Литература:
1 Учебно-методическое пособие по физике / Астана: РГКП «Национальный центр государственных
стандартов образования и тестирования», 2008 – 160 с.
2 Учебно-методическое пособие по физике / Астана: РГКП «Национальный центр тестирования»,
2009 – 192 с.
3 Учебно-методическое пособие по физике./. Астана: РГКП «Национальный центр тестирования»,
2010 – 160 с.
4 Толстой Л.Н. Полное собрание сочинений. Юбилейное издание. т. ХLI. Под общ. Ред. В.Г.Черткова.
М., 1950.
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ, ИНЖЕНЕРНЫЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ НАУКИ
УДК 524.6:539.163.2:004
ГАЛАКТИКАЛЫҚ ҒАРЫШТЫҚ СӘУЛЕЛЕРДІҢ ИНТЕГРАЛДАНҒАН ЖӘНЕ МОДУЛЬДЕНБЕГЕН
ЭНЕРГИЯЛЫҚ СПЕКТРІН ЕСЕПТЕУДІҢ АВТОМАТТАНДЫРЫЛҒАН ЖҮЙЕСІ
Айтмухамбетов А.А. - А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университетінің
профессоры, ф.-м.ғ.д.
Садыкова Б.С. - А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университетінің
магистранты
Түйін
Галактикалық ғарыштық сәулелердің интегралданған және модульденбеген энергиялық
спектрі бойынша Delphi тілінде программалық қамтама жасалынды
Аннотация
По интегральному и немодулированному энергетическому спектру Галактических
космических лучей была разработана программное обеспечение на языке Delphi
Summary
According to the integral and non-modulated energy spectrum of cosmic rays the software program
was developed in Delphi language.
Ғарыштық сәулелердің пайда болуы туралы сұрақта ғарыштық сәулелердің құрамы (массасы
мен заряды бойынша бөлу), энергиялық спектр (энергия бойынша бөлу) және анизотроп дәрежесі
(келу бағыттары бойынша бөлу) маңызды сипаттама болып табылады. Күн ғарыштық сәулелерге,
жалпы ғаламшарлық жұлдыздарға қарағанда Галактикалық ғарыштық сәулелер құрамында жеңіл
ядролар (z=3-5 немесе
3
Li,
4
Be
5
,
B) көбірек болатындығы сараптамалық дәйек болып табылады.
Сондай-ақ ауыр ядролар (z≥20) олардың табиғи таралуымен салыстырғанда айтарлықтай көбірек
болады.
Алғашқы ғарыштық сәулелер ағымында протондардың басымдылығы жоғары. Олар барлық
бөлшектер санынан 90%-тен артық, α бөлшектерінің протондарға қатысы 7%, электрондар ~1% және
ауыр ядролар кем дегенде 1% болады.
Ғарыштық сәулелердің пайда болу теориясы ғарыштық сәулелердің ғаламшарлық табиғи
тұрғысы туралы болжамға ғана емес, сондай-ақ Галактикада ғарыштық сәулелер ұзақ уақыт бойы
сақталуы туралы ұғымға да сүйенеді.
Галактикалық ғарыштық сәулелердің [1] азаю уақыты түзу сызықты қозғалысқа қарағанда
мыңдаған есе көп. Бұл айтылғандар ғарыштық сәулелердің (
эВ
E
k
15
10
3
) бөлшектерінің негізгі
бөлігіне қатысты. Саны өте аз энергиясы өте жоғары бөлшектер галактикалық магниттік өріспен әлсіз
ауытқиды, содан кейін Галактиканы жылдам тастап кетеді. Бұнымен
эВ
E
k
15
10
3
кезіндегі
ғарыштық сәулелер спектрінде бұзылумен байланысты.
