CC BY
17
Науковий вкник Н. |'|У Укра'ши. — 2014. — Вип. 24.3
риалах, которая, в отличии от известных моделей, дает возможность количественно оценить влияние полей напряжений на закономерности протекания процессов тепло-массопереноса в исследуемом материале. Кроме того, с использованием составляющих предложенной модели впервые построен новый энтропийный критерий прочности для древесины с переменными потенциалами тепломассопереноса.
Ключовые слова: гигроскопичность, тепломассоперенос, напряжения, деформа-тивность, якобиан градиентов движения.
Pobereyko B.P. Hygroscopic Material Deformation with Variable Potentials of Heat and Mass Transfer
The physical-mathematical model for determining the temperature and humidity, and also relaxation-deformed fields of dried lumber is synthesized concerning the laws of continuum mechanics and thermodynamics of nonequilibrium processes. Unlike the known models it makes it possible to quantify the impact of stress fields on the regularities of heat and mass transfer processes in the material being tested. In addition, a new entropy criterion of strength for wood with variable heat and mass transfer potentials is designed using the components of the proposed model.
Key words: hygroscopic, heat and mass transfer, stress, deformation, Jacobeans motion gradients.
УДК 681.3 Доц. О.А. Пастух, д-р техн. наук -
Тернотльський НТУ ím. 1вана Пулюя
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1 КВАНТОВИХ РА-ДЮТЕХН1ЧНИХ СИСТЕМ ПЕРЕТВОРЕННЯ НЕЧ1ТКО1 ШФОРМАЦИ
Формально виконано математичне моделювання ефективност квантових рад> отехшчних систем перетворення неч™о1 шформаци на основi теори квантових неч^-ких множин. Зокрема, порiвняно мiж собою ефектившсть додавання та множення не-ч™их числових даних у квантових радютехшчних системах та моделi суперкомп'юте-ра "Jaguar". Встановлено, що квантсга радютехшчш системи за обчислювальними кри-терiями е бшьш ефективними, порiвняно 3Í сучасними класичними суперкомп'ютерни-ми системами. Показано, що перетворення неч™о1 шформаци у квантових радютехшчних системах е бшьш адекватним, порiвняно з ч™ою шформащею.
Ключовг слова: квантова радютехшчна система, перетворення нечетко! шформаци.
Вступ. Серед сучасних квантових радютехшчних систем перетворення шформаци штерес представляють квантов! нечпта радютехшчш системи, приз-начеш для перетворення неч1тко! шформаци. Наприклад ri, котр1 висв1тлеш в [1]. Квантов1 радютехшчш системи, що призначеш для оброблення неч1тко! ш-формаци, називатимемо дал1 qfr -системами. Доцшьшсть проектування, розроб-ки таких систем може бути обумовлена економ1ею обчислювальних, або енер-гетичних затрат. У робот розглядаемо анал1з затрат часових ресуршв qfr -системами пор1вняно з моделями найсучасшших суперкомп'ютерних систем тд час перетворення нечгтко! шформаци, зокрема додавання та множення неч1тких числових даних [2, 3].
Постановка завдання. Оцшити затрати часових ресурив qfr -систем на додавання та множення неч1тких числових даних.
Основна частина. Анал1з продуктивносп qfr -систем виконуемо на ос-нов1 теори складносп обчислень. Для анал1зу розглядаемо додавання та множення неч1тких числових даних на м1деал1зованш" модел1 суперкомп'ютера
Нацюнальний л^отехшчний yнiверситет УкраУни
''Jaguar''. В основi елементних 6a3 224162 процесорних ядер ''iдеaлiзовaноï'' мо-делi сyперкомп'ютерa ''Jaguar'' розглядaeмо емiтерно-зв'язaнy логiкy (ЕЗЛ), емь терно-емiтерно-зв'язaнy логiкy (Е2 ЗЛ), мaлосигнaльнy емiтерно-зв'язaнy логiкy (МЕЗЛ) тa комплементaрнy метaл-оксид нaпiвпровiдниковy лопку (КМОН).
В qfr -системi розглядaeмо 64-кyбiтний квaнтовий регiстр.
Порiвнюeмо оцшки зaтрaт чaсy нa виконaння додaвaння тa множення нечiтких числових дaних y qfr -системi, квaнтовi бита якоï можуть 6ути створенi та рiзних елементних 6a3ax y виглядi HBЧ-резонaторiв, квaнтових точок, юн-них посток, оптичних резонaторiв, електронiв-Au, твердотiльноï татвпровщни-ковоï елементноï бaзи та ядерних спiнaх Б. Кейнa з оцшкоми зaтрaт чaсy нa ви-конaння ïх aнaлогiв y моделi ''Jaguar'', процесорнi ядрa якого можуть бути вико-нaнi нa зaзнaчених вище елементних бaзaх.
