерения двунаправленной функции рассеяния, которая используется для описания светорассеивающих свойств. Предложена реалистичная компьютерная модель устройства, позволяющая произвести расчет допусков на отклонения в позиционировании наиболее критически важных блоков устройства и произведена оценка точности измерений с учетом допусков. Результаты моделирования измерений двунаправленных функций представлены в форме графиков и синтезированных изображений.

Представлен арифметический вычислитель, выполняющий операции сложения и вычитания чисел в формате с фиксированной запятой в прямом коде и построенный на элементах нейронной логики. Арифметические операции суммирования или вычитания выполняются при анализе кода операции и знаковых цифр чисел. Если сумма знаковых разрядов двоичных чисел и кода операции равна нулю, то выполняется операция суммирования, в противном случае — вычитание. При суммировании определяется перенос из младших разрядов в старшие, при вычитании вычисляется заем из старших разрядов в младшие. Предложенное устройство обладает повышенной скоростью вычислений, а использование нейроподобных элементов позволяет снизить аппаратную сложность.

Представлены результаты исследования по определению эффективной площади фоточувствительной поверхности кремниевых фотоумножителей (SiФЭУ) при рабочем напряжении питания, а также установлению зависимости этой характеристики от приложенного напряжения питания. Для проведения исследования выбраны кремниевые фотоумножители КОФ5-1035 (Беларусь), Кеtек РМ 3325 и ON Semi FC 30035 (Германия). Предложена экспериментальная установка, с помощью которой определено, что увеличение напряжения питания приводит к увеличению площади эффективной фоточувствительной поверхности SiФЭУ. Получено, что максимальное значение чувствительности при рабочем напряжении наблюдается в центральной части фоточувствительной поверхности и симметрично уменьшается при приближении пятна оптического зонда к краю этой поверхности. Полученные результаты могут быть применены при создании приборов для регистрации оптического излучения видимого диапазона на базе кремниевых фотоумножителей.

Представлен подход к автоматизированному получению бесконтрастных компьютерных томографических (КТ) изображений, содержащих разметку брюшного отдела аорты, полученную из данных контрастно-усиленной фазы сканирования. Разработан алгоритм подавления контрастного усиления в области брюшного отдела аорты на КТ-изображении. Научная новизна подхода заключается в преобразовании размеченных контрастированных изображений в бесконтрастные с помощью разработанной математической модели, позволяющей выделить и подавить составляющую рентгеновского поглощения контрастного вещества. Тестирование алгоритма проведено на открытом наборе данных, состоящем из 4 КТ-исследований брюшного отдела аорты, баланс классов „аневризма:норма“ — 1:1. Результаты демонстрируют сопоставимость значений рентгеновской плотности в области исследования с литературными данными, а также сходство этой области с окружающей мышечной тканью. Экспертная классификация смешанной выборки, содержащей реальные и сгенерированные изображения, продемонстрировала реалистичность последних (точность обнаружения искусственных изображений — 35 %, каппа Флейса — 0,12). Полученные изображения предназначены для обучения и тестирования алгоритмов искусственного интеллекта в сфере оппортунистического скрининга аневризмы аорты.

Рассматривается деформация резиновой мембраны толщиной 3 мм под давлением, создаваемым рабочей жидкостью. Мембрана установлена внутри цилиндра и подпирается поршнем. При опускании поршня мембрана перемещается вместе с ним и давление рабочей жидкости деформирует мембрану, растягивая резину по краям поршня. Представлено решение задачи по определению разрушающих напряжений, особенно в области, близкой к креплению мембраны, где происходит основной прогиб резины, ее выворачивание на другую сторону. Приведены расчет и анализ полученных результатов области в углах мембраны по краям поршня, где резина под давлением растягивается. Задача решается как статическая в осесимметричной постановке без учета трения с использованием программы ABAQUS. Рассматривается самый опасный вариант при нулевом трении между резиной и металлом, причем резина рассматривается как нелинейно-упругий слабосжимаемый материал. Проанализированы результаты численных расчетов по критерию прочности на основе стандартных показателей резины: предела прочности и удлинения при разрыве. Представлен вывод о работоспособности мембраны по критерию прочности.