PROBLEMS IN PROGRAMMING
Not a member yet
761 research outputs found
Sort by
Про один підхід до автоматичного створення формальних запитів до онтологічних баз знань
Get PDFThe article develops an approach that includes the analysis of short natural language messages in Ukrainian and the automatic generation of queries in SPARQL and Cypher based on them. The Apache Jena Fuseki server is used as a SPARQL query processing tool, and the Neo4J graph database is used as a data warehouse or ontological knowledge base. The latter is the most common open source database, highperformance and well-scalable, i.e., capable of working with large amounts of data. In addition, approaches to building formal queries based on natural language queries for Cypher are little known and require further development. The approach is based on the fact that a user's natural language query is subjected to a series of sequential checks. Their results determine the set of semantic types expressed in the phrase (natural language query) and the corresponding concepts that define them. The result of these checks is a set of four values – the codes of the check results, as well as the subjects and predicates, if present. This information is enough to select a set of basic templates for formal queries. Based on the results of such basic checks, the main basic templates for generating the final request are created. The proposed approach has a basic query template aimed at obtaining information of a certain type in a given form, as well as additional modifier templates that optionally construct query strings in the corresponding blocks of the main query by introducing additional conditions. The article describes the process of automatic generation of SPARQL queries to a contextual ontology using the example of a knowledge base of medical articles from peer-reviewed open access journals. The peculiarity of the approach is that the formal query is automatically built from blocks of templates (main and auxiliary), which are customizable in accordance with certain semantic categories present in the analyzed text and the entities that specify them.Prombles in programming 2024; 2-3: 326-333Пропонований у статті підхід передбачає аналіз коротких природномовних повідомлень, поданих українською мовою, та автоматичне формування на їхній основі запитів мовами SPARQL і Cypher. Як засіб оброблення SPARQL-запитів слугує сервер Apache Jena Fuseki, а сховища даних або онтологічної бази знань – графова база даних Neo4J. Остання є найпоширенішою базою даних із відкритим вихідним кодом, високопродуктивною і добре масштабованою, тобто здатною працювати з великими обсягами даних. Крім того підходи до побудови формальних запитів на базі природномовних запитів для мови Cypher маловідомі і потребують подальшої розробки. Підхід базується на тому, що природномовний запит користувача піддається низці послідовних перевірок. Їх результати визначають набір семантичних типів, виражених у фразі (природномовного запиту), та відповідні поняття, що їх визначають. Результатом вказаних перевірок є набір чотирьох значень – кодів результатів перевірок, а також підметів і присудків, якщо вони присутні. Цієї інформації достатньо для вибору набору базових шаблонів для формальних запитів. За результатами таких базових перевірок створюються основні базові шаблони для формування прикінцевого запиту. У запропонованому підході є базовий шаблон запиту, спрямований на отримання інформації певного типу у заданій формі, а також додаткові шаблони-модифікатори, які опціонально конструюють рядки запиту у відповідних блоках основного запиту, вводячи додаткові умови. Описано процес автоматичної генерації SPARQL-запитів до контекстної онтології на прикладі бази знань медичних статей з рецензованих журналів з відкритим доступом. Особливість підходу полягає у тому, що формальний запит автоматично будується із блоків шаблонів (основних і допоміжних), які налаштовуються, відповідно до визначених семантичних категорій, присутніх в аналізованому тексті, та сутностей, що їх конкретизують.Prombles in programming 2024; 2-3: 326-33
Відеовізуалізація процесу налагодження
