Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія

МЕТОД СТРУКТУРНОЇ ІДЕНТИФІКАЦІЇ НЕЛІНІЙНИХ МОДЕЛЕЙ СТАТИЧНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ІНТЕРВАЛЬНИХ ДАНИХ

Володимир Манжула , Микола Дивак , Андрій Мельник — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. У статті розглянуто важливу наукову задачу подальшого розвитку методів ідентифікації інтервальних нелінійних моделей статичних характеристик складних об’єктів на основі використання процедур, які знижують обчислювальну складність. Запропонований підход до математичного моделювання статичних характеристик нелінійних об'єктів, що ґрунтується на інтервальному аналізі даних, забезпечує побудову адекватних моделей з гарантованими прогностичними властивостями. Процес побудови інтервальних нелінійних моделей статичних характеристик складних об’єктів грунтується на оптимізаційній задачі з нелінійною функцією мети, яка забезпечує мінімізацію середньоквадратичного відхилення між значеннями модельованої статичної характеристики складного об’єкта та значеннями які належать до експериментальних інтервалів. Такий підхід призводить до розширення простору параметрів нелінійних інтервальних моделей за рахунок введення додаткових коефіцієнтів α у функцію мети, але в той же час уможливлює зведення оптимізаційної задачі з системою нелінійних обмежень до задачі без обмежень. Основним результатом проведених досліджень є новий метод синтезу структури моделі на підставі аналізу градієнта цільової функції оптимізаційної задачі для різного набору структурних елементів. В основі розроблення цього методу є нова процедура вибору структурних елементів моделей, яка уможливлює зменшення кількості ітерацій параметричної ідентифікації на етапі формування структур моделей-претендентів. У статті визначено та обґрунтовано необхідні та достатні умови вичерпаності чи оптимальності набору структурних елементів на основі аналізу градієнта цільової функції та сформульовано основні правила формування набору цих елементів у моделі. На основі теоретичних та практичних міркувань запропоновано алгоритм реалізації нового методу структурної ідентифікації та продемонстровано його збіжність на прикладі моделювання об’єктів малої гідроенергетики. Запропонований метод ідентифікації нелінійних моделей на основі аналізу інтервальних даних забезпечує розвиток прикладних досліджень у сферах оборони країни, охорони довкілля, медицини та інших галузях, де основою для прийняття рішень є математичні моделі.

ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМИ MAPLE В МАТЕМАТИЧНИХ ЗАДАЧАХ КРИПТОГРАФІЇ. ПОВІДОМЛЕННЯ 1. ЕЛЕМЕНТАРНА ТЕОРІЯ ЧИСЕЛ

Володимир Михалевич , Леонід Майданевич — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. На основі аналізу літературних джерел зроблено висновок про актуальність використання середовища системи комп’ютерної математики Maple з метою створення програмного забезпечення для проведення наукових досліджень та створення навчально-методичнх матеріалів з розв’язання типових математичних задач криптографії. Зазначено, що найбільш відомий та поширений криптографічний алгоритм з відкритим ключем RSA базується на низці задач елементарної теорії чисел, що можуть бути розв’язані за допомогою стандартних засобів системи Maple. В цій роботі розглянуто вказані стандартні команди з демонстрацією прийомів їх застосування на спеціально розробленх прикладах. Розглянуто команди для розв’язання задач за такими розділами, як подільність цілих чисел, прості числа; найважливіші функції в теорії чисел: функції виділення цілої та дробової частин числа та мультиплікативні функції; конгруенції та системи конгруенцій першого порядку, квадратичні лишки. Наведено простий та ефективний алгоритм і програма визначення за домогою стандартних команд Maple простих чисел Мерсенна. Вказаний алгоритм базується на необхіднійумові простоти чисел Мерсенна. Продемонстровано роботу авторських навчальних Maple-тренажерів обчислення: за розширеним алгоритмом Евкліда; функції Ейлера; символу Лежандра; символу Якобі. Роботу навчального тренажера з обчисення функції Ейлера продемонстровано під час обчислення відповідного значення для простого числа, складеного числа, що є добутком двох простих, складеного числа, що є натуральним степенем простого числа, а також складених натуральних чисел довільної структури. За допомогою фрагментів програмного коду, що можуть бути покладені в основу розробки навчальних тренажерів продемонстровано визначення повної системи найменших невід'ємних лишків; повної системи абсолютно найменших та зведеної системи лишків за простим та складеним модулями.

