Архив статей журнала
Цель работы - представить преобразование метода Леверье решения полной проблемы собственных значений с видоизменением Д. К. Фаддеева, при котором достигается максимально параллельная форма преобразуемого метода с квадратично-логарифмической временной сложностью для одновременного определения коэффициентов характеристического полинома и всех собственных векторов матрицы. Показано, что данная оценка временной сложности сохраняется, если для поиска корней характеристического полинома применить параллельный метод их вычисления на основе устойчивой адресной сортировки. Предложенное преобразование опирается на элементарное приравнивание коэффициентов при одинаковых степенях матриц в исходном алгоритме вычисления собственных векторов. В результате матрица всех собственных векторов, соответствующая отдельно взятому собственному значению, выражается в виде матричного полинома с числовыми коэффициентами. Рассматриваемые преобразования и их результаты относятся к случаю, когда все собственные числа матрицы различны. Метод распространяется на преобразование подобия, при этом обе матрицы преобразования выражаются в конструктивной форме. Аналогично представлена связь и структура матриц собственных векторов, отвечающих каждому собственному числу исходной матрицы, и диагональной матрицы, полученной в результате преобразования подобия. Все вычислительные операции допускают параллельное выполнение с сохранением квадратично-логарифмической оценки временной сложности для нахождения полной совокупности рассматриваемых алгебраических объектов в границах метода Леверье с видоизменением Д. К. Фаддеева. Дополнительно представлены структурные соотношения между матричными полиномами, представляющими собственные векторы, конструктивно указана связь между матрицей собственных векторов и обратной матрицей. Работа включает явные формулы собственных векторов матрицы, а также их видоизменений в случае преобразования подобия. Формулы применимы для оценки возмущений в приложениях к задачам механики.
В работе рассматривается математическое моделирование интенсивности солнечного излучения внутри солнечного коллектора прямого поглощения с наножидкостью в качестве теплоносителя. Цель исследования - на основе моделирования процессов внутри наножидкостного солнечного коллектора прямого поглощения выполнить расчет интенсивности солнечного излучения внутри коллектора, провести вычислительные эксперименты по установлению зависимости интенсивности солнечного излучения от материалов базовой жидкости и диспергированных в ней частиц. Для решения поставленной задачи использованы методы математического моделирования и вычислительной математики. Разработана математическая модель, основанная на уравнении ослабления светового потока в наножидкости, учитывающем рэлеевское рассеяние. В ходе работы проведены численные эксперименты, реализованные с использованием авторского программного комплекса, позволяющие исследовать зависимость интенсивности солнечного излучения от глубины коллектора, спектральных характеристик излучения и параметров наночастиц. Результаты численного моделирования показали, что материал и размер наночастиц, а также их объемная доля оказывают значительное влияние на поглощение солнечного излучения. Установлено, что применение наножидкостей с высоким коэффициентом поглощения позволяет повысить эффективность поглощения солнечной энергии и оптимизировать параметры солнечного коллектора. Данные результаты могут быть использованы при проектировании высокоэффективных солнечных энергетических систем.
В статье представлен подход к моделированию фармакокинетики гибридных наночастиц порфирин-фуллеренового типа с использованием библиотеки PyPharm. Основной упор сделан на интеграцию эволюционных алгоритмов, в частности алгоритма взаимодействующих стран, в PyPharm, что позволяет оптимизировать параметры фармакокинетических моделей в условиях высокой вариативности. Целью данной работы является совершенствование существующей пятикамерной модели фармакокинетики гибридных наночастиц порфирин-фуллеренового типа с использованием библиотеки PyPharm, основной акцент сделан на повышении точности прогнозирования распределения наночастиц в организме за счет структурной и алгоритмической модификации модели. На основе пятикамерной модели, предложенной ранее, проведена доработка с учетом объемов камер и введением камер-дублеров, что позволило улучшить точность аппроксимации экспериментальных данных. Показано, что модель с камерами-дублерами демонстрирует наименьшее значение целевой функции (F = 0,9), сократив ошибку предсказания в 4,5 раза по сравнению с исходными результатами. Камеры-дублеры при этом имитируют окружающие орган ткани, где лекарственный препарат или наночастицы могут находиться длительное время, поддерживая почти постоянный уровень лекарства в основной камере органа в течение долгого времени. Библиотека PyPharm подтвердила свою эффективность при работе с высокопараметрическими системами (до 19 переменных), включая возможность учета весовых коэффициентов для отдельных экспериментальных точек, что повысило гибкость анализа. Результаты исследования подчеркивают потенциал применения алгоритма взаимодействующих стран и разработанной библиотеки для задач фармакокинетики.
