PROBLEMS IN PROGRAMMING
Not a member yet
761 research outputs found
Sort by
Модель рекурентної нейронної мережі для генерації музики
Get PDFThe paper considers the possibility of generating musical compositions using recurrent neural networks. Two approaches to the generation of musical works are proposed and considered, namely using the method of notes and the method of chords. The research of both methods was carried out, and their advantages and disadvantages were formulated. As a result it was decided to use the method of notes as the main one for music generation. The process of searching and processing data for learning a music neural network is describedin detail, the algorithm for converting data from MIDI format to your own text for use in a neural network is considered in detail. The learning process of the neural network was also described, and the learning speed was compared using GPUs and CPUs, as a result of which it was determined that learningtakes place faster using a graphics processor, in some cases 5.5 times. As a result of testing the operation of the neural network, it was determined that the optimal characteristics of the recurrent neural network for music generation is a network consisting of 4 LSTM layers, each with a dimension of 600 neurons. As music generation cannot be assessed by objective characteristics, a special focus group survey was conducted to assess quality. It shows that music generated by a neural network received almost the same marks as music. written by a man. It should be considered as a great result. It was also determined that it was difficult for the survey participants to correctly identify the author of a musical work, since they correctly identified the authors in only 58% of cases. The proposed solution allows to easily generate musical compositions without human intervention. Problems in programming 2022; 1: 87-93У роботі розглядається можливість генерації музичних композицій, використовуючи рекурентні не- йронні мережі. Запропоновано та розглянуто два методи генерації музичних творів – на рівні нот та на рівні акордів. Проведено дослідження обох методів та визначено їх переваги та недоліки. Далі для розробки обрано метод генерації на рівні нот, для якого детально описано процес пошуку та об- робки даних для навчання генерації музики за допомогою рекурентної нейронної мережі. Це дозволяє автоматизувати генерацію музичних творів без втручання людини. Для побудованої моделі виконано програмну реалізацію запропонованого рішення, проведені експерименти та їх верифікація за участю фокус-групи людей щодо визначення авторства створеної музики – людина чи комп’ютер.Problems in programming 2022; 1: 87-93
Модель та програмне забезпечення для інерційного вимірювального пристрою
Get PDFThe module of stabilization of an inclination of the plane with three degrees of freedom, the software for data acquisition from MPU-6050 using the I2C protocol, and the program of realization of the digital proportional-integral-diff erential regulator with algorithm of subtomatic factor is developed. A model of a gyroscopic device for testing the created solution was built. Considering time and resource constraints, the following solutions were chosen: PID controller for motor voltage control, PWM as a way to create a control signal, Kalman fi lter for processing output of the IMU, device and relay method in pairs with the Ziegler-Nichols method for the selection of the coeffi cients of the regulator. Test results or the following characteristics of the transition process: the time of the transition process - 0.44s, overregulation - 6.2%. Further improvement of the quality of the transient process is possible through the use of high- quality inertial measuring devices, high-precision electric motors withhigh torque.Prombles in programming 2022; 2: 03-12Проблеми автоматичного регулювання в сучасних технічних системах вимагають вирішення та- ких задач, як дотримання високої точності регулювання і здатності працювати в реальному часі. В даній роботі ці задачі вирішуються на прикладі розробки моделі та програмного забезпечен- ня модуля стабілізації кута нахилу площини з трьома ступенями свободи, а також програмного забезпечення для отримання даних з акселерометра-гіроскопа MPU-6050 з використанням протоколу I2C. Розроблено програмну реалізацію цифрового пропорційно-інтегрально-диференціального регулятора з алгоритмом автоматичного підбору коефіцієнтів. Побудовано модель гіроскопічного пристрою та проведено тестування створеного рішення.Prombles in programming 2022; 2: 03-1
Транслятор мови візуального програмування Петрі-об’єктних моделей
Get PDFHigh-level programming tools are aimed at increasing the development speed of complex programs due to automation within the routine actions of the programmer, reducing the number of coding errors and reducing the code in general. Visual programming involves coding based on a visual representation of a task for the computational process instead of a textual one. The translator of the visual programming language of Petri-object models is designed and built according to the defi ned formal grammar of the language and Petri-object model formalism. It performs the transformation of the visual representation of the model into the calculation of the simulation algorithm. The advantages of the developed language are a small alphabet of symbols, the opportunity for replication of objects and connections between them, and the versatile application for the discrete-event systems models development.Prombles in programming 2022; 2: 13-21Високорівневі засоби програмування спрямовані на підвищення швидкості розробки складних програм за