МИЭТ

Национальный
исследовательский
университет

Орден трудового красного знамени
Рейтинг QS
Кафедра вычислительной техники  
Заведующий кафедрой: д.т.н., доцент Алексей Леонидович Переверзев
телефон: (499) 720-87-55, внутренний телефон: 29-55
E-mail: vt@miee.ru
Аудитория: 4329

Научная работа

Научная работа Фото1.JPG

При кафедре вычислительной техники успешно работает Научно-исследовательский институт вычислительных средств и систем управления (НИИ ВСиСУ), созданный чл.-корр. АН СССР Л.Н. Преснухиным на базе научных коллективов, которые работали на кафедре вычислительной техники МИЭТа и кафедре П-5 «Счетно-решающие устройства» МВТУ им. Н. Э. Баумана.

Кафедра вычислительной техники и НИИ вычислительных средств и систем управления ведут научные исследования в следующих основных направлениях:

  • разработка специализированных вычислительных средств для робототехнических комплексов различных областей применения;
  • создание информационно-вычислительных систем с элементами искусственного интеллекта на базе микропроцессоров и микро-ЭВМ;
  • проектирование локальных вычислительных сетей;
  • построение интерфейсов периферийного оборудования, преобразователей информации разнообразного назначения;
  • создание надежного программного обеспечения вычислительных систем, работающих в реальном масштабе времени;
  • разработка алгоритмов сбора обработки и передачи данных в распределенных системах.

Сотрудниками кафедры и НИИ разработано и внедрено в серийное производство более 50 изделий для предприятий электронного и радиоэлектронного профиля.

По своей направленности исследования и разработки кафедры и НИИ связаны с созданием опытных образцов, готовых изделий и освоением производства наукоемкой продукции.

Отделение 1

Сектор 1-1

Ведущие ученые: д.т.н., профессор Ю.В. Савченко, д.т.н., профессор Г.Э. Широ.

Направления исследований:

  • разработка и модернизация специализированных вычислителей для систем управления объектами;
  • разработка информационно-управляющей системы;
  • разработка универсальной эмулирующей вычислительной системы;
  • разработка научных основ и базовых технологий создания полупроводниковых приборов квантовой наноэлектроники;
  • исследование и разработка методов и средств цифровой обработки сигналов.

Основные результаты

Проведены разработка и испытания специализированных вычислителей различных модификаций; около 30 вычислителей находится в серийном производстве.

Разработана и находится в стадии предварительных испытаний информационно-управляющая система.

Разработаны и готовятся к серийному выпуску микропроцессорные системы управления.

Проведены испытания разработанной универсальной эмулирующей вычислительной системы.

Определены научные основы и базовые технологии создания полупроводниковых приборов квантовой наноэлектроники и получены первые образцы изделий микромеханики.

Разработаны специализированные вычислительные устройства с адаптивной обработкой входных данных с использованием принципа перераспределения ресурсов оперативной памяти и модификации формата представления чисел с плавающей запятой.

Созданы алгоритмы и специализированные устройства для корреляционного обнаружения и распознавания образов.

Сектор 1-2

Ведущий ученый: д.т.н., с. н. с. Н.О. Крыликов.

Направления исследований:

  • бортовые вычислительные системы специального назначения с использованием цифровых методов обработки сигналов на основе платформы «Мультикор»;
  • бортовые транспортные управляющие и диагностические микропроцессорные вычислительные системы;
  • аппаратно-программные комплексы для проведения геофизических исследовательских работ.

Основные результаты

Созданы опытные образцы нескольких микропроцессорных вычислительных систем специального назначения, устанавливаемых на мобильных объектах.

Создана информационно-управляющая и диагностическая система для нерельсового наземного городского пассажирского транспорта (автобусы, троллейбусы). Характерной особенностью системы является применение большого цветного информационного дисплея, заменяющего традиционную панель приборов водителя. Опытная партия аппаратуры установлена на 12 городских автобусах ГУП «Мосгортранс».

Создан комплекс бортовых технических средств для АСУ городским пассажирским транспортом г.Москвы «Рейс» на основе спутниковой навигации. Опытная партия испытана в составе действующей АСУ. От известных зарубежных и отечественных аналогов комплекс отличается наличием матричного ЖК-дисплея, позволяющего отображать запрашиваемую водителем информацию, поступающую от диспетчерского пункта, а также данные о результатах контроля и диагностики систем бортового комплекса. Ввод информации водителем осуществляется с помощью специализированной клавиатуры. Помимо высоких эргономических показателей данный подход обеспечивает достаточное удобство при проектировании и отладке, позволяя производить неизбежно возникающие изменения в основном за счет программной части системы, не затрагивая аппаратную часть.

