Розроблено та впроваджено заходи щодо обмеження розвитку кореневої гнилі сочевиці (Lens esculenta Motnch.). За умов південного сходу України коренева гниль сочевиці є широко поширеною хворобою, розвиток якої залежить від типу грунту, наявності інфекції, структури агроценозу та метеорологічних умов. Основними збудниками є види Fusarium oxysporum var. orthoceras (App. et Wr.) Bilai, F.solani (Mart) App. et Wr. var. agrillaceum (Fr.) та F.javanicum Koord. Встановлено, що інтенсивність формування бульбочок з азотфіксуючими бактеріями залежить від ступеня ураження кореневої системи. Проведено вивчення ураженості кореневою гниллю сортозразків сочевиці колекцій Національного центру генетичних ресурсів рослин України та Всеросійського інституту зернобобових та круп'яних культур. Ступінь ураження залежить від походження сортозразків. Виділено стійкі до кореневої гнилі сортозразки, а також такі, що поєднують цю ознаку зі скоростиглістю. Визначено вплив агротехнічного та хімічного заходів на розповсюдження та розвиток кореневої гнилі. Відмічено меншу ураженість і вищу урожайність насіння на посівах раннього строку з нормою 1,8 млн шт./га і глибиною 4 - 5 см. Доведено, що обробка насіння сочевиці фундазолом, 50 % з.п. (1,5; 2,0; 3,0 кг/т), вітаваксом 200 ФФ, 34 % в.с.к. (1,5; 2,0; 3,0 л/т) і роялфло, 48 % в.с.к. (2,0; 3,0 л/т) з домішкою NaКМЦ (0,2 кг/т) сприяє підвищенню польової схожості насіння, врожайності, зниженню розвитку кореневої гнилі.

  Скачати повний текст

Розроблено методи математичного моделювання й оптимізації систем дистанційного навчання в освітньому закладі. Створено математичні моделі для процедур складання навчальних планів для окремих студентів і груп студентів з урахуванням обмежень щодо порядку предметів, які дають можливість оптимізувати процес вибору предметів за побажанням студентів. Запропоновано математичні моделі для процедур складання розкладів консультацій, іспитів і захистів дипломних робіт для груп студентів та окремих студентів з оптимізацією вибору термінів згідно з побажаннями викладачів і студентів, а також з урахуванням обмежень щодо термінів і місткості приміщень. Наведено способи знаходження оптмальних або задовільних розв'язків за допомогою процедур програмування з використанням бібліотеки Java Constraint Programming. Розроблено архітектуру та програмно реалізовано інтегровану систему управління навчальним закладом з метою організації дистанційного навчання за допомогою мережі Internet.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі системного аналізу патологічних процесів у класі рівнянь популяційної динаміки. Сформульовано алгоритм системного аналізу зазначених процесів. Запропоновано класи моделей для опису їх головних складових. Розв'язано задачі ідентифікації параметрів моделей патологічних процесів, що здебільшого є елементами гільбертових просторів. З метою оцінювання систем з запізненням створено оптимізаційний метод з використанням функції чутливості. Розроблено методи дослідження стійкості в моделях динаміки Гомперца, імунної системи, реконструкції кісткової тканини. З метою здійснення дослідження використано методи лінеаризації та функціоналів Ляпунова. Запропоновано методи розв'язання задач керування для побудови оптимальних схем лікування. На базі аналізу характеристичних рівнянь лінеаризованих систем і числових характеристик вивчено питання нелінійної динаміки та біфуркацій у моделях патологічних процесів. Розроблено концептуальну модель програмного середовища підтримки системних медичних досліджень. Для її реалізації запропоновано модель структури даних у галузі системних медичних досліджень. Створено програмний інтерфейс середовища, який є Web-інтегрованим, орієнтованим на користувача та має можливості налаштування. Реалізовано математичні методи системного аналізу патологічних процесів як ієрархію Java-класів. Розроблено програмні засоби для виконання системних медичних досліджень, підготовки одержаних результатів до представлення в Інтернет та їх візуалізації.

  Скачати повний текст

Узагальнено та вдосконалено теоретико-методичні засади та розроблено практичні рекомендації щодо управління розвитком природно-заповідних територій. Обгрунтовано механізми управління даними територіям та напрямки розвитку екологічної мережі у регіональному вимірі. Запропоновано шляхи вдосконалення планувальної організації території. Розроблено методику оцінювання природно-заповідних територій у системі еколого-економічного розвитку регіону, формою реалізації якої є стратегічні програми його розвитку (програма соціально-економічного розвитку, методичний підхід до оцінювання заповідно-рекреаційних ресурсів регіону з використанням економіко-математичної моделі визначення оптимальних варіантів розвитку природно-заповідних територій у складі регіональної автоматизованої системи керування, побудованої з використанням GIS, Java та HTML технологій.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розв'язанню актуальної й важливої науково-технічної задачі розроблення стохастичної інформаційної технології моніторингу параметрів навколишнього середовища в сучасній концепції ІоТ з урахуванням апріорної невизначеності джерел інформації та можливості виникнення кризових ситуацій. У роботі проведено аналіз принципів побудови, технологічних рішень і напрямів розвитку систем моніторингу в концепції ІоТ, у результаті чого виявлено недоліки відомих підходів і доведено необхідність створення математичних моделей, методів, комунікаційних протоколів мереж WSN з випадковим доступом і відповідних інформаційних технологій моніторингу для забезпечення високої продуктивності, якості і живучості їх функціонування. Удосконалено стохастичні моделі функціонування бездротових сенсорних мереж, що дозволило оцінити ймовірність колізії сигналів і більш ефективно проектувати протоколи комунікації ІоТ. Удосконалено метод моніторингу параметрів навколишнього середовища, що дало можливість забезпечити своєчасне та оперативне надходження інформації від первинних джерел інформації із заданими показниками якості для ефективного прийняття управлінських рішень. Отримала подальший розвиток інформаційна технологія моніторингу, яка дозволила розробити програмно-технічний комплекс моніторингу параметрів навколишнього середовища реального часу із використанням ефективних засобів Arduino, JavaScript, NodeJs, HTML та CSS.^UThesis is devoted to solving the urgent and important scientific and technical task of developing stochastic information technology for monitoring environmental parameters in the modern Internet of Thing (IoT) concept, taking into account the a priori uncertainty of the sources of information and the possibility of emerging crisis situations.The analysis of principles of construction, technological decisions and directions of development of monitoring systems in the IoT concept was carried out. As a result of this analysis shortcomings of known approaches were identified and the necessity of creating mathematical models, methods, communication protocols of WSN networks with random access and corresponding information monitoring technologies for ensuring high productivity, quality and the vitality of their functioning was proved.It has been established that the IoT concept has three interrelated basic issues: providing information security (IoT Security), scaling up the growing volume of technical devices and data (IoT Scalability), and also IoT Technical Solutions and Low-Power Consumption. Also, the analysis of protocols for solving IoT tasks was carried out: 1) MQTT: protocol for collecting data of devices and transmitting their servers (D2S); 2) XMPP: protocol for connecting devices to humans, partial case of D2S-schemes when people connect to servers; 3) DDS: fast bus for integrating smart devices (D2D); 4) AMQP: The system organizes queues for connecting servers to each other (S2S).Stochastic models of the functioning of wireless sensor networks that use randomized network parameters (with variable number of nodes and random participation of nodes in separate groups of network nodes) have been improved. It allowed to estimate the probability of collision of signals and to more effectively design communications protocols of the IoT. These models allowed to estimate the probability of collision of signals: the maximum number of nodes that provide the quality of transmission at the level of the probability of collision no higher than 10-2 is 50, with the number of nodes involved in the collision is negligible in comparison with the average number of transmissions, in particular the ratio of the average number involved in the collision of nodes to the average number of transmissions is 10-7.The method of monitoring environmental parameters has been improved. It takes into account the unsteady spatial and temporal localization of primary sources of measurement and optimization of the dynamic monitoring process, which made it possible to ensure the timely and prompt receipt of information from primary sources of information with specified quality indicators for effective management decision-making.The development of information monitoring technology, which, due to the use of stochastic models of the operation of wireless sensor networks and the advanced monitoring method, has allowed the software-technical complex (using Arduino, JavaScript, NodeJs, HTML and CSS) to monitor real-time environment parameters in the modern IoT concept. The designated software-technical complex for monitoring of real-time environmental parameters can be used as a prototype for monitoring organization in dynamically changing environments and in case of emergencies of a different nature (in various spheres).The experimental research of proposed models, method and information technology of monitoring was carried out. It has been found that when transmitting data at short distances (for example, indoors – laboratory, office, home), devices can use the PAN provided by wireless technologies such as BLE (Bluetooth Low Energy), ZigBee, 6LoWPAN and the leading USB interface. When it comes to transmitting data over long distances (for example, in an large office or in a large building), you can use a Local Area Network. Wired LAN in most cases is based on Ethernet and fiber optic technology, and wireless one can be based on Wi-Fi technology. Also can be used WiMAX, LTE, and LPWAN to organize global WAN. Measured parameters are not limited to humidity and air temperature (as it was performed in experimental part of this thesis). Any parameters can be used in view of available sensors, which are part of the software-technical complex.Besides, specialized UML diagrams of simulation precedents and simulation sequences of the proposed information technology have been developed. The results of the dissertation have been used and implemented at the National Aviation University, the Central Ukrainian National Technical University and the telecommunication company Local Students Networks (special implementation acts are attached to thesis).

