2017 № 3(36)



Г. Ю. Казанцев, *Г. А. Омарова
Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, Россия
*Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия
 
МОДЕЛИРОВАНИЕ И СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МИКРОМОДЕЛЕЙ
 
УДК 519.179.2—512.23
Данная работа является продолжением цикла работ авторов. В предложенном исследовании рассматриваются транспортные модели клеточных автоматов (СА) и модель Трайбера. Про­веден сравнительный анализ результатов моделирования с более ранними работами и между собой. Приведены фундаментальные диаграммы моделирования рассматриваемых моделей. Продолжены исследования, где каждый объект характеризуется индивидуальной скоростью, в отличии от ранних работ, где скорости были равны.
 
Ключевые слова: модель, клеточный автомат, модель Трайбера, slow-start и slow-stop модели, расстояние, скорость, ускорение.
 
Библиографическая ссылка: журнал Проблемы информатики, ­2017, № 3. С.4-15
___________________________________________________________________

Бредихин С. В., Ляпунов В.М., Щербакова Н.Г.
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия
 
КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ СЕТИ ЦИТИРОВАНИЯ НАУЧНЫХ ЖУРНАЛОВ
 
УДК 001.12—303.2
 
Изучается сеть цитирования научных журналов, представленная взвешенным ориентирован­ным графом. Основное внимание сфокусировано на проблемах связности и выявлении модульной структуры сети. Рассмотрены методы анализа объектов сетевой структуры. На основе реальных библиографических данных, извлеченных из БД RePEc [1], построены главная связная сетевая компонента G и производные сети: коцитирования — Gcoc и библиографиче­ского сочетания - Gblb. Для этих сетей измерены локальный и взвешенный коэффициенты кластеризации. Выявление модульности рассматривается как задача идентификации струк­турно эквивалентных вершин соответствующих графов. С применением алгоритмов BTW, IMP, WTR и MLO выполнен кластерный анализ компоненты G и производных сетей. Резуль­таты представлены в виде рисунка и таблиц. Сравнение результатов осуществлено с помощью индексов согласованности NMI и RAND.
 
Ключевые слова:ceть цитирования научных журналов, сети коцитирования и библио­графического сочетания, взвешенный ориентированный граф, локальный взвешенный коэф­фициент кластеризации, выявление сообществ.
 
Библиографическая ссылка: журнал Проблемы информатики, ­2017, № 3. С. 16-34
___________________________________________________________________
А. К. Кудайкудов, А. А. Ташев
Институт информационных и вычислительных технологий, 050010, Алма-Ата, Республика Казахстан
 
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ АНАЛИЗА НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ СТЕРЖНЯ С УЧЕТОМ ОДНОВРЕМЕННОГО НАЛИЧИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЙ,
ТЕПЛООБМЕНОВ И ТЕПЛОВЫХ  ПОТОКОВ

 
УДК 539.3
 
Несущие элементы многих стратегических оборудований являются стержнями ограниченной длины и переменного поперечного сечения. Большинство из них испытывает воздействия определенных видов источников тепла. Для обеспечения надежной работы этих оборудова­ний необходимо знать изменение теплофизических характеристик стержня по длине стержня и по времени. В работе предлагаются вычислительный алгоритм и метод для определения теплофизических характеристик стержня ограниченной длины и переменного поперечного се­чения по времени. Они основаны на фундаментальных законах сохранения энергии. Получено численное решение задачи.
 
Ключевые слова: тепловой поток, радиус сечения, источники тепла, длина стержня, теп­лопроводность , теплообмен.
 
Библиографическая ссылка: журнал Проблемы информатики, ­2017, № 3. С. 35-46
___________________________________________________________________
О.Ю. Зыбарева
Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Новосибирск, Россия
ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ УЗЛОВ БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ
 
УДК 004.72
 
Узлы беспроводных сенсорных сетей имеют, как правило, автономное питание и иногда не могут выполнять свои функции из-за ограниченной емкости батареи. Альтернативой явля­ются узлы сенсорной сети, которые обладают средствами получения энергии из окружающей среды. В статье рассматриваются архитектурные особенности указанных сенсоров, приведен обзор приложений, в которых используются возможности сенсорных сетей получать энергию из окружающей среды. Также рассматриваются математические модели, разработанные с использованием аппарата Марковских процессов, для оценки эффективности функционирования сенсора.
 
Ключевые слова: беспроводная сенсорная сеть, сбор энергии из окружающей среды, вре­мя жизни узла сенсорной сети, вероятность доступности сенсора, солнечная энергия.
 
