СКАЧАТЬ МАТЕМАТИЧЕСКИЙ СОФТ

БАЛОНИН Н.А.


Роль авторского программного обеспечения – такова же, как у книг Дюма или Жюля Верна. Разнообразить наш быт, как его ранее разнообразили книги различных авторов. Это никакая не коммерческая фирма, а индивидуальный подход. Личное, оно никуда не денется, в чем убеждают ретропроцессы, идущие в Интернет, оживляющие прежний софт. Ниже представлена подборка софта, который писался мною со времен еще Электроники 60 и IBM PC. С профессорами Сергеевым М.Б., Дженнифер Себерри, Драгомиром Джоковичем мы устроили нечто вроде математических соревнований, на которых решаются математические задачи и пишется новый софт. По стилю это отличается от изолированных исследований, например, динсистем финитного времени, и электронных книг привлечением значительно большего количества научных работников и студентов. Новая форма опирается на те преимущества, которые дает коллективный разум, за которым не угонится ни одна светлая голова. Математические посиделки используют разновидность адаптированного к сети софта на базе движка http://mathscinet.ru, генетически происходящего из продуктов, выложенных ниже. Используется опыт. Грампластинка когда записана. А до сих пор звучит. Ровно таков же и софт эпохи зарождения математических систем.

СИСТЕМА ВИЗУАЛ-МАТЛАБ

DESCRIPTION | DOWNLOAD VERSION [08.08.17]


Оригинальный релиз vML от Балонина Н.А. популярного языка матричных вычислений в одном модуле с библиотекой примеров (OS: Windows 95/XP). Размер матриц студенческой версии ограничен: 250. Система легко осваиваема удобна, это портативный модуль для Flash-накопителя. Имеются свои ценные библиотеки работы в полях Галуа и с ортогональными матрицами. Внимание, синтаксис свой, отличается от распространенной версии MatLab интеграцией анимации в вычисления, базовые тулбоксы типа Control встроены.



Интерфейсы математических робосистем ©


Программа состоит из одного файла (!) размером около полутора мегабайт и работает она без предустановки в Windows – запускать в режиме совместимости с ранними версиями операционной системы. Имеется встроенный редактор частей подвижных управляемых сценарием рисунков. В алгоритмах синтеза пейзажей используется технология "пластических масс": компьютерный пластилин ©. Существует сетевая адаптация редактора рисунков.

Электроника 60, ДВК и сменившие их настольные машины IBM PC рассматривались как и как средство моделирования, и как потенциальное бортовое оборудование. Но на дворе были 90-е. Двигатели находили на помойках. Мироновский Л.А. в качестве реле ! принес катушку от звонка в квартиру. Поэтому первые студии под MS DOS вцепились в новую тогда возможность НАРИСОВАТЬ робот и управлять им. Студия MS 2.5D. Или проект субмарины, он запускается ниже он-лайн. Концепция "моделирование-бортовое оборудование" не потеряла своего значения, появились компактные стик-компьютеры и управляемые ими по USB Ардуино-роботы.

Появился Интернет. Отмерли первые наивные АЦП-ЦАП с прямым обращением к портам в Windows 95. Новая студия vML охватывает обращение не только к роботам, но и к серверам. Создается софт математического сервера. ОРАНЖЕРЕЯ, как пример робота, которая прожила несколько лет, питая небольшой огород. На базе микропроцессоров американской студенческой фирмы POLOLU создана самоходная установка. На базе ZigBee создан сетевой радио-робот с вебкамерой. Следующая идея для Ардуино – создать универсальный софт операционки (мозжечок), чтобы больше не терять время на написание софта систем нижнего уровня.

Дополнительные возможности заложены в модули pcMatLab (обслуживает вебкамеру, имеет возможность анализировать сканы) и дополняющие укороченные интерфейсные версии без редактора рисунков. Работа с USB/COM-портом и вебкамерой, софт связи (обмена данными) с сервером позволяет системе создавать графические интерфейсы для нарождающейся Интернет робототехники. Для любителей MS DOS есть красивая версия MS 2.5D с редактором графических рисунков. Документация (технологии): пользуйтесь конверсией PDF-online.

