Запропоновано новий підхід до автоматизованого перетворення схем алгоритмів на підставі їх представлення у вигляді систем алгоритмічних алгебр-схем (САА-М). Розроблено прототип автоматизованого генератора програмного коду для забезпечення автоматизованого синтезу асоційованих з алгоритмами програм на базі їх представлення у вигляді САА-М-схем. Новою особливістю даного прототипу є можливість параметричної генерації коду відповідно до різних підходів паралельного програмування та апаратно-програмних платформ. Вперше інтегровано методику формалізованого проектування на основі САА-М-схем алгоритмів з методикою алгоритмічного проектування, яка базується на застосуванні UML-діаграм. Вперше запропоновано й експериментально обгрунтовано методику редукції САА-М-схем алгоритмів до кольорових мереж Петрі для моделювання роботи алгоритмів і забезпечення можливості оцінювання їх часових характеристик без прив'язки до апаратно-програмної платформи. Реалізовано новий метод створення сценаріїв для управління процесом виконання програм, що дозволяє здійснити вибір найкращого алгоритму за заданими критеріями.

  Скачати повний текст

Розроблено проблемно-орієнтовану концепцію формування й управління виробничим потенціалом (ВП) АПК регіону за умов його стратегічного розвитку. Запропоновано кластерну математичну модель аналізу та формування груп (кластерів) районів регіону за рівнем розвитку їх ВП як базову модель для прогнозування показників ефективності ВП на основі сплайн-функцій і трендових моделей. Запропоновано інформаційну технологію управління ВП АПК регіону, розроблено модель системи управління його розвитком засобами уніфікованої мови моделювання UML (Unified Modeling Language). Удосконалено класичну модель управління запасами матеріальних ресурсів - одержано модель визначення оптимальної області маневрування матеріальними ресурсами та запропоновано її числове розв'язання. Покращено класичну модель сіткового планування й управління технологічною підготовкою виробництва у напрямку її оптимізації за критерієм "час - вартість". Запропоновано теорію побудови багатокритеріальних моделей прийняття оптимальних рішень з метою удосконалення механізму управління економіко-організаційними процесами розвитку ВП АПК регіону за умов невизначеності зовнішнього середовища.

  Скачати повний текст

Розроблено узагальнені структуру та алгоритми функціонування моделювального сервісного центру, який призначено для розв'язку задач модельного супроводу розробок та експлуатації керованих складних динамічних систем. Здійснено адаптацію запропонованої структури під час розв'язання задач оперативного контролю та автоматизованого управління шахтними вентиляційними системами. Наведено класифікацію моделей об'єктів та процесів сучасного вугільного підприємства та вугільної галузі в цілому, яка базується на принципі ієрархії за функціональністю розв'язуваних технічних, технологічних та управлінських задач та є основою структурної й логічної організації засобів моделювання. Визначено позицію множини моделей всіх рівнів функціонування керованих об'єктів вугільної промисловості в запропонованій класифікації. Впроваджено UML-підхід щодо інформаційно-програмної організації дискретних симуляторів, що реалізують моделі всіх рівнів ієрархії, для алгоритмів перетворення формальних описів об'єктів предметної області. Запропоновано новий спосіб організації ресурсів і компонентів моделюючого сервісного центру (МСЦ), який базується на Crid-технології системної організації багаторівневих територіально розосереджених комп'ютерних систем та мереж, UML-інструментарії створення проблемно-орієнтованих компонентів, та забезпечує рішення складних задач оперативного контролю та автоматизованого управління технологічними процесами в режимі реального часу.

  Скачати повний текст

Дисертаційне дослідження присвячено вирішенню наступної науково-прикладної проблеми – ефективної розробки програмного забезпечення у гнучких методологіях шляхом впровадження нового напряму розробки програмного забезпечення, який враховує систематичну зміну вимог проекту та базується на повторному використанні артефактів розробки програмного забезпечення, і дозволяє серед різноманіття наявних програмних артефактів визначити такий (такі), семантика якого (яких) найбільш відповідає семантиці специфікації вимог проекту.Для вирішення поставленої проблеми здійснено комплекс завдань; (і) представлено концептуально-методологічні основи повторного використання артефактів розробки програмного забезпечення що дозволяють інтегрувати процеси доменної інженерії, з гнучкими методологіями розробки програмного забезпечення; (іі) представлено методи доменного аналізу та інженерії застосувань; (ііі) розроблено наукові основи та гнучкий аналітичний апарат обробки моделей програмного забезпечення, що представляються UML діаграмами; (іv) розроблено комплекс методик та алгоритмів, які ґрунтуються на представленому аналітичному апараті; (v) запропоновано архітектурне рішення кросс-платформенного програмного середовища підтримки процесів доменної інженерії, що базується на комбінації стандартних модулів платформи Eclipse та модулів обробки програмного забезпечення, які ґрунтуються на представлених методиках. В роботі представлено проведене експериментальне дослідження повторного використання артефактів розробки програмного забезпечення для прикладного домену «Розширення функціональності комплексу FOI Consult» та здійснено оцінювання якості представлених методів та методик, що базуються на інформаційному очікуванні.^UActual scientific and application problem of effective software development approach in AGILE is solved in doctoral thesis. This problem is solved by means of implementation of the new software development trend. Proposed trend considers systematic requirements changing and based on software artifacts reuse, and allowing choosing such a software development artifact (artifacts) from the variety of existing, semantics of which (whose) corresponds the most to the requirements specification. In order to solve this problem the next tasks are performed:1. A conceptual and methodological basics of software artifacts reuse in domain engineering, based on collaboration of domain analysis results and modified AGILE approach, are proposed.2. Domain analysis method, based on the formal procedure of domain models designing, is represented. Such a method consists from the next steps: (i) formal analysis of initial information; (ii) domain models designing; (iii) verifying whether resulting information is presented in repository before including into it; (iv) establishing tracing links between domain models' constituents and external software development artifacts; (v) structural and semantic verification of designed domain models. Novelty of the designed method is the next: integration of AGILE methodologies and domain engineering processes allows to implement template-based approaches of software development artifacts reuse and possibility of flexible setting of rules and parameters in domain designing operations.3. Application engineering method of software development artifacts reuse in AGILE approach is designed. It allows performing a software artifacts reuse by means of matching requirements specification semantic to software artifacts. Proposed method contains the set of operations for transferring software requirements semantic to project UML class diagrams and the operation of software artifacts reuse based on structural and semantic comparison of software development artifacts and project UML class diagrams.4. Scientific basics and analytical apparatus of software models processing providing a background for realization of all operations supporting software development artifacts reuse in domain engineering designed. Analytical apparatus for performing all operations of software models processing has the next features: (i) provides a background for performing the complex of operations, allowing to adopt software development lifecycle processes to peculiarities of company; (ii) allows to proceed software model with given level of details by means of using unified format for transmitting data between software models processing plug-ins; (iii) allows to provide flexible settings to perform all steps of software models' processing approaches.5. Software models processing approaches and algorithms, based on developed analytical apparatus, to perform all operations of software development artifacts reuse in domain engineering is represented. Mostly they use modified graph representation of software model.6. Architecture of cross-platform application lifecycle management to support domain engineering processes that consists from collaboration of plug-ins embedment in Eclipse platform and proposed plug-ins for software models processing is proposed.Thesis contains experimental research of software artifacts reuse for problem domain “Extension the functionality of complex FOI Consult”. Quality estimation of the proposed methods and approaches based on information expectation is represented.

