Гібридний алгоритм кластер-аналізу для формування апріорного розбиття простору ознак на класи знань в системах дистанційного навчання

Запропоновано модифікацію алгоритму k-means, ідея вдосконалення якого полягає у комбінованому використанні критерію оцінки помилки кластеризації та інформаційного критерію функціональної ефективності, що визначає рівень достовірності побудованих вирішальних правил визначення належності реалізацій до певного класу знань. При цьому використання комбінованого статистичного та інформаційного підходів дозволило включити такий параметр кластеризації як кількість кластерів в інтеграційну оптимізаційну процедуру та, базуючись на природній структурі розподілення векторів реалізацій результатів тестування слухачів в N-вимірному просторі ознак, розпізнавання дозволило знайти оптимальні геометричні параметри контейнерів класів, які характеризують рівні знань студенів в системах дистанційного навчання.Предложена модификация алгоритма k-means, идея усовершенствования которого заключается в комбинированном использовании критерия оценки ошибки кластеризации и информационного критерия функциональной эффективности, который определяет достоверность построенных решающих правил определения принадлежности реализаций к некоторому классу знаний. При этому одновременное использование статистического и информационного подходов позволило включить такой важный параметр для алгоритмов кластеризации как количество кластеров в итерационную оптимизационную процедуру. Имея априорную информацию о распределении N-мерных векторов реализаций, представляющих результаты тестирования знаний студентов, определить оптимальные геометрические параметры контейнеров, описывающих классы знаний студентов в системах дистанционного образования.There has been offered the modification of algorithm of k - means, the idea of improvement of which consists in the combined use of criterion of the built decision rules of determination of belonging of realization to some class of knowledge. Thus the simultaneous use of statistical and informative approaches allowed including such important parameter for the algorithms of clusterization as an amount of clusters in iterative optimization procedure. Having a priori information about distribution of N- measure vectors of realization, presenting the results of testing of knowledge of students, it also allows to define the optimal geometrical parameters of containers, describing the classes of knowledge of students in the systems controlled from distance education

Parameters of hydrogen plasma streams in QSPA-M and their dependence on external magnetic field

Present experimental studies are aimed at analysis of hydrogen plasma stream parameters in various working regimes of QSPA-M operation. Temporal distributions of plasma electron density are reconstructed with optical emission spectroscopy. The magnetic field influence on plasma streams parameters is analyzed. It is shown that in regimes with additional magnetic field the plasma electron density increases by an order of magnitude in comparison with a density value without magnetic field. The plasma velocity and energy density parameters as well as their temporal behaviors were estimatedin different operating regimes of QSPA-M facility. Features of plasma visible radiation were analyzed. This information is important for QSPA-M applications in experiments on interaction of powerful plasma streams with material surfaces.Проведені експериментальні дослідження спрямовані на аналіз параметрів водневої плазми у вільному потоці для різних робочих режимів роботи КСПП-M. За допомогою оптичної емісійної спектроскопії реконструйовано часові розподіли електронної густини плазми. Проаналізовано вплив магнітного поля на параметри плазмових потоків та показано, що густина плазми при роботі з додатковим магнітним полем зростає на порядок величини в порівнянні з густиною, виміряною без магнітного поля. Оцінено параметри швидкості та густини енергії плазми, а також їх поведінку під час розряду в різних режимах роботи установки КСПП-М. Проаналізовано особливості випромінювання плазми. Ця інформація дуже важлива для застосування КСПП-М у експериментах по взаємодії потужних плазмових потоків з поверхнями матеріалів.Проведенные экспериментальные исследования направлены на анализ параметров водородной плазмы в свободном потоке для различных рабочих режимов работы КСПУ-М. С помощью оптической эмиссионной спектроскопии восстановлены временные распределения плазменной электронной плотности. Проанализировано влияние магнитного поля на параметры плазменных потоков, и показано, что плотность при работе в дополнительном магнитном поле возрастает на порядок величины по сравнению с плотностью, измеренной без магнитного поля. Оценены параметры скорости и густоты энергии плазмы, а также их временное поведение в различных режимах работы установки КСПУ-М. Проанализированы особенности излучения плазмы. Данная информация очень важна для применения КСПУ-M в экспериментах по взаимодействию мощных плазменных потоков с поверхностями материалов

