Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

В статье рассмотрены основы современного языка моделирования, используемого в пакете оптимизации LINGO и фактически не освещенного в отечественных публикациях. Дана концепция языка, базирующаяся на описании задачи множествами подобных объектов, обладающих общими атрибутами, и функциях, оперирующих с этими множествами. Конструкция языка учитывает структурированность большинства задач математического программирования и их многообразие. Набор функций позволяет моделировать практически любые задачи математического программирования: прогнозирования, планирования, конструирования, организации производства, размещения, логистики, эффективной реализации бизнес-процессов, экономические и финансовые проблемы в ситуациях определенности, риска и неопределенности и т.д. Показаны особенности и преимущества языка при моделировании и решении задач математического программирования средней и большой размерности, в частности, компактность представления математической модели и легкость масштабирования моделируемых задач. Структурированное представление модели задачи позволяет отделить модель оптимизации от данных, выделить разделы предварительных вычислений (например, средних и дисперсии) и задания начальных условий. Рассматриваемый в статье язык моделирования дает возможность в одном описании задать вариантность решения задачи, выделить подмодели и из них формировать необходимые комбинации, каждая из которых решается как единая задача. Язык включает средства программирования, которые позволяют получать данные как заданные непосредственно в описании, так и из внешних источников (текстовых файлов, электронных таблиц, баз данных и пользовательских приложений), а также передавать результаты решения на экран или во внешние файлы, базы данных и т.д. Приведенные в статье примеры демонстрируют гибкость языка моделирования LINGO и компактность моделей, получаемых с его помощью.

Потенциальные возможности оптических и лазерных технологий открывают широкие перспективы эффективного их использования в промышленности и многих областях науки и техники. Большая помехоустойчивость, вследствие высокой направленности и монохроматичности излучения, является основой важных преимуществ оптических, лазерных и светодиодных систем. Однако известные преимущества оптических квантовых генераторов и современных новых источников оптического излучения, такие как, остро направленное электромагнитное излучение большой интенсивности с весьма высокой степенью монохроматичности, при решении ряда задач, например, при создании мобильных и высокоточных систем приводят к появлению некоторых затруднений применения достижений современной лазерной технологии. В первую очередь, это связано с тем, что, чаще всего, искомые объекты, предназначенные для лазерного наблюдения и взаимодействия с системой, являются подвижными или динамическими. Другими словами, искомые объекты являются кратковременными или появляются в более широком поле наблюдения, чем размер лазерного пучка системы. Поэтому, из-за малой угловой расходимости ограниченного в пространстве светового и лазерного пучка, затрудняется обнаружение искомого динамического объекта наблюдения. Этот фактор существует во всех оптических, светодиодных, оптико-электронных и лазерных системах различного назначения. Для исключения действия этого фактора в лазерных системах применяют процедуру сканирования узким лазерным пучком широкого поля зрения, в котором предполагается нахождение объекта. Поле зрения, в пределах которого следует обнаружить искомый объект, и время поиска являются важными характеристиками лазерных систем в режиме обнаружения объектов. Для увеличения поля поиска объекта лазерные системы устанавливают на многокоординатные динамические платформы. В статье проведён анализ предложенной модели виртуальной многокоординатной динамической платформы. Программным подходом и методом компьютерного моделирования исследована возможность её применения для увеличения поля зрения лазерной системы наведения объекта. Приведены закономерности изменения некоторых характеристик платформы, полученные компьютерным моделированием. Данные моделирования находятся в хорошем согласии с теоретическими результатами и выборками эксперимента.