3D-ПРОЕКТУВАННЯ ПОРИСТИХ ЛИВАРНИХ МОДЕЛЕЙ В ПРОГРАМІ RHINOCEROS

Олег Бродовий , Володимир Дорошенко , Олександр Янченко — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Впровадження в ливарне виробництво 3D-друку дозволяє з цифрових креслень ливарних моделей виготовляти металеві виливки нерідко зі складною геометрією, які було б складно або неможливо виготовити іншими методами. Особливо 3D-друк вигідний для лиття металу за моделями, що газифікуються (ЛГМ), в якому застосовують разові пінополімерні моделі, які випаровуються в піщаній формі від тепла металу, що заливається в цю форму. При виготовленні і застосуванні для ЛГМ-процесу легковагих друкованих моделей, що за об’ємною вагою та газотвірністю приближаються до типових моделей з пінополістиролу, методи конструювання пористих вентильованих моделей та оптимізації процесу газифікації друкованих матеріалів запропоновано реалізувати за допомогою нових алгоритмів проектування легковагих конструкцій, які інтегровані у діюче програмне забезпечення для тривимірного моделювання, зокрема у програму Rhinoceros. В роботі досліджено і випробувано недавно створений компанією Spherene Inc. алгоритм проектування 3D-друкованих конструкцій стосовно друкування ливарних моделей низької об’ємної ваги, призначених для ЛГМ-процесу. Цей алгоритм є прикладом новаторського впровадження в діючу програму тривимірного моделювання досягнень прикладної математики в галузі теорії тривимірних періодичних мінімальних поверхонь. Виконані нами перші приклади цифрового моделювання макропористих ливарних моделей для їх друку підтвердили доступність використання алгоритму від компанії Spherene Inc. і гармонійного включення пор чи порожнин сферопохідної конфігурації (які компанія називає «spherenes») в їх конструкцію як з можливістю підтримання їх достатньої міцності при мінімальній масі моделей, так і для друкування відкритих (трансляційних) пор заданої орієнтації для суцільної вентиляції і відкачування газів вакуумом ливарної форми.

ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ МОДЕЛЕЙ ОЦІНКИ ЯКОСТІ НА ЕТАПАХ РОЗРОБКИ ТА ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМНИХ СИСТЕМ

Антон Шантир — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. В статті аналізуються особливості застосування моделей оцінки якості на різних етапах розробки та використання програмних систем з метою забезпечення їхньої високої якості. Головною метою дослідження є визначення нових комбінованих підходів, щодо оцінки ефективності та впливу використання моделей якості на різних етапах життєвого циклу програмних продуктів. У ході роботи використовується системний підхід до аналізу, що враховує взаємодію моделей якості з різними етапами проектування, розробки, тестування та експлуатації програмного забезпечення. Зокрема, розглядається роль моделей якості у підвищенні ефективності процесів розробки та їх вплив на остаточну якість продуктів. Методологія включає в себе аналіз існуючих моделей якості, їх адаптацію до конкретних умов проекту, а також вивчення практичних прикладів впровадження моделей якості в реальних проектах. Реалізується аналіз існуючих моделей якості, їх адоптацій до конкретних умов програмних системних проектів та аналіз впровадження в реальних проектах. Цей підхід дозволив нам отримати конкретні результати та розкрити ключові аспекти впровадження моделей якості. Розглядається взаємодія моделей якості із загальними стратегіями забезпечення якості та їхній вплив на підвищення продуктивності та надійності програмних систем. В загальнонауковому аспекті дослідження зводиться до оцінки ефективності цього підходу та визначенні його ключових особливостей. Подальший розгляд показав, що використання нових комбінованих моделей якості на етапах проектування, розробки та тестування сприяє покращенню різних аспектів якості програмного забезпечення. Вони не лише визначають критерії якості, але й сприяють забезпеченню відповідності цим критеріям протягом усього життєвого циклу проекту. Отримані результати підтверджують важливість використання комбінованих моделей якості на всіх етапах розробки програмних систем. Це сприяє не лише покращенню якості кінцевого продукту, але і ефективності всього процесу розробки. Наші результати можуть слугувати основою для практичного впровадження моделей якості в проекти програмного забезпечення та покращення загального рівня якості у цій галузі.

