Вирішено важливу науково-практичну проблему зі створення основ експериментальних досліджень алгоритмів, підвищення ефективності процесів алгоритмізації програмного забезпечення, що функціонує в сучасних програмно-апаратних середовищах масового використання з неявним розпаралелюванням обчислень і кешуванням даних. Запропоновано показники часової та функціональної ефективності алгоритмів, вони застосовані для дослідження малих і великих алгоритмів, вирішення задач альтернативної та структурної адаптації алгоритмів.

  Скачати повний текст

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної науково-прикладної задачі розробки моделей природомовних текстів для виявлення запозичень у структурованих документах На основі розроблених конструктивно-продукційних моделей мови, мовних конструкцій (текстів) та їх графового представлення запропоновано метод і алгоритми зіставлення текстів та структурованих документів для виявлення за-позичень. Запропонована модель процесу маскування запозичень дозволила формалізувати сценарії маскування, створити платформу для моделювання нових змін тексту, автоматизувати побудову тестів для систем антиплагіату. Розроблено програмні засоби виявлення запозичень у текстових фрагментах та структурованих документах. Розроблено програмний засіб автоматизованого формування тестів для перевірки здатності демаскування запозичень систем анти плагіату. Комплексне використання отриманих у роботі результатів дозволяє виконувати автоматизовану перевірку текстових фрагментів і структурованих документів на наявність запозичень; тестувати системи антиплагіату та постійно збільшувати тестову базу, будуючи нові сценарії маскувань.^UThe dissertation is devoted to solving the relevant scientific applied problem of development natural language texts models for detecting borrowings in structured documents. The dissertation reviews and analyzes existing models of natural languages, methods for processing language constructions (texts) and comparing natural language texts. Most models do not take into account the performer model and its features, and ignore human thinking processes. Most methods for preprocessing text do not allow restoring the input data after working with them. Methods based on simple comparisons (fingerprints, greedy comparisons, etc.) are sensitive to borrowings disguise mechanisms. Existing software, including those developed using these methods and algorithms, does not take into account the structure of the docu-ment to which the text belongs, when checking for borrowings. According to the results of the analysis of the current state and tendencies of development of linguistic constructions formalization methods and constructions comparison, the necessity of developing effective models and methods of natural language texts for borrowings detection in structured documents is shown. Constructive-synthesizing modeling (CSM) based on the use of formal languages and grammar apparatus, graph theory, methods and means of set theory, regression analysis were used to solve tasks of developed models of natural language texts and methods for its processing. In the framework of the CSM constructors and methods of their transformation (specialization, concretization, interpretation and realization) are used. Formalization of the forming human images processes by means of object-oriented modeling was performed. That allowed constructing a hierarchy of images based on the commonality of attributes in order to represent the meaning of the word and to reflect its connection with the objects of reality within the concept of word semantics. It was used in constructing the constructive-synthesizing languages model. Constructive-synthesizing and object-oriented models of the natural language and text, structured document model, process model of disguise of borrowings text were developed. Based on the developed models of the language, language constructions (texts) and their graph representation, method and algorithms are proposed for compare text fragments and structured documents to borrowings detection. Computer implementations of models the text graph representation and processes of disguise was created. The text-weighted graph compression method was developed to improve the performance of the computer implementation of the graph representation model, which made it possible to use the object serialization mechanism to form a structured documents database. These implementations are software for detecting borrowings in text fragments and structured documents and automated test generation to test the ability to unmask borrowings of anti-plagiarism systems. The developed models and tools form a single complex, which covers: language and speech - the creation of language constructions; lexical, syntactic, semantic components of language constructions; processes of disguise and detection of borrowings text. The time effectiveness of the implementation of models the graphical representation text is investigated. The check time for one document was from 11 to 65 sec for the database from 0.6 to 3.8 million characters. Restore graphs spent about 94% of the time. The influence of masking borrowings on increasing the originality of documents amounted to about 0.007%. Functional effectiveness metrics of developed software for borrowing in text-unstructured documents was compared to its counterpart (WCopyfind). The difference does not exceed 5%. The factors that cause the difference in the performance of the programs have been identified. The proposed model of the borrowing disguise process allows formalizing masking scenarios, creating a platform for modeling new text changes, and automating the construction of tests for anti-plagiarism systems. The integrated use obtained results allows performing an automated borrowings check of text fragments and structured documents; performing test anti-plagiarism systems and constantly increasing the test base by building new disguise scenarios. The developed software allows completing the requirement of the Law of Ukraine "On Higher Education" regarding the academic plagiarism detection in the diploma works of students in the specialty 121 "Software Engineering" at Dnipro National University of Railway Transport named after Acad. V. Lazaryan.