PROBLEMS IN PROGRAMMING
Not a member yet
761 research outputs found
Sort by
Моделювання процесів теплопереносу на комп’ютерах гібридної архітектури
Get PDFThe paper is devoted to the development of methods and algorithms for computer simulation of heat transfer processes, which play a significant role in the field of continuum mechanics. Finding the temperature fields during welding to determine the kinetics of temperature stresses and deformations helps to increase the technological and operational indicators of welded structures. This paper proposes a method of determining temperature fields during welding of thin-sheet elements of structures. This paper proposes a method of determining temperature fields during welding of thin-sheet elements of structures. A non-stationary thermal problem was obtained as a result of the simulation of the heat transfer process, taking into account the nonuniformity of the heating of the welded elements during the welding process. A discrete problem was obtained for the numerical solution of this problem by the finite element method – a first-order system of ordinary differential equations, that is, the Cauchy problem. This paper proposes a high-performance fourthorder Runge-Kutta computer algorithm for solving the Cauchy problem. The algorithm is developed for modern supercomputers built on new multi-core processors. The proposed algorithm is based on a multilevel model of parallel computing. At the upper level of parallelism, calculations performs in form of parallel processes, memory is distributed between them, also ensures synchronization of calculations and information exchanges. Parallelization at this level is expedient to be carried out by means of MPI. At the second level of parallelism, calculations performs using OpenMP directives or Intel MKL library software modules using shared memory. The third level of parallelism involves data processing with vector arithmetic and logic devices, which are included in the program automatically with the help of the compiler. The developed algorithm was tested on solving the problem of determining the temperature field, which arises during the study of the life cycle of welded structures. Such calculations are used, in particular, in the problem of determining the kinetics of temperature deformations and stresses during welding of thin plates. Some results of testing the proposed method and the developed algorithm on the SKIT supercomputer of the V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of the National Academy of Sciences of Ukraine are presented.Prombles in programming 2024; 2-3: 78-83 Робота присвячена розробленню методів і алгоритмів комп’ютерного моделювання процесів теплопереносу, які відіграють суттєву роль в галузі механіки суцільних середовищ. Знаходження температурних полів у процесі зварювання для визначення кінетики температурних напружень і деформацій сприяє підвищенню технолого-експлуатаційних показників зварних конструкцій. У роботі запропоновано методику визначення температурних полів під час зварювання тонколистових елементів конструкцій. В результаті моделювання процесу теплопереносу, враховуючи нерівномірність нагрівання зварюваних елементів у процесі зварювання, отримано нестаціонарну теплову задачу. Для чисельного розв’язання цієї задачі методом скінченних елементів отримано дискретну задачу – систему звичайних диференціальних рівнянь першого порядку, тобто задачу Коші. В роботі запропоновано високопродуктивний комп’ютерний алгоритм методу Рунге-Кутта четвертого порядку для розв’язування задачі Коші. Алгоритм розроблено для сучасних суперкомп’ютерів, побудованих на нових багатоядерних процесорах. Запропонований алгоритм базується на багаторівневій моделі паралельних обчислень. На верхньому рівні паралелізму обчислення проводяться у вигляді паралельних процесів, між якими розподіляється пам’ять, забезпечується синхронізація обчислень та обмін інформацією. Розпаралелювання на цьому рівні доцільно здійснювати засобами MPI. На другому рівні паралелізму обчислення проводяться за допомогою директив OpenMP або програмних модулів бібліотеки Intel MKL з використанням спільної пам’яті. Третій рівень паралелізму передбачає обробку даних векторними арифметико-логічними пристроями, включення яких до програми відбувається автоматично за допомогою компілятора. Розроблений алгоритм апробовано на розв’язанні задачі визначення поля температур, яка виникає під час дослідження життєвого циклу зварних конструкцій. Такі розрахунки використовуються, зокрема, в задачі визначення кінетики температурних деформацій та напружень у процесі зварювання тонких пластин. Наведено деякі результати тестування запропонованого методу та розробленого алгоритму на суперкомп’ютері Інституту кібернетик імені В.М. Глушкова НАН України СКІТ.Prombles in programming 2024; 2-3: 78-83
Методика проектування мултимедійних застосунків для ігрових рушіїв з компонентно-орієнтованим архітектурним стилем
