Том 17, № 4 (2019)

Основным научно-практическим барьером для широкого распространения методов машинного обучения является высокая вычислительная сложность тензорных операций, используемых в них. Мы предлагаем метод реализации тензорных вычислений в системе остаточных классов с использованием табличной арифметики для модульных операций шириной до 8 бит включительно. Экспериментальное моделирование предложенного метода на FPGA Xilinx Spartan6 xc6slx9 показало, что он может быть использован для быстрой организации вычислений при реализации таблиц на блоках памяти BRAM. Предложенный подход позволяет ускорить вычисления в два раза, по сравнению с вычислениями в двоичной системе счисления, что может быть использовано для создания аппаратных ускорителей тензорных вычислений на практике

Определены выражения для верхней аддитивной границы вероятности ошибки на бит в «некогерентных» каналах связи с кодированием и псевдослучайным перемежением при использовании метрики с линейным сложением мягких решений демодулятора в условиях воздействия блочных замираний, вызывающих группирование ошибок. Выражения конкретизированы для замираний, подчиненных распределениям Райса, Накагами-m и Накагами-q. С использованием полученных выражений на примере двоичных расширенных кодов Боуза-Чоудхури-Хоквингхема показано, что при заданном ограничении на задержку передачи информации коды длиной 64, 128 обеспечивают допустимую вероятность ошибки 10-5 при отношении «сигнал/шум» на входе приемника 16-18 дБ и энергетический выигрыш 3-4 дБ по сравнению с кодом с восьмикратным повторением.

В статье представлены результаты исследований по системам массового обслуживания HE2/M/1 и M/HE2/1 с гиперэрланговскими и экспоненциальными входными распределениями. По определению Кендалла, эти системы относятся к классам G/M/1 и M/G/1 соответственно, а также составляют двойственную пару. В теории массового обслуживания исследования таких систем актуальны в связи с тем, что они активно используются в современной теории телетрафика. Использование распределений гипер-Эрланга более высокого порядка затруднительно для вывода решения для среднего времени ожидания требований в очереди из-за нарастающей вычислительной сложности. Для гиперэрланговского закона распределения, как и гиперэкспоненциального закона, метод спектрального разложения решения дает возможность получить решение в конечном виде. Приведены результаты по спектральным разложениям решения интегрального уравнения Линдли для систем массового обслуживания HE2/M/1 и M/HE2/1, а также расчетные формулы для среднего времени ожидания требований в очереди. Адекватность полученных результатов подтверждена корректностью использования классического метода спектрального разложения и результатами численного моделирования. Для вывода полученных результатов, а также для численных расчетов использован известный метод моментов теории вероятностей.

Технологии и системы виртуальной реальности в настоящее время вызывают большой интерес пользователей в различных областях. На рынке мультимедийной аппаратуры представлен широкий спектр разнообразных моделей устройств и аксессуаров, используемых в системах виртуальной реальности. Предложен метод оценки уровня функциональности средств, используемых в системах виртуальной реальности, основанный на результатах субъективного экспертного опроса пользователей. Особенностью метода является возможность формирования оценочной системы (перечня исходных требований, учета пользовательских предпочтений, субъективных оценочных шкал). Возможность изменения элементов оценочной системы в соответствии с требованиями пользователя позволяет использовать данный метод оценки вне зависимости от существующего на данный момент уровня технологий и конструктивно-параметрических особенностей средств, используемых в системах виртуальной реальности.

Электропитание телекоммуникационных систем осуществляется посредством резервируемых установок, среди которых важнейшее положение занимают инверторы и источники бесперебойного питания. Преобразователи на основе параллельно соединенных широтно-импульсных инверторов позволяют осуществить резервирование без коммутации. Для моделирования и исследований преобразователей на основе широтно-импульсных инверторов с равнозначным управлением предлагается дискретно-нелинейная модель, обладающая более высокой адекватностью в сравнении с линеаризованной. Модель позволяет повысить достоверность результатов исследований и расширить число исследуемых характеристик преобразователя. Среди важнейших результатов моделирования следует выделить влияние фазовых задержек задающего сигнала инверторов, которые приводят к неравномерному распределению их выходных токов. При этом увеличивается реактивная мощность, генерируемая инверторами, и уменьшается их энергетическая эффективность. Для снижения влияния такого внешнего воздействия предлагается увеличить обратную связь по разностному сигналу среднего значения тока инверторов и действительным значением тока каждого инвертора. Глубина обратной связи определяется допустимым для практики уровнем реактивной мощности в инверторах.

Хаос с позиций теории сложных систем и системного анализа рассматривается как объект, соответствующий области функционирования нерефлекторных сложных систем. Актуальность его изучения объясняется вхождением в триаду «Управляемый хаос - Гибридная война - Цветная революция». Признаком нерефлекторных сложных систем, по определению Н.Н. Моисеева, является наличие «человеческого фактора» в виде лиц, принимающих решения. Для нерефлекторных сложных систем характерны нелинейная динамика и неустойчивое поведение, эффекты самоорганизации в сочетании с хаотическими явлениями и полифуркациями. Неопределенность знаний лиц, принимающих решения о свойствах нерефлекторных сложных систем существенно затрудняет управление ими. Для моделирования хаотических процессов в сложных систем, предлагается использовать достижения теории вероятностей: объективной Лапласа - Колмогорова и субъективной Бернулли - Сэвиджа. Обсуждается соответствие хаотического процесса аксиомам управления, представлена онтологическая модель ситуации, формируемая на базе верифицированных и аксиологических знаний лиц, принимающих решения о параметрах и характеристиках сложных систем. Показана важность структурирования и формализации задач, связанных с исследованием хаотических процессов конкретных сложных систем. Изложены принципы моделирования хаоса с применением аналитических моделей объективной теории вероятностей и эвристических моделей субъективной теории вероятностей. Отмечена перспективность применения новых информационных технологий для анализа и управления хаотическими процессами нерефлекторных сложных систем.

Рассматриваются актуальные вопросы развития элементной базы электроники и схемотехники в области телекоммуникаций и телевидения. В связи со стремительным развитием нанотехнологий основой при создании перспективной элементной базы телекоммуникационных устройств стали новые материалы, новые устройства и приборы для исследований. Приведены примеры разработки и использования новых элементов (мемристоров, флэшристоров и других устройств) при применении новых принципов построения ячеек памяти, компьютеров с более высоким быстродействием, нейронных сетей нового типа. Рассмотрены модель и особенности функционирования мемристора как ячейки памяти и как логического элемента цифровой схемотехники. Показаны перспективы развития мемристорной электроники. Базовые знания о новых материалах, о новой элементной базе, по мнению автора, должны быть включены в программы по изучению современной электроники и схемотехники.