Разработана портативная прецизионная измерительная система для реализации и совершенствования новой прогрессивной технологии геофизических исследований, основанной на современной физической концепции – структурной динамике. В задачу научных исследований, помимо создания необходимых инструментальных средств, входит дальнейшее развитие предлагаемой технологии, позволяющей проводить исследования тонкой структуры, оценку динамической жесткости и других свойств неоднородных геологических сред путем анализа результатов мониторинга трех взаимно ортогональных компонент ускорения естественного и индуцированного вибросейсмического поля на поверхности Земли. Обработка результатов наблюдений производится с помощью специализированного программного обеспечения. Обширный научно-технический задел в данной области включает в себя работы, проводившиеся, начиная с середины 90-х годов, МИЭТ совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом геофизических методов разведки (ВНИИГеофизики) и Институтом Физики Земли РАН по созданию семейства портативных полевых приборов для оперативного контроля параметров сейсмических вибраторов («Вибротестер»), являющихся аналогом прибора VIBRA-CHEK компании Pelton Inc., и для сейсмовибрационных измерений («Вибротестер-МС»). Приборы прошли успешную апробацию во время полевых сезонов на территории г. Москвы, Тверской, Воронежской и Ленинградской областей, в том числе в окрестностях Калининской, Воронежской и Ленинградской атомных электростанций, на территории Ленинградского специализированного комбината (ЛСК) «Радон», а также на территории Румынии в окрестностях г. Бухарест и в сейсмоопасной зоне Вранча в Карпатах (совместно с институтом геодинамики Академии наук Румынии).

Сектор 1-3

Ведущие ученые: д.т.н., профессор В.М. Амербаев, к.т.н., доцент Е.И. Бажанов.

Направления исследований:

  • разработка принципов обработки информации смешанной формы представления в специализированных вычислительных устройствах.
  • исследование методов вычислений для управляющих вычислительных систем;
  • исследование и разработка методов решения задач свертки в аналогово- цифровом структурном базисе;
  • исследование и разработка многофункционального управляемого генератора хаотических последовательностей;
  • исследование и разработка следящих систем.

Основные результаты:

Сформулированы и исследованы принципы обработки информации смешанной формы представления в специализированных вычислительных устройствах систем управления: принцип разделения операндов и принцип коррекции по контрольным разрядам.

Выявлен и формализован принцип разделения операндов на части. Показан процесс синтеза методов вычисления операций с разделением операндов на старшую и младшую части на основе формализованного принципа разделения операндов на части.

Формализован принцип коррекции по контрольным разрядам. Осуществлен процесс синтеза методов вычисления операций с разделением операндов на старшую и младшую части на основе сформулированного принципа коррекции по контрольным разрядам.

Исследованы и разработаны методы вычислений с операндами в формате плавающей точки для управляющих вычислительных систем, построенных по принципу совмещения преобразования и обработки информации — аналого-цифровых вычислительных устройств (АЦВУ).

Исследованы и разработаны форматы плавающей точки для представления аналого-цифровых величин. Обоснована возможность адаптации стандарта IEЕЕ 754 для АЦВУ.

Предложены решения задачи свертки в аналого-цифровом структурном базисе. Проработаны архитектурные варианты решения задач.

Создана архитектура аналого-цифрового согласованного фильтра для сокращения времени обработки информации за счет исключения этапа оцифровки входных отсчетов. Разработаны эскизные, структурные и принципиальные схемы аналого-цифрового согласованного фильтра для систем управления, что способствовало снижению аппаратных затрат не менее чем на 15%.

Обосновано использование хаотических отображений — смешивающих, сохраняющих объем преобразований, которые «чувствительны» к своим аргументам.

Введен термин «псевдохаотичность» для характеристики непредсказуемости динамической системы дискретного времени. Создана нелинейная функция «косое умножение» для отображения двух N-битных чисел в одно N-битное число в соответствии с основным механизмом хаоса «растяжение-складывание».

Исследована модифицированная сеть Фейстеля с «косым умножением» на псевдохаотичность. Установлено, что для случайно выбранного начального значения можно ожидать орбиту с длиной периода, равной половине количества точек поля. На статистических тестах показано, что последовательности, генерируемые сетью Фейстеля, имеют псевдослучайный характер. Предложен вариант подсчета фрактальной размерности множества срезов орбит.

Получена система с длинными орбитами и хорошими псевдослучайными свойствами. Она может использоваться для создания надежных схем генерации длинных псевдослучайных последовательностей.