Get PDFThe article presents the methodology of designing multimedia applications for game engines with a componentoriented architectural style. The work emphasizes the importance of choosing the appropriate architectural pattern, taking into account the features of modern game engines such as Unity, Unreal Engine and Godot Engine. The key problems and challenges associated with the design of flexible and scalable architectures are indicated. The life cycle model of the user interaction session with the application is described, which includes three main stages: Bootstrap, GameLoop and Dispose. The importance of controlling transient processes between life cycle states to ensure the correct functioning of the application is shown. For a better organization of the interaction of services, the mathematical apparatus of the theory of categories and sets is applied, which allows you to clearly define and manage dependencies and relationships between components. The advantages of using category theory for modeling and managing data flows and dependencies in the system, in particular through functors and monads, are described. These approaches enable the creation of adaptive and scalable systems that are easy to maintain and extend. The work contains practical recommendations for designing the architecture of game applications, taking into account the specifics of component-oriented and service-oriented architectural styles. The need for regular review and updating of the project architecture in accordance with changes in requirements and operating conditions is substantiated. A methodology is proposed, which is a theoretical basis for the development of flexible architectures of multimedia applications. It takes into account the specifics of component-oriented and service-oriented architectural styles, as well as the peculiarities of the functioning of game engines. Examples of the practical application of the proposed theoretical approaches in real projects are also considered in the work, which demonstrates their effectiveness and applicability in various contexts of game application development. These examples include concrete implementations of patterns, state management using the State Machine, and optimizing interaction between components through Service Locator and Dependency Injection.Prombles in programming 2024; 2-3: 92-98У статті представлено методику проєктування мультимедійних застосунків для ігрових рушіїв з компонентноорієнтованим архітектурним стилем. Робота акцентує увагу на важливості вибору відповідного архітектурного патерну, враховуючи особливості сучасних ігрових рушіїв, таких як Unity, Unreal Engine та Godot Engine. Зазначено ключові проблеми та виклики, пов'язані з проєктуванням гнучких та масштабованих архітектур. Описано модель життєвого циклу сеансу взаємодії користувача із застосунком, яка включає три основні етапи: Bootstrap, GameLoop та Dispose. Показано важливість контролю перехідних процесів між станами життєвого циклу для забезпечення коректного функціонування застосунку. Для кращої організації взаємодії сервісів застосовано математичний апарат теорії категорій та множин, що дозволяє чітко визначити та управляти залежностями та відносинами між компонентами. Описано переваги застосування теорії категорій для моделювання та управління потоками даних та залежностей у системі, зокрема, через функтори та монади. Ці підходи дозволяють створювати адаптивні та масштабовані системи, які легко підтримувати та розширювати. Робота містить практичні рекомендації для проєктування архітектури ігрових застосунків, враховуючи специфіку компонентно-орієнтованого та сервіс-орієнтованого архітектурних стилів. Обґрунтовано необхідність регулярного перегляду та оновлення архітектури проекту відповідно до змін у вимогах та умовах експлуатації. Запропоновано методику, яка є теоретичним підґрунтям для розробки гнучких архітектур мультимедійних застосунків. Вона враховує специфіку компонентно-орієнтованого та сервіс-орієнтованого архітектурних стилів, а також особливості функціонування ігрових рушіїв. У роботі також розглянуто приклади практичного застосування запропонованих теоретичних підходів у реальних проєктах, що демонструє їх ефективність та застосовність у різних контекстах розробки ігрових застосунків. Ці приклади включають конкретні реалізації патернів, управління станами за допомогою State Machine та оптимізацію взаємодії між компонентами через Service Locator та Dependency Injection.Prombles in programming 2024; 2-3: 92-9
Розробка алгоритмів автоматичної розмітки гіпоксичних проб за одноканальною електрокардіограмою: модельний експеримент
