авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |

«ЦЕНТР НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК EAST FINANCIAL SERVICES AND CONSULTING ООО «ИСТ ФАЙНЕНШИЭЛ СЕРВИСИЗ ЭНД КОНСАЛТИНГ» ДИСКУССИЯ ТЕОРЕТИКОВ И ПРАКТИКОВ ...»

-- [ Страница 6 ] --

- цели и задачи образовательных программ студенческого самоуправ ления;

- организационные формы, методы и средства студенческого само управления.

К.М. Хоруженко в энциклопедическом словаре по культурологии оп ределяет потенциал культурный, как условный показатель, отражающий Сластёнин, В.А. Методика воспитательной работы: учёб. пособие / В.А. Сла стёнин. – М.: Академия, 2004. – 144 с.

способность культуры к функционированию, выживанию и развитию при оптимальных социально-экономических условиях той или иной страны 1.

Таким образом, можно сделать вывод, что культурный потенциал сту денческого самоуправления – это особая сфера и форма деятельности, имеющая своё содержание и свою структуру, а вместе с тем воздействую щая на остальные сферы бытия, в том числе на социальные отношения и политику. Культура создаёт то поле и способ общения, в котором форми руется культура каждой академической группы, со своей внутренней структурой, но отмеченное самобытностью, отделяющей это общество от других.

Литература 1. Луков, В.А. Теоретические и методологические основы изучения молодёжного и детского движения / В.А. Луков / Молодёжные и детские общественные объединения: проблемы преемственности деятельности и исследований. – М.: Логос, 2002. - 162 с.

2. Молодёжная политика: проблемы, перспективы. – М.: МГУКИ, 2007. - 40 с.

3. Сластёнин, В.А. Методика воспитательной работы: учёб. пособие / В.А. Сластёнин. – М.: Академия, 2004. - 144 с.

4. Словарь иностранных слов / под ред. Л.Н. Комаровой. 15 изд., ис правл. – М.: Русский язык, 1998. - 608 с.

5. Философский энциклопедический словарь / гл. ред. Л.Ф. Ильичёв, Н.П. Федосеев, С.М. Ковалёв, В.Г. Панов. – М.: Советская энциклопедия, 1983. – 840 с.

6. Чирков, О.А. Студенческие организации: теория и практика управ ления / О.А. Чирков. – М.: РЭА, 2000. – 334 с.

7. Шафиков, М.Т. Потенциал: сущность и структура / М.Т. Шафиков // Социально-гуманитарные знания. – 2002. – №1. – С. 8. Хоруженко, К.М. Культурология. Энциклопедический словарь / К.М. Хоруженко. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1997. - 640 с.

9. Ярмакеев, И.Э. Воспитание будущего учителя в процессе педагоги ческого образования (профессионально-смысловой контекст) / И.Э. Ярмакеев. – М.: Гуманитар. Изд. Центр ВЛАДОС, 2005.

Хоруженко, К.М. Культурология. Энциклопедический словарь / К.М. Хоружен ко. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1997. – 640 с..

Сущность и содержание социального управления демографическими процессами региона Переверзева Н.Ю. Институт современной экономики, Ахтубинское представительство Решение проблем демографии и управления демографическими про цессами является одним из приоритетных направлений социальной госу дарственной политики в России в силу наблюдающегося демографического кризиса и депопуляции последние 17 лет, как в России, так и в мировом сообществе.

Роль демографических процессов в социально-экономическом разви тии исследовали отечественные учёные: А. Антонов, В. Борисов, Д. Вален тей, Н. Вишневская, А. Вишневский, Ж. Зайончковская, С. Капица, Б. Урланис, В. Ядов и другие. Некоторые результаты исследований этих учёных легли в основу методологии исследования состояния и классифи кации факторов демографической ситуации в России, формирования сце нариев и моделей развития демографической ситуации в России в условиях разной степени проявления депопуляционных процессов.

Основой разработки концептуальных подходов к социальному управ лению демографическими процессами региона современного российского общества в условиях трансформации являются фундаментальные теории социологии управления и социологии региона. Это немецкая социально экономическая и политическая география XIX – первой половины XX в.

(Л.И. Мечников, Ф. Ратцель, К. Хаусхофер и др.), классическая европей ско-континентальная и английская холистская социология (Э. Дюркгейм, О. Конт, Г. Спенсер, Ф. Теннес, и др.), а также немецкая историческая по литическая экономия середины XIX – начала XX в. (Б. Гильдебранд, В. Зомбпрт, К. Маркс, В. Рошер, Г. Шмоллер и др.) Содержательные аспекты социальных процессов в условиях социаль ных трансформаций и роли государства в этих процессах исследовались В.Э. Бойковым, В.Е. Гимпельсоном, Л.А. Гордоном, Т.И. Заславской, Э.И. Клоповым, Е.Ф. Молевичем, А.А. Сарно, А.В. Тихоновым, Ж.Т. То щенко, Б.Г. Тукумцевым, В.В. Щербиной, В.А. Ядовым и др.

Количественные и качественные изменения демографических процес сов за последние десятилетия исследовались специалистами в регионах РФ.

Демографические процессы и социально-экономическое развитие го сударства, его регионов взаимно обусловлены. Демографические процессы (рождаемость, миграция населения), с одной стороны, обеспечивают рост © Переверзева Н.Ю., и приток людских производственных ресурсов для обеспечения и развития социальной сферы и экономики. С другой стороны, уровень социально экономического развития регионов, уровень развития социальной сферы (образования, культуры, здравоохранения и др.) обуславливают динамику изменения демографических процессов: рождаемость, смертность, брач ность, старение, миграцию, рост или сокращение трудоспособного населе ния, отток коренного или приток некоренного населения.

Социальная практика свидетельствует, что в настоящее время прева лирующее большинство регионов РФ находятся в сложном демографиче ском положении убыли населения, что негативно сказывается на их социально-экономическом развитии. Сокращается производство промыш ленных и сельхозресурсов. Регионы теряют ресурсы самообеспечения, становятся дотационными из средств федерального бюджета.

При оценке социальной обстановки демографической ситуации на примере Нижнего Поволжья (Астраханская, Волгоградская, Саратовская области) в процессе исследования выявлено, что в данном регионе осуще ствляется целенаправленная работа по улучшению демографической си туации. Разрабатываются программы регионального развития, осуществляется комплекс мер в сфере образования, здравоохранения, заня тости, решаются вопросы обеспечения жильём, проблемы миграции насе ления, осуществляется контроль их реализации. В областях на уровне министерства здравоохранения прогнозируется рост рождаемости и пре вышения её над смертностью к 2013-2014 гг. В настоящем ситуация иная.

Так по данным управления статистики Саратовской области – одном из ре гионов Нижнего Поволжья – число умерших за 2009 г. в 1,4 раза превыси ло число родившихся. Естественная убыль населения области сократилась на 4,3 % по сравнению с 2008 г. и составила 4,4 чел. на 1000 жителей. В 2009 г. исполнительной властью Саратовской области утверждён объём доходов консолидированного бюджета в сумме 70,4 млрд. руб., расходов – 76,9 млрд. руб. Собственные доходы региональной казны в 2009 г. соста вили 57,4 млрд. руб., расходы – 63,8 млрд. руб. Остальное финансирование – за счёт федерального бюджета.

Ещё в одном регионе Нижнего Поволжья – Волгоградской области по мнению большинства специалистов в 2009 г. демографическая ситуация, как и в России в целом, оценивалась как критическая. Анализ динамики двух факторов – рождаемости и смертности – позволяет сделать вывод о том, что в Волгоградской области наблюдается «отрицательный прирост населения». И по предварительным прогнозам демографов, подобная си туация сохранится в ближайшее десятилетие.

По оценке экспертов управления статистики Волгоградской области, численность постоянного населения области по состоянию на 01.05.2010 г.

составила 2586,3 тыс. чел. и уменьшилась за период с начала года на 3,6 тыс. чел., или на 0,1 %. Демографическая ситуация в январе-апреле 2010 г. по сравнению с соответствующим периодом 2009 г. характеризова лась снижением числа родившихся на 2,8 %, числа умерших – на 6,1 %.

Естественная убыль населения сократилась на 15,0 %. Число умерших пре высило число родившихся в 1,3 раза.

В Волгоградской области существует бюджетный дефицит, воспол няемый за счёт дотаций из федерального бюджета. Однако администрация области в 2010 г. предлагает снизить на 3 % бюджетный дефицит, который должен составить 12 %. Этот показатель по оценкам экспертов гарантирует устойчивость финансовой ситуации в регионе. В настоящее время по раз меру государственного долга Волгоградская область имеет значительно лучшие позиции в сравнении с другими регионами по соотношению объё ма бюджета и численности населения.

В ещё одном регионе Нижнего Поволжья – Астраханской области на 01.01.2010 г. по населению (1007,1 тыс. чел.) занимает 52-е место в России.

По предварительной оценке федеральной службы государственной стати стики, численность постоянного населения области на 01.01.2010 г. соста вила 1007,1 тыс. чел., что на 5,3 тыс. чел. больше, чем на начало 2009 г.

Увеличение численности населения области в 2009 г. произошло одновре менно как за счёт естественного, так и миграционного прироста населения.

В области, благодаря реализации в 2009 г. мер, способствующих поддер жанию положительных тенденций демографических процессов, естествен ный прирост населения, то есть преобладание числа родившихся над числом умерших, увеличился и составил 823 чел., что в 1,5 раза выше по казателя 2008 г. Благодаря активной и целенаправленной работе регио нальных властей произошли заметные перемены в отношении преодоления многолетнего демографического кризиса. В 2009 г. по объёму финансиро вания региональных программ демографического развития Астраханской области оно выполнено на уровне 90 % от запланированного. Финансиро вание программ в 2009 г. значительно ниже уровня 2008 г. на 50 % (3444, млн. руб. в 2009 г. к 7724,6 млн. руб. в 2008 г.). Однако запланировано большая доля финансирования в 2010 г. по всем источникам финансирова ния.