Статья посвящена разработке инструмента для наблюдения за производительностью веб-графики, направленного на рациональное использование ресурсов информационно-технологической инфраструктуры организаций. Актуальность исследования обусловлена стремительным ростом использования графически насыщенных веб-приложений в корпоративной среде, что приводит к увеличению нагрузки на вычислительные ресурсы и требует более точного контроля за их использованием. Отсутствие универсальных и доступных средств мониторинга затрудняет своевременное выявление узких мест сценариев использования графических компонентов, что влечет за собой рост эксплуатационных затрат и снижение устойчивости систем. Цель работы - создание программного обеспечения и метода, позволяющего анализировать нагрузку на ресурсы, выявлять слабые места в работе приложений. Рассмотрены ключевые аспекты внедрения системы наблюдения в контексте корпоративных информационно-технологических систем. Основное внимание уделено проектированию архитектуры расширения для браузера, способного отслеживать выполнение команд, собирать данные о производительности (время обработки, использование памяти, загрузку устройств). Описан механизм взаимодействия между изолированными частями в браузере, включая настройку конфигурации и организацию обмена данными между процессами. Создана система наблюдения, предоставляющая инструменты для анализа работы приложений, изучения кода и оценки нагрузки на устройства в реальном времени. Разработанное решение позволяет организациям рационально использовать ресурсы за счет детального анализа производительности приложений. Система помогает сократить затраты на инфраструктуру, выявляя избыточное потребление ресурсов, и обеспечивает основу для прогнозной аналитики. Внедрение инструмента способствует устойчивому развитию веб-графических сервисов в корпоративной среде, сочетая глубокую техническую диагностику с практическими задачами оптимизации информационных технологий.
Современное состояние научной деятельности характеризуется стремительным ростом объемов цифровых данных, усложнением исследовательских процессов и увеличением междисциплинарных взаимодействий, что обусловливает необходимость переосмысления традиционной методологии проведения исследований. Целью настоящего исследования является разработка воспроизводимой методологии науки о данных, в которой научная деятельность представляется как совокупность формализованных процессов, взаимодействующих с центральным объектом - Информацией. Методология разработана на основе анализа актуальной научной литературы, философских оснований научного метода, а также опыта междисциплинарных проектов, ориентированных на воспроизводимые вычисления и системную работу с данными. В рамках работы структурированы семь воспроизводимых процессов: сбор наблюдений, сбор вопросов, сбор публикаций, исследование, создание концептуальных фреймворков, публикация и создание дизайна. Каждый из процессов определен через фазу анализа и синтеза и направлен на трансформацию элементов Информации, включающей определения, наблюдения, вопросы, концептуальные фреймворки, прогнозы и дизайн процессов. Методология позволяет отделить процессы производства знания от самого знания, что способствует повышению прозрачности, воспроизводимости и верифицируемости научной деятельности. Предложенная структура обеспечивает формализацию научной деятельности, ее управляемость и адаптивность к условиям цифровой науки, сохраняя преемственность классического научного метода.
Исследование работы установки стабилизации газового конденсата в условиях Ковыктинского газоконденсатного месторождения выявило, что отклонения в термобарических параметрах колонны стабилизации приводят к утрате ценных углеводородов вследствие их уноса газами стабилизации. Это отрицательно влияет на качество получаемого продукта, которое оказывается ниже установленных проектных значений, что создает предпосылки для технологической нестабильности производства. Цель настоящего исследования заключалась в определении оптимального соотношения основных параметров процесса стабилизации газового конденсата с помощью компьютерного моделирования. Выявлено, что управление данным процессом осложняется большим числом технологических параметров, изменения которых могут оказывать существенное взаимное влияние. Проанализированы важнейшие параметры, влияющие на стабильность процесса и качество конечного продукта, такие как давление, температура, расходы сырья и др. Моделирование этих параметров выполнено в программном комплексе Aspen Hysys для оптимизации технологических параметров процесса стабилизации газового конденсата на установке комплексной подготовки газа. Расчеты проводились с учетом установленной проектом величины давления насыщенных паров стабильного газового конденсата. Полученные в ходе исследования данные позволяют улучшить систему автоматического управления процессом стабилизации газового конденсата и повысить экономическую эффективность эксплуатации месторождения.