Get PDFAs an outcome of the COVID-19 pandemic, there is a need to seek new approaches to patients’ rehabilitation, in particular, the novel monitoring technologies enabling the assessment of the functionality and fitness of the cardiovascular and respiratory systems. Hypoxic tests allow for estimating a person’s tolerability to hypoxic conditions and, eventually, for making conclusions about their fitness. Among these tests are the Stange test for which the breath is held after inhaling, and the Genchi test involving holding the breath after exhaling. The important information is the duration of the breath hold. There are methods of direct respiratory signal measurement and indirect ones to control it. They require the use of specialized equipment and specific conditions, often including the need for patient immobilization, therefore, are usually performed in hospitals. Breathing affects the electrocardiogram, which can be used to reconstruct the respiratory signal. Electrocardiogram registration is now a routine procedure performed in hospitals, outpatient clinics, and, due to various options for modern portable single- and multichannel electrocardiographs, even at home by the patients themselves. There are several types of algorithms for obtaining the cardiorespiratory information that rely on different elements of the electrocardiogram signal but they are not suitable for real-time application. This report describes the model experiment developing the optimal algorithm of hypoxic test automatization with the electrocardiogram processing in real-time conditions. We have developed the software called "Harmony" for breathing control during hypoxic test which suggests the starting moment for breath hold. Since the period of breath hold during hypoxic test has specific characteristics on the electrocardiogram that are substantially different from other breathing phases, such as inhaling, exhaling, and calm breathing, the moment of finishing the breath hold can be determined automatically. This allows us to automate hypoxic tests.Prombles in programming 2024; 2-3: 173-179Наслідки пандемії Covid-19 вимагають нових підходів до реабілітації людини, зокрема, нових моніторингових технологій, що мали б можливості оцінки функціонального стану та рівня тренованості серцево-судинної та дихальної систем. Гіпоксичні проби дають змогу оцінити толерантність людини до гіпоксії та, як наслідок, визначити рівень тренованості на даний час. Такими пробами є проба Штанге, у якій пропонують затримувати дихання на вдиху, і проба Генчі, у якій затримка дихання виконується на видиху. Інформативною є тривалість можливої затримки дихання. Існують методи прямого вимірювання респіраторного сигналу та його опосередкованого контролю. Вони потребують залучення спеціальних пристроїв, особливих умов застосування, часто знерухомлення пацієнтів, тому використовуються переважно в умовах стаціонару. Вплив дихання призводить до змін у електрокардіограмі людини, що дає можливість отримати реконструкцію респіраторного сигналу. Реєстрація електрокардіограми є наразі рутинною процедурою і може бути виконана як в умовах стаціонару, амбулаторії, так і вдома у пацієнта завдяки наявності великого спектру сучасних мобільних електрокардіографів, одно- і багатоканальних. Існують певні алгоритми для отримання кардіореспіраторної інформації, які використовують різні елементи сигналу електрокардіограми. Але усі вони не застосовуються у реальному часі. Ця доповідь присвячена модельному експерименту щодо пошуку оптимального алгоритму автоматизації гіпоксичних проб за рахунок обробки одноканальної електрокардіограми у реальному часі. Завдяки розробленій нами програмі керування диханням під час виконання гіпоксичної проби («Гармонія») отримуємо момент початку затримки дихання. Оскільки період затримки дихання у гіпоксичній пробі має на електрокардіограмі характерні ознаки, які суттєво відрізняються від інших фаз дихання, таких як вдих, видих, спокійне дихання, момент закінчення затримки знаходимо автоматично. Це дозволяє автоматизувати проведення гіпоксичних проб.Prombles in programming 2024; 2-3: 173-17
Числення рядків для мультимножинної табличної алгебри
Get PDFThis paper is a logical continuation of research devoted to the actual problem of developing the theoretical foundations of table (relational) databases. The issue of using multisets in table databases is important and relevant. Many database-oriented languages require a relational model with multiset semantics. There are many applied problems, the feature of which is multiplicity and repeatability of data. For example, these are sociological polls of different population groups, calculations on DNA, and others. In this context, the question of constructing a tuple calculus for a multiset table algebra is considered, in which the concept of a table is refined using the concept of a multiset. In the article, the formalization of tuple calculus for multiset table algebra is carried out. The alphabet, and the syntax of terms, atoms, and formulas are defined. A set of legal formulas is introduced through the concept of the free and bound variable. The concept of a scheme and set of attributes with which a tuple variable occurs in a formula are also introduced. The definition of tuple calculus expression for multiset table algebra is given, according to which it is a multiset of tuples that satisfy the condition defined by the legal formula. The