В результате реализации программных мероприятий, направленных на развитие народонаселения, были отмечены позитивные демографиче ские процессы в регионе Нижнего Поволжья: улучшение медико демографической ситуации;

формирование приоритета здорового образа жизни детей, ведущего к снижению заболеваемости, инвалидности, сокра щению детской смертности, и, соответственно, к развитию здорового по коления;

повышение качества и уровня жизни населения, особенно сельских жителей;

укрепление семейных отношений и снижение социаль ной напряжённости в обществе;

снижение уровня преступности и т.п.

Таким образом, социальная практика показывает, что целенаправлен ное социальное управление демографическими процессами с включением в систему регулирования различных институтов гражданского общества, адаптированных региональных программ развития к специфике региона согласно Концепции демографического развития до 2025 г., способствует эффективному регулированию и стабилизации демографической ситуации.

Так в Астраханской области благодаря рациональному социальному управлению демографическими процессами на начало 2010 г. зафиксиро ван прирост населения более 800 чел., что само по себе является положи тельным показателем его эффективности.

Однако, несмотря на стремление к решению проблем демографиче ской ситуации со стороны областных администраций региона Нижнего Поволжья, вопрос финансирования мероприятий, направленных на её улучшение, остаётся нерешённым на планируемом уровне. Большая доля финансирования мероприятий по улучшению демографической ситуации в областях является дотационной из федерального бюджета.

В данном случае проявляется сторона объектно-субъектных противо речивых отношений между государством и регионом в социально экономическом регулировании демографическими процессами.

Решение проблем демографического развития, социально экономического развития региона возможно благодаря целенаправленному рациональному социальному управлению в регионе, региональному регу лированию с учётом его социально-экономической специфики.

Система управления демографическими процессами в регионе вклю чает: систему федеральных и региональных органов власти;

совокупность функций, осуществляемых государственными органами, а также разнооб разные методы, ресурсы, используемые для реализации этих функций;

сис тему государственной службы;

систему связей (прямых и обратных), возникающих между объектами и субъектами управления и т.д.;

систему общественных институтов, участвующих в регулировании демографиче скими процессами;

систему формального и неформального управления.

Регион, с одной стороны, как единица государственного управления, выступает в качестве подсистемы (объектной) и с другой стороны – в каче стве самоуправляющейся системы (субъектной), которые находятся в про тиворечивом единстве. Как социально-экономическая система регион несёт в себе предпосылки эффективного функционирования и развития, но также и возможность системного кризиса вплоть до разрушения в случае неадекватного управления им. Формирование региона как объекта госу дарственного управления и субъекта самоуправления происходит в резуль тате разделения полномочий между федеральным центром и регионами, появления равноправных субъектов Федерации в условиях, когда в ходе реализации государственной региональной политики обновляется сам фе деральный центр. При этом собственная политика субъекта РФ заключает ся в создании дееспособного, обладающего значительной автономией, способного к самоорганизации и саморазвитию регионального сообщества.

Каждый регион отличается своей экономической и социальной структу рой, местом в решении региональных и общегосударственных задач. По этому демографические, социально-экономические процессы, протекающие в регионе и требующие управления, должны отвечать инте ресам решения задач, присущих конкретному территориальному образова нию.

Вот почему актуальное значение приобретает исследование социаль ного управления демографическими процессами региона, их регионально го управления, в том числе реализации адаптированных региональных программ демографического развития в современных условиях.

Если рассматривать мировой опыт регионального развития в различ ных странах, то следует отметить, что необходимость активной государст венной региональной политики в различных странах порождена специфическими причинами и историческими особенностями развития.

Как показывает мировой опыт «региональная политика» возникла одно временно с появлением крупных государств. Мировой опыт экономиче ского развития свидетельствует, что целенаправленная смена технологий, интеграционные процессы науки и образования позволяют экономике бы стро выйти из состояния длительной депрессии и кризиса.

Социальное управление демографическими процессами в регионе можно представить по нескольким уровням практической реализации:

1. Научно-практический уровень: преобразования с максимальным информационным и технологическим обеспечением 2. Традиционно-рациональный уровень: преобразования с использо ванием обратной связи, с учётом адаптации, саморегуляции и саморазви тия 3. Авторитарно-харизматический уровень: преобразования с исполь зованием исключительных качеств личности руководителя без учёта об ратной связи, адаптации, саморегуляции и саморазвития 4. Административно-бюрократический уровень: монопольные преоб разования без адаптации и самоорганизации 5. Волюнтаристический уровень: некомпетентные решения, несис темный подход, абсурдность и т.п.

Из существующих уровней реализации социального управления пер вые три являются оптимальными для осуществления реализации адаптиро ванных технологий и программ социально-экономического развития региона. Последние два уровня являются противоположными и негатив ными в системе социального управления.

В постановке управленческих целей при управленческой деятельности демографическими процессами следует учитывать не только рациональ ную основу принятия решений и обусловленную эффективность, но и со циальную ценностную составляющую субъекта принимающего решение, учёт которой в рациональных моделях (алгоритмах, механизмах не прово дится), а также личную заинтересованность в осуществляемой деятельно сти по эффективности социального управления. Эффективность социального управления демографическими процессами региона при ис пользовании адаптированных усовершенствованных технологий и про грамм социально-экономического развития зависит от учёта всех альтернатив, определяющих и корректирующих стратегические и тактиче ские цели.

Важной составляющей в процессе принятия решений по региональ ному социальному управлению демографическими процессами является процедура целеполагания и постановки ряда задач, которые можно заяв лять в программах социально-экономического развития региона при уча стии ветвей власти. Это законодательная власть: Городская Дума, Советы Депутатов;

исполнительная: Административные структуры Муниципаль ных образований, области, структура налоговых органов, казначейства, управления внутренних дел;

судебная: суды, прокуратура.

Ставя стратегической целью повышение эффективности регионально го социального управления демографическими процессами для обеспече ния достижения целей социально-экономического развития региона можно определить комплекс задач, согласно которым разработать механизм ре гионального управления (см. табл.).

Таблица Цели оптимального функционирования рычагов регионального социально го управления демографическими процессами Стратегическая цель:

повышение эффективности регионального управления социально демографическими процессами для обеспечения достижения целей социально-экономического развития региона Цель 1 Создание оптимальной структуры регулирования и системы распределения функций для обеспечения эффективной работы рычагов регионального управления Цель 2 Снижение уровня государственного регулирования Цель 3 Разработка адаптированных технологий и программ региональ ного управления Цель 4 Повышение эффективности и результативности финансовых механизмов регулирования Цель 5 Укрепление механизмов прозрачности и внешней подотчётно сти органов исполнительной власти на региональном уровне При разработке механизма регионального социального управления демографическими процессами учитывается мировой опыт регионального управления, цель и задачи региональной политики Европейского Союза, генерализированные цели региональной политики мирового сообщества.

Процесс превращения Западной Европы, состоящей из государств, «в Европу регионов» представляет собой классический вариант региональной социально-экономической интеграции, который развивается по направле нию к европейскому федеративному государству. С самого начала Евро пейское объединение (Европейское сообщество или Общий рынок) было ориентировано на федеративный государственный порядок.

Усиление экономической и социальной интеграции преодоление дис пропорций между различными регионами и отсталости регионов является целью европейской региональной политики. Модели партнёрства (партнё ры социальные и экономические) возможны в зависимости от статуса ре гионов. Так, в странах федеративного типа, со значительным объёмом предметов ведения и полномочий субъектов Федерации, возможно сотруд ничество с региональными и местными властями.

Реализация принципов субсидиарности и партнёрства, составляющих основу региональной политики в Европейском Союзе, позволила бы Рос сии совершенствовать систему экономического федерализма, обеспечила механизмы согласования интересов субъектов Федерации и предотвратила опасность превращения конституционной федерации в договорную.

Стратегия регионального развития в условиях федеративного госу дарства и формирующегося гражданского общества не сводится к страте гии управления региональным развитием со стороны федерального центра.

Очевидно, что государство должно иметь свою стратегию, в первую оче редь в плане пространственного и отраслевого развития. Сложившаяся ми ровая практика признаёт за государством региональную политику, направленную на поддержание, прежде всего, депрессивных и проблемных регионов, при этом стратегия развития благополучных регионов является прерогативой самих регионов. Одновременно должна формироваться стра тегия более общего плана, которая должна иметь целостный характер, ре ально учитывать множество позиций участников регионального развития и быть принята не только на аппаратном уровне, но и элитой региона и стра ны. Очевидно, такая стратегия подразумевает иную технологию формиро вания и сопровождения 1.

В условиях недостатка финансовых, кадровых и других ресурсов у го сударства сам подход к регионам только с позиции руководства и управле ния не может быть достаточно эффективным. При сохранении за государством административной функции более эффективной является по зиция организации регионального развития на основе саморазвития регио на с качественно более высоким уровнем соорганизации органов государственной власти и всех активных институтов общества согласно Концепции демографического развития до 2025 г.

