Radio Electronics, Computer Science, Control
Not a member yet
1174 research outputs found
Sort by
ОДНОРІДНІ ПЛАНИ БАГАТОФАКТОРНИХ ЕКСПЕРИМЕНТІВ НА КВАЗІВИПАДКОВИХ R-ПОСЛІДОВНОСТЯХ РОБЕРТСА ДЛЯ СУРОГАТНОГО МОДЕЛЮВАННЯ У ВИХРОСТРУМОВІЙ СТРУКТУРОСКОПІЇ
Get PDFContext. The article is devoted to the creation of multifactorial experimental plans based on quasi-random recursive Roberts Rsequences. The object of the research is the process of creating computer-aided experimental design plans. The aim of the article is to create multifactorial, namely six- and seven-factor, uniform plans of experiments with low discrepancies, study of their projection properties and demonstrate their use on the example of surrogate modeling in eddy current structuroscopy.
Method. An iterative method of unit hypercube even filling with reference points was used for constructing multidimensional experimental plans. It provides acceptable indicators of homogeneity and is realized on the basis of quasi-random nonparametric additive recursive Roberts R-sequences using irrational numbers, which, in turn, are obtained on the basis of the generalized Fibonacci sequence. The criterion for plans perfection is the assessment of homogeneity in terms of differences invariant with respect to the rotation of coordinates and re-marking and ordering of factors and which quantitatively characterize the deviation of the generated distribution from the ideal uniform.
Results. Six- and seven-factor computer uniform experimental plans have been created for cataloging, which are characterized by low discrepancies and sufficiently high-quality projection properties. The tendency, which had been previously proved in the authors' research, for preserving these experimental plans characteristics in multidimensional factor spaces, which is observed with increasing number of plan points, has been confirmed. The evaluation of the quality of the created experimental plans is carried out both by visual analysis of the scattering matrix of all two-dimensional projections and by quantitative indicators of heterogeneity of the set of vectors that form the plan, namely centered and cyclic discrepancies.
The example of the initial stage of creating a surrogate model to solve the problem of identifying profiles of electrophysical parameters in eddy current structuroscopy shows certain features of the application for created plans, in particular the transition from the plan for a unit hypercube to the plan in real factor space in the form of a hyperparallelepiped, which does not significantly affect its characteristics of homogeneity of the distribution of points.
Conclusions. For the first time, the problem of creating six- and seven-factor uniform plans of experiments with low rates of centered and cyclic discrepancies based on R-sequences of Roberts was solved. The projection properties of the created experimental plans for different number of points were investigated. The method of constructing multidimensional computer plans of experiments taking into account the peculiarities of eddy current structuroscopy was improved. The use of six-dimensional experimental plans on the example of surrogate modeling in eddy current structuroscopy was demonstrated. The results of the study can be used in the construction of surrogate mathematical models of physical processes by any known methods of approximation.Актуальность. Робота посвящена вопросам создания многофакторных планов экспериментов на основе квазислучайных рекурсивных R-последовательностей Робертса. Объектом исследований является процесс создания однородных компьютерных планов экспериментов. Цель статьи состоит в создании многофакторных, а именно шести- и семи-факторных, однородных планов экспериментов с низкими показателями расхождений, исследовании их проекционных свойств и демонстрации их использования на примере суррогатного моделирования в вихретоковой структуроскопии.
Метод. Для построения многомерных планов экспериментов применен итеративный метод равномерного заполнения единичного гиперкуба опорными точками, обеспечивающий приемлемые показатели гомогенности и реализуемый на основе квазислучайных безпараметрических аддитивных рекурсивных R-последовательностей Робертса с использованием иррациональных чисел, которые, в свою очередь, получены на основе обобщённой последовательности Фибоначчи. Критерием совершенства планов является оценка гомогенности по показателям расхождений, инвариантных относительно вращения координат и перемаркировки, а также упорядочивания факторов и которые количественно характеризуют отклонение сгенерированного распределения от идеального равномерного.
Результаты. Для каталогизации созданы шести- и семи-факторные однородные компьютерные планы экспериментов, которые характеризуются низкими показателями расхождений и достаточно высококачественными проекционными свойствами. Подтверждена, ранее доказанная в исследованиях авторов, тенденция сохранения этих характеристик планов экспериментов в многомерных факторных пространствах, которая также наблюдается с увеличением количества точек плана. Оценка качества созданных планов экспериментов осуществлялась как визуальным анализом матрицы рассеяния всех двухмерных проекций, так и по количественным показателям неоднородности совокупности векторов, образующих план, а именно центрированным и циклическим расхождениям.
На примере начального этапа создания суррогатной модели для решения задачи идентификации профилей электрофизических параметров в вихретоковой структуроскопии показаны некоторые особенности применения созданных планов, а именно переход масштабированием от плана для единичного гиперкуба к плану в реальном факторном пространстве в виде гиперпараллелепипеда, что существенно не влияет на его характеристики гомогенности распределения точек.
Выводы. Впервые решена задача создания шести- и семи-факторных однородных планов экспериментов с низкими показателями центрированного и циклического расхождений на основе R-последовательностей Робертса. Исследованы проекционные свойства созданных планов экспериментов для различного количества точек. Усовершенствован метод построения многомерных компьютерных планов экспериментов с учетом особенностей, характерных для вихретоковой структуроскопии. Продемонстрировано использование шестимерных планов экспериментов на примере суррогатного моделирования в вихретоковой структуроскопии. Результаты исследования могут быть использованы при построении суррогатных математических моделей физических процессов любыми известными методами аппроксимации.Актуальність. Робота присвячена питанням створення багатофакторних планів експериментів на основі квазівипадкових рекурсивних R-послідовностей Робертса. Об’єктом досліджень є процес створення комп’ютерних однорідних планів експериментів. Мета статті полягає в створенні багатофакторних, а саме шести- та семи- факторних, однорідних планів експериментів з низькими показниками розбіжностей, дослідження їх проекційних властивостей та демонстрації їх використання на прикладі сурогатного моделювання у вихрострумовій структуроскопії.
Метод. Для побудови багатовимірних планів експериментів застосовано ітеративний метод рівномірного заповнення одиничного гіперкубу опорними точками, що забезпечує прийнятні показники гомогенності та який реалізовано на основі квазівипадкових безпараметричних адитивних рекурсивних R-послідовностей Робертса з використанням ірраціональних чисел, які, в свою чергу, отримані на основі узагальненої послідовності Фібоначчі. Критерієм досконалості планів є оцінка гомогенності за показниками розбіжностей, інваріантних відносно обертання координат та перемаркування й упорядкування факторів та які кількісно характеризують відхилення згенерованого розподілу від ідеального рівномірного.
Результати. Для каталогізації створено шести- та семи-факторні комп’ютерні однорідні плани експериментів, які характеризуються низькими показниками розбіжностей та достатньо високоякісними проекційними властивостями. Підтверджена, раніше доведена в дослідженнях авторів, тенденція щодо збереження цих характеристик планів експериментів в багатовимірних факторних просторах, яка спостерігається зі збільшенням кількості точок плану. Оцінка якості створених планів експериментів здійснена як візуальним аналізом матриці розсіювання всіх двовимірних проекцій, так і за кількісними показниками неоднорідності сукупності векторів, які утворюють план, а саме центрованою та циклічною розбіжностями.
На прикладі начального етапу створення сурогатної моделі для розв’язку задачі ідентифікації профілів електрофізичних параметрів у вихрострумовій структуроскопії показано певні особливості застосування створених планів, зокрема перехід масштабуванням від плану для одиничного гіперкубу до плану в реальному факторному просторі у вигляді гіперпаралелепіпеда, що суттєво не впливає на його характеристики гомогенності розподілу точок.
Висновки. Вперше виконано завдання створення шести- та семи-факторних однорідних планів експериментів з низькими показниками центрованої та циклічної розбіжностей на основі R-послідовностей Робертса. Досліджено проекційні властивості створених планів експериментів для різної кількості точок. Удосконалено метод побудови багатовимірних комп’ютерних планів експериментів із врахуванням особливостей вихрострумової структуроскопії. Продемонстровано використання шести-вимірних планів експериментів на прикладі сурогатного моделювання у вихрострумовій структуроскопії. Результати дослідження можуть бути використані при побудові сурогатних математичних моделей фізичних процесів будьякими відомими методами апроксимації
КЛАСИФІКАЦІЯ ПОВЕДІНКИ ПРИСТРОЇВ КЕРУВАННЯ СИСТЕМ
No full textContext. The behavior of the system is included in the basic concepts that characterize its functioning. In an event-driven system, behavior is modeled using a state machine. Known classifications of behavior take into account the genus and type of automaton. At the same time, in modern systems, control automata are integrated into hierarchies and have a number of new properties that are not reflected in their classifications.
