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 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 28 |

«Министерство образования, науки и молодежной политики Республики Алтай Горно-Алтайский государственный университет (Россия, г. Горно-Алтайск) Московский педагогический ...»

-- [ Страница 15 ] --

13] при получении дополнительного условия на гидродинамическом разрыве, возникающем в прямоугольном канале над ступенькой (уступом) дна при описании волновых тече ний жидкости на основе уравнений мелкой воды. При этом в качестве дополнительного соотношения на раз рыве над ступенькой дна использовалась непрерывность функции Бернулли, получаемая из закона сохране ния локального импульса (3). Построенные таким образом автомодельные решения задачи о разрушении пло тины над ступенькой дна [12] и уступом дна [13] получили достаточно хорошее согласования с результаn тами лабораторных экспериментом [14, 15] по возможным типам волн, скорости их распространения и асим птотическим глубинам за их фронтами.

В настоящей работе, следуя [2;

11], соотношения на гидравлическом разрыве, формирующемся на скачке площади сечения (10), будем получать из законов сохранения системы (1), (2), допускающих запись в дивергентной форме в случае непризматического русла. С учетом этого в качестве дополнительного к (11) соотношения, также как в [12;

13], будем использовать условие Гюгонио [u 2 / 2 gh ] 0, (12) получаемое из закона сохранения локального импульса (3).

Дифференциальным следствием системы (1), (2) является уравнение для полной энергии et ( qu 2 2 gqh ) x 0, (13) где e qu gbh 2 – удвоенная полная энергия потока. Поскольку уравнение (13) дивергентно, то из соот ветствующего ему условия Гюгонио на разрыве (10) следует соотношение [qu 2 / 2 gh ] 0, которое при q 0 эквивалентно соотношению (12). Отсюда следует, что при условиях (11) и (12) на скачке площади се чения (10) сохраняется полная энергия набегающего потока.

4. Соотношение (12) с учетом условия (11) перепишем в виде J ( h1, bl ) J ( h0, br ), (14) где J ( h, b) q 2 /(2b 2 h 2 ) gh – функция Бернулли, в которой расход q фиксирован. Не сложно показать, что в рамках эволюцинно-устойчивых разрывных течений [3], для которых с разрыва L уходят две характе ристики системы (1), (2), уравнение (14) однозначно разрешимо относительно h1 при всех h0 0. С учетом этого рассмотрим однопараметрическое семейство устойчивых разрывных течений с глубинами и скоростями h, u(h ) справа от разрыва L и H ( h ), U (h ) – слева от него.

Следующая теорема, которую приведем без доказательства, аналогична теореме 1 из работы [12].

Теорема 1. Если функция u( h ) удовлетворяет неравенствам c u 0, uh 0, где c gh, то соответствующие ей функции H ( h ) и U ( h) удовлетворяют неравенствам ° ° C U 0, H h 0, U h 0 C U 0, U h 0, (15) ~ где C gH, U ( H ) U (h ( H )), h ( H ) – функция, обратная к H ( h ).

Поскольку ударная адиабата (9), на которой лежат параметры течения за фронтом прерывной волны S, является положительной строго монотонно возрастающей функцией от h, то в силу теоремы 1, та ее часть, которая изображена на рис. 6 отрезком [ A1, A2 ], лежащим в области докритических течений ( u c ), L переводится соотношением (14) через разрыв в строго монотонно возрастающую функцию, график кото рой показан на рис. 6 отрезком [ A1, B2 ], лежащим в области докритических течений. Линия критических те чений (16) u vc (h ) gh также переводится соотношением (14) в строго монотонно возрастающую функцию, график которой, лежа Рис. щий в области докритических течений, показан на рисунке 6 пунктирным отрезком [0, B2 ], переходящим в сплошную линию B2C. Так как ударная адиабата (9) и линия критических течений (16) пересекаются в един ственной точке A2 ( hr*, ghr ), то их образы при отображении (14) пересекаются в области докритических * течений в единственной точке B2.

Поскольку параметры постоянного течения ( h, u) за волной понижения R, распространяющейся по фону hl лежат на волновой адиабате (8), то однозначная разрешимость задачи о разрушении плотины (7) на скачке площади сечения (10) следует из строго монотонного убывания адиабаты (8) и строго монотонного возрастания кусочно-гладкой функции, график которой показан на рис. 6 линией A1 B2C, участок A1 B2 кото A1 A2 vs, а участок B2C – образом части рой является образом докритической части ударной адиабаты линии критических течений vc, расположенной правее точки A2, т. е. при h h Обозначим через hl* точку *.

r на оси h, из которой выходит волновая адиабата vr, проходящая через точку B2 излома линии A1 B2C. Тогда при hl ( hr, hl* ] адиабата vr пересекает эту линию на участке A1 B2, что приводит к формированию картины течения, показанной на рис. 5а. При этом волне понижения R соответствует участок DB волновой адиабаты vr, где B ( h1, v1 ), разрыву L – ударный переход BA по формуле (14), где A ( h0, v0 ), и прерывной волне S – участок AA1 ударной адиабаты vs.

При hl hl* адиабата vr перес екает линию A1B2C на участке B2C, что приводит к формирова ~~ нию картины течения, показанной на рис. 5б, на котором волне понижения R соответствует участок A C вол ~~ ~ ~ новой адиабаты vr, где C (h1, 1 ), разрыву L – ударный переход C E по формуле (14), где E (h0, 0 ), волне ~~ понижения R1, примыкающей справа к разрыву L, – участок EA волновой адиабаты % u v r ( h, h0, v0 ) 2 g h0 h v0, h h ~ ~ S x – участок AA1 ударной адиабаты v s. Отметим, что течение при Где A (h2, 2 ), и прерывной волне получается в результате решения классической задачи о распаде разрыва [1-4] с начальными данными, лежа ~ щими в точках A1 и E на рис. 6.

В заключение отметим, что аналогичным образом можно построить точные решения задачи о разру шении плотины (7) на скачке площади сечения (10) при условии, что hlhr, т.е. когда ширина русла в верхнем бьефе плотины меньше, чем в нижнем.

Работа выполнена в рамках проекта РФФИ 09-01_98001-р_сибирь_а «Численное моделирование не установившихся процессов в системах открытых русел и водотоков Горного Алтая».

Библиографический список:

1. Стокер, Дж.Дж. Волны на воде. Математическая теория и приложения [Текст] / Дж.Дж. Стокер. – М.: Изд-во иностр. лит., 1959.

2. Рождественский, Б.Л. Системы квазилинейных уравнений [Текст] / Б.Л. Рождественский, Н.Н. Яненко. – М.: Наука, 1978.

3. Куликовский, А.Г. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравне ний [Текст] / А.Г. Куликовский, Н.В. Погорелов, А.Ю. Семенов. – М.: Физматлит, 2001.

4. Остапенко, В.В. Гиперболические системы законов сохранения и их приложение к теории мелкой воды [Текст] / В.В. Остапенко. – Новосибирск : Изд-во НГУ, 2004.

5. Friedrichs, K.O. On the derivation of shallow water treory [Text] / K.O. Friedrichs // Comm. Pure Appl.

Math. – 1948. – V. 1. – P. 109-134.

6. Dressler, R.F. Comparison of theories and experiments for the hydraulic dam-break wave [Text] / R. F. Dressler // Intern. Assoc. Sci. Hydrology. – 1954. – V. 3. – №. 38. – P. 319-328.

7. Stansby, P.K. The initial stages of dam-break flow [Text] / P. K. Stansby, A. Chegini, T. C. Barnes // J. Fluid Mech. – 1998. – V. 374. – P. 407-424.

8. Букреев, В.И. Начальная стадия генерации волн при разрушении плотины [Текст] / В.И. Букреев, А.В. Гусев // Докл. РАН, 2005. – Т. 401. – № 5. – С. 1-4.

9. Дулов, В.Г. Распад произвольного разрыва параметров газа на скачке площади сечения [Текст] / В.Г. Дулов // Вестник Ленингр. ун-та.: сер. математики, механики и астрономии. – 1958. – № 19, вып. 4. – С. 76-99.

10. Яушев, И.К. Распад произвольного разрыва в канале со скачком площади сечения [Текст] / И. К. Яушев // Изв. СО АН СССР : сер. техн. наук. – 1967. – № 8, вып. 2. – С. 109-120.

11. Кэхейн, А. Теоретическое и экспериментальное изучение распространения волн конечной амплиту ды в каналах переменного сечения [Текст] / А. Кехейн, В. Уоррен, В.Г. Гриффит, А. Марино // Механика : сб.

перев. и обзоров иностр. период. лит. – 1955. – Вып. 4. – С. 12-38.

12. Остапенко, В.В. Течения, возникающие при разрушении плотины над ступенькой дна [Текст] / В. В. Остапенко // ПМТФ. – 2003. – Т. 44, № 4. – С. 51-63.

13. Остапенко, В.В. Течения, возникающие при разрушении плотины над уступом дна [Текст] / В.В. Остапенко // ПМТФ. – 2003. – Т. 44, № 6. – С. 107-122.

14. Букреев, В.И. Распад разрыва свободной поверхности жидкости над уступом дна канала [Текст] / В.И. Букреев, А.В. Гусев, В.В. Остапенко // Изв. РАН. МЖГ. – 2003. – № 6. – С. 72-83.

15. Букреев, В.И. Волны в открытом канале, образующиеся при удалении щита перед неровным дном типа шельфа [Текст] / В.И. Букреев, А.В. Гусев, В.В. Остапенко // Вод. ресурсы. – 2004. – Т. 31, № 5. – С. 1-6.

