Современное состояние научных исследований и технологий в промышленности
Not a member yet
490 research outputs found
Sort by
Інтеграція аналітичних статистичних моделей, послідовного аналізу закономірностей та теорії нечітких множин для розширеної оцінки надійності мобільних додатків
No full textThe study presents a new method for evaluating the reliability of mobile applications using the Corcoran model. This model includes several aspects of reliability, including performance, reliability, availability, scalability, security, usability, and testability. The Corcoran model can be applied to evaluate mobile applications by analysing key reliability metrics. Using the model significantly improves the reliability assessment of applications compared to traditional methods, which are primarily focused on desktop and server configurations. The aim of the study is to offer a more optimised approach to evaluating the reliability of mobile applications. The paper examines the problems faced by mobile app developers. This study represents a new application of the Corcoran model in evaluating the reliability of mobile applications. This model is characterised by an emphasis on the use of quantitative statistics and the ability to provide an accurate estimate of the probability of failure without any inaccuracies, which distinguishes this model from other software reliability models. The paper suggests using a combination of analytical statistical models, data extraction methods such as sequential pattern analysis, and fuzzy set theory to implement the Corcoran model. The application of the methodology is demonstrated by studying software error reports and conducting a comprehensive statistical analysis of them. To improve the results of future research, the paper suggests making more extensive use of the Corcoran model in various mobile applications and environments. It is recommended to change the model to take into account the constantly changing characteristics of mobile applications and their increasing complexity. In addition, it is advisable to conduct additional research to improve the data mining methods used in the model and explore the possibility of integrating artificial intelligence for more advanced software reliability analysis. Applying the Corcoran model to the mobile app development process to evaluate reliability can significantly improve the quality of applications, leading to increased customer satisfaction and trust in mobile apps. This model can serve as a guide for developers and companies to evaluate and improve their applications, driving innovation and continuous improvement in the competitive mobile app sector.Дослідження є новим методом оцінки надійності мобільних додатків за допомогою моделі Коркорана. Ця модель включає в себе кілька аспектів надійності, включаючи продуктивність, надійність, доступність, масштабованість, безпеку, зручність використання і тестованість. Модель Коркорана може бути застосована для оцінки мобільних додатків шляхом аналізу основних показників надійності. Використання моделі значно поліпшує оцінку надійності застосунків в порівнянні з традиційними методами, які в першу чергу орієнтовані на конфігурації настільних комп'ютерів і серверів. Мета дослідження-запропонувати більш оптимізований підхід до оцінки надійності мобільних додатків. В роботі розглянуто проблеми з якими стикаються розробники мобільних застосунків. Це дослідження представляє нове застосування моделі Коркорана в області оцінки надійності мобільних додатків. Ця модель відрізняється акцентом на використання кількісної статистики та здатністю надавати точну оцінку ймовірності збою без будь-яких неточностей, що відрізняє цю модель від інших моделей надійності програмного забезпечення. В роботі пропонується використання комбінації аналітичних статистичних моделей, методів видобутку даних, таких як послідовний аналіз шаблонів, і теорію нечітких множин для реалізації моделі Коркорана. Застосування методології продемонстровано на прикладі дослідження звітів про помилки програмного забезпечення та проведення їх всебічного статистичного аналізу. Щоб покращити результати майбутніх досліджень, в роботі пропонується більш широко використовувати модель Коркорана у різних мобільних додатках та середовищах. Рекомендується змінити модель, щоб врахувати постійно мінливі характеристики мобільних додатків і їх зростаючу складність. Крім того, бажано провести додаткові дослідження для вдосконалення методів видобутку даних, що використовуються в моделі, та вивчити можливість інтеграції штучного інтелекту для більш просунутого аналізу надійності програмного забезпечення. Застосування моделі Коркорана у процесі розробки мобільних додатків для оцінки надійності може значно підвищити якість додатків, що призведе до підвищення рівня задоволеності клієнтів та довіри до мобільних додатків. Ця модель може слугувати орієнтиром для розробників та компаній при оцінці та вдосконаленні своїх додатків, сприяючи інноваціям та постійному вдосконаленню в конкурентному секторі мобільних додатків
Метод планування завдань оброблення даних у розподілених системах з обмеженою інформацією про доступні ресурси
Get PDFIn today's digital landscape, distributed data processing systems (DDPs) are becoming increasingly critical to efficiently process, analyze, and manage large volumes of data. These systems are often used in commercial, scientific and social domains to process complex data in real-time or batch mode. One of the key components of such systems is task scheduling, which is an extremely complex process, particularly when information about resource requirements is not complete or accurate. The subject of research are algorithms, methods and approaches used for scheduling tasks between nodes in distributed systems. The purpose of the study is to create an optimized method of task planning in the RSOD with limited availability of information about available resources. The task of the research: to analyze the limitations of modern methods for scheduling tasks in distributed data processing systems (DDS); optimize the method of scheduling tasks based on metadata