PROBLEMS IN PROGRAMMING
Not a member yet
761 research outputs found
Sort by
Особливості використання штучного інтелекту при розробці архітектури інтелектуальних відмовостійких радіолокаційних систем
No full textThe problem of architecture development of modern radar systems using artificial intelligence technology is considered. The main difference is the use of a neural network in the form of a set of heterogeneous neuromultimicroprocessor modules, which are rebuilt in the process of solving the problem systematically in real time by the means of the operating system. This architecture promotes the implementation of cognitive technologies that take into account the requirements for the purpose, the influence of external and internal factors. The concept of resource in general and abstract resource of reliability in particular and its role in designing a neuromultimicroprocessor with fault tolerance properties is introduced. The variation of the ratio of performance and reliability of a fault-tolerant neuromultimicroprocessor of real time with a shortage of reliability resources at the system level by means of the operating system is shown, dynamically changing the architectural appearance of the system with structural redundancy, using fault-tolerant technologies and dependable computing.Prombles in programming 2021; 2: 63-75Розглянуто проблему розробки архітектури сучасних когнітивних радіолокаційних систем у вигляді набору гетерогенних нейромульти-мікропроцесорних модулів з використанням технологій штучного інтелекту та урахуванням вимог по призначенню, впливу зовнішніх та внутрішніх факторів. Оптимальний вибір архітектури забезпечується її максимальним наближенням до класу задач, що вирішуються в радіолокації і представлені у вигляді послідовності багатовимірних масивів чисел, що постійно змінюються з часом від потокових датчиків. Введено поняття абстрактного ресурсу надійності, та його роль у проектуванні нейромультимікропроцесора з властивостями відмовостійкості. Показано залежність надійності від співвідношення продуктивності та надійності нейронної мережі при дефіциті ресурсу надійності, яка перебудовується в процесі вирішення задач радіолокації в режимі реального часу на системному рівні засобами операційної системи, яка динамічно змінює архітектурний облік системи зі структурною надмірністю, відмовостійкістю та гарантоздатними обчисленнями в реальному масштабі часу.Prombles in programming 2021; 2: 63-7
Аналітичний огляд підходів до інтеграції програмних систем
Get PDFConducted comparison analysis of existing approaches to integrations of software systems, with the purpose of continuous design of new alternative approaches for resolving integration tasks and web-service composition tasks. Conducted integration of payment system with online store with one of the mentioned approaches for a deeper understanding of problems that caused during the integrations of a software system. Were considered challenges that actual for integration developers during the integrations and methods for resolving raised issues. Defined the key moments of integrations of software systems and interactions between them that we should pay attention to. The subject of research needs a new points of view to the issue and new alternative approaches that might bring more flexibility, increase performance, and they will find the right place for applying in the field of integrations of software systems and the composition of web-services.Problems in programming 2021; 1: 36-48Виконаний порівняльний аналіз існуючих підходів до інтеграції програмних систем, з метою подальшого розроблення нових альтернативних підходів для вирішення задач інтеграції і композиції веб сервісів. Проведено інтеграцію платіжної системи в Інтернет-магазин одним із зазначених методів для більш глибокого розуміння проблем, які виникають при інтеграції програмних систем. Розглянуті виклики які стоять перед розробниками під час інтеграцій систем, та методи вирішення поставлених задач. Визначено ключові моменти на які слід звернути увагу про інтеграції програмних систем і взаємодії між ними. Об’єкт вивчення потребує нового погляду на проблему і нових альтернативних підходів які принесуть більшу гнучкість, можуть підвищити продуктивність і знайти своє застосування в сфері інтеграції програмних систем і композиції веб-сервісів.Problems in programming 2021; 1: 36-4
Онтологічний підхід до аналізу метаданих в домені інформаційної безпеки