Modification of Ti-Zr-Ni alloys by powerful plasma stream of different gases

The effects of irradiation by hydrogen, helium and argon plasma heat loads of 0.4 … 0.6 MJ/m2 on the change of morphology, structure and phase composition of Ti41.5Zr41.5Ni17 alloy are investigated. The initial state of such alloy is characterized by presence of a crystal- approximant 1/1 phase (W-phase) with lattice constant аW = 1.428 ±0.0003 nm, Laves phase (L phase) with the lattice period a = 0.6043 ± 0.0003 nm and an icosahedral quasi-crystalline phase (i-phase) with quasi-crystalline parameter aq= 0.5175 ±0.0003 nm. Plasma irradiation causes formation of the icosahedral quasi-crystalline phase in re-solidified layer with depth up to 100 μm. The substructure parameters: size of the coherence area, the value of micro-strain, phason defect concentration and the value of residual macro-stresses are determined by the plasma parameters.Исследовано влияние облучения водородными, гелиевыми, аргоновыми плазменными потоками с тепловыми нагрузками 0,4…0,6 MДж/м2 на изменение морфологии, структуры и фазового состава сплава Ti41,5Zr41,5Ni17. Исходное состояние такого сплава характеризуется присутствием фазы кристалла-аппроксиманта 1/1 (W-фазы) с периодом решетки аW = 1,428 ±0,0003 нм, фазы Лавеса (L-фаза) с периодом решётки a = 0,6043±0,0003 нм и икосаэдрической квазикристаллической фазы (i-фаза) с параметром квазикристалличности aq = 0,5175±0,0003 нм. Установлено, что плазменное облучение вызывает в поверхностном слое до 100 мкм формирование квазикристаллической икосаэдрической фазы. Установлено, что параметры субструктуры фазы: размер области когерентности, величина микронапряжений и плотность фазонов, а также уровень остаточных напряжений, определяются параметрами плазменного потока.Досліджено вплив опромінення водневими, гелієвими, аргонними плазмовими потоками з тепловими навантаженнями 0,4…0,6 MДж/м2 на зміну морфології, структури і фазового складу сплаву Ti41,5Zr41,5Ni17. Початковий стан такого сплаву характеризується присутністю фази кристала-апроксиманта 1/1 (W-фази) з періодом решітки аw = 1,428 ± 0,0003 нм, фази Лавеса (L-фаза) з періодом решітки a = 0,6043 ± 0,0003 нм і ікосаедричної квазікристалічної фази (i-фаза) з параметром квазікристалічності aq = 0,5175 ± 0,0003 нм. Встановлено, що опромінення плазмою викликає в поверхневому шарі до 100 мкм формування квазікристалічної ікосаедричної фази. Показано, що параметри субструктури фази: розмір області когерентності, величина мікронапружень, а також рівень залишкових макронапружень, визначаються параметрами плазми в потоці

Two-temperature relaxation and melting after absorption of femtosecond laser pulse

The theory and experiments concerned with the electron-ion thermal relaxation and melting of overheated crystal lattice constitute the subject of this paper. The physical model includes two-temperature equation of state, many-body interatomic potential, the electron-ion energy exchange, electron thermal conductivity, and optical properties of solid, liquid, and two phase solid-liquid mixture. Two-temperature hydrodynamics and molecular dynamics codes are used. An experimental setup with pump-probe technique is used to follow evolution of an irradiated target with a short time step 100 fs between the probe femtosecond laser pulses. Accuracy of measurements of reflection coefficient and phase of reflected probe light are ~1% and \sim 1\un{nm}, respectively. It is found that, {\it firstly}, the electron-electron collisions make a minor contribution to a light absorbtion in solid Al at moderate intensities; {\it secondly}, the phase shift of a reflected probe results from heating of ion subsystem and kinetics of melting of Al crystal during 0 where $t$ is time delay between the pump and probe pulses measured from the maximum of the pump; {\it thirdly} the optical response of Au to a pump shows a marked contrast to that of Al on account of excitation of \textit{d}-electronsComment: 6th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications 9-12 Sep 2008, Sapporo, Japan, http://www.icpepa6.com, the contributed paper will be published in Applied Surface Science(2009

Підвищення якості розпізнавання методом Віоли-Джонса в задачах інформаційної безпеки підприємства шляхом попередньої обробки зображення

Розроблено механізм підвищення достовірності виявлення облич на зображенні за методом Віоли-Джонса, за рахунок проведення послідовної фільтрації вхідного зображення, що дозволяє значно підвищити якість подальшого їх розпізнавання до асимптотичного максимуму. Даний підхід дає можливість використовувати метод Віоли-Джонса для забезпечення інформаційної безпеки підприємства як в режимі активного так і пасивного моніторингу персоналу та відвідувачів. Підхід використовує методи теорії лінійної алгебри та математичної статистики. В роботі показано конкретний ефект від застосування за пропанового підходу та наведено приклади фізичного моделювання.Разработан механизм повышения достоверности обнаружения лиц на изображении методом Виоли-Джонса за счет проведения последовательной фильтрации и обработки входного изображения, что позволяет значительно повысить достоверность их дальнейшего распознавания к асимптотическому максимуму. Использование данного подхода, дает возможность применять метод Виола-Джонса для обеспечения информационной безопасности предприятия как в режиме активного, так и в режиме пассивного мониторинга. Предложенный подход использует методы теории линейной алгебры и математической статистики. В работе показан конкретный эффект от использования предложенного подхода а также показаны примеры физического моделирования.In the work we developed a increasing there liability mechanism of face detection on the image by Viola-Jones algorithm which consistent filtering and processing of the input image. It can significantly improve the reliability of their further recognition to the asymptotic maximum. Using this approach make able to apply Viola-Jones method for ensuring information security in active and passive monitoring modes. The proposed approach uses the methods of the theory of linear algebra and mathematical statistics. The paper shows a specific effect of the use of the proposed approach and shows examples of physical modeling

Diagnostic system for EUV radiation measurements from dense xenon plasma generated by MPC

Magnetoplasma compressor (MPC) of compact geometry has been designed and tested as a source of EUV radiation. In present paper diagnostic system for registration of EUV radiation is described. It was applied for radiation measurements in different operation modes of MPC. The registration system was designed on the base of combination of different types of AXUV photodiodes. Possibility to minimize the influence of electrons and ions flows from dense plasma stream on AXUV detector performance and results of the measurements has been discussed.Магнітоплазмовий компресор (МПК) компактної геометрії було розроблено і випробувано у якості джерела випромінювання ВУФ. У цій роботі описана діагностична система для реєстрації ВУФ-випромінювання. Проведено вимірювання ВУФ- випромінювання в різних режимах роботи МПК. Система реєстрації побудована на основі поєднання різних типів фотодіодів AXUV. Було досліджено вплив потоку електронів та іонів з плазми на поверхню детектора, а також видимого випромінювання на результати вимірювань.Магнитоплазменный компрессор (МПК) компактной геометрии был разработан и испытан в качестве источника излучения ВУФ. В настоящей работе описана диагностическая система для регистрации излучения ВУФ. Проведены измерения ВУФ-излучения в различных режимах работы МПК. Система регистрации построена на основе сочетания различных типов фотодиодов AXUV. Было исследовано влияние потока электронов и ионов из плазмы на поверхность детектора, а также видимого излучения на результаты измерений

Characteristics of plasma streams and optimization of operational regimes for magnetoplasma compressor

The main objective of these studies is characterization of dense xenon plasma streams generated by magnetoplasma compressor (MPC) in different operational regimes. Optimization of plasma compression in MPC allows increase of the plasma stream pressure up to 22…25 bar, average temperature of electrons of 10…20 eV and plasma stream velocity varied in the range of (2…9)×10⁶ cm/s depending on operation regime. Spectroscopy measurements demonstrate that in these conditions most of Xe spectral lines are reabsorbed. In the case of known optical thickness, the real value of electron density can be calculated with accounting self-absorption. Estimations of optical thickness were performed and resulting electron density in focus region was evaluated as 10¹⁸ cm⁻³. Remove selectedПроведено експерименти з оптимізації режимів роботи МПК та виміряно параметри плазмових потоків при роботі на ксеноні. Проаналізовано розподіли тиску в плазмовому потоці, швидкість та температура плазми. Спектроскопічні вимірювання показали, що більшість спектральних ліній ксенону самопоглинені. У випадку відомої оптичної товщини, реальна електронна густина може бути обчислена з урахуванням ефекту самопоглинання. Були проведені оцінки оптичної товщини, в результаті чого розрахована величина концентрації електронів в області компресії – 10¹⁸ см⁻³.Проведены эксперименты по оптимизации режимов работы МПК, измерены параметры плазменных потоков при работе на ксеноне. Проанализированы распределения давления в плазменном потоке, скорость и температура плазмы. Спектроскопические измерения показали, что большинство спектральных линий ксенона самопоглощены. В случае известной оптической толщины реальная электронная плотность может быть вычислена с учетом эффекта самопоглощения. Проведены оценки оптической толщины, в результате чего рассчитано значение концентрации электронов в области компрессии – 10¹⁸ см⁻³