between RSOD nodes, based on the methodology of searching for nearest neighbors using the method of localized hashing and the algebra of finite predicates; develop the architecture of the software solution and its implementation based on the optimized method; test the algorithm on the example of a video decoding task. The following methods were used: statistical algorithms and techniques such as classification and cluster analysis were used to predict resource requirements, and visualization techniques assisted in the analysis and interpretation of results. As a result of the work: the limitations of modern methods for the distribution of tasks in distributed data processing systems (DDPs) were analyzed; an optimized method of task planning based on metadata in RSOD was created, based on the methodology of searching for nearest neighbors using the method of localized hashing and the algebra of finite predicates; the processes in the modified nearest neighbor search algorithm are detailed; the architecture of the software solution was developed, which integrates an optimized method of task planning based on metadata and resource allocation; validation of the software solution was carried out with the help of a practical scenario – the use of the created algorithm in the planning task for decoding video information. The conclusions of this study confirmed that the proposed method, based on the methodology of localized hashing and the use of finite redicate algebra, is effective even with insufficient or limited information about resource needs. This highlights the possibility of using dynamic scheduling strategies to adapt to changing load conditions and resource availability.У сучасному цифровому ландшафті розподілені системи оброблення даних (РСОД) стають усе більш критично важливими для забезпечення ефективного оброблення, аналізу та управління великими обсягами інформації. Ці системи часто використовуються в комерційних, наукових і соціальних доменах для оброблення комплексних даних в реальному часі або пакетному режимі. Одним із ключових складників таких систем є планування завдань, що є надзвичайно складним процесом, зокрема коли інформація про ресурсні потреби не є повною або точною. Предметом дослідження є алгоритми, методи та підходи, які використовуються для планування завдань між вузлами в розподілених системах. Мета роботи – створення оптимізованого методу планування завдань у РСОД з обмеженою інформацією про доступні ресурси. Завдання дослідження: проаналізувати недоліки сучасних методів для планування завдань у розподілених системах оброблення даних; оптимізувати метод планування завдань на основі метаданих між вузлами РСОД, який ґрунтується на методології пошуку найближчих сусідів із використанням методу локалізованого хешування та алгебри скінченних предикатів; розробити архітектуру програмного рішення та його реалізацію на основі оптимізованого методу; протестувати алгоритм на прикладі завдання декодування відео. Застосовано такі методи: статистичні алгоритми та техніки, зокрема класифікація та кластерний аналіз, використані для прогнозування потреб у ресурсах; візуалізаційні методи допомогли в аналізі та інтерпретації результатів. Результати роботи: проаналізовано недоліки сучасних методів для розподілу завдань у розподілених системах оброблення даних; створено оптимізований метод планування завдань на основі метаданих у РСОД, який ґрунтується на методології пошуку найближчих сусідів із використанням методу локалізованого хешування та алгебри скінченних предикатів; деталізовано процеси в модифікованому алгоритмі пошуку найближчих сусідів; розроблено архітектуру програмного рішення, що інтегрує оптимізований метод планування завдань на основі метаданих та алокації ресурсів; за допомогою практичного сценарію здійснено валідацію програмного рішення – використання створеного алгоритму в задачі планування для декодування відеоінформації. Висновки. Запропонований метод, що ґрунтується на методології локалізованого хешування та на застосуванні алгебри скінченних предикатів, є ефективним навіть у разі недостатньої або обмеженої інформації про ресурсні потреби. Це підтверджує можливість використання динамічних стратегій планування для адаптації до мінливих умов навантаження та доступності ресурсів
РОЗРОБКА ПРОБЛЕМНО-ОРІЄНТОВАНОЇ МОВИ МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ПІДТРИМКИ ВАРІАБЕЛЬНОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В СИСТЕМАХ "РОЗУМНИЙ БУДИНОК"
No full textBuilding conceptual models for software design, in particular for high-tech applications such as smart home systems, is a complex task that significantly affects the efficiency of their development processes. One of the innovative methods of solving this problem is the use of domain-specific modeling languages (DSMLs), which can reduce the time and other project resources required to create such systems. The subject of research in this paper is approaches to the development of DSML for Smart Home systems as a separate class of Internet of Things systems. The purpose of this work is to propose an approach to the development of DSMLs based on a model of variability of the properties of such a system. The following tasks are being solved: analysis of some existing approaches to the creation of DSMLs; construction of a multifaceted classification of requirements for them, application of these requirements to the design of the syntax of a specific DSML-V for the creation of variable software in smart home systems; development of a technological scheme and quantitative metrics for experimental evaluation of the effectiveness of the proposed approach. The following methods are used: variability modeling based on the property model, formal notations for describing the syntax of the DSML-V language, and the use of the open CASE tool metaDepth. Results: a multifaceted classification of requirements for a broad class of DSML languages is built; the basic syntactic constructions of the DSML-V language are developed to support the properties of software variability of "Smart Home" systems; a formal description of such syntax in the Backus-Naur notation is given; a technological scheme for compiling DSML-V specifications into the syntax of the language of the open CASE tool metaDepth is created; the effectiveness of the proposed approach using quantitative metrics is experimentally investigated. Conclusions: the proposed method of developing a specialized problem-oriented language for smart home systems allows for multilevel modeling of the variability properties of its software components and provides an increase in the efficiency of programming such models by about 14% compared to existing approaches.