УДК 378.02:372. РЕАЛИЗАЦИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ МОБИЛЬНОСТИ В СРЕДАХ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ IMPLEMENTATION OF A VIRTUAL MOBILITY IN DISTANCE LEARNING ENVIRONMENTS Дудышева Е.В., канд. пед. наук, доц.

ФГБОУ ВПО «Алтайская академия образования им. В. М. Шукшина»

Россия, Алтайский край, г. Бийск, kinf@bigpi.biysk.ru Аннотация. В статье анализируются достоинства, недостатки и возможность реализации виртуальной мобильности студентов и преподавателей при применении методов и средств дистанционного обучения в вузе.

Ключевые слова: профессиональное образование, виртуальная мобильность, электронное обучение, совместное дистанционное обучение.

Abstract. The article analyzes the advantages, disadvantages and possibility of implementing virtual mobility of students and teachers in the application of methods and means of distance education at the university.

Ключевые слова: professional education, virtual mobility, e-learning, joint distance learning.

Информационно-образовательная среда каждого вуза в перспективе должна стать частью единого пространства международного образовательного сообщества. Развитие Болонского процесса в соответствии со стратегией eBologna («Электронная Болонья») предполагает, среди прочего, активное внедрение дистанцион ного (электронного) и смешанного обучения, реализации виртуальной мобильности [1, с. 12]. Виртуальная мо бильность не подменяет, а дополняет и обогащает традиционную академическую мобильность. Выделяется ряд достоинств дистанционного образовательного процесса в сравнении с физическим перемещением студентов и преподавателей в другие вузы. К основным преимуществам можно отнести следующие пункты.

1. Большую массовость: даже при наиболее высоком уровне академической мобильности, она по нор мам не превышает 20%, а виртуальная мобильность потенциально не ограничена.

2. Экономически выгодное решение: для большинства российских вузов, по сути, единственная воз можность обеспечить приемлемый уровень мобильности.

3. Симметричность: работа и студентов, и преподавателей в новых учебных сообществах нескольких вузов и различных культурных средах.

4. Высокая гибкость обучения студентов: возможность построения индивидуальных образовательных траекторий с выбором курсов не одного, а разных вузов (при тех же условиях суммарного набора кредитов – зачетных единиц по согласованию с базовым вузом).

5. Большее соответствие современной модели открытого образования: большая возможность выбора и, как следствие, возможность учета особенностей каждого обучаемого.

Недостатки виртуальной мобильности состоят в невозможности полноценного погружения в образова тельный процесс других вузов (основным остается собственное место учебы) и в проблемах современного со стояния дистанционного обучения в целом. Помимо технических трудностей и отсутствия достаточно удобных средств информационных технологий существенной является проблема языкового барьера, которая при акаде мической мобильности решается интенсивным обучением в самой языковой среде. Недостаточное развитие педагогических технологий также сдерживает массовое применение дистанционных технологий в межвузов ском взаимодействии.

Возможное решение заключается в разработке либо настройке унифицированных сред, поддерживаю щих совместное дистанционное обучение, их применении в рамках информационно-образовательной среды вуза с проведением педагогических исследований в сфере информатизации образования, построением адекват ных дидактических моделей.

Предлагается использование политехнологических учебных сред, представляющих собой компьютер ные открытые среды поддержки обучения, интегрирующие элементы педагогических, информационных, ком муникативных, управленческих технологий [2] и обеспечивающие функциональные требования открытости, управляемости, ресурсоэкономичности, результативности, устойчивости.

Из доступных решений, наиболее подходящими для отправной точки выглядят образовательные соци альные сети, дополненные свойствами полилинвальности, иерархичности, интеллектуальности, технологично сти, переносимости. Реализация полилинвального обучения требует отдельных методов и средств, таких как, интеллектуальный перевод и визуализация.

Иерархичность – способ повышения мотивации для совместной деятельности, неизбежно привнося щей трудности коммуникации. Возможность самонастройки систем в целях автоматизации управления процес сом совместного обучения необходимо применять для снижения трудозатрат преподавателей и эффективной оценки деятельности студентов. Результативность реализуема, например, путем формирования электронных портфолио по запросу. И наконец, элементарное требование технической устойчивости, контроля версий и унификации средств разработки результатов совместной деятельности приводит к закономерной идее облачности.

Библиографический список:

1. Банг, Й. «Электронный» Болонский процесс – создание европейского образовательного пространства. Шаг к обществу, основанному на знаниях [Текст] / Й. Банг // Информационное общество. – 2005.

– № 4. – С. 10-14.

2. Дудышева, Е.В Проблемы организации дистанционного совместного обучения в педагогическом образовании [Текст] / Е.В. Дудышева // Фундаментальные науки и образование: материалы Международ. науч. практ. конф. – Бийск: Изд-во АГАО, 2012. – 452 с. – С. 24-30.

УДК 378.046. ОСОБЕННОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС В УКРАИНЕ ESPECIALLY THE INTRODUCTION OF ELECTRONIC TEXTBOOKS IN EDUCATIONAL PROCESS IN UKRAINE Иващенко Я.О., студент Николаевский национальный университет им. В.А.Сухомлинского Украина, г. Николаев, Yhana2008@yandex.ua Аннотация. В этой статье рассмотрен вопрос о вводе электронных книг в образовательный процесс в Украине на примере Pocketbook. Проанализированы положительные и отрицательные стороны данного вне дрения.

Ключевые слова: образовательный процесс;

электронная книга;

Pocketbook.

Abstract. In this article the question of entering e-books in the educational process in Ukraine by the example of Pocketbook. Analyzed thepositive and negative aspects of the implementation.

Key words: educational process, an e-book;

Pocketbook.

В современном мире важное место занимает информационные технологие, которые с каждым днем «захватывают» одну сферу нашей жизни за другой. Вот и в образование нынче немыслимо без информацион ных технологий и интеграции в глобальное информационное пространство. Поэтому внедрение в учебный процесс инновационных технологий и современного содержания образования является одним из приоритетных заданий Министерства образования и науки, молодежи и спорта Украины. Базовым элементом образовательно го процесса становится мультимедийное устройство, лучшим и единственным образцом которого является первый в мире электронный учебник Pocketbook.

В данной статье мы рассмотрели положительные и отрицательные стороны внедрения электронных учебников в образовательный процесс в Украине.

Электронный учебник – основное учебное электронное издание, созданное на высоком научном и ме тодическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей.

Прежде чем внедрять электронные книги в школах Министерством образования и науки, молодежи и спорта Украины был проведен эксперемент. С 1 января по 11 мая 2011 г. проводилось экспериментальное ис пытание устройства для чтения электронных книг Pocketbook в 5 общеобразовательных учебных заведениях Ивано-Франковской, Донецкой, Николаевской, Полтавской и Киевской областей Украины. Участие в экспери менте приняли 86 учителей и 207 учеников 7-ого, 8-ого и 9-ого классов. По его результатам анкетирования вы яснилось, что учителям больше всего понравились в новейшем учебнике его габариты. Чуть меньше – мощ ность аккумулятора. На третьем месте оказалось внешнее оформление, и наименьшее количество баллов полу чили параметры, определяющие скорость работы устройства и его защиту от повреждений [1].

Рассмотрим положительные стороны электронного учебника. Pocketbook удобен для школьника. Элек тронная страница равна странице обычного учебника. Программное обеспечение создано отечественными спе циалистами с учетом специфических потребностей школьников, студентов. Учитывая то, что учебник создан созданный на основе «электронные чернила» он безопасен для зрения. Он отражает свет как обычный печат ный лист и имеет угол обзора больше, чем у ЖК-дисплеев. Кроме того, может показывать текст и графику не определенно долго, не потребляя при этом электроэнергию. Учебные материалы для средней и высшей школы можно приобрести в онлайн магазине электронных книг Bookland.net.ua. В сравнении с традиционным школь ным портфелем, полным печатных учебников, данное устройство является очень легким. Заманчиво ходить в школу с легкой сумочкой вместо кипы тяжелых учебников. Заряда батареи Pocketbook хватает минимум на 7000 перелистываний – это 2-3 недели активного чтения или на шесть-семь часов прослушивания аудиофайлов формата mp3 в наушниках.

Программное обеспечение Pocketbook ориентировано сугубо на учащихся: там есть расписание заня тий, калькулятор, лицензионные словари. Устройство поддерживает 12 форматов книг и четыре формата изо бражений. В школьных учебниках Pocketbook уже можно одновременно открывать несколько книг, делать за метки, отмечать необходимые фрагменты текста и делать пометки на полях электронного учебника.

Также включена система виджетов (дать определение), которые обеспечивают оперативный обмен ин формацией в режиме онлайн, благодаря встроенным модулям Wi-Fi и Bluetooth. В Pocketbook поместится по рядка 10 тысяч книг. Кроме учебников, предусмотренных школьной программой, он может вмещать словари, справочники, а также классическую литературу.

Кроме положительных сторон есть и отрицательные моменты. С учетом технологии «электронных чернил» достаточно медленно, по сравнению с ЖК-мониторами, происходит обновление на дисплеи, что не позволяет эффективно отображать движущиеся объекты. Пока экран электронной книги не может воспроизво дить цветных изображений. Приемлемо отобразить иллюстрации позволяют 16 градаций серого. Учитывая отсутствие цветных изображений, данный учебник может не заинтересовать младших школьников. Экран у Pocketbook – потенциально уязвимое место. Хотя от случайного падения с парты устройство застраховано.