Дисертація присвячена розробці методів і моделей для автоматизації оптимізації програм у сучасних паралельних платформах. Розроблені методи формалізовані у побудованих моделях автотюнінга. Ефективність методів пояснюється й аналізується у моделі PRAM* – запропонованому розширенні класичної моделі додатковим рівнем пам'яті. Коректність методів доводиться у термінах дискретних динамічних систем. Для цього було побудовано алгебро-динамічну модель автотюнінгу для мультипроцесорних платформ. Також створено програмну реалізацію усіх запропонованих методів автотюнінга, що не залежить від предметної області задачі й операційної системи обчислювального середовища. Система автотюнінга базується на системі правил переписування й орієнтована в першу чергу на програмні додатки на мові Java. Загалом запропоноване рішення підходить для будь-якої імперативної мови програмування. Розроблені засоби було застосовано для оптимізації складних обчислювальних задач, в результаті досягнуто значні показники їх ефективності.^UThe thesis is devoted to the development of methods and models for automating optimization of software for parallel platforms. Thesis offers five new autotuning methods. The scientific novelty of the obtained results is a formal description of proposed autotuning methods. Work presents autotuning framework TuningGenie that uses term rewriting approach for source code transformations. With such approach, some formulated characteristics of computational logic can be automatically checked so correctness of optimizing transformations can be validated. Also utilizing means of rewriting rule systems is more agile comparing to text-like transformations – you can apply structural changes to your code like reversing the order of iterations over multidimensional data, etc. Effectiveness and nature of proposed methods are explained and estimated in a proposed model PRAM*. This model extends the conventional PRAM model with an additional layer of quick but limited memory and uses only one strategy for concurrent memory access orchestration. The correctness of the methods is proved in terms of discrete dynamic systems. Dynamic algebra model for multicore systems was created for this purpose. The results of the dissertation work are of a theoretical and practical nature and were motivated directly by a practical application. Therefore, a program implementation of all proposed methods of auto-tuning was created. This implementation is domain-independent and is suitable for any operating system that has Java virtual machine implementation. The auto-tuning system is based on rewriting rules framework and is focused primarily on software applications written in Java language. In general, the proposed solution is suitable for any imperative programming language. The effectiveness of the developed methods and tools was demonstrated with well-known model examples – optimization of sequential and parallel sorting algorithms, as well as the problem of modeling Brownian motion in an ideal gas. Also, the autotuning system was used to optimize the complex practical real-time task – a parallel algorithm for short-term meteorological forecasting.

Мета роботи – підвищення і стабілізація показників якості безперервнолитих сталевих слябів та товстолистового прокату при ВПО шляхом розробки фізично-обґрунтованої аналітичної моделі та нового способу предиктивного управління, які забезпечують стабілізацію режимів охолодження. Об'єкт досліджень – процеси під час теплообміну сталевої металопродукції з водоповітряним охолоджуючим середовищем.Предмет досліджень – закономірності впливу характеристик ВПО на показники якості безперервнолитих сталевих слябів та товстолистового прокату.Методи дослідження: контактне та дистанційне вимірювання температури сталевих заготівок; балансовий підхід теорії теплообміну; комп'ютерне моделювання з застосуванням Монте-Карло експериментів; стандартні випробування механічних властивостей листового прокату; множинна комп'ютерна регресія; комп'ютерне програмування у середовищі JavaScript; комп'ютерна візуалізація з використанням бібліотек jQuery і jQuery charts; комп'ютерне імітаційне моделювання.У дисертації вирішено актуальну науково-технічну задачу підвищення та стабілізації показників якості безперервнолитих слябів (БЛС) та товстолистового прокату (ТЛП) шляхом вдосконалення системи управління водоповітряним охолодженням (ВПО).Запропоновано новий теоретичний підхід та розроблено аналітичну модель ВПО, використання яких забезпечує відсутність турбулентної течії, дефіциту та надлишку компонентів. Розроблено нову аналітичну систему предиктивного управління охолодженням БЛС. Отримано регресійні моделі впливу ВПО на механічні властивості ТЛП. Запропоновано ієрархічний спосіб моделювання об'єктів з векторними цільовими функціями, що підвищує ефективність динамічного управління властивостями ТЛП.Експериментально-промисловими методами показано зменшення амплітуд коливань витрат охолоджуючої води втричі і температури металу БЛС - з 27ºС до 15ºС, при використанні результатів роботи, що знижує частку БЛС з поверхневими тріщинами з 11% до 5%.^UPurpose of the work – to increase and stabilize the quality of Water-Air Cooled Continuously Cast Slabs and Heavy Plates by means of a physically grounded analytic model together with novel predictive controlling system development both providing the cooling regimes stabilizing. Investigation object – thermal exchanging processes between steel products and air-water coolantSubject matter of the research - Water-Air Cooling effects on the quality characteristics of Continuously Cast Slabs and Heavy Plates Investigation techniques: contact and distant metal billets temperature measurements; balanced approach of the thermal exchange theory; computer Monte-Carlo simulations; standard heavy plates mechanical characterizations; multiple computer regression; computer JavaScript software development; jQuery and jQuery charts libraries aided computer visualizing; computer numerical modeling.An actual scientific-technological problem of increasing and stabilizing the quality of Water-Air Cooled Continuously Cast Slabs (SSC) and Heavy Plates (HP) is solved in the thesis by means of improvements of their Water-Air cooling control systemsA novel theoretical approach is proposed and a new analytic model for Water-Air Cooling is developed providing absence of the components turbulent flow. A novel analytic predictive control system was developed. Regression models were obtained to describe the cooling parameter effects on the heavy plate mechanical properties. A new hierarchical method for modeling the control objects with vector objective functions was proposed to improve the dynamic control effectiveness. By industry verified experiments considerable decreasing the cooling water consumption – over three times; CCS metal temperature – from 27 ºС to 15 ºС was shown due to the obtained results application with final decrease of the defect slab overall percentage from 11 % to 5 %.