Бытует легенда, согласно которой в джунглях Вьетнама существует некий затерянный город Бенарес, а в нём - буддийский монастырь, знаменующий середину мира. Давным-давно монахи этого монастыря чем-то провинились перед богом Брахмой. Разгневанный, Брахма на бронзовом диске воздвиг три высоких стержня и на один из них нанизал 64 диска, сделанных из чистого золота. Причем так, что каждый меньший диск лежит на большем. И возложил на монахов «послушание» перекладывания дисков с первого стержня на третий, пользуясь промежуточным вторым, таким образом, чтобы всегда меньшие диски лежали над большими - т.е. не абы как, а «соблюдая законы Брамы». Как только все 64 диска будут переложены с первого на третий, как ни странно, монахи прощены не будут, а напротив, башня вместе с храмом обратится в пыль и под громовые раскаты погибнет весь мир. Для 64 колец это 18 446 744 073 709 551 615 перекладываний, и, если учесть скорость одного перекладывания в секунду, получится 584 542 046 091 лет. В Ханое действительно есть башня, весьма далёкая от описанной в легенде - неофициальный символ города. Но «три алмазных стержня, высотой в один локоть и толщиной с пчелу» это скорее три башни, поэтому, наверное, правильнее говорить «Ханойские башни». Как утверждают источники, эту легенду и игру придумал французский математик Франсуа Эдуард Анатоль Люка (François Édouard Anatole Lucas; 1842-1891). Вероятно, легенда и название игры навеяны экзотикой Вьетнама, ведь в то время он был колонизирован Францией. В настоящее время рассматриваются задачи с четырьмя и более дисками, но мы ограничимся классическим вариантом. Практическое применение задачи о Ханойской башне, которая в терминах теории графов называется «нахождение кратчайшего пути в графе с рёбрами единичной длины», часто иллюстрируется, например, интеллектуальным погрузчиком, когда диаметр диска - это габариты груза на складе, и необходимо переместить «башню» товара с одной площадки на другую, пользуясь одной промежуточной площадкой (свободная площадь - на вес золота!). Если больший по габаритам груз окажется над меньшим - упасть может! Стержни также могут быть представлены стэками процессора, а «диски» - адреса подпрограмм или запросов на прерывание, приоритеты которых упорядочены. Такой подход использует и система резервного копирования. Стержни могут быть и некоторыми уровнями, например, безопасности. В статье рассматриваются алгоритмы решения задачи о Ханойской башне для трёх стержней.

Компьютерные сети появились относительно недавно, и в настоящее время трудно представить себе организацию, которая не имеет выхода в Интернет или в которой нет собственной корпоративной сети. Для управления сетью необходимо настраивать сетевое оборудование и поддерживать его работоспособность. Одним из способов, наиболее распространенным в последнее время, является удаленное управление, осуществляемое посредством различных протоколов. В статье обосновывается актуальность удаленного управления оборудованием. Приведены данные аналитических агентств об использовании сетевого оборудования в мире. Указаны особенности протокола SSH, его назначение и существующие версии. Перечислены основные компоненты и раскрыта их роль в структуре протокола. В статье также можно найти информацию о надежности протокола с точки зрения криптоанализа, об используемых принципах шифрования и о выборе ключей. Рассмотрена процедура аутентификации сервера, указаны угрозы, которые могут возникнуть при отключении проверки соответствия сервера и используемого ключа. Приведены способы аутентификации клиентов: аутентификация с использованием открытых ключей, парольная аутентификация и аутентификация по хостам. У каждого способа рассмотрены существующие недостатки. Указана минимальная версия операционной системы маршрутизатора Cisco, позволяющая использовать протокол SSH. Приведены настройки маршрутизатора, необходимые для работы протокола, описано назначение каждого этапа настройки. В конце статьи обосновывается необходимость мониторинга работы сети. Анализируется трафик между хостом и маршрутизатором с помощью программы Wireshark. Приведены схема сети, используемая для анализа, IP-адреса оборудования и результаты захвата трафика.

Представлены результаты исследования влияния слоистости грунтов на сопротивления заземляющих устройств на примере северной и южной части Пермского края. Обоснована мысль о том, что учет слоистости земли является очень важным этапом при проектировании заземляющих устройств для обеспечения существующих норм сопротивлений заземления, регламентированных нормативными документами. Выявлена и обоснована необходимость использования эквивалентного сопротивления верхнего и нижнего слоев грунта с учетом климатического коэффициента сезонности при проектировании заземляющих устройств. На основании приведенных результатов расчета показана эффективность метода расчета заземлителей по верхнему и нижнему слоям грунта для северного и южного регионов Пермского края. Даны рекомендации по расчету заземляющих устройств на восточной и западной частях Пермского края, исходя из строения рельефа и структуры грунта. Как показывает анализ, удельное сопротивление грунта зависит от многих факторов, основные из которых: структура и состав грунта, климатические и погодные условия местности (температура, влажность), время года, присутствие солей, щелочных и кислотных остатков, глубина залегания грунтовых вод. Установлено, что удельное сопротивление в горизонтальном направлении практически постоянное и изменяется незначительно. При этом верхний слой подвержен интенсивным сезонным изменениям, вызванным температурными колебаниями, а также количеством и интенсивностью попадающей в грунт влаги. Приведен расчет сопротивления заземлителей с учетом климатических условий на севере Пермского края на примере города Соликамск, на юге - города Чернушка. Как показывают результаты исследования, для повышения электробезопасности при проектировании заземляющих устройств следует ориентироваться на наибольшее возможное значение удельного электрического сопротивления грунта в течение года, которое приходится на зиму, когда грунт промерзает, и на лето, когда происходят максимальное испарение влаги и высыхание грунта.