Описаны направления перспективных исследований в области анализа и моделирования динамики временных рядов процессов в сложных системах с присутствием человеческого фактора. Динамика процессов в таких системах описывается нестационарными временными рядами. Прогнозирование эволюции подобных систем имеет большое значение для управления процессами в социальных (избирательные кампании), экономических (фондовые, фьючерсные и сырьевые рынки) и социотехнических системах (социальные сети). Приведены общие сведения о временных рядах и задачах их анализа. Рассмотрены современные методы анализа временных рядов для экономических процессов. Результаты показывают, что экономические процессы нельзя считать полностью случайными, так как они имеют тенденцию к самоорганизации и, кроме того, подвержены влиянию памяти о предыдущих состояниях. Выявлено, что одной из главных задач при моделировании процессов в социотехнических системах (например, социальных сетях) является разработка математического аппарата для приведения данных к единой шкале измерений. Проанализированы современные модели анализа и прогнозирования электоральных процессов на основе анализа временных рядов: структурные, опросные, гибридные. На основе проведенного анализа рассмотрены их достоинства и недостатки. В заключении подтвержден вывод, что для описания процессов в сложных системах с наличием человеческого фактора помимо традиционных факторов, необходимо разрабатывать и использовать методы и инструментальные средства для учета возможности самоорганизации человеческих групп и наличия памяти о предыдущих состояниях системы.

Технологии расширенной (виртуальной, дополненной и смешанной) реальности рассматриваются как новый универсальный компонент в составе методологической базы производственной (промышленной) инженерии, получающий возможности широкого применения как в условиях экстенсивного и интенсивного развития несущих и прочих отраслей четвертого и пятого, так и в контексте формирования ядра шестого технологического уклада. Обосновываются роль и место данных технологий в современных технологических процессах и производственных системах (в том числе в гибком, мелкосерийном и штучном производстве), а также в контексте внедрения киберфизических систем и предстоящей четвертой промышленной революции. Выделен состав задач, универсальных для широкого спектра отраслей любой национальной экономики, наиболее эффективное решение которых в условиях текущего и прогнозируемого уровня развития человеко-машинного взаимодействия может обеспечиваться в результате применения технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальностей. На основе сопоставления принципов реализации и примеров прикладного внедрения обосновывается соответствие содержания понятия и возможностей применения «технологий расширенной реальности» назначению и сферам внедрения сквозной цифровой технологии «виртуальная и дополненная реальности». Сделан и обоснован вывод о целесообразности интеграции технологий расширенной реальности на базе универсального программно-аппаратного комплекса, предоставляющего сервисы виртуальной, дополненной и смешанной реальностей в соответствии с содержанием конкретной задачи технологического процесса или выбранным пользователем режимом его эксплуатации. Приведены описания постановок задач, условий проведения и результатов экспериментов по разработке и тестированию интерактивных сред расширенной реальности, выполненных в Институте информационных технологий РТУ МИРЭА в 2019–2020 гг.

В данной обзорной статье обобщён материал многолетних исследований, посвящённых влиянию механических напряжений на доменную структуру многоосных сегнетоэлектриков на примере монокристаллов титаната бария (BaTiO ). Со времени открытия сегнетоэлектрических свойств титаната бария в 1944 году3 этот материал стал предметом всестороннего исследования как первый практически важный и, пожалуй, наиболее известный сегнетоэлектрик. Доменная структура титаната бария является чувствительной к механическим напряжениям, возникающим и от простого одноосного сжатия, и от точечных воздействий локальной механической нагрузкой. Механические напряжения, действуя на сегнетоэлектрический кристалл, оказывают существенное влияние на его диэлектрические и пьезоэлектрические свойства, в частности, под влиянием механических напряжений возможны 90-градусные переключения доменов. Наиболее интересные экспериментальные результаты были получены при изучении упругопластических процессов в BaTiO под действием локальных механических нагрузок. Обнаружены и изучены: напряжённо-деформированная область вокруг точки приложения нагрузки; «внутренний» 90-градусный домен, не выходящий ни на одну из поверхностей кристалла и не3 замыкающийся на других доменах; рост 90-градусных доменов под действием остаточных механических напряжений; рост трещин вдоль заряженных 90-градусных доменных границ. Введены термины «сегнетопластический эффект» (деформирование кристалла за счёт образования 90-градусных сегнетоэлектрических доменов) и «сегнетомеханический эффект» (образование и рост трещин по заряженным 90-градусным доменным границам). Была выдвинута и экспериментально подтверждена гипотеза о существенной роли кислородных вакансий в процессах 90-градусных доменных переориентаций. В частности, увеличение концентрации кислородных вакансий путём восстановительного отжига монокристаллов титаната бария создаёт более благоприятные условия для появления «внутреннего» 90-градусного домена под локальной механической нагрузкой. Изучение закономерностей формирования доменной структуры в сегнетоэлектрических кристаллах остаётся важной проблемой современного материаловедения.