article provides rules for determining the number of tuple duplicates in the resulting multiset. Another important result consists in proving that constructed tuple calculus is as expressive as multiset table algebra. This research opens up new possibilities for database theory development and may be useful for information technology and database professionals. It contributes to a deeper understanding of construction query principles, an important aspect of modern computer science and industry.Prombles in programming 2024; 2-3: 28-36Дана робота становить логічне продовження досліджень, присвячених актуальній проблемі розробки теоретичних основ реляційних (табличних) баз даних. Питання використання мультимножин у табличних базах даних є важливим і актуальним, зважаючи на те, що багато мов запитів, орієнтованих на роботу з базами даних, потребують реляційну модель, яка передбачає мультимножинну семантику. Це обумовлено наявністю прикладних задач, особливістю яких є множинність і повторюваність даних. Наприклад, це соціологічні опитування різних груп населення, розрахунки на ДНК та ін. У цьому контексті розглядається питання побудови числення рядків для мультимножинної табличної алгебри, в якій поняття таблиці уточнюється, використовуючи поняття мультимножини. У роботі проведено формалізацію числення рядків для мультимножинної табличної алгебри: визначено алфавіт, синтаксис термів, атомів і формул числення рядків; введено множину дозволених формул, використовуючи концепцію вільних і зв'язаних рядків; також вводяться поняття схеми та множини атрибутів, з якими рядок зустрічається у формулах. Дано означення виразу числення рядків для мультимножинної табличної алгебри, згідно з яким – це мультимножина рядків, що задовольняють визначену дозволеною формулою умову. У статті наведено правила, за якими визначається кількість дублікатів рядків у результуючій мультимножині. Інший важливий результат полягає у доведенні того, що побудоване числення рядків є не менш виразним, ніж мультимножинна таблична алгебра. Це дослідження відкриває нові можливості для розвитку теорії баз даних і може бути корисним для спеціалістів у сфері інформаційних технологій та баз даних. Воно сприяє глибшому розумінню принципів побудови запитів, що є важливим аспектом у сучасній комп'ютерній науці та індустрії.Prombles in programming 2024; 2-3: 28-3
Визначення мікропроцесорних груп для ефективного використання процесорних потужностей
Get PDFThe optimization of resource utilization in cloud systems is a critical endeavor given the widespread adoption of cloud technology and its user-friendly nature. Cloud system developers are continuously innovating to deliver fast application performance, leveraging advancements such as serverless architectures and proprietary databases. The introduction of Docker and Kubernetes has further facilitated performance testing in the cloud, resulting in a significant uptick in cloud usage. Considering the substantial investments made in cloud technology, it is imperative to explore strategies for optimizing resource allocation and utilization This article delves into the essential metrics of computer performance that can be both measured and influenced. These metrics include channel capacity, latency assessment, memory types (operational and non-volatile), processing power, and core count. Understanding and effectively managing these metrics are crucial for maximizing the efficiency of cloud systems. The proposed algorithm outlined in the article aims to identify complementary instances of microservices that can efficiently share server resources. Initially, microservices are categorized into instances with similar capacity levels, forming equivalence classes based on their resource usage patterns. Within these classes, instances are further sorted based on their resource utilization amplitudes. The goal is to pair instances with significant differences in resource utilization with others exhibiting similar amplitudes to optimize resource allocation. Additionally, instances with lower resource utilization may also be combined to maximize resource efficiency. The algorithm iteratively searches for compatible microservice combinations within these equivalence classes until suitable matches are found. Throughout the process, statistics of attempted combinations are maintained to inform future optimization strategies.Prombles in programming 2024; 2-3: 215-222Задача оптимізації використання ресурсів хмарних систем надзвичайно актуальна, оскільки ця технологія стала дуже поширеною та легко доступною. Розробники хмарних систем постійно вдосконалюють їх, створюючи нові та ефективні сервіси для швидкого розгортання застосунків. Серед таких сервісів можна виділити серверні технології, власні бази даних та інші інструменти. Тестування продуктивності додатків у хмарі стало значно простішим завдяки появі Docker та Kubernetes, що привело до ще більшого попиту на хмарні ресурси. Оскільки на розробку та підтримку інфраструктури хмар витрачається