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню і вирішенню актуальної науково-практичної задачі аналізу процесів розробки та налагодження комп'ютерних програм, для підвищення якості навчання студентів програмуванню.У першому розділі виконано огляд та аналіз наявних підходів до отримання інформації щодо процесів розробки та налагодження програмного забезпечення.У другому розділі за допомогою інструментів конструктивно-продукційного моделювання формалізовано процеси розробки та налагодження програмного забезпечення.На основі конструктивних моделей створено доповнення до середовища розробки Visual Studio для реалізації можливості відслідковування роботи кожного студента як на лабораторних заняттях, так і під час самостійної роботи, в якому всі дії по розробці та налагодженню фіксуються в журналах подій.Використано методи Process Mining для аналізу і побудови моделей процесів розробки та налагодження програм.У третьому розділі приведені результати експериментальних досліджень. Перевірено та підтверджено можливість застосування сформованих конструктивно-продукційних моделей та розроблених на їх основі інструментальних засобів для відстеження процесів розробки та налагодження програмного забезпечення.Виконано експеримент у вигляді олімпіади з налагодження, під час якого за допомогою розроблених інструментів відстежувалися та фіксувалися дії учасників в середовищі розробки.У четвертому розділі продемонстровано інструменти для автоматичного моніторингу та візуалізації процесів розробки та налагодження програмного забезпечення.Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому що в роботі вперше:- виконано формалізацію процесів розробки та налагодження програмного забезпечення засобами конструктивно-продукційного моделювання, що на відміну від існуючих дозволяє розглядати ці процеси як послідовність елементарних дій за продукційними правилами, формалізувати процеси формування журналів подій та візуалізувати ці процеси;- розроблені моделі процесів розробки та налагодження програм засобами Process Mining, що на відміну від існуючих дають можливість автоматизувати аналіз цих процесів;- розроблені інструменти для збору даних щодо дій програміста у процесі розробки та налагодження програмного забезпечення з середовища розробки Visual Studio.Дисертація є частиною науково-дослідної роботи «Конструктивно-продукційне моделювання в задачах розробки програмного забезпечення» (2021 р. № держреєстрації 0121U109167), яка виконана на кафедрі «Комп'ютерних інформаційних технологій» Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна.^UThe dissertation is devoted to research and solving the urgent scientific and practical task of analyzing the processes of developing and debugging computer programs, in order to improve the quality of students' programming education.The first chapter reviews and analyzes existing approaches to obtaining information about software development and debugging processes. development environment.The second chapter formalizes the processes of software development and debugging by using constructive-synthesizing modeling tools.Based on constructive models, extension to the Visual Studio development environment were created to implement the ability to track each student's work both in labs and during independent work, where all development and debugging activities are recorded in event logs.Process Mining methods are used to analyze and build process models for software development and debugging.The third chapter presents the results of experimental research. The possibility of using the generated structural models and the tools developed on their basis for tracking the software development and customization processes is tested and confirmed.An experiment in the form of a debugging olympiad was conducted in which participants' actions in the development environment were tracked and recorded using the developed tools.The fourth chapter demonstrates tools for automatic monitoring and visualization of software writing and debugging processes.The scientific novelty of the results is that for the first time in the work:– formalization of software development and debugging processes by means of constructive-synthesizing modeling, which, unlike the existing ones, allows to consider these processes as a sequence of elementary actions according to production rules, to formalize the processes of event logs formation and visualize these processes;– developed models of processes of development and debugging of programs by means of Process Mining that unlike existing give the chance to automate the analysis of these processes;– developed tools for collecting data on the actions of the programmer in the process of developing and debugging software from the Visual Studio development environment.The dissertation is part of the research work «Modeling in software development tasks» (2021 year, registration number 0121U109167), which performed at the «Department of Computer Information Technologies», Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan.