Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія

АНАЛІЗ ПРОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ 5G У СВІТІ ТА ОЧІКУВАННЯ ДЛЯ УКРАЇНИ

Михайло Литвиненко — 2023-12-29

Анотація. В статті проводиться аналіз просування, переваги та оцінка досягнень технології 5G у світі, наявні результати впровадження 5G у різні галузі економіки незважаючи на проблеми з його стрімким розвитком. Аргументовано підтверджено зростаючі потреби у швидкості та пропускній здатності передачі даних, збільшення кількості підключених пристроїв без втрати якості зв’язку, зниження затримок і підвищення надійності в проведенні дистанційних операцій в реальному часі, розвиток інновацій таких, як інтернет речей (IoT), розширена реальність (AR) та віртуальна реальність (VR), автономні транспортні засоби та промисловий сектор, зокрема на промислову автоматизацію та “розумні” фабрики, використання високопродуктивних датчиків та робототехніку в реальному часі. Приведено переваги технології 5G, що характеризують високу швидкість передачі даних, низьку затримку (латентність), велику ємність мережі, покращену мобільність. Описано епізоди використання 5G у військовій сфері в реальному часі, миттєвого зберігання та відтворювання великих обсягів відео та графіки, смарт-міста, які використовують 5G підтримку великої кількості датчиків та сенсорів у місті, реалізують різноманітні послуги, управляють енергетикою, моніторинг громадського транспорту. Актуальність використання мобільної мережі 5G в Україні залишається високою. Розглянуто необхідні кроки в Україні таких, як розробка стандартів, виділення частот, створення інфраструктури та отримання необхідної кількості пристрої, які підтримують 5G. Надано прогноз очікуваних результатів таких, як розширення інфраструктури; доступ до широкого спектру діапазону частот, включаючи низькі та високі діапазони; здатність протистояти кібератакам із широкого кола джерел; енергоефективними; сумісними з існуючою інфраструктурою та іншими протоколами зв’язку. Зроблено висновок, що найскоріше впровадження мережі 5G надає поштовх для України з технічної та економічної точки зору.

РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ІНТЕГРАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ ПРИ РЕАЛІЗАЦІЇ СЕНСОРІВ ДЛЯ БІОМЕДИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Сергій Павлов — 2023-12-29

Анотація. В статті розглянуто реалізація комплексної методики для електротеплового моделювання вимірювальних перетворювачів теплових сенсорів потоку, який поєднує синтез кола заміщення імпульсної температурної релаксації та спосіб формування ВАХ перетворювачів в режимі їх самонагріву струмом живлення. Розглянуто питання оцінювання нестабільності ітераційних процесів при аналізі ВАХ вимірювальних перетворювачів з від’ємним диференційним опором, що обумовлено самонагрівом цих перетворювачів. Розроблено експрес-метод визначення меж, в яких забезпечується коректний електротепловий DC аналіз для застосування в біомедичних приладах та системах

ЕКСПЕРТНА БІОІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА ДІАГНОСТИКИ ФОРМ ГОСТРОГО ЛЕЙКОЗУ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ БІОМЕДИЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

Лю Цзіньцюн — 2023-12-29

Анотація. В статті представлено значення лейкемії в здоров'ї людини та проблеми, пов'язані як з діагностикою, так і з терапією. Мета статті - надати інформаційно-технологічне рішення цієї проблеми, тим самим покращуючи доступ для пацієнтів і прогнозування. Запропонована концептуальна модель експертної системи діагностики острів лейкозів, яка дозволить знизити неоднозначність в інтерпретації об'єктів дослідження. Розглянуто фактори, що впливають на правильне розпізнавання складних об'єктів (виявлення бластних і небластних клітин крові) за допомогою експертної системи на основі методів комп'ютерної мікроскопії.

АНАЛІЗ АЛГОРИТМІВ СТИСНЕННЯ ЗОБРАЖЕНЬ ІЗ ВТРАТАМИ

Олексій Кавка — 2023-12-29

Анотація. У статті розглянуто та проведено аналітичний огляд алгоритмів стиснення зображень зі втратами. Обґрунтовано актуальність дослідження за допомогою статистичних даних. Розглянуто та проаналізовано метод колірної субдискретизації. Розглянуто, описано та проаналізовано метод квантування кольорів, зокрема наявні дослідження із застосування квантування кольорів у поєднанні з дискретним косинусним перетворенням. Виділено недоліки наявного дослідження та сформульовано можливість подальшого дослідження з використанням розширеної вибірки зображень. Детально розглянуто та проаналізовано стиснення на основі дискретного косинусного перетворення. Виділено пошук оптимальних матриць квантування як перспективний напрямок подальних досліджень з підвищення ефективності застосування дискретного косинусного перетворення. Виділено адаптивне виділення більших, кратних стандартному, блоків даних, як перспективний напрямок дослідження. Розглянуто та проаналізовано метод стиснення зображень на основі вейвлет-перетворення. Сформульовано напрямок подальших досліджень із застосування інших вейвлетів окрім вейвлета Коен-Добеші-Фюво та вейвлета ЛеҐал-Табатабай для стиснення зображень. Розглянуто та проаналізовано метод фрактального стиснення. Сформульовано напрямки подальших досліджень, таких як обмеження глибини пошуку і застосування фрактального стиснення у поєднанні із дискретним косинусним перетворенням. Підсумовано напрямки подальших досліджень для покращення функціональних характеристик розглянутих алгоритмів. Основним науковим результатом проведеного дослідження є виділення переліку перспективних тем досліджень, що дозволять збільшити обсяг даних про методи, моделі та засоби стиснення зображень. Практична цінність проведеного дослідження полягає у тому, що воно містить перелік тем досліджень, які можуть бути використані науковими працівниками як матеріал для подальшої наукової діяльності.

АСИМЕТРИЧНИЙ АНАЛІЗ ТОНАЛЬНОСТІ ДІЛОВИХ НОВИН В СИСТЕМАХ ПРОГНОЗУВАННЯ ДАНИХ НА ФІНАНСОВИХ РИНКАХ

Денис Ткачик — 2023-12-29

Анотація.Прогнозування даних на фінансових ринках - актуальне завдання у сучасному світі. Здатність передбачити напрямок руху ринку допомагає інвесторам уникнути очевидних ризиків і позбавити себе додаткових витрат. Було розроблено багато різних торгових платформ, щоб швидко отримувати доступ до великих обсягів історичних даних, що дозволяє аналізувати фінансовий ринок з будь-якого куточка планети в режимі реального часу, використовуючи лише ноутбук або персональний комп'ютер. Такі платформи дозволяють розробляти унікальні стратегії та підходи на основі фундаментального або технічного аналізу, які враховують новини про певну компанію, її прибуток, капіталізацію та кількість дивідендів, які вона повинна виплачувати вчасно.

Ділові новини є важливим джерелом інформації про стан економіки та ринків. Вони можуть використовуватися для прогнозування майбутніх подій. Одним із методів прогнозування на основі ділових новин є аналіз тональності. Аналіз тональності дозволяє оцінити позитивність або негативність ділових новин. Традиційні методи аналізу тональності використовують симетричний підхід. Це означає, що позитивні та негативні новини однаково враховуються при прогнозуванні. Однак у реальному світі позитивні новини можуть мати більший вплив на ринки, ніж негативні новини. Це пов'язано з тим, що позитивні новини можуть стимулювати економічну активність, а негативні новини можуть її гальмувати.

У статті розглядається застосування асиметричного аналізу тональності ділових новин у системах прогнозування фінансових ринків. Проаналізовано різні методи аналізу тональності ділових новин, їхні переваги та недоліки. Запропоновано новий підхід до аналізу тональності ділових новин, який комплексно використовує штучні нейронні мережі та метод головних компонент.