Розроблено моделі та інформаційні технології реінжинірінгу (РІ) успадкованих інформаційно-управляючих систем (ІУС) в АСУ технологічними процесами. Введено класифікацію підходів до РІ успадкованих ІУС. Проаналізовано недоліки успадкованих диспетчерських ІУС (ДІУС) газокомпресорних станцій (ГКС) системи магістральних газопроводів (МГ) Укртрансгазу. На підставі використання концепції бізнес-об'єктів розроблено структурну об'єктно-орієнтовану модель РІ, що дозволило перейти до цільової компонентної архітектури. За допомогою мови UML досліджено моделі успадкованої та цільової архітектур типової ДІУС ГКС. Вперше за технологією PATTERNS розроблено універсальну модель телеметричного протоколу обміну даними в ДІУС ГКС та реалізовано компоненти, які можна повторно використати у типових ДІУС ГКС. Розроблено та досліджено перспективну Web-орієнтовану ДІУС ГКС, окремі підсистеми якої впроваджено на Ромненській ГКС.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему оптимізації інформаційних потоків системи керування судновою електроенергетикою, що забезпечує погоджене управління на всіх рівнях ієрархії, підвищення якості алгоритмічного й інформаційного забезпечення. Систему керування судновою електроенергетичною системою (СЕЕС) розглянуто як мережу автоматів, виконано аналіз її функцій. Для локальних засобів автоматизації СЕЕС. Розроблено алгоритми керування з використанням SWITCH-технологій та методику мінімізації станів автомату, що дозволяє уникнути функціональної збитковості за умов проектування системи, а також зменшити кількість повідомлень, що передаються у мережі шляхом зменшення кількості переходів між різними станами автомату. Розроблено методику вирішення оптимізаційних задач з використанням теорії масового обслуговування й апарату нечіткої логіки під час керування інформаційними потоками. Розвинуто методику проектування систем керування з використанням сучасних технологій інженерії програмних систем, зокрема, уніфікованої української мови моделювання UML та її розширення UML-FB.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі підвищення ефективності процесів розробки та супроводу систем «Розумний будинок» (РБ) шляхом застосування методів та засобів доменного моделювання для створення варіабельних компонентів програмного забезпечення (ПЗ) таких систем. У вступі до дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми дослідження, показано зв'язок роботи з науковими темами. Сформульовано мету дослідження, визначено об'єкт, предмет і методи дослідження, які базуються на застосуванні принципів прикладного системного аналізу, моделей та методів сучасної програмної інженерії, зокрема на використанні методів доменного моделювання, об'єктно-орієнтованих методах аналізу та синтезу ПЗ, кількісних метрик ефективності ПЗ, а також на використанні базових положень теорії управління, математичного апарату теорії множин, експертних методів теорії прийняття рішень і застосуванні уніфікованої мови моделювання UML та мови моделювання SysML для аналізу апаратно-програмних рішень. Описано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію про практичне застосування та особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у публікаціях, а також містяться відомості щодо структури та обсягу дисертаційної роботи. У першому розділі здійснено аналітичний огляд підходів до супроводу варіабельних компонентів програмних систем різного призначення. Проаналізовано поточний стан розробок ПЗ у таких нових високотехнологічних предметних галузях як створення систем РБ, які в свою чергу належать до більш широкого класу сучасних комп'ютеризованих систем: систем «Інтернету речей», і які представляють собою складні розподілені апаратно-програмні комплекси, що мають відповідні інтелектуальні інтерфейси для підтримки зручної роботи різних груп їх користувачів. Огляд розробок у галузі РБ систем дозволив зробити висновок, що наразі існує значний прогрес саме у створенні ефективних апаратних рішень, але в той же час недостатньо опрацьованими залишаються питання підвищення ефективності процесів розробки та супроводу саме програмних компонентів шляхом забезпечення їх варіабельності та можливостей повторного використання у перспективних системах РБ, і це зумовлює актуальність цього дисертаційного дослідження. Представлена постановка задачі розробки та дослідження модельно-технологічного інструментарію для підвищення ефективності процесів розробки та супроводу варіабельних компонентів ПЗ систем РБ. У другому розділі дисертації представлені методологічні основи для розробки та супроводу варіабельних компонентів ПЗ систем РБ. Розглянуто можливість застосування доменного моделювання в якості концептуальної основи для аналізу властивостей варіабельності програмних компонентів систем РБ і проведено аналітичний огляд методів розробки варіабельних компонентів ПЗ систем РБ. В третьому розділі запропоновано операційну модель (ОМ) опрацювання вимог в контексті розробки варіабельних програмних компонентів за методологією Scrum. ОМ дозволяє формалізувати процес управління змінністю вимог у процесі розробки варіабельних програмних компонентів РБ, і передбачає формування спеціального інформаційного базису, який містить текстовий опис множини вимог до компонентів ПЗ, артефактів програмного забезпечення, а також інформацію про ітерації проекту та ролі розробників ПЗ. Для опрацювання текстового опису вимог мотивовано обрано метод латентно-семантичного аналізу (ЛСА) у поєднанні з використанням коефіцієнта кореляції Пірсона для визначення ступеня семантичної подібності тексту опису різних вимог, що уможливлює їх розподіл на 3 окремі категорії: Core – це вимоги, що вже були реалізовані раніше, Var – це частково реалізовані вимоги, та New – це такі, що мають бути реалізовані уперше. На основі застосування запропонованої ОМ розроблена процедура побудови динамічного каталогу вимог для проектної ітерації. Для забезпечення автоматизованої