Information Technologies and Systems (Інформаційні технології та системи), 2025, Том 1, № 1

Permanent URI for this collection

https://dr.csbc.edu.ua/handle/123456789/1646

Browse

Browsing Information Technologies and Systems (Інформаційні технології та системи), 2025, Том 1, № 1 by Issue Date

Filter results by year or month
Now showing 1 - 6 of 6
  • Thumbnail Image
    Item
    Парадигматична модель розуміння і використання штучного інтелекту в навчанні
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Манако, Алла; Манако, Володимир; Манако, Дмитро
    Вступ. За останні роки відбулися безпрецедентні зміни, пов’язані з прискореним впровадження інструментів штучного інтелекту в практику. Проблеми використання штучного інтелекту в освіті розглядаються з різних точок зору. У нашому дослідженні моделювання зосереджено на використанні засобів штучного інтелекту в навчанні шляхом побудови загальної парадигматичної моделі на основі моделі метафор в навчанні та штучного інтелекту, моделі парадигми академіка В.М. Глушкова та принципів психології. Розроблено принципи побудови такої моделі в навчанні, які містять модель метафор навчання, модель «Дія. Реєстр задач», модель парадигм академіка В.М. Глушкова і принципи психології: біхевіоризм; обробку інформації та когнітивну психологію; індивідуальний конструктивізм; соціальний конструктивізм та ситуаційне навчання. Метою цього дослідження є розроблення формалізованого опису зі змістовними інтерпретаціями парадигматичної моделі використання засобів штучного інтелекту в навчанні. Методи. Системна методологія, методи редукції, абстрагування, аналогії, аналіз та синтез. Результати. Запропоновано підхід до теоретичного обґрунтування використання інструментів штучного інтелекту в навчанні, а саме до побудови загальної парадигматичної моделі на основі моделей метафор навчання і штучного інтелекту, парадигм академіка В.М. Глушкова і психології (біхевіоризму; оброблення інформації та когнітивної психології; індивідуального конструктивізму; соціального конструктивізму і ситуаційного навчання) та моделі «Дія. Реєстр задач». Висновок. В епоху цифрової трансформації розв’язання проблеми побудови та практичного використання загальної парадигматичної моделі використання засобів штучного інтелекту в навчанні потребує комплексного розв’язання багатьох актуальних науково-практичних проблем. Водночас необхідно подолати численні труднощі структурування та інтеграції різних конкретних моделей. Тому необхідною умовою та вимогою систематичного вдосконалення загальних і конкретних моделей є комплексна інтерпретація абстракцій у контексті зазначених проблем, а також їх практична перевірка з використанням наявних систем оброблення інформації з метою виявлення та поширення унікальних кращих практик і досвіду усіх зацікавлених сторін.
  • Thumbnail Image
    Item
    Алгоритм визначення особливостей психоемоційного і функційного стану людини за стресогенних умов
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Кобзар, Тетяна; Крячок, Тетяна; Семіхова, Олена; Чалий, Павло
    Вступ. Тривалий стрес від негативних емоцій, що їх переживають внаслідок психотравмуючих подій, призводить до розладу адаптаційних механізмів з погіршенням функційного стану та, як наслідок, до психосоматичних захворювань. Наразі особливої актуальності набуває задача завчасного виявлення таких стресогенних станів. Мета. Розробити алгоритм визначення особливостей психоемоційного і функційного стану людини за стресогенних умов. Дослідити контингент наукових працівників у віковому та гендерному аспекті на наявність функційних та органічних розладів органів та систем у взаємозв’язку з типом їх конституції; відібрати найефективніші методики оцінювання цих станів; дослідити феномен стресостійкості в осіб з різним конституційним типом, психотипом, особливостями характеру, фізичним та психоемоційним станом; провести кількісне оцінювання рівня функційного та фізичного стану за методом узагальнювальних оцінок. Об’єкт і методи дослідження. Для дослідження поточного психоемоційного, фізичного та функційного стану людини в умовах стресу було використано програмно-апаратний методичний комплекс «ЕКСПРЕСмедОГЛЯД» [12], доповнений рядом методик та шкал на визначення психоемоційних та психосоціальних характеристик, зокрема: типу темпераменту (тест Г.