Objective. The purpose of the work is to systematize the forms of specifying the behavior of integrated systems and methods for changing the behavior in the process of their use. The novelty of the proposed classification lies in taking into account the behavior of new types of non-binary, semantic, controlled and changeable individual automata and the structures of these automata.
Method. The essence of behavior is presented as the ambiguity of reactions to the input signals of the control automaton, which manifests itself in a certain pattern of changing its states and outputs. When classifying behaviors, the expediency of exploratory behavior is determined. Such ways of achieving the goal as adaptation, change or absorption of the environment, change in the goals of behavior are noted. According to the level of complexity of behavior, systems with predetermined, regulated, organizing, predictable and autonomous behavior are distinguished. Along with the automaton model of behavior, the importance of modeling behavior in the form of a combination of statements is noted. The importance of describing the possible and emergency behavior of the system is noted. A classification of the system’s behavior in terms of constancy and variability is proposed. The structure and principles of the implementation of changeable behavior within the framework of the processes of external control of the automaton and its selfgovernment are described. Based on the concept of arity of behavior, the functional and technological behavior of a finite automaton are singled out. As part of the classification of behavior by the level of formation, the switching, combinational and automatic behavior of states, as well as the behavior of the automaton in the contours of activity and the typical behavior of the automaton in the hierarchy, are described.
Experiments. With the use of the proposed classification features, the behavior of control devices of monitoring systems for power transformer parameters, object temperature control and integrated hierarchical systems is analyzed.
Results. The proposed classification describes the directions for specifying behavior in complex integrated systems according to 13 main and 84 detailing features, which facilitates the process of designing behavior and highlights new system capabilities.
Conclusions. The actual problem of systematization of the behavior of control devices of systems has been solved. Classification features give directions for the use of standard solutions for describing the behavior of the system, which simplifies the process and reduces the complexity of designing its functional structure.Актуальность. Поведение системы входит в основные понятия, характеризующие ее функционирование. В событийноуправляемой системе поведение моделируется с помощью конечного автомата. Известные классификации поведения учитывают род и тип автомата. Вместе с тем, в современных системах управляющие автоматы интегрированы в иерархии и имеют ряд новых свойств, которые не отражены в их классификациях.
Цель. Целью работы является систематизация форм задания поведения интегрированных систем и методов изменения поведения в процессе их использования. Новизна предложенной классификации заключается в учете поведений новых типов небинарных, семантических, управляемых и изменяемых отдельных автоматов и структур этих автоматов.
Метод. Сущность поведения представлена как неоднозначность реакций на входные сигналы управляющего автомата, которая проявляется в определенной закономерности смены его состояний и выходов. При классификации поведений определена целесообразность исследовательского поведения. Отмечены такие способы достижения цели как адаптация, изменение или поглощение окружающей среды, изменение целей поведения. По уровню сложности поведения выделены системы с предопределенным, регулируемым, организующим, прогнозируемым и автономным поведением. Наряду с автоматной моделью поведения отмечена важность моделирования поведения в виде комбинации высказываний. Отмечена важность описания возможного и аварийного поведений системы. Предложена классификация поведения системы в категориях постоянства и изменчивости. Описана структура и принципы реализации изменчивого поведения в рамках процессов внешнего управления автоматом и его самоуправления. Опираясь на понятие арности поведения, выделены функциональное и технологическое поведение конечного автомата. В рамках классификации поведения по уровню формирования описаны коммутационное, комбинационное и автоматное поведение состояний, а также поведение автомата в контурах деятельности и типовое поведение автомата в иерархии.
Эксперименты. С применением предложенных классификационных признаков проанализировано поведение устройств управления систем мониторинга параметров силового трансформатора, управления температурой объекта и интегрированных иерархических систем.
Результаты. Предложенная классификация описывает направления задания поведения в сложных интегрированных системах по 13 основным и 84 детализирующим признакам, что облегчает процесс проектирования поведения, выделяет новые возможности систем.
Выводы. Решена актуальная задача систематизации поведения устройств управления систем. Классификационные признаки дают направления использования типовых решений описания поведения системы, что упрощает процесс, уменьшает трудоемкость проектирования ее функциональной структуры.Актуальність. Поведінка системи входить у основні поняття, що характеризують її функціонування. У подієвокерованій системі поведінка моделюється за допомогою кінцевого автомата. Відомі класифікації поведінки враховують рід і тип автомата. Разом з тим, у сучасних системах керуючі автомати інтегровані в ієрархії та мають низку нових властивостей, які не відображені у їх класифікаціях.
Ціль. Метою роботи є систематизація форм завдання поведінки інтегрованих систем та методів зміни поведінки у процесі їх використання. Новизна запропонованої класифікації полягає в обліку поведінок нових типів небінарних, семантичних, керованих та змінюваних окремих автоматів та структур цих автоматів.
Метод. Сутність поведінки представлена як неоднозначність реакцій на вхідні сигнали керуючого автомата, яка проявляється у певній закономірності зміни його станів та виходів. При класифікації поведінок визначено доцільність дослідницької поведінки. Відзначено такі способи досягнення мети як адаптація, зміна або поглинання довкілля, зміна цілей поведінки. За рівнем складності поведінки виділені системи з визначеною, регульованою, організуючою, прогнозованою та автономною поведінкою. Поруч із автоматною моделлю поведінки відзначено важливість моделювання поведінки як комбінації висловлювань. Відзначено важливість опису можливої та аварійної поведінки системи. Запропоновано класифікацію поведінки системи в категоріях сталості та мінливості. Описано структуру та принципи реалізації мінливої поведінки в рамках процесів зовнішнього управління автоматом та його самоврядування. Спираючись на поняття арності поведінки, виділено функціональну та технологічну поведінку кінцевого автомата. У рамках класифікації поведінки за рівнем формування описані комутаційна, комбінаційна та автоматна поведінка станів, а також поведінка автомата в контурах діяльності та типова поведінка автомата в ієрархії.
Експерименти. Із застосуванням запропонованих класифікаційних ознак проаналізовано поведінку пристроїв керування систем моніторингу параметрів силового трансформатора, керування температурою об’єкта та інтегрованих ієрархічних систем.
Результати. Запропонована класифікація визначає напрями завдання поведінки у складних інтегрованих системах за 13 основними та 84 ознаками що деталізують, що полегшує процес проектування поведінки, виділяє нові можливості систем.
Висновки. Вирішено актуальне завдання систематизації поведінки пристроїв управління систем. Класифікаційні ознаки дають напрями використання типових рішень опису поведінки системи, що спрощує процес, зменшує трудомісткість проектування її функціональної структури
МЕТОД РОЗПІЗНАВАННЯ ЗАДАНИХ ТИПІВ МОДУЛЯЦІЇ СИГНАЛІВ, ОСНОВАНИЙ НА ЙМОВІРНІСТНІЙ МОДЕЛІ У ВИДІ СУМІШІ РОЗПОДІЛІВ
No full textContext. The article considers the features of solving non-traditional problems of recognition of specified types modulation signals in automated radio monitoring. The practical features of this problem determine the increased a priori uncertainty, which consists in the absence of a priori information about the distribution densities of the given signals and the presence of unknown signals.
Objective. It is proposed to solve the problem using an unconventional method for the recognition of statistically specified random signals in the presence of a class of unknown signals. This method assumes that for the given signals there is a classified training sample of realizations, according to which the unknown parameters of their distributions are estimated, as well as some threshold values that determine the probabilities of correct recognition of the given types of signal modulation in the presence of unknown signals.
Method. A general solution to the problem of recognition of given signals in the presence of unknown signals is given, and recognition methods of types modulation based on the description of signals by probabilistic model in the form of a mixture of distributions are given. The method is based on the description of signals by a probabilistic model in the form of a mixture of distributions and construction of a closed area for given signals in the probabilistic space of signals.