Get PDFOne of the current trends in education is microlearning, which involves the use of short videos in the learning process. Microlearning has a number of advantages, including the fact that this approach is more student-centered, aims to increase the level of knowledge assimilation, requires less time for learning, and allows learning anytime and anywhere. In previous works, the authors have developed a constructive production model and corresponding software for tracking programmer's actions during the preparation of program text and debugging in the Visual Studio development environment. This article presents an extension of these software tools. Based on the collected information in the log files about the program debugging processes, their visualization is performed, which reproduces the sequence of actions during the original debugging process. The goal is to increase the efficiency and effectiveness of programming education. The video-based visualization demonstrates the programmer's work on preparing and correcting the code during debugging and is synchronized with the time stamps in the log files only during periods of activity. Comments are overlaid on the video, providing explanations and suggestions for improving the debugging process. Comments help to understand the rationale for specific actions taken during debugging and provide guidance on how to improve processes or use alternative approaches. The benefit of visualization for the teacher is the ability to: analyze the debugging process of a particular student, identify typical mistakes of a particular group of students, adjust the teaching process accordingly, and provide targeted assistance in improving debugging skills. Benefits for the student: the ability to analyze your own work, develop critical thinking on how to improve it, and receive timely assistance from the teacher.Prombles in programming 2024; 2-3: 426-433 Одним із сучасних трендів в освіті є мікронавчання, яке передбачає використання коротких відеороликів у навчальному процесі. Мікронавчання має низку переваг, серед яких те, що цей підхід більш орієнтований на студента, спрямований на підвищення рівня засвоєння знань, вимагає менше часу на навчання, дає можливість навчатися в будь-який час і в будь-якому місці. У попередніх роботах авторами розроблена конструктивно-продукційна модель і відповідне програмне забезпечення, щодо відстеження дій програміста під час підготовки тексту програми та налагодження в середовищі розробки Visual Studio. У даній роботі представлений розвиток цих програмних засобів. На основі зібраної інформації у файлах логів щодо процесів налагодження програм виконується їхня візуалізація, яка відтворює послідовність дій під час оригінального процесу налагодження. Метою є підвищення ефективності та результативності навчання програмуванню. Відеовізуалізація демонструє роботу програміста з підготовки та коригування коду під час налагодження, та синхронізована з часовими мітками у файлах логів лише у періоди активності. Виконується накладання коментарів на відео, де надаються пояснення та пропозиції щодо покращення процесу налагодження. Коментарі допомагають зрозуміти обґрунтування конкретних дій, виконаних під час налагодження, та надають вказівки щодо покращення процесів або використання альтернативних підходів. Користь візуалізації для викладача полягає у можливості: аналізу процесу налагодження конкретного студента, виявленні типових помилок конкретної групи студентів, коригування процесу навчання та допомоги в удосконаленні навичок налагодження. Користь для студента: можливість аналізу своєї роботи, розвиток критичного мислення щодо її удосконалення, можливість отримання своєчасної допомоги від викладача.Prombles in programming 2024; 2-3: 426-43
Особливості обробки та збереження даних за допомогою віртуальної файлової системи
Get PDFThe work developed and considered a software system aimed at creating a virtual file system (VFS) based on FUSE, which provides a convenient and flexible interface for interacting with the file structure. The main goal of this project is to speed up file processing by customizing file system operations and creating a tool that allows users to easily manipulate the virtual file structure using a console interface. The development is intended for data processing and storage on operating systems of the Unix family. The functional tasks of the software system are focused on creating a virtual file system (VFS) based on FUSE with the aim of providing users with a convenient interface for interacting with the file structure. The main goal is to provide functionality for creating and deleting objects, obtaining detailed information about file attributes, reading and writing file contents, working with symbolic links, and navigating and interacting with directories. This includes the ability to create new files and directories, delete objects, get detailed information about file attributes, read and edit their contents, and work with symbolic links. The further goal is to create a convenient and functional tool for users, which can be used for conducting experiments, training or solving specific tasks, while providing flexibility and efficiency of interaction with the FUSE-based file system through the console interface.Prombles in programming 2024; 2-3: 334-342В роботі було розроблено та розглянуто програмну систему, спрямовану