načítání...
nákupní košík
Košík

je prázdný
a
b

E-kniha: Science, technology and life ‐ 2015 - konferenční materiály

Science, technology and life ‐ 2015

Elektronická kniha: Science, technology and life ‐ 2015
Autor:

Proceedings includes materials of the international scientific conference «SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE – 2015», held in Czech Republic, Karlovy Vary‐Russia, Moscow, 24‐25 December ... (celý popis)
Titul je skladem - ke stažení ihned
Jazyk: ru
Médium: e-kniha
Vaše cena s DPH:  50
+
-
1,7
bo za nákup

hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%   celkové hodnocení
0 hodnocení + 0 recenzí

Specifikace
Nakladatelství: » Skleněný můstek s.r.o.
Dostupné formáty
ke stažení:
PDF
Upozornění: většina e-knih je zabezpečena proti tisku
Médium: e-book
Počet stran: 532
Jazyk: ru
ADOBE DRM: bez
Ukázka: » zobrazit ukázku
Popis

Proceedings includes materials of the international scientific conference «SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE – 2015», held in Czech Republic, Karlovy Vary‐Russia, Moscow, 24‐25 December 2015. The main objective of the conference ‐ the development community of scholars and practitioners in various fields of science. Conference was attended by scientists and experts from Azerbaijan, Kazakhstan, Kyrgyzstan, Russia, Tajikistan, Ukraine. At the conference held e‐Symposium "Physics and mathematics and natural sciences", "Social Sciences and Humanities", "Construction, design and architecture." International scientific conference was supported by the publishing house of the International Centre of research projects. Sborník obsahuje materiály mezinárodní vědecké konference "Věda, technika a život - 2015“, která se konala v České republice - Karlovy Vary a v Rusku - Moskva, 24. - 25. prosince 2015. Hlavním cílem konference - vývojářská komunita vědců a praktiků v různých oblastech vědy. Konference se zúčastnili vědci a odborníci z Ázerbájdžánu, Kazachstánu, Kyrgyzstánu, Ruska, Tádžikistánu, Ukrajiny. V rámci konference se konala e-sympozia "Fyzika a matematika a přírodní vědy "," Sociální a humanitní vědy "," Konstrukce, design a architektura". Mezinárodní vědecká konference byla podpořena nakladatelstvím Mezinárodního střediska výzkumných projektů.

Zařazeno v kategoriích
konferenční materiály - další tituly autora:
Recenze a komentáře k titulu
Zatím žádné recenze.


Ukázka / obsah
Přepis ukázky

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference 

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Kirov, 2016 


UDC 001 

BBK 72 

N 76 

Scientific editors:  

Savva Ljubov' Ivanovna, Doctor of Pedagogical Sciences, Professor of the Department of Pedagogy Magnitogorsk  State Technical University named G.I.Nosov 

Marasanov Aleksandr Igorevich, Ph.D., assistant professor of structural mechanics of Moscow State University of  Railway Engineering 

Podoprigora Anna Vladimirovna, Doctor of Medical Sciences, Associate Professor of the faculty of dentistry at  Voronezh State Medical University named N.N. Burdenko Russian Ministry of Health 

Gurnovich Tat'jana Genrihovna, Doctor of Economics, Professor of the Department of Financial Management and  Banking Stavropol State Agrarian University  Proceedings includes materials of the international scientific conference «SCIENCE, TECHNOLOGY  AND LIFE – 2015», held in Czech Republic, Karlovy Vary‐Russia, Moscow, 24‐25 December 2015. The  main objective of the conference ‐ the development community of scholars and practitioners in  various fields of science. Conference was attended by scientists and experts from Azerbaijan,  Kazakhstan, Kyrgyzstan, Russia, Tajikistan, Ukraine. At the conference held e‐Symposium "Physics and  mathematics and natural sciences", "Social Sciences and Humanities", "Construction, design and  architecture." International scientific conference was supported by the publishing house of the  International Centre of research projects.  ISBN  978‐80‐7534‐047‐4 (Skleněný Můstek, Karlovy Vary, Czech Republic)  ISBN 978‐5‐00090‐091‐8 (MCNIP LLC, Kirov, Russian Federation) 

Articles are published in author's edition. Editorial opinion may not coincide with the views of the 

authors 

Reproduction of any materials collection is carried out to resolve the editorial board 

© Skleněný Můstek, 2016 

© MCNIP LLC, 2016 

N 76 SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE – 2015: Proceedings of materials the international

scientific conference. Czech Republic, Karlovy Vary - Russia, Moscow, 24-25 December 2015

[Electronic resource] / Editors prof. L.I.Savva, A.I. Marasanov, A.V.Podoprigora,

T.G.Gurnovich. – Electron. txt. d. (1 файл 6.8 MB). – Czech Republic, Karlovy Vary: Skleněný

Můstek – Russia, Kirov: MCNIP, 2016. –ISBN 978-80-7534-047-4 + ISBN 978-5-00090-091-8.


SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Table of Contents 

Section 1. Physics and Mathematics .............................................................. 9

Красильников М.П. OpenCL в вычислении энергии наночастицы .......... 10 Section 2. Chemistry .....................................................................................17

Катков  К.А.,  Катков  Е.К.  Информационная  система  определения 

координат областей повышенной ионизации в слое F ионосферы ....... 18

Коновалова  Е.В.,  Ходарович  Ю.М.,  Деев  С.М.  Создание  стабильно 

флуоресцирующей линии эпителиальных клеток рака яичника человека 

SK‐OV‐3ip‐red ............................................................................................... 27

Набережных Г.А., Юферова А.А. Липополисахарид‐связывающие белки 

дальневосточных  сцифоидных  медуз  Aurelia  aurita  и  Rhopilema     

asamushi ...................................................................................................... 34

Section 3. Biology .........................................................................................42

Кануников И.Е., Фомичева Д.А., Павлова В.И. Влияние эмоционально‐

отрицательного прайминга на восприятие лиц ....................................... 43

Section 4. Technology ...................................................................................50

Аль Гези Моафак Касеим Шиа Солнечная энергия как альтернативный 

источник энергии для Ирака ...................................................................... 51

Асланов  З.Ю.,  Абдуллаева  С.М.,  Зейналова  М.С.  Оптимизация 

технологических  параметров  в  целях  повышения  работоспособности 

редуктора .................................................................................................... 61

Балакина Е.П., Щеглов М.И. Регулятор времени хода системы 

автоведения поездов с возможностью идентификации массы поезда по 

разгонным характеристикам ..................................................................... 75

Долингер  С.Ю.  Методы  автоматической  настройки  компенсации 

емкостных токов при изменении конфигурации сети ............................. 82

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Зуб И.В., Ежов Ю.Е., Страхарчук А.В. Модель управления технической 

эксплуатацией  перегрузочной  техники  как  фактор  повышения 

пропускной способности транспортного терминала ................................ 94 

Кустов  А.И.,  Мигель  И.А.  Контроль  технологических  характеристик 

металлических  материалов  с  помощью  методов 

акустомикроскопической дефектоскопии ............................................... 107 

Лукашук  О.А.,  Зырянов  А.Е.  Сравнительный  анализ  конструкций 

компактных парковочных комплексов .................................................... 122 

Маматов Ж.Ы. Моделирование и экспериментальный анализ жилых 

зданий из местных материалов ............................................................... 131 

Марасанов А.И. Анализ деформирования вязкоупругих материалов .. 143 

Савенков  А.И.,  Савенков  В.А.  Слойные  железобетонные  балки 

перекрытий повышенной огнестойкости ................................................ 152 

Хазалах Ашраф Понятие корпоративные информационные системы .. 160 

Хачатурян Д.А., Толмачев И.В., Пеккер Я.С.  Использование видеозахвата 

для оценки качества движения в условиях виртуальной реальности .. 170 

Шерстюченко О.А. Оценка акустического воздействия транспорта и пути 

снижения шумовой нагрузки .................................................................... 176 

Section 5. History and Archeology .............................................................. 186 

Строгова Е.А. Служилые и промышленные люди в низовьях Колымы по 

документам XVII в. ..................................................................................... 187 

Section 6. Economics .................................................................................. 193 

Agarkova L.V., Gurnovich T.G., Agarkov V.V., Shmatko S.G. Current strategies 

for the retail banking business in competitive market of banking services 194 

Белякова Г.Я., Забуга Е.В. Инновационная среда ‐ важнейшее условие 

эффективного  функционирования  территориальных  инновационных 

кластеров .................................................................................................... 202 

Бжассо А.А. Антикризисное управление региональной экономикой в 

современных условиях и его основные принципы ................................ 213 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Жеребцов В.И. Анализ зарубежного опыта формирования конкурентного 

потенциала текстильной промышленности ........................................... 223 

Иовлева О.В. Формирование нового вида конкурентных преимуществ в 

условиях местного рынка технологических инноваций ........................ 232 

Кулешова  В.П.  Контроль  доходов  граждан  путём  унификации  учёта 

регистрации населения ............................................................................ 240 