Внедрение в учебный процесс электронного учебника даст возможность школьнику иметь доступ к большим объемам информации, так как данное устройство вмещает в себе всю школьную литературу, словари, энциклопедии и классическую литературу. Эти книги предназначены исключительно для учебы, что упрощает в целом весь учебный процесс.

Библиографический список:

1. Балакина, Е. «За» и «против» введения электронных учебников [Электронный ресурс]. – Режим дос тупа : http://epochtimes.com.ua/ru/ukraine/society/za-i-protiv-vvedenija-jelektronnyh-uchebnikov-97607.html.

УДК К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРАВОЙ ЧАСТИ НЕОДНОРОДНОГО ЛИНЕЙНОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ВЫСШИХ ПОРЯДКОВ ПО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ DEFINITION OF THE RIGHT INHOMOGENEOUS LINEAR DIFFERENTIAL EQUATIONS OF HIGHER ORDERS IN DOPOLNITELNOY INFORMATION Иманкул Т.Ш., канд. физ.-мат. наук, доц.

Казахский национальный университет им. Аль-Фараби Казахстан, г. Алматы Аннотация. В статье рассмотрена математическая задача, имеющая практико-ориентированное зна чение в различных областях знаний. Автор интерпретирует ее в трех направлениях.

Ключевые слова: высшая математика, неординарное линейное дифференциальное уравнение.

Abstract. In this article the mathematical problem that has practical-oriented value in various fields of knowledge. The author interprets it in three directions.

Key words: higher mathematics, ordinary linear differential equation.

1. Постановка задачи и его обсуждение Рассмотрим следующую задачу, возникающую в различных разделах математики:

y ( n ) (t ) p1 (t ) y ( n 1) (t )... p1 (t ) y (t ) (t ) b(t ) v(t ), 0 t 1 (1) n при условиях (2) U j ( y ) j y ( ) (0) j y ( ) (1) b j, j 1, n n (3) Vi ( y ) i y ( ) (0) i y ( ) (1) ai, i 1, n где pk (t ), k 1, n ;

(t ) заданные кусочно-непрерывные функции, v(t ) искомая функция. Предполагаем, что 1) ранг матрицы ( j, j ) равен n ;

2) однородная задача dy A(t ) y (t ), dt y ( n ) (t ) p1 (t ) y ( n 1) (t )... pn (t ) y (t ) 0, U j ( y ) 0, j 1, n имеет только тривиальное решение.

Рассматриваемая задача (1)-(3) может быть интерпретирована:

– во-первых, как задача определение правой части неоднородного уравнения (1) по дополнительной информации. Тогда она представляет так называемую обратную задачу, обзор по которым имеется монографии С.И. Кабанихина [1];

– во-вторых, как переопределенная краевая задача для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. В таком случае важно знать довольно общие условия разрешимости задачи (1)-(3). Теория переоп ределенных задач освещена в работе П.И. Дудникова, С.Н. Самборского [2];

– в третьих, как исходный шаг при разработке алгоритмов решения задач оптимального управления для систем обыкновенных дифференциальных уравнений при заданных pk (t ), k 1, n ;

b(t ), (t ), j, j, j (t ), j (t ), b j, ai, j 1, n, i 1, m, 1, n 1.

Подробный подход детально разработан в цикле работ по оптимальному управлению С. А. Айсагалие ва [3;

4;

5]. Аналоги задач (1)-(3) для абстрактных операторных уравнений и уравнений с частными производ ными можно найти в работе [6].

2. Вспомогательные леммы и основной результат данной работы.

Введем следующие определители:

det U j ( y k ) nxk, (4) y1 (t ) y 2 (t ) y n (t )...

y (t ) y1 (t ) y1 (t )...

....................

( n 2 ) y 2n 2 ) ( t ) ( y nn2) (t ) ( y1 (t )..., (5) 1 y1 ( x ) y 2 ( x)... y n ( x) g ( x, t ) y (t ) y1 (t ) y 2 (t )...

2 n (t ) (t )... y (t ) y1 y2 n...........

y1 n1) (t ) ( y 2n1) (t ) ( y nn1) (t ) ( если x t берем знак плюс, а если x t берем знак минус. Здесь y k (x ), k 1, n произвольная фунда ментальная система решений однородного уравнения y ( n ) (t ) p1 (t ) y ( n 1) (t )... p n (t ) y (t ) 0.

y1 (t ) y 2 (t ) y n (t ) g ( x, t )...

U1 ( y1 ) U1 ( y2 ) U1 ( yn ) U1 ( g )... (6) H ( x, t ) U 2 ( y1 ) U 2 ( y2 ) U 2 ( yn ) U 2 (g)...

........................

U n ( y1 ) U n ( y 2 )... U n ( y n ) U n ( g ) Лемма 1. Пусть заданы p k (t ) C k [0.1], k 1, n, b(t ), (t ), v(t ) C[0,1] и числа j, j. Тогда ре шение уравнения (1), при b 0, b2 0,..., bn 0 удовлетворяющее условию (2) имеет вид y (t ) H (t, ) ( ) b( )v( )d, (7) если 0.

Доказательство леммы 1. Вывод формулы (7) можно найти в книге М. А. Неймарка [8, с. 47].

Лемма 2. Пусть заданы p k (t ) C k [0.1], k 1, n, b(t ), (t ), v(t ) C[0,1] и числа j, j j, j, a j. Тогда, (8) i 1, m Vi,t ( H (t, ))b(t )v(t )d i где i a i V ( H (t, )) (t )d. (9) i,t Доказательство леммы 2. Из условия (3) имеем Vi ( y ) ai, i 1, m. Тогда из леммы 1 вытекает V ( H (t, ))[ ( ) b(t )v(t )]d ai, i 1, m. (10) i,t Откуда 1. (11) Vi,t ( H (t, ))b(t )v(t )d ai Vi,t ( H (t, )) (t )d i, i 1, m 0 Лемма 2 полностью доказана. Теперь сформулируем основного результата данной работы.

Теорема. При любом w(t ) L2 (0,1) множество Т= v(t ) w(t ) b(t )V A 1 ( ) (12) v(t ) дает полное описание таких функций, что существуют решения уравнение (1) с условиями (2) и (3), где V1,t ( H (t, )) V V2,t ( H (t, )), (13).........

V ( H (t, )) m.t A Vi,t ( H (t, ))b( ), b ( )V ( H (t, )) ixs, (14) 1, 2,..., m T, (15) T V1 ( z1 ),V2 ( z1 ),...,Vm ( z1 ) (16) Справедливо также обратное утверждение.

Доказательство теоремы. Неизвестную функцию v(t ), удовлетворяющую уравнению (8) ищем в виде:

m v(t ) pk b( )Vk,t ( H (t, )), где pk некоторые константы. Тогда система соотношений (8) преобразуется к k виду A p, (17) T p p1, p 2,..., p m.

где Поскольку по условию леммы 1 det A 0, тогда p A 1. (18) Частное решение неоднородной системы уравнений имеет вид v(t ) b( )V A 1. (19) Теперь, общее решение однородной системы уравнений V ( H (t, ))b(t )u (t )d 0, i 1, m ищем в i,t, виде u(t ) w(t ) (t ) (20) где w(t ) – произвольная вектор-функция, а (t ) – неизвестная вектор-функция. Из уравнения (19) следует, что 1, i 1, m (21) Vi,t ( H (t, ))b(t ) (t )d Vi,t ( H (t, ))b (t ) w(t )d 0 Нетрудно показать, что (22) Vi ( z1 (t )) V ( H (t, ))b(t ) w(t )d i,t где z1 (t ) – решение задачи (n) ( n 1) (23) (t )... p n (t ) z1 (t ) b(t ) w(t ), 0 t z1 (t ) p1 (t ) z (24) U j ( z1 ) 0,, j 1, n Тогда аналогично тому, как решили уравнение (8), из соотношение (22) получаем (t ) b( )V A 1 (25) Значит u (t ) w(t ) b( )V A 1 (26) Наконец получим, что v(t ) w(t ) b( )V A ( ). Теорема 1 доказана.

Поскольку выполняется требования (2), задача (1)-(3) переопределена. Поэтому v(t ) в правой части уравнения (1) не может быт произвольной, то есть выбирается согласно теореме 1. Основной результат данной работы сформулирован для однородных граничных условий (2), хотя его легко переформулировать для про извольных b1, b2,..., bn.

Библиографический список:

1. Кабанихин, С.И. Обратные и некорректные задачи [Текст]: учебник для высш. учеб. заведений / С.И. Кабанихин.– Новосибирск: Сибирское научное издание, 2009. – 457 с.

2. Дудников, П.И. Линейные переопределенные системы уравнений с частными производными, гра ничные и начально-граничные задачи для них [Текст] / П.И. Дудников, С.Н. Самборский // Итоги науки и тех ники : Сер.Совр. пробл матем.фундам. направления.ВИНИТИ,1991. – Т. 65. – С. 6-94.

3. Айсагалиев, С.А. Краевые задачи оптимального управления [Текст] / С.А. Айсагалиев. – Алматы:

Изд-во аза.университеті, 1999. – 214 с.

4. Айсагалиев, С.А. Теория регулируемых систем [Текст] / С.А. Айсагалиев. – Алматы: Изд-во аза университеті, 2000. – 234 с.

