SCI Библиотека

В монографии освещены вопросы постановки задачи нелинейной оптимизации применительно к математическим моделям, приведены примеры применения методов нелинейного программирования в моделях процессов, систем и сложных технических объектов в экономике, астрофизике и энергетике. Рассматриваются методы решения задач с использованием множителей Лагранжа, численные методы нелинейной оптимизации с ограничениями и без ограничений, приводятся сведения о специализированном программном обеспечении, а также краткая история теории оптимизации и очерки о жизни учёных, работавших в этой области. Книга предназначена для студентов ВУЗов и специалистов в области прикладной математики, естественнонаучных и экономических дисциплин. Может использоваться в качестве справочного пособия.

Изложен феноменологический вывод квазигидродинамической системы, описывающей движения сжимаемой вязкой теплопроводной среды. Разработаны методы построения точных решений квазигидродинамической системы в динамике слабосжимаемой вязкой жидкости. Исследованы диссипативные свойства системы. Выявлены ее глубокие связи с классическими моделями Навье–Стокса и Эйлера. Проведен анализ свойств упрощенных квазигидродинамических систем. Дан обзор результатов, полученных разными авторами в этом научном направлении.

Представлены многомасштабные подходы, модели и алгоритмы для проектирования нейроморфных устройств памяти компьютеров нового поколения. Разработанные подходы дают возможность решать задачи, связанные с имитационным моделированием работы нейроморфных сетей в режимах интеллектуального анализа данных и машинного обучения. Рассмотрены вопросы, связанные с построением вычислительной модели образования/разрушения проводящих каналов в мемристорных элементах, лежащих в основе нейроморфных сетей. Созданы новые алгоритмы моделирования работы нейроморфной сети с учетом стохастических эффектов, а также построены оригинальные методы и средства имитационного моделирования обучения нейроморфной сети. Представлены основные подходы, примененные при создании программного обеспечения для имитационного моделирования работы нейроморфных сетей на базе интеграционной платформы многомасштабного моделирования, объединяющей информационные потоки на различных масштабных уровнях, включая уровень мемристора - нового элемента резистивной памяти, уровень нейроморфной сети и уровень имитации обучения нейроморфной сети по прецедентам. Книга предназначена для научных работников, специалистов в области вычислительной электроники, студентов старших курсов и аспирантов технических университетов.

Представлены современные подходы к моделированию, позволяющие решать широкий класс материаловедческих проблем с применением технологии пространственно-временной многомасштабности, согласно которой расчеты на каждом уровне масштаба проводятся с использованием соответствующих математических моделей и вычислительных алгоритмов. В основе таких подходов лежат методы квантово-механического расчета структурных и энергетических характеристик материалов, а также констант химических реакций, которые служат для параметризации моделей более высокого уровня. Данные подходы позволяют повышать точность молекулярно-динамического моделирования в задачах цифрового материаловедения. Книга предназначена для научных работников, специалистов в области вычислительной электроники, студентов старших курсов и аспирантов технических университетов.

В монографии рассматриваются методы решения одного класса нелокальных задач теплопроводности. Требуется восстановить решение при помощи дополнительного условия, связывающего значения неизвестной функции в начальный и финальный моменты времени. Проведён теоретический анализ поставленной нелокальной задачи и изучен вопрос её корректности. Составлен специальный алгоритм численного решения, использующий принцип сжимающего оператора. Показано, что определяющим свойством является возможность обобщения данного метода на случай уравнения с произвольным положительным коэффициентом, задающим боковой теплообмен. При помощи программного пакета MATLAB разработана компьютерная модель и проведена серия вычислительных экспериментов, показавших высокую надёжность алгоритма. Программная реализация модели размещена по адресу: https://github.com/lovgager/heat

Дано теоретическое обоснование квазигазодинамической системы уравнений с учетом внешних сил. Подробно изложен вывод этой системы из модельного кинетического уравнения. Детально изучены ее энтропийные свойства. Построены некоторые точные физически адекватные решения. Описан квазигазодинамический алгоритм приближенного решения одномерных нестационарных уравнений Эйлера. Получены достаточные условия его устойчивости в линейном приближении. Проведены тестовые расчеты.

В данной монографии рассматривается и исследуется задача определения зависящего от температуры коэффициента теплопроводности вещества. Эта задача относится к классу задач идентификации параметров модели. Рассмотрение проводится на основе первой краевой задачи для нестационарного уравнения теплопроводности. Предложен алгоритм численного решения рассматриваемой обратной задачи. Задача идентификации рассматривалась в одномерной, двумерной и трехмерной постановках. Соответствующие обратные коэффициентные задачи сводились к вариационным задачам, которые решались численно с помощью градиентных методов минимизации целевых функционалов. В работе используется эффективный способ вычисления компонент градиента целевой функции. Он основан на применении методологии быстрого автоматического дифференцирования и позволяет вычислять точное значение градиента целевой функции для выбранного дискретного варианта задачи оптимального управления.

В монографии предложен набор распределений матриц из целых чисел различных порядков, полученных с помощью ЭВМ. Данные систематизированы. Получены точные стохастические моменты модулей определителей многих числовых полей, а также оценки верхним граням. Книга рекомендована для студентов и преподавателей, занимающихся целочисленным и вычислительным анализом.

Данное пособие объединяет материал, находящийся на стыке трех наук: физики, математики и информатики. Первая часть пособия посвящена описанию конструкций языка программирования Python. Во второй части изложены особенности использования языка Python для решения широкого класса математических задач. В третьей части рассматривается методика использования компьютера при решении физических задач. В каждом разделе имеются примеры и задания, выполнение которых позволит быстрее освоить материал. При выборе примеров основное внимание уделено задачам, наиболее часто встречающимся в практике ученого-физика.
Пособие предназначено для бакалавров направления «Прикладные математика и физика»; кроме этого, оно будет полезно всем студентам, интересующимся применением компьютеров для решения физических задач.

Учебное пособие содержит базовые сведения, необходимые для веб-разработок. Приводятся основы веб-дизайна, верстки страниц и создания веб-сайтов с использованием HTML-элементов и их атрибутов. Представленные примеры позволяют быстро освоить сложные и имеющие творческую основу способы организации процесса веб-разработки с использованием википедийных проектов. Учебное пособие реализовано в виде википедийного веб-ресурса и написано с использованием HTML/CSS-элементов, википедийной разметки и JavaScript. Обучение по изложенному в книге материалу было апробировано авторами на занятиях в Московском политехническом университете на кафедре «Прикладной информатики» для обучения иностранных студентов в смешанных языковых группах.

Учебное пособие предназначено для студентов технических специальностей, отвечает содержанию программ по дисциплинам в сфере прикладной информатики.