Об'єктом дослідження є епідеміологічні процеси захворювань на грип і ГРВІ.. Метою роботи є підвищення ефективності прогнозування розвитку епідеміологічних досліджень на грип і гострі респіраторні захворювання шляхом створення методу, моделей і системи. Методи дослідження: математичного моделювання, підтримки прийняття рішень, оброблення даних медичної статистики і програмування; метод лінеаризації, метод функцій Ляпунова-Вольтерра, методи розроблення програмного забезпечення базуються на використанні мови UML та об'єктно-орієнтованої мови програмування Java. Теоретичні результати: отримала подальший розвиток комбінована імітаційна модель прогнозування та керування епідеміологічними процесами поширення захворювання на грип та ГРВІ, як сукупність компартментної стохастичної моделі та ймовірнісного клітинного автомата, що дозволяє моделювати процеси просторового перенесення захворювання. Вперше запропоновано метод моделювання епідеміологічних процесів просторового поширення ГРВІ в часово-розподіленій популяції, який використовує комбіновану імітаційну модель на основі стохастичної комперментної моделі з різними штамами вірусу грипу, що дозволяє представити досліджувану епідемічну систему як мегапопуляцію із безліччю елементарних популяцій. Удосконалено детерміновані та стохастичні моделі поширення грипу шляхом представлення потоків епідеміологічних процесів у вигляді випадкової величини, розподіленої за біномінальним законом, що забезпечує адекватне відображення динаміки епідемічного процесу відносно абсолютних значень обсягу компартментів та більш реалістичні результати у порівнянні з відомими моделями. Практичні результати полягають у наступному: розроблено метод і систему, на основі яких виконано комплексне об'єктно-орієнтоване моделювання, розроблено програмне забезпечення на мовах UML та Java; удосконалено підсистему підтримки прийняття рішень по прогнозуванню та керуванню епідеміологічними процесами; розроблено Web-інтегроване програмне середовище дослідження інфекційних захворювань та методів його керування за допомогою вакцинації, що містить програмний інтерфейс, орієнтований на користувача, та відкриту бібліотеку відповідних Java-класів. Ступінь впровадження - результати дисертаційної роботи впроваджено в Тернопільському державному медичному університеті імені І.Я. Горбачевського; в Буковинському державному медичному університеті на кафедрі інфекційних хвороб; в Головному управлінні державної санепідслужби в Тернопільській області. Сфера (галузь) використання - медицина.^UThe object of research is the epidemiological processes of influenza diseases and (acute respiratory viral infections) ARVI. The aim of the work is to increase the efficiency of forecasting the development of epidemiological studies on influenza and acute respiratory diseases by creating a method, models and systems. Methods of research: mathematical modeling, decision support, data processing, medical statistics and programming; the linearization method, the Lyapunov-Volterra function method, software development methods are based on the use of the UML language and the object-oriented programming language Java. Theoretical results: the combined imitational model for predicting and managing epidemiological processes of the spread of influenza and ARVI, as a combination of a compartmental stochastic model and a probabilistic cellular automaton, has been further developed, which allows to model the processes of spatial disease transfer. For the first time, a method for modeling the epidemiological processes of spatial distribution of ARVI in a temporarily distributed population is proposed, which uses a combined simulation model based on a stochastic experimental model with different strains of influenza virus, allows us to present the investigated epidemic system as a megopopulation with many elemental populations. Have been improved deterministic and stochastic models of the spread of influenza by presenting epidemiological processes as a random variable distributed according to the binomial law, provides an adequate reflection of the dynamics of the epidemic process relative to the absolute values of the volume of compartments and more realistic results compared to known models. The practical results are as follows: method and system were developed, on the basis of which complex object-oriented modeling was performed, software in the UML and Java languages was developed; improved decision support subsystem for predicting and managing epidemiological processes; was developed a Web-based integrated program environment for the study of infectious diseases and methods for its management through vaccination, containing a user-oriented software interface and an open library of relevant Java classes. Degree of implementation - the results of the thesis were introduced at the Ternopil State Medical University I.Ya. Gorbachevsky; at the Bukovinian State Medical University at the Department of Infectious Diseases; in the General Directorate of State Sanepid Service at Ternopil region. The domain (field) of application - medicine.

Актуальність розробок математичного та програмного забезпечення дослідження цифрових модемів з шумовими сигналами викликана потребою покращення результатів оцінювання характеристик завадостійкості цифрових модемів зі складними сигналами. За останні кілька десятиліть увагу дослідників привернули системи зв'язку з надшироким спектром сигналу, зокрема з використанням хаотичного та шумового сигналу в якості несучої. Розвиток цифрових технологій спростив практичну реалізацію таких систем. На сучасному етапі недостатня розвиненість методики оцінювання потенційної завадостійкості цифрових систем з шумовою носійною призводить до наявності суттєвих похибок у розрахунках. Зокрема це проявляється у значних розходженнях між емпіричними та теоретичними оцінками завадостійкості таких систем. Тому виникає потреба у розробці нових підходів до математичного моделювання та проектування програмного забезпечення процесів аналізу та імітаційного моделювання цифрових модемів для отримання потенційної оцінки завадостійкості таких систем. Дисертаційна робота спрямована на вирішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає в підвищенні точності оцінки характеристик демодуляторів цифрових модемів з шумовими сигналами за рахунок розробки математичного та програмного забезпечення моделювання процесу оцінювання їх завадостійкості. Розробка відповідного математичного та програмного забезпечення дає змогу інженерам з'ясувати перспективність розробки системи на етапі проектування, а на етапі реалізації вибрати оптимальні параметри системи в умовах дії завад різного походження. В роботі використовується об'єктно-орієнтований підхід опису процесу проектування архітектури програмного забезпечення дослідження завадостійкості цифрових модемів з шумовими сигналами за допомогою уніфікованої мови моделювання (UML). Даний підхід дозволив удосконалити метод проектування програмного забезпечення імітаційного моделювання процесу оцінювання завадостійкості цифрових модемів з шумовими сигналами та забезпечити ефективніший супровід імітаційної моделі. За допомогою мови програмування Java виконано об'єктно-орієнтовану реалізацію досліджуваних моделей цифрових модемів. Розроблено у середовищі програмування та запатентовано структурну схему модему множинного доступу із кореляційно-часовою модуляцією шумового сигналу для К≥2 користувачів. Удосконалено метод пошуку мінімальної кількості відліків аналоговоцифрового перетворювача шумового сигналу для заданого рівня відношення сигнал/завада. Даний метод дозволяє шляхом застосування експоненційної регресії підвищити ефективність програмної реалізації цифрового модему за рахунок зменшення ймовірність помилки біту та збільшення швидкості передачі для різного рівня завадових обставин в модемі множинного доступу з кореляційно часовою маніпуляцією шумового сигналу. Збільшення швидкості передачі відбувається за рахунок зменшення довжини тактового інтервалу для обраного значення перевищення сигнал / завада на вході демодулятора. Виконується аналіз завадостійкості та розробляються методи математичного моделювання процесу оцінювання завадостійкість цифрового модему множинного доступу з кореляційно часовою маніпуляцією шумового сигналу та бінарного модему з фазовою маніпуляцією шумового сигналу. Розроблено програмне забезпечення, що спрощує процес вибору оптимальних параметрів цих демодуляторів. Для перерахованих модемів в якості носія інформації використовується шумовий сигнал типу білого гауссового шуму та автокореляційний метод прийому сигналів демодулятором в каналі де діє адитивна гауссова завада. Дослідження завадостійкості систем автокореляційного типу в більшості випадків проводять з використанням гауссової апроксимації випадкових величин (ВВ) в демодуляторі. Вплив наявності в демодуляторі негауссового розподілу ВВ розглядається вперше для підвищення точності теоретичної оцінки завадостійкості системи. В дослідженні використовуються дві методики оцінювання завадостійкості, що враховують складові з різними законами розподілу ймовірностей у функціоналі порогового детектора: 1) врахування негаусового (квадратичного) розподілу в демодуляторі кореляційно часових модемів бінарного та множинного доступу. На відміну від існуючих метод враховує негаусовий закон розподілу складових, що дає змогу отримати нові аналітичні закономірності обрахунку уточненої завадостійкості; 2) застосування апарату характеристичної функції в аналізі бінарних модемів з кореляційно часовою та фазовою маніпуляцією шумового сигналу, що на відміну від існуючих методів гауссової апроксимації ВВ дозволяє застосувати закони теорії імовірності для функціональних перетворень ВВ та отримати аналітичні вирази для обчислення потенційної завадостійкості демодуляторів.^UThe urgency of the development of mathware and software research of digital modems with noise signals is caused by the need to improve the results of bit error rate (BER) estimation characteristics of digital modems with complex signals. Over the last few decades, researchers have been drawn to ultra-wide signal communication systems, including the use of chaotic and noise signals as a carrier. The development of digital technologies has simplified the practical implementation of such systems. At the present stage, the underdevelopment of the methodology for estimating the potential BER of digital systems with noise carrier leads to the presence of significant errors in the calculations. In particular, this is manifested in significant differences between empirical and theoretical estimates of BER of such systems. Therefore, there is a need to develop new approaches to mathematical modeling and software design processes for analysis and simulation of digital modems to obtain a potential estimate of BER of such systems. The thesis is aimed at solving the current scientific and technical problem, which is to increase the accuracy of estimating the characteristics of digital modems' demodulators with noise signals through the development of mathware and software modeling of the estimating process their bit error rate. Development of appropriate mathware and software allows engineers to determine the prospects for the development of the system at the design stage, and at the implementation stage to select the optimal parameters of the system under conditions of interference of various origins. The work uses an object-oriented approach to describe the process of designing the software architecture for bit error rate research of digital modems with noise signals using a unified modeling language (UML). This approach allowed to improve the method of designing software for simulation of the estimating process the BER of digital modems with noise signals and to provide better simulation model support. Using the Java programming language, an object-oriented implementation of the studied models of digital modems was performed. A block diagram of a multiple access modem with correlation-time manipulation of the noise signal for K≥2 users is developed in integrated development environment and patented. The method of finding the minimum