Information Technologies and Systems (Інформаційні технології та системи)

Permanent URI for this community

https://dr.csbc.edu.ua/handle/123456789/1296

Browse

Browsing Information Technologies and Systems (Інформаційні технології та системи) by Issue Date

Filter results by year or month
Now showing 1 - 20 of 29
  • 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
    Новий метод генерування тестових кодів для виявлення множинних пошкоджень stuck-at-faults у комбінаційних схемах. Частина 2
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Рицар, Богдан Євгенович
    Вступ. Діагностувати множинні несправності stuck-at-faults (0/1) у цифрових схемах типу PIPO значно складніше, ніж у пристроях типу PISO (частина 1). Функції системи переважно взаємопов’язані між собою, а отже, виявлене пошкодження в якійсь одній функції схеми може передатися інших функцій системи, що описує роботу досліджуваної схеми. Відповідно, методи генерування тестових кодів на основі одиночних несправностей не працюють для схем типу PIPO, а ті методи й алгоритми діагностики, що використовують моделювання одиночних несправностей, ускладнені додатковими процедурами, не дають надійного результату. Аналогічний висновок про певні практичні обмеження можна також зробити і до аналітичних підходів до розв’язання зазначеної проблеми виявлення множинних несправностей stuck-at-faults (0/1) у цифрових схемах типу PIPO. Мета статті. Запропонувати метод генерування векторів тестових кодів для виявлення як одиночних, так і множинних пошкоджень типу stuck-at-faults (0/1) у комбінаційних пристроях типу PIPO, який порівняно з відомими методами й алгоритмами може забезпечувати достовірні результати з допомогою реалізації простих операцій і процедур. Методи. Запропонований метод генерування тестових кодів ґрунтується на числовому теоретико-множинному підході до реалізації всіх операцій і процедур, а саме: штучного впровадження у буловий простір заданої системи повних функцій F(X), X = {x1, x2, …, xn }, що описує роботу досліджуваної PIPO-схеми, одної або більше (до n - 1) неістотних змінних та застосуванні процедури q-розбиття до системних мінтермів з урахуванням індексів функцій заданої системи F(X). Результати. Завдяки застосуванню процедури q-розбиття системних мінтермів впровадження «неістотних» змінних у буловий простір заданої системи забезпечує виявлення всіх можливих як одиночних, так і множинних пошкоджень типу stuck-at-faults (0/1) у досліджуваній схемі. Унаслідок цього формуються 2r ( r = 1, 2, ..., n-1 ) псевдодосконалих ТМФ «пошкодженої» системи F(X), на підставі яких після виконання простих операцій спрощення одержуються шукані вектори тестових кодів, з допомогою яких можна визначити в схемі як місце пошкодження, так і тип одиночного та множинного stuck-atfaults (0/1) пошкодження. Висновки. Запропоновано новий метод генерування векторів тестових кодів для визначення місця і типу stuck-at-faults (0/1) одиночних і множинних пошкоджень у комбінаційних PIPO-схемах, що ґрунтується на штучному впровадженні в досліджувану схему одної і більше неістотних змінних та застосуванні процедури q-розбиття системних мінтермів заданої системи булових функцій. Порівняно з відомими методами та алгоритмами метод відрізняється відносно простішою реалізацією та надійністю отриманих остаточних результатів практичної діагностики без застосування додаткових засобів та обмежень. Наведені в статті приклади визначення місця і типу stuck-at-faults (0/1) одиночних і множинних пошкоджень ілюструють ефективність пропонованого методу.