Энергиясы Е>2,5 ГэВ/нуклон болатын (Е-толық энергия) және ~3∙10
15
эВ энергияға дейінгі
аймақта ғарыштық сәулелердің интегралды энергиялық спектрі қарапайым дәрежелік заңдылық
түрінде келтірілуі мүмкін I(>E
k
)=I
0
E
k
-(γ+1)
[бөлшек/(см
2
∙с)], E
k
- кинетикалық энергия және ол энергиясы E
k
–дан жоғары болатын I
о
бөлшегінің санының тәуелділігін көрсетеді (I
0
– мөлшерленген тұрақты, γ+1-
спектр көрсеткіші, минус таңбасы спектрдің құламалы сипатын көрсетеді, яғни E
k
жоғарылауымен
ғарыштық сәулелердің интенсивтілігі азаяды). Кейде спектрдің дифференциалданған түрі
қолданылады N(E
k
)=N
0
E
k
-γ
[бөлшек/(см
2
∙с∙МэВ)], ол E
k
–дан бірлік интервалдағы энергия (1МэВ)
есебіндегі
бөлшектердің
санына
тәуелділігін
көрсетеді.
Дифференциалданған
спектр
интегралданғанымен салыстырғанда ғарыштық сәулелердің энергиялық таралуының мүмкіндігін
анықтауға септігін тигізеді. Ғарыштық сәулелердің энергиялық спектрін жан-жақты оқу E
k
≤5-10 ГэВ
энергиясы кезінде γ дәреже көрсеткішінің E
k
азаюымен біртіндеп азаяды E
k
~0,5-1 ГэВ/нуклон кезінде
нөлге жетеді, содан кейін кері таңбаға ие болады.
Бұндай шағын энергия аймағындағы спектрдің бұндай «бұрмалауы» галактикалық ғарыштық
сәулелердің Күн желімен шашырауымен түсіндіріледі. Бұндай энергия кезіндегі спектр түрі Күн
активтілігінің деңгейіне тәуелді.
3∙10
15
-3∙10
17
эВ энергия кезінде дифференциалданған энергия спектрінде дәреже көрсеткіш γ
3,2-ге дейін жоғарылайды, ал E>3∙10
17
эВ бастапқы мәнді қабылдайды. Осылайша осы нүктеде спектр
бұзылады.
Ғарыштық сәулелердің құрамында бір уақытта ауыр ядролардың үлесі көбейеді деген болжам
бар. Бірақ та, бұл аймақтағы энергияда ғарыштық сәулелердің құрамы туралы деректер әзірше нақты
емес, γ өзгерісі Е≥10
15
эВ кезіндегі энергияның артуымен Галактикалық ғарыштық сәулелердің аралас
ағымының артуымен және Е≥10
17
эВ кезіндегі метагалактикалық ғарыштық сәулелер бөлігінің жылдам
өсуімен де түсіндіріледі. Бұл дәлел бөлшектердің галактикалық тұрғысының 10
21
эВ –қа дейін
болмайтындығына негізделген.
Ғарыштық сәулелердің пайда болу болжамы ғарыштық сәулелердің негізгі тұрғысынан тым
жаңа жұлдыздардың жарқ етуі болып табылады. Ядролық құрам жөніндегі сараптамалық дәйек бұл
тұрғыда ауыр ядролардың генерациясы жүретіндігімен, сондай-ақ
3
Li,
4
Be,
5
B негізінен планетааралық
кеңістіктегі ғарыштық сәулелердің таралу кезіндегі үзіндісі ретінде жүретіндігімен түсіндіріледі.
Ғарыштық сәулелердің Галактикадан шығу уақыты олардың құрамының деректері бойынша
алынады. Ғарыштық сәулелерде көп мөлшерде элементтердің орташа таралуымен салыстырғанда
жеңіл ядролар (Li, Be, B) бар. Олар жұлдызаралық газдардың, негізінен сутегі ядролық атомымен
соқтығысқандағы ғарыштық сәулелердің ауыр ядроларынан пайда болады. Жеңіл ядролар қажет
мөлшерде болуы үшін ғарыштық сәулелер Галактикадағы қозғалыс уақытында жұлдызаралық
заттардың 3 г/см қалыңдығынан өту керек. Жұлдызаралық газбен тым жаңа жұлдыздардың жарқ ету
қалдықтарының таралуы туралы деректерге сәйкес ғарыштық сәулелердің жасы 30 млн. жылдан
аспайды.