No full textIt is becoming clear with growing complication of cybersecurity threats, that one of the most important resources to combat cyberattacks is the processing of large amounts of data in the cyber environment. In order to process a huge amount of data and to make decisions, there is a need to automate the tasks of searching, selecting and interpreting Big Data to solve operational information security problems. Big data analytics is complemented by semantic technology, can improve cybersecurity, and allows you to process and interpret large amounts of information in the cyber environment. Using of semantic modeling methods in Big Data analytics is necessary for the selection and combination of heterogeneous Big Data sources, recognition of the patterns of network attacks and other cyber threats, which must occur quickly to implement countermeasures. Therefore to analyze Big Data metadata, the authors propose pre-processing of metadata at the semantic level. As analysis tools, it is proposed to create a thesaurus of the problem based on the domain ontology, which should provide a terminological basis for the integration of ontologies of different levels. To build a thesaurus of the problem, it is proposed to use the standards of open information resources, dictionaries, encyclopedias. The development of an ontology hierarchy formalizes the relationships between data elements that will be used in future for machine learning and artificial intelligence algorithms to adapt to changes in the environment, which in turn will increase the efficiency of big data analytics for the cybersecurity domain.Prombles in programming 2021; 2: 34-41Із зростанням і частим ускладненням загроз кібербезпеки, стає очевидним, що одним із найважливіших ресурсів для боротьби з кібератаками є оброблення великого обсягу даних у кіберсередовищі. Для оброблення величезної кількості даних та для прийняття рішень постає потреба у автоматизації задач пошуку, відбору та інтерпретації Великих Даних для вирішення оперативних задач інформаційної безпеки. Однак традиційні технології аналітики Великих Даних мають обмежені можливості і потребують нового підходу – застосування знань для керування життєвим циклом Великих Даних. Аналітика Великих Даних доповнена семантичними технологіями, може покращити кіберзахист, та дозволяє обробляти і інтерпретувати великі обсяги інформації в кіберсередовищі. Для аналізу метаданих Великих Даних автори пропонують попередню обробку метаданих на рівні семантики. Детальний опис знань про домен інформаційної безпеки має ієрархічну структуру, яка складається з декількох рівнів. Для побудови тезаурусу задачі запропоновано використати стандарти відкритих інформаційних ресурсів, словники, енциклопедії. Розробка ієрархії онтологій формалізує взаємозв’язки між елементами даних, які в майбутньому будуть використані для машинного навчання та алгоритмів штучного інтелекту для адаптації до змін у середовищі, що у свою чергу підвищить ефективність аналітики великих даних для домену кібербезпеки.Prombles in programming 2021; 2: 34-4
Спеціалізоване програмне забезпечення для моделювання множинного керування та модуляцій гемодинаміки людини
No full textMost models of human hemodynamics describe only a small part of physiological mechanisms that directly or indirectly alter activities of the heart pump and vascular tones. Therefore, a very narrow range of tasks related to cardiovascular physiology can be solved using these models. To essentially widen this range, special software based on quantitative models of mechanisms providing the overall control of circulation is created. In the complex model, a multi-compartmental lumped parametric model of hemodynamics, provided under stable values of blood volume and cardiovascular parameters, forms the core model. It consists of two ventricles and 21 vascular compartments. Additional dynamic models represent mechanisms of mechanoreceptor reflexes, chemoreceptor reflexes, main effects of angiotensin-II, antidi uretic hormone, vasopressin, adrenalin, and cardiac or brain ischemia. The software has a physiologist-oriented user interface. It provides the investigator with multiple capabilities for simulating different states of each included mechanism. The interface also allows creating arbitrary combinations of the chosen mechanisms. In particular, the chosen model of these mechanisms is activated or deactivated via the user interface. The activated model modulates initial values of the core model. Special opportunities have been created for simulating different hypotheses concerning the etiology of arterial hypertension. Simulation results are presented with graphs. The user interface documents each simulation as a special file that can be saved for later independent analysis. The software, created in the frame of .NET technology, is an autonomous .EXE file for executing on PС. Software is also a good computer program to be used for