Том 29, № 3 (2021)

Цель данной статьи - представить дизайн и реализацию реконфигурируемого пульта дистанционного управления для проведения плазменных экспериментов с синхронизацией в режиме жёсткого реального времени при джиттере менее 1 микросекунды. Дополнительным требованием к системе многоканальной синхронизации является использование высокоскоростных оптических преобразователей для обеспечения гальванической развязки между мощными модулями установки и дистанционного управления, чтобы исключить любую возможность нарушения работы системы управления физическим экспериментом. Моделирование и разработка программной части пульта дистанционного управления мазером проводились в среде разработки приложений LabVIEW с модулями Real Time и FPGA. Аппаратная часть панели управления реализована на контроллере реального времени, работающем совместно с модулем Xilinx FPGA. Для обеспечения оптической развязки сигналов синхронизации разработаны и изготовлены платы электронно-оптических преобразователей на основе светодиодных лазеров с оптоволоконными выводами. Программа управления реализована в двухмодульной архитектуре с приложением HOST и приложением FPGA, которые обмениваются данными по сети 1000BASE-T Ethernet.

Данная статья является продолжением ряда работ, посвящённых оценке вероятностно-временных характеристик межсетевых экранов при ранжировании набора правил фильтрации. В публикации рассматривается проблема снижения эффективности фильтрации информационных потоков. Проблема возникла из-за использования последовательной схемы проверки соответствия пакетов правилам, а также из-за неоднородности и изменчивости сетевого трафика. Порядок правил неоптимален, и это в многомерном списке существенно влияет на производительность межсетевого экрана, а также может вызывать значительную временную задержку и вариации в значениях времени обслуживания пакетов, что существенно важно для стабильной работы мультимедийных протоколов. Один из способов предотвратить снижение производительности - это ранжировать набор правил в соответствии с характеристиками входящих информационных потоков. В исследовании решаются следующие задачи: определение и анализ среднего времени фильтрации трафика основных передающих сетей; оценка эффективности ранжирования правил. Предложен метод ранжирования набора правил фильтрации и построена система массового обслуживания со сложной дисциплиной обслуживания запросов. Определённый порядок используется для описания того, как запросы обрабатываются в системе, и включает в себя выполнение операций с входящими пакетами и логическую структуру набора правил фильтрации. Таковы элементы обработки информационного потока в межсетевом экране. Подобный уровень детализации не полный, но его достаточно для создания модели. Характеристики СМО получены с помощью методов имитационного моделирования в среде Simulink матричной вычислительной системы MATLAB. На основании анализа полученных результатов были сделаны выводы о возможности повышения производительности межсетевого экрана за счёт ранжирования правил фильтрации для тех скриптов трафика, которые близки к реальным.

Во многих прикладных задачах требуется экономичное вычисление квадратур с высокой точностью. Примерами являются: вычисление специальных функций математической физики, расчёт коэффициентов Фурье заданной функции, преобразования Фурье и Лапласа, численное решение интегральных уравнений, решение краевых задач для уравнений в частных производных в интегральной форме и т.д. Для сеточного вычисления квадратур обычно используют методы трапеций, средних и Симпсона. Обычно погрешность этих методов зависит от шага степенным образом, и для получения хорошей точности требуется большое число шагов. Однако существует ряд случаев, когда погрешность метода трапеций зависит от величины шага не квадратично, а экспоненциально. Такими случаями являются интеграл от периодической функции по полному периоду и интеграл по всей числовой прямой от функции, достаточно быстро убывающей на бесконечности. Если подынтегральная функция имеет полюса первого порядка в комплексной плоскости, то для таких квадратур справедливы мажорантные оценки точности Трефетена и Вайдемана. В работе построены новые оценки погрешности экспоненциально сходящихся квадратур от периодических функций по полному периоду. Подынтегральная функция может иметь произвольное число полюсов целого порядка на комплексной плоскости. Если сетка достаточно подробная (разрешает профиль подынтегральной функции), то предлагаемые оценки являются не мажорантными, а асимптотически точными. Экстраполируя, то есть исключая эту погрешность из численной квадратуры, можно вычислять интегралы указанных классов с точностью ошибок округления уже на чрезвычайно грубых сетках, содержащих всего ∼ 10 шагов.

Дано абстрактное описание метода Ричардсона-Калиткина для получения апостериорных оценок близости точного и найденного приближённого решения начальных задач для обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). Рассматривается задача ${{\Rho}}$, результатом решения которой является вещественное число $u$. Для решения этой задачи используется численный метод, то есть заданы множество ${H\subset \mathbb{R}}$ и отображение ${u_h:H\to\mathbb{R}}$, значения которого имеется возможность вычислять конструктивно. При этом предполагается, что 0 является предельной точкой множества $H$, ${u_h}$ можно разложить в сходящийся ряд по степеням ${h:u_h=u+c_1h^k+...}$. В этой весьма общей ситуации сформулирован метод Ричардсона–Калиткина получения оценок для $u$ и $c$ по двум значениям ${u_h}$ . Рассмотрен вопрос об использовании большего числа значений ${u_h}$ для получения такого рода оценок. Приведены примеры, иллюстрирующие теорию. Показано, что подход Ричардсона–Калиткина с успехом может быть применён к задачам, которые решаются не только методом конечных разностей.