Results. Studies of the recognition problems of given types of modulation of signals have been carried out. The studies were performed by statistical tests on samples of signals for radio monitoring of communications. In this case, the decisive rule for recognizing the given types of signal modulation is implemented in software on a computer. As a result of the statistical tests carried out on control samples of signals, estimates of the probabilities of correct recognition of the given types of signal modulation in the presence of unknown signals were obtained.
Conclusions. Values of indicators of quality of radio emissions recognition acceptable for the practice of radio monitoring are obtained. The dependences of quality indicators on some conditions and recognition parameters are property. As a result of the research, practical recommendations were obtained on the use of the proposed method for recognizing specified types of signal modulation in automated radio monitoring systems.Актуальность. В статье рассмотрены особенности решения нетрадиционной задачи распознавания заданных типов модуляции сигналов в автоматизированном радиомониторинге. Практические особенности этой задачи определяют повышенную априорнуюнеопределенность, которая заключается в отсутствии априорных сведений о плотностях распределения заданных сигналов и наличии неизвестных сигналов.
Цель. Предложено решение задачи с использованием нетрадиционного метода распознавания статистически заданныхслучайных сигналов при наличии класса неизвестных сигналов. В этом методе полагается, что для заданных сигналов имеетсяклассифицированная обучающая выборка реализаций, по которой оцениваются неизвестные параметры их распределений, а также некоторые пороговые значения, определяющие вероятности правильного распознавания заданных видов модуляции сигналов при наличии неизвестных сигналов.
Метод. Обсуждается общее решение задачи распознавания заданных сигналов в присутствии неизвестных сигналов и приводится метод распознавания заданных типов модуляции. Метод основан на описании сигналов вероятностной моделью в виде смеси распределений и построении замкнутой области для заданных сигналов в вероятностном пространстве сигналов.
Результаты. Проведены исследования задачи распознавания заданных типов модуляции сигналов путем статистических испытаний на выборках соответствующих сигналов, характерных для автоматизированного радиомониторинга средств связи. При этом решающее правило распознавания заданных типов модуляции сигналов программно реализовано на ЭВМ. В результате проведенных статистических испытаний на контрольных выборках сигналов получены оценки вероятностей правильного распознавания заданных типов модуляции сигналов при наличии неизвестных сигналов.
Выводы. Получены приемлемые для практики радиомониторинга значения показателей качества распознавания типов модуляции сигналов. Исследованы зависимости показателей качества от некоторых условий и параметров распознавания. В результате проведенных исследований получены практические рекомендации по использованию предложенного метода распознавания заданных типов модуляции сигналов в системах автоматизированного радиомониторинга.Актуальність. У статті розглянуті особливості вирішення нетрадиційної задачі розпізнавання заданих типів модуляції сигналів в автоматизованому радіомоніторингу. Практичні особливості такої задачі визначають підвищену апріорну невизначеність, яка полягає у відсутності апріорних відомостей про щільності ймовірностей розподілу заданих сигналів і наявності невідомих сигналів.
Мета. Запропоновано вирішення задачі з використанням нетрадиційного методу розпізнавання статистично заданих випадкових сигналів при наявності невідомих сигналів. У цьому методі припускається, що для заданих сигналів мається класифікована навчальна вибірка реалізацій, по якій оцінюються невідомі параметри їх розподілу, а також деякі порогові значення, що визначають ймовірності правильного розпізнавання заданих типів модуляції сигналів при наявності невідомих сигналів.
Метод. Обговорюється загальне вирішення задачі розпізнавання заданих сигналів у присутності невідомих сигналів та приводиться метод розпізнавання заданих типів модуляції, оснований на описі сигналів ймовірнісною моделлю у виді сумішірозподілів. Метод базується на описуванні сигналів ймовірнісною моделлю у виді суміші розподілів і побудові замкнутої областідля заданих сигналів у ймовірнісному просторі сигналів.
Результати. Проведені дослідження задачі розпізнавання заданих типів модуляції сигналів шляхом статистичних випробовувань на вибірках відповідних сигналів, характерних для автоматизованого радіомоніторингу засобів зв’язку. При цьому вирішувальне правило розпізнавання заданих типів модуляції сигналів програмно реалізовано на ЕОМ. У результаті проведених статистичних випробувань на контрольних вибірках сигналів отримані оцінки ймовірностей правильного розпізнавання заданих типів модуляції сигналів при наявності невідомих сигналів.
Висновки. Отримані прийнятні для практики радіомоніторингу значення показників якості розпізнавання типів модуляції сигналів. Досліджені залежності показників якості від деяких умов і параметрів розпізнавання У результаті проведених досліджень отримано практичні рекомендації по використанню запропонованого методу розпізнавання заданих типів модуляції сигналів у системах автоматизованого радіомоніторингу
ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ АНАЛІЗУ ІЄРАРХІЙ ТА ЕЛЕМЕНТІВ НЕЧІТКОЇ ЛОГІКИ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ СТРУКТУРИ БАЗИ ДАНИХ
No full textContext. Informational systems are very common and use databases to store information that users need. Many different data models can be used but the relational model is still relevant. The last decade show tendency of using distributed databases while working with relational data model and this approach requires a specially designed module to synchronize data of all separate databases. Considering optimizing the database structure, researchers didn’t pay much attention to the potential of users’ SQL-queries history. The optimal structure of all the distributed nodes could reduce the necessity of synchronization while the data access speed and its actuality would remain stable. The object of the research is the process of optimizing the structure of the distributed database of corporate information systems, which are based on the relational database’s model.
Objective. The research aims at improving the accuracy of the data representation marker’s value on the distributed corporate information system’s (DCIS) node, obtained using the analytic hierarchy process by applying the fuzzy logic elements while processing the alternatives’ global priority vector.
Method. The research’s authors in the set of their previous works emphasize the potential of using the collected history of users’ SQL queries. Firstly presented technology of users’ queries parsing. Then, the idea of using the multidimensional database for analyzing users’ queries by slices of workstation type, application, user, and his/her position was considered. Finally, the authors gave the full-scaled mathematical model for formalizing database and query models, and criteria of database structure’s optimality.The current research continues the given sequence and tries to increase the efficiency of the decision support system, by introducing elements of fuzzy logic to the analytic hierarchy process algorithm. The approach’s main idea is in presenting the global priorities vector in the form of a series of fuzzy sets of one variable with subsequent transformation to the exact value. This approach made it possible to maintain the accuracy of the obtained result while decreasing the number of solution alternatives. For new tuples added to the database’s tables after all calculations had been performed, the problem was formalized. After obtaining the probability of a tuple belonging to the class “needed” and performing the normalization of the value, it is taken as the level of the representation marker. Accordingly, the data is loaded onto the node if this value is greater than the optimal level of the representation marker for the DCIS node.
Results. After calculating and obtaining the alternatives global priorities’ vector in order to improve the accuracy of the obtained result, the apparatus of fuzzy sets was used. The obtained vector of global priorities was presented as a vector of fuzzy digits for the data representation marker with subsequent transformation to the exact value. This approach made it possible to maintain the accuracy of the obtained result while decreasing the number of solution alternatives.
Conclusions. While working on the research, the concept of a data representation marker on the DCIS node for the elements of the SQL query model was introduced. An aggregation function has been developed that allows determining the level of need for attributes and tuples in the database’s relation for the DCIS node based on the statistics of SQL queries. A model of the dependence of the database structure’s optimality criteria on the value of the data representation marker is built. Received further development method of analytic hierarchy process. The initialization of the alternatives’ pairwise comparisons matrix can be performed automatically according to the obtained mathematical models. Representation of the obtained result in the form of the vector of fuzzy numbers with the reduction to the exact value allows increasing the accuracy of the obtained results. Актуальность. Информационные системы широко распространены и используют базы данных для хранения информации. Для использования доступны разные модели данных, но реляционная модель остается популярной. Последнее десятилетие демонстрирует тенденцию использования распределенных баз данных при работе с реляционной моделью, и этот подход требует специально разработанного модуля для синхронизации данных всех отдельных частей БД. Оптимальная структура всех распределенных узлов могла бы снизить необходимость синхронизации, а скорость доступа к данным и ее актуальность оставались бы стабильными.
