Том 26, № 1 (2018)

Математика

Дифференциальные свойства обобщённых потенциаловтипа Бесселя и типа Рисса

Альхалиль Н.Х., Алмохаммад Х.

Аннотация

В работе изучаются дифференциальные свойства свёрток функций с ядрами, обобщающими классические ядра Бесселя-Макдональда.. Теория классическихпотенциалов Бесселя является важным разделом общей теории пространств дифференцируемых функций дробной гладкости и её приложений в теории дифференциальныхуравнений в частных производных. Свойства классических ядер Бесселя-Макдональда подробно изучены в книгах Беннетта и Шарпли, С. М. Никольского, И.М. Стейна, В.Г. Мазьи.Локальное поведение ядер Бесселя-Макдональда в окрестности начала координат характеризуется наличием особенности степенного типа ||-. На бесконечности они стремятсяк нулю с экспоненциальной скоростью. Исследованию дифференциальных свойств обобщённых потенциалов Бесселя-Рисса были посвящены недавние работы М. Л. Гольдмана,А. В. Малышевой и Д. Хароске.В данной статье изучаются дифференциальные свойства потенциалов, обобщающихклассические потенциалы Бесселя-Рисса. Ядра потенциалов могут иметь нестепенныеособенности в окрестности начала координат. Их поведение на бесконечности связанолишь с условием интегрируемости, так что в рассмотрение включены и ядра с компактнымносителем, В связи с этим порождённые ими пространства обобщённых потенциалов Бесселяотносятся к так называемым пространствам обобщённой гладкости. Рассмотрен случай когдавыполнен критерий вложения потенциалов в пространство непрерывных ограниченныхфункций. В этом случае дифференциальные свойства потенциалов выражены в терминахповедения их модулей непрерывности в равномерной метрике. Установлены критериивложения потенциалов в пространства Кальдерона и получены явные описания модулейнепрерывности потенциалов и оптимальных пространств для таких вложений в случае,когда базовое пространство для потенциалов есть весовое пространство Лоренца. Этирезультаты конкретизируют общие конструкции, установленные в предыдущих работах.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):3-12
pages 3-12 views

Обзор систем параллельной обработки заявок. Часть II

Горбунова А.В., Зарядов И.С., Самуйлов К.Е.

Аннотация

Данная работа является продолжением обзора методов исследования системы массовогообслуживания вида «fork-join» (в западной классификации) или системы с расщеплениемзапросов. Интерес к рассматриваемой системе объясняется широким спектром задач, которые могут быть решены с её помощью, поскольку фактически речь идёт о параллельнойобработке данных и их приложениях. К примеру, это может касаться анализа работы дисковых массивов, облачных вычислений, высокопроизводительных сервисов и даже процессакомплектации заказов на складе. Если в первой части обзора были описаны особенностипостроения данной модели и родственных ей систем, а также приведено подробное описание подхода к получению точного выражения среднего времени отклика в случае двухприборов и представлено несколько методов приближенного анализа данной характеристики в случае, когда число приборов больше двух, то во второй части обзора представленоописание других существующих методов аппроксимации среднего времени отклика. В частности, к рассматриваемым подходам приближенного анализа времени отклика относятся:матрично-геометрический метод, анализ с помощью порядковых статистик для различныхтипов распределения времени пребывания подзапросов.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):13-27
pages 13-27 views

Система обслуживания с делением и слиянием требований,в которой требование занимает все свободныеобслуживающие приборы

Осипов О.А.