на створення віртуальної файлової системи (ВФС) на основі FUSE, яка надає зручний та гнучкий інтерфейс для взаємодії з файловою структурою. Основною метою цього проєкту є пришвидшення обробки файлів за допомогою кастомізації операцій файлової системи та створення інструменту, який дозволяє користувачам легко маніпулювати віртуальною файловою структурою, використовуючи консольний інтерфейс. Розробка призначена для обробки та збереження даних на операційних системах сімейства Unix. Функціональні завдання програмної системи сфокусовані на створенні віртуальної файлової системи (ВФС) на основі FUSE з метою надання користувачам зручного інтерфейсу для взаємодії з файловою структурою. Головною метою є забезпечення функціональних можливостей для створення та видалення об’єктів, отримання детальної інформації про атрибути файлів, читання та запису вмісту файлів, роботи із символьними посиланнями, а також навігації та взаємодії з директоріями. Це включає в себе можливість створення нових файлів та директорій, видалення об’єктів, отримання детальної інформації про атрибути файлів, читання та редагування їх вмісту, а також роботу із символьними посиланнями. Подальшою метою є створення зручного та функціонального інструменту для користувачів, який може бути використаний для проведення експериментів, навчання або вирішення конкретних завдань, забезпечуючи гнучкість та ефективність взаємодії з файловою системою на основі FUSE через консольний інтерфейс.Prombles in programming 2024; 2-3: 334-342
Development of the intelligent control system of an unmanned car
Get PDFThis study delves into creating an intelligent control system for self-driving vehicles, utilizing cutting-edge machine learning methods. Central to our approach is the NeuroEvolution of Augmenting Topologies (NEAT) algorithm, implemented in the Python programming language. NEAT plays a pivotal role in refining artificial neural networks, enabling autonomous cars to navigate diverse road conditions independently. Through rigorous experimentation, we demonstrate NEAT's capability to automate self-driving operations, ensuring adaptability to various driving scenarios. The result of the research is the development of a complex system proficient in autonomously navigating a variety of race tracks. NEAT's dynamic neural network structures help the vehicle learn quickly.The Python language is quite convenient for implementing such tasks thanks to a large number of libraries. Integration with Pygame equips the system with essential tools for graphics rendering and interaction. Iterative cycles of training and refinement significantly enhance the system's performance and adaptability. Neural networks adeptly learn to navigate tracks, maintain optimal speeds, avoid collisions, and tackle diverse racing challenges. This project demonstrates NEAT's capability, alongside Python and Pygame integration, in crafting intelligent control systems for self-driving cars. This holds promise for further development in autonomous driving technology, aiming to handle more intricate scenarios and seamlessly integrate with real-world hardware. In essence, the successful deployment of an intelligent control system for unmanned vehicles based on NEAT demonstrates the efficacy of evolutionary algorithms in tackling complex control problems. This sets the stage for further research and refinement in unmanned driving, fostering the development of safer and more efficient transportation systems.Prombles in programming 2024; 2-3: 375-383Ця робота присвячена створенню інтелектуальної системи керування безпілотними транспортними засобами з використанням передових методів та підходів машинного навчання. Центральним елементом цього підходу є алгоритм NeuroEvolution of Augmenting Topologies (NEAT), реалізований мовою програмування Python. NEAT відіграє ключову роль у вдосконаленні штучних нейронних мереж, що дозволяє автономним автомобілям самостійно орієнтуватися в різноманітних дорожніх умовах. Здійснення ретельних експериментів довело здатність NEAT автоматизувати роботу самокерованого водіння, забезпечуючи адаптивність до різних сценаріїв. Результатом дослідження стала розробка складної системи, здатної автономно орієнтуватися на різних гоночних трасах. Динамічні структури нейронних мереж NEAT допомагають автомобілю швидко вчитись. Мова Python достатньо зручна для реалізації таких задач завдяки великій кількості різноманітних бібліотек. А інтеграція із Pygame забезпечує систему необхідними інструментами для рендерингу та взаємодії з графікою. Ітеративні цикли навчання та вдосконалення значно підвищують продуктивність та адаптивність системи. Нейронні мережі успішно навчаються орієнтуватися на трасі, підтримувати оптимальну швидкість, уникати зіткнень та вирішувати