Метод. Авторы исследования в серии своих предыдущих работ акцентируют внимание на возможности использования собранной истории SQL запросов пользователей. Первоначально представлена технология разбора запросов пользователей. Затем была рассмотрена идея использования многомерной базы данных для анализа запросов пользователей по срезам типа рабочей станции, программы, пользователя и его должности. Также авторы предоставили математическую модель формализации модели базы данных и запросов, а также критерии оптимальности структуры базы данных. Исследование продолжает приведенную последовательность и пытается повысить эффективность системы поддержки принятия решений путем введения в метод анализа иерархий элементов нечеткой логики. Основная идея подхода заключается в представлении вектора глобального приоритета в виде серии нечетких множеств одной переменной с последующим превращением в точное значение. Для новых кортежей, добавленных в таблицы базы данных после выполнения всех вычислений, была сформулирована задача классификации.
Результаты. После расчета и получения вектора глобального приоритета альтернатив с целью повышения точности полученного результата был использован аппарат нечетких множеств. Полученный вектор глобальных приоритетов был представлен в виде вектора нечетких множеств для представления данных маркера с последующим превращением в точное значение. Такой подход позволил сохранить точность получаемого результата при уменьшении количества альтернатив решения.
Выводы. При работе над исследованием было введено понятие маркера представления данных на узле РКИС для элементов модели запроса SQL. Разработана функция агрегации, которая на основе статистики SQL-запросов позволяет определить уровень необходимости атрибутов и кортежей отношения базы данных на узле РКИС. Построена модель зависимости критериев оптимальности структуры базы данных узла РКИС от значения маркера представленности данных. Получил дальнейшее развитие метод анализа иерархий. Инициализация матрицы попарных сравнений альтернатив может выполняться автоматически в соответствии с полученными математическими моделями. Представление полученного результата в виде вектора нечетких чисел с приведением к точному значению позволяет повысить точность полученных результатов.Актуальність. Інформаційні системи дуже поширені і використовують бази даних для зберігання інформації. Для використання доступні різні моделі даних, але реляційна модель залишається популярною. Останнє десятиліття демонструє тенденцію використання розподілених баз даних під час роботи з реляційною моделлю, і цей підхід вимагає спеціально розробленого модуля для синхронізації даних усіх окремих частин БД. Оптимальна структура всіх розподілених вузлів могла б зменшити необхідність синхронізації, а швидкість доступу до даних та її актуальність залишалися б стабільними.
Метод. Автори дослідження в серії своїх попередніх робіт акцентують увагу на можливості використання зібраної історії SQLзапитів користувачів. Спочатку представлена технологія розбору запитів користувачів. Потім була розглянута ідея використання багатовимірної бази даних для аналізу запитів користувачів за зрізами типу робочої станції, програми, користувача та його посади. Також автори надали математичну модель формалізації моделі бази даних і запитів, а також критерії оптимальності структури бази даних. Дослідження продовжує наведену послідовність і намагається підвищити ефективність системи підтримки прийняття рішень шляхом введення в метод аналізу ієрархій елементів нечіткої логіки. Основна ідея підходу полягає в представленні вектору глобального пріоритету у вигляді серії нечітких множин однієї змінної з подальшим перетворенням до точного значення. Для нових кортежів, доданих до таблиць бази даних після виконання всіх обчислень, була сформульована задача класифікації.
Результати. Після розрахунку та отримання вектору глобального пріоритету альтернатив з метою підвищення точності отриманого результату було використано апарат нечітких множин. Отриманий вектор глобальних пріоритетів був представлений у вигляді вектору нечітких множин для маркера представлення даних з подальшим перетворенням до точного значення. Такий підхід дозволив зберегти точність отриманого результату при зменшенні кількості альтернатив рішення.
Висновки. Під час роботи над дослідженням було введено поняття маркера представлення даних на вузлі РКІС для елементів моделі запиту SQL. Розроблено функцію агрегації, яка на основі статистики SQL-запитів дозволяє визначити рівень необхідності атрибутів і кортежів відношення бази даних на вузлі РКІС. Побудовано модель залежності критеріїв оптимальності структури бази даних вузла РКІС від значення маркера представленості даних. Отримав подальший розвиток метод аналізу ієрархій. Ініціалізація матриці попарних порівнянь альтернатив може виконуватися автоматично відповідно до отриманих математичних моделей. Представлення отриманого результату у вигляді вектору нечітких чисел із приведенням до точного значення дозволяє підвищити точність отриманих результатів
РОЗРОБКА МЕТОДУ ІДЕНТИФІКАЦІЇ СТАНУ КОМП’ЮТЕРНОЇ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ДЕРЕВА РІШЕНЬ З БАГАТОВИМІРНИМИ ВУЗЛАМИ
No full textContext. The problem of identifying the state of a computer system is considered. The object of the research is the process of computer system state identification. The subject of the research is the methods of constructing solutions for computer system state identification.
Objective. The purpose of the work is to develop a method for decision trees learning for computer system state identification.
Method. A new method for constructing a decision tree is proposed, combining the classical model for constructing a decision tree and the density-based spatial clustering method (DBSCAN). The simulation results showed that the proposed method makes it possible to reduce the number of branches in the decision tree, which will increase the efficiency of identifying the state of the computer system. Belonging to hyperspheres is used as a criterion for decision-making, which enables to increase the identification accuracy due to the nonlinearity of the partition plane and to perform a more optimal adjustment of the classifier. The method is especially effective in the presence of initial data with high correlation coefficients, since it combines them into one or more multivariate criteria. An assessment of the accuracy and efficiency of the developed method for identifying the state of a computer system is carried out.
Results. The developed method is implemented in software and researched in solving the problem of identifying the state of the functioning of a computer system.
Conclusions. The carried out experiments have confirmed the efficiency of the proposed method, which makes it possible to recommend it for practical use in order to improve the accuracy of identifying the state of a computer system. Prospects for further research may consist in the development of an ensemble of decision trees.Актуальность. Рассмотрена задача идентификации состояния компьютерной системы. Объектом исследования является процесс идентификации состояния компьютерной системы. Предметом исследования являются методы построения решений для идентификации состояния КС
Цель. Разработка метода построения деревьев решений для идентификации состояния компьютерной системы.
Метод. Предложен новый метод построения дерева решений, сочетающий классическую модель построения дерева решений и основанный на плотности метод пространственной кластеризации (DBSCAN). Результаты моделирования показали, что предложенный метод позволяет уменьшить количество ветвлений в дереве решений, что позволит повысить оперативность идентификации состояния компьютерной системы. Использование принадлежности к гиперсферам в качестве критерия принятия решений позволяет повысить точность идентификации за счет нелинейности плоскости разбиения и выполнить более оптимальную настройку классификатора. Метод особенно эффективен при наличии исходных данных, имеющих высокие корреляционные коэффициенты, так как объединяет их в один или несколько многомерных критериев. Проведена оценка точности и оперативности разработанного метода идентификации состояния компьютерной системы.
Результати. Разработанный метод реализован в виде программного обеспечения и исследован при решении задачи идентификации состояния функционирования компьютерной системы.
Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность предлагаемого метода, что позволяет рекомендовать его для практического использования с целью повышения точности идентификации состояния компьютерной системы. Перспективы дальнейших исследований могут состоять в разработке ансамбля деревьев решений.Актуальність. Розглянуто задачу ідентифікації стану комп’ютерної системи. Об’єктом дослідження є процес ідентифікації стану комп’ютерної системи. Предметом дослідження є методи побудови дерев рішень для ідентифікації стану КС
Мета. Розробка методу побудови дерев рішень для ідентифікації стану комп’ютерної системи.
Метод. Запропоновано новий метод побудови дерева рішень, який поєднує класичну модель побудови дерева рішень та оснований на щільності метод просторової кластеризації (DBSCAN). Результати моделювання показали, що запропонований метод надає можливість зменшити кількість розгалужень в дереві рішень, що дозволяє підвищити оперативність ідентифікації стану комп’ютерної системи. Використання приналежності до гіперсфер у якості критерію прийняття рішень, надає можливість підвищити точність ідентифікації за рахунок нелінійності площині розбиття та виконати більш оптимальне налаштування класифікатору. Метод є особливо ефективним за наявності вихідних даних, які мають високі кореляційні коефіцієнти, так як поєднує їх в один або декілька багатомірних критеріїв. Проведено оцінку точності та оперативності розробленого методу ідентифікації стану комп’ютерної системи.
