ҒЫЛЫМ, БІЛІМ БЕРУ ЖӘНЕ ПРАКТИКАДА АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫҢ
ДАМУ ЖОЛДАРЫ
99
поражения цели (подставив в
*
( )
z t
). Пробуя разные значения одного из параметров, будем получать
разные значения высоты, на которой можно сбить ракету противника. Таким образом будем искать
наибольшую такую высоту. Пусть изначально мы задаём параметр
0
t
- время запуска; наиболее
разумное начальное значение
0
2
t
t
. Из уравнений (1), (2) и (3) находим значения a, b и c:
2
1
1
2
0
x
x
x
m
t
t
a
t t
,
2
1
1
2
0
y
y
y
n
t
t
b
t t
,
2
2
2
1
2
1
2
0
/ 2
2
z
z
gt
g
z
t
t
t
c
t
t
.
При известном значении
0
t
, значения этих величин зависят только от t, поэтому, подставляя
их в уравнение (4), получим уравнение только относительно t и без всяких параметров. Вспомним,
что t – решение уравнения является временем встречи ракет. Тогда понятно, что время встречи не
может никак быть меньше времени запуска и больше того времени, когда ракета уже упадёт на
землю. Последнее время является большим из двух корней уравнения
*
0
z
.
Пусть получившееся уравнение разрешено и найдено соответствующее значение времени
встречи t. Возвращаясь к выражениям для a, b и c, мы можем вычислить и их. То есть все
неизвестные оказываются вычисленными. Также мы можем вычислить высоту, на которой
произойдёт перехват. А именно
*
( )
z t
.
Считаем, что первый шаг процесса решения задачи мы завершили. Далее давайте изменим
значение параметра
0
t
на небольшую величину
,
которую будем задавать в самом начале вместе
с остальными параметрами. Итак, теперь
0
2
.
t
t
Повторяем ту же последовательность
действий, что и только что, и снова у нас есть набор значений (вычисленных по очереди) t, a, b, c,
*
( )
z t
. Является ли новое значение высоты, на которой осуществляется перехват, больше, чем для
времени запуска
0
2
.
t
t
Если да, то поиск нужно продолжать, то есть дальше попробовать
увеличить параметр
0
t
и сделать его равным
0
2
2 .
t
t
Снова последовательно вычислить t, a,
b, c,
*
( )
z t
и сравнить высоту перехвата с той, что получена в предыдущий раз. Постепенно мы
придём к оптимальному значению времени запуска. Тот факт, что мы действительно в конце концов
придём к оптимальному
0
,
t
следует из того, что траектория полёта ракеты противника есть парабола
и имеет точку максимума. Если же выбору очередного значения
0
t
соответствует уменьшение
высоты перехвата, то следует остановиться, потому как (опять же, из параболичности траектории) в
дальнейшем высота перехвата будет только падать.
Предпоследнее значение высоты (то есть самое максимальное) будет искомым, а
следовательно и соответствующие ей значения t, a, b, c – определяют всю траекторию полёта
ракеты-перехватчика. Останется лишь представить решение графически.
Далее ставим задачу атаковать сразу два объекта, проникающих на нашу территорию и
движущихся с равномерной скоростью. Заданы координаты этих объектов в момент t = 0 когда их
обнаружили. Это соответственно
0
x
и
1
x
. При этом атака производится с некой вышки, высота
которой нам задана и равна H. Движения бомб-перехватчиков считается равномерным по
горизонтальной оси и равноускоренным с ускорением свободного падения g по вертикальной оси.
Можно сказать, что эти бомбы "швырнули" с некоторой скоростью под некоторым углом на перехват
вражеским объектам с той целью, чтобы поразить их за наименьшее время. Возникает естественно
ограничение начальной скорости, с которой бомбы выпускаются с высоты H и пусть это означает, что
начальная скорость не может быть выше некоторого задаваемого значения V. Итак, два движущихся
объекта с постоянной скоростью имеют меняющиеся координаты, заданные в следующем виде:
Первый объект
0
1
(
,0)
x
v t
, и Второй объект
1
2
(
,0)
x
v t
.