МЕТОД АДАПТИВНОГО БАГАТОШАРОВОГО ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ НА ОСНОВІ СТЕГАНОГРАФІЇ ТА КРИПТОГРАФІЇ

Віталій Лукічов — 2023-12-29

Наведено аналіз відомих розв’язків задачі поєднання стеганографічних та криптографічних методів для досягнення багатошарового захисту інформації. Результати аналізу дозволили виявити тенденції та перспективи розвитку цих методів. За результатами аналізу виконано постановку задачі дослідження щодо адаптації використовуваних криптографічних та стеганографічних методів для досягнення найкращого рівня захисту, який є необхідним в критичних системах. Визначено метрики на основі, яких можливо здійснювати вибір найкращого поєднання методів криптографічного та стеганографічного захисту. Представлено метод багатошарового захисту інформації, який поєднує в собі криптографічний та стеганографічний підходи для забезпечення підвищеного рівня захисту конфіденційності та цілісності інформації. Запропоновано ввести критерії вибору криптографічних перетворень таким чином, щоб їх поєднання разом зі стеганографічними давала найкращий ефект. Наведено приклад реалізації методу для доведення концепції. Розроблено алгоритм, що реалізує запропонований метод адаптивного багатошарового захисту інформації. Визначено перспективу подальщих досліджень.

РОЗРОБКА ОНТОЛОГІЧНОЇ МОДЕЛІ БАЗИ ЗНАНЬ «БІБЛІОТЕКА» НА БАЗІ СЕРЕДОВИЩА PROTÉGÉ

Олексій Сілагін — 2023-12-29

Анотація. Сучасний розвиток суспільства, підвищення ступеня і темпів інтеграції досягнень інформаційних технологій у сферу життєдіяльності людини традиційні підходи до побудови інформаційних систем перестають бути ефективними або стають надто громіздкими. Розробка та використання систем, заснованих на знаннях є одним із шляхів вирішення цієї проблеми. Матеріал роботи присвячено онтологічному моделюванню нової предметної галузі «Бібліотека». Онтологія розглядається в контексті обміну знаннями. Створена онтологічна модель бази знань «Бібліотека» є досить сучасною та актуальною на сьогодні. Розроблена онтологічна модель бази знань у цій галузі може бути реалізована на тематичних веб-ресурсах і значно полегшить семантичний пошук інформації в межах предметної області у порівнянні з існуючими. Термінологічний словник із цієї предметної галузі визначається за допомогою поняття терміносистеми. Здійснено аналіз можливостей середовища розробки онтології Protégé для моделювання конкретної предметної області «Бібліотека». Обрано базовий принцип моделювання онтології у вигляді семантичної мережі. Запропонована мережа має можливість розширити та поглибити знання про предметну сферу «Бібліотека». Використання середовища Protégé для реалізації онтологічної моделі бази знань дозволило використати переваги та особливості створеної моделі «Бібліотека», як: структурованість, повнота, рефлексивність, функціональність, транзитивність, достовірність та узгодженість інформації. Обрано та використано критерій оцінки коректності онтологічної моделі бази знань. Проведено тестування розробленої онтологічної бази знань і підтверджено досить високий рівень її коректності в процесі інформаційного пошуку. Середній показник (Average) за метрикою SUM, визначений для всіх користувачів, дорівнює 83,25%, що є прийнятним показником онтологічної бази знань. При використанні класичної реляційної моделі організації бази даних для реалізації бази даних «Бібліотека». середня метрика SUM для 10 користувачів становить 75,26%. Розглянуто приклад розробленої онтології в Protégé, наведено графічне зображення базового графу онтологічної моделі бази знань «Бібліотека», модель включає 10 класів і підкласів, для кожного класу і підкласу визначено 2 властивості-відносини та до 10 властивостей-даних, наведено приклад класів онтологічної моделі «Бібліотека», наведено приклад «властивості-відносини» онтологічної моделі «Бібліотека», наведено приклад «властивості-дані» онтологічної моделі «Бібліотека». Визначено можливі напрямки подальшого розвитку онтологічної моделі «Бібліотека».

МЕТОД ТА ЗАСІБ МОНІТОРИНГУ БЕЗПЕКИ В КОМП'ЮТЕРНІЙ МЕРЕЖІ ЗАСОБАМИ SIEM

Людмила Савицька — 2023-12-29

Анотація. Дана робота присвячена дослідженню, аналізу та вдосконаленню методів та засобів моніторингу безпеки в комп’ютерних мережах. У цій роботі засоби і методи моніторингу безпеки мережі розробляються на основі агентів системи SIEM (система управління інформацією про моніторинг мережі) з удосконаленням процесу нормування даних від журналів безпеки. Причому, для прискорення процесів реагування на загрози мережевої безпеки комп’ютерної мережі досліджується робота SIEM з точки зору тріади SIEM-EDR-NDR. Дослідження ґрунтуються на досвіді роботи іноземних компаній та вітчизняних банківських мереж.