educational purposes for illustrating the main physiological and certain pathological regularities to medical students.Prombles in programming 2021; 2: 42-53Більшість моделей гемодинаміки людини описують лише незначну частину фізіологічних механізмів, які прямо чи опосередковано змінюють діяльність серцевого насоса та судинний тонус. Отже, за допомогою цих моделей можна виконати лише дуже вузький діапазон завдань, пов’язаних із серцево-судинною фізіологією. Щоб істотно розширити цей діапазон, створено спеціальне програмне забезпечення, засноване на кількісних моделях механізмів, що забезпечують загальний контроль кровообігу. У комплексній моделі основна модель формує багатокамерну модель гемодинаміки, яка забезпечується при стабільних значеннях об’єму крові та серцево-судинних параметрів. Ця модель складається з двох шлуночків та 21 судинного відділу. Додаткові динамічні моделі представляють механізми механорецепторних рефлексів, хеморецепторних рефлексів, основних ефектів ангіотензину-II, антидіуретичного гормону, вазопресину, адреналіну та ішемії серця або мозку. Програмне забезпечення орієнтоване на фізіологів та має користувальницький інтерфейс. Це надає досліднику безліч можливостей для моделювання різних станів кожного включеного механізму. Інтерфейс також дозволяє створювати довільні комбінації обраних механізмів. Зокрема, обрана модель цих механізмів активується або деактивується через користувальницький інтерфейс. Активована модель модулює початкові значення базової моделі. Спеціальні можливості створені для моделювання різних гіпотез, що стосуються етіології артеріальної гіпертензії. Результати моделювання представлені графіками. Користувалницький інтерфейс документує кожне моделювання у вигляді спеціальнного файла, який можна зберегти для подальшого незалежного аналізу. Програмне забезпечення, створене в рамках технології .NET, є автономним файлом .EXE для запуску на персональному комп’ютері. Розроблене програмне забезпечення є також хорошим засобом для ілюстрування студентам-медикам основних фізіологічних та певних патологічних закономірностей.Prombles in programming 2021; 2: 42-5
Застосування засобів нейроеволюції в технічних системах автоматизації керування
Get PDFReinforced learning is a field of machine learning based on how software agents should perform actions in the environment to maximize the concept of cumulative reward. This paper proposes a new application of machine reinforcement learning techniques in the form of neuroevolution of augmenting topologies to solve control automation problems using modeling control problems of technical systems. Key application components include OpenAI Gym toolkit for developing and comparing reinforcement learning algorithms, full-fledged open-source implementation of the NEAT genetic algorithm called SharpNEAT, and intermediate software for orchestration of these components. The algorithm of neuroevolution of augmenting topologies demonstrates the finding of efficient neural networks on the example of a simple standard problem with continuous control from OpenAI Gym.Prombles in programming 2021; 1: 16-25Навчання з підкріпленням – галузь машинного навчання, що базується на тому, як програмним агентам слід виконувати дії у середовищі з метою максимізації поняття кумулятивної винагороди. В даній роботі запропоновано нове застосування техніки машинного навчання з підкріпленням у формі нейроеволюції наростаючих топологій для розв’язування задач автоматизації керування на одному з прикладів моделювання задач керування технічними системами. Використовується набір інструментів для розробки та порівняння алгоритмів навчання з підкріпленням OpenAI Gym, повноцінна реалізація з відкритим програмним кодом генетичного алгоритму нейроеволюції NEAT під назвою SharpNEAT, та проміжне програмне забезпечення для оркестрації зазначених компонентів. Алгоритм нейроеволюції наростаючих топологій демонструє знаходження ефективних нейронних мереж на прикладі вирішення простих стандартних галузевих задач з системами з неперервним керуванням з набору OpenAI Gym.Prombles in programming 2021; 1: 16-2
Базова модель захисту прикладних задач розподіленої інформаційної системи
