Найти

Результаты поиска

• О РЕАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЯХ СОВРЕМЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО УМНОЖЕНИЯ МАТРИЦ БОЛЬШИХ РАЗМЕРНОСТЕЙ

  В.М. Глушань , Л.А. Попов , А.А. Целых

  2025-01-14

  Аннотация ▼

  Потребности практики постоянно требуют повышения производительности вычислитель-
  ных систем. Достаточно долгое время основным путём построения вычислительных систем
  сверхвысокой производительности были многопроцессорные системы. При создании таких сис-
  тем возникает много сложных проблем. Они связаны с необходимостью распараллеливания вы-
  числительного процесса для эффективной загрузки процессоров системы, преодолением конфлик-
  тов при попытках нескольких процессоров использовать один и тот же ресурс системы, умень-
  шением влияния конфликтов на производительность системы и т.д. С преодолением микроэлек-
  троникой рубежа в миллиард транзисторов на кристалле кремния, появилась новая парадигма
  многоядерности процессоров. Одновременно с этим возникла проблема соотношения многоядер-
  ности и многопоточности в современных вычислителях. Это связано с дилеммой предпочтения
  между ними. Многоядерный процессор содержит два и более электронных вычислительных ядра,
  размещённых на одном полупроводниковом кристалле. Каждое ядро многоядерного процессора
  является полноценным микропроцессором. Многоядерность является очевидным и традиционным
  методом распределенного решения многих сложных задач. Но этого нельзя сказать о многопо-
  точности, которая опирается на использование очень быстрой кэш-памяти, связанной с основной
  памятью и служащей для уменьшения среднего времени доступа к основной памяти процессора.
  Относительная новизна современных подходов к построению вычислительных систем требует
  сравнительных экспериментальных исследований их возможностей. Перспективным и удобным
  математическим объектом для этих целей является распределенное умножение матриц больших
  размерностей. В статье приводятся практические результаты распределенного умножения
  квадратных матриц с размерами от 300*300 до 2000*2000 и случайно сгенерированными значе-
  ниями элементов в матрицах в диапазоне от –100 до +100. Исходя из экспериментальных данных,
  представленных в соответствующих таблицах и графиках, получены гиперболические соотноше-
  ния для зависимости времени умножения матриц от числа виртуальных машин (ядер) в исполь-
  зуемом ноутбуке. Аналогичные результаты получены при умножения квадратных матриц на од-
  нопроцессорных компьютерах, подключённых к локальной сети. Аналитические выражения в этом
  случае также представляют гиперболические временные зависимости. Но численные значения в
  них существенно превосходят таковые для гиперболической формулы, полученной для ноутбука.
  Исходя из полученных результатов, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что
  использование однопроцессорного вычислителя, подключенного к локальной сети, для умножения
  матриц больших размерностей уступает быстродействию ноутбука. Это связано со значитель-
  ными затратами времени перемещения данных по локальной сети.

• ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В НАГРЕВАТЕЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ТЕРМОМИГРАЦИИ ЖИДКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В КРЕМНИИ

  Б.М. Середин, В.П. Попов , А. В. Малибашев , М.Б. Зиненко , А. А. Скиданов

  2023-10-23

  Аннотация ▼

  Жидкие включения мигрируют в твёрдых телах в направлении градиента темпера-
  туры. Это даёт уникальную возможность формировать в пластинах кремния кристалли-
  чески совершенные структуры со сквозными легированными эпитаксиальными каналами
  или замкнутыми ячейками, представляющими интерес при конструировании силовых полу-
  проводниковых приборов и фотоэлектрических преобразователей. Причем конкурентных
  методов изготовления таких структур нет, поскольку скорость термомиграции на четы-
  ре порядка превышает скорость твердотельной диффузии. Однако практическое приме-
  нение метода термомиграции (ТМ) в полупроводниковой электронике сдерживается нерешённой проблемой создания необходимого однородного поля градиента температуры в пла-
  стине кремния. Нарушение однородности градиента температуры приводит к отклонению
  траекторий движения дискретных жидких включений от нормали, искажает заданную топо-
  логию включений на стартовой поверхности пластины и делает невозможным применение
  групповой технологии для последующих операций изготовления приборов. В настоящей работе
  выполнено компьютерное моделирование процессов теплообмена в нагревательном устройстве
  с целью достижения в пластине кремния однородного поля градиента температуры, создавае-
  мого плоским резистивным нагревательным элементом в виде спирали. Выявлены причины воз-
  никновения периодических и монотонных радиальных неоднородностей поля градиента темпе-
  ратуры, искажающих траектории движения жидких включений и форму получаемых каналов.
  Предложены способы уменьшения и устранения этих искажений. Основными элементами
  управления конфигурацией поля градиента температуры в пластине кремния оказались кассе-
  та, удерживающая пластину на определённом расстоянии от нагревательного элемента и
  фронтальные экраны с отверстиями, соосными пластине кремния. Определены и эксперимен-
  тально подтверждены размеры, взаимное расположение элементов нагревательного устрой-
  ства, обеспечивающего требуемую однородность поля градиента температуры для промыш-
  ленного применения термомиграции системы линейных включений (зон) на пластинах кремния
  диаметром 100 мм.

• СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АВТОПИЛОТА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЕТА-АМФИБИИ БЕ-200 ВО ВРЕМЯ ЗАБОРА ВОДЫ

  И. А. Попов

  2023-02-17

  Аннотация ▼

  Статья посвящена решению проблемы управления самолетом-амфибией Бе-200 при
  заборе воды в режиме глиссирования. Указанный режим полета самолета-амфибии (СА)
  относится к одному из самых напряженных для пилотирования. Управление самолетом в
  режиме глиссирования требует от летчика высочайшей концентрации, поскольку гидро-
  динамические характеристики уменьшаются, но растут аэродинамические, из-за чего
  появляются ситуации, при которых СА становится неуправляемым. Для обеспечения безо-
  пасной эксплуатации СА во время забора воды, а также обеспечения установившегося
  взлета, летчик вынужден постоянно выдерживать определенное значение скорости, угла
  дифферента, а также тяги двигателей путем перебора ручки управления двигателем
  (РУД). В этой связи, представляется весьма целесообразным использование технических
  средств автопилота, обеспечивающего контроль скорости, тяги двигателя и угла диффе-
  рента для обеспечения устойчивости движения СА во время забора воды. В работе рас-
  сматривается проблема синтеза автопилота для управления движением самолета-
  амфибии во время забора воды, и при этом решаются следующие задачи: синтез автопи-
  лота для управления продольным движением самолета-амфибии, а также управлением
  посадкой на воду с последующим забором воды и взлетом с воды. Приведено обоснование
  выбора математической модели движения самолета на воде. Представлена процедура
  синергетического синтеза регулятора автопилота самолета-амфибии в режиме забора
  воды. Новизна проводимого исследования заключается не только в рассмотрении устойчи-
  вого движения самолета-амфибии во время его эксплуатации на водной поверхности, а
  также и в моделировании самого процесса забора воды на глиссировании, что является
  более комплексной задачей с точки зрения синтеза. В результате были получены законы
  управления для автопилота, обеспечивающие устойчивое движение самолета-амфибии при
  снижении по глиссаде, посадке на воду, заборе воды и последующем взлете с демпфирова-
  нием продольных колебаний по углу дифферента на всем цикле водозабора