Ғарыштық сәулелер тұрғысы негізінде тым жаңа жұлдыздың пайдасына радио-рентген және
гамма-астрономия деректерінен басқа жарқ ету кезіндегі энергияның бөлінуі енеді. Тым жаңа
жұлдыздардың жарқ етуі жарылатын жұлдыздың айналасында үлкен әрі тым қатты жарқырайтын
және қабығын (тұмандылық) кеңейтетін газдың көптеген массасының қалдығымен болады. Газды
шашыратудың кинетикалық энергиясына және сәулеленуге кететін жарылудың толық энергиясы 10
51
-
10
52
эрг-ке жетуі мүмкін. Біздің Галактикада соңғы деректер бойынша тым жаңалар орташа есеппен
100 жылда бір рет жарқ етеді. Егер энергия 10
51
эрг-ке жеткенде, онда осы уақыт аралығында жарқ
етудің орташа күші 3∙10
41
эрг/с-қа жетеді. Бір жағынан ғарыштық сәулелердің энергиясын ұстап тұру
үшін Галактикадағы ғарыштық сәулелердің орташа өмірі 3∙10
7
жылда ғарыштық сәулелердің күші 1
эВ/см
3
12
/
10
6
,
1
см
эрг
E
10
40
эрг/с-да кем болмауы керек. Бұдан қазіргі деңгейде ғарыштық
сәулелердің энергиясының тығыздығын ұстап тұру үшін оларға тым жаңалардың жарқ етуінің
қуаттылығының бірнеше ғана % -ті берілуі керек. Бірақ та радиоастрономия тек қана
радиосәулелендіретін электрондарды ғана байқауға көмектеседі Сондықтан да тым жаңалардың жарқ
етуі кезінде протондар және ауыр ядролар қажетті мөлшерде генерирленеді деп нақты айтуға
болмайды. Осыған байланысты ғарыштық сәулелердің басқа да мүмкін көздері мәндерін жоғалта
қойған жоқ.
Бірақ та галактикалық ядромен ғарыштық сәулелердің генерациясының қуаттылығы тым
жаңалардың жарқ етуі кезіндегі олардың генерациясының соммалық қуаттылығынан асып түседі.
Одан басқа ядродағы пайда болған ғарыштық сәулелердің біраз бөлігі Күннің айналасына жетпей
Галактиканың сақиналарынан жылдам кетеді. Осылайша тым жаңалардың жарқ ету құбылысын
маңызды деп есептеуге болады.
Ғарыштық сәулелердің пайда болу теориясындағы негізгі болжамдарды қарастырайық:
Тым жаңа жұлдыздың (жаңаларға қарағанда мыңдаған және он мыңдаған есе лап ететін жұлдыздар)
жарылысы кезінде ғарыштық сәулелердің генерациялау мүмкіндігі 1934 жылы Баада мен Цвикиде
ұсынылды.
Тым жаңа жұлдыздар жаңаларға қарағанда жиі лап етеді. Жұлдыздардың жарқылы кенеттен
1000 есеге көбейген жұлдыздарды жаңа деп атады, бірақ та бірнеше жылдан соң жарқ етуге дейін
қандай түрде болса сондай әлсіз түрде болады. Соңғы мыңжылдықтарда біздің ғаламшарда тек қана
үш тым жаңалар байқалды. Олардың біреуі Қытай жылнамасына сәйкес Торпақ шоқжұлдызында 1054
жылы жарқ етті. Екінші тым жаңаны 1572 жылы Кассиопееде Тиго Браге, ал үшіншісін 1604 жылы
Змееносцеде Кеплер байқады. Бірақ та тым жаңа жұлдыздар олардың аса ірі жарқырауы әсерінен
басқа да ғаламшарларда байқауы мүмкін. Тым жаңалардың бірі 1885 жылы Андромедада тұман
кезінде табылды.
Тым жаңа жұлдыздардың жарқ етуі кезінде жылдам жайылатын газ тұманы байқалады.
Олардың тым жаңа жұлдыздардың жарқ етуі кезінде заттардың бөлінуі нәтижесінде пайда болды
деген болжам бар. 1054 жылы тым жаңаның орнында қазіргі кезде 1100 км/сек жылдамдықпен
жайылатын тұман байқалды. 1572 ж және 1604 ж тым жаңалардың қалдықтары талшықты тұманды
тудырады.
Ғарыштық сәулелердің пайда болу проблемасындағы сұрақта ғарыштық тым жаңалардың
жарылуын тіркеу әдісі ерекше орын алады.