No full textThe tasks of modelling and the components of the basic model of applied task protection of a distributed information system have been considered. The measurement and relationship of security parameters, protection, new and reference attacks, anomalies, and threat environments have been proposed. The conditions of threats, attacks and, consequently, inconsistencies in the results of applied tasks are proved. At the beginning of the article the concept of a distributed information system, system of applied tasks, modern trends of zero-trust architecture in building information security systems are discussed. Further, it gives an overview of existing methods of detection and counteraction to attacks based on reference knowledge bases. To improve the level of security it is proposed to analyze the causes of attacks, namely hazards and threats to the system.Attacks, hazards and threats are considered as structured processes that affect the internal and external environment of the system of the applied tasks with a further impact on the output of these tasks. The concepts of security level and security level of a distributed information system are introduced, as well as the concepts of applied task, environment, and user contradictions. As the logical metrics of discrepancy detection the apparatus of semantic analysis is proposed, which (based on the reference knowledge base, the apparatus of text transformations) should be applied at the stage of loading of applied task and describe the input and output data, requirements to the environment of the task solution.The result of the research is the proposed method for identifying additional data about hazards, threats, attacks, countermeasures to attacks, applied task-solving. This data is generated from the reference and augmented textual descriptions derived from the proposed contradictions. By building additional reference images of threats, attacks, countermeasures, it becomes possible to prevent the activation of new attacks on the distributed information system.Problems in programming 2021; 2: 016-023Розглянуто задачі моделювання та складові базової моделі захисту прикладних задач розподіленої інформаційної системи. Запропоновано вимір та зв’язок параметрів безпеки, захищеності, нових та еталонних атак, аномалій, середовищ функціонування загроз. Запропоновано використання експертної семантичної системи для розширення бази знань новими загрозами, атаками і, засобами протидії. На початку статті йдеться про поняття розподіленої інформаційної системи, системи прикладних задач, сучасні тенденції архітектури нульової довіри при побудові систем інформаційного захисту. Далі пропонується огляд існуючих методів виявлення та протидії атакам на базі еталонних баз знань. Для підвищення рівня безпеки пропонується аналіз причин виникнення атак, а саме, небезпек та загроз системи за допомогою розширення бази знань семантичними інтерпретаціями й суперечностями між ними.Атаки, небезпеки та загрози розглядаються як структуровані процеси, що впливають на внутрішнє та зовнішнє середовище функціонування системи прикладних задач з подальшим впливом на вихідні дані цих задач. Вводяться поняття рівня безпеки і рівня захищеності розподіленої інформаційної системи, а також поняття суперечностей прикладних задач, середовища, користувача. Як логічні метрики виявлення суперечностей пропонується апарат семантичного аналізу, що на основі еталонної бази знань, апарату текстових перетворень має бути застосований на етапі завантаження прикладної задачі й описувати вхідні та вихідні дані, вимоги до середовища вирішення цієї задачі. Також апарат семантичного аналізу пропонується використовувати для аналізу записів інцидентів, протоколів протидій, наслідків.Результатом дослідження є запропонований метод виявлення додаткових даних про небезпеки, загрози, атаки, засоби протидії атакам розв’язання прикладних задач. Ці дані формуються з еталонних та розширених текстових описів, отриманих на базі запропонованих суперечностей. Завдяки нарощуванню додаткових еталонних образів загроз, атак, засобів протидії стає можливим запобігти активізації нових атак на розподілену інформаційну систему
Застосування машинного навчання для уточнення чисельних метеорологічних прогнозів
Get PDFIn this paper are presented a brief overview of trends in numerical weather prediction, difficulties and the nature of their occurrence, the existing and perspective ways to overcome them. The neural network architecture is proposed as a promising approach to increase the accuracy of the 2m temperature forecast by COSMO regional model. This architecture allows predicting errors of the atmospheric model forecasts with their further corrections. Experiments were conducted with different prehistories of regional model errors. The number of epochs was determined after which the increase of the so-called retraining of the network had place. It is shown that the proposed architecture makes it possible to achieve an improvement of 2m temperature forecast in approximately 50 % of cases.Problems in programming 2020; 2-3: 375-383Сделан краткий обзор тенденций развития численного прогнозирования погоды, трудностей и природы их возникновения, существующих и