Побудова концептуальних моделей для проєктування програмного забезпечення (ПЗ), зокрема для таких високотехнологічних застосунків, як системи "Розумний будинок", є складним завданням, від результатів виконання якого суттєво залежить ефективність процесів їхнього розроблення. Одним з інноваційних методів вирішення цієї проблеми є використання предметно орієнтованих мов моделювання (DSML), що дають змогу скоротити витрати часу та інших проєктних ресурсів, потрібних для створення таких систем. Предметом дослідження в роботі є підходи з метою розроблення DSML для систем "Розумний будинок" як окремого класу систем Internet of Things. Мета роботи – запропонувати підхід до розроблення DSML на основі моделі варіабельності властивостей такої системи. Вирішуються такі завдання: аналіз деяких уже наявних підходів до створення DSML; побудова багатоаспектної класифікацій вимог до них, застосування цих вимог щодо проєктування синтаксису конкретного DSML-V для створення варіабельного ПЗ у системах "Розумний будинок"; розроблення технологічної схеми й кількісних метрик для експериментального оцінювання ефективності запропонованого підходу. Використовуються такі методи: моделювання варіабельності, основане на моделі властивостей, формальні нотації для опису синтаксису мови DSML-V, застосування відкритого інструментального CASE-засобу metaDepth. Здобуті результати: побудовано багатоаспектну класифікацію вимог до широко класу мов DSML; розроблено основні синтаксичні конструкції мови DSML-V для підтримки властивостей варіабельності ПЗ систем "Розумний будинок"; надано формальний опис такого синтаксису в нотації Бекуса – Наура; створено технологічну схему компіляції специфікацій мовою DSML-V у синтаксис мови відкритого інструментального CASE-засобу metaDepth; експериментально досліджено ефективність застосування запропонованого підходу з використанням кількісних метрик. Висновки: запропонований метод розроблення спеціалізованої проблемно орієнтованої мови для систем "Розумний будинок" дає змогу проводити багаторівневе моделювання властивостей варіабельності її програмних компонентів і забезпечує зростання ефективності програмування таких моделей приблизно на 14% порівняно з наявними підходами
ОГЛЯД РІШЕНЬ З АПАРАТНОЇ БЕЗПЕКИ КІНЦЕВИХ ПРИСТРОЇВ ТУМАННИХ ОБЧИСЛЕНЬ У ІНТЕРНЕТІ РЕЧЕЙ
Get PDFThe subject of the study is possible means of increasing the hardware security of end devices of fog computing in Internet of Things (IoT) networks, the spread of which is growing rapidly every year and requires a high level of of protection against all types of attacks. The goal of the work is to review available COTS (commercial off-the-shelf) and/or conceptual hardware solutions for protecting low-end devices in Internet of Things networks based on fog technologies. To achieve the goal, the following tasks were solved: the concept of fog computing and the advantages it will bring to IoT networks are presented; cyber threats and hardware attacks on IoT networks are considered; the consequences of using IoT networks based on fog computing are presented; hardware security tools such as TRM, PUF, HSM, etc. are considered. When performing the tasks, such research methods were used as: theoretical analysis of literary sources; comparative analysis of cloud, fog and mobile computing; analysis of existing security hardware. The following results were obtained: fog computing provides most of the advantages of cloud computing by additionally allowing data to be processed on end devices without burdening the central server. Conclusions: hardware security in IoT systems is no less important than software security. This issue is especially important for systems based on fog computing, where data will be processed on the periphery, without being transferred to the cloud. To increase the level of hardware security of fog computing devices, it is suggested to use standard hardware security platforms, such as: Physically Unclonable Functions, Hardware Security Module, System On a Chip, etc. The hardware components of the system using fog computing are less prone to cyber-attacks/hacking/intrusions/manipulation.Предметом дослідження є можливі засоби підвищення апаратної безпеки кінцевих пристроїв туманних обчислень в мережах Інтернету речей (ІоТ), популярність якого щороку стрімко зростає та потребує високого рівня захищеності від усіх типів атак. Метою роботи є огляд доступних готових комерційних продуктів та/або концептуальних апаратних рішень для захисту бюджетних пристроїв у мережах Інтернету речей на основі туманних технологій. Для досягнення поставленої мети виконано такі завдання: запропоновано концепцію туманних обчислень та визначено переваги, які вона надає мережам IoT; розглянуто кіберзагрози та апаратні атаки на мережі ІоТ; описано наслідки використання мереж Інтернету речей на основі туманних обчислень; розглянуто апаратні засоби безпеки, такі як TRM, PUF, HSM тощо. Для вирішення завдань використано такі методи дослідження, як: теоретичний аналіз літературних джерел; порівняльний аналіз хмарних, туманних і мобільних обчислень; аналіз наявних апаратних засобів безпеки. Здобуто такі результати: туманні обчислення можна розглядати як шлюз між хмарними обчисленнями та Інтернетом речей; вони мають більшість із переваг хмарних обчислень, крім того, додатково дають змогу обробляти дані на кінцевих пристроях, не навантажуючи центральний сервер. Висновки: безпека апаратного забезпечення в системах Інтернету речей не менш важлива, ніж програмна безпека. Особливо вагомо це питання постає для систем на основі туманних обчислень, де дані оброблятимуться на периферії, без передачі в хмару. Для підвищення рівня апаратної безпеки пристроїв туманних обчислень пропонується використовувати стандартні апаратні платформи безпеки, такі як: фізично неклоновані функції, апаратний модуль безпеки, система на кристалі тощо. Апаратні компоненти системи, що застосовують туманні обчислення, менш схильні до кібератак, зломів, вторгнень чи маніпуляцій
АЕРОКОСМІЧНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИЗНАЧЕННЯ ОЦІНКИ ЗАБРУДНЕННЯ ҐРУНТІВ
No full textActuality. Studies of soil pollution assessment are based on scientific principles that define a complex system of environmental safety management in the context of increased exposure to sources of secondary dust pollution of the atmosphere. To ensure environmental safety under conditions of high levels of dust pollution, it is necessary to apply and improve the relevant models. Among the many types of environmental pollution, dust pollution of the atmospheric air and the deposition of harmful substances on the soil are particularly dangerous. This pollution can take two forms: direct emissions from industrial enterprises (primary) or the formation of secondary pollution through physical and chemical processes in places where dust-like waste is stored. Fine waste after air purification with dimensions of less than 100 microns is particularly hazardous. In modern environmental monitoring and assessment of soil pollution, special attention is paid to remote methods that allow for more effective monitoring of the impact of human activity and solving environmental problems. The use of unmanned aerial vehicles is one such method that has positive results. The purpose of the article is to solve the scientific problem of improving aerospace methods based on unmanned aerial vehicles (UAVs) for monitoring and assessing the quality of soil pollution. The object of the study is the use of aerospace tools for monitoring and assessing the condition of soil cover. To achieve this goal, the following tasks have been defined: to study the current state and ways to improve the efficiency of UAVs in the system of environmental monitoring of soils; to develop models of environmental assessment; to analyze existing approaches to the use of aerospace assets for monitoring and assessing the state of soil cover. Conclusions: a methodological approach based on a modified method of the comprehensive assessment of the level of technogenic hazard of industrial facilities is proposed to assess the state of environmental safety in conditions of intense dust pollution of the atmospheric air.Актуальність. Дослідження оцінки забруднення ґрунтів оновані на наукових принципах, що визначають складну систему управління екологічною безпекою в умовах посиленої дії джерел вторинного пилового забруднення атмосферного повітря. Для забезпечення екологічної безпеки в умовах високого рівня пилового забруднення необхідно застосовувати та вдосконалювати відповідні моделі. Серед багатьох видів засмічення довкілля особливо небезпечним є пилове забруднення атмосферного повітря та осідання шкідливих речовин на ґрунті. Це забруднення може мати дві форми: пряме викидання забруднень від промислових підприємств (первинне) або формування вторинних забруднень через фізико-хімічні процеси в місцях зберігання пилоподібних відходів. Тонкодисперсні відходи після очищення повітря з розмірами менше ніж 100 мкм є особливо небезпечними. У сучасному екологічному спостереженні та оцінюванні забруднення ґрунтів особливу увагу звертають на дистанційні методи, що дають змогу ефективніше відслідковувати вплив людської діяльності та вирішувати екологічні проблеми. Використання безпілотних літальних апаратів є одним із таких методів, що має позитивні результати. Мета статті – розв’язання наукової проблеми вдосконалення аерокосмічних методів на основі безпілотного літального апарата (БПЛА) з метою моніторингу та оцінювання якості забруднення ґрунтів. Об’єктом дослідження є застосування аерокосмічних засобів для моніторингу та оцінювання стану ґрунтового покриву. Для реалізації цієї мети визначено такі завдання: дослідити сучасний стан і шляхи підвищення ефективності роботи БПЛА в системі екологічного моніторингу ґрунтів; розробити моделі екологічної оцінки; проаналізувати наявні підходи щодо застосування аерокосмічних засобів для моніторингу та оцінювання стану ґрунтового покриву. Висновки: для оцінювання стану екологічної безпеки в умовах інтенсивного пилового забруднення атмосферного повітря запропоновано методичний підхід, оснований на модифікованому методі комплексного оцінювання рівня техногенної небезпеки промислових об’єктів
МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРЕТО-ФРОНТУ ДЛЯ ВАРІАНТІВ ПОБУДОВИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ В УМОВАХ ІНТЕРВАЛЬНОГО ПОДАННЯ ЛОКАЛЬНИХ КРИТЕРІЇВ
No full textThe subject of research in the article is decision-making support processes in the tasks of optimizing technological processes (TP) at the stages of their design or reengineering. The goal of the work is to improve the efficiency of technologies of automated design of TP due to the development of mathematical models of the tasks of selecting subsets of effective design solutions with intervally specified characteristics of options. The following tasks have been solved in the article: review and analysis of the current state of the problem of supporting decision-making in the tasks of optimization of TP at the stages of their design or reengineering; decomposition of the problem of making project decisions; formalization of the task of comparing intervals for selection of Pareto fronts using comparison indices based on the generalized Hukuhari difference; development of a mathematical model of the problem for the method based on Carlin's lemma; development of a mathematical model of the problem for the method based on Hermeyer's theorem; determination of the Pareto front in the task of optimization of TP by the method of pairwise comparisons. The following methods were used: system approach, theories of systems, theories of usefulness, theories of