Айзенка); визначення поточного психоемоційного стану — оцінювання психічних станів за Г. Айзенком (шкала фрустрації, шкала тривожностї, шкала агресивності, шкала ригідності), визначення стресостійкості та соціальної адаптації за шкалою Холмса і Раге, визначення стійкості до стресу, шкала позитивного ментального здоров’я, визначення належності до дистресорного «Д» типу особистості, визначення схильності до ПТСР, госпітальною шкала тривоги та депресії (HADS); а також оцінюванням особливостей характеру індивіда за програмою «ТОХО». Лікарі проводили огляд та експертне оцінювання стану здоров’я за 5-ти бальною шкалою — експертне оцінювання лікарем (ЕОЛ). Всі отримані первинні параметри використовувались і для самостійного аналізу, і для обчислення ряду індексів та оцінок здоров’я, зокрема біологічного віку, темпу старіння, рівня фізичного стану за Пироговою (1986). Для оцінювання загального функційного стану використали метод узагальнювальних оцінок [12]. Отримані результати та їх аналіз. Всього було протестовано 63 науковця різного віку і статі. Віковий та гендерний розподіл, порівнюванний між усіма групами, був таким: 18–45 років (жінок — 10 осіб, чоловіків — 10 осіб); 46–65 років (жінок — 12 осіб, чоловіків — 10 осіб); 66–75 років (жінок — 11 осіб, чоловіків — 10 осіб). Було виявлено зниження рівня стресостійкості, що найвиразніше відобразилось за шкалами позитивного ментального здоров’я, HADS, психічних станів Айзенка, шкалі DS 14 на визначення дистресорного «Д» типу; зниження адаптаційного потенціалу; зниження загального рівня здоров’я, що визначається за показниками, які увійшли до узагальнювальної оцінки здоров’я «УОЗ». При аналізі даних персонального і сімейного анамнезу було виявлено, що у переважної більшості респондентів (близько 90 %) є захворювання психосоматичного характеру, зокрема артеріальна гіпертензія, ішемічна хвороба серця, захворювання травної системи, у тому числі виразкова хвороба шлунку і 12-палої кишки, цукровий діабет, судинні захворювання кінцівок, бронхіальна астма тощо. Було показано, що в основі цих захворювань — гіперсимпатикотонія, незмінна супутниця будь-якого стресу. У переважної кількості досліджуваних осіб було виявлено низький рівень адаптаційного потенціалу Баєвського, що свідчить про незадовільну адаптацію до стресу та виснаження ресурсів, яке незмінно веде до соматичних захворювань психогенного характеру. Висновки. Проведене дослідження має багатоаспектне значення, оскільки дає можливість простими скринінговими засобами, якими є опитувальники та нескладні неінвазивні методи, проводити монsторинг функційного стану працівників та виявляти небезпечні для здоров’я і життя стани, щоб завчасно скеровувати людей до медичних установ та надавати поради щодо коригування способу життя.
  • Thumbnail Image
    Item
    Оптимізація дворівневої схеми автомата Мілі у базисі FPGA
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Баркалов, Олександр; Тітаренко, Лариса; Головін, Олександр; Матвієнко, Олександр; Сабурова, Світлана
    Вступ. Однією з найважливіших частин будь-якої цифрової системи є пристрій управління (ПУ), який координує взаємодію інших блоків системи. Зазвичай, схема ПУ визначається алгоритмом керування, а проєктування кожного ПУ починається від початку через унікальність алгоритму його роботи. Від оптимальності характеристик ПУ залежить якість цифрової системи. Тому розробка ефективних методів оптимізації схем ПУ є настільки важливою. При синтезі схеми ПУ виникає ряд проблем оптимізації: зменшення площі мікросхеми ПУ, підвищення продуктивності, зниження енергоспоживання. Відомо, що вирішення першої з цих задач дає змогу покращити інші характеристики схеми. Мета роботи. озглянути проблему і запропонувати метод зменшення площі мікросхеми при реалізації схеми ПУ з використанням мікросхем FPGA (field-programmable logic array). Методи. Об’єктами дослідження обрано мікросхеми FPGA та модель мікропрограмного автомата (МПА) Мілі. При реалізації схеми МПА в базисі FPGA використовують табличні елементи LUT (look-up table) і вбудовані блоки пам’яті (EMB). Оскільки домінуючим виробником мікросхем FPGA є AMD Xilinx, запропонований у статті метод орієнтований на FPGA цієї компанії. Результати. Запропоновано спосіб зниження витрат на обладнання при реалізації схеми МПА Мілі в базисі FPGA. Метод заснований на спільному використанні вбудованих блоків памяті EMB і елементів LUT. Граничним вважається випадок, коли розробник може використовувати лише один блок EMB. Для оптимізації схеми використовуються методи заміни входів автоматичних автоматів і подвійного кодування станів. Запропонований спосіб дозволяє зменшити кількість використовуваних елементів LUT до 18%. Наведено приклад застосування запропонованого методу. Показано умови доцільності використання методу. Висновки. Проведене дослідження показало, що є сенс модифікувати запропонований метод для випадку автоматів Мура.