підтримки процедур побудови варіабельних програмних компонентів розроблені оригінальні архітектурні моделі відповідних інструментальних засобів. Четвертий розділ дисертації присвячено програмній реалізації та експериментальному дослідженню розроблених моделей та інструментальних засобів. В результаті аналізу розрахунків критерію супроводу, застосування запропонованої модифікації архітектури системи РБ веде до підвищення показника ефективності супроводу системи. Запропоновано архітектуру інструментального CASE - засобу для автоматизації ряду процесів супроводу варіабельних компонентів ПЗ систем РБ. Розроблений прототип інструментального засобу дозволяє автоматизовано проводити розрахунки щодо визначення кількісних параметрів для показник ефективності. У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна задача підвищення ефективності процесів розробки та супроводу варіабельних компонентів програмного забезпечення систем РБ на основі використання методів доменного моделювання.^UThe PhD thesis is devoted to solving current scientific and technical problem of improving quality of development and maintenance of "Smart Home" systems (SHS) by applying methods and tools of domain modeling to create variable software components of such systems. In the dissertation introduction the relevance of the research topic is substantiated, connection of the work with scientific topics is shown. The research purpose is formulated, the object, subject and research methods are defined, which are based on application of applied system analysis principles, models and methods of modern software engineering, in particular on use of domain modeling methods, object-oriented methods of software analysis and synthesis, quantitative metrics quality of software, as well as the use of basic principles of control theory, mathematical apparatus of set theory, expert methods of decision theory and use of unified modeling language UML and modeling language SysML for analysis of hardware and software solutions. The scientific novelty and practical significance of obtained results are described. Information on practical application and personal contribution of the applicant, approbation of research results and their coverage in publications are given. Information on the structure and scope of the dissertation is given. The first section provides an analytical review of approaches to the maintenance of variable components of software systems for various purposes. The current state of software development in such new high-tech subject areas as the creation of Smart-Home systems, which in turn belong to a wider class of modern computerized systems: Internet of Things systems. A review of developments in the field of SHS allowed us to conclude that there is significant progress in creating effective hardware solutions, but at the same time the issues of improving the efficiency of development and maintenance of software components by ensuring their variability and reusability in promising SHS, and this determines the relevance of this dissertation research. The second section of dissertation presents the methodological basis for the development and maintenance of variable components of the software of SHS. The possibility of using domain modeling as a conceptual basis for analyzing the properties of variability of software components of SHS is considered and an analytical review of methods for developing variable components of software for SHS is performed. The third section describes the process of developing models, procedures and tools for building and maintaining variable software components of SHS. The operational model (OM) of requirements processing in the context of development of variable software components according to Scrum methodology is offered. OM allows to formalize the process of requirements variability management in variable SHS, which opens the possibility of collecting information, based on the information to analyze commonness and classification of requirements, which in turn reduces the number of requirements at the stage of sprint requirements catalog, due to which it becomes possible to improve the quality of the requirements analysis process. The domain model of variable software components at the stage of support of the SHS is proposed, and the procedure of evaluation of the quality indicator of the maintenance of the software components of the SHS is developed. Architectural models of appropriate tools have been developed to provide automated support for the proposed procedures for building variable software components. The fourth section of the dissertation is devoted to software implementation and experimental research of developed models and tools. The calculations of the proposed indicator are based on the calculation of the amount of time spent, which is necessary to maintain certain functionalities of the system at the stage of its maintenance. As a result of the analysis of calculations of the criterion of support, the application of the proposed modification of the architecture of the SHS leads to an increase in the maintenance of the system. The architecture of the CASE toolkit is proposed - a tool for automating a number of software support processes for SHS. This provides an opportunity to automate the processes of preliminary analysis and quality assessment of alternative options for the development of new components of the software SH. In the dissertation work the actual scientific and applied problem of quality improvement of processes of development and support of variable components of the software of SHS on the basis of use of methods of domain modeling is solved. As a result of the experiments, data were obtained that allow us to draw conclusions about the efficiency and appropriateness of the proposed approach to determine the effectiveness of alternative architectural solutions.