  • Thumbnail Image
    Item
    Новий метод генерування тестових кодів для виявлення множинних пошкоджень Stuck-at-Faults у комбінаційних схемах. Частина 1
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Рицар, Богдан Євгенович
    Вступ. Важливим розділом логікового проєктування цифрових пристроїв є технічна діагностика, в межах якої розробляються методи перевірки технічного стану пристроїв для забезпечення надійності їх роботи. Виявити несправність у схемі пристрою можна послідовністю контрольних тестів (генеруванням векторів тестових кодів) на її входах та спостереження результатів на її виходах. На практиці проєктування мікросхем часто трапляються ситуації, коли пошкодження типу stuck-at-faults (0/1) можуть виникати як в одній точці схеми, так і в кількох різних взаємопов’язаних точках схеми одночасно, які складно виявляти. Відомі методи діагностики множинних пошкоджень такого типу, які ґрунтуються на моделюванні одиночних помилок та символьних методах, не забезпечують переконливі докази достовірності результату, що знижує надійність процесу проєктування. Мета статті. Запропонувати метод генерування векторів тестових кодів для виявлення як одиночних, так і множинних пошкоджень типу stuck-at-faults (0/1) у комбінаційних пристроях, який порівняно з відомими методами може забезпечувати достовірні результати з допомогою реалізації простих операцій і процедур. Методи. Запропонований метод генерування тестових кодів ґрунтується на числовому теоретико-множинному підході до реалізації всіх операцій і процедур, а саме: штучного впровадження у булвий простір повної функції f x x x ( , ,..., ) 1 2 ï , що описує роботу схеми досліджуваного комбінаційного пристрою, одної або більше (до n - 1 ) неістотних змінних та застосуванні процедури q-розбиття мінтермів досконалої ТМФ Y1 функції f. Результати. За допомогою згенерованих запропонованим методом векторів тестових кодів можна визначити в схемі пристрою як місце пошкодження, так і тип одиночного та множинного stuck-at-faults (0/1) пошкодження. Показано застосування процедури q-розбиття двійкових мінтермів, на основі якої реалізується впровадження одної неістотної змінної та формування псевдодосконалої ТМФ 1 Yxi /~ функції f для визначення одиночних пошкоджень, а також більше (від двох до n-1) неістотних змінних та формування відповідних псевдодосконалих ТМФ функції f для визначення множинних пошкоджень. Висновки. Завдяки застосуванню числового теоретико-множинного підходу для виконання операцій і процедур пропонований метод, порівняно з відомими, відрізняється відносно простішою практичною реалізацією виявлення згаданих несправностей як в будь якій одній точці, так і в одночасно кількох точках досліджуваної схеми. Зазначені переваги методу ілюструють наведені в статті приклади визначення можливих пошкоджень у реальних схемах комбінаційних пристроїв.
  • Thumbnail Image
    Item
    Прогнозування показників та інтегрального індексу зовнішньоекономічної сфери економічної безпеки України
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Волощук, Роман Васильович; Сьоміна, Людмила Петрівна; Сафонов, Віталій Іванович
    Оцінювання та прогнозування показників зовнішньоекономічної сфери в Україні є актуальною проблемою, адже країна тривалий період знаходиться в стані економічної кризи спровокованої війною. Отже, аналіз та прогнозування інтегрального індексу зовнішньоекономічної безпеки є необхідним інструментом для підвищення ступеня поінформованості осіб, які приймають рішення, стосовно важливих тенденцій у сфері зовнішньоекономічної безпеки. Розроблена інформаційна технологія, яка дає можливість відслідковувати і прогнозувати стан економічної безпеки держави за галузями і через інтегральний індекс безпеки в цілому в динаміці. Забезпечується оперативне виявлення галузей з поточним чи потенційно можливим низьким рівнем безпеки, визначаються показники, які є джерелом відповідних небезпечних тенденцій, і забезпечується можливість виявлення ресурсів і більш раціональне їх використання, що має забезпечити покращення рівня безпеки як окремої галузі, так і стану економічної безпеки в цілому.
  • Thumbnail Image
    Item
    Підготовка рекомендацій щодо вибору навчальних ресурсів з урахуванням різних стилів навчання
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Синиця, Катерина Михайлівна; Савченко-Синякова, Євгенія Анатоліївна; Савченко, Михайло Ю.; Заріцька, Світлана Іванівна; Токова, Олена Володимирівна
    Запропоновано методику підготовки рекомендацій щодо вибору навчальних ресурсів з урахуванням мети та різних стилів навчання: аудіо, відео, текстовий тощо. Навчання впродовж життя стає все більш популярним, оскільки дає змогу навчатися людям різного віку з різною метою як для отримання диплому, так і просто для відновлення знань з деяких дисциплін. Для урахування стилів навчання обрано модель Фелдера-Сільвермана, яка описує чотири шкали, що визначають переваги учнів у навчанні. Запропоновано структурну схему рекомендаційної системи, яка дасть змогу готувати такі рекомендації під час навчання впродовж життя з урахуванням накопиченого досвіду навчання в подібних ситуаціях.
