Actual problems of automation and information technology (E-Journal) / Актуальні проблеми автоматизації та інформаційних технологій
Not a member yet
254 research outputs found
Sort by
Метод інтелектуального керування часом життя кешу вебсервісів на основі алгоритмів навчання з підкріпленням
Full text linkУ роботі розроблено та досліджено метод адаптивного кешування для високонавантажених вебсервісів на основі навчання з підкріпленням (Reinforcement Learning)[1]. На відміну від класичних реактивних алгоритмів, запропоновано проактивний підхід з використанням алгоритму Q-Learning та розширеного простору дій. Це дозволяє системі динамічно обирати стратегію для кожного об'єкта: від повної відмови у кешуванні (Admission Policy) до довготривалого зберігання. Реалізовано механізми захисту від "гонитви за даними" (Cache Stampede) та стратегію керування пам'яттю через інтеграцію метаданих рішень у життєвий цикл кешу. Експериментально підтверджено, що в умовах складного розподілу трафіку розроблена система на платформі .NET 10 забезпечує суттєве зниження середнього часу відгуку та підвищення коефіцієнта влучань порівняно зі статичними стратегіями. Метод демонструє високу ефективність фільтрації "шумового" трафіку, відсіюючи значну частину неефективних запитів, що дозволяє оптимізувати використання ресурсів серверної інфраструктури[6]
Архітектура biomorphnet для автоматизованої бінарної класифікації патологій серця за рентгенівськими знімками
Full text linkУ роботі представлено нову архітектуру нейронної мережі BioMorphNet, розроблену для автоматизованої класифікації патологій серця за рентгенівськими знімками органів грудної клітки. Актуальність дослідження зумовлена потребою у швидких, доступних та об’єктивних методах діагностики серцево-судинних захворювань, зокрема в умовах обмежених ресурсів медичних закладів. Запропонована модель поєднує класичні згорткові механізми з морфологічними операторами, динамічними Gabor-подібними фільтрами та K-центроїдним механізмом просторової уваги, що забезпечує кращу здатність до виділення контурних, текстурних та структурних патернів, характерних для патологічних змін. У поточній реалізації BioMorphNet виконано класифікацію зображень на два класи – «ішемічні зміни» та «здоровий стан». Архітектура побудована таким чином, щоб бути масштабованою для майбутнього розширення до багатокласової діагностики (до шести класів і більше) без суттєвої модифікації базових модулів. Проведені експерименти демонструють високі показники точності та стійкість моделі до варіативності рентгенівських даних. BioMorphNet може бути використана як основа для систем комп’ютерної діагностики та інтегрована в медичні інформаційні системи для підтримки роботи лікаря-рентгенолога
Метод імпутування пропусків у бінарних даних
Full text linkУ статті розглянуто проблему обробки даних з пропусками, яка є актуальною для статистичного аналізу в різних галузях. Традиційні методи імпутації пропусків часто призводять до системних помилок, спотворення результатів та втрати статистичної значущості. Наведено аналіз існуючих підходів та вказано їхні обмеження, особливо в умовах невипадкових пропусків (NMAR). Основну увагу приділено розробці ефективного алгоритму відновлення відсутніх значень у бінарних даних на основі групових особливостей джерел інформації. Запропоновано метод, який базується на аналізі однорідних груп джерел даних та використанні критерію частоти збігів для визначення найімовірнішого значення пропуску. Метод продемонстровано на практичному прикладі оцінки купівельного попиту за шістьма критеріями, де пропуски заповнюються з урахуванням максимальної відповідності з існуючими даними. Переваги підходу включають збереження структури даних, простоту реалізації та зменшення суб’єктивності. Обмеження стосуються залежності від однорідності груп джерел інформації
Аналіз сучасних точних методів та алгоритмічних інновацій для розв’язання задачі маршрутизації транспортних засобів
Full text linkПроведено комплексний аналіз розвитку точних методів розв’язання задачі маршрутизації транспортних засобів з обмеженнями на вантажопідйомність. Детально розглянуто еволюцію підходів від класичних методів Branch-and-Bound до сучасних гібридних алгоритмів типу Branch-Price-and-Cut, що поєднують генерацію стовпців із поліедральними відсіченнями. Основну увагу приділено методам подолання обчислювальних бар’єрів, зокрема оптимізації розв’язання підзадачі ціноутворення через релаксацію простору станів та вдосконалені алгоритми маркування. Проаналізовано новітні стратегії редукції графа, а також перспективи прискорення обчислень із залученням гетерогенних архітектур та методів машинного навчання