number of samples of the analog-todigital converter of a noise signal for the set level of the signal-to-noise ratio (SNR) is improved. This method allows increasing the efficiency of software implementation of a digital modem by applying exponential regression by reducing the probability of bit error and increasing the transmission rate for different levels of interference in a multiple access modem with correlated time manipulation of the noise signal. The increase transmission rate occurs by reducing the length of samples for the selected value of the SNR at the input of the demodulator. BER analysis is performed and methods of mathematical modeling of the BER estimation process of digital multiple access modems with correlation-time noise signal manipulation and binary modem with phase noise signal manipulation are developed. Software has been developed that simplifies the process of selecting the optimal parameters of these demodulators. For the listed modems as the information carrier the noise signal of type of white Gaussian noise and the autocorrelation method of reception of signals by the demodulator in the channel where the additive Gaussian noise operates is used. Investigations of BER of autocorrelation type systems in most cases are carried out using a Gaussian approximation of random variables (RV) in a demodulator. The influence of the presence of a non-Gaussian explosive distribution in a demodulator is considered for the first time to increase the accuracy of the theoretical assessment of the BER of the system. The study uses two methods for estimating BER, taking into account components with different laws of probability distribution in the functionality of the threshold detector: 1) Taking into account the non-Gaussian (quadratic) distribution in the demodulator of correlation time modems of binary and multiple accesses. In contrast to the existing methods, it takes into account the non-Gaussian law of component distribution, which makes it possible to obtain new analytical regularities for calculating the specified BER; 2) application of the characteristic function apparatus in the analysis of binary modems with correlation time and phase manipulation of the noise signal, which in contrast to the existing methods of Gaussian approximation of explosives allows to apply the laws of probability theory for functional transformations of explosives and obtain analytical expressions.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний університет «Чернігівська політехніка», Чернігів, 2021.Дисертація присвячена виявленню потенційно небезпечних програмних додатків задля забезпечення функціональної безпеки мобільних пристроїв, що функціонують на базі операційних систем Android. У межах роботи вперше запропонована класифікація типів небезпечних додатків, яка базується на групуванні дозволів на використання API функцій за ступенем потенційних впливів, що дає можливість оцінити додатки за рівнем небезпеки для користувача при прийнятті рішень на їх використання. Розроблена модель прав доступу при взаємодії ОС Android з програмними додатками, яка встановлює відношення між групами, дозволами та API функціями, що дає можливість використовувати псевдосимволи функцій для прискорення ідентифікації додатків. Удосконалено метод динамічного виявлення потенційно небезпечних додатків за рахунок використання сигнатур функціональних ланцюжків додатків, що будуються та порівнюються під час виконання додатків, що дозволяє оцінити ризик при їх ідентифікації. Набула подальшого розвитку інформаційна технологія забезпечення функціональної безпеки мобільних пристроїв, яка дозволяє здійснити динамічне управління процесами використання додатків ОС Android за рахунок аналізу виявленого вектору атаки. Розроблена інформаційна технологія має практичне втілення у вигляді програмного комплексу, до складу якого входять два програмних засоби, які працюють з використанням хмарного середовища та реалізовані на мовах С#, Kotlin і JavaScript.Ключові слова: мобільний пристрій, функціональна безпека, ОС Android, модель прав доступу, API функція, сигнатура функціонального ланцюжка додатку.^UThe dissertation for the scientific degree of the candidate of technical sciences (PhD) in specialty 05.13.06 – information technologies. – National University “Chernihiv Polytechnica”, Chernihiv, 2021.The dissertation is devoted to the identification of potentially dangerous applications to ensure the functional safety of mobile devices running on Android operation systems. For the first time, the classification of types of malicious applications is proposed. It is based on the grouping of permissions to use API functions by the degree of potential impact, which allows to assess the applications by the level of danger to the user for making decision to use it. The model of access permissions for interaction OS Android with applications is developed, which establishes the relationship between groups, permissions and API functions. It allows to use function aliases to speed up the identification of applications. The method of dynamic detection of potentially dangerous applications is improved due to the use of application functional chain signatures, which are built and compared during the execution of applications that allows to assess the risk of identification. The information technology for ensuring the functional safety of mobile devices has been further developed, that allows to control the processes of using Android applications by dynamic analysis the detected attack vector. The developed information technology has a practical embodiment in the form of a software package, which includes two software tools that work in cloud environment and implemented by using C #, Kotlin and JavaScript.Key words: mobile device, functional safety, API function, application functional chain signature.

Проаналізовано характеристики деталей, які виготовляються на агрегатних верстатах, визначено основні характеристики глибоких координованих отворів та розглянуто технологічні схеми їх виготовлення. Розглянуто типове обладнання, матеріали, різальний інструмент та методи контролю якості.Проведено експериментальні дослідження оцінювання взаємозамінності виготовлення глибоких координованих отворів. Головним завданням проведення експериментів являється знаходження математичних моделей полів розсіювання глибоких координованих отворів при різних схемах їх виготовлення, а саме з направленням різального інструменту та без його направлення з застосування багато перехідної обробки.Пропонується інформаційна система, як комплекс наукових, інформаційних, технічних, програмних та організаційних засобів, для опрацювання науково-технічної інформації задля оцінювання взаємозамінності глибоких координованих отворів у машинобудуванні на етапі технологчної підготовки виробництва глибоких координованих отворів в машинобудуванні.^UPossibilities of the machine - device - tool - workpiece system to ensure the accuracy of machining as a complex indicator of interchangeability are considered. The characteristics of parts manufactured on aggregate machines are analyzed, the main characteristics of deep coordinated holes are determined and technological schemes of their production are considered. Typical equipment, materials, cutting tools and quality control methods are considered. A statistical analysis of parts manufactured on aggregate machines was carried out, as a result of which quantitative data on the main characteristics of parts were also established.Experimental studies to assess the interchangeability of the manufacture of deep coordinated holes. The main task of the experiments is to find mathematical models of the scattering fields of deep coordinated holes in different schemes of their manufacture, namely with the direction of the cutting tool and without its direction. As a result of a full factorial experiment, mathematical models of accuracy of deep coordinated holes in size from base to holes and in positional deviation between holes in the scheme with the direction of the cutting tool were obtained, and normative numerical values of scattering fields for different diameters and materials were obtained. The obtained mathematical dependences of the scattering fields in the manufacture of deep coordinated holes in the system with the direction of the cutting tool and three transients in the system without the direction of the cutting tool allowed to obtain a system of their normative numerical values depending on technological factors, technological process management in mechanical engineering.An information system for assessing the interchangeability of deep coordinated holes in mechanical engineering is proposed as a set of scientific, informational, technical, software and organizational tools for processing scientific and technical information to assess the interchangeability of deep coordinated holes in mechanical engineering at the stage of technological preparation. Created Web-application using technologies (HTML, CSS, JavaScript, NodeJS, MySQL) that allows you to use the program on any device with Internet access and allows you to assess the interchangeability of deep coordinated holes depending on technological factors and different processing schemes.

У дисертаційній роботі розв'язано актуальне науково-прикладне завдання розроблення моделей інформаційної технології реалізації якісного дистанційного навчання з елементами інфографіки через виокремлення і дослідження факторів впливу на вказані процеси та використання засобів прогностичного оцінювання якості на підставі нечіткої логіки. Реалізацією виконаного дослідження є побудова структурно-функціональної моделі інформаційної технології розглянутих процесів. Розроблено на основі одержаних даних структурно-функціональну модель інформаційної технології для дослідження та формування якості реалізації дистанційного навчання з використанням інфографіки. Сформовано основні етапи реалізації інформаційної технології формування якості досліджуваних процесів. Основні напрацювання та рекомендації виконаного дослідження використано при створенні тесту в платформі дистанційної форми навчання Moodle та отриманні результати відображені у вигляді інфографіки. Запропоновано для даної візуалізації використати мову програмування HTML з вставкою коду, написаного на мові JavaScript, що дало можливість наочніше відтворити результат запропонованого тесту. Ключові слова: дистанційне навчання, освітній процес, візуалізація даних в інфографіці, фактор, модель, матриця, нечітка логіка, інтегральний показник якості, функція належності, лінгвістична змінна, терм-множини, дефазифікація, інформаційна технологія.^UThe dissertation work solves the actual scientific and applied task of developing models of information technology for the implementation of high-quality distance learning with elements of infographics through the separation and research of factors influencing these processes and the use of means of prognostic quality assessment on the basis of fuzzy logic. The implementation of the completed research is the design of a structural and functional model of information technology of the research processes. The structural and functional model of information technology has been developed in order to ensure the quality of distance learning implementation using infographics on the basis of the obtained data. The main stages of information technology implementation used to ensure the quality of the research processes have been developed. The main achievements and recommendations of the completed research were used when creating a test in Moodle distance learning platform and obtained results are represented in infographics. It has been offered to use the HTML programming language for this visualization with the insertion of Java Script code, which made it possible to reproduce the result of the offered test more accurately. Keywords: distance learning, educational process, data visualization in infographics, factor, model, matrix, fuzzy logic, integral quality indicator, affiliation function, linguistic variable, term sets, defuzzification, information technology.

У дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-прикладну проблему зниження обчислювальної складності структурної та параметричної ідентифікації інтервальних моделей складних об’єктів з одночасним забезпеченням гарантованої точності цих моделей в межах, необхідних для розв’язування задач прийняття рішень та дослідження властивостей цих об’єктів.Здійснено аналіз методів та засобів побудови моделей характеристик складних об’єктів в умовах невизначеності. При цьому, проведено порівняльний аналіз недоліків та переваг методів дедуктивного та індуктивного підходів. Виділено випадки, в яких, для побудови моделей характеристик складних об’єктів, обґрунтовано використання індуктивного підходу та методів аналізу інтервальних даних. Розглянуто постановки задач структурної та параметричної ідентифікації інтервальних дискретних моделей складних об’єктів у вигляді різницевих рівнянь та проведено аналіз відомих методів їх розв’язання. Обґрунтовано для зниження обчислювальної складності їх реалізації використання знання-орієнтованого підходу як до опису предметної області досліджуваного об’єкта, так і до області побудови даного класу математичних моделей.Запропоновано та обґрунтовано концепцію ідентифікації інтервальних дискретних моделей складних об’єктів, яка передбачає поєднання методів аналізу інтервальних даних, знання-орієнтованого підходу як до опису предметної області досліджуваного об’єкта так і області побудови даного класу математичних моделей із використанням онтології, що у сукупності створило можливість розробки нових, більш ефективних з обчислювальної точки зору методів структурної та параметричної ідентифікації інтервальних дискретних моделей складних об’єктів. Запропоновано та обґрунтовано новий гібридний метод структурної та параметричної ідентифікації інтервальних дискретних моделей складних об’єктів, який на відміну від існуючих ґрунтується на поєднані методів інтервального аналізу, поведінкових моделей бджолиної колоній та знання-орієнтованого підходу до опису предметної області об’єктів на основі онтології, що у сукупності забезпечило зниження обчислювальної складності структурної ідентифікації.При розробці комп’ютерного середовища для інтервального моделювання запропоновано та обґрунтовано метод верифікації моделей на основі поєднання методу фільтрування даних та метрики оцінки актуальності інформації, що у сукупності забезпечує повноту моделі та знижує обчислювальну складність на її ідентифікацію.Розроблено інтервальну дискретну модель у вигляді різницевого рівняння, що описує динаміку реакцій користувачів на повідомлення в тематичних групах соціальних мереж, в якій на відміну від існуючих, враховано реакції користувачів на інформаційні повідомлення, що дало змогу побудувати їх стійкий портрет та оптимальний розклад публікацій спеціалізованої групи для максимізації кількості реакцій на повідомлення.Удосконалено метод структурної ідентифікації інтервальних дискретних моделей складних об’єктів, який на відміну від існуючих, містить обчислювальні процедури адаптивного налаштування вибору структурних елементів у спосіб встановлення для кожного елемента множини ймовірності його вибору і зміни цього розподілу на різних фазах поведінкової моделі бджолиної колонії, що у сукупності знижує обчислювальну складність реалізації методу. Набули подальшого розвитку комп’ютерні середовища для інтервального моделювання та аналізу, в яких, на відміну від існуючих, реалізована відкрита архітектура програмного забезпечення, що у сукупності забезпечує зниження часової складності процедур як розробки, так і застосування інтервальних математичних моделей.Набули подальшого розвитку репозиторії інтервальних дискретних моделей забруднення атмосфери автотранспортом та інтервальних моделей візуалізації зворотного гортанного нерву під час операції на щитоподібній залозі, які, на відміну від існуючих, вміщують онтологічний опис як предметної області їх застосування, так і умов розробки цих моделей, що у сукупності спрощує процедури побудови зазначеного класу математичних моделей для користувачів.Розроблено програмний комплекс для моделювання на основі інтервального аналізу та онтологічного підходу, зокрема використано об’єктно-орієнтований підхід до програмування, з використанням технології Spring Framework на мові програмування Java, а також інтерпретатора Python. В якості Python інтерпретатора було обрано Jython, який повністю написаний на Java і добре підходить для реалізації спеціалізованих аплетів. Проведено ряд досліджень, які дозволили підтвердити ефективність запропонованих у роботі методів та засобів.Ключові слова: математичне моделювання, знання-орієнтовані системи, управління знаннями, онтологія, репозиторій моделей, структурна ідентифікація, поведінкова модель бджолиної колонії, інтервальна система нелінійних алгебричних рівнянь, система підтримки прийняття рішень, програмне забезпечення, інструментальні засоби.^UThe dissertation solves the actual scientific and applied problem of reducing the computational complexity of structural and parametric identification of interval models of complex objects while simultaneously ensuring the guaranteed accuracy of these models within the limits necessary for solving decision-making problems and researching the properties of these objects.An analysis of methods and means of constructing models of the characteristics of complex objects under conditions of uncertainty was carried out. There are cases in which the use of the inductive approach and interval data analysis methods are justified for the construction of models of the characteristics of complex objects. The problems of structural and parametric identification of interval discrete models of complex objects in the form of difference equations are considered. An analysis of these methods was carried out and the use of a knowledge-oriented approach to both the description of the subject area of the researched object and the area of construction of this class of mathematical models was justified in order to reduce the computational complexity of their implementation.The concept of identification of interval discrete models of complex objects is proposed and substantiated, which involves a combination of interval data analysis methods, a knowledge-oriented approach to both the description of the subject area of the object under study and the area of construction of a given class of mathematical models using an ontology, which collectively created the possibility of developing new, more computationally efficient methods of structural and parametric identification of interval discrete models of objects.A new hybrid method of structural and parametric identification of interval discrete models of complex objects is proposed and substantiated, which, unlike the existing ones, is based on combined methods of interval analysis, behavioral models of bee colonies, and a knowledge-oriented approach to the description of the subject area of objects based on an ontology, which in the aggregate provided a reduction in the computational complexity of structural identification.When developing a computer environment for interval modeling, a model verification method based on a combination of a data filtering method and a metric for evaluating the relevance of information is proposed and substantiated, which collectively ensures the completeness of the model and reduces the computational complexity of its identification.An interval discrete model was developed in the form of a difference equation that describes the dynamics of user reactions to messages in thematic groups of social networks, which, unlike the existing ones, takes into account the reactions of users to informational messages, which made it possible to build a stable portrait of them and an optimal schedule of publications of a specialized group for maximizing the number of responses to messages.The method of structural identification of interval discrete models of complex objects has been improved, which, unlike the existing ones, contains computational procedures for adaptive adjustment of the selection of structural elements in a way of establishing for each element of a set of structural elements the probability of selecting any element and based on the change of this distribution at different phases behavioral model of a bee colony, which collectively reduces the computational complexity of implementing the method.Computer environments for interval modeling and analysis have gained further development, in which, unlike the existing ones, an open software architecture is implemented, which collectively ensures a reduction in the time complexity of the procedures for both the development and application of interval mathematical models.The repository of interval discrete models of air pollution by motor vehicles and interval models of the visualization of the recurrent laryngeal nerve during thyroid surgery underwent further development, which, unlike the existing ones, contains an ontological description of both the subject area of their application and the conditions for the development of these models, which overall simplifies procedures for developing the specified class of mathematical models for users.A software complex was developed for modeling based on interval analysis and an ontological approach, in particular, an object-oriented approach to programming was used, using the Spring Framework technology in the Java programming language, as well as the Python interpreter. Jython was chosen as the Python interpreter, which is completely written in Java and well suited for implementing specialized applets.A number of studies were carried out, which allowed to confirm the effectiveness of the methods and tools proposed in the work.Keywords: mathematical modeling, knowledge-oriented systems, ontology, interval system, decision support system.