  • Thumbnail Image
    Item
    Mоделювання еволюційної кібернетики: онтологія, інваріанти та принципи проєктування
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Палагін, Олександр Васильович; Симонов, Денис Ігорович; Червинський, Максим Владиславович
    Вступ. Еволюційна кібернетика (ЕК) пропонується як загальна наука керування зміною у технічних, біологічних і соціотехнічних системах за умов невизначеності. На відміну від класичної парадигми зі сталими цілями та фіксованою архітектурою регулятора, ЕК виходить із того, що цілі, обмеження й структура також можуть еволюціонувати. Ця архітектура будується на двоконтурній організації управління: операційний контур оптимізує поточну поведінку, а еволюційно-метаконтур виконуєфункціюзмінитаоновленняфундаментальних правил, архітектури та критерієв ефективності системи. Мета: (1) Сформулювати онтологію ЕК (об’єкти, процеси, механізми, метаконтроль); (2) визначити кібернетичні інваріанти (інформація, ресурсна обмеженість, регуляція, структурна організація, темпоральність, цілісність/ відкритість, телеономія) як спільні закони еволюції; (3) надати принципи та функційні вимоги до систем ЕК; (4) подати формальну модель еволюційної кібернетичної системи та операторів мета-оновлень; (5) окреслити сфери застосування та дослідницьку програму. Методи. Формалізація спирається на онтологічне моделювання та двоконтурну схему прийняття рішень. Онтологічне моделювання охоплює чотири рівні: «об’єкт — процес — механізм — метаконтроль». Крім того, запроваджуються оператори еволюційних змін, які застосовуються для модифікації параметрів, цілей та архітектури системи. Інваріанти задають загальні обмеження й критерії узгодженості через домени. Методологічні принципи охоплюють керування темпом і різноманітністю, багаторівневе узгодження цілей, рефлексивне оновлення онтологій, безпеку «за замовчуванням», а також перевірки ex ante і аудити ex post. Результати. Запропоновано: (1) цілісну концептуальну рамку ЕК; (2) набір принципів і вимог до інженерії систем, що здатні змінювати власні цілі та архітектуру, зберігаючи контрольованість; (3) формальну модель та операторів мета-рівня для інтеграції еволюційного контуру з функційним; (4) дорожню картузастосуваньусоціокібернетиці,біо-/нейроінтерфейсах,інфраструктурних мережах і політиках сталості. Сучасні інструменти (напр., безпечне підкріплювальне навчання, контрольні бар’єри, цифрові двійники) розглядаються як практичні механізми реалізації еволюційного контуру, а не як обмежувальна сутність дисципліни. Висновки. ЕК надає метатеоретичний і інженерний каркас для керованої еволюції складних систем: поєднання двоконтурного керування, інваріантів та формальних операторів мета-оновлень забезпечує керовану зміну цілей і структури з гарантіями безпеки та узгодженості у довгих часових горизонтах. Це відкриває шлях до відповідальних практик розвитку в мінливих середовищах.
  • Thumbnail Image
    Item
    Автоматизоване машинне навчання. Стан та перспективи розвитку
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Урсатьєв, Олексій Андрійович; Волков, Олександр Євгенович; Ткаля, Вячеслав Григорович
    Розглянуто автоматизоване машинне навчання як рішення на основі штучного інтелекту для потреби автоматизації наскрізного процесу застосування машинного навчання, тобто проектування конвеєрів машинного навчання — послідовності кроків, які перетворюють необроблені дані на машинну модель, прийнятну для розгортання у практичному використанні. Присутність людини у цьому циклі має бути значно скорочена або її бажано зовсім виключити. Розглянуто напрям подальшого розвитку штучного інтелекту та автоматизованого машинного навчання та тенденції його розвитку.