різноманітні гоночні завдання. Цей проєкт підкреслює можливості NEAT, поряд з інтеграцією Python та Pygame, у створенні інтелектуальних систем керування для безпілотних автомобілів. Він є перспективним для подальшого розвитку технології автономного водіння, спрямованої на обробку більш складних сценаріїв і безперешкодну інтеграцію з реальним обладнанням. Успішне розгортання інтелектуальної системи управління безпілотними автомобілями на основі NEAT демонструє ефективність еволюційних алгоритмів у вирішенні складних проблем управління. Це створює підґрунтя для подальших досліджень і вдосконалення безпілотного водіння, сприяючи розвитку безпечніших і ефективніших транспортних систем.Prombles in programming 2024; 2-3: 375-38
Розробка алгоритму локальної навігації зграї сільськогосподарських БПЛА під час руху рою
No full textEvery year, the scope of unmanned aerial vehicles use is growing, and the amount of such applications is expanding. To enhance efficiency, the focus of development is shifting from individual unmanned aerial vehicles to utilizing swarms for various applications such as agricultural surveys, irrigation, etc. The purpose of this work is to develop an algorithm for building a local positioning system for a swarm of unmanned aerial vehicles to maintain a stable structure during the swarm movement while performing its tasks in two-dimensional and three-dimensional settings. At the same time, it should be assumed that the swarm is controlled by one operator, regardless of the number of swarm elements. An additional limitation of the developed algorithm should be the prevention of potential collisions of unmanned aerial vehicles during aerial maneuvers. As part of the work, the task of forming and maintaining the structure and configuration of an agricultural unmanned aerial vehicles flock in two-dimensional and three-dimensional settings was set. The formalization of the given task has been completed. Considered possible methods of mapping the graph formed by an unmanned aerial vehicles swarm into two-dimensional Euclidean space by the forming a basic triangle method to create a relative coordinate system. To determine the coordinates of the remaining graph vertices on the plane and correspondingly increase the accuracy of local positioning, the multilateration method is used. Considered simplified options – application of the trilateration and triangulation algorithms. For the problem in a three-dimensional setting, the possibility of applying the multidimensional scaling algorithm using the methods of multidimensional scaling/reduction of dimensions is considered. The developed practical implementation of the created algorithm showed its efficiency during practical experiments, allowing to determine the local positioning of elements of a swarm containing from three to twenty elements.Prombles in programming 2024; 2-3: 155-162З кожним роком зростають обсяги застосування безпілотних літальних апаратів та розширюються сфери такого застосування. Водночас поступово акцент зміщується від застосування окремих безпі=лотних літальних апаратів до використання роїв безпілотних літальних апаратів, оскільки для багатьох задач (наприклад, обстеження сільськогосподарських ділянок, зрошення і т.д.) це є ефективнішим, ніж застосування окремих безпілотних літальних апаратів. Метою даної роботи є розробка алгоритму побудови системи локального позиціювання рою безпілотних літальних апаратів для утримання сталої структури під час руху рою впродовж виконання ним поставлених задач в двовимірній та тривимірній постановках. Однак слід вважати, що роєм керує один оператор, незважаючи на кількість елементів рою. Додатковим обмеженням розробленого алгоритму має бути запобігання потенційних зіткнень безпілотних літальних апаратів під час повітряних маневрів. У рамках виконання роботи поставлено задачу формування та підтримання структури та конфігурації зграї сільськогосподарських безпілотних літальних апаратів у двовимірній та тривимірній постановках. Виконано формалізацію поставленої задачі. Розглянуті можливі методи відображення графа, що утворюється роєм безпілотних літальних апаратів, у двовимірний Евклідів простір методом формування базового трикутника для створення відносної системи координат. Для визначення координат решти вершин графа на площині та відповідного підвищення точності локального позиціювання застосований метод мультилатерації. Розглянуті спрощені варіанти – застосування алгоритму трилатерації та триангуляції. тановці розглянуто можливість застосування алгоритму багатовимірного масштабування з використанням методів багатовимірного масштабування/скорочення вимірів. Розроблена практична реалізація створеного алгоритму показала свою працездатність під час проведення практичних експериментів, дозволяючи визначити локальне позиціювання елементів рою, що містить від трьох до двадцяти елементів.Prombles in programming 2024; 2-3: 155-162