рахунок автоматизації рутинних дій програміста, зменшення кількості помилок при кодуванні та зменшення коду в цілому. Візуальне програмування передбачає кодування на основі візуального представлення завдання на виконання обчислень. Транслятор мови візуального програмування Петрі-об’єктних моделей, який розроблений, побудований відповідно до визначеної формальної граматики мови. Транслятор виконує перетворення візуального представлення Петрі-об’єктної моделі у текстову мову програмування та запускає на обчислення. Лексичний аналіз виконується під час створення візуального представлення моделі у клієнтському застосуванні. Семантичний аналіз і виконання обчислень моделі виконується серверним застосуванням. Наведено приклад, в якому представлено всі етапи перетворення віуального представлення моделі транслятором мови програмування. Перевагами розробленої мови є невеликий алфавіт символів, реалізація можливості для тиражування об’єктів та зв’язків між ними, універсальність застосування для розробки моделей дискретно-подійних систем.Prombles in programming 2022; 2: 13-2
Граматика мови візуального програмування Петрі-об’єктних моделей
Get PDFPetri-object models solve the problem of replicating fragments of Petri nets with given parameters and constructing a model from a large number of elements. The developed visual programming language of Petri-object models gives a possibility to reduce the number of errors during a model construction by automating the coding links between elements and graphical representation of a model. In addition to replicating Petri objects, the visual language implements replication of links between Petri objects. Formalization of the visual programming language grammar is presented in the form of production rules. A conclusion about grammar properties has been drawn.Prombles in programming 2021; 1: 82-94Імітаційне моделювання широко використовується у дослідженні властивостей систем, пошуку оптимальних умов, прогнозування. Мережі Петрі є універсальним інструментом для формалізації дискретно-подійних систем. Недоліком мереж Петрі є зростання кількості візуальних елементів під час проєктування складних систем. Через нагромадження зв’язків та елементів перевага візуального сприйняття моделі зникає, модифікація параметрів моделі потребує значної кількості рутинних дій. Петрі-об’єктні моделі вирішують проблему тиражування фрагментів мереж Петрі з заданими параметрами та конструювання моделі системи з великої кількості елементів. Однак Петрі-об’єктна технологія не позбавляє необхідності зв’язування елементів моделі. Розроблена мова візуального програмування Петрі-об’єктних моделей дає можливість зменшити кількість помилок при конструюванні моделі за рахунок автоматизації кодування зв’язків між елементами моделі та графічного представлення моделі. Окрім тиражування Петрі-об’єктів, мова реалізує тиражування зв’язків між Петрі-об’єктами. За рахунок такого тиражування досягається також компактність візуального представлення для складних моделей. Реалізація введених понять у мові візуального програмування дає можливість швидко створювати та групувати елементи моделі. Алфавіт мови складається із графічних елементів, передбачених для конструювання Петрі-об’єктної моделі. Синтаксис мови визначений правилами конструювання виразів із послідовності символів алфавіту мови. Семантика мови програмування визначається правилами перетворення мовних виразів в обчислення. Формалізація граматики мови візуального програмування представлена у вигляді правил виведення та зроблені висновки про її властивості.Prombles in programming 2021; 4: 82-9
Інформаційна технологія забезпечення живучості сенсорних мереж
Get PDFIn the modern technological world, sensors and sensor networks are widely used in the all spheres of human activity. One of the key engineering tasks in the design of sensor networks is to ensure the survivability of the network. The article presents algorithms for ensuring the survivability of sensor networks based on a preliminary assessment of this property. Estimation of survivability depends on the network topology. Increasing the survivability of the sensor network is achieved by including additional sensors in the network. An algorithm for finding the position of additional sensors in the stationary sensor network is proposed. Proposed approach takes into account the radius of coverage of the sensors and the need for the intersection of the coverage areas of the sensors to ensure the exchange of information. An iterative algorithm for ensuring the survivability of the network in the presence and consideration of dynamic sensors is presented. The results of computer simulation experiments presented in the paper confirm the effectiveness of the proposed approaches.Problems in programming 2021; 4: 62-69У сучасному технологічному світі сенсори та сенсорні мережі широко використовуються у більшості сфер людської діяльності. Одним із ключових інженерних завдань під час проєктування сенсорних мереж є питання забезпечення живучості мережі. У статті представлено алгоритми забезпечення живучості сенсорних мереж на основі попередньої оцінки даної властивості. Оцінка живучості залежить від топології мережі. Підвищення показника живучості сенсорної мережі досягається шляхом включення до мережі додаткових датчиків. Запропоновано алгоритм знаходження позиції додаткових датчиків, що враховує радіус покриття сенсорів та необхідність наявності перетину зон покриття датчиків для забезпечення обміну інформацією. Представлено ітераційний алгоритм забезпечення живучості мережі за наявності та врахування динамічних датчиків. Результати обчислювальних експериментів, що представлені у роботі, підтверджують ефективність запропонованих підходів.Problems in programming 2021; 4: 62-6