Марцева  Т.Г.,  Небылова  Я.Г.  Особенности  становления  системы 

правового  регулирования  рынка  интеллектуальной  собственности  в 

условиях межгосударственного сотрудничества стран‐участниц СНГ . 252 

Орлова  Т.М.  Анализ  финансовых  результатов  деятельности 

предпринимательских структур .............................................................. 263 

Печенегина Т.А. Налоговые риски: минимизация и предотвращение их 

негативных последствий .......................................................................... 274 

Пивень  И.Г.  Стратегическое  управление  социально‐экономическим 

развитием  региона  на  основе  развития  государственно‐частного 

партнерства ............................................................................................... 291 

Прянишникова  М.В.  Тенденции  развития  биржевой  и  внебиржевой 

торговли  ценными  бумагами  на  современных  организованных         

рынках ....................................................................................................... 303 

Strelnikova T.D. Nekrasova E.A .Innovative development of the region and 

anti‐Russian economic sanctions ................................................................ 315 

Череднякова  А.Б.  Сухих  О.А.  Использование  SMM  коммуникаций  в 

продвижении образовательных услуг .................................................... 327 

Шимохин А.В. Методика оценки экономической эффектиности ремонта 

промышленного оборудования на основе аутсорсинга ........................ 335 

Section 7. Philosophy ................................................................................. 340 

Aidaraliev A.A. About religious education in Kyrgyz Republic .................... 341 

Section 8. Philology .................................................................................... 346 

Румянцева Л.И. Слово‐жест в поэтике постсимволизма ....................... 347 

Section 9. Legal Studies .............................................................................. 353 


SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Ботоева  Ч.К.  К  вопросу  о  формах  осуществления  функций            

государства ................................................................................................ 354 

Маматазизова Н.К. К вопросу о специфике субъекта административной 

ответственности ......................................................................................... 364 

Чулюкова  С.А.  Защита  права  собственности  и  иных  вещных  прав  в 

гражданском праве современной России ............................................... 373 

Section 10. Pedagogy ................................................................................. 380 

Андреева И.Н., Медведева З.В. Гражданско‐патриотическое воспитание 

личности в XXI веке .................................................................................... 381 

Васильев В.Г. Китаев В.С. Методика обучения решению прикладных  и 

практических задач по математике в начальной школе ........................ 389 

Дмитриева  Л.А.,  Чихачева  О.А.,  Лукьянов  А.С.  Компьютерное 

моделирование при изучении дисциплины «Детали машин и основы 

конструирования» ..................................................................................... 401 

Савва Л.И., Гасаненко Е.А. Интерпретация понятия имиджа в областях 

социально‐гуманитарного научного знания ........................................... 406 

Сазонова  Т.В.,  Рахимова  О.Н.,  Черноглазова  Г.Г.  Автоматизация 

проектирования как средство конструирования знаний при подготовке 

бакалавра ‐ строителя ............................................................................... 418 

Section 11. Medicine .................................................................................. 425 

Александров  М.Т.,  Сатушева  Е.В.,  Кукушкин  В.И.  Применение 

активированных  форм  хлорофиллсодержащих  препаратов  для 

проведения антимикробной фотодинамической терапии .................... 426 

Маль Г.С., Лазарева И.А. Роль ингибитора абсорбции холестерина  в 

достижении гиполипидемического эффекта у пациентов, страдающих 

ишемической болезнью сердца с атерогенными гиперлипидемиями 436 

Подопригора А.В., Сущенко А.В., Кукуев В.И., Комарова Ю.Н., Гордеева 

Т.А., Зотов А.И., Демченко Д.Н. Профилактика токсико‐аллергических 

осложнений при пользовании съёмными пластиночными протезами и 

ортодонтическими аппаратами ............................................................... 442 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Рустамова М.С., Бадалова М.Х., Курбанова М.Х. Эндокринный статус при 

метаболическом синдроме у женщин с гиперпластическими процессами 

репродуктивной системы ......................................................................... 448 

Хамаганова И.В., Мельниченко О.О. Биологически ложноположительные 

серологические  реакции  на  сифилис  при  онкологических        

заболеваниях ............................................................................................ 456 

Черницова  М.А.  Направления  коммуникационной  политики  малого 

инновационного фармацевтического предприятия .............................. 460 

Юров И.В. К вопросу нейропротекции в комплексной фармакотерапии 

пациентов  с  болезнью  Паркинсона  (мексиприм  –  целесообразность 

применения при акинетико – ригидной форме БП). ............................. 469 

Section 12. Psychology ............................................................................... 476 

Гончарова  В.П.,  Шитова  И.Ю.  Ментальные  карты:  инструмент 

визуализации мыслительной деятельности ........................................... 477 