Жобаның авторы совет ғалымы А.Н. Константинов және Г.Е. Кочаров болып табылды. Бұл
әдіс космогендік изотоптар. Бұл әдісті ендіру жерде уақыттың үлкен шкаласындағы астрономиялық
құбылыстар туралы жақсы деректері бар ғарыштық бөлшектер мен сәулеленудің табиғи мұрағатының
болуына негізделген. Ол ағаш сақиналары, полярлы мұз және т.б. Ғарышта жасанды үдеткіш
бөлшектермен генерирленетін ғарыштық сәулелер Жер атмосферасын үздіксіз атқылайды. Оларда
14
С және
10
Ве сияқты радиоактивті ядролар пайда болады.
14
С – 5730 жыл жартылай ыдырау кезіндегі
көміртектің радиоактивті изотоптардың бірі.
10
Ве-ол да радиоактивті изотоп (1,5 млн жыл). Ғарыштық
сәулелермен генерирленетін радиоуглерод
14
СО
2
–ге дейін тотығады және қарапайым көмірқышқыл
газымен барлық процесстерге қатысады: өсімдіктерге сіңіріледі және жануарлар мен адамдардың
организмдеріне беріледі. Зерттеу үшін өте ыңғайлысы ағаш сақинасы. Сақинадағы радиокөміртек
концентрациясы ғарыштық сәулелер қарқынына пропорционал. Осылайша, ағаш сақинасындағы
радиокөміртекті өлшей отырып, сол жылдағы ғарыштық сәулелердің интенсивтілігін есептеуге
болады.
Ғарыштық сәулелер, рентген және гамма сәулелер Жер атмосферасына ене отырып
электрондарды генерирлей отырып ауаның бөлшектерінің ионизациясын тудырады. Электрондардың
көптігі химиялық процесстің жылдамдығына әсерін тигізеді. Антарктида, Арктида, мұзда
атмосфералық құйынмен берілетін нитраттар қоймалжыңы артады. Мұзды жағдайда нитрат
10
Ве
ядросы жақсы сақталынады. Сондықтан мұздың жасын өлшей отырып нитраттың құрамы бойынша
ғарыштық сәулелердің интенсивтілігін қалыпқа келтіреді (азот тотығы – нитрат NO
3
–атмосфералық
жауын–шашынмен жер бетіне түседі). Осылайша бұл екі әдіс – космогенді изотоп әдісі әртүрлі
жерлерде және полярлы мұздағы массалық ғарыштық сәулелердің пайда болуы туралы сұрақта
қосымша ақпарат көзі ретінде жүреді.
Галактикалық ғарыштық сәулелердің есептелінген интегралданған және модульденбеген
энергиялық спектрін анықтау үшін программалық қамтама жасалынды. Бұл жобаны жүзеге асыру үшін
Borland Delphi орталығы таңдалынып алынды. Деректерді сақтау Microsoft Access деректер қорының
құралдарымен жүргізілді. Delphi күрделі жобаларды аз мерзімде құрастыруға көмектеседі [2].
1. Модульденбеген спектрдің параметрін анықтау
E
E
A
E
n
6
.
0
1
)
(
65
.
2
0
0
нуклон
Бэв
сек
стер
м
болшек
/
.
.
2
мұндағы А
0
=1,32ּ10
4
протон үшін.
2. Протон үшін интегралды спектрді анықтау
E
E
B
E
n
46
.
0
1
)
(
65
.
1
0
0
сек
стер
м
болшек
.
2
мұндағы В
0
=8ּ10
3
протон үшін.
Құрастырылған программа бойынша протон үшін интегралды және модульденбеген энергиялық
спектр есептелінді.
Суреттен протонның интегралды және модульденбеген энергиялық спектрі құламалы түрде
болатындығы көрсетілген, бөлшектің ағыны энергияның өсуімен азаяды және олар пішіні бойынша
анықталатын энергиялық спектрмен үйлеседі.
Әдебиеттер:
1 Aitmukhambetov A.A., Alentiev A.N., Zusmanovich A.G., Kolomeetz E.V. proc.13th Int. Conf. Cosmic Ray,
Denver, 1973, С. 510.