Однако концепция не подкреплена в нужной мере механизмами и ин струментами её реализации. В частности, необходимым и фактически главным по смыслу самой концепции условием её реализации является разработка Генеральной схемы пространственного развития Российской Федерации. В то же время, судя по тексту концепции, такой ясной схемы пока нет, вследствие чего вся работа регионов по формированию и осуще ствлению стратегий демографического развития оказывается лишённой основного механизма, заложенного в концепции. Другой механизм – зако нотворчество, направленное на закрепление ряда положений концепции, Смирнов, Е.П. Конкурентоспособный регион: концепция и пилотный проект инновационного развития российских регионов / Е.П. Смирнов // Труды Международ ной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». – Самара. – 24–28 июня 2006 г. – С.14–15.

по ряду позиций представляется преждевременным из-за недостатка опыта стратегического планирования в регионах, необоснованность и критиче ское отношение к ряду положений концепции со стороны экспертного со общества и региональных элит.

Социальный опыт показывает, что как правило, региональное управ ление осуществляется не по чёткому алгоритму, выработанному механиз му с прогнозом осуществляемой деятельности, а по мере поступления проблем и решения вопросов органов власти с крупными лидерами сооб щества в социально-экономической сфере. В данном случае находит отра жение сторона формального и неформального управления.

Современные российские теории управления, и принятия решений в частности, обходят особенность взаимовлияния субъекта и объекта соци ально-экономического процесса, так как она требует изменения не только существующих моделей управленческого процесса, но и способа мышле ния людей, осуществляющих управленческую деятельность 1.

Сущность социального управления демографическими процессами региона заключается в их оптимальном рациональном регулировании с це лью социально-экономического развития региона и страны в целом. Эф фективность управления в социальных системах, по мнению экспертов, зависит от многих факторов: особенностей региона в геополитическом его расположении;

материальной ресурсной базы;

интеллектуального капитала (и потенциала);

финансирования и кадрового обеспечения;

этнического, национально-религиозного состава населения, плотности населения и его половозрастного состава;

социально-экономического уровня развития ре гиона. А также от существующих общественных институтов и механизмов социального регулирования. Многозначным является и личная морально нравственная заинтересованность руководителей в эффективном социаль ном управлении демографическими процессами региона.

Как показывает социальная практика, формальное управление и зако нодательное закрепление слабо проработанных механизмов, требований и ограничений приводит к противоположному от желательного эффекту.

Литература 1. Смирнов, Е.П. Конкурентоспособный регион: концепция и пилот ный проект инновационного развития российских регионов / Е.П. Смирнов // Труды Международной конференции «Проблемы управления и модели рования в сложных системах». – Самара. – 24–28 июня 2006 г. – С. 12–16.

Якунин, В.И. Теоретические аспекты проблемы эффективности государствен ного управления [Текст] / В.И. Якунин, С.С. Сулакшин, А.Н. Тимченко // Власть. – 2006. – № 8. – С. 2. Якунин, В.И. Теоретические аспекты проблемы эффективности го сударственного управления [Текст] / В.И. Якунин, С.С. Сулакшин, А.Н. Тимченко // Власть. – 2006. – № 8. – С. 17-22.

Московский стиль в архитектуре Южного Урала XIX – начала XX вв.

Пономаренко Е.В. * Южно-Уральский государственный университет Понятие Южный Урал – географическое. Этот регион включает тер риторию Челябинской и Оренбургской областей, а также частично Башки рию. В районе городов Кыштым и Златоуст Челябинской области водораздельный хребет поворачивает к юго-западу, выпуклой стороной к Сибири. Начиная от горы Юрмы, Уральские горы продольными долинами разделяются на три параллельных отрога. Средний является продолжением хребта, восточный называется Ильменскими горами, а западный – Урен гойским кряжем. Далее к югу рельеф распадается на незначительные воз вышенности – Общий сырт и Губерлинские горы, отдельные гряды которых доходят до Аральского бассейна.

Освоение региона русскими началась с южных границ в XVI веке, и продолжилось в XVII веке на северных рубежах территории. Казачьи кре пости и остроги явились заметным новшеством в системе расселения, ко торое положило начало её коренным изменениям. Это были Уфа – 1574 г., Мензелинск – 1586 г., Бирск – 1574 г., Солеваренный городок (Табынск – 1574 г). Во второй трети XVIII века наступил новый этап строительства крепостей на Южном Урале. Вслед за основанием главного опорного пункта – Оренбурга – в 1736 г. создаётся Самарская дистанция – ряд кре постей и редутов, которые шли от города Самары по реке Самаре к реке Яику (Уралу). Затем появляется ещё целый ряд укреплённых линий, кото рые соединили Самарские крепости с Сибирскими 1.

Одновременно со строительством крепостей второй трети XVIII века на Южном Урале впервые появляются регулярные принципы градострои тельства и стилевая архитектура. Однако людьми, непосредственно во площавшими в жизнь эти принципы, чаще всего являлись не профессиональные архитекторы, а инженеры, каменщики, плотники и зем * © Пономаренко Е.В., Рычков, П.А. Топография Оренбургской губернии / П.А. Рычков. – Оренбург, 1887. – С. 335-341.

лемеры, работавшие в Оренбургском казачьем войске и в учреждениях Оренбургской губернии, образованной в 1744 г. Как и во многих перифе рийных регионах, важнейшую роль в области внедрения регулярных принципов архитектуры играли проекты, присылаемые из Петербурга вме сте с генеральными планами поселений.

Важную роль в создании выдающихся архитектурных ансамблей пер вой половины XIX века в регионе сыграли архитекторы заводов, которые появились после образования в 1807 г. системы горных округов и Горного правления. Основная их часть получила образование в Академии худо жеств, что определило влияние петербургской школы на архитектуру Юж ного Урала. Характерно, что большинство этих архитекторов работало в Перми (где находилось Горное правление) и в Екатеринбурге. Поэтому влияние петербургской архитектурной школы всегда переплеталось с осо бенностями уральского зодчества. Например, ясно прослеживалось влия ние архитектора М.П. Малахова, большую часть жизни работавшего в Екатеринбурге, но строившего и на Южном Урале.

В первой половине XIX века влияние московской школы зодчества на Южном Урале осуществлялось посредством строительства отдельных со оружений в заводских имениях по проектам московских архитекторов, ав торство которых в большинстве случаев документально доказать невозможно. Тем не менее, в этих сооружениях ясно прослеживаются чер ты московской школы.

Характерным примером являются сохранившиеся ротондальные церкви Миньярского завода и села Илек, приписанного к этому же заводу.

Существовала, также, Преображенская церковь в Верхнем Уфалее, которая ныне разрушена. Преображенский храм был сооружён в 1819 г. и являлся несколько упрощённым повторением Вознесенского в Миньяре. В компо зиции, планировке и декоре этих церквей присутствуют типичные приёмы М.Ф. Казакова и В.И. Баженова. Время строительства (после смерти М.Ф. Казакова) позволяет предположить, что эти проекты принадлежат одному из учеников Архитектурного училища, которое он возглавлял. По неподтверждённым сведениям это мог быть Ефим Герасимович Малютин.

Введенская церковь в Миньяре была построена в 1819 г. Поставленная в центре города-завода, она являлась главным высотным ориентиром ко лоритного поселения. В месте размещения завода речка Миньяр впадает в более полноводный, разделяющийся на два рукава Сим. По свидетельству XIX века посёлок был «расположен на гористом месте при слиянии реки Миньяра с рекой Симом. Всё селение окружено лесом и высокими горами.

Заводским прудом и канавою оно разделено на две неравных части» 1.

Композиционно церковь включает ротондальную часть, прямоуголь ную часть (трапезную с двумя приделами) и колокольню, расположенные последовательно. Колокольня имеет в основании квадрат со слегка ско Путеводитель по Уралу (издание газеты «Урал»). – Екатеринбург: Издание га зеты «Урал», 1899. – С. 78.

шенными углами. Она пристроена к одноярусному основному объёму (трапезной), который в плане является прямоугольником со скруглёнными углами. Внутри этого объёма находятся две пары столбов, разделяющие его на нефы. В восточной части рассматриваемого объёма в южном и се верном углах выделено стенами два придела с отдельными престолами.

Проход между этими приделами ведёт в ротондальную часть, в восточном конце которой находятся алтарь и амвон. С севера и юга в стенах ротонды проектом было предусмотрено два входа с широкими крыльцами, которые не были построены. Основные входы находятся в северной и южной сте нах колокольни. В западной стене колокольни располагается лестница 1.

Рис. 1. Введенская церковь в Миньяре Сходную трактовку ротонды и планировку церквей можно обнару жить в коллекции архитектурных альбомов М.Ф. Казакова, хранящейся в Государственном научно-исследовательском музее архитектуры им.

А.В. Щусева. Н.Ф. Гуляницкий, исследовавший «Альбом церквей XVIII века» (инв. № З1-12296), выделяет среди этих чертежей храмы составного типа, которые состоят «из самостоятельных, подчинённых оси объёмов – главной («настоящей») церкви, трапезной, колокольни – с различными ва риантами комбинаций объёмов» 2.

Введенская церковь в Миньяре тоже может быть причислена к на званному типу и напоминает по планировке и трактовке объёмов, напри мер, храмы «Л» 3 и «М» 4 из этого альбома. Характерно, что ротонда Миньярской церкви перекрыта полусферическим куполом, который увен чан сложной конструкцией, состоящей из ступенчатого постамента и шара.

На самом верху находится крест. Низ купола имеет переходной элемент к Российский государственный исторический архив (РГИА), ф.37, оп.63, д.53, л.10.

Гуляницкий, Н.Ф. Собрание чертежей храмов в «Смешанном» альбоме М.Ф.

Казакова / Н.Ф. Гуляницкий // Матвей Фёдорович Казаков и архитектура классицизма.