Захарова М.В. Семья в системе ценностных ориентаций современных 

студентов ................................................................................................... 483 

Романова Е.А. Арт‐терапия «под видом игры»: диалектика культурных 

форм .......................................................................................................... 490 

Тембай Т.В., Фёдорова Е.И. Основные формы агрессии и враждебные 

реакции  у  несовершеннолетних  правонарушителей  и  учащихся         

школы ........................................................................................................ 499 

Section 13. Cultural Studies ........................................................................ 506 

Алипулатов И.С. Совершенствование вещательной политики на основе 

ценностей и исторических традиций ...................................................... 507 

Section 14. Earth Sciences .......................................................................... 517 

Глазырин  Е.А.,  Марфин  А.А.,  Клубнева  О.В.,  Шестопалов  В.Л.  Опыт 

мониторинга  береговых  процессов  Азово‐Черноморского  побережья 

Российской Федерации ............................................................................ 518 

 


SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

SECTION 1.               

PHYSICS AND 

MATHEMATICS 


10 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

OPENCL В ВЫЧИСЛЕНИИ ЭНЕРГИИ 

НАНОЧАСТИЦЫ 

КРАСИЛЬНИКОВ М.П. 

РОССИЯ, ТУВИНСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ 

СО РАН 

Аннотация. Рассматривается использование языка OpenCL для параллельного 

вычисления на GPU общей энергии металлической наночастицы, взаимодействие 

атомов  которой  описывается  парным  потенциалом  межатомного 

взаимодействия.  Производится  оценка  скорости  работы  предложенного 

алгоритма в сравнении с его непараллельной версией.

Ключевые  слова:  OpenCL,  параллельное  программирование,  энергия 

наночастицы, GPU.  Введение  В настоящее время принято считать, что наиболее развитым (и доступным)  средством теоретического изучения наночастиц является имитационное  решёточное моделирование на основе алгоритма Метрополиса [1]. По  сравнению с методами молекулярной динамики такой подход требует  существенно меньших вычислительных ресурсов и может быть реализован  и  на  обычном  персональном  компьютере.  Однако,  все  же  объём  вычислений,  которые  необходимо  произвести  для  достижения  наночастицей формы близкой к равновесной, достаточно велик. Для  ускорения  процесса  вычислений  в  таких  задачах  используются  всевозможные методы оптимизации вычислительного алгоритма, такие  как: понижение временной сложности [2], списки соседей [3], разбиение  модельного ящика (modeling box) на ячейки [4], и т.п. Однако следует  признать,  что  возможности  повышение  эффективности  этих  методов  практически исчерпаны. 

11 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Применяемый в стохастическом моделировании алгоритм Метрополиса 

имеет следующий вид: 

1. Производится  малое  изменение  состояния  системы  (например: 

случайный сдвиг одного из атомов наночастицы, или обмен между 

соседними узлами решётки); 

2. Если  при  этом  общая  энергия  системы  уменьшилась,  то  новое 

состояние принимается; 

3. Если при этом общая энергия системы не уменьшилась, то новое 

состояние системы принимается с вероятностью равной 

e

ΔE

kT

, где 

ΔE

–  изменение  энергии  частицы, 

k

 –  постоянная  Больцмана, 

T

 – 

температура; 

4. Переход к пункту 1. 

Известно, что бесконечное выполнение указанных выше шагов алгоритма 

приведёт к равновесному состоянию системы с больцмановским 

распределением энергии [5]. (Однако следует отметить, что в принципе не 

существует никах методов позволяющих оценить время прихода системы к 

равновесию.) 

Как  показывает  профилирование  компьютерных  моделей  наночастиц 

большая  часть  вычислительных  ресурсов  затрачивается  именно  на 

вычисление потенциала межатомного взаимодействия, а если учесть, что 

общая энергия наночастицы представляется в виде: 

U

об

=

i

U

i

 SEQ 

"Текст" 

где 

U

i

 – энергия взаимодействия 

i

‐го  атома  с  его  окружением,  а 

суммирование производится по всем атомам, то становится ясным, что основной 

объем вычислений – это вычисление сумм, которое хорошо распараллеливается 

на GPU. 

Таким образом, задача быстрого вычисления потенциалов межатомного 

взаимодействия  с  использованием  параллельных  возможностей  GPU 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

является актуальной и её решение позволит значительно ускорить процесс 

моделирования релаксации наночастиц.

Структуры данных и алгоритмы 

В наших моделях мы используем следующие структуры данных: 

type  

 AtomKind=(V, Al, Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au); //Вакансия, алюминий, 

никель... 