Дисертаційну роботу присвячено розробці методів та алгоритмів автоматичної генерації бази знань системи логічного виведення для задач класифікації на основі експериментальних даних, вдосконаленню методів логічного виведення, методів налаштування параметрів моделі представлення знань, методів доведення коректності бази знань та дослідженню якості побудованої системи логічного виведення. Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:– дістав подальшого розвитку метод побудови нечіткої продукційної моделі для представлення знань про об'єкти предметної області на основі навчальної вибірки за допомогою розроблених алгоритмів навчання;– запропоновано вид нечіткого продукційного правила, що поєднує моделі Мамдані та Такагі-Сугено-Канг та містить у консеквенті правила в якості вагового коефіцієнту функцію, що визначає ступінь належності вихідної змінної до результуючої терм-множини; – удосконалено методику побудови сукупності правил бази знань та алгоритм їх автоматичного формування за допомогою попереднього аналізу ознак навчальної вибірки, матричного представлення антецедентів та векторного представлення консеквентів правил;– дістав подальшого розвитку метод логічного виведення з використанням бази знань нечіткої продукційної моделі для розв’язання задачі класифікації в умовах нечіткості та неповноти інформації про об’єкти предметної області; за наявності конфлікту при прийнятті рішення, що полягає у неспроможності системи однозначно визначити належність об’єкта певному класу, запропоновано процедуру порівняння відстані між об'єктами та класами;– дістав подальшого розвитку метод ідентифікації та налаштування значень параметрів нечіткої продукційної моделі, зокрема автоматизовано визначення лінгвістичних змінних, терм-множин, границь термів, параметрів функцій належності, вагових коефіцієнтів правил, кількості правил;– вперше для перевірки коректності автоматично побудованої бази правил за критеріями повноти, мінімальності, зв’язності і несуперечності застосовано логіку Хоара, метод резолюцій та програмне забезпечення Simplify;– вперше запропоновано адаптивний алгоритм редукції бази правил із використанням методу дихотомії з динамічним кроком та інтегральної метрики, що враховує кількість активацій певного правила та ступінь належності об'єктів навчальної вибірки правилу. Множина правил поділяється на підмножину правил, що виконуються, та підмножину правил, що є надмірними для досягнення критерію якості; – досліджено якість побудованої нечіткої продукційної моделі з використанням матриці невідповідностей та метрик, що визначають частину правильних відповідей моделі (accuracy), точність (precision), повноту (recall), f-міру (f1-score);– створено нові ефективні алгоритми розв’язання вищеназваних задач;– створено програмний продукт на об’єктно-орієнтованих мовах програмування C++, JavaScript та Python, що реалізує розроблені алгоритми;– методи і алгоритми застосовано до розв’язання модельних задач класифікації.Практичне значення одержаних результатів полягає у наступному: В дисертаційної роботі досліджено застосування нечітких продукційних моделей для розв’язання задач класифікації в умовах нечіткості та неповноти інформації про об’єкти предметної області.^UThe dissertation is devoted to the development of methods and algorithms for the automatic generation of the knowledge base of a logical inference system for classification tasks based on experimental data, the improvement of logical inference methods, methods for tuning the parameters of the knowledge representation model, methods for proving the correctness of the knowledge base, and the research of the quality of the constructed logical inference system. The scientific novelty of the obtained results is as follows:– the method of constructing a fuzzy production model for representing knowledge about objects of the subject domain based on a training set using developed learning algorithms has been further developed;– a type of fuzzy production rule that combines Mamdani and Takagi-Sugeno-Kang models has been proposed. The rule consequent contains a weighting function that determines the degree of membership of the output variable to the resulting term set;– the methodology for constructing a set of rules in the knowledge base has been improved, as well as the algorithm for their automatic formation using a preliminary analysis of the features of the training set, a matrix representation of antecedents, and a vector representation of the consequents of rules;– the method of logical inference using the knowledge base of a fuzzy production model for solving the classification problem in the presence of fuzziness and incompleteness of information about objects of the subject domain has been further developed. In the presence of a conflict in decision-making, which consists in the inability of the system to unambiguously determine the membership of an object to a certain class, a procedure for comparing the distance between objects and classes is proposed;– the method of identification and setting of the parameters of a fuzzy production model has been further developed, including automated determination of linguistic variables, term sets, term boundaries, parameters of membership functions, rule weights, and the number of rules;– for the first time, Hoare logic, the resolution method, and the Simplify software were used to verify the correctness of an automatically constructed rule base for the criteria of completeness, minimality, connectedness, and consistency;– for the first time, an adaptive rule base reduction algorithm has been proposed using the dichotomy method with a dynamic step and an integral metric that takes into account the number of activations of a certain rule and the degree of membership of the objects of the training set to the rule. The set of rules is divided into a subset of rules that are executed and a subset of rules that are redundant to achieve the quality criterion;– the quality of the constructed fuzzy production model was investigated using the confusion matrix and accuracy, precision, recall, and f1-score metrics;– new efficient algorithms for solving the above-mentioned problems have been created;– a software product has been created by object-oriented programming languages C++, JavaScript, and Python that implements the developed algorithms;– the methods and algorithms were applied to solving model classification tasks.The practical significance of the results obtained is as follows: in the dissertation research, the application of fuzzy production models for solving classification problems in conditions of uncertainty and incompleteness of information about objects of the subject area is researched.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі розроблення методів та засобів пошуку та розпізнавання об’єктів у відеозображеннях на мобільній платформі у реальному часі.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційних досліджень, сформульовано мету дослідження та науково-технічні завдання, необхідні для її досягнення, показано зв’язок дослідження з науковими програмами та темами, наведено наукову новизну отриманих результатів, їх практичну цінність та особистий внесок здобувача. Подано відомості про апробацію результатів роботи та особистий внесок автора та його публікації.У першому розділі проведено аналіз існуючих підходів до інтеграції систем пошуку та розпізнавання об’єктів, а саме різновиди та архітектурні особливості моделей розпізнавання, та алгоритмів відстежування довільного класу об’єктів. Результати аналізу показали що інтеграція таких систем вимагає застосуванню певного набору фільтрів, спеціалізованих функцій активації, та алгоритмів відстеження об’єктів. У ході аналізу, як базову нейронну мережу обрано сімейство моделей згорткових нейронних мереж Yolo, як найбільш перспективну у галузі розпізнавання об’єктів. Додатково проведено аналіз існуючих мобільних систем для пошуку та розпізнавання об’єктів у реальному часі. Визначено, що великою проблематикою таких систем є відсутність ефективної платформи автоматичного тренування та інтеграції моделей у мобільну платформу. Також однією з проблем є підвищення ефективності роботи таких систем, оскільки вони переважно мають обмежені апаратні можливості. Як висновок до першого розділу, сформовано набір методів та засобів для вирішення проблеми пошуку та розпізнавання у відеозображеннях на мобільній платформі у реальному часі та сформульовано завдання дисертаційного дослідження.У другому розділі запропоновано метрики оцінювання результатів розпізнавання та відстеження об’єктів. Сформовано та описано загальну структуру моделі згорткової нейронної мережі Yolov4 для мобільної платформи. Використано модифікований метод кластеризації об’єктів розпізнавання на базі k-середніх++ для формування якорів розпізнавання. Розроблено методи фільтрації результатів розпізнавання. Розроблено 3 алгоритма відстеження об’єктів: алгоритмічний, алгоритмічний з навчанням з підкріпленням та алгоритм оперативного відстеження на базі мінімізаційного фільтру IOU, з використанням Угорського алгоритму як функції збіжності. Розроблено методи мемоїзації об’єктів відстеження. Запропоновано метод квантизації вихідних вагових коефіцієнтів згорткової нейронної мережі методом афінних перетворень.У третьому розділі, згідно з запропонованими методами та засобами, розроблено алгоритми тренування моделі згорткової нейронної мережі, автоматичного анотування вхідних зображень та конвертування моделі у CoreML формат для мобільної платформи. Згідно обраних засобів масштабування та контейнеризації Docker, побудована структура системи автономого анотування, тренування та конвертації такої моделі. З даної структури можна виділити Docker контейнери для кожного модуля/сервіса, які використовують масштабовані апаратні можливості операційної системи. Описано взаємозалежності між кожним елементом такої системи. Запропоновано засіб інтеграції вбудованого модуля для відстеження рухомих об’єктів на мобільній платформі iOS. Інтеграція полягає у використанні бібліотеки JavaScriptCore для передачі даних між системою та модулем.У четвертому розділі представлено розроблену архітектуру систем на мобільній операційній системі iOS та операційній системі Ubuntu та обґрунтовано вибір компонент таких систем. Представлено результати аналізу та апробації системи. Отримані результати дослідження підтвердили ефективність алгоритмів пошуку та розпізнавання у реальному часі.Ключові слова: розпізнавання об’єктів, алгоритм відстеження об’єктів, фільтрація результатів розпізнавання, масштабоване середовище, функції активації, відеозображення, мобільна платформа, згорткова нейронна мережа, реальний маcштаб часу, час пошуку об’єктів, час розпізнавання об’єктів, масштабована система Docker, сімейство моделей згорткових нейронних мереж Yolo, алгоритми кластеризації, Угорський алгоритм, афінні перетворення.