НИИ теории архитектуры и градостроительства. – М.: ООО КМП «Фирма Эра», 1996. – С. 50-57.

Государственный научно-исследовательский музей архитектуры им. Щусева, инв. № Р1-12296, лл. 34, 74, 77.

Там же, лл. 40, 41, 42.

карнизу ротонды, состоящий из нескольких разных классических профи лей. Стена ротонды включает два яруса и – соответственно – два равно значных карниза над каждым. Оба яруса декорированы спаренными трёхчетвертными колоннами. В нижнем ярусе они несут антаблемент, в верхнем – завершены арками, внутри которых расположены ниши с окна ми. Окна в каждой нише – прямоугольное и полукруглое, находятся друг над другом. В уровне низа окон проходит горизонтальная тяга. Между прямоугольным и полукруглым окном находится небольшая овальная де коративная ниша. Над каждой парой трёхчетвертных колонн расположена ещё одна небольшая декоративная ниша круглой формы. В нижнем ярусе трёхчетвертные колонны стоят на высоких пьедесталах. В этом ярусе – два ряда окон. Нижние – прямоугольные, а верхние – квадратной формы. Над нижним ярусом окон или дверей находятся полуциркульные ниши. Между ярусами окон проходят мощные горизонтальные тяги. В уровне нижних окон стена рустована. Рустом выделен замковый камень над окнами.

Низкий объём трапезной имеет четырёхскатную крышу, увенчанную в центре небольшим полусферическим куполом на цилиндрическом бараба не с круглыми окнами. По проекту окна барабана были разделены бароч ными декоративными волютами. Реально эти волюты не были применены.

С севера и с юга объём имеет по треугольному фронтону, в каждый из ко торых вписана полуциркульная ниша с квадратным окошком. Стены чле нятся пилястрами несущими упрощённый антаблемент. Между пилястрами прямоугольные окна в нишах, которые аналогичны нижнему ярусу ротонды. Углы объёма и простенки покрыты рустом. Центральное окно объёма было по проекту тройным. В настоящее время его боковые части заложены и превращены в ниши. Над этим окном находится допол нительный треугольный фронтончик и декоративные ниши.

Колокольня Миньярской церкви имеет три яруса. Нижний – глухой рустованный четверик. Он имеет двери и, расположенные над ними полу круглые окна. Между ними проходит горизонтальная тяга, разорванная де коративными нишами. Второй ярус имеет высокие проёмы с полуциркульным завершением. Углы декорированы спаренными полуко лоннами, несущими антаблемент и треугольные фронтоны со всех четырёх сторон. Верхний ярус – круглый в плане, завершён полусферическим ку полом с луковкой и крестом. Ярус имеет круглые окна, которые разделя ются немного упрощёнными барочными волютами.

Сретенская церковь в селе Илек в плане почти полностью повторяет церковь в Миньяре 1. Она построена в 1820 г. Формы колокольни и ротон ды здесь несколько упрощены по сравнению с миньярской церковью. Де кор стен и завершение трапезной практически идентичны описанным в Миньяре. В Илеке не сохранился купол главки трапезной. Колокольня илекской церкви не имеет третьего яруса, но повторяет формы первого и второго ярусов миньярской церкви. Первый двухсветный ярус ротонды в РГИА, ф.37, оп.63, д.53, л.15.

Илеке отличается от аналогичного в Миньяре только тем, что в нём ис пользованы не трёхчетвертные колонны, а пилястры. Второй ярус – невы сокий, имеет квадратные окна в полуциркульных нишах. Между ними расположены круглые декоративные ниши. Купол ротонды повторяет миньярский, но завершение его хуже сохранилось. Высота ротонды в Иле ке меньше, чем в Миньяре, несколько иной силуэт имеет колокольня. Де кор первого и второго ярусов илекской колокольни повторяет миньярскую.

Как и миньярская, эта церковь построена из кирпича и оштукатурена, а цо коль – из камня-плитняка.

Живописно поставленная на высоком берегу реки, Сретенская цер ковь является единственной высотной доминантой села Илек, о чём свиде тельствует его генеральный план начала XIX века. 1 Местность, в которой расположено село, находится как раз в той полосе, где относительно рав нинный рельеф переходит в горы. Известный географ XVIII века И.И. Ле пёхин писал, что «от сего места равнины начали мало помалу превращаться в горы, и при чувашской деревне по реке Илек Илеком про зываемой, за рекою Юрюзанем горы нарочито возросли» 2.

Рис. 2. Сретенская церковь в селе Илек Металлургического завода при посещении деревни И.И. Лепёхиным ещё не было. Он появился позднее. Путеводитель XIX в. отмечает: «Есть в округе Симских заводов ещё и Николаевский завод, находящийся при селе Илек. Завод основан в 1866 г. графом Строгановым. Устройство завода было вызвано тем обстоятельством, что здесь находился ещё не тронутый в то время лес» 3.

Во второй половине XIX – начале ХХ веков влияние московской шко лы на Южном Урале значительно увеличилось. Архитектура региона в этот период проходила всё те же этапы развития, что и зодчество России в целом, но в ряде случаев наблюдалось запаздывание появления новой сти РГИА, ф.37, оп.63, д.53, л.14.

Лепёхин, И.И. Записки путешествия академика Ивана Лепёхина / И.И. Лепёхин. – Спб.: Императ. Акад. наук, 1821. – С. 279.

Путеводитель по Уралу (издание газеты «Урал»). – Екатеринбург: Издание га зеты «Урал», 1899. – С. 80.

листики. С конца 1850-х гг. появляются примеры русско-византийского и неорусского стилей. В последнем десятилетии XIX – начале ХХ века (в связи со строительством железной дороги) особенного расцвета достиг не орусский стиль и его «кирпичное» направление. В это же время в регионе появляется модерн, а в – 1910-е гг. – неоклассицизм.

Самаро-Златоустовская железная дорога соединила сеть русских ев ропейских дорог с Великой Сибирской. Возведение этой дороги в 1875 1898 гг. привело к экономическому росту края и развитию городов, распо лагавшихся на магистрали. Например, в начале 1890 г. этнографы описы вают Челябинск как степной городишко с единственной крупной улицей, похожей на городскую (ул. Большой, бывшей ул. Христорождественской).

А его остальные улицы, не исключая значительной Уфимской, ничем не отличались от деревенских. Жилые кварталы занимали пустыри, поросшие бурьяном, а большинство обывательских домов представляли собой хи барки с двумя-тремя оконцами. 1 Это положение резко изменилось под на тиском всё прибывающих и прибывающих людей. Горожан перестали удивлять «двухэтажные небоскрёбы», звонки велосипедов и телефонов, новинки «парижской моды» и «лихо несущиеся авто». Они понимали, что в жизни города начался новый этап и Челябинску «несомненно, принадле жит в будущем роль столицы Зауралья» 2.

Рост благосостояния позволил заказывать проекты наиболее важных архитектурных сооружений у известных столичных архитекторов. Харак терным примером такой постройки может служить церковь Александра Невского в Челябинске, спроектированная московским зодчим А.Н. Поме ранцевым. Этот храм, построенный в 1911 г., типичен для неорусского («кирпичного») стиля.

Рис. 3. Церковь Александра Невского в Челябинске Весновский, В.А. Карманный справочник «Весь Челябинск и его окрестности»

/ В.А. Весновский. – Челябинск: Издательство автора, 1909. – С. 12.

Нечаева, А.М. Челябинские впечатления / А.М. Нечаева // Исторический вест ник. – 1909. – Июль.

Церковь одноэтажная с подвалом, сооружена на высоком каменном цоколе. План включает последовательно расположенные: колокольню, не большую трапезную и четырёхстопный основной объём с тремя парал лельными апсидами алтаря. Центральная апсида больше и отделена от средокрестья цилиндрическим сводом (ветвью креста). Боковые апсиды представляют собой отдельные алтари боковых приделов. Трапезная имеет фланкирующие небольшие приделы с трёхгранной стеной, в которой нахо дятся боковые входы. Колокольня находится на широком входном приделе с лестницей. Две лестницы в трапезной ведут в подвал. Церковь завершена тринадцатью главами, составляющими ярусную композицию. Центральное пространство завершено мощным световым барабаном с полусферическим куполом, на котором находится крупная луковичная главка на гранёном барабане. Над ветвями креста (кроме западной стороны) установлено три шатра с луковками наверху на гранёных барабанах. В углах четверика на ходятся четыре главы на двухъярусных гранёных барабанах. Ещё два не больших шатра с луковками венчают боковые приделы трапезной. По бокам колокольни на входных приделах расположены одиннадцатый и двенадцатый шатры. Колокольня двухъярусная с шатром и луковкой. Се верный и южный фасады четверика заканчиваются треугольным карнизом.

Они разделены высокими нишами на пять прясел, в которых находятся ок на. Три центральных окна – высокие в сложных наличниках с треугольны ми фронтонами. Боковые окна щелевидные. Остальные окна церкви имеют разные сложных форм наличники. Весь объём опоясан карнизом с лентой орнамента из арочек под ним. В уровне низа окон и пяты арок окон прохо дят горизонтальные тяги, также, опоясывающие всю церковь. Входной придел имеет по бокам большие накладные арки на колонках. Западный вход с широким крыльцом фланкирован окнами в два яруса. Центр фасада выделен ризалитом, разделённым тремя высокими нишами.

Тема храмов во имя Святого благоверного князя Александра Невского занимала большое место в творчестве А.Н. Померанцева в конце XIX – на чале ХХ веков. Значимым для архитектора проектом было сооружение храма Св. Александра Невского в Москве на Миусской площади, который был заложен в 1914 г. и разобран в 1952 г. Этот храм был характерным примером неорусского стиля, как и Челябинский. По мнению исследовате лей: «Зодчий, небесным патроном которого был тот же святой, считал по стройку одним из главных итогов своей жизни» 1.