величезна кількість ресурсів, важливо розуміти, яким чином ці ресурси можна оптимізувати. Стаття розглядає ключові характеристики комп'ютерних систем, які можна виміряти та впливати на них. Ці характеристики включають пропускну здатність каналів передачі, оцінку ефективності роботи за затримками, обсяг оперативної та постійної пам'яті, потужність обробки та кількість ядер. Пропонується алгоритм ідентифікації доповнювальних екземплярів мікросервісів, які могли б ефективно використовувати ресурси сервера. Спочатку екземпляри мікросервісів класифікуються за їхньою потужністю, розглядаючи малі екземпляри як одиницю потужності. Шляхом аналізу екземпляри мікросервісів групуються у класи еквівалентності за схожістю. Екземпляри потім сортуються за амплітудою використання ресурсу. Ідеально, якщо екземпляри зі значними відмінностями у навантаженні об'єднуються з іншими схожими за амплітудою, але протилежними за фазою, щоб максимізувати використання ресурсів. Комбінації можуть бути доречними також з екземплярами з низькою амплітудою. В межах протилежних класів, що відрізняються фазами активності екземплярів мікропроцесорів, алгоритм шукає перший екземпляр мікросервісу, який відповідає умовам. Для цього зберігається статистика комбінацій з усіма екземплярами до знаходження першої успішної комбінації. В протилежному випадку відбувається пошук найменш невдалої комбінації.Prombles in programming 2024; 2-3: 215-22
Діджиталізація наукових досліджень: автоматизоване робоче місце у галузі телереабілітаційної медицини
Get PDFThe digitalization of scientific research has advanced significantly with the use of information and communication technologies, especially in the physical and rehabilitation medicine and its telerehabilitation area. The hybrid cloud platform for telerehabilitation medicine is implemented as a component set of services (hospital information system for rehabilitation, dialog information and reference system MedRehabBot, prognostic and analytical system for assessing the effectiveness of the rehabilitation process and services for optimizing rehabilitation process models) that function using an ontology-driven service-oriented architecture. One of the important advantages of this type of architecture is the ability to support research design systems, where the process of designing the target architecture is accompanied by a research process. The paper considers the general functional architecture of the platform (and technical requirements for it) in the form of three interacting subsystems: medical rehabilitation, information and analytical, and telerehabilitation. The architectural and technological organization of the platform was developed using a model that implements the improved concept of the Research and Development Workstation Environment. The main practical achievement is the implementation and introduction of this architectural and technological organization of the platform, which opens up new opportunities for telerehabilitation in medicine.Prombles in programming 2024; 2-3: 400-407Діджиталізація наукових досліджень значно просунулася вперед із використанням інформаційно-комунікаційних технологій, особливо у сфері фізичної та реабілітаційної медицини і її телереабілітаційного напрямку. Гібридна хмарна платформа телереабілітаційної медицини реалізується у вигляді компонентної сукупності сервісів (медичної інформаційної системи реабілітаційного напрямку, діалогової інформаційно-довідкової системи MedRehabBot, прогнозно-аналітичної системи оцінювання ефективності процесу реабілітації та сервісів оптимізації моделей реабілітаційного процесу), що функціонують відповідно до онтолого-керованої сервіс-орієнтованої архітектури. Однією з важливих переваг такого виду архітектури є можливість підтримки систем дослідного проєктування, де процес проєктування цільової архітектури супроводжується процесом наукових досліджень. У роботі розглядається загальна функціональна архітектура платформи (та технічні вимоги до неї) у вигляді трьох взаємодіючих підсистем: медико-реабілітаційної, інформаційно-аналітичної та телереабілітаційної. Розроблено архітектурно-технологічну організацію платформи з використанням моделі, яка реалізує удосконалену концепцію автоматизованого робочого місця наукових досліджень. Головним практичним досягненням є реалізація та впровадження даної архітектурно-технологічної організації платформи, що відкриває нові можливості для телереабілітації в медицині.Prombles in programming 2024; 2-3: 400-407
Застосування стратегії коеволюції для вирішення задачі автономного проходження лабіринту