РОЗРАХУНОК ТРИВИМІРНИХ СТАЦІОНАРНИХ ПОТЕНЦІАЛЬНИХ ТЕПЛОВИХ ПОЛІВ МЕТОДОМ СКІНЧЕННИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Володимир Карашецький, Володимир Яркун — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. У статті описано чіткий алгоритм формування системи нелінійних алгебраїчних рівнянь виходячи з мінімуму функціонала для розрахунку розподілу температури в тривимірній області з безгістерезисними нелінійними анізотропними середовищами. Сформульовано краєву задачу розрахунку тривимірного стаціонарного потенціального температурного поля. Побудовано скінченно-елементну модель розрахунку розподілу температури всередині тривимірної області, заповненої безгістерезисними нелінійними анізотропними середовищами. Виведені основні формули методу скінченних елементів для краєвої задачі розрахунку тривимірних стаціонарних потенціальних теплових полів в областях з безгістерезисними нелінійними анізотропними середовищами використовуючи лагранжеві тетраедри 1 – 4 порядків в якості скінченних елементів, та кубатурні формули чисельного інтегрування за об’ємом лагранжевого тетраедра. Запропоновано алгоритм визначення вкладу скінченного елемента у вектор нев’язок та матрицю Якобі нелінійної системи рівнянь, яку розв’язують методом Ньютона використовуючи елементи тензора диференціальної теплопровідності середовища. Застосовано кубатурну формулу чисельного інтегрування за об’ємом лагранжевого тетраедра на базі інтерполяційного повного поліному для лагражевого тетраедра першого порядку. Даний алгоритм придатний при використанні лагранжевих скінченних елементів другого, третього та четвертого порядків із застосуванням відповідних кубатурних формул чисельного інтегрування за об’ємом лагранжевого тетраедра. Наведено формули для обчислення тензорів диференціальної теплопровідності для нелійного ізотропного та лінійного середовищ. Описані граничні умови Діріхле (першого роду), Неймана (другого роду), третього і четвертого роду та їх врахування.

СИСТЕМА ЦИФРОВОГО ГЕНЕРУВАННЯ АНАЛОГОВИХ СИГНАЛІВ

Олексій Азаров, Ірина Колесник, Леонід Крупельницький — Sun, 05 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Генератор є важливою ланкою в багатьох електронних пристроях, чи це тестове, лабораторне обладнання, медичні або радіоелектронні системи. Крім технічних характеристик, важливими для користувача залишаються такі параметри, як зручність застосування, компактність і низька вартість генераторів. Тому, передумовою для подальшої роботи стало проведення дослідження та оцінка характеристик наявних систем цифрового створення аналогових сигналів. Проведене дослідження дозволило детально розглянути методики створення аналогових сигналів, інструменти для їх виконання, принципи роботи, їх сильні та слабкі сторони. На жаль, пристрої, які пропонують більшість виробників, є дорогими. У зв'язку з цим залишається актуальною проблема створення бюджетного макета генератора, здатного замінити більш дорогі чи застарілі моделі. Виробляється велика кількість інтегральних мікросхем, що дозволяють генерувати сигнали різної форми. Ці мікросхеми відрізняються за способом синтезу сигналів та технічними характеристиками. За методом синтезу сигналів вони поділяються на прямі аналогові синтезатори, непрямі синтезатори на основі фазового автопідстроювання частоти, прямі цифрові синтезатори та гібридні синтезатори. В даний час найбільшою популярністю користуються синтезатори на основі прямого цифрового синтезу завдяки перевагам, пов'язаним з широкою роздільною здатністю за частотою, високою якістю сигналу, можливістю цифрового керування, низькою вартістю, малим розміром корпусів та енергоспоживанням. На основі аналізу були запропоновані покращення, для цього розроблено структурну схему системи, описані нові блоки, їх роль та механізм дії, вибрані актуальні компоненти електроніки. Обґрунтовано вибір основних компонентів, якими є мікроконтролери STM32 з ядром Cortex-M4F від STMicroelectronics та цифровий синтезатор AD9850 від Analog Devices, Inc. В результаті була спроектована система цифрового генерування аналогових сигналів.

ELECTRIC THERMAL MODELING OF TEMPERATURE-DEPENDENT VAC OF THE TRANSISTOR-TYPE CONVERTERS IN BIOMEDICAL ENGINEERING

Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. В статті розглянуто шляхи вирішення проблеми нестабільності ітераційних процесів при аналізі ВАХ вимірювальних перетворювачів з від’ємним диференційним опором, обумовленим самонагрівом цих перетворювачів. Розроблено експрес-метод визначення меж, в яких забезпечується коректний електротепловий DC аналіз. Відповідно до розглянутої задачі розроблено методику синтезу електротермічної моделі транзисторних структур термодатчиків потоку. Аналізуючи модель біполярного транзистора з точки зору впливу температури саморозігріву на ВАХ, необхідно розглянути, як мінімум, три механізми впливу температури. Слід зазначити, що, як і в представлених раніше моделях, мова йде не тільки про вплив температури навколишнього середовища на параметри транзистора, але і про його самонагрівання, тобто про прямий вплив потужності, що виділяється в структурі транзистора. на його електрофізичні параметри. Запропоновано спосіб синтезу електротеплових моделей терморезистивних, діодних та транзисторних структур первинних перетворювачів теплових сенсорів потоку. На відміну від відомих пакетів схемного моделювання (PSpice чи MicroCAP) запропонований спосіб дозволяє за один цикл DC аналізу отримати ВАХ з врахуванням самонагріву вищевказаних перетворювачів. Розроблено комплексну методику електротеплового моделювання вимірювальних перетворювачів теплових сенсорів потоку, що включає в себе синтез кола заміщення імпульсної температурної релаксації та спосіб формування ВАХ перетворювачів в режимі їх самонагріву струмом живлення. З точки зору практичного використання транзисторів у схемах вимірювальних перетворювачів термодатчиків необхідно забезпечити не тільки достатній нагрів структури транзистора, але й достатню електричну термостійкість його функціонування. Для цього необхідно використовувати, зокрема, емітуючі стабілізуючі резистори або диференціальне з'єднання пари транзисторів з джерелом струму.

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ОЦІНКИ КІБЕРЗАГРОЗ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ ВПЛИВІВ У МІКРОКОНТРОЛЕРАХ

Вадим Маліновський , Леонід Куперштейн , Віталій Лукічов — Sun, 05 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. В роботі наведено матеріали окремих досліджень аналізу впливу кіберзагроз на інформаційні процеси в мікроконтролерах (МК). Проведено оптимізацію існуючої математичної моделі кіберзагроз та оцінювання інформаційних впливів, а також виконано оцінку і аналіз основних інформаційних ризиків кіберзагроз у мікроконтролерах, які працюють в складі систем управління різноманітних як загальних, так і спеціалізованих пристроїв. Проведено вдосконалення математичної моделі кіберзагроз для оцінки кіберзагроз у мікроконтролерах із врахуванням факторів самих інформаційних впливів. Визначено основні показники оцінки ризиків кіберзагроз в мікроконтрролерах, які враховуються в математичній моделі кіберзагроз для інформаційної системи мікроконтролерів. Вдосконалена математична модель описує сумарний вплив інформаційних загроз та втручань та основні вектори кібератак у МК. Дана модель також дозволяє оцінювати додаткові шкідливі фактори впливи та інформаційні втручання по вторинним каналам із метою їх врахування та компенсації. Проведене комп'ютерне моделювання показало на практиці результати і характер впливу кіберзагроз на інформаційну безпеку МК. Модель дозволяє визначати та оцінювати вплив домінуючих кіберзагроз на основні аналізу основних ризиків у мікроконтролерах, які працюють в складі складних систем та систем Інтернету речей. В роботі також наведено розвиток основних положень по створенню векторної математичної моделі оцінки загроз та впливів у МК, що може бути використано при формуванні повної векторної моделі та методу оцінки впливів і загроз на стан інформаційної безпеки і стабільності функціонування МК. Це може дати змогу оцінити основні показники стабільності роботи як окремих блоків, так і всієї інформаційної системи мікроконтролера. Модель також може дозволити проводити оцінку усереднених значень впливів інформаційних втручань на стабільність функціонування МК, оцінювати величину усереднених кіберзагроз і вразливостей інформаційної системи мікроконтролера. Запропонована модель призначена і може бути використана при розробці методу підвищення рівня інформаційної захищеності мікроконтролерів та суміжних схем для забезпечення їх більш стабільного і безпечного функціонування.