Результати. Розроблений метод реалізований програмно і досліджений під час розв’язання задачі ідентифікації стану функціонування комп’ютерної системи.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого методу, що надає можливість рекомендувати його для практичного використання з метою підвищення точності ідентифікації стану комп’ютерної системи. Перспективи подальших досліджень можуть полягати в розробці ансамблю дерев рішень
СИНТЕЗ АЛГОРИТМУ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛІННЯ ПОТОЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ РЕВЕРСИВНОГО КОНВЕЄРА
No full textContext. The problem of optimal control of flow parameters of a conveyor-type transport system containing sections with reversible conveyors is considered. The object of the stady was an analytical model of a reversible transport conveyor for synthesizing an algorithm for optimal control of the flow parameters of a reversible transport conveyor.
Objective. The goal of the work is to develop a synthesis technique for an algorithm for optimal control of the flow parameters of a reversible transport conveyor based on an analytical model of a conveyor section containing a transport delay.
Method. An analytical model of a reversible conveyor has been developed for the case of a constant speed of a conveyor belt, which makes it possible to determine the values of the output flows from the reverse section with known values of material flows coming to the input of the conveyor section. To build a model of the reversible section of the conveyor, an analytical model of the section of the conveyor in partial derivatives, containing the transport delay, was used. When constructing the model, the assumption was made about the instantaneous switching of the direction of movement of the conveyor belt, and it is also assumed that the interval between switching the direction of the belt speed exceeds the values of the transport delay for the conveyor section. To synthesize an algorithm for optimal control of the reversible conveyor, a control quality criterion was introduced. The formulation of the problem of optimal control of the flow parameters of the reversible conveyor is given, based on the Pontryagin maximum principle. The Hamilton function for the controlled system is written, taking into account the criterion of the quality of control of the reversible conveyor. A technique for synthesizing an algorithm for optimal control of the material output flow of a section of a reversible conveyor is demonstrated. The conditions for switching the direction of the speed of the conveyor belt are determined.
Results. The developed model of the reversible conveyor section is used to synthesize an algorithm for optimal control of the material output flow of the reversible conveyor section.
Conclusions. A method for the synthesis of algorithms for optimal control of the flow parameters of a transport system with sections containing reversible conveyors has been developed. The construction of an analytical model opens up new perspectives for the design of transport conveyor control algorithms, which can be used to reduce the specific energy costs for material transportation in the mining industry.Актуальность. Рассмотрена проблема оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы конвейерного типа, содержащей секции с реверсивными конвейерами. Объектом исследования являлась аналитическая модель транспортного реверсивного конвейера для синтеза алгоритма оптимального управления потоковыми параметрами транспортного реверсивного конвейера. Цель работы – разработка методики синтеза алгоритма оптимального управления потоковыми параметрами транспортного реверсивного конвейера, основанной на аналитической модели конвейерной секции, содержащей транспортную задержку.
Метод. Разработана аналитическая модель реверсивного конвейера для случая постоянной скорости конвейерной ленты, позволяющая определить значения выходных потоков с реверсивной секции при известных значений потоков материала, поступающих на вход секции конвейера. Для построения модели реверсивной секции конвейера использована аналитическая модель секции конвейера в частных производных, содержащая транспортную задержку. При построении модели введены допущение о мгновенном переключении направления движения ленты конвейера, а также предполагается, что интервал между переключениями направления скорости движения ленты превышает значения транспортной задержки для секции конвейера. Для синтеза алгоритма оптимального управления реверсивным конвейером введен критерий качества управления. Дана постановка задачи оптимального управления потоковыми параметрами реверсивного конвейера, основанная на принципе максимума Понтрягина. Записана функция Гамильтона для управляемой системы, учитывающая критерий качества управления реверсивным конвейером. Продемонстрирована методика синтеза алгоритма оптимального управления выходным потоком материала секции реверсивного конвейера. Определены условия переключения направления скорости движения ленты конвейера.
Результаты. Разработанная модель секции реверсивного конвейера использована для синтеза алгоритма оптимального управления выходным потоком материала секции реверсивного конвейера.
Выводы. Разработана методика синтеза алгоритмов оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы с секциями, содержащими реверсивные конвейера. Построение аналитической модели открывает новые перспективы для проектирования алгоритмов управления транспортным конвейером, которые могут быть использованы для снижения удельных энергетических затрат на транспортировку материала на предприятиях горнодобывающей промышленности.Актуальність. Розглянуто проблему оптимального управління потоковими параметрами транспортної системи конвеєрного типу, що містить секції з реверсивними конвеєрами. Об’єктом дослідження була аналітична модель транспортного реверсивного конвеєра для синтезу алгоритму оптимального керування потоковими параметрами транспортного реверсивного конвеєра. Мета роботи – розробка методики синтезу алгоритму оптимального керування потоковими параметрами транспортного реверсивного конвеєра, що базується на аналітичній моделі конвеєрної секції, що містить транспортну затримку.
Метод. Розроблено аналітичну модель реверсивного конвеєра для випадку постійної швидкості конвеєрної стрічки, що дозволяє визначити значення вихідних потоків з реверсивної секції при відомих значень потоків матеріалу, що надходять на вхід секції конвеєра. Для побудови моделі реверсивної секції конвеєра використано аналітичну модель секції конвеєра у приватних похідних, що містить транспортну затримку. При побудові моделі введено припущення про миттєве перемикання напрямку руху стрічки конвеєра, а також передбачається, що інтервал між перемиканнями напрямку швидкості руху стрічки перевищує значення транспортної затримки для секції конвеєра. Для синтезу алгоритму оптимального управління реверcивним конвеєром запроваджено критерій якості управління. Дана постановка задачі оптимального управління потоковими параметрами реверсивного конвеєра, заснована на принципі максимуму Понтрягіна. Записано функцію Гамільтона для керованої системи, яка враховує критерій якості керування реверсивним конвеєром. Продемонстровано методику синтезу алгоритму оптимального управління вихідним потоком матеріалу секції реверсивного конвеєра. Визначено умови перемикання напрямку швидкості руху стрічки конвеєра.
Результати. Розроблена модель секції реверсивного конвеєра використана синтезу алгоритму оптимального управління вихідним потоком матеріалу секції реверсивного конвеєра.
Висновки. Розроблено методику синтезу алгоритмів оптимального керування потоковими параметрами транспортної системи з секціями, що містять реверсивні конвеєри. Побудова аналітичної моделі відкриває нові перспективи для проектування алгоритмів керування транспортним конвеєром, які можуть бути використані для зниження питомих енергетичних витрат на транспортування матеріалу на підприємствах гірничодобувної промисловості
ПРОЦЕДУРА ВИЯВЛЕННЯ АНОМАЛЬНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ У НАБОРАХ НЕОДНОРІДНИХ ДАНИХ З ВИКОРИСТАННЯМ РОБАСТНИХ УСІЧЕНИХ ОЦІНОК
No full textContext. Fortunately, the most commonly used in parametric statistics assumptions such as such as normality, linearity, independence, are not always fulfilled in real practice. The main reason for this is the appearance of observations in data samples that differ from the bulk of the data, as a result of which the sample becomes heterogeneous. The application in such conditions of generally accepted estimation procedures, for example, the sample mean, entails the bias increasing and the effectiveness decreasing of the estimates obtained. This, in turn, raises the problem of finding possible solutions to the problem of processing data sets that include outliers, especially in small samples. The object of the study is the process of detecting and excluding anomalous objects from the heterogeneous data sets.
Objective. The goal of the work is to develop a procedure for anomaly detection in heterogeneous data sets, and the rationale for using a number of trimmed-mean robust estimators as a statistical measure of the location parameter of distorted parametric distribution models.
Method. The problems of analysis (processing) of heterogeneous data containing outliers, sharply distinguished, suspicious observations are considered. The possibilities of using robust estimation methods for processing heterogeneous data have been analyzed. A procedure for identification and extraction of outliers caused by measurement errors, hidden equipment defects, experimental conditions, etc. has been proposed. The proposed approach is based on the procedure of symmetric and asymmetric truncation of the ranked set obtained from the initial sample of measurement data, based on the methods of robust statistics. For a reasonable choice of the value of the truncation coefficient, it is proposed to use adaptive robust procedures. Observations that fell into the zone of smallest and lowest ordinal statistics are considered outliers.
Results. The proposed approach allows, in contrast to the traditional criteria for identifying outlying observations, such as the Smirnov (Grubbs) criterion, the Dixon criterion, etc., to split the analyzed set of data into a homogeneous component and identify the set of outlying observations, assuming that their share in the total set of analyzed data is unknown.
Conclusions. The article proposes the use of robust statistics methods for the formation of supposed zones containing homogeneous and outlying observations in the ranked set, built on the basis of the initial sample of the analyzed data. It is proposed to use a complex of adaptive robust procedures to establish the expected truncation levels that form the zones of outlying observations in the region of the lowest and smallest order statistics of the ranked dataset. The final level of truncation of the ranked dataset is refined on the basis of existing criteria that allow checking the boundary observations (minimum and maximum) for outliers.Актуальность. Общепринятые предположения в параметрической статистике, такие как нормальность, линейность, независимость, далеко не всегда выполняются в реальной практике. Основной причиной этого является появление наблюдений в исследуемых выборках данных, отличающихся от основной массы данных, вследствие чего выборка становится неоднородной. Применение в этих условиях общепринятых процедур оценивания, например, выборочного среднего, влечет за собой увеличение смещенности и снижение эффективности получаемых оценок. Это в свою очередь выдвигает задачу поиска возможных путей решений проблемы обработки массивов данных (выборок), содержащих аномальные наблюдения, особенно в условиях обработки выборок малого объема. Объект исследования – процесс обнаружения и исключения аномальных объектов выборки неоднородных данных. Цель работы – разработка процедуры поиска аномальных наблюдений в выборках неоднородных данных, и обоснование использования ряда усеченных оценок типа «среднее» для оценивания параметра положения искаженных параметрических моделей распределений.
Метод. Рассмотрены вопросы анализа (обработки) неоднородных данных, содержащие аномальные, резко выделяющиеся, подозрительные наблюдения. Проанализированы возможности использования робастных процедур оценивания, устойчивых к наличию в выборках данных «засоряющих» значений, для обработки неоднородных данных. Предложена процедура выявления и исключения аномальных наблюдений, причиной которых могут быть ошибки измерений, скрытые дефекты аппаратуры, выработка ресурсов, условия проведения эксперимента и т.д. В основу предложенного подхода положена процедура симметричного и несимметричного усечения вариационного ряда, полученного на основе исходной выборки данных, на основе методов робастной статистики. Для обоснованного выбора величины коэффициента усечения α, предложено использовать адаптивные робастные процедуры статистического оценивания. Наблюдения, которые находятся в зоне младших и зоне старших порядковых статистик, признаны аномальными.
Результаты. Предложенный подход позволяет в отличие от традиционных критериев поиска аномальных значений, таких как критерий Смирнова(Граббса), критерий Диксона и др., разбивать анализируемую совокупность данных на однородную составляющую и выявлять совокупность аномальных наблюдений, при предположении, что их доля в общей совокупности анализируемых данных неизвестна.
Выводы. В статье предложено использование методов робастной статистики для формирования предполагаемых зон, содержащих однородные и аномальные наблюдения в вариационном ряде, построенном по исходной выборке анализируемых данных. Предложено использовать комплекс адаптивных робастных процедур, для установления предполагаемых уровней усечения, образующих зоны аномальных наблюдений в области старших и младших порядковых статистик вариационного ряда. Окончательный уровень усечения вариационного ряда уточняется на основе существующих критериев, позволяющих проверять граничные наблюдения (минимальное и максимальное) на аномальность.Актуальність. Загальноприйняті припущення в параметричній статистиці, такі як нормальність, лінійність, незалежність, далеко не завжди виконуються у реальній практиці. Основною причиною тому є поява спостережень у досліджуваних вибірках даних, що відрізняються від основної маси даних, внаслідок чого вибірка стає неоднорідною. Застосування в таких умовах загальноприйнятих процедур оцінювання, наприклад, вибіркового середнього, тягне за собою збільшення зсуву та зниження ефективності одержуваних оцінок. Це в свою чергу висуває задачу пошуку можливих шляхів вирішення проблеми обробки масивів даних, що містять аномальні спостереження, особливо в умовах обробки вибірок малого обсягу. Об’єкт дослідження – процес виявлення та виключення аномальних спостережень у вибірках неоднорідних даних. Мета роботи – розробка процедури пошуку аномальних спостережень у вибірках неоднорідних даних, та обґрунтування використання низки усічених оцінок типу «середнє» для оцінювання параметру положення спотворених параметричних моделей розподілів.
Метод. Розглянуті питання аналізу (обробки) неоднорідних даних, що містять аномальні, підозрілі спостереження. Проаналізовано можливості використання робастних процедур оцінювання, стійких до наявності викидів у вибірках неоднорідних даних. Запропоновано процедуру виявлення та виключення аномальних спостережень, причиною яких можуть бути помилки вимірювань, приховані дефекти апаратури, вироблення ресурсів, умови проведення експерименту тощо. В основу запропонованого підходу покладено процедуру симетричного та несиметричного усічення варіаційного ряду, отриманого на основі вихідної вибірки даних, на основі методів робастної статистики. Для обґрунтованого вибору величини коефіцієнта усічення α, запропоновано використовувати адаптивні робастні процедури статистичного оцінювання. Спостереження, що потрапили до зони молодших та зони старших порядкових статистик, визнані аномальними.
Результати. Запропонований підхід дозволяє на відміну від традиційних критеріїв пошуку аномальних значень, таких як критерій Смірнова(Граббса), критерій Діксона та ін., розбивати аналізовану сукупність даних на однорідну складову та виявляти сукупність аномальних спостережень, при припущенні, що їх частка у загальній сукупності аналізованих даних невідома.
Висновки. У статті запропоновано використання методів робастної статистики для формування передбачуваних зон, що містять однорідні та аномальні спостереження у варіаційному ряді, побудованому за вихідною вибіркою аналізованих даних. Запропоновано використовувати комплекс адаптивних робастних процедур для встановлення рівнів усічення, що утворюють зони аномальних спостережень в області старших та молодших порядкових статистик. Остаточний рівень усічення варіаційного ряду уточнюється на основі існуючих критеріїв, що дозволяють перевіряти граничні спостереження (мінімальне та максимальне) на аномальність. 
ЕВОЛЮЦІЙНИЙ МЕТОД СИНТЕЗУ ІМПУЛЬСНИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕХАНІЗМУ НЕЙРОПАТЕРНІВ
Get PDFContext. The problem of synthesizing pulsed neural networks based on an evolutionary approach to the synthesis of artificial neural networks using a neuropathic mechanism for constructing diagnostic models with a high level of accuracy is considered. The object of research is the process of synthesis of pulsed neural networks using an evolutionary approach and a neuropathic mechanism.
Objective of the work is to develop a method for synthesizing pulsed neural networks based on an evolutionary approach using a neuropathic mechanism to build diagnostic models with a high level of accuracy of work.
Method. A method for synthesizing pulsed neural networks based on an evolutionary approach is proposed. At the beginning, a population of pulsed neural networks is generated, and a neuropathic mechanism is used for their encoding and further development, which consists in separate encoding of neurons with different activation functions that are determined beforehand. So each pattern with multiple entry points can define the relationship between a pair of points. In the future, this simplifies the evolutionary development of networks. To decipher a pulsed neural network from a pattern, the coordinates for a pair of neurons are passed to the network that creates the pattern. The network output determines the weight and delay of the connection between two neurons in a pulsed neural network. After that, you can evaluate each neuromodel after evolutionary changes and check the criteria for stopping synthesis. This method allows you to reduce the resource intensity during network synthesis by abstracting the evolutionary changes of the network pattern from itself.
Results. The developed method is implemented and investigated on the example of the synthesis of a pulsed neural network for use as a model for technical diagnostics. Using the developed method to increase the accuracy of the neuromodel with a test sample by 20%, depending on the computing resources used.
Conclusions. The conducted experiments confirmed the operability of the proposed mathematical software and allow us to recommend it for use in practice in the synthesis of pulsed neural networks as the basis of diagnostic models for further automation of tasks of diagnostics, forecasting, evaluation and pattern recognition using big data. Prospects for further research may lie in the use of a neuropathic mechanism for indirect encoding of pulsed neural networks, which will provide even more compact data storage and speed up the synthesis process.-Актуальність. Розглянуто задачу синтезу імпульсних нейронних мереж на основі еволюційного підходу до синтезу штучних нейронних мереж з використанням нейропатерного механізму для побудови діагностичних моделей з високим рівнем точності роботи. Об’єктом дослідження є процес синтезу імпульсних нейронних мереж з використанням еволюційного підходу та нейропатерного механізму.