В 1897-1912 гг. А.Н. Померанцев выполнил проект и построил собор Александра Невского для Софии (Болгария) в русско-византийском стиле.

Исследователи отмечают грандиозность этой постройки, а также соедине ние в ней двух главных типов византийской церкви – базилики и крестово Нащокина, М.В. Архитекторы московского модерна. Творческие портреты / М.В. Нащокина. – М.: Издательство «Жираф», 2005. – С. 183.

купольного храма 1. Это сочетание привело к формированию компактного плана, но протяжённого горизонтально объёма. Однако в соборе в Софии ступенчатость композиции нивелирует протяжённость боковых фасадов. В Челябинском храме общие пропорции объёма церкви сильно вытянуты го ризонтально, что уже не совсем соответствует рациональной компактности плана.

В целом влияние московской школы зодчества на архитектуру Южно го Урала постепенно усиливалось в течении XIX – начала ХХ веков. Если в первой половине века это влияние выражалось, в основном, в безымян ном строительстве отдельных памятников в имениях заводчиков и поме щиков, то в конце XIX – начале ХХ веков в наиболее крупных городах появились сооружения, спроектированные московскими зодчими. Боль шинство памятников первой половины XIX века обладали лишь отдель ными чертами московской архитектурной школы, только некоторые из них (особенно церкви) имеют прямые прототипы.

Литература 1. Весновский, В.А. Карманный справочник «Весь Челябинск и его окрестности» / В.А. Весновский. – Челябинск: Издательство автора, 1909. – 442 с.

2. Государственный научно-исследовательский музей архитектуры им. Щусева, инв. № Р1-12296, лл. 34, 74, 77.

3. Гуляницкий, Н.Ф. Собрание чертежей храмов в «Смешанном» аль боме М.Ф. Казакова / Н.Ф. Гуляницкий // Матвей Фёдорович Казаков и ар хитектура классицизма. НИИ теории архитектуры и градостроительства. – М.: ООО КМП «Фирма Эра», 1996. – С. 50-57.

4. Кириченко, Е.И. Запечатлённая история России. Книга 1. Архитек турный памятник / Е.И. Кириченко. – М.: Издательство «Жираф», 2001. – 346 с.

5. Лепёхин, И.И. Записки путешествия академика Ивана Лепёхина / И.И. Лепёхин. – Спб.: Императ. Акад. наук, 1821. – 376 с.

6. Нащокина, М.В. Архитекторы московского модерна. Творческие портреты / М.В. Нащокина. – М.: Издательство «Жираф», 2005. – 304 с.

7. Нечаева, А.М. Челябинские впечатления / А.М. Нечаева // Истори ческий вестник. - 1909. - Июль.

8. Путеводитель по Уралу (издание газеты «Урал»). – Екатеринбург:

Издание газеты «Урал», 1899. – 351 с.

9. Российский государственный исторический архив (РГИА), ф.37, оп.63, д.53, л.10.

10. Рычков, П.А. Топография Оренбургской губернии / П.А. Рычков. – Оренбург, 1887. – 406 с.

К Кириченко, Е.И. Запечатлённая история России. Книга 1. Архитектурный памятник / Е.И. Кириченко. – М.: Издательство «Жираф», 2001. – С. 297.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Применение позиционно-чувствительного фотоприёмника «мульти скан» для повышения точности измерений массы Богатырёва В.В. Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Новый оптический способ повышения чувствительности аналитиче ских весов может найти применение в фундаментальных физических и хи мических исследованиях, например для создания эталона количества вещества. Также результаты данного исследования могут стать основой для разработки нового типа оптико-механических весов, в которых мик рошкала будет замена на предлагаемую нами оптическую схему, что по зволит устранить ряд погрешностей существующих весов, например, погрешность выставления нуля, и упростить процедуру юстировки и ка либровки весов. Оптико-механические аналитические весы предполагается практически использовать для высокоточных измерений массы в научно исследовательских физических и химических лабораториях, в метрологии, биологии и фармакологии, с перспективой приложения нового способа по вышения к аналитическим весам первого класса, микровесам и ультра микровесам с целью достижении нового предела чувствительности. Суще ствует перспектива приложения метода к более чувствительным аналити ческим весам с чувствительностью 10-6 – 10-8 г с целью достижении нового предела чувствительности.

В основе способа лежит отклонение луча света при динамическом из мерении массы. Способ усовершенствования заключается в том, что луч от источника света направляется на светоделительную пластину, располо женную под углом 45о к оптической оси, отражается и направляется на по верхность плоского зеркала, закреплённое на верхней части коромысла весов, затем вторично отражённый луч проходит сквозь светоделительную пластину и попадает на позиционно-чувствительный фотоприёмник муль тискан. При колебании коромысла весов, луч света также совершал коле бательные движения вдоль поверхности мультискана. Смещение луча по поверхности фотоприёмника определяют по изменению выходного напря жению последнего. Выходной сигнал мультискана фиксировался цифро вым осциллографом и отображался на мониторе ПК.

Способ реализован с помощью устройства, выполненного на базе стандартных аналитических весов АДВ-200 2-го класса. Чувствительность © Богатырёва В.В., весов составляет 10 дел / мг. С помощью оптического датчика предполага ется повысить чувствительность ещё на 1-2 порядка. К стандартному уст ройству рычажных весов были добавлены источник света, светоделительная пластина, зеркало, закреплённое на верхней части коро мысла весов, и фотоприёмник с объективом, а также цифровой осцилло граф и ПК (см. рис.). В качестве оптического излучателя использовался гелий-неоновый лазер с рабочей длиной волны 632 нм и мощностью 5 мВт.

1 – источник питания лазера;

2 – гелий-неоновый лазер;

3 – светоделительная пластина;

4 – зеркало;

5 – коромысло весов;

6 – стрелка;

7 – шкала;

8 – мультискан;

9 – цифровой осциллограф;

10 – ПК Рис. Схема экспериментальной установки Смещение луча вдоль мультискана прямо пропорционально измене нию выходного напряжения, определяемого с помощью цифрового осцил лографа, сигнал с которого обрабатывался с помощью ПК.

По показаниям весов определяется масса в граммах до 4-го знака по сле запятой включительно, определение 5 – 6-го знаков возможно по зна чение выходного напряжения мультискана, соответствующее искомому значению массы. Расчёт оптико-механической схемы устройства приве дённый далее поясняется рисунком 2.

Угол отклонения стрелки весов можно определить по формуле:

x = arctg, (1) h где х – отклонение стрелки, h1 – расстояние от точки крепления зерка ла до шкалы.

Величина смещения луча x вдоль чувствительной поверхности муль тискана может быть получена по формуле:

x = h2 tg(2 ), (2) где h2 – расстояние от поверхности зеркала до шкалы. Для данной конструкции tg (2 ) = 2tg ( ).

Зная связь между смещением конца стрелки и показаниями шкалы ве сов km и коэффициент пропорциональности kU смещения луча вдоль муль тискана и его выходным напряжением U:

x = kmm, (3) x = k u U, (4) где m – масса взвешиваемого груза, неуравновешенная гирями, по по казаниям фотоприёмника можно определить массу из формул (1) – (4):

kUUh m=, (5) 2h2 km Было произведено 20 измерений дрейфа нуля. Среднее значение со ставило 0,0397 или округлённо 0,040 мг (рис. 2). Среднеквадратичное от клонение равняется 1,2*10–2 мг 1, что составляет 30 % от среднего значения дрейфа и 12 % от минимально возможной измеряемой массы 0,1 мг.

При взвешивании того же груза на весах АДВ-200 значение массы со ставило 2,32283 г, среднеквадратичное отклонение 0,014 мг. При измере ниях использовался метод двойного взвешивания (метод Гаусса) 2, состоящий в повторном прямом взвешивании после перестановки объекта и гирь с одной чашки весов на другую. Масса объекта:

M = M 1M 2, (6) где М1 и М2 – результаты двух прямых взвешиваний.

Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений.

Издательство «Энергоатомиздат», Ленинград, 1991. – 248с.

Рудо Н. М. Лабораторные весы и точное взвешивание. М.: Строй-издат, 1963. – 152 с.

(M 1 + M 2 ). Такой ме Учитывая, что M 1 M 2 0, принимают M = тод позволяет избавиться от систематической погрешности, вызванной не равноплечестью весов и отклонением массы гирь от указанной.

Погрешность измерения массы определяется систематической и слу чайной погрешностями по выражению:

M = M сист + M сл, (7) где Mсист определяется ценой деления шкалы и дрейфом нуля.

Случайная погрешность, вычисленная по формуле:

М сл = t,n S, (8) где t,n – коэффициент Стьюдента, S – среднеквадратичное отклоне ние, a – достоверность (принята 95 %) и n – число измерений, составляет 0,028 мг.

Систематическая погрешность, определяемая ценой деления равна 1,51 мг и дрейфом 0,04 мг. Так как случайная погрешность значительно меньше систематической, то последней можно пренебречь, исходя из этого абсолютная погрешность взвешивания 1,51 мг, относительная:

М 1,55 10 = = = 6,7 10 2 %.

2, m Также 30 экспериментов проведено с мультисканом: среднее значение массы равно 2,322753 г, среднеквадратичное отклонение 0,23 мкг, что со ставляет 0,25 % от 0,2753 мг, которые не уравновешивались гирями, и 0,7 % от минимально возможной измеряемой массы. При обработке дан ных, как для прямого взвешивания, так и для оптического способа измере ния массы применяется метод элонгаций, заключающийся в нахождении среднего арифметического значения пар минимумов-максимумов, и по не скольким парам полученных значений определяется истинное значение искомой величины.