Get PDFThis study explores the use of coevolutionary methods to address the challenge of navigating through complex mazes using autonomous agents controlled by artificial neural networks (ANNs). It underscores a critical impediment to algorithmic optimization: the close interdependence between the task's goal and the objective function used for optimal solution discovery. The task's goal is clear—identify the most efficient route through the maze. However, the objective function's formulation is more complex. In complex maze layouts, numerous deceptive areas may appear proximate to the exit but culminate in dead ends. Consequently, an elementary objective function that merely gauges the proximity to the exit can encounter numerous local optima within this deceptive search space, hindering the search for optimal solution. As maze complexity increases, such an objective function inevitably becomes ensnared in a local optimum, rendering the navigation issue unsolvable. To counteract this, the study proposes a coevolution strategy involving a population of decision-making agents and a population of objective function candidates. This approach diverges from prior research by incorporating the NEAT algorithm to steer the coevolution of both populations. Additionally, the Novelty Search (NS) method was suggested to optimize the search within the potential solution space, favoring the most novel solutions. The paper details the mathematical framework for crafting the objective function template, which integrates the novelty value of the discovered solution and its distance from the maze's exit. This framework serves as the foundation for defining the genomes of the organisms — candidates for the objective functions. For comparison with preceding works, an experiment was conducted to evaluate the efficacy of the proposed coevolution method in resolving the problem of navigation within a complex maze environment.Prombles in programming 2024; 2-3: 263-270У статті розглянуто застосування методу коеволюції для вирішення задачі пошуку виходу зі складного лабіринту автономним агентом, що керується штучною нейронною мережею (ШНМ). Вирішення цієї задачі висвітлює фундаментальну проблему, яка перешкоджає алгоритмічній оптимізації – тісне поєднання цілі завдання із цільовою функцією, що використовується для пошуку оптимального рішення. Для вирішення цієї задачі ціль є очевидною – знаходження оптимального шляху крізь лабіринт. У той же час, з цільовою функцією все дещо складніше. В складних конфігураціях лабіринту зазвичай налічується багато оманливих зон, які наближені до точки виходу з лабіринту, але є глухими кутами, що не мають шляху до виходу. Таким чином, проста цільова функція, заснована тільки на вимірюванні відстані до виходу з лабіринту, має багато локальних оптимумів в оманливому просторі пошуку рішення. З підвищенням складності конфігурації лабіринту, проста цільова функція рано чи пізно застряє у одному з локальних оптимумів, що унеможливлює вирішення задачі навігації. Для вирішення цієї проблеми було запропоновано використання стратегії коеволюції популяції агентів-вирішувачів та популяції кандидатів у цільові функції. На відміну від попередніх робіт у цьому напрямку, було запропоновано використання алгоритму NEAT для керування процесом коеволюції обох популяцій. Водночас для оптимізації пошуку у просторі рішень було запропоновано використання методу Novelty Search (NS), який полягає у наданні переваги найбільш інноваційним рішенням. Було наведено опис математичного апарату для визначення шаблону цільової функції, що включає у себе як значення інноваційності рішення, так і значення відстані до виходу з лабіринту. Цей шаблон був взятий за основу при визначенні генному організмів – кандидатів у цільові функції. Для порівняння з попередніми роботами було проведено експеримент для визначення ефективності запропонованого методу коеволюції у вирішенні задачі навігації у складному лабіринті.Prombles in programming 2024; 2-3: 263-270
Глобальні служби агрегації ресурсів відкритого доступу та їх вимоги до постачальників даних
Get PDFThe paper looks at the modern global aggregators of open access documents BASE, OpenAIRE and CORE. Their quantitative characteristics are analysed, such as the number of collected document descriptions and full texts, the number of data providers, and the availability of an application programming interface for data retrieval. The composition and types of their data providers, such as institutional repositories, open journals, publishing houses, scientific repositories of preprints, thematic digital libraries, as well as systems that are also aggregators, are considered. We also investigate what kind of information about documents these aggregators collect and how it is presented in the user interface, as well as what information is collected about data providers and how it is presented in the user interface. How the aggregator interacts with data providers, what data communication protocols are supported, and how often the collected data is updated. Also, modern aggregators based on collected data corpora, using machine learning methods, bibliometrics, webometrics, altmetrics, semantometrics, provide a range of useful services to researchers. As developers of a number of open access scientific digital libraries, we are already registered as data providers in these systems. Therefore, we are familiar with their requirements in