Библиографическая ссылка: журнал Проблемы информатики, ­2017, № 3. С. 47-67
___________________________________________________________________
M.M. Magzom, S.E. Nyssanbayeva, M.N. Kalimoldayev
The Institute of Information and Computational Technologies, 050010, Almaty, Republic of Kazakhstan
  
COMPUTER SIMULATION DECENTRALIZED NETWORK
 
УДК 004.056.5
 
This paperis dedicated to the development of a software system for computer modeling (simulation) of a decentralized network with the ability to perform calculations on distributed nodes.The results of the creation of a such simulation system for decentralized computer networks arc discussed. This system is used during research and implementation of different cryptographic algorithms based on modular arithmetic.

 In decentralized networks, there arc no dedicated servers, and each node (peer ) acts like a client and a server. Unlike the client-server architecture, such an organization allows to keep the working capacity of network at any number and any combination of available nodes. Considering the steady growth in the number of applications, users and devices in these networks, issues of ensuring information security in such networks arc particularly relevant.
Cryptographic means of information protection can be used to solve the problems of confidentiality and authentication during the interaction in the network. Encryption of the data flow between decentralized network nodes allows not only to protect the data itself, but also to hide the fact that network connection has taken place.
The main tasks of cryptographic protection of information in decentralized networks arc the following: data encryption to ensure confidentiality during storage and transmission over the network between nodes; the usage of hash functions to control the integrity of data; usage of message authentication codes and electronic digital signatures for message authentication. An important task for this type of networks is to provide cryptographic protection of information during data transmission through communication channels and during storage.
During the research and development of cryptographic systems based on modular arithmetic in the Laboratory of Information Security of the Institute of Information and Computational Technologies, it was important to investigate possibility and efficiency of usage of the developed symmetric and asymmetric cryptographic algorithms in network data transmission. For this reason, the work on the development and implementation of a simulation system of decentralized networks is carried out.
The analysis of existing programs for simulating peer-to-peer networks is performed. The typical requirements for these systems such as workflow architecture, usability, scalability, statistics, portabilitywcrc evaluated. It was shown, that the most of the simulation systems, which arc available from the open sources, arc obsolete and do not allow to run network simulation on distributed nodes. According to it, a new simulation system has been developed.
The developed system includes the following components: topologvdesign and monitoring system; node process manager; computing process instance. First the component of topology design creates a network topology based on the specified parameters. Based the created topology process managers create instances of processes that simulate the operation of individual nodes. Building a node manager in a separate component allows to distribute the process of creating and managing nodes to different computers. Each process performs calculations and acts like a separate network node. A process is
assigned a unique identifier and a lambda function that will be executed by the process and simulate the calculation process. Processes can exchange data through this protocol by using an arbitrary form of messages, the content of which depends on specifications in the processes of the lambda functions. The system uses an event-based workflow, that is, a state change causes corresponding events in related objects. The network monitoring component receives every status message from nodes in the network.
The system is implemented in the JavaScript language using the Node.js and AngularJS web platforms. Processes are interconnected by passing a message through the HTTP protocol by using WebSocket technology.
The structural and protocol design of the system is discussed. The proposed structure of the system allows users to apply their own encryption algorithms and security protocols to the simulation process. The developed system of decentralized network simulation has a feature of working on distributed nodes, for example on different computers, either physical or virtual. This feature makes the developed simulation system a useful tool during research and implementation of different cryptographic algorithms based on modular arithmetic. This gives an opportunity to evaluate efficiency of different cryptographic schemes in a network flow.
 
Key words: decentralized networks, network simulation, information security, computer modeling.
 
Библиографическая ссылка: журнал Проблемы информатики, ­2017, № 3. С. 68-77
___________________________________________________________________
Р. В. Ахпашев
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 630102, Новосибирск, Россия
 
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАДИОПОКРЫТИЯ СЕТИ LTE
 
УДК 004.7
 
Операторы мобильной связи проектируют сеть с помощью эмпирических моделей распростра­нения радиосигнала, точность которых вызывает сомненья. Одна из таких моделей модель COST 231 Hata. Данная модель разработана для учета таких факторов как дифракция, отра­жение и рассеивание сигнала в условиях городской застройки. Она прогнозирует общие поте­ри при распространении сигнала в сотовых сетях. В данной работе авторами был разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий вычислить корректирующий коэффициент к эмпирической модели COST 231 Hata в сети LTE на основании измерений, выполненных мобильными устройствами. В частности, было разработано приложение на базе Android и серверная часть на базе языка Python.
 
Ключевые слова: LTE, оптимизация, COST 231 Hata, Android.
 
Библиографическая ссылка: журнал Проблемы информатики, ­2017, № 3. С. 78-98
___________________________________________________________________