Compression zone formation in magnetoplasma compressor operating with heavy gases

Present work is devoted to experimental investigations of the plasma compression zone dynamics and its influence on radiation characteristics. The construction of magneto-plasma compressor (MPC) of compact geometry with conical copper electrodes is described. Comprehensive information about dynamics of compression zone formation, it position, plasma parameters and geometric dimensions was obtained using spectral diagnostics. Plasma stream density ~ 10^18cm^-3 was measured by Stark broadening of Xe spectral lines. Electron temperature 5...7 eV was estimated using the ratio of Xe lines intensities. EUV radiation intensity was detected by registration system consisting on absolutely calibrated AXUV diodes with integrated thin-films filter for different wavelength ranges and multi-layered MoSi mirrors. Spatial distributions of electrical currents has been performed also.В центре внимания экспериментальные исследования динамики формирования плазменного пинча и его влияния на излучательные характеристики плазмы. Обсуждается конструкция магнито-плазменного компрессора (МПК) компактной геометрии с коническими медными электродами. Исчерпывающая информация о динамике формирования зоны сжатия, ее локализации, плазменных параметрах и геометрических размерах получена с помощью спектральной диагностики. Электронная плотность плазмы (~10^18 см^-3) измерена по штарковскому уширению спектральных линий Xe. Электронная температура (5...7 эВ) оценивалась по отношению интенсивностей спектральных линий Xe. Регистрирующая система, состоящая из абсолютно калиброванных AXUV диодов с покрытием для различных диапазонов длин волн и многослойного MoSi-зеркала, использовалась для регистрации ВУФ-излучения плазмы. Также представлены пространственные распределения электрических токов выноса.В центрі уваги експериментальні дослідження динаміки формування плазмового пінча і його впливу на випромінювальні характеристики плазми. Обговорюється конструкція магніто-плазмового компресора (МПК) компактної геометрії з конічними мідними електродами. Вичерпна інформація про динаміку формування компресійної зони, її локалізацію, плазмові параметри та геометричні розміри отримана за допомогою спектральної діагностики. Електронна густина плазми (~10^18 см^-3) виміряна із штарківського розширення спектральних ліній Xe. Електронна температура (5...7 еВ) визначалась по відношенню інтенсивностей спектральних ліній Xe. Реєструюча система, яка складається із абсолютно каліброваних AXUV діодів з покриттям для різних діапазонів довжин хвиль та багатошарового MoSi-дзеркала, використовувалась для реєстрації ВУФ-випромінювання плазми. Також представлено просторові розподіли електричних струмів

Discharge parameters of magnetoplasma compressor: effect of external axial magnetic field