5. Айсагалиев, С.А. Теория фазовых систем [Текст] / С.А. Айсагалиев, Т.Ш. Иманкулин. – Алматы :

аза университеті, 2005. – 272 с.

6. J. Bear. Dynamics of Fluids in Porous Media [Text] / J. Bear. – Elsevier, New York, 1972.

7. Наймарк, М.А. Линейные дифференциальные операторы [Текст] / М.А. Наймарк. – М., Наука,1964.

– 528 с.

УДК 004. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ЛИЧНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЛЯ ПРОБЛЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ USING THE METHODS OF PERSONAL IDENTIFICATION FOR LOCAL PROBLEM POSITIONING D.V. Kudin, graduate student N.G. Kudryavtsev, Ph.D., Associate Professor N. Mittal, master, S. Lamba, master, Y.K. Bansal, master Gorno-Altaisk State University, Russia, ngkudr@mail.ru Abstract. In this paper, we propose to use personal identification methods for solving the local positioning.

The approach to the problem of local positioning is based on the recognition of the label, encoded in the QR-code format, placed at different points in space. Targeting is done by comparing the recognized label with coordinates of its location, stored in a database of the studied area.

Аннотация. В этой статье мы предлагаем использовать персональный идентификационный методы для решения местных позиционирований. Подход к проблеме местного позиционирования на основе призна ния этикетки, закодированные в QR-код формата, размещенных в разных точках пространства. Таргетинг осу ществляется путем сравнения признанных наклейк с координатами своего местоположения, хранящимися в базе данных в исследуемой области.

Key words: Personal Identification, Local positioning systems, QR-codes, Rrecognition of 2D bar codes.

Ключевые слова: личный, местные системы позиционирования, QR-коды, штрих-коды.

The term «personal» increasingly enters into our lives – a personal computer, a personal car, a personal pension. It also becomes a familiar notion of personal identity. There are many methods of personal identification, and not all of them are related to recognition of patterns as a method of personal identification. In other words, for personal identification it is not always required to recognize the human biometrics - face, voice or fingerprint, the more so because, in general, all these problems are quite intractable. In this paper, we will talk about personal identity in the context of the use of special tags: Radio Frequency (RFID) and one – two-dimensional bar-coding systems (BAR and QR-codes). Moreover, the personal identification will not be seen as a means to provide access to any resource, as well as one of the approaches to the problem of local positioning.

The main problem with the development of local positioning systems is that to determine one location in the room you cannot directly use the technologies used in the GPS-systems (Global Positioning System). The signal transmitted from the satellite constellation is weakened in the premises so that it is not possible to use this signal. There are several approaches that are based on principles similar to GPS technologies. These systems use radios operating in the 1-3 GHz range, transmitting, receiving a radio signal, and estimating the delay of the transmitted signal. Since the signal is repeatedly reflected in the premises and is absorbed, the accuracy of this positioning is poor. Some of the positioning systems are used to estimate the distance to the object with the help of ultrasound, but the spreading of sound waves in the premises has also its problem. In other cases, the production facilities used for the movement of the strip, but it is not always possible to deliver high-quality images and sharp band around the route of the vehicle. You can also use a network of infrared - beacons, whose location is known in advance. With this approach, the emitted code sequence is detected by a device located on the positioned object and the location of the object in this case is estimated from the angular displacement of the observed beacons.

Proposed in this paper an approach to the positioning of image recognition is special labels stuck on objects and walls in the room in which the object moves. Further comparison of the recognized labels the object closest with their location in the plan of the premises, which is stored in the memory of the system, allows determine the object's location to within the coordinates of the label.

The general scheme of the orientation system is as follows: Moving an object to be oriented in space, is equipped with one or two video cameras that are used for the detection and further identification of labels with a special identification code. The QR-code can serve as a prototype of the identification code.

The software part of the recognition system can be represented in the form of a flowchart shown in Figure 1.

A database of images and Recognition block Block input image plans to deploy QR-codes QR-codes The recognition algorithm can be divided into three stages: The detection of the location of glued labels, the positioning cameras in front of the image labels and proper recognition. To facilitate the task, we can agree that all labels will be placed on one and the same level which is the level the installation of the video camera.

УДК 004. РАЗРАБОТКА АВТОНОМНОЙ МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СБОРА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОММУНИКАЦИОННОЙ СРЕДЫ CAN (CONTROLLER AREA NETWORK) DEVELOPMENT OF AUTONOMOUS MOBILE SYSTEM ACQUISITION OF GEOPHYSICAL DATA COMMUNICATION WITH MEDIA CAN (CONTROLLER AREA NETWORK) Кудин Д.В., аспирант Учайкин Е.О., аспирант ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск, ensase@mail.ru Аннотация.В данной работе рассматривается протокол последовательной передачи данных CAN(Controller Area Network). Приводится пример алгоритма взаимодействия устройств. Рассматривается реа лизация сети CAN устройств при автоматизации геофизических наблюдений.

Ключевые слова: CAN, геофизическая обсерватория, распределенная система.

Abstract. In this paper we consider the serial data transfer protocol CAN (Controller Area Network). As an example of an algorithm of interaction devices. The realization of the CAN network devices in the automation of the geophysical observations is given.

Keywords:CAN, geophysical observatory, distributed system.

В настоящее время при участившихся аномальных явлениях, связанных с землятресениями, наводне ниями и другими стихийными бедствиями, сбор геофизических данных представляется одним из важнейших направлений исследований, предназначенных для предупреждения и прогнозирования глобальных катастроф.

Существуют различные виды сбора информации об окружающей среде. Текущее положение дел позволяет использовать космическое наблюдение, однако в горных районах в условиях быстроменяющейся погодной и сейсмической обстановки космический мониторинг оказывается малоэффективными. Альтернативными явля ются различные наземные станции. Основной проблемой является требование удаленности (например, при магнитной съемке) от различных мощных генераторов, а, с другой стороны, проблема с обеспечением питания и необходимость передачи информации. Данная проблема могла бы быть решена путем использования специа лизированных шин и протоколов передачи данных. Одним из таких протоколов является CAN протокол, кото рый многие годы используется в автомобильной промышленности и в других отраслях производства.

Данный протокол представляет собой совокупность программно-аппаратных средств, которые обес печивают как физическую среду передачи данных по проводному соединению, так и логический канал пере дачи данных.

В нашей лаборатории был разработан модуль передачи данных для развертывания автоматизирован ной геофизической обсерватории. Данный модуль состоит из приемопередатчика физического уровня CAN и общей шины передачи сообщений.

Рис. 1. Блок-схема CAN сети: а – устройство на микроконтроллере без встроенного интерфейса CAN, б – устройство на микроконтроллере со встроенным CAN модулем Использование таких модулей позволит в будущем обеспечивать более надежную связь электронных модулей осуществляющих сбор геофизических данных на обсерватории.

Рис. 2. Блок-схема алгоритма функционирования CAN модуля Соединение измерительных модулей обсерватории в CAN сеть позволяет абстрагировать от физиче ской среды передачи данных, делает систему легко расширяемой. Принцип неразрушающего арбитража сооб щений, реализованный в CAN протоколе, гарантирует своевременную доставку измерительных данных, кон троль целостности, надежное функционирование в условиях многомодульной сети. Упрощенный граф перехо дов автомата CAN представлен на рис. 2. Приоритеты CAN сообщений в совокупности с широковещательной передачей сообщений позволяют решить задачу взаимной синхронизации времени на измерительных устрой ствах обсерватории.

УДК 004. ПРИНЦИПЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ НАДЕЖНЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ PRINCIPLES AND TECHNOLOGY BUILDING COMPLEXES RELIABLE SOFTWARE FOR EMBEDDED SYSTEMS BASED ON MICROCONTROLLERS Кудин Д.В., аспирант ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск, ensase@mail.ru Аннотация. В данной работе рассматриваются архитектурные особенности современных микрокон троллеров и условия их использования, позволяющие повышать надежность разрабатываемых программно аппаратных комплексов. Приводятся фрагменты программ и обсуждается специфика их применения при реа лизации режимов работы аппаратных средств, требуемых для обеспечения бесперебойного функционирования создаваемых встраиваемых систем.

Ключевые слова: встраиваемые системы, программные средства, повышение надежности.

Adstract. This paper examines the architectural features of modern microcontrollers and conditions of use, al lowing to increase the reliability of developed software and hardware. The fragments of programmes and the specific of their use required to ensure the reliable smooth functioning of the embedded systems are discussed.

Key words: embedded systems, software, reliability increase.

Для решения задач управления при проведении научных исследований, при разработке средств авто матизации производственного процесса, при создании бытовых приборов уже давно используются системы встроенного контроля и управления, разрабатываемые на базе специальных бортовых промышленных компью теров или просто микроконтроллеров. Такие системы называются встроенными системами. Обычно сложность управляющей системы зависит от сложности объекта управления и от трудности решаемой задачи, поэтому все чаще помимо решения основной задачи – задачи управления или задачи сбора данных разработчики встроен ных систем сталкиваются с задачами обеспечения надежности и отказоустойчивости таких систем.

Для обеспечения надежности встроенных систем, современные микроконтроллеры предоставляют ряд аппаратных средств, позволяющих решить некоторые важные задачи бесперебойного функционирования про граммно-аппаратной системы. Среди них стоит отметить следующие модули:

– cброс при подаче питания (Power On Reset, POR);

– cброс при снижении напряжения (Brown On Reset, BOR);

– задержка при подаче питания (Power On Timer, PWRT).