Досліджено проблему моделювання соціально-економічних процесів. Розроблено моделі процесів впровадження інноваційних продуктів на підприємствах з урахуванням зворотних інформаційних зв'язків, з використанням сучасних кібернетичних методів обробки даних структурованого та неструктурованого типів, методів оптимального керування та прийняття рішень. На підставі аналізу інноваційних процесів і процесів прийняття рішень щодо впровадження інновацій на підприємствах побудовано модель підтримки прийняття з оптимального керування впровадження інноваційних продуктів на підприємствах. Для створення моделі процесів поширення інновацій досліджено властивості розв'язків системи квазілінійних рівнянь параболічного типу для моделі двох конкуруючих інновацій. Доведено принцип максимуму для діапазону дослідження. Побудовано числовий алгоритм розв'язування задачі оптимального керування багатовимірною дифузією інновацій і одержано числові результати для сценаріїв дифузії трьох конкуруючих інновацій. На підставі рівнянь типу Лоткі - Вольтерра з використанням методів знання невизначеності досліджено групи лінійних і нелінійних моделей динаміки життєвого циклу інновацій для трирівневих стратифікованих систем. На основі багатофакторного аналізу ієрархій Сааті запропоновано метод визначення оптимального інноваційного проекту та методи моделювання виробничо-збутової діяльності. Визначено сценарії роботи системи підтримки прийняття рішень (СППР), побудовано алгоритми її роботи. Проектування системи виконано з використанням мови моделювання UML, програмний комплекс СППР реалізовано у середовищі Borland Develoer Studio 2006.