Роботы и жизнь, вечная тема. Смотрите замечательные книги на авторском сайте С.В. Петухова по связи математических моделей с продукцией самого совершенного инженера – природой.

РЕТРО-ВЕРСИЯ ПОД MS DOS




Красивая полутрехмерная версия студия MS 2.5D под операционную систему MS DOS, по спецзапросу, имеет спрос ввиду непреходящей популярности ретро-систем у любителей специального программного обеспечения. Выполняет операции матричного исчисления, предтеча систем под Виндовс и MatLab On Line. Примеры моделирования динамических систем приведены в MatLab On Line, см. математический раздел.



РЕДАКТОР РИСУНКОВ

Под MS DOS написано немало продуктов, включая систему матричных вычислений MatLab, но у нее никогда не было толковой графики. Студия, совмещающая в себе возможности матричного интерпретатора, редакторов матриц, графиков, рисунков и портативного визуализатора до сих пор впечатляет. Это редкий продукт, и его концепция не исчерпана. Ныне она реализуется в сети, возвращаясь, по сути, к своей прежней стадии, поскольку сетевая графика до сих пор мало совершенна.



МОДЕЛИРОВАНИЕ СУБМАРИНЫ


Как наглядный стенд эта работа современна, она не потеряла своего значения и поныне. Модель субмарины используется для сравнения работы дюжины алгоритмов идентификации параметров многосвязной системы в режиме ее нормального функционирования. Благодаря развитию технологий программа запускается в Интернет. Программа содержит классические МНК и РМНК алгоритмы, алгоритмы Балонина Н.А. (псевдоинверсии Балонина-Холецкого), Гусева С.В. (градиентный метод), алгоритмы Якубовича В.А. (полоска на основе метода Качмажа), описанные, помимо работ авторов, в доступной в Интернет книге Балонина Н.А. Новый курс теории управления движением. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2000. 160 с.

СТРАНИЦА МОДЕЛИРОВАНИЯ


РОБОТ БАБОЧКА


Европейские вузы видят прямую выгоду от использования лабораторных установок в образовательных целях. В 2016 году Робот-бабочка (построенный после стенда субмарины, с участием части ее авторов) был установлен в лаборатории NTNU. После презентации робота для работы на нем записалось 150 магистрантов. Так как финансирование европейских лабораторий напрямую зависит от того, сколько человек записалось на курс и сдало по нему экзамен, по итогам года NTNU получил от государства порядка 1 миллиона евро, потратив на оборудование 20 тысяч евро. Робот-бабочка позволяет моделировать и решать задачи, которые раньше не были решены ни одним робототехническим комплексом в мире, и пользуется большой популярностью за пределами России. Для российских университетов робот-бабочка пока редкость – по одному экземпляру находится в Томском и в Санкт-Петербургском Политехнических Университетах. Комплекс используется для обучения студентов технических специальностей.

ДЕМОНСТРАЦИЯ



РАБОТАЕМ С БЭЙСИК ON LINE



CP/M BASIC



DIGGER



КОМПЛЕКС
ДЛЯ ПОИСКА КРИТСКИХ МАТРИЦ


Портативный комплекс: Балонин Ю.Н.



ИССЛЕДОВАНИЕ | МMATRIX ВЕРСИЯ 15.09.2013



ПОИСК БИЦИКЛОВ (DIRECT-SEARCH)





Функции разрешено оформлять как формулы или словесные пояснения: это интерпретатор, переменные глобальные, списков ввода вывода у формул нет, сценарии предназначены для написания несложных легко интерпретируемых машиной и людьми программ. Переменные объявляются по matrices: имена (помимо имен в один символ). Простая в освоении и удобная среда для работы с матрицами, в частности, с матрицами типа Адамара [1, 2].