  • Thumbnail Image
    Item
    Модель цифрової трансформації задля сталого розвитку освіти
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Кудрявцева, Світлана Павлівна; Волков, Олександр Євгенович; Синиця, Катерина Михайлівна; Савченко-Синякова, Євгенія Анатоліївна
    Вступ. Освіта задля сталого розвитку (ОЗСР) відповідає реалізації Цілей сталого розвитку, зокрема Цілі 4 «забезпечення якісної доступної освіти для всіх». Перехід від традиційної освіти до ОЗСР потребує значних змін не тільки у змісті навчання, але й у стратегіях та методах навчання та тренування, що пов’язано зі зміною головної мети навчання – від опанування знань та навичок минулого до навчання та підготовки до розв’язання нових, комплексних та мультидісціплинарних проблем, зокрема, шляхом роботи в групі. Така підготовка також потребує розвиненої технологічної підтримки, тому трансформацію традиційної освіти в освіту задля сталого розвитку доцільно здійснювати під час цифрової трансформації. Під цифровою трансформацією зазвичай розуміють перехід до інтенсивного застосування інформаційно-комунікаційних технологій з метою підвищення ефективності виробництва, керованості процесів, спрощення адміністрування, розширення клієнтської бази або запровадження нових продуктів чи сервісів. Досліджені моделі цифрової трансформації стосуються здебільшого окремих організацій, які централізовано переходять до нових умов функціонування. Оскільки ОЗСР призводить до змін у системі цінностей та культурі суспільства, бажаним є залучення представників зацікавлених спільнот до планування, реалізації та оцінювання результатів цифрової трансформації на кожному етапі. Таким чином, потрібно створення нової моделі. Метою статті є розгляд залежностей між освітніми елементами для запровадження такої моделі цифрової трансформації в освітній сфері, яка буде корисною для систематичного управління освітніми змінами. Для цього визначено основні елементи, що характеризують освіту, та продемонстровано їхню еволюцію протягом етапів трансформації. Методи дослідження полягають у визначенні основних характеристик ОЗСР у порівнянні з традиційною моделлю освіти та створенні гнучкої моделі трансформації освіти для досягнення цілей сталого розвитку з застосуванням цифрових технологій для організації освітніх процесів, підтримки пізнавальної діяльності, розроблення інтерактивного навчального контенту тощо. Результати. Запропоновано нову модель цифрової трансформації освіти для досягнення цілей сталого розвитку, яка враховує внесок зацікавлених спільнот та оцінку поточного стану трансформації, що дає змогу паралельно відпрацьовувати завдання та оцінювати поточний стан трансформації, які описують різні її етапи, враховуючи зміни технологій і нормативної бази, а також планувати тренінги для учасників трансформаційних процесів. Визначено елементи, які відрізняють ОЗСР від інших моделей. Висновки. Модель побудовано з урахуванням динаміки середовища, в якому відбуваються зміни, мережевих (децентралізованих) зв’язків між учасниками. Окрім цього, модель демонструє принципи ОЗСР у дії — співпрацю у підготовці рішень та впровадженні технологій, баланс між локальними планами впровадження інновацій та стратегічними напрямами, що підтримуються централізовано.
  • Thumbnail Image
    Item
    Визначення масштабу та кута повороту для довгострокового відстеження об’єкта у відео
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Кийко, Володимир Михайлович
    Надійність відстеження у відео значною мірою залежить від ефективності (точності та порівняно малої обчислювальної складності) задіяних алгоритмів визначення масштабу та кута повороту об’єкта відстеження на зображеннях. Пропонується алгоритм для оцінки цих параметрів на основі пошуку відповідних ключових точок (КТ) на кожному кадрі до КТ у моделі об’єкта M, що складається із КТ об’єкта та навколишнього фону. Алгоритм переважно може бути задіяний в умовах, коли зміни масштабу та кута повороту головним чином є наслідком змін руху камери або дій оператора і в значній мірі корелюють зі змінами на фоні, що зазвичай відповідає відеоспостереженню з літального апарата, зокрема БПЛА. Переваги алгоритму полягають у тому, що є порівняно більш стійким до наявності помилок в визначенні відповідних пар КТ, а також може бути використаний під час тривалої відсутності об’єкта у відео для оцінки масштабу та кута повороту шляхом пошуку КТ на зображенні, що відповідають до КТ фону у M. Це виконується з метою оновлення моделі об’єкта і його детектування після появи у відео зі значно зміненими параметрами. Наведено приклади використання алгоритму для довгострокового відстеження із застосуванням пропонованого критерію наявності об’єкта в полі зору камери, а також двох способів оновлення M за його присутності або відсутності на зображеннях.