ЗАСОБИ ЗАХИСТУ INTERNET OF THINGS В КОРПОРАТИВНІЙ КОМП’ЮТЕРНІЙ МЕРЕЖІ

Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Дана робота стосується аналізу та удосконалення засобів захисту для Internet of Things (IoT) у корпоративних комп'ютерних мережах. Internet of Things охоплює широкий спектр даних, включаючи особисті відомості, що робить питання безпеки під час їх передачі вельми актуальним. Основна мета дослідження полягає в розробці вдосконаленого технологічного дизайну системи IoT для забезпечення високого рівня безпеки та конфіденційності інформації. Сучасний світ Інтернету речей вимагає аналізу та покращення захисту IoT в корпоративних комп’ютерних мережах. В процесі аналізу використоно загальнодоступні джерела інформації та наукові підходи, включно із сучасними науково-практичними публікаціями, аналітичними звітами та ресурсами від провідних компаній, таких як Cisco, що спеціалізуються на мережевому обладнанні та налаштуванні корпоративних мереж. Такий підхід дозволяє враховувати найсучасніші тенденції та технологічні рішення в галузі безпеки IoT. Однією з ключових проблем, на яку звертається увага, розробці розширеного та вдосконаленого технологічного дизайну системи IoT. Враховуючи постійний розвиток технологій, необхідно забезпечити високий рівень адаптивності та гнучкості захисних засобів, щоб вони ефективно працювали в різних умовах та обставинах. Додатковий акцент робиться на вивченні впливу розширеного та вдосконаленого технологічного дизайну системи IoT. Важливо забезпечити синергію між новими технологічними рішеннями та вже існуючими структурами мережі, щоб досягти максимального ефекту в удосконаленні безпеки та ефективності. Отже, наукова робота зосереджена на комплексному аналізі та впровадженні новітніх захисних засобів для IoT в корпоративних мережах з урахуванням сучасних тенденцій та вимог до безпеки даних.

СИСТЕМА ДВОХВИЛЬОВОЇ ЛАЗЕРНОЇ ДІАГНОСТИКИ МОЛОЧНИХ ЗАЛОЗ ЗА ПОЛЯРИЗАЦІЙНИМ КАРТОГРАФУВАННЯМ ЗОБРАЖЕНЬ ПЛІВОК ПЛАЗМИ КРОВІ

Наталія Заболотна , Владислава Шолота — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Відомі системи та методи поляризаційного картографування плівок плазми крові дозволяють фіксувати пухлинні зміни в молочних залозах на етапах доклінічного розвитку, не властиві іншим технологіям діагностування. Це відбувається за рахунок високої чутливості поляризаційних параметрів об’єктного поля до змін анізотропної структури білків плазми крові, які відбуваються на ранніх етапах захворювання. Проте вимірювання лише на одній довжині хвилі лазерного випромінювання обмежують потенціальні можливості методів лазерної поляриметрії щодо зростання достовірності діагностики молочних залоз. Разом з тим, сучасний рівень розвитку інформаційних технологій створює всі можливості для застосування інтелектуального аналізу та впровадження методів підтримки прийняття рішень в такі системи. Матеріал статті присвячений удосконаленню метода картографування азимутів та еліптичностей поляризаційних зображень плівок плазми крові в системі діагностики молочних залоз шляхом вимірювання та аналізу на двох довжинах хвиль 0,638 мкм та 0,405 мкм. Наведено удосконалену архітектуру системи двохвильової лазерної діагностики молочних залоз та структуру алгоритмічно-програмного забезпечення, в яку введено підсистему підтримки прийняття рішення. Проведено експериментальне дослідження двох груп вибірок плівок плазми крові, взятої у здорових жінок (група 1 -35 зразків) та у жінок із раком молочних залоз (група 2 – 35 зразків). Статистичні оцінки координатних розподілів та автокореляційних функцій азимутів та еліптичностей поляризації плівок плазми крові, взятої у жінок групи 1 та групи 2, визначено на двох довжинах хвиль. Найбільш чутливі серед них до зміни фізіологічного стану молочних залоз обрано за інформативні ознаки. Розроблено нечіткі моделі вирішальних правил на основі встановлених інформативних ознак на двох довжинах хвиль. Проведено оцінку достовірності двохвильового метода діагностики патологічних станів молочних залоз в удосконаленій системі. У порівнянні із аналогами досягнуто зростання достовірності діагностики відповідно на 4% та на 3%.

EXPERT SYSTEMS FOR ANALYSIS OF BIOMEDICAL INFORMATION IN THE DIAGNOSIS OF ACUTE LEUKEMIA

Jinqiong Li , Sergii Pavlov , Oleksii Stakhov — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Це дослідження сприяє подальшому вдосконаленню знань, точності діагностичних методів. Це також відіграє важливу роль у діагностиці лікування гострого лейкозу сьогодні. Застосування різноманітних технологій, обмін досвідом та ідеями мають значні досягнення, які матимуть революційний ефект у медичному обслуговуванні пацієнтів, а також підвищать точність діагностики. Найбільш вагомим внеском є розробка та впровадження технологій, особливо штучного інтелекту (ШІ) або машинного навчання. Дослідження ілюструє, як моделі на основі штучного інтелекту можуть допомогти в оцінці та інтерпретації біомедичних даних, забезпечуючи більш точний діагноз і полегшуючи прийняття рішень. Натреновані на великих базах даних, такі моделі показують перспективу у виявленні тонких моделей, що вказують на різні підтипи лейкемії, що може призвести до більш точних і адаптованих методів лікування. Вивчення нових біомаркерів, використання передових методів візуалізації та використання нових технологій, таких як блокчейн, для безпеки даних представляють багатообіцяючі шляхи для прогресу. Однак вирішення таких проблем, як дотримання нормативних вимог, етичні міркування та складність визначення відповідних препаратів-кандидатів, залишається ключовим для відповідального розвитку.