Они являются стандартными для большинства современных микроконтроллеров и решают проблемы неправильной работы периферии микроконтроллера и внешних устройств во время возникновении проблем с питанием системы.

Соответствующая настройка порогового напряжения для BOR, значения задержки включения кон троллера (PWRT), а также управлением автоматическим работой данных модулей лежит на разработчике про граммного обеспечения [1;

2].

Многие современные микроконтроллеры содержат модуль сторожевого таймера (Watch-Dog Timer, WDT) [1;

2], который используется как удобное средство защиты от зависания программы. Наличие стороже вого таймера избавляет разработчика от необходимости создания сложных неблокирующих подпрограмм ра боты с внешними устройствами.

Необдуманное использование сторожевого таймера может привести к неадекватной работе програм мы, в том числе — к полной потере работоспособности устройства.

Например, непредвиденная работа термометра по причине обрыва линии связи, приводит к остановке работы и многократным последующим перезагрузкам устройства, примерный код обслуживающей программы приведен в Листинге 1.

Применение сторожевого таймера оправдано для отслеживания работы важнейших аппаратных под систем устройства, без которых функционирование программы не имеет смысла.

В некоторых случаях существенное упрощение и повышение надежности программы достигается про граммным управлением работой сторожевого таймера.

While(1) { // основной цикл измерений // очистка сторожевого таймера ClrWdt();

// получение данных от датчиков магнитного поля getSensorData();

// запуск процесса измерения температуры convertTerm();

while(DQ == 0) // в результате обрыва линии continue;

// приводит к переполнению сторожевого // таймера f_term = readTerm();

// остальной код //...

} Листинг Распространенной практикой является включение таймера на время выполнения некоторых, наиболее уязвимых, участков кода.

Недостаток такого подхода – отсутствие программного управления сторожевым таймером на боль шинстве 8-разрядных контроллеров младших семейств.

Листинг 2 демонстрирует использование программного управления сторожевым таймером для защиты от проблем с сетью, при использовании GSM модема.

// отключение сторожевого таймера ClrWdt();

// отключение сторожевого таймера EnableWDT(WDT_ENABLE);

// далее - ненадежный код #ifdef RTDATA send_buffer(buff, filename);

#else if (rtcc.byte.hour == 0x23 && rtcc.byte.min == 0x50) { f_lseek(&fil, 0);

// отправка суточных данных через GSM модем send_file(&fil, filename);

} #endif // отключение сторожевого таймера, ненадежный код // исполнен EnableWDT(WDT_DISABLE);

Листинг Важной частью любой встроенной системы является подсистема тактирования микроконтроллера и проблемы с ней трудно поддаются диагностике и фатально сказываются на общую работу устройства. Именно поэтому современные микроконтроллеры содержат встроенный источник тактирования и аппаратные средства отслеживания работы тактового генератора.

При разработке надежной программы необходимо четко определять поведение устройства в случае от каза тактового генератора.

В новые 16-разрядные микроконтроллеры встроены мощные средства повышения надежности про грамм – возможность получения информации об источнике сброса и переменные с квалификатором persistent.

Память, выделяемая под persistent переменные, не изменяется во время сброса микроконтроллера, а информация об источнике сброса позволяет оценить корректность содержащейся в этих переменных информа ции. Использование этих средств дает программе возможность оповещать себя о событиях, которые привели к отказу в работе.

Библиографический список:

1. Официальная документация на микроконтроллеры Microchip: PIC16F882/883/884/886/887 Data Sheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41291D.pdf.

2. Официальная документация на микроконтроллеры Microchip: PIC24HJ128GPX02/X04 Data Sheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/70293F.pdf.

УДК 681.3. О ПЕРСПЕКТИВАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ АГЕНТОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ СВЯЗЕЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ГУМАНИТАРНЫМ И ТОЧНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ THE PROSPECTS OF INTELLIGENT AGENTS FOR INTERDISCIPLINARY TRAINING IN COMMUNICATION HUMANITARIAN AND EXACT DISCIPLINARY LINAM Кудрявцев Н.Г., канд. техн. наук, доц.

Кудин Д.В., аспирант Учайкин Е.О., аспирант Беликова М.Ю., ст. препод.

ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск ngkudr@mail.ru, ensase@mail.ru, evgeniy_uch@mail.ru Аннотация. В данной работе рассматривается возможность использования интеллектуальных агентов для взаимодействия со студентами и школьниками в процессе занятий и в свободное от уроков время. Излага ется общая концепция подачи и контроля изучаемого материала, и обсуждаются формы представления обу чающей информации. Приводится один из возможных вариантов реализации предлагаемой модели обучения.

Ключевые слова: концепция подачи учебной информации, интеллектуальные агенты.

Abstract. In this paper we consider the possibility of using Intelligent agents to interact with students and pu pils in the lessons and in their spare time. A general concept of presentation of learning information and the form of submission of such information is discussed. An a possible implementation of the proposed model of learning is pre sented.

Key words: presentation of learning information, intelligent agents.

Современный образовательный процесс, можно представить в виде многоаспектного, многоуровнево го взаимодействия между преподавателем и учеником. В эту схему взаимодействия, можно включить лекции, практические занятия, контрольные работы, семинары, самостоятельную работу, индивидуальные занятия. При этом одна часть описанных выше процедур взаимодействия используется для подачи материала учащимся, а другая часть – для проверки успешности усвоения знаний. При всей устойчивости классической образователь ной модели, нельзя не отметить, что в образовательный процесс, как и в другие сферы нашей жизни, все глуб же проникают инновационные информационные технологии. Правда в большинстве случаев это проникнове ние ограничивается простым увеличением удельной массы техники на душу студента или школьника: закупкой новых быстродействующих компьютеров, подключением более скоростного Интернета, внедрением интерак тивных досок, подачей лекционного материала, сдачей тестов, зачетов и экзаменов зачетов через Интернет или локальную компьютерную сеть. Очень часто при внедрении информационных технологий методики препода вания остаются теми же, что и много лет назад, просто один носитель информации (бумажный) заменяется другим (электронным) и, к тому же, сокращается время общения ученика с учителем. Однако, несмотря на ка жущуюся неизменность классического образовательного процесса, время от времени учителя придумывают новые способы представления материала, усовершенствуют методики проверки знаний, видоизменяют спосо бы общения с учителем. Одному из таких новых способов общения учителя и ученика посвящена наша работа.

В данной работе в качестве способа взаимодействия преподавателя со студентом или школьником предлагается использовать проникновение в среду, которая последнее время все шире охватывает и поглощает современных подростков – виртуальную компьютерную среду обитания.

Как-то по телевизору показывали мультфильм, в котором нерадивому ученику приснился сон о том, что он попал в волшебную страну, где с ним стали случаться различные неприятности. Чтобы выпутаться из очередной истории школьник должен был то решать задачу по арифметике, за которую ему на прошлой неделе поставили двойку, то рассказать правило правописания, за которое имел неудовлетворительную оценку, то доказать теорему по геометрии, которую поленился своевременно выучить. В конце своих приключений герой полностью овладел учебным материалом, который до этого не мог изучить в течение года.

Идея, развиваемая в данной работе, предполагает имитацию случая, показанного в мультфильме, при помощи современных компьютерных технологий. Если в мультфильме роль ответственных, которые должны были контролировать знания ученика, выполняли два стрельца, то в нашем случае за контроль и передачу зна ний будут отвечать специальные программно-аппаратные средства – интеллектуальные агенты.

Понятие интеллектуального или рационального агента является одним из центральных в современном подходе к исследованиям в области искусственного интеллекта. В монографии [1] Агентом называют все, что может рассматриваться как воспринимающее свою среду с помощью датчиков и воздействующее на эту среду с помощью исполнительных механизмов. Наиболее широко известные реализации интеллектуальных агентов – это так называемые боты-программы, предназначенные для индексации или поиска информации в Интернете.

В нашем случае в качестве интеллектуальных агентов будем рассматривать автономно функциони рующие программы, средой для которых будет внутренняя локальная сеть учебного заведения с объединенной в эту сеть системой доступа в различные помещения, а так же домен Интернета, в котором зарегистрированы ученики. В качестве датчиков будет выступать интерфейс, позволяющий распознавать пользовательский про филь ученика или студента в сети, либо его персональный идентификатор в системе доступа. В качестве ис полнительных механизмов могут быть задействованы управление системой доступа, интерфейс подачи голосо вых сообщений, всплывающие окна подсказки, модальные окна запросов.

Предлагается следующий алгоритм взаимодействия программы агента с учеником. При выходе в ин тернет, выполнении какого-то действия в компьютерной сети или аутентификации в системе доступа к какому то физическому ресурсу, независимо от того, находится ученик (студент) дома или в школе (университете), программа-агент находит его по пользовательскому профилю или персональному идентификатору. После того, как ученик или студент обнаружен, анализируется данные из его учетной карточки, хранящейся в базе данных – какой профиль обучения выбран, какие знания должны быть получены и проверены, сколько времени про шло с момента последнего взаимодействия агента и ученика, насколько успешным было взаимодействие и т.п.