Для додaвaння тa множення нечiтких числових дaних fA з IfA (an) тa fB
з Ip (bn), n = 1,N y сyперкомп'ютерi тa qfr -системi кожне Í3 зтачень an, bn, IfA (an ), IfB (bn ) розглядaeмо розряднiстю в 64 бгги. Пiд чaс зростaння вхщних дaних n вiд 1 до N, вони оптимально розгаролелюються по процесорних ядрaх сyперкомп'ютерa, тобто додовоння a1 ©2 b виконуеться y першому процесорно-му ядр^ додовоння а1 ©2b2 виконуеться y другому процесорному ядрi, ... Тодi в кожному таступному процесорному ядрi виконуються а2 ©2 b, а2 ©2 b2, ..., а2©2bN, аз ©2 bi, аз ©2b2, ..., аз ©2bN, ..., aN ©2 b, aN ©2b2, ..., aN©2bN; a то-кож вiдПOвiднi: IfA (01) ®2 IfB (b) , IfA (a1)®2 IfB (b2) , ..., IfA (a1)®2 IfB (bw), IfA (o2)®2 IfB (K) , IfA (o2)®2 IfB (b.) , .••, IfA (a?) ®2 IfB (bN) , IfA (аз) ®2 IfB (b) , IfA (аз)®2 IfB (b>), IfA (аз)®2 IfB (bN), .••, IfA (on) ®2 IfB (b), IfA (on) ®2 IfB (b>), ..., IfA(aN)®2IfB(bN).
Подiбне виникое пiд чос множення нечиких числових доних, a соме по процесорним ядром розгаролелюються вщповщш оперaцiï множення. Множення a1 ®2 b виконуеться y першому процесорному ядр^ множення а1 ®2 b2 виконуеться y другому процесорному ядр^ . Тодi в кожному таступному процесорному ядрi виконуються:
а2 ®2 b, а2 ®2 b2, ..., а2 ®2 bN, аз ®2 b1, аз ®2 b2, ..., аз ®2 bN, ..., aN ®2 b1, aN ®2 b2, ..., aN ®2 bN, IfA ( a1 ) ®2 IfB ( b) , IfA ( a1)®2 IfB (b> ) , .■■, IfA ( ^)®2 IfB (bN) , IfA ( a2 )®2 IfB (b) , IfA ( a2 )®2 IfB (b ) , ..., IfA ( 02 ) ®2 IfB (bN ) , IfA ( аз ) ®2 IfB (b) , IfA ( аз )®2 IfB (b2 ), ..., IfA (аз )®2 IfB (bN ) , ., IfA ( On)®2 IfB (b), IfA ( aN) ®2 IfB (b ) ,
..., IfA ( On )®2 IfB (bN ) .
Токим чином, пiсля додовоння fA з IfA(an) то fB з f (bn), n = 1,N виконуеться N2 опероцш. Ha рис. 1 a, б таведено оцшки зотрот чосу t(n) : tEM(n) -оцiнкa зотрот чосу, якщо процесорнi ядро суперкомп'ютеро використовують ЕЗЛ тип логiки, tEiM (n) - Е2ЗЛ тип лопки, tMEM (n) - МЕЗЛ тип лопки, t1f (n) - оцшко зотрот чосу qfr -системи, коли marnai бiти ре&тзовош но та-пiвпровiдниковiй елементнiй бэз^ t2qf ( n) - НВЧ-резоноторох.
Науковий нкник НЛТУ УкраУни. - 2014. - Вип. 24.3
На рис. 2 а, б наведено оцшки затрат часу: ¿ЕЗЛ (п) - ЕЗЛ тип логiки, ХЕ 2ЗЛ (п) - Е 2 ЗЛ тип лопки, ¿МЕЗЛ (п) - МЕЗЛ тип лопки, ¿3^ (п) - оцшка витрат часу ф -системи, кваш^ бiти яко! реалiзованi на квантових точках, ¿4^ (п) -iонних пастках, оптичних резонаторах або електронах-Аи. На рис. 3 а, б наведено оцшки затрат часу: ¿КМОН (п) - КМОН тип лопки, (п) - оцшка затрат часу ф -системи, кваш^ бгги яко! реашзоват на напiвпровiдниковiй елемен-тнiй баз^ г2ф (п) - НВЧ-резонаторах.