practice. In this article, we have tried to summarise these requirements to some extent, namely: support for standard data transfer protocols, support for standard metadata sets, support for standard character encodings for content, and others.Prombles in programming 2024; 2-3: 449-456 У роботі розглянуті сучасні глобальні агрегатори документів відкритого доступу BASE, OpenAIRE та CORE. Проаналізовані їхys кількісні характеристики, такі як кількість зібраних описів документів та повних текстів, кількість постачальників даних, наявність інтерфейсу прикладного програмування для отримання даних. Розглянуто склад і види їх постачальників даних, такі як інституційні репозитарії, відкриті журнали, видавництва, наукові репозитарії препринтів, тематичні електронні бібліотеки, а також системи, які в свою чергу теж є агрегаторами. Досліджено також, яку саме інформацію про документи збирають ці агрегатори, як вона представлена в інтерфейсі користувача, а також яка інформація збирається про постачальників даних, і теж, яким чином вона представлена у інтерфейсі користувача. Як відбувається взаємодія агрегатора з постачальниками даних, які протоколи обміну даних підтримуються, з якою частотою відбувається оновлення зібраних даних. Також сучасні агрегатори на базі зібраних корпусів даних, використовуючи методи машинного навчання, методи бібліометрії, вебометрики, альтиметрії, семантометрії надають цілий ряд корисних сервісів науковцям. Ми як розробники низки наукових електронних бібліотек з відкритим доступом вже зареєстровані як провайдери даних у цих системах. Тому знайомі з їхніми вимогами у практичній площині. В цій роботі ми спробували дещо узагальнити ці вимоги, а саме − підтримка стандартних протоколів передачі даних, підтримка стандартних наборів метаданих, підтримка стандартних кодувань символів для вмісту та інші.Prombles in programming 2024; 2-3: 449-456
Програмна основа підвищення просторової розрізненості супутникових зображень
Get PDFRemote sensing provides many crucial data today. Thankfully to the ease of access, global coverage and short revisit time intervals it became possible to retrieve global Earth’s land coverage data effortlessly. This data can provide useful information of the Earth’s land cover current state to make necessary assessments, forecasts, and other tasks that can be in handy for humanity, governments or even farmers. One of the main characteristics of image data quality is its spatial resolution. Thus, spatial resolution enhancement is a relevant topic nowadays. In this article a generalized software framework for satellite spatial resolution enhancement is presented. Due to sensitivity to the satellite data distortion, the applied method considers fusion of several low-resolution images into a single super-resolved one. The proposed framework takes into account satellite data specificity, that is given in a corresponding section. The framework was described to be capable to operate with radar and optical data. For the radar data a corresponding module, that ensures applicability of the super-resolution approach, is given. The framework was implemented using, mainly, C/C++ programming language and tested on a series of real satellite images. The result was evaluated using the modulation transfer function (MTF) approach and has shown an increasement in 135.91% for threefold scale optical images spatial resolution enhancement and 30.93% for the twofold scale radar spatial resolution enhancement. Despite the given representability of the test image set, the presented approach can be beneficial for the tasks that may have a need of the satellite data with higher spatial resolution. The paper concludes with overview of the authors implementation of the given framework and highlighting its drawbacks with suggestions for improvement.Prombles in programming 2024; 2-3: 163-172 Наразі дистанційне зондування надає багато важливих даних. Завдяки вільному доступу, глобальному покриттю та коротким інтервалам повторного знімання, стає можливим легке отримання глобальних даних щодо Земної поверхні. Ці дані є носіями корисної інформації про стан Земної поверхні для необхідних оцінок, прогнозів та інших задач, що можуть стати у нагоді людству, урядам та навіть фермерам. Одна з якісних характеристик зображень є їх просторова розрізненість. Підвищення просторової розрізненості є актуальною задачею. У цій статті представлено загальну програмну основу (фреймворк) для підвищення просторової розрізненості супутникових зображень. Враховуючи чутливість супутникових даних до будь-яких спотворень, робочим методом обрано поєднання кількох зображень низької просторової розрізненості в єдине зображення з підвищеною просторовою розрізненістю. Запропонована основа враховує специфіку супутникових даних, що представлена у відповідному розділі. Наведена основа здатна обробляти як оптичні, так і радарні дані завдяки відповідному модулю, що забезпечує придатність методу надрозрізненості до радарних даних. Основу реалізовано, переважно, за