Аннотация

В работе рассматривается много приборная система массового обслуживания с ожиданием, требования в которой делятся в момент начала обслуживания на фрагменты так, что они одновременно занимают все свободные обслуживающие приборы. Предполагается, что обслуживающие приборы имеют различные интенсивности обслуживания. Фрагменты обслуживаются независимо друг от друга, интенсивность обслуживания фрагмента зависит от его величины. Фрагмент, завершивший своё обслуживание, освобождает обслуживающий его прибор. Требование будет считаться обслуженным только после того, как будет завершено обслуживание всех его фрагментов, сразу после чего фрагменты требования объединяются, и полученное исходное требование покидает систему обслуживания.В предположении о пуассоновском входящем потоке и экспоненциальных длительностях обслуживания фрагментов на приборах для описанной системы обслуживания с использованием матрично-геометрического метода получены точные выражения для основных стационарных характеристик. Особое внимание уделено длительности времени пребывания требований в системе обслуживания. Приводится численный пример анализа системы рассматриваемого типа, обсуждаются результаты работы и перспективы дальнейших исследований.Представленная в работе система обслуживания может применяться в качестве модели современных многопроцессорных вычислительных систем, а также других систем с параллельным и распределённым принципом функционирования.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):28-38
pages 28-38 views

Математическое моделирование

О сведении уравнений Максвелла в волноводах к системесвязанных уравнений Гельмгольца

Малых М.Д., Севастьянов А.Л., Севастьянов Л.А., Тютюнник А.А.

Аннотация

Исследование электромагнитного поля в регулярном волноводе, заполненным однородным веществом, сводится к исследованию двух независимых краевых задач для уравнения Гельмгольца. В случае волновода, заполненного неоднородным веществом, между модами этих двух задач возникает связь, которую в численных экспериментах не всегда удаётся учесть в полной мере. В настоящей статье показано, как переписать уравнения Гельмгольцав векторной форме, чтобы выразить эту связь явно.В работе рассматривается цилиндрический волновод с идеально проводящими стенками,заполнение которого может менять в поперечном сечении произвольным образом. В основе нашего подхода лежит двумерный аналог теоремы, известной в теории упругих тел как декомпозиция Гельмгольца. На её основании будут введены четыре потенциала вместо двух,обычно используемых в теории полых волноводов. Доказано, что любое решение уравнений Максвелла в волноводе, удовлетворяющее краевым условиям идеальной проводимости на стенках волновода, можно представить при помощи этих потенциалов. Система уравнений Максвелла записана относительно этих потенциалов, и показано, что эта система переходит в пару несвязанных уравнений Гельмгольца в случае полого волновода.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):39-48
pages 39-48 views

Об одном методе исследования самосогласованнойнелинейной краевой задачи на собственные значенияс растущими потенциалами

Амирханов И.В., Саркар Н.Р.

Аннотация

Один из распространённых методов исследования многочастичных задач в рамках вариационного подхода - переход к нелинейной одночастичной задаче путём введения самосогласованного поля, зависящего от состояний этих частиц. В работе рассматривается нелинейная краевая задача на собственные значения для уравнения Шрёдингера с растущим потенциалом, включающим зависимость от волновой функции и степенную зависимость от координаты , = 1,2,3. . .. При = 2 краевая задача для уравнения Шрёдингера (линейная задача) имеет точное решение. Для чётных степеней n показано,что решения такой задачи можно выразить через решения соответствующей линейной задачи, причём при= 2 решение удаётся получить в явном виде. Получаемый для= 2 набор решений характеризуется эквидистантностью расстояний между соседними собственными значениями. Показано, что решение нелинейной задачи отличается от решения линейной сдвигом собственных значений. В случае потенциала выше квадратичного, появляются новые растущие потенциалы меньшей степени. Для случая нечётных значений обсуждается переход от интегро-дифференциальной формулировки задачи к системе дифференциальных уравнений, которая может быть решена численно на основе метода последовательных приближений, подтвердивший свою эффективность при исследовании модели полярона.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):49-57
pages 49-57 views

Об одном методе оценки многомерной плотности на основеближайших соседей

Беляков Г.