Рис. 1. Порiвняння оцшокзатрат часу суперкомп'ютера вiдnовiдно до ЕЗЛ, Е2ЗЛ, МЕЗЛ типами логж процесорних ядер Ь ф -системою, квантовi бгти якоИреалiзо-
вам на: 1 - натвпров1дниковш елементнй баз1, 2 - НВЧ-резонаторах
6x10-
5.4x10" 4.8x10" 4.2x10" 3.6x10" 3x10" 2.4x10"
1.8x10" 1.2x10" 6x10"
а)
сек
»ЕЗЛ
/
/
/ г м
/ *МЕ1 А»)
_/ г
'V 00
7, сек
1 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1x10
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1x10
Рис. 2. Порiвняння оцшок затрат часу суперкомп 'ютера вiдnовiдно до ЕЗЛ, Е2ЗЛ, МЕЗЛ типами логж процесорних ядер з ф -системою, квантовi бти якоИреалiзо-
ваш на: 1 - квантових точках; 2 - юнних пастках, оптичних резонаторах або елек-
тронах-Аи
На рис. 4 а, б наведено оцшки затрат часу: ¿КМОН (п) - КМОН тип лопки; 13$ (п) - оцшка затрат часу ф -системи, квантовi бгги яко! реашзоват на квантових точках; ¿4$ (п) - юнних пастках, оптичних резонаторах або електронах-Аи. Змiнюючи масштаб по вертикальнш координатнш вiсi в отш значень ощ-
Нащональний лкотехшчний унiверситет Укршни
Рис. 3. Порiвняння ощнок затрат часу суперкомпьютера вiдповiдно до КМОНтипом логЫи процесорних ядер з ц/г -системою, квантовi бти яко!реалиоваш на:
1 - натвпров1дниковт елементнт баз1, 2 - НВЧ-резонаторах
Рис. 4. Порiвняння ощнок затрат часу суперкомпьютера вiдповiдно до КМОН типом логЫи процесорних ядер з ц/г -системою, квантовi бШи якоХ реалЬоваш на:
1 - квантових точках; 2 - юнних пастках, оптичних резонаторах або електронах-Аи
-8
-13
X, сек V (")„."••"" А?
А?
А/
| '«0 2«о '3»о п
Рис. 5. Загальний вигляд ощнок витрат часу для квантового комп 'ютера з рЬними типами елементних баз квантових бт
Науковий вкник Н. |'|У Укра'ши. — 2014. — Вип. 24.3
Висновки. З одержаних результалв випливае, що за умови малих об'ем1в вхвдних даних ефективними е суперкомп'ютери, а за умови великих об'ем1в вхвдних даних ефективними е qfr -системи.
Л1тература
1. Пастух О.А. Науково-техшчш основи побудови квантових нечетких обчислювальних засоб1в : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук: спец. 05.13.05 - Комп'ютерщ системи та компоненти / 1н-т юбернетики 1м. В.М. Глушкова НАН Укра1ни. - Ки1в, 2013. - 38 с.
2. Пастух О.А. Чисельне моделювання процесу сумування нечетких чисел на основ! квантового процесора / О.А. Пастух // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. -Лы^в : РВВ НЛТУ Укра1ни. - 2009. - Вип. 19.3. - С. 260-265.
3. Пастух О.А. Числове моделювання множення нечетких чисел у квантовому процесор1 / О.А. Пастух // Науков1 пращ Нащонального ав1ацшного ушверситету. - Сер.: Електрошка та системи управ лшня. - К. : Вид-во НАУ. - 2009. - № 2 (20). - С. 154-158.
Пастух ОА. Математическое моделирование эффективности квантовых радиотехнических систем преобразования нечеткой информации
Формально выполнено математическое моделирование эффективности квантовых радиотехнических систем превращения нечеткой информации на основе теории квантовых нечетких множественных чисел. В частности, сравнены между собой эффективность добавления и умножения нечетких числовых данных в квантовых радиотехнических системах и модели суперкомпьютера ''Jaguar''. Установлено, что квантовые радиотехнические системы по вычислительным критериям являются эффективнее в сравнении с самыми современными классическими суперкомпьютерными системами. Показано, что превращение нечеткой информации в квантовых радиотехнических системах является адекватнее, в сравнении с четкой информацией.
Ключевые слова: квантовая радиотехническая система, преобразование нечеткой информации.
Pastukh OA. The Mathematical Simulation of Quantum Radio Engineering System Efficiency at Transformation of Fuzzy Information
The mathematical simulation of quantum radio engineering system efficiency while transforming fuzzy information is investigated. The efficiency of addition and multiplication of fuzzy digital data in quantum radio-engineering systems and "Jaguar" supercomputer model are compared in particular. Quantum radio engineering systems according to their computational criteria are proved to be more effective ones in comparison to the most modern classical supercomputer systems. The conversion of inaccurate data in quantum radio engineering systems is shown to be more adequate in comparison to accurate data.
Key words: quantum radio engineering system, transformation of fuzzy information, efficiency, data, simulation.
УДК 004.056:55(043.3) Проф. О.М. Нечай, канд. техн. наук -
Академш сухопутних вшськ iM. гетьмана П. Сагайдачного, м. Львiв
ПРОЕКТУВАННЯ 1НТЕЛЕКТУАЛЬНО1 СИСТЕМИ РОЗШИФРУВАННЯ КРИПТОГРАМ НА ОСНОВ1 МЕТОДУ ШФОРМАЦШНО1 ДОШКИ
Розроблено програмне забезпечення штелектуально! криптографiчноi системи, використовуючи CASE-засоби. Для побудови дiаграм використано середовище моделювання Rational Software, створено штерфейс штелектуально! криптографiчноi системи з використанням CASE-засобiв. Встановлено взаемодто модуля управлшня з окре-мими джерелами знань. Розроблений штерфейс користувача, який мае штуетивно зро-зумший дизайн, що забезпечуе зручне користування програмним додатком.