Сразу заметим, что координаты по оси y не меняются, то есть оба объекта движутся по оси х
(это есть уровень поверхности земли). На перехват вражеским объектам мы бросаем две бомбы, по
одной на каждый объект, координаты которых с течением времени изменяются согласно
общеизвестных кинематическим формулам:
Бомба для первого объекта
1
1
2
,
2
x
y
gt
v t H
v t
.
Бомба для второго объекта
2
2
2
,
2
x
y
gt
v t H
v t
.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НАУКЕ,
ОБРАЗОВАНИИ И ПРАКТИКЕ
100
Для того, чтобы перехватить объекты как можно быстрее, а также не превысить заданной
начальной скорости бомб, необходимо выполнение четырёх условий. Первые два условия из
нижеперечисленных, означают то, что и объект, и бомба встретятся в одно и то же время в одном и
том же месте. Третье условие накладывает ограничения на начальную скорость бомбы.
1
1
1
1
0
1
2
2
2
2
0
2
min
x
y
x
y
x
v t
v t
gt
H
v t
v
v
V
t
Рассмотрим три первых условия. Мы можем выразить t из первого уравнения, подставить его
во второе, выразить таким образом
1
y
v
и подставить его в третье уравнение. Получим достаточно
сложное уравнение
1
1
1
2
1
2
2
0
0
1
(
)
2
x
x
x
H v
v
g
x
v
V
x
v
v
(1)
Данное уравнение может иметь как два, так и четыре решения, в зависимости от входных
параметров. Наша цель выбрать такое решение, чтобы значение времени из первого уравнения
системы было минимальным, то есть
1
0
1
min
x
x
t
v
v
(2)
Решать уравнение (1) будет за нас Maple, отбирать решение, которое доставляет минимум
для времени столкновения тоже будет Maple. После нахождения оптимального времени
столкновения не составляет труда найти значения для
1
x
v
из того же условия (2) и значение
1
y
v
из
второго условия системы. При всех известных остаётся дать команду программе Maple изобразить
решения в виде анимированного графика. Подобная процедура выполняется и для второго объекта.
Следует отметить, что запуск ракет в этой модели осуществляется сразу после обнаружения
объектов, то есть при t = 0. Начальная скорость выпускаемых бомб постоянна и равна V, то есть
бомба не может быть выпущена с меньшей скоростью. Оба объекта поражаются не одновременно.
Результатами данной работы стало написание четырёх универсальных программ, способных
принять необходимые входные параметры и сразу же не только найти их, но и показать весь процесс
решения в виде анимации на плоскости и в пространстве. Это несомненный успех. Привлечение
современных средств вычислительной системы Maple, преимущества которой давно оценены за
рубежом, делает данный проект очень эффективным в плане решения поставленной задачи. Мы
можем задавать какие угодно входные параметры и уже через несколько секунд получать решения,
что очень важно при реальной боевой обстановке.
Литература:
1. Ahmet Aki, Sınan Koşak, Salim Gür : Mechanics
2. Демидович Б.П. Сборник задач и упражнений по математическому анализу. М.: Наука, 1977.
3. Задачи и упражнения по математическому анализу для втузов. Под редакцией Б.П.
Демидовича. М.: Наука, 1970.
4. Лихтенберг А., Либерман М. Регулярная и стохастическая динамика. -
5. М.: Мир, 1984.- 528 с.
6. Флетчер К. Численные методы на основе метода Галеркина. М.: Мир, 1988.
7. Simon В. Comparative CAS Reviews // Notices, 1992,39 no.7, p.700~ 710.
8. Mathematical Genius // PC Magazine, October 1994.
9. Darren Redfern. The Maple Handbook. Springer-Verlag, 1993- 499 p.
10. B.W. Char, K.O. Geddes, G.H. Gonnet, B.L. Leong, M.B. Monagan, S. M .Watt. First Leaves: A
Tutorial Introduction to Maple V. Springer- Verlag, 1992. - 253 p.
ҒЫЛЫМ, БІЛІМ БЕРУ ЖӘНЕ ПРАКТИКАДА АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫҢ
ДАМУ ЖОЛДАРЫ
101
УДК 004.738.5
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ УСЛУГ IP–ТЕЛЕФОНИИ НА БАЗЕ
ПРОТОКОЛА SIP
Токтыбаев Т.К. – магистрант, Костанайский государственный университет имени А.
Байтурсынова
Недостаточность объема информации при исследовании параметров работы IP-
телефонии на базе протокола SIP определяет основную проблему анализа параметров работы на
платформе IMS, поэтому в работе исследуются параметры работы IP-телефонии на базе
протокола SIP с точки зрения работы IMS.
Ключевые слова: Internet Protocol (IP), IMS - подсистема мультимедийных услуг, SIP (Session
Initiation Protocol)
В последнее время наблюдается повышенный интерес к технологиям IP-телефонии,
использование которой позволяет в значительной мере снизить стоимость телефонной связи. При
этом становится возможным использование сети Интернет, что позволяет сразу достичь «глобальных
масштабов», а необходимость прокладки магистральных коммуникаций попросту отпадает [1].
Internet Protocol (IP) - интернет протокол, на котором построен обмен пакетами в сетях с па-
кетной коммутацией. С течением времени и появлением новых типов передаваемых данных, прото-
кол не меняется. В наше время этими данных становятся услуги интернет-поставщиков, типичным
представителем которых является телевидение. Новым горизонтом развития телекоммуникаций
стало IMS.
IMS - подсистема мультимедийных услуг IP (IP Multimedia Subsystem). IMS - это концепция,
касающаяся, в основном, услуг и приложений. Подсистема IP-мультимедиа позиционируется как
решение для опорных телекоммуникационных сетей в обозримой перспективе. В этом качестве она
сможет обеспечивать разные виды услуг связи, включая телефонию, видеосвязь, обмен
сообщениями и чат. Перечисленные услуги будут предоставляться посредством разных сетей
доступа, как проводных (на базе технологий Ethernet, кабельных модемов и DSL), так и беспроводных
(например, UMTS, HSPA и LTE).
В IMS основными сигнальными протоколами являются SIP (Session Initiation Protocol) и SDP
(Session Description Protocol).
Один из распространенных протоколов IP-телефонии называется SIP (Session Initiation
Protocol); он описан в рекомендациях RFC 2543. SIP регламентирует установление и завершение
мультимедийных сессий — сеансов связи, в ходе которых пользователи могут говорить друг с другом,
обмениваться видеоматериалами и текстом, совместно работать над приложениями и т.д. SIP очень
похож на HTTP, потому что разрабатывался на основе спецификаций HTTP и SMTP.
Проблемой анализа параметров работы IP-телефонии на базе протокола SIP на платформе
IMS является недостаточность объема информации при исследовании параметров работы IP-
телефонии на базе протокола SIP. Наше исследование проводилось в университете КГУ им. А.
Байтурсынова на кафедре «Информатики и математики». В работе мы исследовали параметры
работы IР-телефонии на базе протокола SIP с точки зрения работы IMS. На рисунке 1 представлена
ценность IMS.
Рисунок 1. Ценность IMS
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НАУКЕ,
ОБРАЗОВАНИИ И ПРАКТИКЕ
102
Основная ценность IMS состоит в том, что эта подсистема предоставляет уровень сигнали-
зации, интегрируя различные беспроводные и фиксированные технологии доступа и обеспечивая
конвергенцию мобильных, фиксированных и интернет устройств. Более того, IMS предоставляет
комплексные средства для быстрой разработки и разворачивания сервисов. IMS также играет
решающую роль при построении сетей связи четвертого поколения (4G) с использованием
высокоскоростных технологий мобильного доступа, таких как LTE.
Для диагностики неисправности необходимо знать, какие данные передаются и принимаются в
сети. Это позволяет определить источник возникшей проблемы. Информация передаваемая по сети
может быть просмотрена при помощи анализатора пакетов.
