<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">procyber</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник кибернетики</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings in Cybernetics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">1999-7604</issn><publisher><publisher-name>Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.35266/1999-7604-2025-3-5</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">procyber-697</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Engeneering</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ сложности арифметических операций в модулярной системе счисления квадратичного диапазона</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Arithmetic operations’ complexity analysis in modular arithmetic within quadratic range</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-9751-4232</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Золотарева</surname><given-names>Н. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zolotareva</surname><given-names>N. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>аспирант</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate</p></bio><email xlink:type="simple">zolotareva_ns@surgu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Сургутский государственный университет, Сургут</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Surgut State University, Surgut</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>14</day><month>10</month><year>2025</year></pub-date><volume>24</volume><issue>3</issue><fpage>44</fpage><lpage>54</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Золотарева Н.С., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Золотарева Н.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Zolotareva N.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/697">https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/697</self-uri><abstract><p>Исследование посвящено изучению особенностей и эффективности модулярной системы счисления квадратичного диапазона, включая реализацию базовых арифметических операций на серийных (позиционных) компьютерах. Основной целью является проанализировать структуру и особенности выполнения различных арифметических операций в модулярной системе счисления квадратичного диапазона и провести сравнение их временной сложности с аналогичными операциями в традиционных позиционных системах счисления. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: изучение структуры и особенностей модулярной системы счисления квадратичного диапазона, реализация базовых арифметических операций на языке Python, проведение экспериментов и анализ временной сложности операций. Методология исследования включает теоретическое изучение основ модулярной системы счисления квадратичного диапазона, создание алгоритмов выполнения операций на Python, экспериментальное тестирование и анализ результатов. Результатом исследования является создание алгоритма выполнения арифметических операций в модулярной системе счисления квадратичного диапазона, выявление значительного выигрыша в производительности по сравнению с позиционными системами счисления, подтвержденного экспериментально. Таким образом, данное исследование подтверждает перспективность применения модулярной системы счисления для повышения производительности в задачах с высокими требованиями к быстродействию и ресурсоемкости.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The authors study the features and effectiveness of modular arithmetic within a quadratic range, including the implementation of basic arithmetic operations on commodity computers. The research aim is to analyze the structure and features of performing various arithmetic operations in the modular arithmetic within quadratic range and compare their time complexity with similar operations in traditional positional systems. To meet this objective, the authors investigated the structure and characteristics of modular arithmetic within a quadratic range. They implemented arithmetic operations in Python, performed experiments, and assessed the time complexity of operations. The research methods include a theoretical study of the basis of the modular arithmetic within quadratic range, the creation of algorithms for performing operations in Python, experimental testing and analysis of the results. The research result is the creation of an algorithm for performing arithmetic operations in the modular arithmetic within quadratic range, revealing a significant performance gain compared to positional number systems, confirmed experimentally. Therefore, this study proves that modular arithmetic can improve task productivity that requires speed and resources.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>модулярная система</kwd><kwd>квадратичный диапазон</kwd><kwd>арифметические операции</kwd><kwd>временная сложность</kwd><kwd>позиционные системы</kwd><kwd>последовательная обработка</kwd><kwd>позиционные компьютеры</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>modular arithmetic</kwd><kwd>quadratic range</kwd><kwd>arithmetic operations</kwd><kwd>time complexity</kwd><kwd>positional system</kwd><kwd>sequential processing</kwd><kwd>commodity computer</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Акушский И. Я., Юдицкий Д. И. Машинная арифметика в остаточных классах. М. : Советское радио, 1968. 440 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Акушский И. Я., Юдицкий Д. И. Машинная арифметика в остаточных классах. М. : Советское радио, 1968. 440 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Амербаев В. М. Теоретические основы машинной арифметики. Алма-Ата : Наука, 1976. 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Амербаев В. М. Теоретические основы машинной арифметики. Алма-Ата : Наука, 1976. 320 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Червяков Н. И., Коляда А. А., Ляхов П. А. и др. Модулярная арифметика и ее приложения в инфокоммуникационных технологиях : моногр. М. : Физматлит, 2017. 400 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Червяков Н. И., Коляда А. А., Ляхов П. А. и др. Модулярная арифметика и ее приложения в инфокоммуникационных технологиях : моногр. М. : Физматлит, 2017. 400 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Инютин С. А. Модулярная алгоритмика многоразрядных вычислений. М. : Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 2020. 160 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Инютин С. А. Модулярная алгоритмика многоразрядных вычислений. М. : Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 2020. 160 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Золотарева Н. С. Обзор методов и оценка сложности алгоритмов операций сравнения в модулярной арифметике и перевода из модулярной системы в позиционную систему счисления // Вестник кибернетики. 2022. № 4. С. 77–90. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2022-4-77-90.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Золотарева Н. С. Обзор методов и оценка сложности алгоритмов операций сравнения в модулярной арифметике и перевода из модулярной системы в позиционную систему счисления // Вестник кибернетики. 2022. № 4. С. 77–90. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2022-4-77-90.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Инютин С. А. Дробно-рациональные конструкции в компьютерной модулярной арифметике // Информационные технологии. 2019. Т. 25, № 9. С. 515–521.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Инютин С. А. Дробно-рациональные конструкции в компьютерной модулярной арифметике // Информационные технологии. 2019. Т. 25, № 9. С. 515–521.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Инютин С. А. Метод вычисления позиционных характеристик модулярного представления с линейной сложностью // Информационные технологии и вычислительные системы. 2024. Вып. 1. С. 109–122. https://doi.org/10.14357/20718632240111.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Инютин С. А. Метод вычисления позиционных характеристик модулярного представления с линейной сложностью // Информационные технологии и вычислительные системы. 2024. Вып. 1. С. 109–122. https://doi.org/10.14357/20718632240111.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Инютин С. А. Комплексирование систем счисления для многоразрядных вычислительных процессов // Информационные технологии. 2018. Т. 24, № 12. С. 782–790. https://doi.org/10.17587/it.24.782-790.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Инютин С. А. Комплексирование систем счисления для многоразрядных вычислительных процессов // Информационные технологии. 2018. Т. 24, № 12. С. 782–790. https://doi.org/10.17587/it.24.782-790.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