Отделение 2

Ведущие ученые: к.т.н. А.А. Сазанов, к.т.н. Мельников

Направление исследований:

  • разработка и модернизация специализированных вычислительных систем управления сложными объектами, работающими в жестких условиях эксплуатации;
  • разработка бортовых информационно-управляющих систем;
  • разработка алгоритмов и программного обеспечения специализированных вычислительных систем управления;
  • авторский надзор и обслуживание аппаратуры в процессе эксплуатации.

Основные результаты:

  • разработаны, серийно выпускаются и поставляются в РФ и на экспорт ряд специализированных вычислительных систем управления;
  • разработаны и внедрены в серийно выпускаемые изделия уникальные адаптивные алгоритмы, не имеющие аналогов в отечественной и зарубежной практике;
  • разработаны и внедрены в серийно выпускаемые изделия уникальные распределенные архитектуры вычислительных средств, ориентированные на выполнение ресурсоемких алгоритмов в реальном масштабе времени;
  • определены научные основы и базовые технологии создания роботизированных вычислительно-управляющих систем различного назначения;
  • раелизован замкнутый цикл управления качеством продукции по результатам авторского надзора производства и эксплуатации.

Отделение 3

Сектор 3-1

Ведущие ученые: к.т.н., профессор Н.В. Воробьев, н. с. В.Ф. Петров.

Направления исследований:

  • системы обеспечения безопасности движения и технического сервиса транспортных средств;
  • навигационные системы;
  • создание системы дистанционного управления безэкипажными комплексами;
  • исследования в области создания многопроцессорных интеллектуальных систем управления;
  • разработка первичных датчиков (скорости подвижных объектов, бесконтактных концевых выключателей, датчиков близости и др.)

Основные результаты:

В результате анализа проблем, связанных с отказами электрооборудования вагонов, определены этапы и методы контроля в условиях депо, в условиях «обкатки» или при штатной эксплуатации вагонов.

Разработаны элементы автоматизированной системы диагностики и контроля параметров электрооборудования транспортных средств с целью отработки аппаратного и программного обеспечения основных узлов системы диагностики и контроля, создания экспериментального образца АСК.

Созданы методы информационной технологии проектирования систем дистанционного управления, работающих в реальном масштабе времени; изготовлены макеты отдельных узлов экспериментального образца системы дистанционного управления.

Проведены исследования архитектуры интеллектуальной системы на основе многопроцессорной вычислительной системы.

Разработаны методы информационной технологии проектирования многопроцессорных систем управления, работающих в реальном масштабе времени, методики создания системы управления с элементами искусственного интеллекта, изготовлены макеты отдельных узлов экспериментального образца системы управления.

Разработан и внедрен ряд первичных датчиков различного назначения с учетом конкретного конструктивного исполнения.

Сектор 3-2

Ведущий ученый: к.т.н., с. н. с. В.В. Лысак.

Направления исследований:

  • способы высокоскоростной передачи цифровой информации;
  • радиотелеметрические микросистемы повышенной помехозащищенности.

Основные результаты:

Разработан метод приема и передачи информации приемопередающих систем связи, позволяющий создавать аппаратуру связи с меньшими габаритами, с малым энергетическим потреблением, с высокой скоростью передачи при малом соотношении сигнал/шум, а также работающую в полном дуплексном режиме.

Предложен метод, позволяющий решить, как радиоимпульсный приемник может различать сигналы, переданные другими радиоимпульсными передатчиками, в присутствии более мощных сигналов, имеющих общую антенну, и как избежать интерференции между сигналами передачи и приема.

Произведен анализ радиосистемы, построенной на основе разработанного метода. Результат анализа показал, что данная радиосистема обладает средней мощностью в несколько милливатт для связи на несколько километров, даже при небольшом коэффициенте направленности антенн, низким уровнем плотности мощности в спектре сигнала передачи, более низкой стоимостью по сравнению с простейшими системами связи, использующими широкополосные (шумоподобные) сигналы (ШПС), применима в системах, использующих эффект накопления сигнала и сжатия его спектра в частотном диапазоне, а также в системах, имеющих большие потери в среде распространения радиосигнала, занимает меньший объем в сравнении с портативными приемопередатчиками, потому что имеет простую технологию построения, которая подходит к большому разнообразию приемопередающих систем.

Публикации

1. Иванов В.А. Преимущества использования полузаказных микросхем в процессе проектирования специализированной аппаратуры. // Микроэлектроника и информатика 2013. 20-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. – М.: МИЭТ, 2013

2. Переверзев А. Л. Концептуальная модель и методика проектирования интегрированных информационно-вычислительных систем на основе масштабируемой архитектуры. Оборонный комплекс – научно техническому прогрессу России. – М.: ФГУП «ВИМИ», 2013. – № 1. – С.83-89.