Генерация {1, –1} последовательности a=randseq(n) или матрицы M=randseq([m n]), M=randseq(A) размера A. Посредством M=randseq([m n k s]) задается регламентированное количество –1 в строках и индексом симметрии s. Расчет циклической и нега-циклической матрицы A=circul(a) и A=negacircul(a), реверсной A=circulback(a), случайной матрицы заданного порядка A=circulrand(n). Блочный аргумент X=[A,B,...] используется для генерации блочных циклических и нега-циклических матриц A=circul(X) и A=negacircul(X), включая теплицеву структуру A=toeplitz(X). A=eyez(n) матрица diag(1,–1,1,–1,..). Операция A=crossshift(a) вычисляет кросс-матрицу по вектор-строке, с блочным аргументом (или вектором) генерируется квадратная матрица. Циклический сдвиг строк A=cirshift(A) и A=negacirshift(A), добавлен реверс A=cirshiftback(A). Процедура error=maxabslsm(A) возвращает абсолютный максимум вне диагонали A*A'; c=circfind(M), массив M=[M;k1 k2 error=0/±2 algorithm=0/1/2/3] or M=[k1 k2 0/±2 0/1/2/3 w v], для C-матриц: M(1,1)=0, при c(3,1)>0 возвращает a=c(1,:), b=c(2,:) из бинарного массива Mv строк бициклов c SDS(n=2v;k1,k2;λ). Ниже рисунок негациклической C-матрицы порядка 46.

N.A. Balonin, Jennifer Seberry A Review and New Symmetric Conference Matrices //Informatsionno-upravliaiushchie sistemy, 2014, № 4 (71), pp. 2–7.
Балонин Н. А., Джокович Д. Ж. Симметрия двуциклических матриц Адамара и периодические пары Голея. // Информационно-управляющие системы. 2015. № 3. С. 2–16.



НЕГАЦИКЛИЧЕСКИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПАРЫ ГОЛЕЯ NGP

ФУНКЦИИ ДЛЯ РАБОТЫ В ПОЛЯХ ГАЛУА GF(p2)


Арифметика полей Галуа GF(p2), p – нечетное простое число, для псевдокомплексных чисел с двумя основаниями x=[a b], a, b – целые числа < p (mod p) или колонки чисел (вектор), задается оператором r=gfinit(p,2), квадратичный вычет r используется для реализации команды умножения gfmul(x,y) скалярных чисел x, y (возможно умножение числа на вектор); степень k числа x или вектор степеней колонки заданных чисел дает оператор gfpow(x,k), оператор gfexp(x,k) дает колонку [x0; x1; ... ; xk–1]. Операции сложения и вычитания скаляров и векторов z=x+y и z=x-y требуют нормализации итога по z=mod(z,p). Сравнить два числа x, y или принадлежность числа x колонке y можно по gfeq(x,y).

ПРИМЕРЫ СЦЕНАРИЕВ










TOEPLITZ MATRICES
1-,2- AND 4-TOEPLITZ ORTHOGONAL MATRIСES


© Nickolay A. Balonin, Dragomir Z. Djokovic, 22.04.2015

Hadamard-type matrix catalogue and on-line algorithms


NEGACYCLIC BLOCKS A, B, C









ПРИЛОЖЕНИЯ ВИЗУАЛ МАТЛАБ VML



Расчет, анимация и управление роботами через USB-порт

ПОДВИЖНЫЕ ИЛЛЮСТРАЦИИ СТУДИИ




Подвижный цыпленок с управляемыми частями


Студия Visual Matlab содержит оригинальный редактор рисунков, управляемых опционно file.box:опции, опциями указываются том:субъект:часть:деталь{команда{шаг:шаг}}. Персонажи, их части и детали именуются или обозначаются порядковыми номерами. Преимущество таких иллюстраций перед обычными рисунками состоит в том, что они подвижны.

Есть пронумерованный сэт стандартных глаголов: appearance, move, moveat, turn, scale, scalex, scaley, flip, flipx, flipy, join (за join указывается часть и деталь). Спаренный по : шаг удобен для указания перемещений по горизонтали и вертикали. Синтез изображения производится на сервере (тонкий клиент).

Rambler's Top100