Методи та технології управляння моделями представлення знань, базованих на онтологіях в контексті велики х даних
No full textOntology-based knowledge representation models in the context of big data are one way to reduce complexity for data processing across methods of semantic description. This research paper aims at providing an overview of the methods and techniques for efficient management of the ontology-based models that improve big data systems. For this case, the shapes constraint language (SHACL) for information validation was reviewed as the key method. The knowledge representation systems and reasoners are studied and reviewed in the paper as well. It describes approaches based on ontologies in the context of big data. The proper management of ontology-based knowledge representation models through offered methods and techniques brings improved data integration, big data quality, and business process integration.Prombles in programming 2021; 4: 19-25Онтологічні моделі представлення знань у контексті великих даних є одним із способів зменшити складність обробки даних за допомогою семантичних методів. У статті розглянуто методи і засоби ефективного управління моделями на основі онтологій, які покращують системи великих даних. Для цього випадку мова вираження обмежень форм (SHACL) для перевірки інформації була розглянута як ключовий метод. У статті також досліджуються та розглядаються представлення знань та методи виводу. Належне управління моделями представлення знань на основі онтології за допомогою запропонованих методів і засобів забезпечує покращену інтеграцію даних, якість великих даних та інтеграцію бізнес-процесів.Prombles in programming 2021; 4: 19-25
Дослідження принципів, моделей та методів парадигми менеджменту наукових даних FAIR для аналізу метаданих BIG DATA
Get PDFIn this research work we considere the basic principles, models and methods of the FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) scientific data management paradigm as a separate case of Big Data. This paradigm is focused on the reuse of scientific research results.Basic principles of FAIR apply to three types of entities: data (or any digital object), metadata (information about this digital object) and infrastructure. Information on various projects, initiatives and communities working on solving the problems of scientific data and their metadata integration is examined.We analyze how the properties of FAIR data contribute to the unification and integration of the scientific infrastructure in the paradigm of open science, which is based on free access to research results and open data.Prombles in programming 2021; 4: 26-35Розглянуто базові принципи, моделі та методи парадигми менеджменту наукових даних FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable як окремого випадку великих даних (Big Data), яка орієнтована на повторне використання результатів наукових досліджень. Проаналізовано, як властивості даних FAIR сприяють уніфікації й об’єднанню наукової інфраструктури у парадигмі відкритої науки. Запропоновано методи та програмні засоби, за допомогою яких властивості даних FAIR можуть відтворюватися у семантично розмічених Wiki-ресурсах, що побудовані на основі Semantic MediaWiki.Prombles in programming 2021; 4: 26-3
Дисертація магістрів з інженерії програмного забезпечення - об′єкт, предмет, зміст досліджень
Get PDFNowadays scientific researches In Ukraine are based on formulating the goals of research, us- ing the concept of object and subject of research. Moreover, as time has shown, this is an important stage of work on which the effectiveness of the study depends. Both the total use of a software in different arias of life and improvement of software engineering prepare better conditions for this stage of the dissertation research. Modern software engineering uses scientific research methods that should be used to perform dissertation research. The purpose of this article is the following: to provide recommendations for the formulation of the object and subject of the master’s thesis. Special phocus is made on specialization in the software engineering fundamentals. It also aimed at describing the scientific methods of evidence-based research in the master’s thesis. It pays attention to the results presentation. These points are considered in the context of the conditions that have developed in education and the relevant problems that have arisen in the Universities′ curriculum. There are some problems in choosing the topics of master′s thesis. The one is objective in nature and arises from the combination of the domain of software engineering with application domains in a context of specialization. The article is aimed at masters in software engineering and their supervisors.Prombles in programming 2022; 2: 22-36На відміну від закордонних університетів, в Україні протягом багатьох років склалася й існує практика формулювання мети дослідження, застосовуючи поняття об’єкта і предмета дослідження. І це, як показав час, важливий етап роботи, від виконання якого залежить результативність дослідження. Загальне, тотальне проникнення програмного забезпечення в життя з одного боку, а з іншого - поява спеціалізацій інженерії програмного забезпечення значно ускладняють умови виконання цього етапу магістерського дисертаційного дослідження. Окрім цього, в інженерії програмного забезпечення застосовуються наукові методи досліджень, які доцільно мати на увазі і використовувати для виконання магістерського дисертаційного дослідження. Тому актуальними є питання щодо формулювання об’єкта і предмета досліджень та застосування доказових методів їх виконання. Метою цієї статті було надання рекомендації на основі фундаментальних положень інженерії програмного забезпечення щодо формулювання об’єкта і предмета магістерської дисертації зі спеціалізації в контексте інженерії програмного забезпечення. А також, вказати на застосування в магістерської дисертації наукових методів доказових досліджень і звернути увагу на оформлення результатів. Досягнення мети розглядається в контексті причин і умов, які історично склалися в навчанні, і відповідних проблем, що виникли в навчальних планах, виборі тем і змісту досліджень магістерських дисертацій. Одна з причин, яка має об’єктивний характер, виникає за сполучення домену інженерії програмного забезпечення з прикладними доменами, що є основою відповідної спеціалізації. Стаття розрахована на магістрів зі спеціалізацій інженерії програмного забезпечення та їхніх наукових керівників.Prombles in programming 2022; 2: 22-3
Особливості комп’ютерного моделювання розповсюдження думок у соціумі на прикладі моделі студентської спільноти
Get PDFThe paper considers methods of mathematical modeling based on the use of the theory of cellular automata as the main tool for modeling the processes of public opinion formation. As the object of modeling was chosen social behavior in the context of the acceptance of educational material in the science-centered approach. The theory of cellular automata was chosen as a modeling tool because it is a relatively simple and at the same time effective method for modeling the interaction of single-type objects. The developed basic cellular automata of the model has extended rules of determination of cell state and determination of cell vicinity. It has also been derived the dependence of the information perception coefficient on the difference between the state of the cell and its surroundings. These improvements allow the model to be used to predict changes in social group preferences.Problems in programming 2021; 4: 70-81У статті розглядаються особливості комп’ютерного моделювання, засновані на використанні теорії клітинних автоматів як основного інструменту для моделювання процесів формування суспільної думки. Об’єктом моделювання було обрано соціальну поведінку в контексті прийняття навчального матеріалу в рамках освітнього процесу. Як інструмент моделювання була обрана теорія клітинних автоматів, оскільки вона є відносно простим і водночас ефективним методом моделювання взаємодії однотипних об’єктів. Розроблена модель має розширені правила визначення стану клітини і визначення близькості клітини. Також була виведена залежність коефіцієнта сприйняття інформації від різниці між станом клітини і її оточення. Ці удосконалення дозволяють використовувати модель для прогнозування змін в уподобаннях соціальних груп.Problems in programming 2021; 4: 70-8
Модель згорткової нейронної мережі та програмний засіб для класифікації типових комах-шкідників
No full textA model of a convolutional neural network, a dataset for neural network training, and a software tool for the classification of typical insect pests have been developed, which allows recognizing the class of insect pests from an image. The structure of the neural network model was optimized to improve the classification results. In addition, the user interface, authentication, and authorization, data personalization, the presence of user roles and the appropriate distribution of functionality by role, the ability to view statistics on classified insects in a certain period of time were developed. Functional testing of the developed software application on a heterogeneous set of images of insects of 20 different classes was performed.Prombles in programming 2021; 4: 95-102Розроблено модель загорткової нейронної мережі, базу даних для навчання нейронної мережі та програмний засіб для класифікації типових комах-шкідників, що дозволяє здійснювати розпізнавання класу комахи-фітофага за переданим зображенням. Виконано оптимізацію структури моделі нейронної мережі задля покращення результатів класифікації. Проаналізувавши типові архітектури згорткових нейронних мереж та наклавши на них часові та ресурсні обмеження, було обрано наступну послідовність шарів вихідної загорткової нейронної мережі: один вхідний шар; п’ять згорткових шарів, між якими знаходяться чотири пари шарів нормалізації та об’єднання; три повністю зв’язані шари з двома шарами розрідження між ними. Розроблено власну базу даних для навчання нейронної мережі. Сумарно створений набір даних містить 3000 зображень, які впорядковані ієрархічно по директоріям, відповідно до класу та призначення (для навчання чи тестування). Додатково здійснено розробку інтерфейсу користувача, передбачено автентифікацію та авторизацію, персоналізацію даних, наявність ролей користувачів та відповідний розподіл функціоналу за ролями, створено можливість перегляду статистики по класифікованим комахам, у певному проміжку часу. Проведено функціональне тестування розробленого застосунку на гетерогенному наборі зображень комах 20 різних класів. Результати тестування на CPU середнього часу обробки запитів до застосунку: класифікація зображення натренованою згортковою нейронною мережею – 115 мс; додавання нового зображення до тренувального набору (без урахування часу виконання асинхронних процесів) – 39 мс; завантаження зображення зі зовнішнього сервісу – 434 мс; отримання статистики з класифікації – 5 мс. Подальше покращення якості класифікації може бути виконане за допомогою: обчислень з використанням відеокарт; засобів паралельної обробки даних; побудови конструктивно складніших архітектур згорткових нейронних мереж тощо.Prombles in programming 2021; 4: 95-10