3. Савченко Ю.В., Переверзев А.Л., Кудров А.А. Архитектура универсального аппаратно-программного комплекса для отладки и тестирования интегрированных информационно-вычислительных систем. Оборонный комплекс – научно техническому прогрессу России. – М.: ФГУП «ВИМИ», 2013. – № 2. – С.3-7.

4. Метельков П.В., Переверзев А.Л., Попов М.Г. Алгоритм вторичной обработки информационного сигнала частотного радиолокационного высотомера специализированного назначения. Оборонный комплекс – научно техническому прогрессу России. – М.: ФГУП «ВИМИ», 2013. – № 2. – С.16-21.

5. Мельников П.Н. Разработка интеллектуального роботизированного зенитного комплекса ближайшего рубежа обороны. Принципы построения вычислительной системы. Известия ТулГУ. Технические науки. Вып.11. Ч.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. с.95-101.

6. Мельников П.Н. Разработка помехоустойчивого программного обеспечения для управляющей вычислительной системы. Известия ТулГУ. Технические науки. Вып.11. Ч.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. C.101 - 107.

7. Иванов В.А. Метод преобразования аналогового сигнала параметрического датчика сопротивления с учетом его размещения на платформе космического аппарата. // Актуальные проблемы информатизации в науке, образовании и экономике-2012. 5-я Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция. – М.: МИЭТ, 2012.

8. Иванов В.А. Обработка сигналов датчиков аналоговой информации на борту космического аппарата. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 11. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012 – 313 с.

9. Алексеев В.Е., Крыликов Н.О., Соловьев А.Н. Сравнение эффективности применения многоантенных навигационных систем GPS и совмещённой ГЛОНАСС/GPS. Известия ВУЗов. Электроника – М., 2012 – № 2(94), С. 71-76.

10. Крыликов Н.О., Плавич М.Л. Разработка многоканального высокочастотного программно-перестраиваемого генератора псевдослучайной последовательности. Известия ВУЗов. Электроника – М., 2012 –- № 3(95), С. 83-84.

11. Крыликов Н.О. Алгоритмическое обеспечение вычислительных систем комплексов ближней радиолокации. Известия ВУЗов. Электроника. – М., 2012 – № 4 (96), С. 80-86.

12. Кононова А.И., Переверзев А.Л. Основы системного анализа. Учебное пособие, М.: МИЭТ, 2012 г. – 140 с

13. Попов М.Г. Разработка алгоритма вторичной обработки информационного сигнала частотного радиолокационного высотомера специализированного назначения. Москва, 19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика – 2012», тезисы докладов. – М.: МИЭТ

14. Беклемишев Д.Н. Разработка интегрированного модуля адаптивной цифровой обработки сигналов лазерного импульсного дальномера. Москва, 19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика – 2012», тезисы докладов. – М.: МИЭТ

15. Кудров А.А. Разработка адаптивного фотоприемника для миниатюрного импульсного лазерного дальномера. Москва, 19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика – 2012», тезисы докладов. – М.: МИЭТ.

16. Широ Г.Э., Широ Е.Г. Метод снижения влияния боковых лепестков шумоподобных сигналов в радиолокационных системах с синтезированием апертуры антенны. Известия Высших Учебных заведений. – М., 2012. – № 1. – С. 79–83.

17. Широ Г.Э., Широ Е.Г. Малоразрядный полнокодовый умножитель для систем синтеза радиолокационных изображений. Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем -2012. Сборник трудов /под общ. Ред. Академика РАН А.Л. Стемпковского. – М.: ИППМ РАН, 2012. – С. 543-546.

18. Воробьев Н.В., Петров О.В. Многофункциональный характериограф для экспресс-анализа радиоэлектронной аппаратуры. Известия ВУЗов Электроника. – М., 2012. –№1(93) – С. 72-78.

19. Петров В.Ф., Терентьев А.И., Блохин Ю.В., Демьянов В.В. Программно-аппаратный комплекс управления автономным движением мобильного робота Известия Тульского Государственного Университета, Технические науки. 2012, Вып. 11, Ч.2, С. 143-148.

20. Бархоткин В.А., Кочетков М.П. Идентификация параметров модели для решения задачи распознавания трехмерных объектов. Известия Тульского Государственного Университета, Технические науки. 2012, Вып. 11, Ч.2.