2 Бобровский С.И. «Delphi 7»:учебный курс Санкт-Петербург, 2003, С. 736
УДК 007
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ ПРЕДПРИЯТИЕМ
Кудубаева С.А. – к.т.н., заведующая кафедрой электроники и вычислительной техники
Костанайского государственного университета им. А.Байтурсынова
Түйін
Бұл жұмыста корпоративті ақпараттық жүйелердегі жасанды интеллекті қолдану
сұрақтары, сондай-ақ кәсіпорынды басқарудағы интеллектуалды жүйелерді өңдеуде туындаған
проблемалар қарастырылған
Аннотация
В данной работе рассмотрены вопросы использования искусственного интеллекта в
корпоративных информационных системах, а также проблемы, возникающие при разработке
интеллектуальных систем управления предприятием.
Summary
In this article the questions of the artificial intellect in corporative information systems and also the
problems which appear in the process of intellectual systems of an enterprise management are investigated.
Современный уровень развития информационных технологий позволяет сегодня воплощать на
практике фундаментальные решения в области искусственного интеллекта (ИИ), разработанные в
последние десятилетия прошлого века, создавая не просто корпоративные информационные системы,
а интеллектуальные системы управления предприятием. В то же время повышение уровня
«интеллектуальности» корпоративных информационных систем отвечает потребностям бизнеса -
руководителю нужны интеллектуальные системы, позволяющие перенести отработанные многолетней
практикой
управленческие
решения
в
область
компьютерных
технологий,
высвободив
интеллектуальный потенциал для стратегического мышления, определения направлений развития
предприятия и решения нестандартных задач, требующих не искусственного, а естественного
интеллекта.
Эволюция корпоративных информационных систем определяется также такими факторами
изменения производственно-экономической системы, как интеграцией видов бизнеса и развития e-
business on demand (бизнес по требованию, бизнес по запросу), необходимостью адекватно
реагировать на все изменения внешней среды, динамично перераспределяя ресурсы предприятия.
Корпоративную информационную систему (КИС) можно отнести к классу интеллектуальных, если
она использует методы искусственного интеллекта при решении задач, возникающих в процессе
управления. В частности, интеллектуальная система управления предприятием должна обеспечивать
ситуационную поддержку принятия решений, автоматизировать процесс поиска управляющих решений
на основе накопленных знаний о предметной области, обеспечивать принятие решений в условиях
неопределенности.
Корпоративная интеллектуальная система управления (КИСУ) представляет собой новый
уровень развития КИС, когда система автоматически определяет место возникновения несоответствия
(противоречия) или отклонения, распознает ситуацию, сложившуюся на объекте и в среде управления,
определяет множество возможных решений, а в определенных ситуациях реализует управляющее
воздействие и автоматически осуществляет контроль его исполнения. Системы поддержки принятия
решений, экспертные системы, информационно-аналитические системы, системы прогнозирования и
моделирования должны быть интегрированы в Корпоративную информационную систему управления
предприятием.
Требования к корпоративной интеллектуальной системе управления:
1. КИСУ должна поддерживать все задачи, возникающие в процессе управления: планирование -
учет- контроль – анализ - приятие решений, используя методы ИИ на каждом шаге цикла управления.
2. Архитектура системы помимо реляционной базы данных должна включать базу знаний,
содержащую интенсиональную составляющую описания предметной области (ПО), а также средства
автоматизации пополнения базы знаний: извлечение закономерностей из множества фактов на основе
методов индуктивного вывода, выявления неявных причинно-следственных связей, расширение
описания ПО методом дедуктивного вывода, классификации понятий предметной области.
3. Система должна поддерживать интеллектуальные технологии, решающие задачи:
прогнозирования развития ситуации и изменения состояний внутренней и внешней среды;
моделирования описания предметной области и последствий принятия управляющих
решений;
распознавания объектов, их состояний и ситуаций, сложившихся на объекте и в среде
управления.