 PTnode=^Tnode;  

  Tnode = record  

   X, Y, Z: real;   //Координаты узла  

   who : AtomKind;   //Кем занят  

end;  

var   nodes : PTnode;  

 E : Treal;  

 M : array[Al..Au, Al..Au] of record D, a, r0 : real end;  

 SC : array[Al..Au, Al..Au] of record A, eps, C : real; n, m : integer end; 

Здесь  nodes  –  динамический  массив  атомов,  каждый  из  которых 

характеризуется своими координатами и сортом (химическим элементом), 

E – динамический массив энергий взаимодействия атомов с их окружением, 

M – параметры потенциала Морзе для описанных выше металлов, SC – 

параметры потенциала Саттона‐Чена. 

Поскольку нашей целью является оценка эффективности  параллельного  вычисления  общей  энергии  наночастицы  (а  значит  и  потенциала  межатомного взаимодействия) для простоты рассмотрения мы выбрали  простой и хорошо изученный парный потенциал, а именно потенциал  Морзе: 

V

ij

= De

−2a(r

ij

−r

)

− 2De

−a(r

ij

−r

)

(2)

Хорошо известно что парные потенциалы не могут дать вполне адекватного 

описания металлической наночастицы, однако, поскольку в данной работе 

нас интересует именно производительность вычислений, мы сознательно 

идём на такое упрощение, но заметим, что описанный ниже алгоритм 


13 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

параллельного вычисления общей энергии наночастицы изменится очень 

незначительно  в  случае  перехода  от  парного  к  многочастичному 

потенциалу. 

Вычисление общей энергии частицы будем производить по следующей 

формуле: 

E

об

=

i=1

j>i

N

V

ij

(3)

здесь 

N

 – общее число атомов частицы. 

Суть предлагаемого алгоритма приведена на Рисунке 1. В верхней строке и 

крайнем  левом  столбце  таблицы  перечислены  атомы  частицы  (их 

координаты  и  сорт).  Суммы,  обозначенные  на  рисунке  пунктирными 

стрелками мы будем вычислять параллельно. Затем для вычисления общей 

энергии наночастицы обычным образом производить их суммирование. 

Для реализации схемы вычислений, изображенной на Рисунке 1, на языке 

OpenCL (версия API 1.2) [6] было разработано ядро (kernel), текст которого 

приведён ниже. 

typedef struct __attribute__((aligned(8))) Tnode {  

 double X, Y, Z;  

 int who;  

} Tnode;  

Рисунок 1. Схема параллельного вычисления общей энергии наночастицы 


14 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

//var M : array[Al..Au, Al..Au] of record D, a, r0 : real end;  

typedef struct __attribute__((aligned(8))) TM {  

 double D, a, r0;  

} TM;  

__kernel void MCS(__global Tnode *n, __global TM *M, __global double *E, int 

N) {  

 int i = get_global_id(0);  

 double Rij;  

 int who, whom;  

 double ex; 

 who = (n[i].who ‐1)*9;  

 Rij = 0;  

 for (int j=i+1; j<N; j++) {  

  whom = who + n[j].who ‐1;  

  R = sqrt((n[i].X‐n[j].X)*(n[i].X‐n[j].X) + (n[i].Y‐n[j].Y)*(n[i].Y‐n[j].Y) + 

(n[i].Z‐n[j].Z)* (n[i].Z‐n[j].Z); 

  ex = exp(M[whom].a*(M[whom].r0 ‐ Rij));  

  E[i] += M[whom].D*ex*(ex‐2);  

 }  

Host‐программа, написанная на языке Free Pascal (версия 2.6.4), среди 

имеющихся  на  компьютере  вычислительных  устройств  выбирает  для 

вычислений графическую карту NVIDIA, создает три буфера в локальной 

памяти устройства для размещения в них: списка атомов (nodes), таблицы 

параметров потенциала межатомного взаимодействия (M или SC), энергии 

взаимодействия  очередного  атома  частицы  со  следующими  по  списку 

атомами (E); заполняет их необходимой информацией; ставит в очередь на 

вычисление OpenCL‐ядро; копирует в память Host содержимое буфера 

энергий; суммирует полученные энергии. 