^UThe Ph.D. thesis is devoted to solving the current scientific and technical problem of developing real-time methods to search and recognize objects in video images on a mobile platform.The introduction substantiates the relevance of the topic of dissertation research, formulates the purpose of the study and the scientific and technical tasks necessary to achieve it, shows the connection of the study with scientific programs and topics, provides the scientific novelty of the results obtained, their practical value and the personal contribution of the applicant. Information about the work results' testing and the author's personal contribution and publication are presented.The first section analyzes existing approaches to integrating search and object recognition systems, namely, varieties and architectural features of recognition models and algorithms for tracking an arbitrary class of objects. The analysis results showed that integrating such systems requires applying a particular set of filters, specialized activation functions, and object-tracking algorithms. During the analysis, the Yolo family of convolutional neural network models was chosen as the basic neural network, as the most promising in the field of object recognition. In addition, an analysis of existing mobile systems for searching and recognizing objects in real time was carried out. It was determined that a significant problem of such systems is the lack of an effective platform for automatic training and integrating models into the mobile platform. Also, one of the problems is increasing the efficiency of such systems since they mostly have limited hardware capabilities. As a conclusion to the first chapter, a set of methods and tools for solving the problem of search and recognition in video images on a mobile platform in real time was formed, and the task of the dissertation research was formulated. In the second section, metrics for evaluating the results of object recognition and tracking were proposed. The general structure of the Yolov4 convolutional neural network model for the mobile platform is formed and described. A modified method of recognition object clustering based on k-means++ was used to create recognition anchors. Methods of filtering recognition results have been developed. Three object tracking algorithms have been developed: algorithmic, algorithmic with reinforcement learning, and an operational tracking algorithm based on the IOU minimization filter, using the Hungarian algorithm as a convergence function. Methods of memoization of tracking objects have been developed. Finally, a method of quantizing the output weight coefficients of a convolutional neural network by affine transformations is proposed.In the third chapter, according to the proposed methods and tools, algorithms for training the convolutional neural network model, automatic annotation of input images, and conversion of the model into CoreML format for the mobile platform are developed. According to the selected means of scaling and containerization of Docker, the structure of the system of autonomous annotation, training, and conversion of such a model was built. From this structure, Docker containers can be extracted for each module/service, which will offer scalable hardware capabilities of the operating system. The interdependence between each element of such a system is described. A means of integrating a built-in module for tracking moving objects on the iOS mobile platform is proposed. The integration takes place with the use of the JavaScriptCore library for data transfer between the system and the module..The fourth chapter presents the developed system architecture of the iOS mobile operating system and the Ubuntu operating system and justifies the choice of components of such systems. The results of system analysis and testing are presented. The obtained research results confirmed the effectiveness of search and recognition algorithms in real time.Keywords: object recognition, object tracking algorithm, results filtering, scalable environment, activation functions, video images, mobile platform, convolutional neural network, real-time map, object search time, object recognition time, scalable Docker system, Yolo cluster of convolutional neural network models.

Залива В.В. Методика підвищення надійності веб-компонентів на базі методуIsabelle/HOL.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 12- Інформаційні технології за спеціальністю 123 – Комп’ютерна інженерія. –Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій. – Київ, 2023.Дисертаційна робота присвячена підвищенню надійності веб-компонентів звикористанням методу Isebelle/HOL. У даній роботі було проведено аналізвразливостей моделі DOM, на основі яких розроблено методику підвищеннянадійності веб-компонентів.У вступі наведено загальну характеристику роботи, обґрунтованоактуальність теми досліджень, сформульовано мету та задачі досліджень,представлено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів,відзначено особистий внесок автора, наведено дані про апробацію, практичневпровадження та наявні публікації.У першому розділі дисертації розглянуто різні аспекти впливу вебкомпонентів на розвиток комп'ютерної інженерії. Основна увага приділена тому, яквеб-компоненти, які включають HTML-теги, CSS-стилі та JavaScript-функції,змінюють спосіб створення веб-додатків. Ці компоненти дозволяють розробникамстворювати додатки як набір незалежних взаємозамінних частин, сприяючипереходу від традиційних монолітних архітектур до більш гнучких модульних тамікросервісних підходів. Ця зміна парадигми в розробці веб-додатків відкриваєнові можливості для масштабування та оновлення окремих частин системи.У другому розділі дисертації, що зосереджується на аналізі проблемнадійності веб-компонентів, була реалізована детальна розробка формальної моделіDocument Object Model (DOM) з використанням методики Isabelle/HOL. Ця модельвключає основні елементи, їх взаємодію та поведінку. Вона стала ключовим елементом у формальному доведенні безпекових властивостей веб-компонентів.Такий підхід значно покращує надійність та безпеку веб-додатків, йдучи далі відзвичайних тестувань та аналізів, та створює міцну основу для розвитку більшпередових методів проектування та аналізу в сфері веб-технологій.У третьому розділі дисертації, присвяченому оцінці методик безпеки вебкомпонентів, здійснено аналіз ефективності розробленої методології забезпеченнябезпеки веб-компонентів. Особлива увага була приділена порівняльному аналізуцієї методології з іншими існуючими підходами, такими як статичний аналіз таметоди машинного навчання.Проведені практичні тести підтвердили високу ефективність запропонованоїметодології у запобіганні атакам Cross-Site Scripting (XSS) та Cross-Site RequestForgery (CSRF), особливо в порівнянні з методами, що базуються на ContentSecurity Policy (CSP). Були також розглянуті обмеження існуючих методів,особливо в контексті виявлення нових або маскованих шкідливих змістів, тазапропоновано напрямки для подальших досліджень. Це включає розробку новихметодів навчання, які є ефективнішими у виявленні нових типів шкідливого вмістута методів виявлення, які краще реагують на прихований або замаскованийшкідливий вміст.У четвертому розділі дисертації здійснено оцінку ефективності методики,спрямованої на підвищення надійності веб-компонентів, яка базується на методіIsabelle/HOL. Визначені ключові показники ефективності включали повнотувиявлення та точність виявлення загроз.Було проведено експериментальну оцінку, яка включала порівняння з іншиминауковими інструментами, такими як статичний аналіз та машинне навчання.Результати експериментів показали, що розроблена методика на 21% ефективнішеза існуючу CSP.^UZalyva V.V. Methodology for Improving the Reliability of Web Components Basedon the Isabelle/HOL Method. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in thefield of knowledge 12 - Information Technologies, specialty 123 - Computer Engineering.- State University of Information and Communications Technology. - Kyiv, 2023. Thedissertation work is dedicated to improving the reliability of web components using theIsabelle/HOL method. This work conducted an analysis of vulnerabilities in the DOMmodel, based on which a methodology for improving the reliability of web componentswas developed. The introduction presents a general characterization of the work, justifiesthe relevance of the research topic, formulates the purpose and objectives of the research,presents scientific novelty and practical value of the obtained results, notes the personalcontribution of the author, and provides data on the approbation, practicalimplementation, and available publications. The first chapter of the dissertation considersvarious aspects of the impact of web components on the development of computerengineering. Particular attention is paid to how web components, which include HTMLtags, CSS styles, and JavaScript functions, change the way web applications are created.These components allow developers to create applications as a set of independentinterchangeable parts, contributing to the transition from traditional monolithicarchitectures to more flexible modular and microservice approaches. This paradigm shiftin web application development opens new opportunities for scaling and updatingindividual parts of the system. The second chapter of the dissertation, focusing on theanalysis of the reliability problems of web components, implemented a detaileddevelopment of the formal model of the Document Object Model (DOM) using theIsabelle/HOL methodology. This model includes the main elements, their interaction, andbehavior. It became a key element in the formal proof of security properties of webcomponents. Such an approach significantly improves the reliability and security of webapplications, going beyond usual testing and analysis, and creates a solid foundation forthe development of more advanced methods of design and analysis in the field of web technologies. The third chapter of the dissertation, dedicated to assessing the safetymethods of web components, conducted an analysis of the effectiveness of the developedmethodology for ensuring the safety of web components. Particular attention was paid tothe comparative analysis of this methodology with other existing approaches, such asstatic analysis and machine learning methods. Practical tests confirmed the high efficiencyof the proposed methodology in preventing Cross-Site Scripting (XSS) and Cross-SiteRequest Forgery (CSRF) attacks, especially compared to methods based on ContentSecurity Policy (CSP). The limitations of existing methods were also considered,especially in the context of detecting new or masked malicious content, and directions forfurther research were proposed. This includes the development of new training methodsthat are more effective in detecting new types of malicious content and detection methodsthat better respond to hidden or disguised malicious content. The fourth chapter of thedissertation assessed the effectiveness of the methodology aimed at improving thereliability of web components, based on the Isabelle/HOL method. Key performanceindicators included completeness of detection and accuracy of threat detection. Anexperimental evaluation was conducted, which included comparison with other scientifictools such as static analysis and machine learning. The experimental results showed thatthe developed methodology is 21% more effective than the existing CSP.