4. Применение интеллектуальных технологий должны охватывать все:
контуры управления (оперативный и регулярный менеджмент, стратегическое и ситуационное
управление);
сферы
управления
(управление
финансовыми,
трудовыми,
производственными
и
материально-техническими ресурсами, управление клиентами и поставщиками и т.д.);
бизнес-процессы
предприятия
(основные,
обеспечивающие,
управленческие,
инвестиционные);
функциональные подсистемы корпоративной системы менеджмента (система электронного
документооборота, CRM, SRM, сбыт, материально-техническое обеспечение и т.д.);
уровни управления - корпорация, дочернее предприятие, структурное подразделение;
цели управления - снижение производственных, финансовых, экологических и т.д. рисков,
повышение надежности и эффективности работы производственной системы, совершенствование
системы менеджмента качества и т.д.;
роли и рабочие места (рабочее место руководителя, аналитика, администратора, владельца
бизнес-процесса и т.д.)
Интеграция информационных и технологических систем
Повышение интеллектуального уровня КИС обеспечивает также развитие геоинформационных
(ГЕО) технологий, аэрокосмических и телекоммуникационных технологий и их интеграция с
информационными технологиями. Сегодня стало возможным применять интеллектуальные технологии
в рамках интегрированной системы менеджмента, управляющей в рамках единого инфо-
коммуникационного пространства как производственными и техническими объектами, так и социально-
экономической системой. XXI век действительно время реализации фантазий специалистов в области
ИИ. В качестве примера можно привести КИСУ, интегрированную с системой управления
Интеллектуальным домом, когда все параметры здания обрабатываются информационной системой в
общей системе показателей.
Ярким
примером
интеграции
информационных
и
технологических
систем
является
интеллектуальный
аэропорт,
где
интегрируются
достижения
ГЕО,
телекоммуникационных,
информационных технологий и методов ИИ.
В едином инженерно-телекоммуникационном и
информационном пространстве автоматизированы процессы от видеонаблюдения и управления
экологической безопасностью до управления клиентами. Комплексное управление работой аэропорта
включает интеграцию и синхронизацию работы таких процессов, как:
управление воздушным движением (взлет/посадка);
управление наземными службами;
формирование пассажиропотоков (бронирование и продажа билетов);
формирование грузопотоков;
обслуживание самолетного парка;
управление расписанием;
управление материально-техническими и трудовыми ресурсами;
управление финансовыми ресурсами и т.д.,;
управление инфраструктурой (расчет арендных платежей, планирование схем автостоянок);
управление процессом реконструкции (моделирование расположения объектов);
визуализация объектов и процессов управления и т.д.
Интеграция ERP-систем и автоматизированных систем управления технологическими объектами
позволяют использовать методы ИИ для мониторинга и интегрированного управления всеми видами
ресурсов предприятия, включая производственные, материально-технические и финансовые ресурсы.
«Оркестр играет без дирижера: размышления об эволюции некоторых технических систем и
управлении ими» - так называется книга выдающихся российских ученых В.И. Варшавского и Д.А.
Поспелова, идеи которых по-прежнему актуальны и активно используются.
Конечно, предприятию трудно обойтись без дирижера, но еще хуже, когда дирижеров несколько,
причем каждый «играет свою музыку». Координация, синхронизация баланса интересов и оптимизация
действий менеджеров среднего звена также может решаться с применением методов ИИ, в частности
методов моделирования и планирования поведения.
В то же время, предприятию помимо хорошего дирижера нужен композитор. Чтобы остаться на
плаву, быть конкурентоспособным в условиях динамично меняющейся внутренней и внешней среды,
необходимо создавать новую музыку и здесь требуется инструмент, позволяющий анализировать,
прогнозировать, моделировать как развитие ситуации, так и последствия принятия стратегических
решений.
Аккумулирование в хранилищах данных информации, отражающей жизненные циклы
производственных, технологических, финансово-хозяйственных и социально-экономических процессов
предприятия, позволяет сегодня использовать методы ИИ для поиска корреляций, тенденций,
взаимосвязей и закономерностей между данными, расширить область использования систем
поддержки принятия решений и переместить их за пределы сферы оперативного управления в область
поддержки принятия стратегических решений.
Методы ИИ позволяют строить замкнутые контуры управления, поддерживать принятие решений
в условиях неопределенности, распознавать ситуации, сложившиеся на объекте и в среде управления,
поддерживать информационную целостность и безопасность баз данных и баз знаний, метазнаний,
извлекать, обобщать и приобретать знания.
Достарыңызбен бөлісу: |