РОЗРОБКА, ВПРОВАДЖЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМ-СИМУЛЯТОРІВ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З МЕДИЧНОЇ ТА БІОЛОГІЧНОЇ ФІЗИКИ

Анатолій Кулик , Віктор Ревенок , Ярослав Кулик , Олександр Нікольський — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

В статті розглянута важливість симуляційної освіти, яка допомагає студентам-медикам набути реального досвіду та навичок, необхідних для подальшого професійного розвитку. Зазначено актуальність сучасної симуляційної освіти для практичної підготовки медичних фахівців не тільки на старших, але й на молодших курсах. Поряд з традиційними для медичної практики симуляторами: фантоми, муляжі, анатомічні моделі, тренажери та інші, в статті особлива увага приділена комп’ютерним симуляторам при проведенні практичних і лабораторних занять. Розроблено і використовується в навчальному процесі як у он-лайн, так і офф-лайн варіантах сім програм-симуляторів лабораторних робіт різної складності з дисципліни «Медична та біологічна фізика». В статті, в якості прикладу, представлена програма-симулятор лабораторної роботи «Вивчення в’язкості рідини». Спочатку студентам пропонується вивчити теоретичний матеріал з методів вимірювання коефіцієнта динамічної в’язкості рідини, а також ознайомитись з конструкцією і принципом роботи віскозиметра Оствальда. Далі симулятор відповідно до порядку виконання роботи, зазначеному в методичних вказівках, реалізує необхідні завдання. Результати проведених експериментів програма-симулятор записує в таблицю і студенти їх беруть для подальшої обробки. Проведено аналіз варіантів формування результатів експерименту програмою-симулятором проти вимірювання значень цих результатів безпосередньо на екрані комп’ютера. Зазначено, що завдяки великій ймовірності фальсифікації або використання результатів, отриманих іншими студентами, формування результатів експерименту програмою є більш прийнятним варіантом. Крім того, результат обробки експериментальних даних в цьому випадку може бути перевірений програмою-симулятором і відповідно оцінений. Запропоновано методику для визначення діапазону генератора випадкових чисел з метою формування індивідуальних результатів експерименту програмою-симулятором на основі обчислення довірчого інтервалу. Доведено, що мінімальне і максимальне значення для генератора випадкових чисел доцільно вибирати з довірчих інтервалів, імовірність яких вища 0,95.

МОДУЛЬ ІНТЕГРАЦІЇ ВЕБЗАСТОСУНКІВ ІЗ ШТУЧНИМ ІНТЕЛЕКТОМ

Тетяна Мартинюк , Олена Войцеховська , Оксана Городецька , Андрій Рижков — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. В роботі досконалено метод інтеграції серверної частини вебзастосунку для організації дієти та системи тренувань зі штучним інтелектом ChatGpt, що дало змогу покращити User Experience при використанні серверної частини вебзастосунку та збільшити швидкодію обробки запитів штучним інтелектом та пришвидшити роботу користувача зі штучним інтелектом. Проаналізовано сучасні технології для зв’язку серверної частини веб-додатку із базою даних, реалізації авторизації з метою впровадження захисту серверної частини від зловмисників, а також методи інтеграції веб-застосунку з штучним інтелектом. За результатами аналізу обрано стек технологій, зокрема для розробки серверної частини використано Web-API, для зв’язку серверної частини вебзастосунку із базою даних було використано технологію Entity Framework, авторизацію забезпечено за допомогою JWT Tokens. Розроблено серверну частину веб-застосунку для організації тренувань та дієти мовою програмування C#, з урахуванням принципів об’єктно-орієнтовного програмування SOLID. Під час розробки використано багаторівневу архітектуру для розподілення різних функціональних можливостей між різними модулями серверної частини. Налаштовано зв’язок серверної частини вебзастосунку з базою даних для отримання та збереження інформації. Реалізовано механізм авторизації на JWT-Токенах, що дозволило захистити методи для інтеграції з штучним інтелектом від зловмисників та дало можливість тільки авторизованим користувачам використовувати штучний інтелект для побудови тренувань та дієти. Спроектовано базу даних MSSQL, в якій зберігаються персональні дані користувача, що використовуються для побудови дієти та системи тренувань штучним інтелектом ChatGpt. Запити до бази даних оптимізовані за рахунок використання техніки Eager Loading та запитів Deferred Execution.