перспективных путей их преодоления. Как перспективный подход для увеличения точности прогноза приземной температуры воздуха численной региональной модели COSMO предложена архитектура нейронной сети, которая позволяет прогнозировать ошибки собственно прогнозов атмосферной модели с последующей их коррекцией. Были проведены эксперименты с различными предыстория ошибок региональной модели. Определено количество эпох, после увеличения которого имело место так называемое переобучение сети. Показано, что предложенная архитектура позволяет достичь улучшения прогноза приземной температуры воздуха примерно в 50 % случаев.Problems in programming 2020; 2-3: 375-383Зроблено короткий огляд тенденцій розвитку чисельного прогнозування погоди, труднощів та природи їх виникнення, існуючих та перспективних шляхів їх подолання. Як перспективний підхід для збільшення точності прогнозу приземної температури повітря чисельної регіональної моделі COSMO запропоновано архітектуру нейронної мережі, яка дозволяє прогнозувати помилки власне прогнозів атмосферної моделі із подальшим їх коригуванням. Проведено експерименти з різними передісторіями помилок регіональної моделі. Визначено кількість епох, після збільшення якої мало місце так зване перенавчання мережі. Показано, що запропонована архітектура дає можливість досягти покращення прогнозу приземної температури повітря приблизно у 50 % випадків.Problems in programming 2020; 2-3: 375-38
Модель інформаційного об’єкта для електронної бібліотеки та її верифікація
Get PDFAn approach for formal verification of UML 2.0 using mapping OWL-DL in UML 2.0 is proposed. As a result, an original approach for mapping OWL-DL to UML 2.0 through description logic has been proposed. The completeness of the mapping of UML-OWL through stereotypes and labeled UML 2.0 values at the level of M0, M1 of the MOF metamodel is provided. A model of the information object (IO) for the semantic electronic library, which is described by using the UML language, is proposed. The proposed IO model was also verified by mapping it into OWL and then validating the constructed ontology by using risoners.Problems in programming 2020; 2-3: 31-38Предложен подход формальной верификации UML 2.0 с использованием отражения OWL-DL в UML 2.0. В результате разработан оригинальный метод к отображению OWL-DL в UML 2.0 через дескриптивную логику. Обеспечена полнота отображения UML-OWL через стереотипы и меченые значение UML 2.0 на уровне М0, М1 метамодели МОF. Предложена модель информационного объекта для семантической электронной библиотеки, которая построена с использованием языка UML. Также осуществлена проверка предложенной модели путем отражения модели UML в OWL и последующей валидации построенной онтологии с помощью ризонеров.Problems in programming 2020; 2-3: 31-38Запропоновано підхід формальної верифікації UML 2.0 через відображення OWL-DL в UML 2.0. У результаті розроблено оригінальний метод до відображення OWL-DL в UML 2.0 через дескриптивну логіку. Забезпечено повноту відображення UML-OWL через стереотипи та мічені значення UML 2.0 на рівні М0, М1 метамоделі МОF. Запропоновано модель інформаційного об'єкта для семантичної електронної бібліотеки, яка побудована з використанням мови UML. Також здійснено перевірку запропонованої моделі шляхом відображення моделі UML в OWL з наступною валідацією побудованої онтології за допомогою різонерів.Problems in programming 2020; 2-3: 31-3
Прискорення процесу навчання нейронних мереж
No full textThis study is devoted to evaluating the process of training of a parallel system in the form of an artificial neural network, which is built using a genetic algorithm. The methods that allow to achieve this goal are computer simulation of a neural network on multi-core CPUs and a genetic algorithm for finding the weights of an artificial neural network. The performance of sequential and parallel training processes of artificial neural network is compared.Problems in programming 2020; 2-3: 313-321Данное исследование посвящено рассмотрению процесса обучения параллельной системы в виде искусственной нейронной сети, построенной с помощью генетического алгоритма. Методами, которые позволяют достичь поставленной в работе цели, являются компьютерное моделирование нейронной сети на многоядерных центральных процессорах и генетический алгоритм для нахождения весов искусственной нейронной сети. Приведено сравнение производительности последовательного и параллельного процессов обучения искусственной нейронной сети.Problems in programming 2020; 2-3: 313-321Дане дослідження присвячене розгляду процесу навчання паралельної системи у вигляді штучної нейронної мережі, побудованої за допомогою генетичного алгоритму. Методами, які дозволяють досягти поставленої в роботі мети, є комп’ютерне моделювання нейронної мережі на багатоядерних центральних процесорах та генетичний алгоритм для знаходження ваг штучної нейронної мережі. Наведено порівняння продуктивності послідовного та паралельного процесів навчання штучної нейронної мережі.Problems in programming 2020; 2-3: 313-32