Комп’ютерне моделювання процесів дифузійного транспорту в багатошарових наноплівках
Get PDFThe difficulties associated with studying diffusion in multilayer films require the progress of contemporar y modeling methods and software platforms to precisely represent phenomena, taking into account transitions between adjacent layers. In addition to the indispensable role of advanced modeling techniques and software in solving the problems of studying diffusion in multilayer films, it is extremely important to admit the key contribution of sophisticated computational approaches. In this paper, the authors attempt to merge intricate mathematical models with optimal software development methodologies to address the challenge of simulating diffusion transport processes in multilayer nanofilms computationally. Based on the experimental findings and employing the suggested model, identification was conducted utilizing the theory of state control for multicomponent systems. With the help of methods of optimal control of the state of multicomponent transport systems, the analytical solution of the model and the data of experimental observations, the distributions of diffusion coefficients for the considered components of nanofilms (samples of aluminum, molybdenum, silicon) were reproduced. Numerical simulation results were compared with experimental observations. The profiles obtained from the modeling closely match the corresponding experimental profiles, especially as the duration of multilayer formation converges to the final stages of completing the protective nanofilm multilayer formation. The maximum observed deviation does not exceed 2–3%, confirming the reliability of the mathematical model and demonstrating the practical value of the results provided. A software framework is developed for the automation of the specified calculations with the possibility of extension to other subject areas with similar tasks of identifying the key factors of the process and further numerical modeling of the time-space characteristics using the obtained results.Prombles in programming 2024; 2-3: 62-68 Проблеми, пов’язані з дослідженням дифузії в багатошарових плівках, вимагають удосконалення сучасних методів моделювання та програмного забезпечення для точного зображення явищ, враховуючи переходи між сусідніми шарами. На додаток до незамінної ролі передових методів моделювання та програмного забезпечення у розв’язанні проблем вивчення дифузії в багатошарових плівках, надзвичайно важливо визнати ключовий внесок складних обчислювальних підходів. У цій роботі автори зробили спробу поєднати складні математичні моделі з передовим досвідом розробки програмного забезпечення для розв’язання задачі комп’ютерного моделювання процесів дифузійного транспорту в багатошарових наноплівках. За результатами експериментальних даних та з використанням запропонованої моделі проведено ідентифікацію з використанням теорії контролю стану багатокомпонентних систем. За допомогою методів оптимального керування станом багатокомпонентних транспортних систем, аналітичного рішення моделі та даних експериментальних спостережень відтворено розподіли коефіцієнтів дифузії для розглянутих складових компонентів наноплівок (зразків алюмінію, молібдену, кремнію). Результати чисельного моделювання порівнюються з експериментальними спостереженнями, що відображають вміст зразка. Профілі, отримані в результаті моделювання, тісно збігаються з відповідними експериментальними профілями, особливо коли тривалість багатошарового утворення наближається до остаточного періоду завершення утворення захисної наноплівки. Максимальне спостережене відхилення не перевищує 2–3 %, що підтверджує надійність математичної моделі та вказує на практичну корисність отриманих результатів. Розроблено програмний інструментарій для автоматизації зазначених розрахунків з можливістю поширення на інші предметні області зі схожими завданнями ідентифікації ключових факторів процесу. Створено базу для подальшого чисельного моделювання часо-просторових характеристик з використанням отриманих результатів.Prombles in programming 2024; 2-3: 62-6
Вбудування сімейства логічних мов із можливостями перепрограмування монадичної уніфікації в SCALA