decision-making, system design, optimization and operations research. Results. The place and connections of the problem of determining the Pareto front in the problem of making project decisions are determined. A formalized interval comparison procedure for the selection of Pareto fronts using Hukuhari total difference comparison indices. Mathematical models of the problem of selection of Pareto fronts using methods based on Carlin's lemma and Hermeyer's theorem have been developed for the case of interval publication with the value of local criteria. An example of the formation of the Pareto front in the problem of optimization of the technological process by the method of pairwise comparison according to the indicators of the duration of the technological cycle, reliability and specified costs is given. Conclusions. The proposed mathematical models expand the methodological bases of the automation of TP design processes. They make it possible to correctly reduce the set of alternative options for construction of TP for the final choice, taking into account the knowledge, experience of designers and factors that are difficult to formalize. The practical use of mathematical models will allow to increase the degree of automation of design or control processes, to reduce the time of decision-making in conditions of incomplete certainty of input data and to guarantee their quality by selecting them only from a subset of effective ones.Предметом дослідження є процеси підтримки прийняття рішень у задачах оптимізації технологічних процесів (ТП) на етапах їх проєктування чи реінжинірингу. Мета роботи – підвищення ефективності технологій автоматизованого проєктування ТП з допомогою розроблення математичних моделей задач виділення підмножин ефективних проєктних рішень з інтервально заданими характеристиками варіантів. У статті розв’язуються такі завдання: огляд і аналіз сучасного стану проблеми підтримки прийняття рішень у задачах оптимізації ТП на етапах їх проєктування чи реінжинірингу; декомпозиція проблеми прийняття проєктних рішень; формалізація задачі порівняння інтервалів для виділення Парето-фронтів із використанням індексів порівняння на основі узагальненої різниці Хукухари; розроблення математичної моделі задачі для методу на основі леми Карліна; створення математичної моделі задачі для методу на основі теореми Гермеєра; визначення фронту Парето в задачі оптимізації ТП методом парних порівнянь. Використовуються такі методи: системний підхід, теорії систем, теорії корисності, теорії прийняття рішень, системного проєктування, оптимізації та дослідження операцій. Результати. Визначено місце та зв’язки задачі визначення Парето-фронту в проблемі прийняття проєктних рішень. Формалізовано процедуру порівняння інтервалів для виділення Парето-фронтів із використанням індексів порівняння на основі узагальненої різниці Хукухари. Розроблено математичні моделі задачі виділення Парето-фронтів методами на основі леми Карліна й теореми Гермеєра для випадку інтервального подання значень локальних критеріїв. Наведено приклад формування Парето-фронту в задачі оптимізації технологічного процесу методом парних порівнянь за показниками тривалості технологічного циклу, надійності та наведених витрат. Висновки. Запропоновані математичні моделі розширюють методологічні основи автоматизації процесів проєктування ТП. Вони уможливлюють коректне скорочення множини альтернативних варіантів побудови ТП для остаточного вибору з урахуванням знань, досвіду проєктувальників і факторів, що важко піддаються формалізації. Практичне використання математичних моделей підвищить ступінь автоматизації процесів проєктування чи керування, скоротить час прийняття рішень в умовах неповної визначеності вхідних даних і гарантуватиме якість цих даних завдяки їх вибору з підмножини ефективних
ДОСЛІДЖЕННЯ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗУВАННЯ ТА КЛАСИФІКАЦІЇ В ЗАДАЧАХ НАЯВНОСТІ ДІАБЕТУ СЕРЕД ПАЦІЄНТІВ З ІНСУЛЬТОМ У РІЗНИХ УМОВАХ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ
No full textThe subject of the study in the article is the methods of predicting the development of diabetes. Diabetes mellitus is a non-communicable disease that has affected 425 million people, and by 2045 the number will only increase by 1.5 times. It has been proven to be an independent contributing factor to stroke development. When there is too much sugar in the blood, it negatively affects the arteries and blood vessels. People with this disease are more likely to develop atherosclerotic plaques and blood clots, which can lead to heart blockage and ischemic stroke. Having diabetes increases the risk and worsens the course of a stroke. According to the Framingham Study, the number of recurrent cases doubles. The aim of the study is to investigate methods of predicting and classifying the development of diabetes among people, in particular stroke patients, to prevent the development of other diseases. The complexity of the problem lies in the fact that there are as many undiagnosed cases as diagnosed ones, so about half of people suffer from the disease and the resulting complications due to improper or delayed diagnosis. Therefore, timely diagnosis of a disease that is difficult to detect is important in order to prevent the development of further complications. The article solves the problem of a multi-criteria task of choosing the best algorithm for predicting the occurrence of a disease. The following methods are used in this paper: multilayer perceptron, k-nearest neighbors method, decision tree, and logistic regression. Nowadays, machine learning has begun to apply to similar problems. In the 1950s and 1960s, there were attempts to combine the approaches to creating neural networks that existed at the time, which made it possible to calculate quantitative descriptions of human intelligence, and memorize, analyze, and process information, which resembled the work of the human brain. Medicine is one of the main areas of human activity where various classifier and neural network algorithms are gaining popularity yearly. They are trendy in disease diagnostics. Results: the initial conditions for choosing the best model are met by logistic regression. Conclusions: as a result of the study, the optimal model for predicting the development of the disease was selected.