Мета роботи полягає у розробці методу синтезу імпульсних нейронних мереж на основі еволюційного підходу з використанням нейропатерного механізму для побудови діагностичних моделей з високим рівнем точності роботи.
Метод. Запропоновано метод синтезу імпульсних нейронних мереж на основі еволюційного підходу. На початку генерується популяція імпульсних нейронних мереж, для їх кодування та подальшого розвитку використовується нейропатерний механізм, що полягає в окремому кодуванні нейронів із різними функціями активації, що визначаються попередньо. Так кожен патерн з декількома точками входу може визначати взаємозв’язок між парою точок. В подальшому, це спрощує еволюційний розвиток мереж. Щоб розшифрувати імпульсну нейронну мережу з патерну координати для пари нейронів передаються в мережу, що створює патерн. Вихідний сигнал мережі визначає вагу і затримку з’єднання між двома нейронами в імпульсній нейронній мережі. Після цього можна оцінити кожну нейромодель після еволюційних змін та перевірити критерії зупинки синтезу. Метод дозволяє знизити ресурсоємність під час синтезу мережі, за рахунок абстрагування еволюційних змін патерну мережі від неї самої.
Результати. Розроблений метод реалізовано та досліджено на прикладі синтезу імпульсної нейронної мережі для використання у якості моделі для технічного діагностування. Використання розробленого методу підвищити точність нейромоделі з тестовою вибіркою на 20%, в залежності від використовуваних обчислювальних ресурсів.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого математичного забезпечення і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при синтезі імпульсних нейронних мереж у якості основи діагностичних моделей для подальшої автоматизації задач діагностування, прогнозування, оцінювання та розпізнавання образів з використанням великих даних. Перспективи подальших досліджень можуть полягати у використання нейропатерного механізму для непрямого кодування імпульсних нейронних мереж, що буде забезпечувати, ще більш компактне зберігання даних та пришвидшить процес синтезу
СИНТЕЗ МІКРОПРОГРАМНОГО АВТОМАТА З ОПЕРАЦІЙНИМ АВТОМАТОМ ПЕРЕХОДІВ ЗА ОПЕРАЦІЙНОЮ ТАБЛИЦЕЮ ПЕРЕХОДІВ
No full textContext. The problem of formalizing the description of a microprogram finite state machine based on the principle of operational transformation of state codes with the help of a modified transition table is considered. The object of research was a model of a microprogram finite state machine with datapath of transitions.
Objective. The goal of the work is development and research of a method for formally specifying a microprogram finite state machine with datapath of transitions in the form of a modified table of transitions containing sufficient information for synthesizing the logic circuit of the finite state machine in the basis of programmable logic devices.
Method. A new way of representing the formal solution of the problem of algebraic synthesis of a microprogram finite state machine with datapath of transitions in the form of an operational table of transitions is proposed. This table is a modification of the direct structural table traditionally used in the synthesis of microprogram finite state machines. The use of the previously known representation of the formal solution of the problem of algebraic synthesis in the form of a system of isomorphisms of automaton algebras is too formalized and makes it difficult to synthesize the logical circuit of the finite state machine due to the separate description of the transition and output functions. It is shown that the structure of a microprogram finite state machine with datapath of transitions requires information about the set of interpretations of state codes and the transition operations used to be entered into the traditional table of transitions. It is noted that the proposed operational table of transitions contains sufficient information for the synthesis of the logical circuit of the finite state machine. An example of constructing an operational table of transitions for a finite state machine given by a graph-scheme of the implemented control algorithm is shown. The example demonstrates various ways to interpret state codes. The procedure for synthesizing the circuit for generating codes of transition operations and the circuit for generating microoperations according to the operational table of transitions is proposed.
Results. An example of the implementation of the main stages of the synthesis of a finite state machine with datapath of transitions according to the operational table of transitions is considered. Examples of synthesized finite state machine models in the VHDL language are given, which take into account the peculiarities of the representation of finite state machine models in Xilinx Vivado CAD. The results of the synthesis of the finite state machine according to VHDL models in FPGA basis are shown.
Conclusions. The experiments carried out confirmed the sufficiency of the operational table of transitions for describing a microprogram finite state machine with operational transformation of state codes for the purpose of further synthesizing its logic circuit. Prospects for further research are the use of the proposed operational table of transitions in the development of various methods for the synthesis and optimization of microprogram finite state machine with operational transformation of state codes.Актуальность. Рассмотрена задача формализации описания микропрограммного автомата, основанного на принципе операционного преобразования кодов состояний, с помощью модифицированной таблицы переходов. Объектом исследования являлась модель микропрограммного автомата с операционным автоматом переходов. Цель работы – разработка и исследование способа формального задания микропрограммного автомата с операционным автоматом переходов в виде модифицированной таблицы переходов, содержащей достаточную информацию для синтеза логической схемы автомата в базисе программируемых логических устройств.
Метод. Предложен новый способ представления формального решения задачи алгебраического синтеза микропрограммного автомата с операционным автоматом переходов в виде операционной таблицы переходов. Данная таблица является модификацией прямой структурной таблицы, традиционно используемой при синтезе микропрограммных автоматов. Использование ранее известного представления формального решения задачи алгебраического синтеза в виде системы изоморфизмов автоматных алгебр является слишком формализованным и затрудняет синтез логической схемы автомата по причине раздельного описания функций переходов и выходов. Показано, что структура микропрограммного автомата с операционным автоматом переходов требует внесения в традиционную таблицу переходов информации о множестве интерпретаций кодов состояний и используемых операциях переходов. Отмечено, что предложенная операционная таблица переходов содержит достаточную информацию для синтеза логической схемы автомата. Приведен пример построения операционной таблицы переходов для автомата, заданного граф-схемой имплементируемого алгоритма управления. В примере продемонстрированы различные способы интерпретации кодов состояний. Предложен порядок синтеза схемы формирования кодов операций переходов и схемы формирования микроопераций по операционной таблице переходов.
Результаты. Рассмотрен пример выполнения основных этапов синтеза микропрограммного автомата с операционным автоматом переходов по операционной таблице переходов. Даны примеры моделей синтезированного автомата на языке VHDL, которые учитывают особенности представления моделей конечных автоматов в САПР Xilinx Vivado. Показаны результаты синтеза автомата по VHDL-моделям в базисе ПЛИС FPGA.
Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили достаточность операционной таблицы переходов для описания микропрограммного автомата с операционным преобразованием кодов состояний с целью дальнейшего синтеза его логической схемы. Перспективы дальнейших исследований заключаются в использовании предложенной операционной таблицы переходов при разработке различных методов синтеза и оптимизации микропрограммных автоматов с операционным преобразованием кодов состояний.Актуальність. Розглянуто задачу формалізації опису мікропрограмного автомата, заснованого на принципі операційного перетворення кодів станів, за допомогою модифікованої таблиці переходів. Об'єктом дослідження була модель мікропрограмного автомата з операційним автоматом переходів. Мета роботи – розробка та дослідження способу формального завдання мікропрограмного автомата з операційним автоматом переходів у вигляді модифікованої таблиці переходів, що містить достатню інформацію для синтезу логічної схеми автомата в базисі програмувальних логічних пристроїв.
Метод. Запропоновано новий спосіб представлення формального рішення задачі алгебраїчного синтезу мікропрограмного автомата з операційним автоматом переходів у вигляді операційної таблиці переходів. Ця таблиця є модифікацією прямої структурної таблиці, зазвичай використовуваної при синтезі мікропрограмних автоматів. Використання раніше відомого представлення формального вирішення задачі алгебраїчного синтезу у вигляді системи ізоморфізмів автоматних алгебр є надто формалізованим і ускладнює синтез логічної схеми автомата внаслідок роздільного опису функцій переходів і виходів. Показано, що структура мікропрограмного автомата з операційним автоматом переходів вимагає внесення до традиційної таблиці переходів інформації про множину інтерпретацій кодів станів і використовувані операції переходів. Зазначено, що запропонована операційна таблиця переходів містить достатню інформацію для синтезу логічної схеми автомата. Наведено приклад побудови операційної таблиці переходів для автомата, заданого граф-схемою імплементованого алгоритму керування. У прикладі показані різні методи інтерпретації кодів станів. Запропоновано порядок синтезу схеми формування кодів операцій переходів та схеми формування мікрооперацій за операційною таблицею переходів.