АНАЛІЗ МЕТОДІВ ЗНАХОДЖЕННЯ АНОМАЛІЙ У ЗОБРАЖЕННЯХ

Роман Маслій , Володимир Гармаш , Петро Ковальчук , Владислав Кабачій — Sun, 05 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Автоматичне виявлення аномалій має велике значення в промисловості, дистанційному зондуванні та медицині. Важливо мати можливість автоматично обробляти великі обсяги даних для виявлення, наприклад, хімічних об'єктів на багатоспектральних та гіперспектральних супутникових зображеннях, морських мін на сонарних зображеннях бічного зондування, або дефектів у виробничих моніторингових застосуваннях. Автоматичне виявлення аномальних структур на довільних зображеннях стосується задачі пошуку невідповідних шаблонів відносно нормального стану зображення. Це важка задача в комп'ютерному зорі, оскільки не існує чіткого і прямолінійного визначення того, що є нормальним чи не нормальним для даного довільного зображення. Практична важливість проявляється у розробці алгоритмів та моделей, які автоматично можуть виявляти незвичайні або аномальні образи у зображеннях. Проведено аналіз методів знаходження аномалій у зображеннях з точки зору можливості застосування до довільних зображень. Наведена класифікація методів виявлення аномалій за критеріями залучених підходів та моделей що використовуються для моделювання фону. Розглянуті методи, які використовують машинне навчання, такі як однокласовий метод опорних векторів та варіаційний автоенкодер, методи виявлення аномалій на основі найближчих сусідів, на основі кластеризації, статистичне виявлення аномалій, спектральне виявлення аномалій, виявлення аномалій за допомогою інформаційної теорії. Основна увага приділена методам, що класифікують за підходом до моделювання фону. Розглянуто п’ять категорій методів, що моделюють фон, базуючись на функції щільності ймовірносіті, глобальній та локальній однорідності, розрідженості та самоподібністі. Для застосувань виявлення аномалій рекомендовано використовувати методи, у яких модель фону найкраще описує очікуваний фон, на якому відсутні аномалії, оскільки це, як правило, призводить до найкращої ефективності. На основі досліджень було встановлено, що ефективна універсальна модель виявлення аномалій у довільних зображеннях повинна: використовувати лише самоподібну чи розріджену модель фону; обробляти залишкове зображення як стохастичний процес для виявлення аномалій, як аномалій у кольоровому шумі; попередньо обробляти залишкове зображення перед виявленням аномалії.

МЕТОД ТА ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ РАНЖУВАННЯ АЛЬТЕРНАТИВ НА ОСНОВІ ВІЗУАЛЬНИХ ТЕРНАРНИХ ПОРІВНЯНЬ

Володимир Колодний , Валентин Зубко — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Розроблено новий метод та відповідну інформаційну технологію ранжування альтернатив, які базуються на проведенні та подальшому аналізі візуальних тернарних порівнянь і не вимагають від експерта або децидента ніяких числових або вербальних оцінок. Візуальні тернарні порівняння – це розташування трійки альтернатив на полицях переважань за принципом «чим краща альтернатива, тим вище її розташування». Для того, щоб процес виявлення переважань був надійним, наочним та активізував швидку систему інтуїтивного мислення, дециденту або експерту пропонується розташувати пред’явлені альтернативи на екрані комп’ютера згідно з його вподобаннями. Описано подальшу числову інтерпретацію візуальних тернарних порівнянь та способи отримання кардинальних результуючих ранжувань та ординальних результуючих ранжувань всієї множини альтернатив. Для підвищення надійності результатів ранжування було запропоновано використовувати дві різні форми числової інтерпретації візу- альних тернарних порівнянь: за методом рядкових сум (адитивна згортка) і за шкалою Сааті (мультиплікативна згортка). В розроб- леному методі пом’якшується вимога щодо транзитивності переважань, а розширений контекст порівнянь альтернатив статистично згладжує незначні похибки і дозволяє діагностувати грубі помилки. Описано інформаційну технологію ранжування альтернатив на основі візуальних тернарних порівнянь, яка складається з дев’ятьох взаємопов’язаних між собою етапів. Розглянуто приклад за- стосування розробленого методу та інформаційної технології з випадком виявлення і виправлення суперечливих тернарних порівнянь. Розроблений метод та відповідна інформаційна технологія є перспективними для використання в різноманітних галузях, що потребують ранжування альтернатив при якісному і кількісному оцінюванні (прийняття рішень, психологія, педагогіка, ме- неджмент, маркетинг, експертні оцінювання тощо).

ПОКРАЩЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ СТВОРЕННЯ ВЕБ-РЕСУРСІВ

Олександр Борисюк , Антон Сторожук , Олексій Сілагін , Єгор Сілагін — Fri, 31 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Робота присвячена удосконаленню програмно-апаратної технології створення веб-ресурсів на основі платформи WordPress. Ця технологія базується на CMS WordPress та багаточисельних плагінах, як вбудованих в CMS, так і зовнішніх (інтегрованих). Цю технологію також доповнюють універсальні середовища веб-програмування, такі, як ,наприклад Visual Studio Code, з підтримкою JavaScript, PHP та управлінн базами даних на MySQL, контейнеризатор Docker для локального запуску та роботи з проектом, GitHub, як основний інструмент для спільної роботи над проектом і Open Server Panel для розробки і тестування плагінів. Одним із недоліків технології створення веб-ресурсів, заснованій на платформі WordPress, є обмежений функціонал по управлінню роботи з рекламою. Це стало передумовою розробки нового цільового плагіна, що розширює функціональні можливості та автоматизує процеси по управлінню рекламою. В результаті проведеної декомпозиції функціоналу плагіна, створено діаграми класів Front-end та Back-end частин. Діаграми класів визначають самі класи та їх атрибути, методи та взає-мозв’язки між ними. У контексті плагіна це включає класи, що відповідають за обробку реклам-них кампаній, статистику, інтерфейси до бази даних, тощо. Розроблено також діаграми послідовності для Front-end та Back-end частин. Вони відображають послідовність виконання операцій та взаємодію об’єктів у часі. Для обох частин плагіна розроблені також діаграми активностей, що дозволяють візуалізувати послідовність дій та процесів, що відбуваються в різних частинах плагіна, та діаграми станів, які допомагає визначити різні стани та переходи між ними для компонентів плагіна, наприклад, для відстеження стану рекламних кампаній (активна, неактивна, завершена тощо). Це може бути корисним для представлення бізнес-логіки та процесів прийняття рішень.

ОГЛЯД ПИТАННЯ БЕЗПЕЧНОГО ДОСТУПУ ДО РЕСУРСІВ СИСТЕМИ ДОМЕННИХ ІМЕН

Тетяна Коробейнікова , Тарас Федчук — Sun, 05 May 2024 00:00:00 +0300

Анотація. Система доменних імен (DNS) виконує перетворення IP-адреси сервера у доменне ім'я, що дозволяє користувачам отримувати доступ до ресурсів без необхідності запам'ятовувати їх IP-адреси. Цей протокол є невід’ємною частиною сучасного Інтернету. Однак, усі комунікації між клієнтом та сервером відбуваються по незашифрованому каналі, що робить їх вразливими до різних атак, таких як: Spoofing, Eavesdropping, Phishing та інших. Для подолання даної проблеми було розроблено протоколи DNSSEC (DNS Secure), DoT (DNS over TLS) та DNS over HTTPS (DoH). Серед них останній, DoH, найкраще справляється із забезпеченням безпеки DNS-даних. DoH шифрує DNS-трафік між клієнтом та сервером та забезпечує конфіденційність та цілісність даних. Однак це призводить до проблеми у правильному визначенні DoH-трафіку. В даній статті будуть описані засоби дослідження виявлення та аналізу небезпечного DNS-трафіку, що базуються на основі аналізаторів трафіку та методу ML. Запропоную комбіновану методику для подолання загроз та подані порівняльні характеристики протоколів безпеки DNS. Таким чином існує необхідність у застосуванні гібридного методу дослідження шкідливого DNS-трафіку, що базується на комплексному використанні аналізаторів трафіку, машинного навчання та людського досвіду для отримання статистичних даних. Тому ця область досліджень є важливою а також малодослідженою в аспекті безпеки доменних структур. Ціллю даного дослідження є продовження розвитку та вивчення технології DNS за допомогою протоколів шифрування та ідентифікації, а також аналізу шкідливого трафіку з використанням алгоритмів машинного навчання.