  Скачати повний текст

Досліджено засоби специфікації апаратних і програмних обмежень операційної системи (ОС) мобільних пристроїв (МП). Описано механізми оцінки продуктивності та безконфліктності стаціонарних програмних систем (ПС) для МП у контексті заданої платформи з використанням відповідних формальних моделей оцінки. Наведено методи перетворення моделі ПС на базі мережі Петрі в нотації UML як засобу врахування динамічних і статичних аспектів мобільних систем (МС), генерації вихідного коду ПС для мобільних платформ на підставі механізмів розширеної UML-моделі, зворотного проектування ОС для створення програмного каркасу МП, що спрощує генерацію моделі каркаса та забезпечує повну відповідність даної моделі структурі ОС. Розроблено комплексну інструментальну систему підтримки процесу створення прикладних програм для МС.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий підхід щодо синтезу структур когнітивних процесів у вигляді об'єктно-орієнтованих формалізованих специфікацій в нотації уніфікованої мови моделювання UML (Unifed Modeling Language). Розроблено об'єктно-орієнтовану модель структури сприйняття. Обгрунтовано гіпотезу сприйняття та детектування підозрілих сенсорних подій. Створено об'єктно-орієнтовані моделі сфокусованої уваги, що базуються на перемиканні сенсорних подій та їх ослабленні. За допомогою даних моделей підтверджено результати деяких експериментальних даних. Розроблено ресурсну об'єктно-орієнтовану модель уваги. Запропоновано концепцію трактування уваги у вигляді тернарного відношення між класами ментальних задач, релевантних схем довготривалої пам'яті та сенсорних подій. Розроблено циклічні моделі сприйняття - увага на базі моделей сфокусованої уваги та з використанням її ресурсної моделі. Досліджено сенсорну подію в контексті еротематичного діалогового процесу та запропоновано структуру полімодальної сенсорної події. Створено об'єктно-орієнтовані моделі еротематичного діалогового процесу двох агентів і штучного агента діалогу.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної задачі підвищення достовірності та точності радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем на основі використання геоінформаційних моделей місцевості та методів геоінформаційного аналізу. Актуальність теми дисертаційного дослідження визначається нагальністю завдань удосконалення геоінформаційних моделей та методів для радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем у зв'язку із стрімким розвитком телекомунікаційних стільникових систем п'ятого покоління в світі та впровадження телекомунікаційних систем четвертого покоління на території України. Планування стільникових систем нового покоління потребує удосконалення геопросторових моделей об'єктів місцевості, зокрема: підвищення їх точності, збільшення просторового розрізнення, детальності подання геометричних характеристик об'єктів та їх математичних моделей з урахуванням особливостей функціонування телекомунікаційних стільникових систем.У дослідженні проаналізовано й узагальнено методи радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем (РПТСС) на основі емпіричних картографічних моделей, детерміновано складові тематичного набору геопросторових даних для РПТСС, охарактеризовано сучасний стан геоінформаційного забезпечення радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем в Україні та світі, включаючи сучасні технології у сфері підготовки тематичного набору геопросторових даних, законодавство України та функціонал глобальних відкритих онлайн платформ для обробки даних дистанційного зондування Землі та відкритих геопорталів для цілей РПТСС. Незважаючи на те, що телекомунікації сьогодні є однією з найбільш зрілих комунальних послуг у світі, визначено, що існують прогалини в стандартизації протоколів потоку геопросторових даних, їх уніфікації та формуванні технології створення тематичного набору геопросторових даних на рівні концептуальної та логічної моделей для цілей радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем.На основі проєкта стандарту СОУ 71.12-37-949:2014 «База топографічних даних. Каталог об'єктів і атрибутів» та стандарту ISO 19110:2005 Geographic information – Methodology for feature cataloguing на концептуальному рівні в нотаціях уніфікованої мови моделювання UML в дисертації розроблено модель бази даних для забезпечення радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем, об'єктно-орієнтовану базу даних про об'єкти місцевості та електронний каталог векторних геопросторових об'єктів. Для кожного типу об'єктів запропоновано тип просторової локалізації, набір атрибутів та додаткові топологічні обмеження. Розроблена в дисертаційній роботі концептуальна модель бази даних забезпечує уніфікацію вихідних даних для радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем третього, четвертого та п'ятого поколінь. В дослідженні також запропоновані математичні моделі та відповідні їм технологічні схеми побудови складових тематичного набору геопросторових даних для забезпечення РПТСС: клатера та висотного клатера засобами пакетного оброблення даних, що значно прискорює формування тематичного набору в порівнянні до існуючої інтерактивної обробки даних. Удосконалено технологію побудови висотного клатера, що базується на хмарі точок цифрової моделі поверхні, що значно підвищує висотну деталізацію будівель та рослинності. Розроблена модель оцінки точності обчислення значень втрат амплітуди й потужності радіосигналу з використанням GRID-моделі просторового розподілу характеристик радіосигналу на основі вибірки великої розмірності підвищує достовірність оцінки точності у порівнянні з традиційними «табличними» методами оцінки точності вибірки малої розмірності. За допомогою емпіричних досліджень в роботі обґрунтовано вплив роздільної здатності тематичного набору геопросторових даних для РПТСС четвертого покоління, точності представлення висот об'єктів-перешкод в ньому, та детальності їх геометричного контуру.Запропоновані в дослідженні моделі бази геопросторових даних для радіочастотного планування телекомунікаційних стільникових систем і технологічна модель її формування й оцінювання точності моделювання затухання радіосигналів стільникових систем можуть бути використанні профільними підприємствами в проєктах планування та реконструкції телекомунікаційних стільникових систем четвертого і п'ятого покоління. Розроблена методика оцінки точності на основі вибірки великої розмірності може бути застосована для неперервних географічних полів різного природного походження, зокрема, потужності сигналу, рельєфу, температури. Напрацювання у сфері створення тематичного набору геопросторових даних для РПТСС відповідають загальним засадам впровадження національної інфраструктури геопросторових даних в Україні та можуть бути використані при формуванні тематичних (профільних) наборів геопросторових даних суміжних галузей економіки.^UThe dissertation work is devoted to the solution of the scientific and applied problem of increasing the reliability and accuracy of radiofrequency planning of telecommunication cellular systems based on the use of geoinformation models and methods of geoinformation analysis. The relevance of the dissertation research is determined by the urgency of improving geographic information models and methods for radio frequency planning of telecommunication cellular systems in connection with the rapid 5G development in the world and the implementation of 4G systems in Ukraine. Planning of new generation cellular systems requires the improvement of geospatial models of terrain objects, in particular: increase their accuracy, increase the spatial resolution, detail of geometric characteristics of objects, and their mathematical models considering the peculiarities of telecommunication cellular systems.The study analyses and summarizes the methods of radio frequency planning of telecommunication cellular systems (RFPTCS) based on empirical cartographic models, determines the components of the thematic geospatial dataset for RFPTCS, describes the current state of geoinformation support in Ukraine including Ukrainian legislation, the functionality of global open online platforms for data processing of remote sensing materials and open geoportals for the purposes of RFPTCS. Despite the fact that telecommunications today is one of the most mature services in the world, there are gaps in the standardization of geospatial data flow protocols, data unification and technology to create a thematic geospatial dataset at the level of conceptual and logical models for radiofrequency planning of telecommunication cellular systems.Based on the standard SOU 71.12-37-949: 2014 “Topographic database. Catalogue of objects and attributes" and the standard ISO 19110: 2005 Geographic information - Methodology for feature cataloguing a database model to provide radio frequency planning of telecommunications cellular systems, an object-oriented database about terrain objects and catalogue of vector geospatial objects were developed at the conceptual level in the UML notations. Spatial localization type, set of attributes, and additional topological constraints were proposed for each object type. The conceptual database model developed in the dissertation research provides unification of initial data for radiofrequency planning of telecommunication cellular systems of the third, fourth and fifth generations. The study also offers mathematical models and corresponding technological schemes for constructing components of the thematic dataset to provide RFPTCS such as clutter and clutter height by the batch data processing, which accelerates the formation of thematic dataset compared to existing interactive data processing. The technology of construction of a clutter height based on a surface point cloud has been improved, which increases the heights detail of buildings and vegetation. The developed accuracy estimation model of pass losses and radio signal received power values calculation using GRID-models increases the reliability of accuracy estimation in comparison with traditional "tabular" methods. Empirical studies have substantiated the influence of the thematic dataset resolution for the 4G RFPTCS, the accuracy of representing the heights of obstacle objects in it, and the details of their geometric contours.The proposed geospatial database models for radiofrequency planning of telecommunication cellular systems as so as the technological models of its formation and accuracy estimation models offered in the research can be used by profile enterprises in planning and reconstruction projects of fourth and fifth generation telecommunication cellular systems. The method of estimating accuracy based on a large sample can be applied to continuous rasters which represent signal power values, terrain, temperature values etc. Developments in the field of creating a thematic dataset for RFPTCS meet the general principles of implementation of the national geospatial data infrastructure in Ukraine and can be used in the formation of thematic (profile) datasets of related economic sectors.