  • Thumbnail Image
    Item
    Використання мобільного телефону для дистанційного керування електронними пристроями в системі розумного дому
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) AL-Rawi, Muhanned; АЛ-Раві, Муганнед
    Вступ. Технологія «розумний дім» охоплює низку інтелектуальних пристроїв, призначених для використання в домах. Ці пристрої пропонують численні можливості змінити наш спосіб життя в майбутньому. Технологія «розумний дім» зробила значний внесок у підвищення безпеки та надійності, а також потенційно змінила наші щоденні звички. У сучасному суспільстві мобільні телефони служать не лише для спілкування. З розвитком технологій функційні можливості мобільних телефонів розширюються, що уможливлює їх використання для різних задач з застосуванням відповідних програм. Зараз на ринку доступний широкий спектр програм і апаратного забезпечення, які можна інтегрувати без необхідності подальшого вдосконалення наявних смартфонів. Завдяки підключенню до мережі мобільні телефони можуть полегшити керування системами розумного дому, даючи змогу користувачам контролювати пристрої та отримувати сповіщення про можливу крадіжку або несанкціонований доступ. Метою цієї статті є створення системи «розумного дому», яка дає змогу дистанційно керувати електронними пристроями та надає сповіщення про вторгнення або переміщення в зонах обмеженого доступу. Управління пристроями здійснюється через мобільні телефони з допомогою служби коротких повідомлень (SMS), причому сповіщення також надсилаються як SMS-повідомлення з детальною інформацією про дії, що відбуваються поблизу. Результати. Розроблено систему «розумний дім», яка дає змогу дистанційно керувати побутовими електронними пристроями з допомогою мобільного телефону. Управління пристроями спрощено завдяки передачі інструкцій через SMS, як і передача зворотних сповіщень. Датчик наближення на ефекті Холла використовувався для виявлення несанкціонованого проникнення в приміщення, а пасивний інфрачервоний датчик використовувався для моніторингу руху в заборонених зонах. Крім того, датчик температури функціонував як детектор тепла, а світлодіодний індикатор було вбудовано для демонстрації керування електронними пристроями. Плата Arduino Uno слугувала мікроконтролером, а модуль SIM900 GPRS/GSM використовувався для зв’язку між мікроконтролером і мобільним пристроєм. Зауважимо, що мобільний телефон не вимагав жодних спеціалізованих програм або апаратного забезпечення; будь-який мобільний телефон, здатний надсилати та отримувати SMS, може функціонувати як мобільна станція. Висновки. Розроблена система «розумний дім» продемонструвала свою ефективність. Було показано, що блок мікроконтролера ефективно реагує на команди мобільного телефону, підлаштовуючись під вимоги програми та активуючи сигналізацію в критичних ситуаціях. Крім того, програма забезпечує дистанційне керування електронними пристроями.
  • Thumbnail Image
    Item
    Автоматизоване вирівнювання речень в українсько-німецьких паралельних текстах
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Коротюк, М. І.; Рибачок, Наталія
    Вступ. Вирівнювання речень в українсько-німецьких паралельних текстах є актуальним завданням, яке дає змогу отримувати набори паралельних даних, необхідних для багатьох завдань комп’ютерної лінгвістики, таких як побудова паралельних корпусів та машинний переклад. Стаття описує основні завдання вирівнювання речень, розглядає наявні методи та аналізує їхні ідеї. На основі цього аналізу пропонується новий метод, який ґрунтується на підході Bleualign і використовує системи машинного перекладу та метрику BLEU для оцінки схожості речень. Однак він відрізняється використанням додаткових словників маркерів для галузевих термінів та сполучників, включаючи їхні синоніми. Мета. Розроблення методу та відповідного програмного забезпечення автоматизованого вирівнювання речень в українсько-німецьких паралельних текстах. Методи. За основу розробленого методу використано метод Bleualign та метрику BLEU. Його удосконалено використанням словників галузевих термінів та сполучників, а також передбачено фокусування на одній мовній парі — українсько-німецькій. Запропонований метод складається із 6 етапів, які дозволяють виконати вирівнювання речень в українсько-німецьких паралельних текстах. Запропонований метод програмно реалізовано із використанням мови програмування Python. Результати. Розроблено новий метод вирівнювання речень для українсько-німецьких паралельних текстів та виконано його програмну реалізацію. Запропонований метод базується на статистичних підходах і не вимагає значних обчислювальних ресурсів. На відміну від методу Bleualign, у ньому використано словники галузевих термінів і сполучників для більш точного вирівнювання речень. Висновки. Подальші дослідження включатимуть проведення експериментів і порівняння результатів вирівнювання, отриманих при застосуванні запропонованого методу, із результатами методу Bleualign.
  • Thumbnail Image
    Item
    Алгоритм обчислення подібності між гістограмами для сегментації текстури
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Гольцев, Олексій О.; Гольцев, Олександр Дмитрович; Суровцев, Ігор Вікторович
    Introduction. An algorithm for calculating the similarity degree between multidimensional histograms is presented. The proposed algorithm was intended for texture segmentation of images using histograms as texture features. The need to develop such a special algorithm is justified by the fact that the methods for estimating the similarity/difference measure between multidimensional vectors described in the literature provide such measures that are not very suitable for solving the texture segmentation task. The main peculiarity of the proposed algorithm is that when calculating the similarity value, it considers not only the corresponding histogram components, but also takes into account their nearest neighboring components. Due to this, the algorithm more adequately evaluates the similarity of histograms. The proposed algorithm was implemented as a computer program as an integral part of the image segmentation model. The effectiveness of the histogram comparison algorithm was indirectly confirmed by the results of texture segmentation of the image segmentation model in experiments on processing various images, including natural landscapes. Methods. The task of calculating the similarity between histograms is considered. A special algorithm is proposed because the analogical methods described in the literature are not very suitable for solving the texture segmentation task. The main peculiarity of the algorithm is that it takes into account as the corresponding histogram components as their nearest neighboring components. Due to this, the algorithm more adequately evaluates the similarity of histograms. The algorithm was implemented as a computer program. The effectiveness of the algorithm is indirectly confirmed by the results of texture segmentation of the image segmentation model in experiments on processing various images, including natural landscapes. Purpose. The goal of this work is to develop an efficient algorithm for assessing the similarity of histograms, such as brightness histograms and orientation histograms of the texture windows. The algorithm is based on the idea of taking into account not only the corresponding components of both histograms, but also the components of their immediate environment. Results. The main advantage of the proposed algorithm, compared to popular methods of calculating similarity/difference between objects (vectors), is that the range of similarity between the compared histograms (from complete similarity to complete difference) is 100%, while popular methods can offer several times smaller ranges of similarity percentage. Conclusion. The proposed algorithm provides a wide range of similarity between the compared histograms which is 100% (from complete similarity to complete difference), while popular methods can offer several times smaller ranges of similarity percentage. The algorithm was implemented as a computer program as a component of a model that solves the problem of segmenting a visual image into homogeneous texture areas. It is worth noting that the proposed histogram comparison algorithm calculates the similarity measure between histograms very quickly, since it uses only simple operations. The effectiveness of the algorithm for texture segmentation of images into homogeneous texture areas is confirmed by the results in the experiments on natural image processing. The results obtained in the experiments demonstrate the effectiveness of the algorithm and show that the algorithm performs correct (from a human point of view) texture segmentation of a wide range of images. Thus, the effectiveness of the key operation of the segmentation algorithm, the histogram comparison algorithm, is indirectly confirmed.