Для  оценки  производительности  программы  был  написан  её  аналог 

выполняющий те же самые вычисления, но не в параллельном режиме, и, 

не на GPU, а на CPU. Далее, с помощью свободно распространяемого 

профайлера  Valgrind  (версия  3.10.1),  было  произведено  сравнение 


15 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

производительности этих программ. Для этого были созданы аморфные, но 

связные, наночастицы состоящие из атомов золота в количестве от 500 до 

10500  с  шагом  500  атомов.  Для  каждой  частицы  измерялось  время 

вычисления её общей энергии с помощью параллельной и непараллельной 

версий программы. На Рисунке 2 представлен график отношения времени 

вычисления  общей  энергии  наночастицы  непараллельной  версией 

программы ко времени вычисления параллельной версией в зависимости 

от числа атомов частицы.

Сравнение скоростей работы производилось на компьютере со следующей 

конфигурацией: 

CPU: Intel® Core™ i5‐3330 CPU @ 3.00GHz × 4  

RAM: 16 GB 

GPU: GeForce GTX 650/PCIe/SSE2  

  NVIDIA Driver Version: 352.68 

  Cuda Cores: 384 

  Total Memory: 1024 MB 

ОС: Ubuntu 14.04 LTS 64‐bit 

Рисунок 2. Отношение времени работы непараллельной версии ко 

времени работы параллельной версии программы вычисления общей 

энергии наночастицы 

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

10500

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Число атомов

tCPU/tGPU


16 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Как видно из рисунка максимальное увеличение скорости вычисления 

достигается для частицы, состоящей из 2500 атомов, затем в диапазоне от 

2500 до 4000 атомов она быстро падает, после чего медленно убывает. 

Отметим,  что  параллельная  версия  вычисления  общей  энергии 

наночастицы работает не менее чем в 400 раз быстрее её непараллельного 

аналога.

Вывод 

Предложенная схема дает не менее чем четырехсот‐кратное уменьшение 

времени  вычисления  общей  энергии  металлической  наночастицы,  что 

позволит значительно ускорить процесс моделирования. 

Список литературы:

1. Ковалёв  Е.В.,  Елохин  В.И.,  Мышлявцев  А.В,  Бальжинимаев  Б.С.  Новая 

статистическая  решеточная  модель  нанесенной  наночастицы:  влияние 

диссоциативной адсорбции на равновесную форму и морфологию поверхности 

частицы // Кинетика и катализ 2001. Т. 381. No2. С. 1‐5. 

2. Красильников  М.П.  Стохастическая  внерешеточная  модель  релаксации 

нанесенной наночастицы: линейная временная сложность // Вестн. Томского гос. 

пед. ун‐та (Tomsk State Pedagogical University Bulletin) 2012. No 7. С. 19‐25. 

3. Allen M.P., Tildesley D.J., Computer Simulation of Liquids 1991. p. 400. ISBN# 0‐19‐

855375‐7. 

4. Красильников М.П. Единый подход к построению решеточных и внерешеточных 

имитационных моделей активных наночастиц // Моделирование неравновесных 

систем: Материалы XIII всероссийского семинара. / Под. ред. В.В. Слабко; Отв, за 

вып. Г.М. Садовская; – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 2010. – 

С. 86‐91.  

5. Metropolis N., Rosenbluth A.W., Rosenbluth M.N., Teller A.H., Teller E., Equation of 

State Calculations by Fast Computing Machines // J. Chem. Phys. 1953. V. 21. pp. 1087–

1092. 

6. https://www.khronos.org/registry/cl/specs/opencl‐1.2.pdf доступ 16.12.2015. 

  


17 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

SECTION 2.                  

CHEMISTRY 


18 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

КООРДИНАТ ОБЛАСТЕЙ ПОВЫШЕННОЙ 

ИОНИЗАЦИИ В СЛОЕ F ИОНОСФЕРЫ 

КАТКОВ К.А., КАТКОВ Е.К.  

РОССИЯ, СЕВЕРО‐КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Аннотация.  В  статье  приводится  алгоритм  определения  по  навигационным 

радиосигналам  наличия  в  ионосфере  областей  повышенной  ионизации, 

вызванных искусственными причинами. Предлагаются процедуры определения 

полного  электронного  содержания  ионосферы  по  кодовым  и  фазовым 

измерениям  псевдодальностей,  а  также  определение  полосы  когерентности 

трансионосферного  канала  с  помощью  модифицированной  навигационной 

аппаратуры потребителей спутниковых радионавигационных систем. 

Ключевые  слова:  спутниковые  радионавигационные  системы,  ионосферные 

возмущения, навигационные сигналы, псевдодальность. 

Abstract. The algorithm of the determination happens to In article on navigational 

radio‐signals of presence in ionosphere of the areas raised to ionizing, caused artificial 

reason. The procedures of the determination of the full electronic contents of the 

ionosphere are Offered on code and phase measurements pseudo‐range, as well as 

determination of the band of coherent trans‐ionosphere of the channel by means of 

modified navigational equipment of the consumers satellite radio navigating systems. 