У дослідженні розглядається взаємодія компонентів SIEM-EDR-NDR, утворюючи SOC-тріаду. SIEM використовується для централізованого аналізу даних, включаючи EDR і NDR, надаючи повну картину безпеки. EDR виявляє та реагує на загрози на кінцевих точках, а NDR доповнює його, розширюючи аналіз SIEM. Така комбінація забезпечує ефективне реагування на кібератаки, зменшуючи "час перебування" до виявлення.

Розглянуто формування завдань компонентів EDR у тріаді SIEM-EDR-NDR. Звернуто увагу на важливість захисту кінцевих пристроїв від всіх етапів атаки та визначено ефективні стратегії, такі як аналіз трафіку, контроль додатків та централізоване управління кібербезпекою. Наголошено на інтеграції EDR з існуючими засобами безпеки для створення комплексної системи.

У контексті SIEM висвітлено етапи обробки даних, починаючи від збору журналів і нормалізації до класифікації подій і кореляції. Підкреслено роль кореляції у формуванні інцидентів та проведенні розслідувань. Запропоновано удосконалену схему нормалізації з розширеною розгорткою агентів та ключовими етапами обробки даних в межах SIEM-системи.

Робота розглядає вдосконалення обробки журналів подій у SIEM для ефективного моніторингу мережевої безпеки та оперативного усунення загроз. Досягнута мета сприяє прискоренню процесів реагування на загрози завдяки інтеграції агентів SIEM в середовище, що дозволяє упорядковувати та класифікувати потоки інформації для оперативного усунення загроз..

ЕФЕКТИВНІСТЬ КОМП’ЮТЕРНИХ ЗАСОБІВ КЕРУВАННЯ АВТОМАТИЧНИМ НАПРАВЛЕННЯМ АНТЕН У БЕЗДРОТОВИХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ

Богдан Блощинський — 2023-12-29

Анотація. Сучасні телекомунікаційні системи набули значної популярності завдяки, в першу чергу, ефективним засобам передачі інформації. Однак, незалежно від способу передачі інформації, ефективність будь-якої системи може бути обмежена максимальною швидкістю та дальністю цієї передачі. Також, ефективність та доцільність використання, наприклад, бездротових систем передачі даних залежить від рельєфу, швидкості розгортання, економічних показників та тривалості використання. В системах бездротової передачі даних в приймачах (передавачах) використовуються антени спрямованої дії, які мають бути розгорнуті для встановлення канала зв’язку шляхом направлення на джерело (приймач) сигналу. Але значний вплив на швидкість розгортання таких бездротових систем передачі даних із спрямованими антенами чинить процес автоматичного направлення антени. Підвищення ефективності засобів автопозиціювання антен досягається за рахунок нової запропонованої їхньої структурної організації, вдосконалених алгоритмів керування направленням антени та застосування сучасної елементно-компонентної бази. Проведено аналіз та порівняння експериментальних результатів роботи запропонованого рішення для бездротових систем передачі даних. Також, запропоновано структури системи автоматичного направлення антени, реалізовано діючий прототип, створено керуюче програмне забезпечення та проведено тестування його функціонування згідно розроблених алгоритмів. Продемонстровано широкі можливості сучасної елементно-компонентної бази для реалізації апаратури засобів автоматичного направлення антен. При аналізі отриманих результатів тестування створеного прототипу було показано ефективність запропонованих алгоритмів, яка досягається за рахунок їхнього комбінування для отримання гарантованого результату. Запропоновано схему застосування цих алгоритмів, суть якої полягає в тому, що один алгоритм має керувати направленням антени, яке буде приблизним, а інший алгоритм буде виконувати точне позиціювання, тобто коригувати та завершувати направлення антени.

МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ЗАХИСТУ РЕСУРСІВ В КОМП’ЮТЕРНІЙ SDN-МЕРЕЖІ

Людмила Савицька — 2023-12-29

Анотація. Робота присвячена аналізу та вдосконаленню методів та засобів побудови архітектури програмно-керованих мереж. Важливим аспектом є порівняння відмінностей між керуванням мережі за допомогою традиційних методів та з використання SDN контролера. Основна увага приділяється розробці моделей безпеки на базі програмно-керованих мереж.

Дослідження ґрунтуються на аналізі конкретних випадків використання таких мереж, включаючи збір думок та експертних оцінок від професіоналів у галузі та використовують загальнодоступну інформацію про методи та засоби безпеки архітектури програмно-керованих мереж. Технологія SDN надає більше гнучкості та швидкості впровадження заходів безпеки, що дозволяє реагувати на загрози в реальному часі. У сучасних умовах, коли кіберзагрози стають складнішими та виразнішими, SDN-мережі дозволяють виявляти атаки, блокувати шкідливі дії та застосовувати політики безпеки в реальному часі. Проте, зростаюча складність кіберзагроз та постійні зміни технологій вимагають подальшого розвитку і вдосконалення інформаційної безпеки ресурсів SDN-мережі компанії. Існує необхідність у подальшому аналізі та вдосконаленні методів та засобів захисту інформаційних та інших ресурсів в комп’ютерних SDN-мережах. Потреба у подальшому аналізі та вдосконаленні методів та засобів захисту інформаційних та інших ресурсів в комп’ютерних SDN-мережах стала фундаментом для проведення цього дослідження. У результаті досягнуто підвищення рівня інформаційної безпеки ресурсів SDN-мережі шляхом: 1) скорочення часу втручання у мережу; 2) застосування вдосконаленого методу оброблення трафіку на основі мережевої безпеки потоку пакетів, що дозволяє бажаним мережевим додаткам ефективно керувати пересиланням.

ЗАСТОСУВАННЯ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ ТА 3D-ДРУКУ ЛИВАРНОЇ МОДЕЛІ З ВЕНТИЛЯЦІЙНИМИ КАНАЛАМИ В ЇЇ СТІНКАХ

Володимир Дорошенко — 2024-01-29

Анотація. В контексті впровадження концепції «Індустрія 4.0» цифровізація та автоматизація сьогодні стали вже не просто основою конкурентної переваги при виробництві товаів (робіт, послуг), у багатьох сферах вони сприймаються як необхідна умова організації виробничих процесів. Зокрема, завдяки цифровізації та автоматизації ливарного виробництва в Україні є можливість створення потужного потенціалу, що сприятиме відновленню країни. За рахунок розширення застосування комп’ютерних систем для проектування та 3D-друку полімерних ливарних моделей з вентиляційними каналами стала можливою розробка одного із способів лиття металу за моделями, що газифікуються (ЛГМ), з застосуванням друкованих моделей, що відповідає зростаючому тренду цифровізації та автоматизації ливарних процесів. Це стало можливим завдяки підвищення інтенсивності евакуації продуктів газифікації друкованих моделей у ливарній формі з використанням вакууму цієї форми. Розроблений спосіб дозволяє отримати сумарну вигоду як від достатньо швидкоплинних комп'ютерно-орієнтованих 3D-процесів проектування і друку ливарної моделі, так і від короткотривалих процесів формовки та вибивки виливків завдяки використанню при ЛГМ ливарних форм з сухого піску. При цьому цифрова трансформація ЛГМ поєднується з ресурсоефективністю оборотного застосування формувальних матеріалів без зміни діючих стандартів контролю металопродукції ливарних цехів, а адаптація виробництва до адитивних технологій дозволяє за допомогою мережі Інтернет пряму взаємодію з покупцем товару, який проектується за його індивідуальним цифровим проектом. Останнє відповідає концепції «виробництво як послуга» (MaaS). Також таке впровадженняння застосування комп’ютерних систем і нових цифрових процесів в традиційні ливарні процеси скорочує часовий розрив від створення прототипів і інструментів до масового виробництва металопродукції.