Дисертація складається з вступу, 4 розділів, висновків, списку літератури та 5 додатків. Загальний обсяг роботи складає 172 сторінки, з них 118 сторінок основного тексту, 35 рисунків, 9 таблиць. Дисертаційна робота присвячена розробці методів та засобів дослідження впливу параметрів паралельних обчислень на швидкодію обчислень. Сучасні інформаційні технології потребують швидкої роботи алгоритмів, яку можна досягти за допомогою паралельних обчислень. Проте, в залежності від параметрів, що визначають характеристики підзадач та механізми їх взаємодії, використання паралельних обчислень може призвести як до прискорення, так і до сповільнення обчислень. Математичні методи оцінювання ефективності паралельних обчислень здатні вказати лише на існування обмеження на максимально досяжне прискорення за ідеальних умов вільного доступу до обчислювального ресурсу та відсутності синхронізації обчислень. Існуючі засоби проєктування програм, такі як UML, дають змогу (досить узагальнено) представити графічно взаємодію окремих частин програми, проте не надають можливості будь-якого чисельного аналізу обчислень. На сьогоднішній день є досвід розробки симуляторів обчислень на основі мереж Петрі, проте жоден з них не став широко використовуваним у розробці паралельних обчислень. Таким чином, на сьогодні не існує уніфікованого методу створення моделі паралельних обчислень і, відповідно, не існує іншого, окрім реальної програми, засобу, який можна використовувати для оптимізації параметрів паралельної програми. З огляду на це, створення методів та засобів, спрямованих на вдосконалення процесу налагодження багатопотокових програм та підвищення ефективності використання паралельних обчислень в інформаційних технологіях, є актуальним науковим завданням.Метою наукового дослідження є підвищення ефективності використання паралельних обчислень в інформаційних технологіях за рахунок їх проєктування на основі моделей, що можуть бути використані для оцінювання часу виконання паралельного алгоритму, та оптимізації параметрів паралельних обчислень.Об’єкт дослідження – процес розробки паралельних обчислень в інформаційних технологіях.Предмет дослідження – методи та засоби моделювання та оптимізації паралельних обчислень в інформаційних технологіях.Наукова новизна отриманих результатів:- вперше розроблено технологію моделювання паралельних обчислень на основі Петрі-об’єктного підходу, що надає можливість скоротити ресурсні витрати при розробці паралельних алгоритмів, і, на відміну від існуючих, дає змогу відтворити деталізовано структуру паралельної програми та механізми взаємодії одночасно виконуваних частин програми з урахуванням часових затримок на виконання обчислювальних дій та стохастичності захоплення обчислювального ресурсу і спрощує процес побудови моделі за рахунок тиражування фрагментів програми зі схожою функціональністю;- удосконалено моделі базових механізмів синхронізації паралельних обчислень за рахунок підвищення точності відтворення, що забезпечує високу точність результатів моделювання;- вперше розроблено типові фрагменти мереж Петрі, що реалізують механізми багатопотокової технології Java, використання яких прискорює розробку моделі паралельного алгоритму за рахунок зменшення кількості помилок та зменшення загальної кількості елементів, необхідних для розробки моделі;- вперше запропоновано метод оптимізації параметрів паралельних обчислень на основі експериментального дослідження Петрі-об’єктної моделі обчислень, що забезпечує ефективне використання обчислювальних ресурсів і, на відміну від існуючих підходів, дає змогу проводити експериментальне дослідження ефективності паралельних обчислень на моделі замість експериментування на реальній програмі.Практичне значення результатів дисертаційного дослідження полягає у розробленому програмному забезпеченні для моделювання паралельних обчислень та оптимізації їх параметрів на основі Петрі-об’єктного моделювання.Результати дисертаційної роботи опубліковано у 9 наукових публікаціях, серед яких 3 статті у періодичних наукових виданнях, проіндексованих у Web of Science Core Collection та Scopus базах даних (дві з них у видннях, віднесених до третього квартиля (Q3)), 1 стаття у фаховому науковому журналі категорії «Б» (зі спеціальності 126), 1 стаття у фаховому науковому журналі з переліку до 12.03.2020 р. (технічні науки), 3 публікації у матеріалах міжнародних наукових конференцій, 1 публікація у матеріалах всеукраїнської наукової конференції.Ключові слова: багатопотокове програмування, паралельні обчислення, оптимізація, імітаційне моделювання, стохастична мережа Петрі, Петрі-об’єктне моделювання.^UThe thesis consists of an introduction, 4 chapters, conclusions, a list of references, and 5 appendices. The total volume of work is 172 pages, of which 118 pages are the main text, 35 figures, 9 tables.Ph.D. thesis is devoted to the development of methods and tools for researching the influence of parallel computing parameters on the speed of computing. Modern information technologies require fast operation of algorithms, which can be achieved through the use of parallel computing. However, depending on the parameters that determine the characteristics of the subtasks and the mechanisms of their interaction, the use of parallel computing can lead to both speeding up and slowing down the computing. Mathematical methods for evaluating the efficiency of parallel computing are able to indicate the existence of a limit on the maximum achievable speed up under ideal conditions of free access to the computing resource and the absence of synchronization of calculations. Existing program design tools, such as UML, allow (quite generalized) to graphically represent the interaction of individual parts of the program but do not provide any numerical analysis of calculations. To date, there is experience in the development of Petri net-based computing simulators, but none of them have become widely used in the development of parallel computing. Thus, today, there is no unified method for creating a model of parallel computing and, accordingly, there is no tool other than a real program that can be used to optimize the parameters of a parallel program. In view of this, the creation of methods and tools aimed at improving the process of setting up multi-threaded programs and increasing the efficiency of using parallel computing in information technology is an urgent scientific task.The purpose of scientific research is to increase the effectiveness of parallel computing usage in information technologies by designing it based on models which can be used for performance time estimation of parallel algorithm and parallel computing parameters optimization. The object of research is the process of developing parallel computing in information technologies.The subject of research is methods and means of modeling and optimization of parallel computing in information technologies.Scientific novelty of the obtained results:- for the first time, а parallel computing simulation technology based on the Petri-object approach has been developed, which provides an opportunity to reduce resource costs in the development of parallel algorithms. Unlike existing ones, it allows to reproduce in detail the structure of a parallel program and the mechanisms of interaction of simultaneously executing parts of the program, taking into account time delays on the execution of computing actions and the stochasticity of capturing the computing resource. Developed technology simplifies the process of building a model due to the replication of program fragments with similar functionality;- the models of the basic mechanisms of synchronization of parallel computing have been improved by increasing the accuracy of reproduction, which ensures high accuracy of simulation results;- for the first time, typical fragments of Petri nets implementing the mechanisms of Java multithreading technology have been developed, the use of which accelerates the development of a parallel algorithm model by reducing the number of errors and reducing the total number of elements required for model development;- for the first time, a technology for optimizing the parameters of parallel computing based on an experimental study of the Petri-object model of computing is proposed. It ensures the efficient use of computing resources and, unlike existing approaches, makes it possible to conduct an experimental study of the efficiency of parallel computing on a model instead of experimenting on a real program.The practical significance of the results of the dissertation research lies in the developed software for modeling and optimizing the parameters of parallel computing based on Petri-object simulation.The results of the dissertation were published in 9 scientific publications, including 3 papers in a periodical scientific publication indexed in the Web of Science Core Collection and Scopus databases, 2 papers in a professional scientific journal, 3 publications in the materials of international scientific conferences indexed in Scopus, 1 publication in the materials of the All-Ukrainian scientific conference.Keywords: multithreaded programming, parallel computing, optimization, simulation, stochastic Petri net, Petri-object simulation.