Методи та інструменти розробки інформаційної системи валідації результатів неформального навчання
Get PDFThe publication describes methods and tools for development an information system (IS) for acceptance of the non-formal and informal learning results on base of computer ontologies. ESCO ontology of the multilingual skills classifier is used as a prototype of domain ontology that provides knowledge for developed IS. We propose the main stages of development of IS for validation of the results of non-formal learning that include creation of an ontology schema, process of integration of the obtained ontology into the RDF repository, development of application architecture and creation of user interface.The modern approaches to design and development of knowledge-oriented distributed applications intended for functioning in the open Web environment are analyzed, the existing methods and software tools for the presentation and analysis of knowledge and their suitability for solving the task are considered. We propose an innovative method of IS development based on the use of such elements of the Semantic Web project as ontologies, Web services and software agents.The paper describes the tools used in process of development of IS for validation of non-formal learning outcomes. In particular, we analyse Neo4j database management system serving the GraphDB database, the specifics of connectors and SPARQL requests to the data stored in the RDF repository and the tools used for web server creation. Comparison of PHP frameworks for web applications is performed in consideration of task requirements.Functional modeling of IS in order to determine its main functionalities is performed, and the DFD data flow diagrams of system are designed. The benefits of Laravel software are established on base of the analysis of such criteria as security, readiness to installation of plugins and libraries, support for the MVC (Model-View-Controller) concept. User interface is developed to ensure user dialogue with IS. Authers analyse software tools oriented on development of user interface and select React framework that works efficiently with all software tools selected for IS development on the previous stages of analysis. Problems in programming 2020; 2-3: 50-60 В публикации рассмотрены методы и инструменты разработки информационной системы на основе компьютерных онтологий. Прототипом компьютерной онтологии выступает онтология многоязычного классификатора навыков ESCO. Представлены этапы разработки информационной системы валидации результатов неформального обучения. Проанализированы современные методы проектирования и разработки приложений, предназначенных для функционирования в открытой среде Web. Авторы предлагают инновационный метод создания информационной системы, основанный на использовании основных элементов проекта Semantic Web. В работе приведено описание инструментов, которые использованы при разработке информационной системы валидации результатов неформального обучения, в частности проанализирована система управления базами данных Neo4j, работа коннекторов и запросов SPARQL к данным, размещенным в RDF-хранилище, охарактеризованы средства создания веб-сервера, выполненный сравнительный анализ PHP фреймворков Laravel и Symfony для разработки веб-приложения.Problems in programming 2020; 2-3: 50-60У публікації розглянуті методи та інструменти розробки інформаційної системи на основі комп'ютерних онтологій. Прототипом комп'ютерної онтології виступає онтологія багатомовного класифікатора навичок ESCO. Представлені етапи розробки інформаційної системи валідації результатів неформального навчання. Проаналізовано сучасні методи проектування та розробки застосувань, призначених для функціонування у відкритому середовищі Web. Автори пропонують інноваційний метод створення інформаційної системи, який базується на використанні основних елементів проекту Semantic Web. В роботі наведено опис інструментів, які використані при розробці інформаційної системи валідації результатів неформального навчання, зокрема проаналізована система управління базами даних Neo4j, робота конекторів та запитів SPARQL до даних, розміщених в RDF-сховищі, охарактеризовані засоби створення веб-серверу, виконаний порівняльний аналіз PHP фреймворки Laravel і Symfony для розробки веб-додатку.Problems in programming 2020; 2-3: 50-6