2 2 k U h1 h2 k m k U + h + h + k = 8,5 10 %.

m = u + 1 2 m u С учётом дрейфа нуля относительная погрешность достигает 0,087 %.

Для проверки данных полученных оптическим методом, осуществля лось контрольное взвешивание на весах 1-го класса точности. Среднее значение массы равно 2,3227521 г, относительная погрешность измерения массы составляет 0,0003 %.

Полученные результаты показали возможность применения нового оптического метода повышения чувствительности, как дополнительного к прямому взвешиванию на аналитических весах. Метод позволяет снизить величину погрешности за счёт устранения погрешности неравноплечести.

Погрешность метода составляет 0,087 % для массы порядка 2,3 г. Новый способ позволяет повысить чувствительность аналитических весов в раз, избавиться от погрешности выставления нуля.

Литература 1. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. – Л.: Издательство «Энергоатомиздат», 1991.

– 248 с.

2. Рудо, Н.М. Лабораторные весы и точное взвешивание / Н.М. Рудо. М.: Строй-издат, 1963. – 152 с.

3. Фаддеев, М.А. Элементарная обработка результатов эксперимента / М.А. Фадеев. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского гос. ун.-та. им.

Н.И. Лобачевского, 2002. – 108 с.

Автоматизированный синтез цифровых комбинационных схем в функционально-полном толерантном базисе и в остаточных базисах Тюрин С.Ф., Громов О.А. * Пермский государственный технический университет П.В. Гладышева ООО «Лаборатория открытых информационных систем»

В последние годы активизировались исследования в области новых, нетрадиционных подходов к отказоустойчивости цифровой аппаратуры, как важнейшей составляющей надёжности. Одним из методов построения отказоустойчивой аппаратуры является метод, основанный на концепции функционально-полного толерантного элемента 1.

Предлагается создавать «живучие», «катастрофоустойчивые» системы путём сохранения хотя бы базисных функций для заданной модели отка зов, позволяющих вычислять исходные за большее время после соответст вующей реконфигурации.

* © Тюрин С.Ф., Громов О.А., Гладышева П.В., Тюрин, С.Ф. Функционально-полные толерантные булевы функции / С.Ф. Тюрин // Наука и технология в России. – 1998. – № 4.

Такой подход к элементной базе соответствует тенденциям своего ро да ресурсосбережения в области отказоустойчивости – использование даже ограниченных функциональных возможностей аппаратуры с отказами с целью адаптации к ним 1.

Функционально-полный толерантный элемент для классической мо дели константных однократных отказов входов 2 реализует функцию:

x1 x2 x3 x4 или, что есть то же самое, функцию ( x1 x2 )( x3 x4 ).

Функционально-полный толерантный элемент может быть реализован на основе КМОП транзисторов 3.

Синтез цифровых автоматов в новом предложенном базисе, кроме обеспечения сохранения базисов при однократных константных отказах, позволяет снизить аппаратные затраты на реализацию большого количест ва функций. Этот эффект возникает за счёт комбинирования в одном эле менте как дизъюнкции, так и конъюнкции.

Однако возникает задача разработки алгоритмов, приводящих исход ную функцию к виду, который был бы пригоден для построения схем в этом базисе. Процесс синтеза комбинационных схем в новом базисе явля ется трудоёмким и вследствие, этого велика вероятность ошибки при раз работке схемы. Отсюда следует, что возникает задача автоматизации процесса синтеза схем на основе функционально-полных толерантных элементов.

Синтез в базисе x1 x2 x3 x Синтез комбинационного автомата в заданном базисе заключается в представлении соответствующих булевых функций в виде суперпозиции базисных функций.

Сложность представления булевых функций в базисе f 4383 = x1 x2 x3 x4 заключается в двойственности базиса. Он содержит как операции конъюнкции, так и операции дизъюнкции, возможно, рассматри вать f 4383 как функции 2ИЛИ-НЕ-2ИЛИ, 2И-2ИЛИ-НЕ, 2НЕ-И-2ИЛИ. Вид 2НЕ-И-2ИЛИ наиболее удобен для представления функций, заданных в ДНФ:

r Si f = V & X i f 1.1 f 1.2 f 2.1 f 2.2, (1) i =1 j = Тюрин, С.Ф. Синтез адаптируемой к отказам цифровой аппаратуры с резерви рованием базисных функций / С.Ф. Тюрин // Приборостроение. – 1999. – № 1. – С. 36 39.

Тюрин, С.Ф. Проблема сохранения функциональной полноты булевых функ ций при «отказах» аргументов / С.Ф. Тюрин //Автоматика и телемеханика. – 1999. – № 9. – С. 176-186.

Тюрин, С.Ф. Моделирование отказов функционально-полного толерантного элемента на основе КМОП транзисторов / С.Ф. Тюрин, О.А. Громов // Радiоелетроннi i комп’ютернi системи. – 2010. – №5. – С. 247- где r – число конъюнкций в ДНФ, Si – число переменных в i – ой исходной конъюнкции.

f1.1, f1.2, f 2.1, f 2.2 исходной функции В свою очередь, подфункции могут быть представлены в виде f ij = f ij.1.1 f ij.1.2 f ij.2.1 f ij.2.2, (2) и так далее, пока подфункции на определённом шаге не будут реали зовываться одним элементом.

Поиск оптимального представления 1 возможен путём полного пере бора, в процессе которого производятся все возможные варианты деления исходной функции ДНФ на две подфункции, затем получить всевозмож ные варианты, представления их в виде f 1.1 f 1.2, f 2.1 f 2.2. В дальней шем, для каждого из вариантов выделения второго каскада проделать ту же операцию для каждой из четырёх подфункций, до тех пор, пока не бу дут получены функции, реализуемые одним элементом.

Автоматизация синтеза в базисе x1 x2 x3 x Был разработан метод ориентированный на синтез в базисе x1 x2 x3 x4 комбинационных автоматов, алгоритм функционирования ко торых задан обобщённой таблицей истинности.

Метод предполагает синтез структуры автомата «сверху-вниз», для чего необходимо разбивать исходную таблицу истинности на две более простые таблицы с «решением» относительно хотя бы одной переменной.

Итеративно происходит разбиение каждой таблицы на последующие таб лицы меньшей размерности до тех пор, пока каждая из полученных таблиц будет реализовываться одним элементом. Признаком реализации функции одним элементом с базисом x1 x2 x3 x4 является наличие в таблице не бо лее двух строк с числом существенных переменных в любой из строк не более двух.

Разобьём множество булевых функций на три класса:

1) Определение. Функцией с развязывающей переменной будем назы вать функцию, для которой существует хотя бы одна переменная, значения которой в любой из импликант принимают только либо прямое, либо ин версные значения, причём обязательно есть и прямые, и инверсные, а не только какие-то одни из них.

Примером такой функции является функция, описываемая таблицей 1.

В данном примере развязывающими переменными являются переменная Тюрин, С.Ф. Методы аппаратной поддержки логических алгоритмов в микро процессорных системах / С.Ф. Тюрин, Г.Н. Тимонькин, В.С. Харченко //Управляющие системы и машины. – 1993. – № 1. – С. 55-63.

x2 и переменная x1. Функции такого класса будем называть функциями с развязывающей переменной. Такова функция мультиплексирования.

Таблица x2 x a b c d 1 - - - 0 - 1 - - 0 - - 1 - 1 - - - 1 1 Определение. Развязывающая переменная называется максимальной развязывающей, если разность между количеством прямых и количеством инверсных вхождений в импликанты минимальна.

Алгоритм для данного класса предполагает многократное разбиение исходной таблицы истинности на пару подтаблиц, причём в первой под таблице развязывающая переменная представлена в прямом виде, а во вто рой таблице – инверсном. В дальнейшем разбиение продолжается до тех пор, пока функция, задаваемая таблицей, не будет реализовываться одним логически элементом.

2) Определение. Функцией с общей переменной назовём функцию, в которой найдётся хотя бы одна переменная, значения которой в любой из импликант принимают только прямое или только инверсное значения.

В приведённом примере в таблице 2 переменная c является общей переменной.

Таблица a b c x z - 1 0 - - 1 - 0 - 1 - - 1 1 - - Алгоритм для данного класса предполагает решение задачи синтеза от выхода к входу. На каждом этапе производится определение общей для всех конъюнкций переменной. Затем производим решение функции, за данной таблицей истинности, относительно общей переменной и получе ние дизъюнктивной нормальной формы инверсной функции (ДНФ).

Процесс решения относительно общей переменной и получение ДНФ по вторятся многократно до получения таблицы, реализуемой одним элемен том. При этом на каждом этапе производится проверка наличия остаточных импликант, реализуемых половиной элемента.

3)Определение. Несвязной функцией будем называть функцию, в ко торой отсутствуют переменные, которые одновременно являлись бы об щими переменными или развязывающими переменными. Примером такой функции является функция, заданная таблицей 3.

Таблица a b c d e 1 1 0 - - 0 - 1 - - 1 0 Метод так же, как и для функций с общей переменной, предполагает синтез схемы от выхода к входу. Этот метод предусматривается использо вать, когда ни первый, ни второй метод использовать нельзя. Первона чально строится многоуровневый дизъюнктор с количеством входов, равным количеству импликант, а затем для каждой импликанты строится многоуровневый конъюнктор.