При проведении экспериментов используется программа wireshark. Wireshark - это анализатор
сетевого трафика [2]. Его задача состоит в том, чтобы перехватывать сетевой трафик и отображать
его в детальном виде. Программа wireshark обеспечена специальными функциями. Фильтр, в
нем можно задавать критерии фильтрации пакетов. Следом идет окошко со списком всех
перехваченных пакетов. В нем доступна такая информация как: номер пакета, относительное время
получения пакета (отсчет производится от первого пакета; параметры отображения времени можно
изменить в настройках), IР адрес отправителя, IP адрес получателя, протокол, по которому
пересылается пакет, а также дополнительная информация о нем. Далее видно окно, в котором
представлена детальная информация о пакете согласно сетевой модели OSI. Ну, и самое нижнее
окно показывает нам пакет в сыром HEX виде, то есть по байтово [3].
Структурная схема подключения представлена на рисунке 2. Через точку доступа wifi
подключены ноутбук и платшет iphone 4s и между ними устанавливается видео связь через skype.
Рисунок 2. Структурная схема подключения
В ходе работы были переданы 6 видео файла размером 1740.8 Мбайт, 12 документов word
размером 16 Мбайт, 3 аудио файлов размером 16.5 Мбайт и 28 jpeg файлов размером 128Мбайт.
Всего было передано 49 файлов размером 1904,64 Мбайт. В таблице представлены результаты
измерении в ходе экспериментальных исследований [4].
Таблица 1
Результаты измерении в ходе экспериментальных исследовании (фрагмент интерфейса
программы wireshark)
Время
получения пакета,
t,e.
Количество
захваченных пакетов N,
Скорость
обработки пакетов W,
пакеты/с
Общая
длина пакетов L, бит
6360
50
377
1039
6380
2000
369
97
6400
2220
396
1395
6420
2700
382
1257
6440
2750
389
1342
ҒЫЛЫМ, БІЛІМ БЕРУ ЖӘНЕ ПРАКТИКАДА АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫҢ
ДАМУ ЖОЛДАРЫ
103
Результаты эксперимента отражены на рисунках 3, 4, 5, 6. Для наглядного представления
результатов выполнения захвата пакетов и сборки кадров в программе имеется возможность отоб-
ражения данной информации в виде графика передачи пакетов в единицу времени. Для отображения
данного графика необходимо воспользоваться пунктом главного меню Statistics>IO Graphs [5].
На рисунке 3 представлена зависимость количества захваченных пакетов от времени
прохождения сигналов.
Рисунок 3. Зависимость количество захваченных пакетов от времени прохождения сигналов
На рисунке 4 представлена зависимость общей длины пакетов от количества захваченных
пакетов
Рисунок 4. Зависимость обшей длины пакетов от количества захваченных пакетов
Из рисунка видно, что с увеличением количества захваченных пакетов общая длина
уменьшается. На рисунке 5 представлена зависимость скорости обработки пакетов от общей длины
пакетов.
Рисунок 5. Зависимость скорости обработки пакетов от общей длины пакетов
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НАУКЕ,
ОБРАЗОВАНИИ И ПРАКТИКЕ
104
Из рисунка 5 видно, что с увеличением общей длины пакетов скорость обработки пакетов
возрастает.
На рисунке 6 представлена зависимость скорости обработки пакетов от количества
захваченных пакетов.
Рисунок 6. Зависимость скорости обработки пакетов от количества захваченных пакетов
Из рисунка 6 видно, что с увеличением количества захваченных пакетов скорость обработки
убывает.
Таким образом, нами была рассмотрена программная модель wireshark. Были получены
результаты измерений в ходе экспериментальных исследований. Исследования показывают, что
скорость обработки пакетов, общая длина пакетов и количество захваченных пакетов имеют
следующую закономерность: чем больше общая длина пакетов, тем больше скорость обработки
пакетов и чем больше количество захваченных пакетов, тем меньше скорость обработки пакетов.
Литература:
1. Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World. М.: 2004.– 368 с
2. Гольдштейн Б.С, Соколов Н.А., Яновский Г.Г. Сети связи. Учебник для ВУЗов. СПб.: БХВ-
Петербург, 2010. - С. 249-258.
3. Росляков А.В. Сети следующего поколения NGN. Часть 2. Учебное пособие. - Самара,
ПГУТИ, 2008. - С. 167-172.