  • 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
    Методологічні аспекти інтероперабельності в прикладних задачах оцінювання та підтримки здоров’я
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Кіфоренко, Світлана Іванівна; Бєлов, Володимир Михайлович; Лавренюк, Микола Васильович; Гонтар, Тетяна Михайлівна; Козловська, Вікторія Олександрівна
    В статті обговорюється проблема використання методології інтероперабельності при розробленні інформаційних систем біологічної та медичної спрямованості, в яких використовується системно-ієрархічний підхід. Сформульовано основні положення забезпечення інтероперабельності в складній структурно-ієрархічній системі кількісного оцінювання здоров‘я з урахуванням наявних модельних уявлень щодо структурних особливостей інтероперабельності. Розроблено комп’ютерну систему кількісного оцінювання здоров’я та його складників, а також систему підтримки реабілітаційних рішень з урахуванням персональних характерологічних властивостей за використання принципу інтероперабельності. Використання принципу інтероперабельності при розв’язанні прикладних задач цифрової медицини, дає можливість забезпечення взаємодії як окремих модулів в конкретних програмах, інформація в яких різноякісна, містить різні типи даних, так і взаємодії програмного забезпечення, створеного за різних мов програмування, яка потребує узгодження при реалізації інформаційного обміну між цими програмами.
  • 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.
  • Thumbnail Image
    Item
    Еволюція систем відеоспостереження: від аналогових камер до інтелектуальних систем відеоаналітики на основі граничних обчислень
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Головін, Олександр Миколайович; Сапунова, Надія Олександрівна
    Подано комплексний аналіз еволюційного розвитку систем відеоспостереження від первинних аналогових рішень до сучасних інтелектуальних платформ із застосуванням граничних обчислень. Досліджено фундаментальні етапи технологічної трансформації галузі, архітектурні модифікації та функційні можливості відеоаналітичних систем. Виконано глибокий аналіз переваг граничних обчислень як прогресивної парадигми, що забезпечує децентралізоване оброблення даних безпосередньо на граничних пристроях. Обґрунтовано технологічну перевагу граничних обчислень над традиційними централізованими підходами у контексті швидкодії, енергоефективності, захисту персональних даних та відмовостійкості. Окремо розглянуто еволюцію алгоритмів штучного інтелекту в системах відеоспостереження, а також архітектуру сучасних інтелектуальних систем відеоспостереження з граничними обчисленнями, її апаратні та програмні складові.
  • Thumbnail Image
    Item
    Успіхи та виклики квантової програмної інженерії
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Мороз, Григорій Борисович; Мороз, Ольга Григорівна
    Багато проблем, які неможливо вирішити в межах класичних обчислень, може бути вирішено з допомогою квантових обчислень. Наразі квантові комп’ютери розробляють швидкими темпами з використанням різноманітних технологій, таких як надпровідність, захоплення іонів тощо. Ключовим фактором для створення революційних квантових додатків є квантове програмне забезпечення. Через принципові відмінності між класичним і квантовим обчисленнями застосування методів та інструментів добре розвиненої класичної програмної інженерії для розроблення квантового програмного забезпечення здебільшого є безглуздим. Наразі, існує нагальна потреба у створенні нової фундаментальної дисципліни «Квантова програмна інженерія» із широким залученням до цього процесу як наукових, так і промислових кіл. Перші кроки в цьому напрямі уже зроблено. Є певні успіхи, проте залишається багато невирішених проблем та відкритих питань. У роботі надано основні принципи та теоретичне підґрунтя необхідності розроблення інженерії квантового програмного забезпечення, а також розглянуто наявні проблеми цієї галузі та проаналізовано останні досягнення.
  • 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
    Аналіз сучасного стану та напрями трансформацій високотехнологічної освіти в наукових установах
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Попов, Ігор Валерійович; Колесник, Денис Ігорович; Сімахін, Володимир Михайлович; Семеног, Руслан Вячеславович; Суслова, Тетяна Юріївна
    Проаналізовано ключові проблеми державної освіти та науки в сучасних умовах. Технологічна відсталість державних наукових установ — це головна проблема, що заважає впровадженню кращого світового досвіду в наукову сферу. Запропоновано можливі шляхи адаптації та трансформації науково-освітніх інститутів. Досліджено тенденцію, яка загрожує перетворитися на системну кризу, яка зі свого боку може спричинити збільшення соціальної, фінансової та освітньої нерівності.