Аннотация

Представлен метод оценки многомерной плотности, основанный на взвешенном методе ближайших соседей и имитирующий метод естественных соседей. Оценка многомерной плотности важна в машинном обучении, астрономии, биологии, физике и эконометрике.Строится 2-аддитивная нечёткая мера на основе аппроксимации индексов парных взаимодействий. Соседи, лежащие примерно в одном направлении, рассматриваются как излишние,и вклад дальнего соседа передаётся ближнему соседу. Расчёт локальной оценки плотности осуществляется с помощью дискретного интеграла Шоке таким образом, что учитывается вклад соседей, расположенных со всех сторон точки, где производятся вычисления. Однако вклад соседей, расположенных с одной и той же стороны, занижается с помощью выбора подходящей нечёткой меры. Таким образом вычисляется приближение к множеству естественных соседей Сибсона. Этот метод значительно снижает вычислительную нагрузку методов на базе естественных соседей, которые лежат на основе тесселяции Делоне, в высокой размерности, для которых вычислительная сложность растёт как экспонента раз-мерности. Описанный метод подходит для оценки плотности структурированных данных(возможно, лежащих на многообразии более низкой размерности), так как в этом случае ближайшие соседи могут значительно отличаться от естественных соседей.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):58-73
pages 58-73 views

Моделирование полей экстремальных осадков на территорииЕвропейской части России

Щетинин Е.Ю., Рассахан Н.Д.

Аннотация

В настоящей работе исследована проблема моделирования пространственно-временных статистических структур экстремального типа с использованием процессов устойчивых максимумов. Рассмотрена теория одномерных экстремальных величин и её расширение додвумерного случая, для чего вводятся процессы устойчивых максимумов.Предложена математическая модель процесса устойчивых максимумов и представлены основные параметрические семейства - Шлатера, Смита, Брауна-Резника, Экстремальное-t.При помощи модификации метода максимального правдоподобия, а именно с использованием парной функции правдоподобия, были получены оценки параметров для каждойиз моделей, эффективность которых была затем сравнена при помощи информационного критерия Такеучи (TIC).Полученные модели согласуются с классической теорией экстремальных значений и позволяют рассматривать устойчивую пространственную зависимость осадков. Эффективность предложенных моделей проверялась на ежедневных данных по суммарным осадкам, за-регистрированных на 14 станциях в центральной европейской части России на период1966-2016 гг.: сравниваются статистические модели из различных семейств, подходящих для пространственных экстремумов, после чего выбираются те, которые наилучшим образом описывают существующие данные. Этот метод можно использовать и в других приложениях для создания симуляций, необходимых для гидрологических моделей и, в частности, для создания пространственно-неоднородных осадков над водосборами. Было показано, что наилучшей моделью оказался экстремальный-t процесс с корреляционной функцией Уиттла-Матерна.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):74-83
pages 74-83 views

Информатика и вычислительная техника

Анализ времени распространения файладля одноранговой сети

Бобрикова Е.В., Гайдамака Ю.В.

Аннотация

Передача данных по одноранговым сетям или P2P-сетям занимает значительную долютрафика в современной сети Интернет. Наибольшей популярностью пользуется обмен файлами по P2P-сетям. Обмен файлами по P2P-сети обладает рядом преимуществ такими, как,например, хорошая масштабируемость, высокая пропускная способность, по сравнению с традиционным подходом Клиент/Сервер к передаче файлов. Данная работа посвящена изучению минимального времени распространения файла. Речь идёт о минимальном времени, которое необходимо затратить для получения целого файла всеми пользователями сети, которым необходим этот файл. Этот параметр имеет прямое отношение к уже упомянутой пропускной способности сети. Для получения выражения для минимального времени распространения файла используется так называемая жидкостная модель P2P-сети.Выражение оперирует такими понятиями, как размер файла, скорость передачи сидов,скорость передачи и скорость загрузки личеров. С использованием численных примеров для минимального времени распространения файла показана эффективность применения жидкостной модели для описания файлообмена по P2P. Рассматривается поведение си-стемы в случае, когда в сети имеются личеры двух типов, которые отличаются друг от друга скоростью передачи данных.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2018;26(1):84-92
pages 84-92 views

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах