1.3.1 Источники патентной информации в Интернете

В соответствии с международной договорённостью, все страны - члены Парижской конвенции по охране промышленной собственности должны обес­печить через Интернет доступ к своим патентным базам данных. Это условие обеспечено в настоящее время практически всеми индустриально развитыми странами и в Интернете имеются патентные базы данных, например:

• fips.ru - Роспатент;

• ep.espacenet.com - Европейское патентное ведомство;

• ipdl.wipo.int - цифровая библиотека интеллектуальной собственности (ЦБИС) ВОИС;

• uspto.gov/patft - ведомство США по патентам и товарным знакам;

• ipdl.ncipi.go.jp - патентная база данных Японии и пр.

Так, Федеральным институтом промышленной собственности Роспатента созданы и поддерживаются в актуальном состоянии базы данных по:

1. изобретениям (полнотекстовые, реферативные и факсимильные);

2. полезным моделям (полнотекстовые и реферативные);

3. товарным знакам и наименованиям мест происхождения товаров;

4. промышленным образцам;

5. Международной патентной классификации;

6. Международной классификации товаров и услуг;

7. Международной классификации промышленных образцов; а также электронный каталог патентно-правовой литературы.

Конечно же, fips.ru не единственный ресурс с электронной базой свобод­ного доступа, приведём ещё несколько интернет ресурсов:

- findpatent.ru - патентный поиск по изобретениям РФ и СССР. На сайте можно ознакомиться со всеми патентами на изобретения, зарегистрированными на территории РФ. В базе размещены патенты с 1924 года до самых современ­ных, общее количество - около 2 млн. документов;

• poleznayamodel.ru - поиск полезных моделей, зарегистрированных в РФ;

• freepatent.ru - база сайта содержит более 520 тыс. патентов, зареги­ стрированных на территории России с 1994 года;

• freepm.ru - полезные модели, промышленные образцы РФ;

- patentdb.su - авторские свидетельства на изобретения СССР и пр. Для увеличения глубины поиска удобно использовать информационный

портал Европейского патентного ведомства (http://www.espacenet.com) обеспе­чивающий доступ к сети патентной информации esp@cenet, объединяющей 37 серверов разных стран и международных организаций, в том числе и рос­сийский сервер (http://ru.espacenet.com).

Все указанные выше базы данных снабжены автоматизированной поис­ковой системой, один из примеров которой приведён на рисунке 2.

2. Математический пакет matlab в научных исследованиях.

Наука представляет собой вид познавательной деятельности человека, направленный на выработку объективных, системно-организованных и обоснованных знаний об окружающем мире.

1. Математический пакет matlab, простые вычисления

В настоящее время существуют несколько математических пакетов – Mathematica, Maple, Mathcad, MATLAB, предназначенных для аналитического и численного решения различных математических задач. Наиболее мощный из них – Maple. Символьный процессор этого пакета используется в пакетах Mathcad и MATLAB. Наибольшее применение в инженерной практике получили пакеты MATLAB и Mathcad.

Пакет Mathcad ориентирован в первую очередь на проведение численных расчетов, имеет привычные стандартные математические обозначения, благодаря этому он более популярен в инженерной среде. Имеет встроенный символьный процессор Maple (хотя и в урезанном виде), что позволяет выполнять аналитические преобразования, пакеты расширения и электронные книги.

Содержит редактор документов, справочную систему , примеры применения всех встроенных функций, собственное средство выхода в Интернет. Позволяет выполнять обработку экспериментальных данных, решать системы линейных и нелинейных алгебраических уравнений, выполнять матричные операции, решать дифференциальные, интегральные уравнения и задачи математического моделирования на основе дифференциальных уравнений. Графические возможности пакета позволяют строить двух и трёхмерные графики в различных координатах.

MATLAB, сокращённое название MATrix LABoratory, является интерактивной системой для выполнения научных и инженерных расчётов. В состав системы входит ядро компьютерной алгебры Maple и пакет расширения Simulink, а также десятки других пакетов расширений, что позволяет моделировать сложные электронные, электротехнические и другие устройства и системы.

Система MATLAB способна решать задачи линейной алгебры, интегральные и дифференциальные уравнения, выполнять преобразования Лапласа и Фурье, Z-преобразования и т.д. Графические возможности пакета позволяют строить двух и трёхмерные графики в различных координатах. Предусмотрено решение статистических и оптимизационных задач. Благодаря пакету расширения Simulink имеется возможность анализа и синтеза современных систем управления во временной и частотной областях, а также в пространстве состояний. Множество других пакетов расширений (Toolbox), в том числе по нейронным сетям, нечёткой логике, генетическим алгоритмам и биоинформатике, делают этот пакет незаменимым при автоматизированном проектировании систем управления промышленными объектами.

Система MATLAB разработана фирмой MathWorks Inc. (США). MATLAB используется во многих ведущих университетах и научно-исследовательских центрах.

Ознакомимся с интерфейсом MATLAB и основными приемами работы в системе.

Графический интерфейс пользователя MATLAB состоит из 3-х независимых окон (рис.1.1).

Рис. 1.1

Окно Command Window является основным и предназначено для ввода чисел, переменных, выражений и команд, для просмотра результатов вычислений, для отображения текстов выполняемых программ, а также для вывода сообщений об ошибках. В рабочей области окна находится строка ввода команд (зона редактирования), отмеченная знаком >> , в которой можно вводить числа, имена переменных и знаки операций. Имена переменных должны начинаться с буквы и могут состоять из букв, цифр и знаков препинания. Простейшими знаками операций являются +, - , /, а также операция возведения в степень, обозначаемая ^ .

Для вызова ранее введённых команд предусмотрено специальное средство – окно Command History (История команд). Здесь отображается перечень команд, вводимых в течении каждого сеанса, а также дата и время сеанса. Одна или несколько команд могут быть выполнены с помощью мыши и клавиш Shift, Enter и Ctrl. Контекстное меню, содержащее команды копирования, вырезания и др., можно вызвать щелчком правой мыши на какой-либо команде данного окна.

На вкладке Current Directory отображается список файлов и вложенных папок активного в данный момент каталога.

Вкладка Workspace (Рабочее пространство) предназначена для просмотра переменных рабочего пространства – информация представлена в виде таблицы (имя переменной, значение переменной, тип переменной). Число столбцов можно изменять, например, добавить размер массива и указать количество байтов, занимаемых переменной.

Операции с числами и работа в режиме калькулятора

Для представления чисел используется формат чисел с плавающей точкой, в котором любое число задается мантиссой и показателем степени и записывается в следующем виде:

>> f=8.134678

f =

8.1347

>> c=0.8134678e1

c =

8.1347

Буквой е обозначается основание степени, равное 10.

Вещественные числа можно записывать в следующем виде

>> 12

ans =

12

>> -14

ans =

-14

>> 0.0009

ans =

9.0000e-004

Как видно из этого примера, результату присваивается специальная переменная ans.

По умолчанию для вывода вещественных чисел используется формат short, который предусматривает отображение только четырёх десятичных цифр после запятой. При необходимости использовать полное представление вещественных чисел следует ввести следующую последовательность команд

>> format long

>> f

f =

8.13467800000000

Для отображения вещественных чисел в виде обыкновенных дробей используется формат rat:

>> f=8.134

f =

8.1340

>> format rat

>> f

f =

4067/500

>> t=6.06e-2

t =

303/5000

Обратный переход осуществляется с помощью команды

>> format short

>> t

t =

0.0606

Если ввести в командную строку команду

>> help format

то в командном окне отобразиться информация обо всех форматах MATLABa:

FORMAT may be used to switch between different output display formats

of all float variables as follows:

FORMAT SHORT Scaled fixed point format with 5 digits.

FORMAT LONG Scaled fixed point format with 15 digits for double

and 7 digits for single.

FORMAT SHORT E Floating point format with 5 digits.

FORMAT LONG E Floating point format with 15 digits for double and

7 digits for single.

FORMAT SHORT G Best of fixed or floating point format with 5

digits.

FORMAT LONG G Best of fixed or floating point format with 15

digits for double and 7 digits for single.

FORMAT SHORT ENG Engineering format that has at least 5 digits

and a power that is a multiple of three

FORMAT LONG ENG Engineering format that has exactly 16 significant

digits and a power that is a multiple of three.

FORMAT may be used to switch between different output display formats

of all numeric variables as follows:

FORMAT HEX Hexadecimal format.

FORMAT + The symbols +, - and blank are printed

for positive, negative and zero elements.

Imaginary parts are ignored.

FORMAT BANK Fixed format for dollars and cents.

FORMAT RAT Approximation by ratio of small integers. Numbers

with a large numerator or large denominator are

replaced by *.

При работе в режиме калькулятора необходимо в командном окне ввести подлежащее вычислению выражение, нажать клавишу Enter, после чего программа MATLAB вычислит введённое выражение, присвоит результат специальной переменной ans и выведет его в отдельной строке:

>> 2^8

ans =

256

Следует отметить, что в MATLAB установлен общепринятый порядок выполнения арифметических операций: возведение в степень, умножение и деление, сложение и вычитание. Для изменения порядка приоритета следует использовать круглые скобки:

>> (5.98+6*8.76)^2.1

ans =

5.1481e+003

Комплексные числа

В MATLAB для обозначения мнимой единицы зарезервированы две переменные - i и j. Если эти же переменные использовались в циклах, то перед началом работы с комплексными числами следует выполнить команду

>> clear i,j

ans =

0 + 1.0000i

Основные приёмы работы с комплексными числами рассмотрим на примерах:

>> sqrt(-4)

ans =

0 + 2.0000i

>> Z1=5+6i

Z1 =

5.0000 + 6.0000i

>> Z2=6-8i

Z2 =

6.0000 - 8.0000i

>> Z3=10+2i

Z3 =

10.0000 + 2.0000i

>> Z=Z1+Z2*Z3/(Z2+Z3)

Z =

10.5616 + 3.8356i

>> real(Z)

ans =

10.5616

>> imag(Z)

ans =

3.8356

>> abs(Z)

ans =

11.2366

>> angle(Z)

ans =

0.3484

Отметим, что вычисление аргумента комплексного числа с помощью оператора angle() даёт результат в радианах в диапазоне от + π до -π . Для перевода результата в градусы необходимо выполнить операцию

>> fi=180*ans/pi

fi =

19.9592

Для вычисления комплексно-сопряжённого числа необходимо использовать оператор

>> conj(Z)

ans =

10.5616 - 3.8356i

или апостроф

>> Z'

ans =

10.5616 - 3.8356i

Если коэффициентом при мнимой единице является переменная, то при вводе такого числа необходимо использовать знак умножения *. Строку или выражение можно заканчивать символом точки с запятой, что позволяет избежать вывода на экран результатов вычисления промежуточных выражений

> a=-4.3;b=-6.7;z=a+b*i

z =

-4.3000 - 6.7000i

Элементарные функции

Для вычислений с числами предусмотрены все элементарные функции: логарифмические, тригонометрические, гиперболические. Аргументы задаются в круглых скобках через запятую. Аргументы и результат тригонометрических функций в радианах. Рассмотрим вычисление элементарных функций на примерах:

>> sin(3.14)

ans =

0.0016

>> sin(pi)

ans =

1.2246e-016

>> tan(pi/4)

ans =

1.0000

>> cot(1-pi)

ans =

0.6421

>> log10(10)

ans =

1

>> log(10)

ans =

2.3026

Краткое описание элементарных функций, вызывается с помощью команды

>> help elfun

Elementary math functions.

Trigonometric.

sin - Sine.

sinh - Hyperbolic sine.

asin - Inverse sine.

asinh - Inverse hyperbolic sine.

cos - Cosine.

cosh - Hyperbolic cosine.

acos - Inverse cosine.

acosh - Inverse hyperbolic cosine.

tan - Tangent.

tanh - Hyperbolic tangent.

atan - Inverse tangent.

atan2 - Four quadrant inverse tangent.

atanh - Inverse hyperbolic tangent.

sec - Secant.

sech - Hyperbolic secant.

asec - Inverse secant.

asech - Inverse hyperbolic secant.

csc - Cosecant.

csch - Hyperbolic cosecant.

acsc - Inverse cosecant.

acsch - Inverse hyperbolic cosecant.

cot - Cotangent.

coth - Hyperbolic cotangent.

acot - Inverse cotangent.

acoth - Inverse hyperbolic cotangent.

Exponential.

exp - Exponential.

log - Natural logarithm.

log10 - Common (base 10) logarithm.

log2 - Base 2 logarithm and dissect floating point number.

pow2 - Base 2 power and scale floating point number.

realpow - Power that will error out on complex result.

reallog - Natural logarithm of real number.

realsqrt - Square root of number greater than or equal to zero.

sqrt - Square root.

nextpow2 - Next higher power of 2.

Complex.

abs - Absolute value.

angle - Phase angle.

complex - Construct complex data from real and imaginary parts.

conj - Complex conjugate.

imag - Complex imaginary part.

real - Complex real part.

unwrap - Unwrap phase angle.

isreal - True for real array.

cplxpair - Sort numbers into complex conjugate pairs.

Rounding and remainder.

fix - Round towards zero.

floor - Round towards minus infinity.

ceil - Round towards plus infinity.

round - Round towards nearest integer.

mod - Modulus (signed remainder after division).

rem - Remainder after division.

sign - Signum.

В MATLAB предусмотрены и специальные функции (бета- и гамма-функции, и др.), список которых можно вывести с помощью оператора

>> help specfun

Specialized math functions.

Specialized math functions.

airy - Airy functions.

besselj - Bessel function of the first kind.

bessely - Bessel function of the second kind.

besselh - Bessel functions of the third kind (Hankel function).

besseli - Modified Bessel function of the first kind.

besselk - Modified Bessel function of the second kind.

beta - Beta function.

betainc - Incomplete beta function.

betaln - Logarithm of beta function.

ellipj - Jacobi elliptic functions.

ellipke - Complete elliptic integral.

erf - Error function.

erfc - Complementary error function.

erfcx - Scaled complementary error function.

erfinv - Inverse error function.

expint - Exponential integral function.

gamma - Gamma function.

gammainc - Incomplete gamma function.

gammaln - Logarithm of gamma function.

psi - Psi (polygamma) function.

legendre - Associated Legendre function.

cross - Vector cross product.

dot - Vector dot product.

Number theoretic functions.

factor - Prime factors.

isprime - True for prime numbers.

primes - Generate list of prime numbers.

gcd - Greatest common divisor.

lcm - Least common multiple.

rat - Rational approximation.

rats - Rational output.

perms - All possible permutations.

nchoosek - All combinations of N elements taken K at a time.

factorial - Factorial function.

Coordinate transforms.

cart2sph - Transform Cartesian to spherical coordinates.

cart2pol - Transform Cartesian to polar coordinates.

pol2cart - Transform polar to Cartesian coordinates.

sph2cart - Transform spherical to Cartesian coordinates.

hsv2rgb - Convert hue-saturation-value colors to red-green-blue.

rgb2hsv - Convert red-green-blue colors to hue-saturation-value.