4. Яновский Г.Г. IP Multimedia Subsystem: принципы, стандарты и архитектура // М.: Вестник
связи, 2006. - №3.
5. Элмал. Р. Конвергентные сети оператора QUAD PLAY на основе IMS и IPTV.// Мобильные
Телекоммуникации, 2007 - №4. - С. 24-29.
УДК 512.62
ЛОКАЛЬНО – НИЛЬПОТЕНТНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ И АВТОМОРФИЗМЫ
Чимшихан Н.Е. - магистрант, Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева,
Астана
В данной работе рассматривается выведение автоморфизма колец многочленов.
Ключевые слова: кольца, многочлены, автоморфизмы, дифференцирование.
В работе используются определения и обозначения из книг [1,2].
Следствие 1. Пусть
D
0
любое дифференцирование области
A
и
A
a
0
. Тогда
aD
локально – нильпотентно тогда и только тогда, когда
D
локально – нильпотентно и
D
A
a
.
Доказательство. I) Если
D
A
a
, то легко проверить
b
D
a
b
aD
n
n
n
(1)
для всех
A
b
и всех
1
n
.
Так что, если
D
локально – нильпотентно, то и
aD
тоже.
ҒЫЛЫМ, БІЛІМ БЕРУ ЖӘНЕ ПРАКТИКАДА АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫҢ
ДАМУ ЖОЛДАРЫ
105
II) И наоборот, если
aD
локально – нильпотентно на
A
, то из очевидного равенства
a
a
D
a
aD
следует, что
0
a
D
, т.е.
D
A
a
. Поскольку
A
является областью, то из (1) следует, что
D
локально нильпотентно.
Утверждение Пусть
R
- кольцо целостности,
y
x
R ,
- кольцо многочленов от двух
переменных
y
x,
над кольцом
R
и
R
b
a
,
. Тогда эндоморфизм
by
ax
a
by
ax
a
y
by
ax
b
by
ax
b
x
F
2
2
,
кольца многочленов
y
x
R ,
является
автоморфизмом.
Доказательство. Для начала покажем, что отображение
y
x
a
b
by
ax
by
ax
D
2
кольца
многочленов
y
x
R ,
является локально – нильпотентным дифференцированием.
Очевидно,
x
и
y
являются
локально
–
нильпотентными
дифференцированиями.
0
,
0
y
b
y
x
, т.е.
y
x
a
b
ker
,
ker
, то по следствию 1, дифференцирование
y
x
a
b
D
1
-
локально – нильпотентно.
Далее,
0
2
2
2
1
ab
by
ax
ab
ba
by
ax
ba
by
ax
by
ax
D
,
т.е.
D
by
ax
by
ax
ker
2
. По следствию 1
y
x
a
b
by
ax
by
ax
D
2
является локально – нильпотентными дифференцированием.
Теперь покажем, что
.
exp D
F
Известно, что
0
!
1
exp
p
p
D
p
D
Отсюда
.
.
.
!
3
1
!
2
1
exp
3
2
x
D
x
D
x
D
x
x
D
Имеем
b
by
ax
by
ax
x
a
b
by
ax
by
ax
x
D
y
x
2
2
,
0
2
2
2
2
2
2
ab
ba
by
ax
a
a
by
ax
b
b
by
ax
by
ax
by
ax
by
ax
a
b
b
by
ax
by
ax
x
D
y
x
0
x
D
S
для
2
s
.
Следовательно,
x
F
b
by
ax
by
ax
x
x
D
2
exp
.
Далее
.
.
.
!
3
1
!
2
1
exp
3
2
y
D
y
D
y
D
y
y
D
Имеем
a
by
ax
by
ax
y
a
b
by
ax
by
ax
y
D
y
x
2
2
0
2
2
2
2
2
2
ab
ba
by
ax
a
a
by
ax
b
by
ax
by
ax
a
by
ax
by
ax
a
b
a
by
ax
by
ax
y
D
y
x
0
y
D
S
для
2
s
.
Следовательно,
y
F
by
ax
a
bx
ax
a
y
y
D
2
exp
|