Ясно, что каждый класс функций имеет особенности синтеза в задан ном базисе. Очевидно, что классы – непересекающиеся. Далее рассмотрим особенности синтеза для каждого класса булевых функций.


Особенности для синтеза с развязывающей переменной Из курса дискретной математики 1 известно, что любую булеву функ цию можно представить в виде:

f ( ~, ~,...~) = x f (1, ~,...~) x f (0, ~,...~), xy z yz yz (3) что представляет собой разложение Шеннона.

Инверсную функцию выражения (3) можно представить в следующем виде:

f ( ~, ~,...~) = x f (0, ~,...~) x f (1, ~,...~) xy z yz yz (4) Если обозначить f = f (1, ~,...~ ) и f 0 = f (0, ~,...~ ), то выражения (3) и yz yz (4) можно представить в виде выражений (5.1) и (5.2) соответственно:

1 f ( ~, ~,...~ ) = x f x f xy z (5.1);

f ( ~, ~,...~ ) = x f x f 0 xy z (5.2).

Анализируя выражения (5.1), (5.2) можно отметить, что для реализа ции функции f в заданном базисе необходимо выполнение условий ко нечности решения:

1 x1 = x;

x2 = f ;

x3 = x;

x4 = f (6) Аляев, Ю.А. Дискретная математика и математическая логика / Ю.А. Аляев, С.Ф. Тюрин. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 357 с.

Очевидно, что для оптимизации схемы необходимо на каждом шаге выбирать максимальные развязывающие переменные, что гарантирует ми нимальное число шагов разбиения таблицы.

В таком случае, синтез производится в следующей последовательно сти:

i 1. Определить наличие максимальной развязывающей переменной xP в исходной таблице истинности T.

2. Разбить таблицу на две подтаблицы T0 и T1 следующим образом: в i первую таблицу T0 включить те импликанты, где переменная xP равна ну лю, а остальные импликанты включить в таблицу T1.

3. Проверить подтаблицы на возможность их реализации единствен ным элементом. Исключить из дальнейшего рассмотрения те таблицы, ко торые реализуются единственным элементом (конечное решение).

4. Оставшиеся таблицы следует последовательно принимать за исход ные и в соответствии с пунктами 1-3 производить их дальнейшее разбие ние вплоть до получения конечного решения.

5. Пункты 1-4 выполнять до тех пор, пока остаётся хотя бы одна таб лица, которая не реализуется единственным элементом.

После этого разбиения на таблицы, реализуемые ФПТ-элементами, строится иерархическая схема следующим образом:

1. В исходной таблице сопоставляем элемент с ФПТ базисом, выходу которого соответствует выходная функция. «Подключить» на входы 1(3) инверсное (неинверсное) значение развязывающей переменной, по которой идёт разбиение исходной таблицы, а на входы 2(4) «подключить» функ ции, которые сопоставляются с таблицами T0 и T1.

2. В дальнейшем каждой таблице сопоставлять логический элемент, аналогично определяя выходное значение элемента и значения входов 1 и 3. Значения входов 2 и 4 задаются также, если только не рассматривается таблица с конечным решением. В этом случае (таблица с конечным реше нием) значение 2 и 4 входов определяются прямым (инверсным) значением переменной, входящей в конъюнкцию с развязывающей переменной, если элемент располагается в нечётном (чётном) уровне элементов при счёте от выходного каскада к входным.

Особенности синтеза для функций, обладающих общей переменной Для синтеза автомата, заданного интервальной таблицей истинности, следует выполнить следующее:

1. Проверить исходную функцию на наличие конечного решения (то есть существует импликанта – конъюнкцию двух переменных).

При наличии конечного решения исключить импликанту конечного решения из исходной таблицы, включив её во множество конечных реше ний.

2. Определить общую переменную x0 исходной функции f.

3. В исходной таблице заменить все значения общей переменной на символ несущественности переменной «-».

3. Проинвертировать функцию, полученную после выполнения п. 3.

4. Если функция, полученная после выполнения п.4 не представляет собой конечное решение, то её следует принять за исходную функцию и перейти к выполнению пунктов 1-4.

5. После получения совокупности таблиц и конечных решений перей ти к построению функциональной схемы. В данном методе, если было по лучено конечное решение, то оно подаётся на входы 1,2. Инверсированное значение общей переменной подаётся на вход 3, а инверсированная функ ция – соответственно на вход 4.

Особенности синтеза для несвязных логических функций Общая идея алгоритма такова: каждый ФПТ-элемент реализует либо только дизъюнкцию, либо только конъюнкцию. На каждом витке алгорит ма он либо реализует добавление переменной в импликанту (в этом случае реализуется конъюнкция, назовём элемент этого вида конъюнктором), ли бо добавление импликанты (в этом случае реализуется дизъюнкция, назо вём элемент тогда дизъюнктором).

Тогда задача синтеза схем для несвязных логических функций сводит ся к решению двух задач:

- синтезу иерархии дизъюнкторов, число дизъюнкторов равно числу импликант исходной функции;

- синтезу нескольких многоуровневых конъюнкторов, число уровней которых равно количеству переменных в импликанте, которую они реали зуют.

Сформулируем алгоритм построения многоуровневого дизъюнктора:

1. Построить иерархическую структуру дизъюнкторов с числом уров ней, равным количеству импликант исходной функции - на нечётных уровнях используются 1 и 4 входы логических элемен тов (или любая другая комбинация входов, такая, что ФПТ элемент будет реализовывать конъюнкцию двух переменных) - на чётных уровнях используются 1 и 2 (или 3 и 4) входы логических элементов.

2. Подключить на входы дизъюнктора значения соответствующих им пликант.

- если дизъюнктор расположен на нечётном уровне, то на него следует «подавать» инверсное значение импликанты, реализуемое, соответственно, конъюнктором инверсных значений;

- если дизъюнктор расположен на чётном уровне, то на него следует «подавать» прямое значение импликанты, реализуемое, соответственно, конъюнктором прямых значений.

Сформулируем алгоритм построения многоуровневого конъюнктора прямых значений импликант в заданном базисе:

1. Построить многоуровневую схему конъюнктора с числом уровней, равным числу конъюнкций в данной импликанте, «отцепляя» на каждом уровне по одной переменной до тех пор, пока функция не будет реализо вываться одним элементом.

2. Элементы нечётных уровней должны реализовывать функцию 2 НЕ-И, а чётных каскадов – 2-НЕ-ИЛИ.

3. На внешние входы нечётных каскадов следует подавать инверсные значения соответствующих переменных, а на входы чётных каскадов – прямые.

Алгоритм построения многоуровневого конъюнктора инверсных зна чений импликант в заданном базисе следующий:

1. Построить многоуровневую схему конъюнктора с числом уровней, равным числу конъюнкций в данной импликанте, «отцепляя» на каждом уровне по одной переменной до тех пор, пока функция не будет реализо вываться одним элементом.

2. Элементы нечётных каскадов должны реализовывать функцию 2 НЕ-ИЛИ, а чётных каскадов – 2-НЕ-И.

3. На внешние входы нечётных каскадов следует подавать прямые значения соответствующих переменных, а на входы чётных каскадов – ин версные.

Обобщённый алгоритм синтеза булевой функции в базисе x1 x2 x3 x Обобщённый алгоритм, предусматривающий использование комби нации рассмотренных алгоритмов, предполагает первоначальный анализ исходной таблицы истинности для использования того или иного метода с последующим разбиением анализируемой таблицы на составные в зависи мости от применяемого метода.

Общий алгоритм выглядит так:

1. Определение класса функций на каждом шаге.

2. Запоминание промежуточных результатов решения.

3. Вызов требуемых подпрограмм для решения задачи синтеза для то го или иного класса с очередными «порциями» данных.

4. Определяется окончание решения задачи синтеза.

5. Вызов подпрограммы построения обобщённой схемы.

Таким образом, путём предложенного автоматизированного синтеза можно получить представление функции в ФПТ базисе, при помощи кото рого и строятся схемы комбинационных цифровых устройств. Исходные таблицы истинности, являющиеся исходными для синтеза могут быть по лучены также с использованием известных методов автоматизированного проектирования автоматов.

Алгоритм представления функции в нетривиальном остаточном базисе xi x j xk Синтез в нетривиальном остаточном базисе проводится практически аналогично синтезу в четырёхэлементном базисе, рассмотренному ранее.

Функция также должна задаваться обобщённой таблицей истинности, а также действует разбиение на вышеуказанные классы с некоторыми отли чиями. Рассмотрим эти отличия.

Синтез для несвязных логических функций ведётся абсолютно также как для ФПТ базиса, просто один из входов, на которые подавались 0(1), считается вышедшим из строя для данного элемента.

При синтезе для общих логических функций различие заключается в том, что конечное решение, выносимое на шаге 1 ещё до выноса общей пе ременной, считается таковым (конечным) для данного базиса, только если оно содержит всего одну переменную.

Синтез для развязывающих функций в трёхэлементном базисе гораздо сильнее отличается от синтеза в четырёхэлементном базисе. Рассмотрим особенности синтеза для развязывающих функций в нетривиальном оста точном базисе x1 x 2 x 3.

Так же, как и для полного базиса, предполагается синтез схемы от вы хода к входам следующим образом:

1. На первом шаге необходимо определить максимальную развязы xip исходной таблицы истинности f.

вающую переменную f на две под 2. На втором шаге разбить исходную таблицу функции f 01 и f11 по следующему правилу:

таблицы f - в подтаблицу следует включать только те импликанты, в кото xip рых равна «0» или «»;

f11 xip - в подтаблицу включаются импликанты, в которых равна «1» или «».

3. На третьем шаге функция f 0 инвертируется и определяется её дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) с последующей проверкой воз можности получения конечного решения f 0 = f 0.