В настоящий период развитие высшей школы России осложняет имеющийся дефицит молодых научно-педагогических кадров высшей квалификации, что требует анализа причин и изучения ретроспективы сложившейся ситуации, а также выявления методологических основ отечественной системы подготовки кадров высшей квалификации. В педагогической науке и практике пока не определены структура и содержание понятия «методология подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации» и не сформулированы векторы развития данной методологии с позиции исторического и педагогических аспектов. Цель исследования - проанализировать диалектику развития методологии подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации в России, на основе выделенных векторов развития определить направления ее трансформации для решения актуальных задач системы высшего образования. В ходе исследования установлено, что методология подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации с позиции диалектики развития в педагогической науке не рассматривалась. Авторами предложена классификация периодов и стадий формирования методологии подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации, уточненное понятие «методология подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации», определены направления ее трансформации на основе разработанных векторов развития. Практическая значимость видится в использовании результатов исследования педагогической практикой для совершенствования процесса подготовки научно-педагогических кадров, а также для обоснования государственных решений в этой сфере.
Предпрофильная и профильная подготовка обучающихся средних общеобразовательных организаций выступает основой специфики их выбора - сначала профиля обучения, а затем индивидуальных траекторий профессионального образования и развития. В указанном контексте сегодня, в условиях цифровой трансформации образования, одной из актуальных проблем является проблема поиска современных методов и технологий обучения, которые бы позволили обучающимся более глубоко погрузиться в профессиональную среду, при этом осознавая соответствующий прикладной аспект получаемых предметных знаний, например по математике. Авторы предположили, что хорошим потенциалом для разрешения указанной проблемы обладают иммерсивные технологии, и провели исследование, целью которого стал анализ возможностей использования иммерсивных технологий для предпрофильной и профильной подготовки обучающихся по математике. Авторы исследовали понятия «иммерсивность», «иммерсивная реальность», «иммерсивные технологии». Проанализировали историю развития иммерсивных технологий. В статье они более подробно остановились на таком направлении использования иммерсивных технологий в обучении, как внедрение в учебный процесс игр - симуляторов профессиональной направленности. Авторы проанализировали возможности некоторых таких игр-симуляторов в контексте исследования и разработали уроки математики с их использованием, описание одного из таких уроков они приводят в статье. По мнению авторов, внедрение иммерсивных технологий в образовательный процесс может обогатить опыт обучения и подготовить обучающихся к современным вызовам, в профессиональной сфере в частности. При этом предметная учебная деятельность обучающихся найдет свое новое отражение в условиях современности.
В условиях активного развития цифровой экономики и глобальной цифровизации системы образования вопрос об эффективном применении современных информационно-коммуникационных технологий в инклюзивной среде приобретает особую актуальность. Данная статья посвящена проблеме внедрения цифровых технологий в инклюзивное образование школ города Екатеринбурга. Её цель - выявить возможности применения современных информационно-коммуникационных средств и определить основные барьеры, препятствующие эффективной интеграции информационно-коммуникационных технологий в работу с детьми с особыми образовательными потребностями. Материалом исследования послужил опрос учителей и родителей, проведённый методом анкетирования на базе Института цифровой экономики и права. В ходе анализа полученных данных определены основные направления использования цифровых инструментов, выявлена неоднородность их применения в школах, а также зафиксированы факторы, влияющие на готовность педагогов и родителей к цифровой трансформации (недостаток финансирования, низкая компьютерная грамотность, слабая методическая поддержка). Проведённое исследование показывает, что цифровые решения могут повысить доступность и гибкость обучения, способствуя социализации и академической успеваемости детей с ограниченными возможностями здоровья. Однако для достижения устойчивого результата необходим комплексный подход, включающий повышение квалификации педагогов и родителей, обновление материально-технической базы и организацию постоянного мониторинга эффективности. Это позволит укрепить инклюзивные практики, сделать их более доступными и обеспечить равные образовательные возможности для каждого ребёнка.