Запропоновано удосконалені методи організації процесів моделювання в гетерогенному мережевому середовищі, що орієнтовані на роботу з моделями складних динамічних систем, зокрема хіміко-технологічних процесів. Досліджено сучасні засоби організації розподілених моделюючих середовищ і WEB-орієнтованих систем. Запропоновано моделі та методики організації розподілених моделюючих середовищ (РМС), інваріантних стосовно програмних і апаратних платформ їх компонентів. Синтез даних моделей у програмні модулі дозволить реалізувати реально діючі РМС. Для створення моделей РМС використано об'єктно-орієнтований аналіз і мову UML (Unified Modeling Language). Для перевірки працездатності запропонованих моделей РМС розроблено і реалізовано програмні модулі як для серверної, так і для клієнтської частин. На основі методу імітаційного моделювання досліджено та визначено основні характеристики, що впливають на ефективність роботи розроблених мережевих РМС. Виявлено вплив таких параметрів, як інтенсивність і тип вхідного потоку запитів, продуктивність серверних вузлів РМС, пропускної здатності каналів зв'язку на середній час обробки запиту.

  Скачати повний текст

Розроблено методи для статичної перевірки певних властивостей формальних моделей, а саме: несуперечливості, повноти та цілісності. Розглянуто проблему досяжності заданих станів системи та запропоновано статичні методи для її розв'язання. Побудовано алгоритм фільтрації станів на підставі статичного аналізу моделі та метод побудови абстрактних поведінок моделі для спрямованого пошуку. Розглянуто задачу здійснення переходу системи від одного класу символьних станів до наступного під дією заданого базового протоколу. Така трансформація виконується за допомогою предикатних перетворювачів. Побудовано алгоритми прямого та зворотного предикатних перетворювачів для числових і символьних типів даних, функціональних типів, масивів та списочних типів даних. Розроблено алгоритми трансляції певних підмножин MSC, SDL і UML в мову базових протоколів з метою подальшої автоматичної верифікації. Підмножини цих мов було виділено з урахуванням практичної необхідності у застосованих індустріальних проектах. Запропоновано деякі розширення обраних мов для застосування методів верифікації повною мірою.

  Скачати повний текст

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.

Досліджено зміст поняття ЕБ, проаналізовано різні погляди щодо визначення класичної ЕБ. Зроблено класифікацію ЕБ за архітектурними ознаками. Визначено діалекти ДЛ, необхідні для викладення результатів у подальшому. В результаті аналізу ПО виявлено класифікаційні ознаки для виділення базових сервісів СЕБ. Виділено набір базових сервісів для СЕБ та формально їх описано, показано, що запропонований набір сервісів через композицію може задовольнити інформаційні потреби користувачів. Запропоновано формальну модель анотації інформаційного об'єкта (ІО) для СЕБ. Удосконалена формальна модель анотації на основі потокової моделі ІО для СЕБ, дозволяє будувати анотаційні взаємозв'язки на основі стандартів URL, DOI та URI. Також розглянуто деякі задачі з проблематики інтеграції даних та переходу класичних ЕБ до СЕБ. Запропоновано механізм відображення традиційної реляційної БД, що використовується в класичних ЕБ, в моделі зв'язаних даних у контексті СЕБ. Розроблено метод формальної верифікації UML 2.0 через відображення OWL-DL в UML 2.0. У результаті розроблено оригінальний метод до відображення UML 2.0 в OWL-DL через ДЛ. Для СЕБ актуальною проблемою є проектування ІО, тому спроектовано модель ІО для СЕБ засобами UML. Запропоновано числові метрики оцінювання якості семантичних ЕБ у веб-середовищі та введено формальну оцінку зручності використання сервісів семантичних ЕБ.^UThe research rationale is determined by the fact that digital libraries have a leading role in the processes of organization and information exchange during scientific research. In this aspect, it is important to create a new class of digital libraries, which will have a higher level of intelligence, namely, the creation of semantic digital libraries (SDL).One of the premises for the emergence of SDL is that when the quantity of information resources exceeds the limits of terabytes, and their structure is different both in syntax and semantics, it is necessary to apply new approaches to the processes of preservation, organization and search. Therefore, the thesis is devoted to a number of problems associated with an increase in intelligence level of a special class of information retrieval systems, namely, digital libraries in a semantic environment.The object of research is the process of transforming classic digital libraries into semantic ones.The subject of research are models, methods and tools for creating semantic service-oriented digital libraries and assessing their quality.In the first chapter, “A survey of approaches to creation of digital libraries”, the system review of modern approaches to creation of classical digital libraries has been made. The mean of the concept of DL has been studied, different views on the definition of classical DL have been analyzed. A classification of the DL according to the architectural approach has been made. Classes of DL such as classical DL, serviceoriented DL and DL based on GRID technologies have been singled out. Basic functional characteristics were defined for libraries of each type of DL. Through the analysis of different types of DLs, the key features and attributes that SDL should possess have been identified.In the second chapter, “Digital Library in Semantic Web”, the prerequisites for the functioning of SDL and the main conceptual differences between classical DLs and SDLs have been researched. Dialects of descriptive logic have been identified, which are necessary to formulate the results in the future.As a result of the analysis of the subject field the classification signs for selection of basic SDL services have been revealed. A set of basic services for SDLs was identified and formally described; it was shown that the proposed set of services through the composition could meet the information needs of users. Three groups of services have been proposed: sensor services, user services and processor services. Specific services with formal description by descriptive logic have been proposed for each of the groups. A basic set of services for SDL has been developed, classified and described. A service model has been developed to work in concrete domains. The concept and set of ontologies for the SDL has been defined. A formal annotation model of the information object for the SDL has been proposed.A formal annotation model based on the flow model of the information object for SDL has been improved, and this model allows to build annotation interrelations based on URL, DOI and URI standards. The scientific novelty of the model consists in revealing the features of annotation of information objects in the SDL. In the third chapter several tasks have been discussed. A number of challenges related to data integration and the transition of classical DLs to SDLs have been discussed. A mechanism has been proposed for mapping the traditional relational database used in classical DLs in the linked data model within the context of SDL. As a result, a procedure for normalizing the metadata scheme of the Dublin core was developed to reflect it in the linked data model. This procedure uses the semantics of metadata applied to describe information resources in DL.In this chapter, the method of formal verification of UML 2.0 for OWL-DL reflections in UML 2.0 has been developed. As a result, an original approach to displaying UML 2.0 in OWL-DL through descriptive logic has been developed.In the fourth chapter, “Quality metrics of semantic digital libraries in the semantic web”, the numerical quality assessment metrics of semantic electronic libraries in the web environment have been proposed and a formal assessment of the convenience of using semantic electronic library services has been introduced. The appropriate model was also experimentally tested.The practical significance of results obtained. The results of the work can be used to develop service-oriented digital libraries using semantic technologies. This is confirmed by the author's implementation of the research results during the actualization of several digital resources.