Под конечным решением для данного базиса будем понимать воз можность реализации некоторой функции одним элементом вида x1 x 2 x 3.

f11 в функцию f 4. На четвёртом шаге модифицируется функция по следующему правилу:

f11 все значения xip =«1» заменяются - в обобщённом коде функции xip =«»;

на значения f1, равную ДНФ от инверсной функции f111, то - получают функцию f f1 = есть ;

f на вход x1 «коммутируется» функция - для реализации функции f 0, на вход – x2 функция xi p, а на вход x3 – f1.

5. На пятом шаге проверяется наличие конечных решений для функ f 0 и f1. Если хотя бы для одной из этих функций отсутствует конеч ций ное решение, то следует приравнять функции f = f 0 или же f = f1 и перейти к пункту 1.

В противном случае решение задачи синтеза в заданном базисе следу ет считать законченным.

Метод представления функции в двухэлементных остаточных базисах xi x j и x j xk.

Синтез функций в двухэлементных остаточных базисах ведётся на ос нове алгоритма для несвязных логических функций.

Исключением является лишь тот случай, когда базис 2-НЕ-И и можно вынести общую переменную. Тогда:

1) инверсное значение переменной подаётся на один из входов эле мента 2) в таблице истинности все значения данной переменной заменяются на символ несущественности «-»

3) функция, полученная после пункта 2, инвертируется.

4) Если функция не является конечным решением (то есть не реализу ется одним элементом – в данном случае элементом 2-НЕ-И), то она при нимается за исходную функцию.

Для всех остальных случаев задача синтеза схем в новом базисе сво дится к модифицированному алгоритму синтеза для несвязных логических функций. Рассмотрим подробнее решение двух задач:

- синтез иерархии дизъюнкторов;

- синтез нескольких многоуровневых конъюнкторов для каждого из базисов.

Сформулируем алгоритм построения многоуровневого дизъюнктора для базиса xi x j :

1. Построить иерархическую структуру дизъюнкторов - на нечётных уровнях используются 1 и 4 входы логических элемен тов (или любая другая комбинация входов, такая, что ФПТ элемент будет реализовывать конъюнкцию двух переменных) - на чётных уровнях используются 1 и 2 (или 3 и 4) входы логических элементов. При этом чётные уровни являются в некоторой степени фик тивными, так как реализуют только функцию отрицания, точнее функцию 1 F, где F – функция, реализуемая следующим элементом каскада 2. Подключить на входы дизъюнктора значения соответствующих им пликант.

- если дизъюнктор расположен на нечётном уровне, то на него следует «подавать» инверсное значение импликанты, реализуемое, соответственно, конъюнктором инверсных значений;

- если дизъюнктор расположен на чётном уровне, то на него «подают ся» только единицы и/или значения полученные следующими по иерархии дизъюнкторами, так что конъюнкторы прямых значений строить в данном случае не придётся.

Алгоритм построения многоуровневого конъюнктора инверсных зна чений импликант для базиса xi x j :

1. Построить многоуровневую схему конъюнктора, «отцепляя» на ка ждом «значимом» уровне по одной переменной до тех пор, пока функция не будет реализовываться одним элементом.

2. Элементы нечётных каскадов должны реализовывать функцию 2 НЕ-ИЛИ, а элементы чётных каскадов – реализуют только отрицание, а точнее – функцию 1 F, где F – функция, реализуемая следующим эле ментом каскада.

3. На внешние входы нечётных каскадов следует подавать прямые значения соответствующих переменных, а на входы чётных каскадов, в со ответствии с вышесказанным, подаются единицы и значения, полученные на следующем витке алгоритма.

Сформулируем алгоритм построения многоуровневого дизъюнктора x j xk :

1. Построить иерархическую структуру дизъюнкторов - на нечётных уровнях используются 1 и 4 входы логических элемен тов (или любая другая комбинация входов, такая, что ФПТ элемент будет реализовывать конъюнкцию двух переменных). При этом нечётные уровни являются в некоторой степени фиктивными, так как реализуют только функцию отрицания, точнее функцию 0 & F, где F – функция, реализуе мая следующим элементом каскада - на чётных уровнях используются 1 и 2 (или 3 и 4) входы логических элементов.

2. Подключить на входы дизъюнктора значения соответствующих им пликант.

- если дизъюнктор расположен на нечётном уровне, то на него «пода ются», в соответствии с вышесказанным, только нули и/или значения по лученные следующими по иерархии дизъюнкторами, так что конъюнкторы инверсных значений строить в данном случае не придётся;

- если дизъюнктор расположен на чётном уровне, то на него следует «подавать» прямое значение импликанты, реализуемое, соответственно, конъюнктором прямых значений.

Сформулируем алгоритм построения многоуровневого конъюнктора прямых значений импликант в базисе x j xk :

1. Построить многоуровневую схему конъюнктора, «отцепляя» на ка ждом уровне по одной переменной до тех пор, пока функция не будет реа лизовываться одним элементом.

2. Элементы нечётных уровней должны реализовывать функцию 2 НЕ-И, а чётных каскадов – реализуют только отрицание, а точнее – функ цию 0 & F, где F – функция, реализуемая следующим элементом каскада.

3. На внешние входы нечётных каскадов следует подавать инверсные значения соответствующих переменных, а на входы чётных каскадов, в со ответствии с вышесказанным, подаются нули и значения, полученные на следующем витке алгоритма.

Реализация алгоритмов Описанные алгоритмы реализованы на языке C#, так как это один из самых современных и распространённых в настоящее время языков про граммирования, на котором удобно писать вследствие его объектно ориентированного характера, а также того, что в нём предусмотрено мно жество различных библиотек для автоматизации работы.

Как уже было сказано, данный алгоритм работает с функциями, пред ставленными таблицами истинности, поэтому на вход алгоритма поступа ют: таблица истинности функции и список переменных, соответствующих столбцам данной таблицы истинности, чтобы возможен был вывод форму лы и исходных обозначениях. Также нужно указать, в каком базисе будет вестись синтез.

На выходе выдаётся формула, соответствующая исходной функции, но уже в заданном базисе. По такой формуле не составляет труда постро ить схему на ФПТ элементах.

Так как желательно реализовать функцию при помощи как можно меньшего количества элементов и за меньшее время, то порядок проверки на принадлежность различным видам функций следующий:

1) Функции с общей переменной (так как формируется лишь одна таблица и используются до четырёх входов элемента).

2) Функции с развязывающей переменной (таблиц всегда формирует ся две, но при этом используются всегда 4(3) элемента в зависимости от базиса).

3) Несвязные функции (всегда используются только два входа).

Проверка правильности работы алгоритма выполняется следующим образом: для каждой из исходных импликант в формулу подставляются значения переменных в этой импликанте. В результате подстановки полу чаются единицы, что свидетельствует о том, что формула верна.

На рис. 1 показана вкладка «Синтез формулы» программы. Пользова тель вводит таблицу истинности и базисные переменные в соответствую щие поля, выбирает число переменных в базисе, нажимает «Синтез» и получает вид формулы в окошке «Результат». Также программа ведёт лог, в котором указывается последовательность разбиения таблиц.

Рис. 1. Вкладка «Синтез формулы» программы Синтез ФПТ На рис. 2 показана вкладка «Проверка» программы. При переходе на вкладку «проверка» пользователю нужно лишь нажать кнопку и програм ма выдаст необходимое для реализации функции количество ФПТ элемен тов, значения формулы при подстановке импликант, а также вид формулы с подставленными импликантами до сокращения (все незначимые пере менные заменены на X). Кроме того программа отображает количество элементов необходимых для синтеза заданной функции.

Таким образом, была разработана программа автоматизированного синтеза булевых функций в функционально-полном толерантном базисе.

Данная программа позволяет получить логическое выражение для пред ставления логической функции в заданном базисе, на основе таблицы ис тинности. Кроме того, для проверки правильности алгоритма реализуется проверка полученного выражения.

Рисунок 2 – Вкладка «Проверка» программы Синтез ФПТ В дальнейшем будет реализована возможность получения логических выражений для набора булевых функций, а не для одной функции. Кроме того будет проведена оптимизация полученных выражений, для миними зации количества элементов. В частности будет исключена возможность использования дополнительных элементов для одинаковых логических выражений, используемых в разных булевых функциях. Также планирует ся реализовать возможность построения схемы на основе полученных формул, что сильно облегчит задачу синтеза комбинационных автоматов в функционально-полном толерантном базисе.

Литература 1. Аляев, Ю.А. Дискретная математика и математическая логика / Ю.А. Аляев, С.Ф. Тюрин. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 357 с.

2. Тюрин, С.Ф. Методы аппаратной поддержки логических алгорит мов в микропроцессорных системах / С.Ф. Тюрин, Г.Н. Тимонькин, В.С. Харченко //Управляющие системы и машины. - 1993. - № 1. - С. 55-63.

3. Тюрин, С.Ф. Моделирование отказов функционально-полного толе рантного элемента на основе КМОП транзисторов / С.Ф. Тюрин, О.А. Гро мов // Радiоелетроннi i комп’ютернi системи. – 2010. – №5. – С. 247- 4. Тюрин, С.Ф. Проблема сохранения функциональной полноты буле вых функций при «отказах» аргументов / С.Ф. Тюрин //Автоматика и теле механика. - 1999. - № 9. - С. 176-186.

5. Тюрин, С.Ф. Синтез адаптируемой к отказам цифровой аппаратуры с резервированием базисных функций / С.Ф. Тюрин // Приборостроение. 1999. - № 1. - С. 36-39.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.