После проведения анализа по правилам, заложенным в базе знаний данного учебного заведения, программа начинает диалог с учеником. Например, требует от него написать в диалоговом окне отрывок из стихотворения или формулу какого-то физического закона. Если действие происходит у дверей с персональной системой дос тупа, то вопрос может быть воспроизведен системой голосовых сообщений, а ответ может восприниматься путем нажатия кнопки, номер которой соответствует правильному варианту ответа. Если в течение установ ленного времени ответ не получен, то агент может временно блокировать ресурс, доступ к которому хочет по лучить обучаемый субъект. После нескольких попыток неудачных ответов, может быть озвучен правильный ответ, для того, чтобы испытуемый получил знания, которые он должен был приобрести до этого момента классическим путем.

Междисциплинарность связей между гуманитарными и точными дисциплинами в рассматриваемом в данной работе случае обеспечивается самим процессом взаимодействия между учеником и агентом. Даже в том случае, если вопросы, задаваемые агентом будут касаться только гуманитарных дисциплин (поэзии, лите ратуры, искусства и др.), обучающийся будет вынужден совершенствовать свои знания в области информати ки, для того чтобы без ошибок и достаточно быстро набирать ответы и вместе с тем пробовать разблокировать требуемые ресурсы. В результате взаимодействия с агентами могут возникнуть клубы по интересам, посвя щенные изучению программирования, основ сетевых технологий, и поиску альтернативных методов обхода блокировок, осуществляемых агентами. Таким образом, может быть реализован процесс подачи знаний и про верки качества их усвоения.


Представленная в данной работе схема обучения может показаться на текущем этапе компьютериза ции школ и ВУЗов несколько футуритичной, но в недалеком будущем такие системы интеллектуальных аген тов могут быть вполне реализуемы и использованы в той или иной форме даже в рамках воспитания детей в отдельно взятой семье.

Библиографический список:

1. Рассел, С. Искусственный интеллект: современный подход [Текст] / С. Рассел, П. Норвиг;

пер. с англ. – М.: Вильямс, 2006. – 1408 с.

УДК 004. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ XLP ТЕХНОЛОГИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АВТОНОМНЫХ МЕТЕОМОДУЛЕЙ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА PIC XLP USE OF TECHNOLOGY IN THE DEVELOPMENT OF AUTONOMOUS METEOMODU LEU-BASED PIC24 FAMILY OF MICROCONTROLLERS Кудрявцев Н.Г., канд. тех. наук, доц.

Кудин Д.В., аспирант ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Росси, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск, ngkudr@mail.ru Аннотация. В статье рассматривается необходимость использования локальных метеосистем в зонах рискованного земледелия. Обсуждаются достоинства использования XLP технологий при разработке автоном ных встраиваемых систем. Описываются характеристики разработанного в лаборатории робототехники ГАГУ автономного метеомодуля.

Ключевые слова: автономный метеомодуль, XLP технологии, встраиваемые микроконтроллерные сис темы.

Abstract. This article discusses the need for local meteosistem in zones of risky agriculture. The advantages of XLP technology in the development of autonomous embedded systems are considered. The characteristics of the autonomous meteomodule developed in the robotics lab are describes/ Key words: autonomous meteomodule, embedded systems, XLP- technology/ Не обладая знаниями о текущем состоянии окружающей среды – количестве солнечных дней, глубине промерзания почвы, ежедневном количестве осадков, ночных и дневных температурах воздуха - сложно вне дрять новые сельскохозяйственные технологии в зонах рискованного земледелия в условиях горных террито рий. Все эти данные можно получать при помощи мобильных автономных метеосистем. Задаче разработки одной из таких систем и посвящена данная работа.

На рынке представлено большое количество метеостанций из разных ценовых диапазонов. Имеющие ся образцы измеряют температуру, влажность воздуха, атмосферное давление, прогнозируют погоду, однако достаточно ограниченное количество экземпляров позволяют сохранять наблюдаемые данные на внешний но ситель и выкладывать их в Интернет для того, чтобы можно было в реальном времени следить за состоянием погоды на определенных участках территории.

В лаборатории робототехники ГАГУ был разработан автономный метеомодуль, способный сохранять результаты наблюдений на SD\MMC-карту. Его модификация, дополненная GPS модемом способна передавать данные на Интернет-сайт с запрограммированной периодичностью.

Поскольку разрабатываемое устройство должно длительное время функционировать в автономном ре жиме (с питанием от аккумулятора), при конструировании было решено использовать энергосберегающие тех нологии, в том числе и применить управляющий микроконтроллер, поддерживающий XLP (.eXtrim Low Power) технологию.

Чтобы вкратце объяснить суть энергосберегающих режимов работы микроконтроллера, необходимо пояснить, что его ток потребления можно рассматривать в двух режимах функционирования: ток потребления в активном (динамическом) режиме и статическом режиме (режиме ожидания).

Потребление в активном режиме обусловлено переключениями цифровой логики и зависит от частоты тактирования, напряжения питания и температуры. Преимущественное влияние имеет частота тактирования.

Статическое потребление тока имеет место при полной остановке тактирования ядра и состоит из то ков утечки транзисторов, потребления супервизоров и тактирования схем, обеспечивающих дальнейшую рабо ту контроллера (сторожевой таймер, часы реального времени и т.п.). Преимущественное влияние на статиче ское потребление имеет напряжение питания, температура Таким образом, существенную выгоду можно получить за счет пониженного питания ядра контролле ра в сравнении с остальной схемой. При разработке управляющей системы для метеостанции выбор был оста новлен на контроллере PIC24FJ64GA102. Этот контроллер имеет независимый вход для питания внутренней логики (VDDCORE), что позволяет выиграть как в активном, так и в статичном потреблении тока. предостав ляют разработчику различные режимы работы с гибкими возможностями по программному управлению аппа ратным средствами, что позволяет минимизировать потребление тока при выполнении каждой текущей задачи.

При разработке базового образца метеомодуля были поставлены следующие задачи: подключение двух и более термометров с разрешением 0,1 C;

измерение влажности с точностью до 5 %;

измерение атмо сферного давления для последующего вычисления;

корреляции полученных данных с прохождением влажных циклонов;

регистрация десятиминутных измерений на энергонезависимую память.

На основе технического задания была выбрана следующая концепция прибора:

– В качестве термометра было принято решение использовать цифровой датчик температуры DS18B с отчетной точностью 1/16 C.

– В качестве датчика влажности выбран аналоговый прибор HIH4000 с базовой погрешностью 2,5 %.

– Для измерения атмосферного давления был выбран абсолютный аналоговый датчик MPX5100 с ба зовой погрешностью 1%.

– Для регистрации данных об измерениях принято решение использовать съемную SD\MMC карту.

Базируясь на выбранной концепции, была разработана блок-схема устройства, представленная на рис.1. В основу конструкции был заложен низкопотребляющий микроконтроллер PIC24FJ64GA102, поддержи вающий XLP технологию.

Рис. 1.

Опираясь на составленную блок схему, была разработана принципиальная схема, особенность кото рой заключается в том, что во время, свободное от проведения измерений, периферия (датчики и флеш-карта) полностью отключаются. Это помогает в спящем режиме микроконтроллера снизить энергопотребление до единиц мкА. Отключение производится полевыми транзисторами, которые подобраны так чтобы на p канальном транзисторе была минимальная утечка тока, для этой задачи хорошо подходят транзисторы irml фирмы International Rectifier.

Поскольку датчики функционируют при напряжении питания 5 В, а контролер работает при напряже нии 3,3 В, возникает несовместимость по уровню сигнала, которая может быть устранена введением резистив ного делителя выходного напряжения датчиков. Для сопряжения низкоомного выходного сопротивления дат чика с резисторами делителя выход датчика необходимо подключить к делителю напряжения через операци онный усилитель, работающий в режиме повторителя напряжения.

Выходы микроконтроллера, соединенные с разъем SD/MMC карты защищены диодами и включенны ми последовательно резисторами от и статических разрядов и замыканий при смене карты памяти.

По принципиальной схеме была выполнена разработка печатной платы (рис. 2).

Рис. Разработанное программное обеспечение микроконтроллера позволяет производить измерение темпе ратуры с двух термометров, влажность воздуха и атмосферное давление. Все измерения, включая запись дан ных на флэш карту, производятся в течение, одной секунды, после чего контролер переводится в режим сна, затем вся процедура повторяется через заданный промежуток времени.

Файл с данными записывается на флеш карту размером до 2Гб с файловой системой FAT32 или FAT и представляет собой текстовый файл с расширением.dat. Файл данных имеет следующую структуру: три столбца времени, два последующих – показания первого и второго термометра;

5-ый столбец – данные датчика влажности, 7-ой – давление а паскаля;

8-ой – давление в мм.рт.ст.

Полученные данные могут быть представлены в среде обработки данных MATlab. Один из вариантов представления данных показан на рис. 3.

Рис. В результате разработки было создано устройство со следующими параметрами: точность измерения температуры 0,1 C;

точность измерения влажности 2,5%;

точность измерения давления 0,1 мм.рт.ст.;

регистра ция измерений на SD/MMC карту;

малое энергопотребление 500мкА (1с=20мА и 20мкА постоянно).

Библиографический список:

1. Бейкер, Б. Что нужно знать цифровому разработчику об аналоговой электронике [Текст] / Б. Бейкер / пер. с англ. Ю. С. Магды. – М.: Додэка-XXI, 2010. – 360 с.

УДК 004. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТНЫМ МЕХАНИЗМОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕЛЕЖКИ НА БАЗЕ УНИПОЛЯРНОГО ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF CONTROL UNIT TILT THE MECHANICAL TRUCKS ON THE BASIS OF UNIPOLAR STEPPER MOTOR Кудрявцев Н.Г., канд. тех. наук, доц.

ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Шуткин И.А., уч-сяМБОУ «Лицей № 6»

Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск, ngkudr@mail.ru Аннотация. В данной работе рассматривается возможность использования междисциплинарных ро бототехнических проектов в качестве учебного полигона для выполнения курсовых и дипломных работ на старших курсах технических ВУЗов. Приводится пример конструкции самодвижущейся платформы, разрабо танной на базе детского педального автомобиля. Обсуждается конструкция поворотного механизма передних колес платформы с использованием униполярного шагового двигателя. Описываются особенности управляю щих последовательностей и силовая часть системы управления для униполярных шаговых двигателей.

Ключевые слова: междисциплинарный робототехнический проект, шаговый двигатель, управляющая последовательность.


Abstract. In this paper we consider the possibility of using interdisciplinary robotics projects as a training ground for the implementation of projects and dissertations for students of engineering universities. An example of construction of self-propelled platform, developed on the basis of children's car is given. The design of the rotary mechanism of the front wheel platform with a unipolar stepper motor is discussed. The features of sequences for uni polar stepper motor control is described.

Key words: interdisciplinary robotics projects, stepper motor, control sequence.

Мобильные робототехнические устройства уже в недалеком будущем могут найти широкое примене ние в самых разных отраслях не только народного хозяйства но и в армии, в медицине, в полиции, в социаль ных и специальных службах. Проблемой разработки мобильных роботов занимаются многие зарубежные фир мы, отечественные НИИ и простые команды разработчиков. Надо отметить, что наряду с выполнением специ альных задач, мобильные устройства могут быть хорошим полигоном для обучения студентов в области сете вых информационных технологий, программирования, радиотехники, лингвистики и т.п. Другими словами, проблема управления мобильными устройствами является хорошей обучающей задачей для студентов не толь ко технических но и гуманитарных вузов. Решению одной из таких задач и посвящена данная работа.

При создании новых конструкций учитывается много факторов, одним из таких факторов является снижение себестоимости разрабатываемого устройства. Уменьшить себестоимость можно за счет применения в разработках готовых выпускающихся промышленно, и поэтому имеющих более низкую стоимость, узлов и конструкций.

Перед разработчиками была поставлена задача создать механическую тележку для отработки автома тической схемы управления, основанной на получении данных от спутниковой навигационной системы GPS.

Исходя из условий задачи, согласно которым тележка должна была двигаться по сравнительно ровной местно сти с небольшим количеством изгибов трассы, было принято решение использовать платформу шасси от дет ского педального четырехколесного автомобиля с цепным приводом на заднюю ось. Основной задачей, встающей при этом перед разработчиками, было создание электропривода задних колес тележки и привода поворотного механизма передних колес. В качестве редуктора для привода на задние колеса была использова на червячная передача от старой счетной машины. Привод червячной передачи приводится в действие шуру повертом, закрепленным соосно направлению движения машины. Для создания поворотного механизма было принято решение не уходить от реализованной на тележке схемы поворота передних колес, выполненной на база реечного механизма. Для реализации привода данного механизма был использован редуктор, приводимый в движение шаговым двигателем. На шаговом двигателе выбор был остановлен из-за небольших размеров по следнего, и достаточной точности позиционирования. Общий вид тележки показан на рис. 1.

В большинстве конструкций с применением шаговых двигателей используют двигатели двух типов:

униполярные и биполярные. Эти два типа двигателей требуют различных как логических, так и аппаратных схем управления. Для управления униполярным двигателем требуется наиболее простая ключевая схема под ключения обмоток двигателя по сравнению с мостовой схемой биполярного мотора. Поскольку было решено для реализации логики управления использовать микроконтроллер, то учитывая простоту силовой части уни полярного двигателя выбор был сделан в пользу последнего.

Рис. Для управления униполярным шаговым двигателем используют несколько шаговых последовательностей [1]:

– полношаговый режим с включением одной фазы;

– полношаговый режим с включением двух фаз;

– полушаговый режим;

и микрошаговый режим.

В Таблице 1 в правой колонке показан массив step_2, последовательный вывод элементов которого в порт микроконтроллера, задает полношаговый режим функционирования двигателя, в левой колонке показан массив step_1, задающий полушаговый режим.

Таблица step_1[0]=0b00001010;

step_2[0]=0b00001010;

step_1[1]=0b00000010;

step_2[1]=0b00000110;

step_1[2]=0b00000110;

step_2[2]=0b00000101;

step_1[3]=0b00000100;

step_2[3]=0b00001001;

step_1[4]=0b00000101;

step_1[5]=0b00000001;

step_1[6]=0b00001001;

step_1[7]=0b00001000;

В общем случае силовую часть системы управления шаговым двигателем можно представить схемой, приведенной на рис. 2.

Рис. Входной интерфейс предполагает программно-аппаратный модуль, управляющий силовыми ключами и реализующий логику управляющих последовательностей. В самом простом случае – это разъем для подклю чения LPT-порта компьютера. В нашем случае – это микроконтроллер, принимающий команды для шагового двигателя через последовательный интерфейс, и формирующий управляющие последовательности для сило вых ключей. Выходной интерфейс – это разъем для подключения непосредственно двигателей. Блок индика ции в работающей реализации модуля управления может отсутствовать. Блок индикации необходим либо в процессе отладки, либо в учебных целях для наглядности представления управляющих состояний.

Библиографический список:

1. Ан, П. Сопряжение ПК с внешними устройствами [Текст] / Пей Ан;

пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2001. – 320 с.

УДК 004.4;

004.4:004. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ФУНКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ CONSTRUCTION OF GRAPHS OF FUNCTIONS WITH THE HELP OF COMPUTER PROGRAMS Каятов Л., студент Научный руководитель: Темербекова А.А., д-р пед. наук, проф.

ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Россия, республика Алтай, г. Горно-Алтайск Аннотация. В статье рассматриваются возможности компьютерных технологий при построении гра фиков функций.

Ключевые слова: функция, график функции, компьютерная программа, система, координаты.

Abstract. The article examines the possibilities of computer technologies in the construction of graphs of func tions.

Key words: function, the graph of the function, a computer program, a system, the coordinates.

При построении диаграмм часто пользуются средствами Microsoft Excel. Однако не все знают, что с его помощью можно достаточно легко строить даже графики математических функций. Известно, что Excel – электронные таблицы, они позволяют производить широкий перечень вычислений. Результаты вычислений можно применить в качестве исходных данных для графика Excel. Важно при этом знать последовательность действий:

1. Открываем чистый лист книги. Делаем два столбца, в одном из которых будет записан аргумент, а в другом – функция.

2. Забиваем в столбец с аргументом x (столбец B) значения x так, чтобы вас устраивал выбранный от резок, на котором вы будете рассматривать график функции. В ячейку C3 забьём формулу функции, которую вы собираетесь строить. Для примера рассмотрим функцию y = x3 (рис. 1). Формулы в Excel всегда начинаются со знака «=». В нашей формуле (=B3^3) происходит возведение числа из ячейки B3 в степень 3 (оператор ^).

3. Перейдём непосредственно к построению графика: Меню Вставка Диаграмма.

4. Выбираем любую из точечных диаграмм. Нажимаем «Далее». Следует заметить, что нам необходи ма именно точечная диаграмма (рис. 1).

5. В появившемся окне нажимаем вкладку «Ряд». Добавляем ряд нажатием кнопки «Добавить».

В появившемся окне надо указать диапазон, откуда будут взяты числа (а точнее результаты вычисле ний) для графика.

Чтобы выбрать ячейки, нужно щёлкнуть поочередно по кнопкам, обведённым красным овалом на ри сунке ниже. После этого нужно выделить те ячейки, откуда будут взяты значения для x и y (рис. 2).

6. Последний шаг – нажимаем «готово»:

Вот таким достаточно простым способом можно строить графики в Microsoft Excel. Стоит заметить, что при любом изменении набора аргументов функции или самой функции график мгновенно перестроится заново.

MathCAD – программное средство, среда для выполнения на компьютере разнообразных математиче ских и технических расчетов, предоставляющая пользователю инструменты для работы с формулами, числами, графиками и текстами, снабженная простым в освоении графическим интерфейсом.Название системы проис ходит от двух слов – MATHematica (математика) и CAD (ComputerAidedDesign – системы автоматического проектирования, или САПР). Так что вполне правомерно считать MathСad математическими САПР.

Система MathCAD традиционно занимает особое место среди множества математических систем и по праву называется самой универсальной и массовой системой. Она позволяет выполнять как численные, так и аналитические (символьные) вычисления, имеет прекрасные средства графики. Предусмотрена и возможность объединения с другими математическими и графическими системами. Отсюда и название таких систем интег рированные системы. Эта система обеспечивает подлинную интеграцию с целым рядом других математиче ских, графических и офисных систем. Для этого в нее включен специальный системный интегратор MathConnex.

Одна из сильных сторон MathCAD – это представление и ввод математических символов и выражений в привычной для нас форме. Так интеграл в документе MathCAD выглядит как интеграл и не должен описы ваться некоторым ключевым словом.

Рис. Рис. Перечислим основные возможности системы MathCAD: выполнение простых вычислений (большой калькулятор);

выполнение сложных вычислений, заменяющих компьютерные программы (решение алгебраи ческих уравнений и систем, дифференциальных уравнений);

создание программных модулей с использованием таких управляющих структур, как ветвление, циклы, подпрограммы и т.д.;

определение значения выражений, заданных в символьном виде (производные, интегралы и др.);

построение графиков различных типов в разных системах координат;

создание качественно оформленных документов (возможность ввода комментариев, вставки рисунков);

обмен данными с другими приложениями (Excel, MATLAB и др.) или использование доку ментов, полученных через интернет.