У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача збору та видобування бізнес-інформації у розподіленому інформаційному середовищі для забезпечення актуальності та ефективності рішень, що приймаються. Об'єктом дослідження є процес збору та видобування інформації у веб-просторі. Предметом дослідження є моделі та інформаційна технологія збору та видобування актуальних даних у розподіленому інформаційному просторі з метою формування обґрунтованих рішень. Для вирішення поставлених задач використано наступні методи: системний аналіз для розробки концептуальної моделі веб-моніторингу; методи теорії штучного інтелекту та алгебри скінченних предикатів першого порядку для створення формальної архітектури агентів; метод компараторної ідентифікації, методи інтелектуального аналізу даних, методи побудови онтологій та методи математичної статистики для обробки даних, які зібрано із веб-сторінок; методи теорії прийняття рішень; уніфікована мова моделювання UML та методологія агентно-орієнтованого програмування для реалізації прототипу агентної платформи, заснованої на використанні формальних методів для проектування багатопотокових систем. У першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз систем пошуку та моніторингу інформації, підходів для їх вирішення та аналіз недоліків існуючого апарата тематичного пошуку. Виділено проблеми, які в даний момент ще не вирішені і є актуальними з точки зору аналізу та підвищення ефективності прийняття бізнес рішень. Визначено напрямок підвищення ефективності процесів підтримки прийняття рішень за рахунок збору актуальних даних у веб-просторі. Розглянуто існуючі методи та засоби комплексного підходу до реалізації процесу пошуку даних веб-простору на основі інтелектуальних технологій. Проаналізовані найбільш популярні та широко використовувані парадигми програмування. В даній роботі пропонується використовувати агентну архітектуру при проектуванні системи моніторингу. У другому розділі дисертаційної роботи сформовано теоретичні основи підвищення ефективності прийняття бізнес рішень шляхом розробки багатоагентних моделей та методів збору та видобування бізнес-інформації у веб-просторі. Обгрунтовано використання математичного апарату алгебри скінченних предикатів, розроблено моделі пошуку, екстракції та видобування инфомації на основі використання компаратоної моделі. Розгляуто концепцію збору та видобування бізнес-інформації на основі використання багатоагентних систем. В роботі запропоновано використання стандартів FIPA, які надають базові визначення понять комунікації агентів. На основі проведених досліджень, відображених у даному розділі, були отримані наступні нові наукові результати: сформовано комплексний підхід до реалізації процесу збору даних веб-простору на основі інтелектуальних технологій; удосконалено модель екстракції бізнес-інформації. У третьому розділі удосконалено методи пошуку та збору бізнес-інформації за рахунок використання методу компараторної ідентифікації для побудови моделі оцінки релевантності веб-сторінки та багатоагентної моделі направленого пошуку, що надає можливість пошуку інформаційних ресурсів за принципом корисності для прийняття рішень. Дослідження даного розділу дозволили одержати наступні результати: отримала подальший розвиток модель інтерпретації неповної суперечливої інформації, яку отримано шляхом збору та видобування у веб-просторі. У четвертому розділі дисертаційної роботи представлено основні результати щодо розробки інформаційної технології збору та видобування бізнес-інформації на основі запропонованого методу та розроблених моделей екстракції, інтерпретації та оцінки даних, що містяться у веб-просторі, шляхом реалізації багатоагентної моделі обробки даних. В даній роботі розроблено прототип агентної платформи для реалізації багатопотокових систем у різних предметних областях. В роботі наведено результати експериментів, які засвідчують працездатність запропонованих моделей. Аналіз отриманих результатів дослідження показав, що сформований метод та розроблені моделі, на яких базується інформаційна технологія, на відміну від існуючих, надають можливість пошуку та збору інформації, яка є корисною для бізнесу з урахуванням семантики контенту веб-ресурсів, виключенням дублікатів та оцінки на повноту та достовірність даних. За дослідженнями даного розділу отримані наступні результати: створена специфікація вимог до програмного забезпечення; розроблено програмні компоненти серверної частини програмної системи, що дозволяє проводити екстракцію даних з віртуальних торгівельних площадок; проведено експерименти на придатність агентної платформи для вирішення задачі збору та видобування бізнес-інформації; проведено тестування розроблених програмних компонентів та доведено їх ефективність для реалізації багатоагентної обробки даних.^UThe scientific and practical task of collecting and extracting business information in a distributed information environment to ensure the relevance and effectiveness of the decisions made is solved in the dissertation work. The object of research is the process of collecting and extracting information in the web space. The subject of research is models and information technology for collecting and extracting relevant data in the distributed information space in order to form informed decisions. The following methods were used to solve the problems: system analysis for the development of a conceptual model of web monitoring; methods of the theory of artificial intelligence and the algebra of finite predicates of the first order to create a formal architecture of agents; the method of comparative identification, methods of intelligent data analysis, methods of building ontologies and methods of mathematical statistics for processing data collected from web pages; methods of decision-making theory; the unified UML modeling language and agent-oriented programming methodology for the implementation of a prototype of an agent platform based on the use of formal methods for designing multi-threaded systems. In the first section of the dissertation, an analysis of information search and monitoring systems, approaches to their solution, and an analysis of the shortcomings of the existing thematic search apparatus were carried out. The problems that have not been solved at the moment and are relevant from the point of view of analysis and increasing the efficiency of business decision-making are highlighted. The direction of increasing the efficiency of decision-making support processes due to the collection of relevant data in the web space has been determined. The existing methods and means of an integrated approach to the implementation of the web space data search process based on intelligent technologies are considered. The most popular and widely used programming paradigms are analyzed. In this work, it is proposed to use an agent architecture when designing a monitoring system. In the second chapter of the dissertation, the theoretical foundations of improving the efficiency of business decision-making by developing multi-agent models and methods of collecting and extracting business information in the web space are formed. The use of the mathematical apparatus of algebra of finite predicates is substantiated, the models of search, extraction and extraction of information based on the use of a comparative model are developed. The concept of collecting and extracting business information based on the use of multi-agent systems is considered. The paper proposes the use of FIPA standards, which provide basic definitions of the concepts of agent communication. The following new scientific results were obtained on the basis of the research carried out, reflected in this section: a comprehensive approach to the implementation of the process of data collection of the web space based on intelligent technologies was formed; the business information extraction model has been improved. In the third chapter, the methods of searching and collecting business information are improved by using the method of comparative identification to build a model for evaluating the relevance of a web page and a multi-agent model of directed search, which provides the opportunity to search for information resources based on the principle of usefulness for decision-making. The research of this section made it possible to obtain the following results: the model of interpretation of incomplete contradictory information obtained by collecting and extracting it in the web space was further developed. The fourth chapter of the dissertation presents the main results regarding the development of information technology for the collection and extraction of business information based on the proposed method and the developed models for the extraction, interpretation and evaluation of data contained in the web space through the implementation of a multi-agent data processing model. In this work, a prototype of an agent platform for the implementation of multi-threaded systems in various subject areas has been developed. The paper presents the results of experiments that prove the efficiency of the proposed models. According to the studies of this section, the following results were obtained: a specification of software requirements was created; software components of the server part of the software system were developed, which allows data extraction from virtual trading platforms; conducted experiments on the suitability of the agent platform for solving the task of collecting and extracting business information; testing of the developed software components was carried out and their effectiveness for the implementation of multi-agent data processing was proven.