Предметом дослідження є методи прогнозування розвитку цукрового діабету. Цукровий діабет – неінфекційне захворювання, що вразило 425 млн людей, а до 2045 р. їхня кількість збільшиться в півтора раза. Доведено, що це захворювання є незалежним фактором, що спричиняє розвиток інсульту. Коли в крові занадто багато цукру, він негативно впливає на артерії та судини. Пацієнти з діабетом більш схильні до утворення атеросклеротичних бляшок і тромбів, що може призвести до блокади серця та ішемічного інсульту. Наявність діабету збільшує ризик інсульту й погіршує його перебіг. За результатами Фремінгемського дослідження, кількість повторних випадків захворювання серця подвоюється. Мета дослідження – вивчити методи прогнозування та класифікації розвитку діабету серед людей, зокрема пацієнтів з інсультом, для запобігання іншим захворюванням. Складність проблеми полягає в тому, що недіагностованих випадків стільки ж, скільки й діагностованих, тому близько половини людей страждають від хвороби й спричинених ускладнень через неналежне або запізніле діагностування. Тому важлива вчасна діагностика захворювання, яке важко виявити, з метою запобігання розвитку подальших ускладнень. Завданням статті є вибір найкращого алгоритму прогнозування виникнення захворювання. У роботі використано такі методи: багатошаровий персептрон, метод k-найближчих сусідів, дерево рішень і логістична регресія. На сьогодні для вирішення подібних проблем широко застосовується машинне навчання. Упродовж 1950–1960-х рр. були спроби об’єднати наявні на той час підходи до створення нейронних мереж, що дало змогу обчислювати кількісні описи людського інтелекту, а також запам’ятовувати, аналізувати та обробляти інформацію, що нагадувало роботу людського мозку. Медицина – одна з основних галузей, де різноманітні класифікатори та нейромережні алгоритми з кожним роком набувають все більшої популярності. Вони є пріоритетними, зокрема, і в діагностиці захворювань. Результати: з’ясовано, що початковим умовам вибору найкращої моделі відповідає логістична регресія. Висновки: унаслідок дослідження обрано оптимальну модель для прогнозування розвитку захворювання
Метод логічних мереж для моделювання систем адаптивного тестування знань
Get PDFThe subject of the research is the development of mathematical and algorithmic support of the intellectual toolkit for the analysis of sets of test tasks and the modeling of the process of interpreting the quality of sets of test tasks, which allows for objective and comprehensive continuous control of the knowledge of subjects of training, subject to the implementation of the concept of virtual distributed training (retraining). The purpose of the research is to improve the effectiveness of monitoring the knowledge of subjects of education in the distance form of education through the use of adaptive computer testing methods based on models of logical networks and the algebra of finite predicates. The following tasks are solved in the article: the formation of a testing model in a distributed virtual learning environment and a model of validity assessment based on the content of sets of test tasks. The following methods are used: methods of logical networks and algebraic programming based on the algebra of finite predicates and predicate operations, intellectual analysis of information. The following results were obtained: the principles of intellectual analysis were formulated in the development of a model of a universal logical network and its application to actual tasks of artificial intelligence in the field of informal information processing, namely, in the construction of knowledge testing systems for distributed virtual learning. Conclusions. Algorithms for optimal multi-stage adaptive testing of knowledge as part of distributed virtual learning models and methods for analyzing the success of training subjects have been improved. The use of conjunctive decomposition with binary predicates achieves the goal of the research, because in this way any multi-place predicate can be represented by a logical network simulating the process of knowledge testing, the model of the subject of learning is described.Предметом дослідження є розроблення математичного та алгоритмічного забезпечення інтелектуального інструментарію аналізу наборів тестових завдань і моделювання процесу інтерпретації якості наборів тестових завдань, що дає змогу об’єктивно та всебічно проводити безперервний контроль знань суб’єктів навчання за умови впровадження концепції віртуального розподіленого навчання (перепідготовки). Мета роботи – підвищення ефективності контролю знань суб’єктів освітнього процесу в умовах дистанційної форми навчання з допомогою застосування адаптивних методів комп’ютерного тестування на основі моделей логічних мереж і алгебри скінченних предикатів. У статті вирішуються такі завдання: формування моделі тестування в розподіленому віртуальному навчальному середовищі та моделі оцінювання валідності за змістом наборів тестових завдань. Використовуються такі методи: методи логічних мереж і алгебраїчного програмування на основі алгебри скінченних предикатів і предикатних операцій, інтелектуальний аналіз інформації. Здобуто такі результати: сформульовано принципи інтелектуального аналізу в процесі розроблення моделі універсальної логічної мережі та її застосування до актуальних завдань штучного інтелекту в галузі неформалізованого оброблення інформації, а саме в побудові систем тестування знань для розподіленого віртуального навчання.Висновки. Удосконалено алгоритми оптимального багатоступінчастого адаптивного тестування знань як частини моделей розподіленого віртуального навчання та методів аналізу успішності суб’єктів навчання. Використано кон’юнктивну декомпозицію з бінарними предикатами та досягнуто мету дослідження, оскільки таким способом будь-який багатомісний предикат можна подати логічною мережею, що моделює процес тестування знань. Описано модель суб’єкта навчання.  