21. Якунин А.Н., Иванов В.А. Алгоритм выбора оптимального местоположения телеметрической системы на платформе летательного космического аппарата «Луна-Глоб». 19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Микроэлектроника и информатика-2012», Москва, 2012, ISBN 978-5-7256-0674-4

22. Якунин А.Н. Использование оператора кватерниона для определения относительной угловой ориентации квазистационарного объекта // Мехатроника, автоматизация, управление. — М., 2012. — №8. — C. 36-39.

23. Якунин А.Н., Денисов А.Н., Коняхин В.В., Бец В.П. Разработка аппаратуры космического применения с использованием базовых матричных кристаллов // Вестник ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина». — М, 2012. — №5(16). — C. 67-72. — ISSN 2075-6941.

24. Шишкевич А.А. Интерфейсы ЭВМ и систем. Часть 2. Учебное пособие. МИЭТ 2012. 256 с.

25. Топильский В.Б. Микроэлектронные измерительные преобразователи. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2012. – 493 с.

26. Топильский В.Б., Бажанов Е.И. Оценка погрешностей дифференциального емкостного датчика перемещений. // Известия вузов. Электроника. № 4 (96), 2012, с. 88-89.

27. Бажанов Е.И. Минимизация среднестатистического количества тактов преобразования АЦП поразрядного уравновешивания // V Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем – 2012»: сб. научн. тр. / под общей ред. А.Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2012. С. 378-381.

28. Колпаков Р. М., Посыпкин М. А… Об оценках вычислительной сложности варианта параллельной реализации метода ветвей и границ для задачи о ранце Известия РАН: Теория и системы управления. № 5, 2011, C. 74-83.

29. Посыпкин М. А., Туркин А.В. Оценка качества областей дактилоскопического изображения. Сборник избранных трудов VI Международной научно-практической конференции «Современные информационные технологии и ИТ-образование», С. 731-740, 2011

30. Лупин С. А., Посыпкин М. А., Шабанов Б.М., Дорошенко Е.С. Подготовка магистров по программе «Высокопроизводительные вычислительные системы» в МИЭТ. Сборник избранных трудов VI Международной научно-практической конференции «Современные информационные технологии и ИТ-образование», С. 914-919, 2011

31. M.A. Posypkin, I. Kh. Sigal,Yu. G. Evtushenko, A.I. Ignatyev. Extensible and Flexible Programming Architecture for Solving Optimization Problems on Serial and Parallel Computers in Proceedings of OPTIMA'2011 (Petrovac, Montenegro September 25 – October 2, 2011), pp. 62-65.

32. Yu. G. Evtushenko, M.A. Posypkin. Space-covering Technique for Global Multiobjective Optimization in Proceedings of OPTIMA'2011 (Petrovac, Montenegro September 25 – October 2, 2011), pp. 66-68

33. Y. Evtushenko, M. Posypkin A Deterministic Algorithm for Global Optimization Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems, Vol. 658, ISBN 978-3-642-22883-4, P. 205-218, 2012

34. Y. Evtushenko, M. Posypkin A deterministic approach to global box-constrained optimization Optimization Letters, DOI: 10.1007/s11590-012-0452-1

35. Стрельцов Е.В. Определение ориентации объектов в пространстве по вектору напряжённости магнитного поля земли и вектору гравитации Оборонный комплекс научно-техническому прогрессу России, М.: 2011., – № 1 – С.24- 28.

36. Немцова Т.И., Голова С.Ю., Терентьев А.И. Программирование на языке высокого уровня. Программирование на языке С++. М.: ИД «Форум»: ИНФРА-М, 2012 – 512 с.

37. Воробьев Н.В., Петров О.В., Терентьев А.И., Демьянов В.В. Индивидуальные дозиметры на основе полупроводниковых детекторов. Известия ВУЗов Электроника. – М., 2011. –№4 (90) – С. 19-22.

38. Корнийчук И.П., Петров О.В. Алгоритм аппроксимации дозовой характеристики полупроводникового детектора ионизирующего излучения. Микроэлектроника и информатика – 2011. Тезисы докладов, - М., МИЭТ, 2011 – С.188

39. Грешилов Д.В., Новиков А.Н. Методика разработки графической подсистемы для SCADA-систем. Микроэлектроника и информатика – 2011. Тезисы докладов, -М., МИЭТ, 2011 – С.179

40. Бархоткин В.А., Петров В.Ф., Комченков В.И., Рябов А.В. Алгоритмическая модель функционирования системы дистанционного управления подвижными роботами. Мехатроника и Робототехника – СПб, 2010, С. 124-125