К укрупненным элементам языка относятся типы данных, операторы, функции пользователя и управ ляющие структуры. К типам данных относятся числовые константы, обычные и системные переменные, мас сивы ( векторы и матрицы) и данные файлового типа.

MathCAD имеет множество встроенных функций, которые обладают особым свойством: в ответ на об ращение к ним по имени с указанием аргумента они возвращают некоторое значение – символьное, числовое, вектор или матрицу. В систему встроен ряд функций, например функция вычисления синуса sin (x) аргумента x, логарифма ln (x) и т.д. Благодаря встроенным функциям, обеспечивается расширение входного языка систе мы и его адаптация к задачам пользователя. Различают: элементарные встроенные математические функции;

специальные встроенные математические функции;

функции с условиями сравнения. Функции могут входить в математические выражения. Например, в выражении: Y-переменная, 1 и 2 – числовые константы, и + – опе раторы, а ln (x) – встроенная функция с аргументом х. При выполнении символьных операций переменные и e используются только в символьном виде.

П р и м е р 1: Вычислить значение выражения at при t = 5, a = 9.8.

Ход выполнения: Установить курсор в рабочую область документа и выполнить следующие коман ды: (символ:=, «присвоить» вводится с помощью сочетания клавиш Shiftж). Присвоить переменной значение: a:=9.8. Таким же образом вводим переменную t: t:=5.После присваивания переменным значе ния нужно вводить (a*t^2)/2 и затем поставить знак «=». Результат будет выведен сразу (по умолчанию, в зави симости от настроек).

П р и м е р 2: Определить функцию f x x 1, вычислить ее значение при x = 1.2 и построить табли x2 цу значений функции для x[0,10] с шагом 1.

Ход выполнения:

С клавиатуры вводим функцию: (x^2+1). Задаем значение функции в точке x=1.2:f(1.2)=. Сразу после введения знака равенства MathCad автоматически вычислит значение: f(1.2)=0.902.

Определение дискретных значений аргумента x[0,10] с шагом производится следующим образом:

щелкнув по свободному месту в рабочем документе, вводится с клавиатуры x: 0.1;

10. MathCAD читает и вы полняет введенные выражения слева направо и сверху вниз, поэтому нужно следить, чтобы выражение для вычисления располагалось правее и/или ниже определенных для него значений переменных.

Графика в системе MathCAD.MathCAD дает возможность пользователю крайне просто выводить ре зультаты вычислений в графической форме.

Графики могут размещаться в любом логически дозволенном месте документа (т.е. помещаться после тех вычислительных блоков, которые готовят исходные данные), иметь любой размер и представлять результа ты многих расчетов. MathCAD позволяет легко строить двух- и трехмерные гистограммы, двумерные графики в декартовых и полярных координатах, трехмерные графики поверхностей, линии уровня поверхностей, изо бражения векторных полей, пространственные кривые.

Существует три способа построения графиков в системе MathCAD:

– можно воспользоваться позицией Главного меню Insert, выбрав команду Graphи в раскрывающемся списке – тип графика;

– выбрать тип графика на наборной панели Graph, которая включается кнопкой на панелиMath;

– воспользоваться быстрыми клавишами (они предусмотрены не для всех типов графиков).

Рассмотрим более подробно команды меню Insert Graph (слева изображены соответствующие кнопки наборной панели Math):

– X-YPlot(X-Y Зависимость) клавиша [@] служит доля построения графика функции y=f(x) в виде свя ) при заданном промежутке изменения для i;

занных друг с другом пар координат( – PolarPlot (Полярные координаты)клавиши [Ctrl+7] – служит для построения графика функции r(q), заданной в полярных координатах, где полярный радиус rзависит от полярного угла q;

– SurfacePlot(Поверхности) клавиши [Ctrl+2] – служит для представления функции z=f(x,y) в виде по верхности в трехмерном пространстве. При этом должны быть заданы векторы значений и, а также опре =f( ). Имя матрицы Aуказывается при заполнении рамки-шаблона. С помощью делена матрица вида этой команды можно строить параметрические графики;

– ContourPlot (Контурный график) – строит диаграмму линий уровня функции вида z=f(x,y), т.е. ото бражает точки, в которых данная функция принимает фиксированное значение z=const;

– 3D Scatter Plot(3D Точечный) – служит для точечного представления матрицы значений или ото бражения значений функции z=f(x,y) в заданных точках. Эта команда может также использоваться для по строения пространственных кривых;

– 3DBarPlot (3D Диаграммы) – служит для представления матрицы значений или отображения зна чений функции z=f(x,y) в виде трехмерной столбчатой диаграммы;

– Vector Field Plot (Полевекторов) – служит для представления двухмерных векторных полей V=(Vx, Vy). При этом компоненты векторного поля Vxи Vyдолжны быть представлены в виде матриц. При помощи этой команды можно построить поле градиента функции f(x,y);

– 3DPlotWizard (вызов мастера для быстрого построения 3-хмерного графика). При выборе этой ко манды возникает ряд всплывающих окон, в которых требуется выбрать параметры построения трехмерного графика (задаются тип трехмерного графика, стиль его изображения, цветовая гамма). График по умолчанию строится на промежутке от –5 до +5 (по обеим переменным).

Двумерные графики в декартовой системе координат. При выполнении команды Inset Graph Plotв документ помещается рамка-шаблон (рис.3) с двумя незаполненными ячейками для построения графика.

Рис. В ячейке, расположенной под осью абсцисс, указывается независимая переменная x. Ее следует опре делить заранее как переменную, принимающую значения из промежутка (ранжированная переменная). В ячей ке рядом с осью ординат необходимо задать функцию f(x)график которой мы хотим построить. Если эта функ ция была определена заранее, то в ячейку достаточно ввести f(x), в противном случае следует ввести изобра жаемую функцию в явном виде (например, cos (x)). После ввода xи f(x) в графической области появятся еще четыре ячейки, которые не обязательно заполнять. MathCAD автоматически находит подходящие значения для xmin, xmax, ymin, ymax. Если же предлагаемые MathCAD значения не устраивают, то можно задать свои.

В MathCAD существует возможность строить график функции, не задавая предварительно промежуток изменения независимой переменной. По умолчанию этот промежуток принимается равным интервалу [–10, 10].

Для представления на одной диаграмме графиков нескольких функций необходимо выделить ячейку рядом с осью ординат и через запятую ввести вторую функцию. По умолчанию график этой функции будет представлен пунктирной линией другого цвета.

Для примера 2 выводим график функции (рис. 4).

1. f ( x) 0. 2 1 0 1 0. x Рис. Редактирование графиков в декартовой системе координат.Если не устраивает внешний вид постро енных графиков, то можно его изменить, выделив график (выполнив на нем щелчок, так, чтобы вокруг него появилась рамка) и воспользоваться командой Format Graph X-YPlotили выполнить на графике щелчок пра вой кнопкой мыши и выбрав команду Formatиз выпадающего контекстного меню (можно выполнить также двойной щелчок левой кнопкой мыши). В результате на экране появится диалоговое окно FormattingCurrentlySelectedX-YPlot, позволяющее изменить вид графика. Данное диалоговое окно содержит несколько вкладок: X-YAxes (форматирование осей), Traces (тип линий графиков), Labels (подписи), Defaults(по умолчанию).

Изучение свойств функций составляет содержание одного из важнейших разделов современной мате матики, называемого функциями и графиками.

Функции и графики имеют широкое применение в алгебре, геометрии и во многих других разделах ма тематики. Они позволяют раскрыть вариантности алгебры для практических приложений. Например, в матема тическом анализе функции графически не задают, но к графической иллюстрации функции прибегают всегда.

Использование в учебном процессе простых и наглядных средств, таких как система MathCAD и Microsoft Excel имеют определенные преимущества, т.к. часть преподаваемого материала плохо усваивается студентами именно из-за отсутствия обозримости и наглядности. Вместе с тем, преподавание математики в такой форме открывает новые возможности и, одновременно, позволяет поддерживать определенный уровень логичности и математической строгости излагаемого материала.

УДК 004. ОБ УСЛОВИЯХ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО СОЗДАНИЮ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕ МЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ МЕТЕОДАННЫХ THE CONDITIONS OF THE EXPERIMENT ON THE CREATION OF DISTRIBUTED SYSTEMS ACQUISITION AND PROCESSING METEODATA Кудрявцев Н.Г., канд. тех. наук, доц.

Чесноков Т.М., аспирант ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет»

Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск, ngkudr@mail.ru, ch_tima@mail.ru Аннотация. В данной работе предлагается подход к созданию расширяемой самоорганизующейся ре гиональной сети геофизических наблюдений. Суть описываемой сети заключается в двухуровневом подходе к выполнению измерений. Первый уровень – уровень каркасных (базовых измерений) производимых в опреде ленных точках и с определенной регулярностью. Второй уровень – набор дополнительных узлов измерений, выполняемых в произвольных областях региона на нерегулярной основе. В работе показано, как дополнитель ные нерегулярные данные могут быть вписаны в общую картину производимых измерений. Предлагается формат протокола обмена данными и способ верификации дополнительной информации.

Ключевые слова: геофизические наблюдения, протокол обмена данными, верификация данных.



Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 28 |
 





 
© 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.