Accuracy evaluation of internal clustering validity indices for determining the optimal number of feature groups
Full text linkThis study aims to conduct a comparative analysis of 13 well-known internal clustering validity indices with respect to their ability to correctly identify the optimal number of feature groups. Additionally, two modifications based on left and right first-order finite differences were examined for each considered index. Feature grouping was performed by clustering a matrix of absolute pairwise correlations using the agglomerative algorithm with average linkage. Experiments were conducted on eight collections, each consisting of 1000 test datasets with varying feature cluster structures. The proposed data generation algorithm allows the creation of datasets in which features form clusters of varying sizes and internal correlations. The study was conducted in Python within the JupyterLab environment, utilizing the ClusterValid, scikit-learn, scipy, numpy and pandas libraries. The results demonstrated the advantage of the proposed modifications over the original indices in a number of cases. Weaknesses of popular indices were identified, and suitable alternatives were highlighted
Дослідження використання ші в життєвому циклі розробки програмного забезпечення
Full text linkЦей огляд досліджує інтеграцію інструментів штучного інтелекту (ШІ) у життєвий цикл розробки програмного забезпечення (ЖЦРПЗ), акцентуючи увагу на досягненнях та викликах 2020 –2025 років. Технології ШІ, зокрема машинне навчання, обробка природної мови та генеративний ШІ, трансформували етапи ЖЦРПЗ: від збору вимог до тестування та розгортання. Ключові висновки свідчать про значне підвищення продуктивності розробників та якості коду завдяки генерації коду та автоматизованому тестуванню. Однак, огляд також підкреслює критичні проблеми, пов'язані зі співпрацею людини та штучного інтелекту, пояснювальною здібністю та етичними міркуваннями. Інструменти штучного інтелекту є найефективнішими, коли використовуються як технології доповнення, а не як повна заміна людського досвіду. Виявлено прогалини в дослідженнях: необхідність довгострокових досліджень впливу ШІ, стандартизованих систем оцінювання та аналізу впливу на підтримку та еволюцію програмного забезпечення. Майбутні дослідження повинні зосередитися на усуненні цих прогалин, удосконаленні методологій та співпраці між галуззю та академічними колами
Побудова правил експертної системи для аналізу задач контактної механіки
Full text linkУ статті представлено концепцію створення експертної системи та побудови внутрішніх правил для автоматизованого аналізу контактної взаємодії жорсткого штампа з пружним півпростором, зокрема формування зон зчеплення, ковзання (тертя) та відриву. Актуальність роботи зумовлена сучасними викликами механіки контактних взаємодій, що характеризуються багатофакторністю, нелінійністю та високою чутливістю до початкових умов, а також потребою у переході до цифрових інженерних технологій. Запропонована експертна система інтегрує онтологічні моделі, продукційні правила, результати числового моделювання та алгоритми логічного виведення, забезпечуючи формалізоване визначення зон зчеплення, ковзання та відриву. Інформаційну базу системи сформовано на основі результатів багатьох скінченно‑елементних розрахунків, виконаних у програмному середовищі ANSYS. Отримані дані подано у вигляді структурованих масивів, що містять розподіли контактних напружень та переміщень для штампів різної геометричної конфігурації. Для автоматизованого обміну даними між ANSYS та модулем логічного аналізу створено спеціальний додаток, який забезпечує вилучення геометричних, фізико-механічних та розрахункових параметрів. У Python-орієнтованому модулі логічного виведення ці дані трансформуються у фактові структури, що активують відповідні правила визначення типів контактних зон. Система підтримує як чіткі, так і нечіткі продукційні правила, що дозволяє враховувати невизначеність даних та складність багатофакторних процесів. Особливу увагу приділено алгоритмам визначення меж зон контактної взаємодії для штампів складної форми, де перехід між режимами може бути сегментованим. Розроблена архітектура забезпечує масштабованість, можливість розширення бази знань та інтеграцію з цифровими інженерними платформами. Таким чином, запропонована експертна система може знайти застосування в машинобудуванні та інших технічних напрямах