Keywords: satellite radio navigating systems, ionospheres disturbances, navigation 

signals, pseudo‐range. Бурное развитие инфокоммуникационных технологий в настоящее время  позволяет решать очень сложные задачи. Одной из таких задач является  определение параметров областей сильных ионосферных возмущений,  вызванных  искусственными  причинами.  Известно  [1],  что  возмущения  ионосферы  могут  происходить  под  влиянием  естественных  или  искусственных  источников  ее  ионизации.  Искусственные  возмущения 

19 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

ионосферы  (ИВИ)  возникают  в  результате  действия  различного  рода 

антропогенных  источников  ионизации,  сопоставимых  по  энергии  с 

естественными:  аварий  атомных  электростанций,  стартов  крупных  ракет, 

включения двигателей искусственных спутников Земли в космосе, падения 

крупного  космического  аппарата,  излучения  мощных  передатчиков 

радиосистем, взрывов в ионосфере, работы инжекторов плазмы и т.д.  

С середины 90‐х годов по настоящее время в США на Аляске (п. Гаккона) 

развернуто  строительство  грандиозного  комплекса  ХААРП  (HAARP)  для 

исследования ИВИ в слое F,  создаваемых  путем  радионагрева.  Он 

обеспечивает в диапазоне 

210МГц

 мощность излучения 

10

~10 Вт

t

P . 

Такой  радионагревный  комплекс  обеспечивает  мощность  излучения  в 

ионосферу, которая превышает солнечное в 

6

10  раз.  

Для обеспечения требуемого уровня надежности систем космической связи 

необходимо  знать,  какие  именно  участки  ионосферы  подвергаются 

радионагреву, и каковы характеристики возникающих при этом областей 

повышенной ионизации (ОПИ) в ионосфере. Очевидным шагом в этом 

направлении  является  создание  обширной  сети  станций  ионосферного 

зондирования.  В  то  же  время,  уже  сейчас  полностью  развернуты  две 

глобальные  спутниковые  радионавигационные  системы  (СРНС)  – 

отечественная ГЛОНАСС и американская GPS. Высота орбит навигационных 

космических  аппаратов  (НКА)  около  20000  км,  а  следовательно,  все 

навигационные  радиосигналы  (НРС)  постоянно  проходят  через  F‐слой 

ионосферы. В случае возникновения сильных ионосферных возмущений 

эти  сигналы  неминуемо  будут  подвержены  искажениям.  Число 

одновременно «наблюдаемых» НКА в настоящее время достигает 30.  С 

введением в строй новых СРНС это число возрастет.   

Целью  статьи  является  разработка  методики  обнаружения  ОПИ  при 

искусственных  ионосферных  возмущениях  по  навигационным 

радиосигналам современных СРНС. 

Создание  ИВИ  в  слое  F  характеризуется  количественным  изменением 

значений таких  физических параметров ионосферы, как интенсивность 

20 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

неоднородностей    (от 

2

10

 до 1) и максимальная средняя ЭК 

m

N  (от 

11 12 3

210 210 эл/м  до 

14 3

210 эл/м ),  обуславливающих  возрастание 

величины  среднего  квадратичного  отклонения  (СКО)  флуктуаций  ЭК  в 

неоднородностях  ионосферы 

Nm

N 

  (от 

93

210 эл/м  до 

10 3

210 эл/м  

при естественных возмущениях ионосферы и до 

14 3

210 эл/м  при ИВИ) [2].  

Экспериментальные  и  теоретические  исследования  [3,  4]  по  оценке 

влияния рассеивающих свойств искусственно возмущенной ионосферы на 

характеристики космических систем передачи информации показывают, 

что в условиях ИВИ рассеивающие свойства её неоднородностей вызывают 

мерцания,  которые  могут  проявляться  как  общие,  так  и  частотно‐

селективные  замирания  (ЧСЗ).  При  этом  тип  возникающих  замираний 

зависит от несущей частоты (

f ) и от ширины спектра (

F ) передаваемых 

сигналов. При использовании широкополосных сигналов в космических 

средствах передачи информации ухудшение их характеристик при ИВИ 

может быть более значительным, чем при использовании узкополосных 

радиосигналов [1].  

Навигационные радиосигналы (НРС) в СРНС имеют широкую полосу спектра 

(ΔF

≈ 1МГц или 10МГц). При ИВИ, создаваемых на высотах её F‐слоя, полоса 

когерентности трансионосферного канала связи 

K

F  сужается и становится 

меньше ширины спектра НРС, то есть, в этом случае в СРНС будет 

выполняться условие 

1

K

FF – возникновение  ЧСЗ принимаемых НРС 

[5, 6]. Отношение 

0 K

FF   назовем степенью ЧСЗ принимаемых НРС.  