допомогою мови програмування C/C++. Тестування проводилось на вибірці реальних супутникових даних, а оцінка результату проводилась завдяки підходу з використанням функції передачі модуляції (ФПМ). Для оптичних зображень покращення показало 135.91%, де було задіяно трикратне збільшення розмірів зображення, а для радару 30.93%, де було задіяне двократне збільшення розмірів зображення. Незважаючи на низьку репрезентативність результатів тестового набору, описаний підхід може бути корисним для багатьох задач, які мають нестачу в даних з високою просторовою розрізненістю. Стаття завершується оглядом авторської реалізації описаної програмної основи з зазначенням їх недоліків та пропозиціями щодо їх виправлення.Prombles in programming 2024; 2-3: 163-17
Застосування нейронних мереж в OLAP-системах
Get PDFThe article highlights the main characteristics of OLAP systems that perform online analytical data processing. These systems, based on OLAP technology, are widely used both in government agencies and in private ones. The main characteristics, features and structure of OLAP systems are mentioned. The article emphasizes that OLAP is a data warehousing tool. OLAP allows analysts to explore and navigate a multidimensional structure of indicators called a data cube or OLAP cube. Indicators (measures) of OLAP cubes play an important role in the decision-making process. To solve some problems, these measures often need to be classified or clustered. Moreover, empty measures are common in OLAP cubes. Empty measures can present due to nonexisting facts in data warehouse or due to empty cells which are unfilled in by mistake. The presence of empty measures negatively impacts strategic decision making. Unfortunately, OLAP itself is poorly adapted for forecasting empty measures of data cubes. Over the years, researchers and analysts have tried to improve the decision-making process in OLAP systems and add forecasting and other options to OLAP applications. Today, in the era of Industry 4.0, with the availability of big data, there is a need to apply new technologies to solve such problems. These technologies include neural networks. The article examines the problem of integrating OLAP and a neural network. In this regard, the article provides information about neural networks: information about their properties, types, as well as their capabilities. The article shows the possibility and advantages of integrating OLAP and neural network. It mentions that in the case of big data, the integration of OLAP and neural networks is very effective for solving problems of classification, clustering and prediction of empty measures of OLAP cubes. An architectural and technological model for integrating OLAP and neural networks is presented. It is noted what types of neural networks can be used to solve the problems of classification, clustering and forecasting specified in the model.Prombles in programming 2024; 2-3: 367-374У статті висвітлено основні характеристики OLAP-систем, що здійснюють оперативну аналітичну обробку даних. Ці системи, засновані на технології OLAP, широко використовуються як в державних установах, так і в приватних. Наведено основні характеристики, особливості та структуру OLAP-систем. У статті підкреслюється, що OLAP є інструментом сховища даних. OLAP дозволяє аналітикам досліджувати та орієнтуватися в багатовимірній структурі індикаторів, яка називається кубом даних або OLAP-кубом. Індикатори (заходи) кубів OLAP відіграють важливу роль у процесі прийняття рішень. Щоб вирішити деякі проблеми, ці заходи часто потрібно класифікувати або кластеризувати. Крім того, порожні міри часто зустрічаються в кубах OLAP. Порожні показники можуть бути через неіснуючі факти в сховищі даних або через порожні клітинки, які помилково не заповнені. Наявність порожніх заходів негативно впливає на прийняття стратегічних рішень. На жаль, сам OLAP погано підходить для прогнозування порожніх розмірів кубів даних. Протягом багатьох років дослідники та аналітики намагалися вдосконалити процес прийняття рішень у системах OLAP і додати прогнозування та інші параметри до програм OLAP. Сьогодні, в епоху Індустрії 4.0, з доступністю великих даних виникає потреба застосовувати нові технології для вирішення таких проблем. Ці технології включають нейронні мережі. У статті розглядається проблема інтеграції OLAP і нейронної мережі. У зв'язку з цим наводяться відомості про нейронні мережі: їхні властивості, види, а також їхні можливості. У статті розглядаються можливості та переваги інтеграції OLAP та нейронної мережі. Зроблено висновок, що у випадку великих даних, інтеграція OLAP і нейронних мереж дуже ефективна для вирішення проблем класифікації, кластеризації та прогнозування порожніх мір кубів OLAP. Представлено архітектурно-технологічну модель інтеграції OLAP і нейронних мереж. Відзначено, які типи нейронних мереж можна використовувати для вирішення заданих у моделі задач класифікації, кластеризації та прогнозування. Prombles in programming 2024; 2-3: 367-37