Аналіз поведінки великих мовних моделей gpt-3.5, gpt-4 та gpt-5 при генерації відповідей
Full text linkУ статті представлено результати дослідження поведінки великих мовних моделей (LLM) GPT-3.5, GPT-4 та GPT-5 у завданнях генерації структурованих відповідей, зокрема у форматі JSON. У ході експериментів було виявлено типові недоліки, повʼязані з некоректною генерацією синтаксису, помилками в послідовній нумерації, пропусками обов’язкових елементів, а також спотворенням спеціальних символів. Особливу увагу приділено явищу, коли модель замінює escape-послідовності, наприклад \n, на некоректні символи, що може порушити логіку роботи програми. Проведено порівняльний аналіз трьох версій моделей, на основі якого встановлено, що GPT-5 забезпечує найвищу стабільність, однак усе ще схильна до поодиноких помилок у довгих запитах або при генерації великих обсягів даних. Отримані результати можуть бути використані для формування вимог до пост-обробки даних, перевірки валідності та вдосконалення промпт-стратегій
Моделювання процесу рецензування коду в агентно-орієнтованих симуляціях розробки модульного програмного забезпечення
Full text linkВ даній статті проаналізовані останні дослідження процесу рецензування програмного коду та запропонований підхід для його моделювання в агентно-орієнтованих симуляціях розробки модульного програмного забезпечення для подальшого вивчення впливу різних типів архітектури програмних систем на продуктивність їх розробки, а також визначені необхідні додаткові параметри симуляційної моделі. При дослідженні підходу до моделювання процесу рецензування програмного коду враховані особливості впливу модульної організації кодової бази та різних видів власності коду на розподіл запитів рецензування поміж розробниками та зв’язок попередньої експертизи в певних областях вихідного коду на якість і швидкість рецензування вхідних змін. Виявлено залежність часу рецензування від об’єму зміненого коду та запропоновано підхід до розрахунку необхідних витрат часу в програмних симуляціях процесу розробки модульного програмного забезпечення в залежності від кількості змінених рядків програмного коду. Запропоновано включення в симуляційну модель таких додаткових аспектів як втома та нудьга розробників від надмірного рецензування внесених змін, час на перемикання контексту і вибір найімовірніших моментів для перемикання, а також врахування робочого часу в різних часових поясах для географічно розподілених команд розробки. Запропоновано механізм розрахунку ймовірності повернення коду на доопрацювання на кожній ітерації рецензування в комбінації з окремими підпроцесами рецензування змін до кожного окремого модуля програмної системи власником відповідної частини кодової бази. Результати дослідження можуть бути використані для моделювання процесу рецензування програмного коду в агентно-орієнтованих симуляціях розробки програмного забезпечення як з модульною організацією кодової бази, так і з монолітною
Differentially driven wheeled robot constructed using lego mindstorms components
Full text linkA rapidly expanding trend in contemporary technology is the design of mobile robots. Their application in a wide range of human activities makes them highly appealing engineering systems in addition to their many intriguing theoretical facets pertaining to kinematics, intelligent behavior, and autonomy. The line following robot is a common example (LFR). A LFR must exhibit superior line tracking control in order to operate efficiently. High precision color sensor systems and control algorithms that are accurate and responsive are used to accomplish this. In this paper, a system is proposed to demonstrate that moderately simple digital control algorithms can achieve good line tracking performance. The platform is a wheeled robot with differential drive that was built with Lego Mindstorms parts. With MATLAB Simulink, the simulation models are displayed and examined. EV3 Software serves as the primary programming environment