Get PDFThe paper proposes a framework for embedding logic programming and constraint programming methods in Scala by building a logical object-oriented language around the unification of typed logic based on monads. Two types of API are considered — high-level for language embeddings and low-level for organization of the bidirectional flow of data during the execution of logic programs. Differences in the capabilities of logical mechanisms can be expressed as subclasses of the class of unification monad types. This design makes it possible to share the implementation of custom unification between different frameworks and to use other languages’ embeddings in Scala from the declarative side. The monadic API provides the application developer with a simple and intuitive tool to implement custom logic within the unification. Our frameworks provide a clear representation of logical deduction: Scala code is only used for ad hoc unification. But the overall goal execution is an external interpretation that can implement different strategies. This design provides modularity and good integration with the rest of the ecosystem.Prombles in programming 2024; 1: 3-11У статті запропонована структура для вбудовування методів логічного програмування та програмування в обмеженнях у мову Scala шляхом побудови логічної предметно-орієнтованої мови навколо уніфікації типізованої логіки на основі монад. Відмінності в можливостях логічних механізмів можна виразити як підкласи монади уніфікації. Такий спосіб дає змогу генерувати одну реалізацію налаштовуваної уніфікації для вбудовування різних логічних систем у Scala та використовувати вбудовані сторонні проблемно-орієнтовані мови у логічних виразах. Монадичний прикладний програмний інтерфейс надає розробнику програми простий та інтуїтивно зрозумілий інструмент для реалізації власної логіки всередині уніфікації.Prombles in programming 2024; 1: 3-1
Семантичні технології як інструмент інформаційного забезпечення професіоналізації андрагогів
Get PDFThe article substantiates the expediency of using semantic technologies as a tool for professionalization of andragogues. Authors determine the basic preconditions that have an influence on the effectiveness of information support for the training and professional activity of andragogues. The clarity of the terminological apparatus in the field of learning and education of adults provides the basis for the further development of a formal model scheme of this subject area that interoperably fixes the various relations between concepts at the level of semantics. The online repository of relevant information resources that supports semantic structuring and unified integration of content provides convenient access to knowledge in the subject area. The availability of an appropriate set of advisory and retrieval services provides personalized information support for the training of andragogues using the content of this repository. The authors proposed the AndraMedia advisory system that is intended for process of informational support of the professionalization of andragogues. It ensures the integration with other intelligent advisory systems, open educational resources, online encyclopedias, ontologies, consulting chatbots and various external knowledge bases. AndraMedia is based on the Semantic Web standards of knowledge representation and processing. Ontological model of AndraMedia system formalizes the relations between the main objects and subjects of the domain of andragogues professional training. The use of pertinent ontologies provides an unambiguous interpretation of the semantics of information resources and their integration with semantically enhanced wiki technologies used to structure content and to search it at the semantic level. The software implementation of the repository is based on MediaWiki and its SemanticMediaWiki plugin. Prombles in programming 2024; 2-3: 441-448У статті обґрунтовано доцільність застосування семантичних технологій як інструменту інформаційного забезпечення професіоналізації андрагогів. Визначено базові передумови ефективності інформаційного забезпечення підготовки і професійної діяльності андрагогів. Чіткість термінологічного апарату в сфері навчання та освіти дорослих створює підґрунтя подальшої розробки схеми формальної моделі цієї предметної області, що інтероперабельно фіксує взаємозв’язки між поняттями на рівні семантики. Онлайновий репозиторій релевантних інформаційних ресурсів, що підтримує семантичне структурування та уніфіковану інтеграцію контенту, забезпечує зручний доступ до знань предметної області. Наявність відповідного набору дорадчих і пошукових сервісів підтримує персоніфіковане інформаційне забезпечення підготовки андрагогів з використанням контенту такого репозиторію. Авторами запропоновано дорадчу систему AndraMedia, призначену для інформаційної підтримки процесу професіоналізації андрагогів. Ця система забезпечує інтеграцію з іншими інтелектуальними дорадчими системами, відкритими освітніми ресурсами, інтелектуальними аналітичними сервісами, онлайновими енциклопедіями, консультуючими чат-ботами і різноманітними зовнішніми базами знань та онтологіями. AndraMedia базується на стандартах подання та обробки знань Semantic Web. Онтологічна модель бази знань системи AndraMedia формалізує відношення між основними об’єктами та суб’єктами предметної області. Застосування онтологій забезпечує однозначну інтерпретацію семантики інформаційних ресурсів та їх інтеграцію з семантично розширеними вікітехнологіями, що застосовуються для структурування контенту та пошуку у ньому на змістовному рівні. Програмна реалізація репозиторію базується на MediaWiki та його семантичному плагіні SemanticMediaWiki.Prombles in programming 2024; 2-3: 441-44