Система автоматичного сурдоперекладу з використанням нейромережних технологій та 3D-анімації
Get PDFImplementation of automatic sign language translation software in the process of social inclusion of people with hearingimpairment is an important task. Social inclusion for people with hearing disabilities is an acute problem that must be solvedin the context of the development of IT technologies and legislative initiatives that ensure the rights of people with disabilitiesand their equal opportunities. This substantiates the relevance of the research of assistive technologies, in the context ofsoftware tools, such as the process of social inclusion of people with severe hearing impairment in society. The subject of research is methods of automated sign language translation using intelligent technologies. The purpose of the work is the development and research of sign language automation methods to improve the quality of life of people with hearing impairments in accordance with the "Goals of Sustainable Development of Ukraine" (in the "Reduction of Inequality" part). The main tasks of the research are the development and testing of methods of converting sign language into text, converting text into sign language, as well as automating translation from one sign language to another sign language using modern intelligent technologies. Neural network modeling and 3D animation methods were used to solve these problems. The following results were obtained in the work: the main problems and tasks of social inclusion for people with hearing impairments were identified; a comparative analysis of modern methods and software platforms of automatic sign language translation was carried out; a system combining the SL-to-Text method is proposed and investigated; the Text-to-SL method using 3D animation to generate sign language concepts; the method of generating a 3D-animated gesture from video recordings; method of implementing the Sign Language1 to Sign Language2 technology. For gesture recognition, a convolutional neural network model is used, which is trained using imported and system-generated datasets of video gestures. The trained model has a high recognition accuracy (98.52%). The creation of a 3D model for displaying the gesture on the screen and its processing took place in the Unity 3D environment. The structure of the project, executive and auxiliary files used to build 3D animation for the generation of sign language concepts includes: event handler files; display results according to which they carry information about the position of the tracked points of the body; files that store the characteristics of materials that have been added to certain body mapping points. Conclusions: the proposed methods of automated translation have practical significance, which is confirmed by the demo versions of the software applications "Sign Language to Text" and "Text to Sign Language". A promising direction for continuing research on the topic of the work is the improvement of SL1-to-SL2 methods, the creation of open datasets of video gestures, the joining of scientists and developers to fill dictionaries with concepts of various sign languages.Упровадження програмних засобів автоматичного сурдоперекладу в процес соціальної інклюзії людей з вадами слухує важливим завданням. Соціальна інклюзія для осіб із вадами слуху є нагальною проблемою, яку необхідно вирішуватиз огляду на розвиток IT-технологій та законодавчі ініціативи, що забезпечують права людей з інвалідністю та їхнірівні можливості. Сказане обґрунтовує актуальність дослідження асистивних технологій у контексті програмних засобів,таких як процес соціального залучення людей з важкими порушеннями слуху в суспільство. Предметом дослідженняє методи автоматизованого сурдоперекладу із застосуванням інтелектуальних технологій. Мета роботи – розробленнята дослідження методів автоматизації сурдоперекладу для поліпшення якості життя людей з вадами слуху відповіднодо «Цілей сталого розвитку України» (в частині «Скорочення нерівності»). Основними завданнями дослідженняє розроблення й тестування методів перетворення жестової мови в текст, перетворення тексту в жестову мову, а такожавтоматизація перекладу з однієї жестової мови іншою жестовою мовою із застосуванням сучасних інтелектуальнихтехнологій. Для розв’язання цих завдань використовувались методи нейромережного моделювання та 3D-анімації.Унаслідок дослідження здобуто такі результати: виявлено основні проблеми й завдання соціальної інклюзії для людейз вадами слуху; здійснено порівняльний аналіз сучасних методів і програмних платформ автоматичного сурдоперекладу;запропоновано й досліджено систему, що об’єднує метод SL-to-Text; метод Text-to-SL з використанням 3D-анімаціїдля генерації концептів жестової мови; метод генерації 3D-анімованого жесту з відеозаписів; метод реалізації технологіїSign Language1 to Sign Language2. Для розпізнавання жестів застосовано модель згорткової нейронної мережі, що навчається за допомогою імпортованих і згенерованих системою датасетів відеожестів. Навчена модель має високу точність розпізнавання (98,52%). Створення 3D-моделі для відображення жесту на екран і його оброблення відбувалися у середовищі Unity 3D. Структура проєкту, виконавчих і допоміжних файлів, що застосовуються для побудови 3D-анімації з метою генерації концептів жестової мови, містить: файли обробників подій; результати відображення, що мають інформацію про положення відслідкованих точок тіла; файли, що зберігають характеристики матерій, які були додані до тих чи інших точок відображення тіла. Висновки: запропоновані методи автоматизованого перекладу мають практичну значущість, що підтверджують демоверсії програмних застосунків Sign Language to Text і Text to Sign Language. Перспективним напрямом подальших досліджень з окресленої теми є вдосконалення методів SL1-to-SL2, створення відкритих датасетів відеожестів, залучення науковців і розробників для наповнення словників концептами різних жестових мов
ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ СЕРЕДНІХ ПРЯМОКУТНИКІВ ДЛЯ ОТРИМАННЯ КОМПЛЕКСНОГО ПОКАЗНИКА БЕЗПЕКИ ПРАЦІ
Get PDFThe subject matter of the article is the method of determining comprehensive indicator of labor safety. The goal of the work is to develop a methodology for obtaining a comprehensive assessment of labor safety, taking into account the characteristics of harmful and dangerous production factors. The article solves the following task: to investigate the possibility of applying the method of numerical integration to obtain a comprehensive indicator of occupational safety, that is, to apply the principle of determining the area and volume under curved surfaces both on the plane and in space, which are created by combining estimates of unit indicators of harmful factors on a dimensionless scale. Methods are used: qualimetry and mathematical statistics. The following results were obtained: a number of modern scientific works were considered, substantiating the need to assess occupational safety at the workplace. A number of modern scientific works related to the quantitative assessment of the quality of qualimetric objects of different nature, which have different quality indicators and different measurement scales, have been analyzed. As a result of the analysis, the relevance of the topic has been proven and the need to develop a methodology for obtaining a comprehensive assessment of labor safety, which will be suitable for assessing working conditions at any production, has been determined. In order to obtain a comprehensive index of labor safety, it is proposed to determine an estimate for each harmful production factor, and then to determine a single estimate, taking into account all characteristics. To determine the complex indicator of a harmful production factor, it is proposed to apply the integration method, that is, to find the area under the broken surface, which resulted from the connection of points on the plane of the XOY coordinate system. For this, quadrature formulas using the method of average rectangles are used. A step-by-step algorithm for determining the comprehensive indicator of labor safety, using integration by the method of average rectangles, is proposed. The method of determining the comprehensive indicator of labor safety in production was tested. Harmful factors in production were determined, valid indicators were obtained and their estimates on a dimensionless scale were determined. A time series of changes in indicators of harmful factors over time is graphically constructed. A comprehensive indicator of occupational safety in production was determined as a basis for making decisions regarding further actions to improve working conditions. Conclusions: It is suggested to use qualitative methods for comprehensive assessment of labor safety in production. Namely, to determine an assessment for each harmful and dangerous production factor and, then, to determine a single comprehensive assessment of working conditions. The method of determining the complex indicator of labor safety, using numerical integration by the method of average rectangles, is proposed. The proposed method can be considered universal, as it can be used for any premises and enterprises.Предметом дослідження є метод визначення комплексного показника безпеки праці. Мета роботи – розроблення методики отримання комплексної оцінки безпеки праці з урахуванням особливостей шкідливих і небезпечних виробничих чинників. У статті вирішується таке завдання: дослідити можливість застосування методу чисельного інтегрування для отримання комплексного показника безпеки праці, тобто використати принцип визначення площі та об’єму під криволінійними поверхнями як на площині, так і в просторі, що створені шляхом об’єднання оцінок одиничних показників шкідливих чинників на безрозмірній шкалі. Застосовуються методи кваліметрії та математичної статистики. Здобуто такі результати: проаналізовано низку сучасних наукових праць, у яких розглянуто кількісне оцінювання якості об’єктів кваліметрії різної природи, що мають неоднакові показники якості та різні шкали вимірювання; обґрунтовано необхідність оцінювання безпеки праці на робочому місці. Унаслідок аналізу сучасних наукових досліджень доведено актуальність теми й визначено необхідність розроблення методики отримання комплексного показника безпеки праці, буде придатна для оцінювання умов праці на будь-якому виробництві. Для отримання комплексного показника безпеки праці запропоновано встановити оцінку за кожним шкідливим виробничим чинником, а потім визначити єдину оцінку, враховуючи всі характеристики. Для визначення комплексного показника шкідливого виробничого чинника рекомендовано застосувати метод інтегрування, тобто знайти площу під ламаною поверхнею, отриману внаслідок з’єднання точок на площині системи координат ХОY. Для цього застосовано квадратурні формули з використанням методу середніх прямокутників. Запропоновано покроковий алгоритм визначення комплексного показника безпеки праці з допомогою інтегрування методом середніх прямокутників. Апробовано методику визначення комплексного показника безпеки праці на виробництві. Визначено шкідливі чинники на виробництві, отримано дійсні показники та визначені їх оцінки на безрозмірній шкалі. Графічно побудовано часовий ряд змін показників шкідливих чинників з плином часу. Визначено комплексний показник безпеки праці на виробництві для прийняття рішення щодо подальших дій для поліпшення умов праці. Висновки: для комплексного оцінювання безпеки праці на виробництві запропоновано застосовувати кваліметричні методи, а саме: визначати оцінку за кожним шкідливим і небезпечним виробничим чинником, після цього визначати єдину комплексну оцінку умов праці. Описано методику винайдення комплексного показника безпеки праці із застосуванням чисельного інтегрування методом середніх прямокутників. Запропонована методика вважається універсальною, оскільки її можна застосовувати для будь-яких приміщень і підприємств