Можно  предположить,  что  НРС,  который  подвергается  ЧСЗ,  будет 

проходить через ОПИ. При этом, если только часть навигационных сигналов 

будет подвергаться ЧСЗ, то можно сделать вывод о локальности ОПИ, а это, 

в свою очередь, позволяет говорить о мелкомасштабных искусственных 

возмущениях ионосферы. Следует заметить, что ЧСЗ принимаемых НРС 

может возникнуть уже после прохождения их через ионосферу. Поэтому, 

для вывода о наличии ионосферных возмущений необходимо определять 

величину СКО флуктуаций ЭК в неоднородностях ионосферы 

N

21 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Таким образом, признаками наличия ОПИ в ионосфере будут являться 

увеличение СКО  флуктуаций ЭК в неоднородностях  ионосферы 

N

, и 

возникновение ЧСЗ 

1

K

FF на трассе распространения НРС. 

Способ определения полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы с 

учетом  её  неоднородностей  по  данным  двухчастотного 

радионавигационного  приемника  СРНС  базируется  на  использовании 

выражения [7]: 





22

11

11 2 2

22

11

,

40.3

S

ff

NLL

ff

 



           (1) 

где 

1

f , 

2

f  – несущие частоты НРС; 

1

L , 

2

L  – число оборотов фазы радиосигналов; 

,( 1;2)

m

m

c

m

f

 

 – длина волны на частоте 

m

f . 

Имея ряд оценок ПЭС, проведенных за интервал времени  T, получают 

значение СКО ПЭС: 

                

___

() () ,

T

S

NS

Nt N tdt









          (2) 

где 

___

()SNt – математическое ожидание величины ПЭС. 

Согласно [1], величину СКО флуктуации ЭК в неоднородностях ионосферы (

Ni

)  на  трассе  прохождения  i‐го  НРС  можно  оценить,  используя 

выражение:  

           

sin

,

Ni

Ni

Э S

hl

 

 

                             (3) 

где 

i

  – угол места НКА; 

Ý

h  – высота эквивалентной ионосферы ( 400 км

Э

h  ); 

S

l  – характерный размер ионосферных неоднородностей (обычно принимают 

400...600 м

S

l  ). 

22 

SCIENCE, TECHNOLOGY AND LIFE ‐ 2015

Proceedings of materials the international scientific conference

Czech Republic, Karlovy Vary ‐ Russia, Moscow, 24‐25 December 2015 

Данная оценка является приблизительной. При этом использование такого 

способа определения 

N

 потребует отказа от одномоментных измерений 

псевдодальности. 

Для  определения  факта  наличия  и  степени  ЧСЗ  радиосигнала 

навигационная аппаратура потребителя СРНС должна иметь информацию о 

величине полосы когерентности трансионосферного канала связи (

k

F ). В 

то же время, отсутствие точной информации о размерах ионосферных 

неоднородностей (

,

m

L L ), не позволяет точно ее определить. Для того 

чтобы  определить  величину 

k

F  при  неизвестных  априорно  размерах 

ионосферных  неоднородностей  предлагается  использовать 

широкополосность НРС. Необходимо разделить широкополосный НРС на 

спектральные составляющие и проверить условие их коррелированности. 

Широкополосный НРС с шириной спектра 

F  с  помощью  полосовых 

фильтров  делится  на  частотные  составляющие  с  шагом    в  течение 

промежутка времени  15T  сек. Тем самым выделяются составляющие 

спектра 

101

,..., , , ,...,

nn

fffff



...

nn

f f

, симметричные относительно средней 

частоты спектра 

f . Затем определяется коэффициент корреляции между 

ними, согласно выражения [5]: 



________ _______

))

22

________ _______

))

() ( ) () ()

() ( ) () ()

kk kk

kk kk

Pf Pf Pf Pf

KF

Pf Pf Pf Pf























,                           (4) 

где  ()

k

P f  – мощность сигнала на частотной составляющей 

k

f ; 

______

()

k

P f – среднее 

за период времени T значение мощности на частотной составляющей 

k

f . 

Корреляционная функция навигационного 



       
Knihkupectví Knihy.ABZ.cz - online prodej | ABZ Knihy, a.s.
ABZ knihy, a.s.
 
 
 

Knihy.ABZ.cz - knihkupectví online -  © 2004-2018 - ABZ ABZ knihy, a.s. TOPlist