Модифікована модель агрегованої мертвої зони на прикладах переносу радіонуклідів у природних гідродинамічних системах
Get PDFThis paper presents the results obtained during a detailed study of the aggregate dead zone model designed to describe the longitudinal transport and dispersion of dissolved substances in a channel flow. This model is based on a new approach to the description of advection and dispersion, which allows to adequately reproduce the concentrations of solutes observed in natural hydrodynamic systems with a high degree of accuracy. Instead of modelling the dissolved solute concentration continuously in both distance and time along the watercourse, the aggregate dead zone model uses a black box approach and considers the concentration at the chamber outlet (from the aggregate dead zone) as a function of the concentration at the chamber inlet and the current time. This approach significantly reduces the computational time and reduces the requirements for the amount of initial and boundary data. The mathematical apparatus of the extended model of the aggregated dead zone is presented, designed to analyse the transport of non-conservative radioactive contamination in real water bodies, taking into account the possible interaction of the radionuclide with suspended sediments and a layer of bottom sediments. The equations of the proposed model are a system of ordinary differential equations with a delayed argument. The results of modelling the distribution of 3 H as a result of releases from 14 nuclear reactors in the Russian section of the Loire River for six months with an hourly discreteness are presented. The results of modelling the propagation of sudden 90Sr releases in the Kyiv reservoir, which occurred in 1999 as a result of the Chornobyl disaster, are presented. The modelling was carried out with a daily discreteness. A comparison of the obtained model values of radionuclide concentrations and measurement data was carried out. The proposed model has a comparative simplicity, much lower requirements for the amount of initial and boundary data, and very little time required for calculations.Prombles in programming 2024; 2-3: 45-52У роботі представлено результати, отримані під час детального дослідження моделі агрегованої мертвої зони, призначеної для опису поздовжнього перенесення і розсіювання розчинених речовин у русловому потоці. Ця модель ґрунтується на новому підході до опису адвекції та дисперсії, який дає змогу адекватно відтворювати спостережувані у природних гідродинамічних системах концентрації розчинених речовин із високим ступенем точності. Замість того, щоб моделювати концентрацію розчиненої речовини безперервно як за відстанню, так і за часом уздовж водотоку, модель агрегованої мертвої зони використовує підхід "чорної скриньки" і розглядає концентрацію на виході камери (з агрегованої мертвої зони) як функцію концентрації на вході камери та поточного часу. Такий підхід значно скорочує час обчислень і зменшує вимоги до обсягу вихідних і граничних даних. Наведено математичний апарат розширеної моделі агрегованої мертвої зони, призначеної для аналізу транспортування неконсервативного радіоактивного забруднення в реальних водних об'єктах, з урахуванням можливої взаємодії радіонукліда зі зваженими намулами і шаром донних відкладень. Рівняння запропонованої моделі складають систему звичайних диференційних рівнянь із запізнілим аргументом. Показано результати моделювання поширення 3 H в результаті викидів від 14 ядерних реакторів у русловій ділянці р. Луара протягом півроку із щогодинною дискретністю. Наведено результати моделювання розповсюдження різких викидів 90 Sr у Київському водосховищі, що мали місце в 1999 р. внаслідок Чорнобильської катастрофи. Моделювання виконано з добовою дискретністю. Проведено порівняння отриманих модельних значень концентрацій радіонуклідів і даних вимірювань. Запропонована модель має порівняльну простоту, значно менші вимоги до кількості початкових і граничних даних, дуже короткий час, необхідний для проведення розрахунків.Prombles in programming 2024; 2-3: 45-5
Задача розподілу і об'єднання дискретних потоків кореспонденцій в окремих зонах ієрархічної комунікаційної мережі
Get PDFThe article is devoted to the study of the subproblem of distribution and merging of correspondence flows in separate zones of the backbone network, which arises when solving the general problem of optimizing the hierarchical structure of a multicommodity communication network with discrete flows and parameters. In a multicommodity network, each node can exchange correspondence (products, goods, cargo, messages) with other nodes. Correspondence is characterized by a source node, a drain node and a value, which for transport networks is given by the number of packaged goods in a package of a unified size, and for data transmission networks – by the number of bytes, kilobytes, etc. In the backbone network, all correspondence is transported in vehicles in transport units of a given size (capacity, volume) or transmitted via communication channels. The size of a transport block is measured by the number of units of correspondence that fit into it (for example, 40 packaged goods, 100 gigabytes). All trunk nodes are sorting centers in which correspondence is first sorted by destination addresses (nodes) and then packed as consolidated correspondence into transport blocks. Since the size of individual correspondence is much smaller than the size of the transport block, they can be combined (packed) with correspondence with other destination addresses several times and in different nodes during sorting. There are three levels of hierarchy in the network – backbone, zonal and internal and four types of nodes – trunk nodes of the first, second and third types, forming the backbone and zonal levels of the network and nodes of the fourth type, which are subordinate to each trunk node and form internal levels of the network. Node types differ from each other in functionality. The main task of the study is to develop a mathematical model and algorithms for solving the subproblem of optimizing the distribution and merging (sorting) of correspondence flows at the zonal levels of the network. It is shown that it can be formulated as a linear programming problem with a block structure of constraints and the Danzig-Wolf decomposition method and other methods of integer programming can be used to solve it. To solve the problem on real networks, approximate algorithms based on the construction of the shortest paths are proposed.Prombles in programming 2024; 2-3: 53-61Стаття присвячена дослідженню підзадачі розподілу і об'єднання потоків кореспонденцій в окремих зонах магістральної мережі, яка виникає під час розв’язання загальної задачі оптимізації ієрархічної структури багатопродуктової комунікаційної мережі з дискретними потоками і параметрами. У багатопродуктовій мережі кожен вузол може обмінюватися кореспонденціями (продуктами, товарами, вантажами, повідомленнями) з іншими вузлами. Кореспонденція характеризується вузлом-джерелом, вузлом-стоком та величиною, яка для транспортних мереж задається кількістю тарно-штучних вантажів в упаковці уніфікованого розміру, а для мереж передачі даних – кількістю байт, кілобайт і т.п. У магістральній мережі всі кореспонденції транспортуються у транспортних засобах у транспортних блоках заданого розміру (ємності, обсягу), або передаються каналами зв’язку. Розмір транспортного блоку вимірюється кількістю одиниць кореспонденцій, що вміщуються в нього (наприклад, 40 тарноштучних вантажів, 100 гігабайт). Усі магістральні вузли є сортувальними центрами, в яких кореспонденції спочатку сортуються за адресами (вузлами) призначення, а потім пакуються як збірні кореспонденції в транспортні блоки. Оскільки величина окремих кореспонденцій значно менша за розмір транспортного блоку, вони у процесі сортування можуть кілька разів і в різних вузлах об'єднуватися (упаковуватися) з кореспонденціями, що мають інші адреси призначення. У мережі виділено три рівня ієрархії – магістральний, зональний і внутрішній та чотири типи вузлів – магістральні вузли першого, другого і третього типу, що утворюють магістральний і зональний рівні мережі і вузли четвертого типу, підлеглі кожному магістральному вузлу і утворюють внутрішні рівні мережі. Типи вузлів відрізняються один від одного функціональними можливостями. Основним завданням дослідження є розробка математичної моделі і алгоритмів вирішення підзадачі оптимізації розподілу і об'єднанню (сортуванню) потоків кореспонденцій на зональних рівнях мережі. Показано, що вона може бути сформульована як задача лінійного програмування з блоковою структурою обмежень і для її вирішення може бути застосовано метод декомпозиції Данцига-Вулфа й інші методи цілочислового програмування. Для вирішення задачі на реальних мережах запропоновані наближені алгоритми, що базуються на побудові найкоротших шляхів.Prombles in programming 2024; 2-3: 53-6