Результати. Розглянуто приклад виконання основних етапів синтезу мікропрограмного автомата з операційним автоматом переходів за операційною таблицею переходів. Наведено приклади моделей синтезованого автомата мовою VHDL, які враховують особливості представлення моделей кінцевих автоматів у САПР Xilinx Vivado. Показано результати синтезу автомата за VHDL-моделями у базисі ПЛІС FPGA.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили достатність операційної таблиці переходів для опису мікропрограмного автомата з операційним перетворенням станів кодів з метою подальшого синтезу його логічної схеми. Перспективи подальших досліджень полягають у використанні запропонованої операційної таблиці переходів при розробці різних методів синтезу та оптимізації мікропрограмних автоматів з операційним перетворенням кодів станів
МЕТОДОЛОГІЯ ПІДВИЩЕННЯ ДОСТОВІРНОСТІ ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ В ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖАХ АЕРОСЕГМЕНТУ
No full textContext. The problem of localization of the effect of errors in data transmission channels when using compression and noiseimmune coding methods in the conditions of compliance with the speed of data delivery in infocommunication systems of the aerosegment. The object of the study is coding methods for increasing the reliability of video information resources in infocommunication networks using airmobile platforms.
Objective. The goal of the work is to methodology development of increasing the reliability of video information in the infocommunication networks of the aerosegment.
Method. The use of noise-immune coding methods to ensure the required level of reliability of video information transmitted in infocommunication systems of the aerosegment has a number of significant disadvantages: it leads to a significant increase in the bit volume of compactly presented video data; the time delay for the delivery of video information is growing, which is critical in the conditions of using airmobile platforms. An increase in time delays in the process of delivering video information leads to the fact that the video information will not be transmitted in full and, as a consequence, in the conditions of aeromonitoring, to the loss of data reliability; time for processing video data increases. The advantage of using compression coding technologies to solve the problem of increasing the reliability of video information transmitted in infocommunication systems of the aerosegment is to reduce the bit volume of the video information resource. However, the existing video processing technologies are based on the use of statistical coding methods and the identification of a series of identical sequences of repeating elements. But the use of such technologies does not provide the required level of error localization. Restructuring method was developed based on identifying patterns in the internal binary structure of message elements by a quantitative attribute. The sign of the number of series of units in the binary structure of message elements is used as a tool for restructuring. Distinctive features of the method are that the restructuring of the information space is carried out without loss of integrity on the basis of structural features by the number of binary series.
Results. The analysis of existing directions for solving the problem of increasing the level of reliability of video information transmitted in the infocommunication systems of the aerosegment was carried out. A method of internal data restructuring has been developed, which allows obtaining the following results: conditions are provided for additional reduction of structural redundancy of code representation of information due to significant reduction of information space capacity as a result of using internal data restructuring on the basis of the number of series of units; conditions are created for localization of errors in the process of reconstruction of video information resources; conditions are created to reduce the time for data processing, due to the fact that the developed method of data restructuring does not require transformations over the elements of the message.
Conclusions. It is necessary to improve the existing compression coding technologies in the direction of identifying patterns, taking into account which will allow localizing the destructive effect of errors arising in the communication channel.Актуальность. Проблема локализации влияния ошибок в каналах передачи данных при использовании методов компрессионного и помехоустойчивого кодирования в условиях соблюдения оперативности доставки данных в инфокоммуникационных системах аеросегмента. Объектом исследования являются методы кодирования для повышения достоверности видеоинформационных ресурсов в инфокоммуникационных сетях с использованием аеромобильных платформ.
Метод. Использование методов помехоустойчивого кодирования для обеспечения необходимого уровня достоверности видеоинформации, передаваемой в инфокоммуникационных системах аеросегмента, имеет ряд существенных недостатков: приводит к значительному увеличению битового объема компактно представленных видеоданных; растет временная задержка на доставку видеоинформации, что в условиях использования аеромобильных платформ является критическим. Повышение временных задержек в процессе доставки видеоинформации приводит к тому, что: видеоинформация будет передана не в полном объеме и, как следствие, в условиях аеромониторинга к потере достоверности данных; увеличивается время на обработку видеоданных. Преимуществом использования технологий компрессионного кодирования для решения задачи повышения достоверности видеоинформации, передаваемой в инфокоммуникационных системах аеросегмента, является снижение битового объема видеоинформационного ресурса. Однако существующие технологии обработки видеоданных базируются на использовании методов статистического кодирования и выявлении серий одинаковых последовательностей повторяющихся элементов. Но использование таких технологий не обеспечивает необходимый уровень локализации действия ошибок. Разработан метод реструктуризации на основе выявления закономерностей во внутренней двоичной структуре элементов сообщения по количественному признаку. Инструментом для реструктуризации является признак количества серий единиц в двоичной структуре элементов сообщения. Отличительные характеристики метода состоят в том, что реструктуризация информационного пространства осуществляется без потери целостности на основе структурного признака по количеству серий единиц.
Результаты. Проведен анализ существующих направлений решения проблемы повышения уровня достоверности передаваемой в инфокоммуникационных системах аеросегмента видеоинформации. Разработанный метод внутренней реструктуризации данных позволяет получить следующие результаты: обеспечиваются условия дополнительного сокращения структурной избыточности кодового представления информации за счет существенного сокращения мощности информационного пространства в результате использования внутренней реструктуризации данных по признаку количества серий единиц; создаются условия для локализации действия ошибок в процессе реконструкции видеоинформационных ресурсов; создаются условия для сокращения времени на обработку данных в связи с тем, что разработанный метод реструктуризации данных не требует проведения преобразований над элементами сообщения.
Выводы. Необходимо совершенствовать существующие технологии компрессионного кодирования в направлении выявления закономерностей, учет которых позволит локализовать разрушительное действие ошибок, возникающих в канале связи.Актуальність. Проблема локалізації впливу помилок у каналах передачі даних при використанні методів компресійного та завадостійкого кодування в умовах дотримання швидкості доставки даних в інфокомунікаційних системах аеросегменту. Об’єктом дослідження є методи кодування для підвищення надійності відеоінформаційних ресурсів в інфокомунікаційних мережах з використанням аеромобільних платформ.
Метод. Використання методів завадостійкого кодування для забезпечення необхідного рівня достовірності відеоінформації, що передається в інфокомунікаційних системах аеросегменту, має ряд істотних недоліків – призводить до значного збільшення бітового об’єму компактно представлених відеозображень; зростає часова затримка на доставку відеоінформації, що в умовах використання аеромобільних платформ є критичним. Підвищення часових затримок у процесі доставки відеоінформації призводить до того, що: відеоінформацію буде передано не в повному обсязі і, як наслідок, в умовах аеромоніторингу до втрати достовірності даних; збільшується час на обробку відеоданих. Перевагою використання технологій компресійного кодування для вирішення задачі підвищення достовірності відеозображень, що передаються в інфокомунікаційних системах аеросегменту, є зниження бітового об’єму відеоінформаційного ресурсу. Однак існуючі технології обробки відеоданих базуються на використанні методів статистичного кодування і виявленні серій однакових послідовностей елементів, що повторюються. Але використання таких технологій не забезпечує необхідного рівня локалізації дії помилок. Розроблений метод реструктуризації на основі виявлення закономірностей у внутрішній двійковій структурі елементів повідомлення за кількісною ознакою. Інструментом для реструктуризації є ознака кількості серій одиниць у двійковій структурі елементів повідомлення. Відмінні характеристики методу полягають у тому, що реструктуризація інформаційного простору здійснюється без втрати цілісності на основі структурної ознаки за кількістю двійкових серій.
Результати. Проведено аналіз існуючих напрямків вирішення проблеми підвищення рівня достовірності відеоінформації, що передається в інфокомунікаційних системах аеросегменту. Розроблений метод внутрішньої реструктуризації даних дозволяє отримати наступні результати: забезпечуються умови додаткового скорочення структурної надмірності кодового представлення інформації зарахунок суттєвого скорочення потужності інформаційного простору в результаті використання внутрішньої реструктуризації даних за ознакою кількості серій одиниць; створюються умови для локалізації дії помилок в процесі реконструкції відеоінформаційних ресурсів; створюються умови для скорочення часу наобробку даних, в зв’язку з тим, що розроблений метод реструктуризації даних не вимагає проведення перетворень над елементами повідомлення.
Висновки. Необхідно вдосконалювати існуючі технології компресійного кодування у напрямі виявлення закономірностей, облік яких дозволить локалізувати руйнівну дію помилок, що виникають у каналі зв’язку