Творческая и исполнительская деятельность педагогов-музыкантов - это профессиональная сфера с достаточно консервативными методами и приемами, используемыми в процессе обучения. Однако современные реалии повсеместно вносят коррективы в педагогический процесс, что выражается в активном применении различных программных продуктов, как в традиционном, так и в дистанционном формате. Авторы статьи ставят своей целью выявление роли специального программного обеспечения в процессе формирования информационно-коммуникационной компетентности. В ходе работы были использованы количественные и качественные методы (факторный анализ, методы статистической обработки, наблюдение, изучение продуктов деятельности, прогнозирование). Для достижения поставленной цели были изучены подходы к понятиям «цифровые технологии», «программное обеспечение», «информационно-коммуникационные технологии», проанализирован международный и отечественный опыт практической деятельности в области музыкально-компьютерных технологий, определено состояние научного знания по исследуемой проблеме, разработаны основные методологические характеристики. В процессе исследования авторами были выявлены критерии оценки информационно-коммуникационной компетентности бакалавра музыкального образования, определены практические задания, направленные на развитие информационно-коммуникационной компетентности, проанализирована целесообразность использования специального программного обеспечения (MuseScore, музыкальный редактор Steinberg Cubase) в практической деятельности будущих учителей музыки. Предложенные подходы могут найти свое применение в учебных курсах студентов-музыкантов, связанных со специальным программным обеспечением, в практической деятельности музыкантов-практиков детских дошкольных учреждений, детских школ искусств, детских музыкальных школ, учреждений культуры.
Цели исследования - изучение и анализ особенностей и недостатков связных речевых высказываний детей дошкольного возраста с общим недоразвитием речи и определение эффективных подходов к преодолению выявленных недостатков на основе использования коррекционного потенциала поликодовых текстов. Сбор эмпирических данных для анализа сформированности умений продуцирования связных высказываний был осуществлен на базе дошкольных образовательных учреждений г. о. Шуя Ивановской области (МДОУ «Детский сад № 23» комбинированного вида, МДОУ «Центры развития ребенка - детские сады» № 2, № 4, № 6). Общая совокупная выборка составила 48 обучающихся групп компенсирующей направленности для детей с тяжелыми нарушениями речи. Полученные эмпирические данные позволили прийти к выводу о том, что можно говорить о двух группах детей с общим недоразвитием речи: у детей первой группы недостатки связных высказываний обусловлены собственно ограниченностью репертуара языковых единиц, у ребят второй группы недостатки выражены более грубо и являются следствием не только бедности речевых средств, но и проблем внутреннего программирования высказываний. В качестве одного из эффективных средств коррекции недостатков продуцирования связных высказываний у дошкольников с общим недоразвитием речи рассматривается применение поликодовых текстов, что облегчает понимание детьми смысла текста, осознание его структурной организации, выступает в качестве наглядной основы для воспроизведения исходного текста при пересказе и составлении самостоятельного высказывания.
В статье рассматривается проблема формирования лингвострановедческой компетенции старшеклассников на уроках иностранного языка посредством экскурсионных сообщений. Авторы обосновывают актуальность интеграции культурологического компонента в образовательный процесс, что соответствует современным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта и способствует развитию межкультурной коммуникации. На основе анализа работ по теме исследования уточняется понятие лингвострановедческой компетенции, ее структура и основные компоненты. Обосновывается необходимость использования аутентичных источников, междисциплинарного подхода и активных методов обучения, направленных на вовлечение обучающихся в процесс познания культуры изучаемого языка. В ходе педагогического эксперимента была разработана и апробирована методика формирования лингвострановедческой компетенции через экскурсионную деятельность, включающая систему заданий, направленных на развитие речевой активности, лингвострановедческих знаний и аналитического мышления. Представлены результаты диагностики уровня сформированности данной компетенции до и после внедрения экспериментальной методики. Анализ полученных данных свидетельствует о положительном влиянии экскурсионной деятельности на развитие коммуникативных навыков и углубление лингвострановедческих знаний обучающихся. Авторы приходят к выводу о целесообразности включения экскурсионной деятельности в процесс обучения иностранному языку как эффективного средства формирования лингвострановедческой компетенции. Подчеркивается необходимость дальнейшего изучения данной темы, включая разработку новых методических подходов, интеграцию цифровых технологий и расширение спектра форматов экскурсионной деятельности для более глубокого погружения обучающихся в изучаемую культуру.