Розглянуто методи роботи з вимогами, що складають технологію, яка є складовою частиною процесу створення програмних систем з великою кількістю станів. Висвітлено п'ять складових частин цієї технології: формалізацію вимог у вигляді базових протоколів, пошук суперечливостей та неповноти, генерацію тестових наборів з множини вимог, синтез та аналіз динамічних властивостей моделі. Вимоги до інтерактивних систем представлено у вигляді формальних специфікацій - базових протоколів. Визначено клас базових протоколів, для якого задачі технології вирішуються без експонентного вибуху. За допомогою формалізму побудовано алгоритми верифікації базових протоколів з використанням машини доведення, а також синтез моделі за базовими протоколами. На основі методів символьного моделювання розглянуто різні критерії генерації тестів та їх застосування до генерації тестів за специфікаціями, записаними сучасними інженерними мовами - MSC, SDL, UML.

  Скачати повний текст

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.

Уперше запропоновано онтологію понять і відношень у аспекті вибору стилів програмування. Для формального представлення онтології використано комп'ютерний підхід шляхом застосування мови UML, який дає змогу розглядати задачі формування та використання стилів програмування, що можуть мати технічний розв'язок. Визначено задачі, що охоплюють усі досліджені аспекти, комплексне та послідовне розв'язання яких складає основу інформаційної технології як нового засобу індустріалізації програмування у контексті розглянутої проблеми, а саме: створення стилю програмування та стилю мови програмування, перевірки дотримання стилю програмування під час написання програм; визначення стилю програмування, якому відповідає текст програми; перекладу тексту програми, що не відповідає заданому стилю програмування, у текст, що відповідає такому стилю. Створено та описано методи розв'язання визначених задач, зокрема, методи синтезу стилю програмування та стилю мови програмування, контролю, аналізу та перетворення стилю програми. Наведено засоби формування та застосування стилів програмування, розроблено їх математичні моделі. Запропоновано спосіб використання розробленого комплексу засобів шляхом створення відповідних інформаційних технологій формування та застосування стилів програмування для різних галузей, в яких відбуваються процеси розробки програмних засобів. На прикладі навчання програмуванню розроблено інформаційну технологію та показано ефективність запропонованих засобів шляхом експериментальних досліджень.

  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).