Современные тенденции в проектировании электронных систем и устройств заключаются в применении встраиваемых систем на основе «систем на кристалле» (System-on-Chip (SoC)) или (СБИС СнК). В работе рассмотрены особенности проектирования электронных систем на кристалле с использованием языка проектирования и верификации SystemC. Для совместного проектирования и моделирования аппаратно-программного обеспечения цифровых систем представлены и обсуждаются семь уровней моделирования: исполняемая спецификация, отключенная функциональная модель, временная функциональная модель, модель на уровне транзакций, поведенческая аппаратная модель, точная аппаратная модель, модель регистровых передач. Изложена методология проектирования SystemC с функциональной проверкой, сокращающая сроки разработки. Показаны архитектура языка SystemC и его главные компоненты.

Рассмотрено расширение SystemC–AMS для аналоговых и смешанных аналого-цифровых сигналов и варианты его использования в проектировании электронных систем. Обсуждаются модели вычислений: временной поток данных (TDF), линейный поток сигналов (LSF) и электрические линейные сети (ELN). Представлена архитектура стандарта языка SystemC–AMS и приведены примеры его применения.

Показано, что языки проектирования SystemC и SystemC–AMS широко применяются ведущими разработчиками систем автоматизированного проектирования электронных устройств.

В статье рассматривается разработанный Р. Беллманом алгоритм динамического программирования, основанный на поиске оптимальной траектории, соединяющей узлы предварительно заданной регулярной сетки состояний. Анализируются возможности резкого повышения эффективности применения динамического программирования при решении прикладных задач, обладающих специфическими особенностями, что позволяет отказаться от разбиения регулярной сетки состояний и реализовать алгоритм поиска оптимальной траектории при отбраковке не только бесперспективных вариантов путей, приводящих в каждое из состояний, и всех их продолжений, как в алгоритме Р. Беллмана, но и собственно бесперспективных состояний и всех вариантов исходящих из них путей. Сформулированы и обоснованы условия, при которых возможна отбраковка бесперспективных состояний. Установлено, что многие прикладные задачи удовлетворяют этим условиям. Для решения подобных задач предложен и реализован новый алгоритм динамического программирования. Приводятся конкретные примеры таких прикладных задач: оптимальное распределение однородного ресурса между несколькими потребителями, оптимальная загрузка транспортных средств, оптимальное распределение финансов при выборе инвестиционных проектов. Для решения этих задач ранее предлагались алгоритмы динамического программирования с отбраковкой бесперспективных путей, но без отбраковки состояний. Число бесперспективных состояний, появляющихся на различных этапах динамического программирования, и, соответственно, эффективность нового алгоритма, зависит от конкретных числовых значений исходных данных. Для двухпараметрической задачи оптимальной загрузки транспортных средств при ограничении по весу и объёму приведены результаты сопоставительных расчётов по алгоритму Р. Беллмана и по новому алгоритму динамического программирования. В качестве исходных данных для серии расчётов использовались псевдослучайные числа. В результате анализа показано, что сравнительная эффективность алгоритма с отбраковкой состояний растёт при увеличении размерности задачи. Так в задаче оптимального выбора предметов для загрузки транспортного средства заданной грузоподъёмности при числе предметов 150 количество запоминаемых состояний и время счёта снижаются в 50 и 57 раз, соответственно, при использовании нового алгоритма по сравнению с классическим алгоритмом Р. Беллмана. Для 15 предметов соответствующие числа равны 13 и 4.

В статье на основе анализа нормативно-правовой базы, научной литературы, статистических данных и имеющегося опыта организации образовательной деятельности по инженерно-техническим направлениям подготовки рассматриваются основные тенденции и проблемы обеспечения педагогическими и научными кадрами в вузах, дается характеристика целевого обучения как инструмента управления подготовкой кадров.

В числе основных факторов, снижающих сегодня качество подготовки кадров высшей квалификации для национальной экономики и вызывающих серьезную озабоченность, как со стороны органов управления в сфере высшего образования, так и администрации университетов, справедливо называют дефицит научно-педагогических кадров, способных при быстроизменяющихся потребностях рынка труда и интересах обучающихся оперативно перестраивать образовательный учебный процесс, используя для этого эффективные передовые технологии [1]. Отсутствие интереса к проведению научных исследований со стороны преподавательского состава, вызванное, с одной стороны, возросшей конкуренцией за получение грантов, целевых субсидий на проведение фундаментальных и прикладных исследований, с другой стороны – неспособностью (отсутствием навыков) многих претендентов грамотно и своевременно оформить заявку на получение финансирования, приводит к снижению показателей научно-исследовательской деятельности.

Формулируется вывод о необходимости выработки и принятия мер, обеспечивающих привлечение способных, хорошо подготовленных и профессионально вовлеченных молодых людей на преподавательские должности и должности научных сотрудников. Одним из механизмов реализации таких мер может стать организация целевого обучения в интересах образовательной организации, позволяющей выстроить процесс подготовки молодых специалистов, начиная от старшеклассников – выпускников школ.

Статья посвящена особенностям организации преподавания дисциплин общей подготовки («Инженерная экология», «Безопасность жизнедеятельности» и др.) при отсутствии полноценной практики. В таких случаях предлагается обучение выстраивать на основе учета структурных свойств учебного материала как в лекциях, так и в заданиях для самстоятельной работы. Связано это с тем, что наш внутренний когнитивный процесс выстроен системно и на начальном (незавершенном) этапе обучения способен обеспечивать восприятие лишь структурно представляемых закономерностей. Существующее множество нюансов их параметрического насыщения, которые «укладываются» в общую канву изучаемого материала лишь при его детальном рассмотрении, без соответствующей практики усвоить достаточно сложно. Преодоление данного затруднения связано с постоянным присутствием в транслируемом материале четко выраженной структурно-логической основы. Это относится как к изучению теории, так и к формированию заданий (например, тем рефератов) с обязательным отражением в последнем выявленной структурной схемы в использованном материале. Показаны системные закономерности формирования индивидуального восприятия при его освоении и стадий формирования представлений. Рассматриваются примеры структурных схем, используемых при подаче учебного материала, наглядно упрощающие его восприятие и повышающие уровень усвоения, например, по закономерностям организации и функционирования экосистем, по схемам электроснабжения и защиты помещений с системой TN-S с однофазным и трехфазным вводами.

Человеческий капитал является одним из основных факторов развития современной экономики. Его состояние и тенденции определяются конкретными условиями каждой страны. Целью данного исследования является изучение того, в какой степени различные политические и социально-экономические условия в Болгарии и России влияют на основные характеристики человеческого капитала, каковы основные проблемы его формирования и развития, и возможности их преодоления. Анализ человеческого капитала реализуется в количественном и качественном аспекте. Количественные характеристики в основном связаны с изменением численности населения, с его возрастной структурой и с состоянием здоровья. В качественном аспекте рассматриваются уровень образования населения и качество образовательной подготовки. Сравнительный анализ показывает, что у Болгарии и России много общего в состоянии и развитии человеческого капитала, но все-таки различия преобладают. В Болгарии население, а соответственно и трудовые ресурсы, стремительно сокращается, а в России изменения идут в положительном направлении. Учитывая тенденции в группе лиц моложе трудоспособного возраста, прогнозы для Болгарии также не являются оптимистичными. России все еще удается поддерживать хорошее качество образования, а Болгария здесь отступает от своих хороших позиций. Исходя из этого, сделан вывод о том, что различные политические и экономические условия в двух странах формируют специфический профиль человеческого капитала. Однако, у них есть и похожие проблемы. Они связаны с ограниченными финансовыми ресурсами, с низкой эффективностью государственных расходов, с дисбалансом в системах здравоохранения и образования, с возрастающей ролью наднациональных факторов человеческого капитала и др. Поэтому нужны быстрые и эффективные меры, нацеленные на модернизацию системы образования и здравоохранения, на изменение модели финансирования и его результатов, а также на адаптацию внешних моделей и политики к национальным особенностям и традициям.