This paper reports the findings of our recent experiments on the evaluation of the external axial magnetic field effect on the discharge parameters of a magnetoplasma compressor (MPC). The discharge-voltage characteristics were obtained for varied magnitudes of an external axial magnetic field produced by a solenoid installed on the accelerating channel. Present experiments were carried out with helium (at the initial pressures of 2 and 10 Torr) and argon (at the initial pressure of 1 Torr) as working gases at different initial voltages. The external magnetic field varied up to 0.4 T. The discharge-voltage characteristics can be altered by the magnitude of the external magnetic field, as well as by the geometrical properties of an accelerating channel.Наведено результати експериментів з вивчення впливу зовнішнього поздовжнього магнітного поля на параметри розряду магнітоплазмового компресора (МПК). Вольт-амперні характеристики було отримано для різних значень зовнішнього поздовжнього магнітного поля, що створюється соленоїдом, який встановлено на прискорювальному каналі МПК. Експерименти було проведено з використанням гелію (за початкового тиску від 2 до 10 Торр) та аргону (за початкового тиску 1 Торр) у якості робочих газів за різних значень початкової напруги. Зовнішнє магнітне поле змінювалося до 0,4 Тл. Вольт-амперні характеристики можуть змінюватися залежно від величини зовнішнього поздовжнього магнітного поля, а також від геометричних параметрів прискорювального каналу.Представлены результаты экспериментов по изучению влияния внешнего продольного магнитного поля на параметры разряда магнитоплазменного компрессора (МПК). Вольт-амперные характеристики были получены для разных значений внешнего продольного магнитного поля, которое создаётся соленоидом, установленным на ускорительный канал МПК. Эксперименты проводились с использованием гелия (при начальном давлении от 2 до 10 Торр) и аргона (при начальном давлении 1 Торр) в качестве рабочих газов при разных начальных напряжениях. Внешнее магнитное поле менялось до 0,4 Тл. Вольт-амперные характеристики могут меняться в зависимости от величины внешнего продольного магнитного поля, а также от геометрических параметров ускорительного канала

Control of the compression zone position in plasma streams generated by MPC

This paper is devoted to the investigation of magnetohydrodynamic characteristics of plasma streams generated by a magnetoplasma compressor (MPC) and control mechanisms of a compression zone position. Nitrogen, helium, and argon were used as working gases. The measurement results of electric currents spatial distributions in the plasma streams identified that for helium (P = 10 Torr) both toroidal vortices and magnetic field displacement from the near-axis region are observed, then, the electric current direction reverses. Similar spatial structure of the electric currents was observed for helium with the initial pressure of 2 Torr. However, in this case, the electric current direction changes much earlier. The electric currents flow from 20 cm to 30 cm from the central electrode of MPC accelerating channel in the modes with nitrogen (P = 0.6 and P = 0.3 Torr). There are current vortices and a sizable magnetic field displacement at a distance of a 6 cm to 18 cm from the MPC output. The duration of a plasma stream generation is about two times less for helium than for the modes of operation with other gases.Метою статті є дослідження магнітогідродинамічних характеристик плазмових потоків, що генеруються магнітоплазмовим компресором (МПК), та механізмів керування положенням зони компресії. У якості робочих газів було використано азот, аргон та гелій. Результати вимірювання просторового розподілу електричних струмів у плазмовому потоці продемонстрували, що для гелію (Р = 10 Торр) спостерігаються як тороїдальні вихори струму, так і витіснення магнітного поля із приосьової області, з подальшою зміною напрямку протікання струму. Подібну просторову структуру електричних струмів було отримано і для гелію з початковим тиском 2 Торр. Проте, у цьому випадку, напрямок протікання струму змінюється значно раніше. У режимах роботи з азотом на залишковому газі (P = 0.6 та P = 0.3 Toрр) струми розповсюджується на відстані від 20 см до 30 см від центрального електроду прискорювального каналу МПК. Розвиваються вихори струму із подальшим витісненням магнітного із приосьової області на відстані від 6 см до 18 см від виходу МПК. Також виявлено, що для режимів роботи з гелієм час генерації плазмового потоку майже у два рази менше, порівняно з режимами роботи на інших газах.Целью этой статьи является исследование магнитогидродинамических характеристик плазменных потоков, генерируемых магнитоплазменным компрессором (МПК), и механизмов управления положением зоны компрессии. В качестве рабочих газов использовались азот, аргон и гелий. Было обнаружено, что для гелия (Р = 10 Торр) наблюдаются как тороидальные токовые вихри, так и вытеснение магнитного поля из приосевой области, с дальнейшей сменой направления протекания тока. Подобная пространственная структура электрических токов была получена и для гелия с начальным давлением 2 Торр. Однако, в этом случае, направление протекания тока меняется значительно раньше. В режимах работы с азотом при остаточном давлении (Р = 0.6 и Р = 0.3 Торр) токи распространяются на расстояния от 20 см до 30 см от центрального электрода ускорительного канала МПК. Происходит развитие токовых вихрей, с дальнейшим вытеснением магнитного поля из приосевой области на расстоянии от 6 см до 18 см от выхода МПК. Также было установлено, что для режимов работы с гелием время генерации плазменного потока почти в два раза меньше, в сравнении с режимами работы на других газах