  • Thumbnail Image
    Item
    Аналіз протоколів інтернет-транспорту нового покоління: QUIC, WebTransport, HTTP/3
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Бондар, Олексій
    Вступ. Традиційний інтернет-транспорт базується на стеку TCP/IP з прикладними протоколами HTTP/1.1 та HTTP/2. Така комбінація досягає меж продуктивності через блокування на початку черги, багатоетапні рукостискання та відсутність вбудованих механізмів безпеки на транспортному рівні. Сучасні затримкочутливі застосунки, зокрема хмарні ігри та AR/VR, вимагають наскрізної затримки значно меншої за 50 мс (часто близько 20 мс), що є проблемним для класичного стеку TCP+HTTP/1.1/2. Нові транспортні рішення на базі QUIC у поєднанні з HTTP/3 та API WebTransport покликані подолати ці обмеження, зберігаючи вебпарадигму розробки. Їх глобальне впровадження вже суттєво зросло (понад 40 % вебтрафіку через QUIC/HTTP/3), що робить систематичний аналіз цих протоколів своєчасним і практично значущим. Постановка проблеми. Попри швидке впровадження QUIC, HTTP/3 та WebTransport основними хмарними провайдерами та браузерами, досі бракує цілісного аналізу, який би поєднував специфікації IETF, академічні дослідження та практику розгортання в мережах доставки контенту (CDN) і ядрах 5G. Практики змушені спиратися на розрізнені дописи в блогах і часткові бенчмарки, що ускладнює розуміння, у яких сценаріях транспорти на базі QUIC перевершують класичний стек TCP+HTTP/2, як поводяться різні алгоритми контролю перевантаження та які обмеження залишаються в затримкочутливих сервісах. Мета. Метою статті є критичний аналіз інтернет транспорту нового покоління на базі QUIC, HTTP/3 та WebTransport з акцентом на еволюції архітектури, алгоритмах контролю перевантаження, моделях розгортання та властивостях безпеки. Для досягнення цієї мети простежується перехід від SPDY та HTTP/2 до HTTP/3 поверх QUIC, порівнюються схеми контролю перевантаження (CUBIC, BBRv2 та варіанти HyStart++), узагальнюються підходи до оптимізації розгортання (розвантаження XDP/eBPF, 5G L4S) та окреслюються відкриті питання, зокрема підтримка багатоадресної розсилки, супутникові канали та спостережуваність. Методи. Ми аналізуємо документи RFC IETF (зокрема RFC9000, RFC9114 та чернетку QUICv2) і сучасні наукові публікації та галузеві звіти. Продуктивність узагальнюється на основі опублікованих бенчмарків та експериментальних досліджень.Робота має оглядовий та аналітичний характер; власні експерименти обмежуються індикативними тестами, що доповнюють наявні бенчмарки. Додатково ми залучаємо окремі висновки з нашого досвіду роботи з CDN та досліджень (спостереження «під капотом») для ілюстрації поведінки в реальних умовах. Результати. Оптимізоване рукостискання QUIC (1-RTT, необов’язково 0-RTT) та зашифровані заголовки значно зменшують затримку. Впровадження підтверджено великими технологічними компаніями (Мета: ~75 % трафіку на QUIC/HTTP3). Контроль перевантаження QUIC демонструє компроміси: CUBIC добре протестований, але може перевищувати норму, тоді як BBRv2 пропонує надійну пропускну здатність у неглибоких буферах, а HyStart++ зменшує втрати при запуску. WebTransport розширює HTTP/3 за допомогою мультиплексованих потоків та ненадійних дейтаграм, що тепер підтримується в браузерах (наприклад, Firefox 114). Стратегії розвантаження (XDP/eBPF) та бібліотеки, такі як quiche від Cloudflare, покращують продуктивність периферійних мереж. Висновки. (1) QUIC/HTTP3 ефективно вирішує вузькі місця TCP/UDP, наприклад, усуваючи блокування TCP «заголовок рядка». (2) Покращення безпеки (TLS1.3, захист заголовків) означають, що майже всі корисні навантаження пакетів шифруються. (3) Новітні алгоритми CC, такі як BBRv2 та гібридні повільні запуски, покращують чесність та зменшують втрати. (4) WebTransport дозволяє створювати нові вебархітектури (потокове передавання, ігри), поєднуючи QUIC з WebCodecs. (5) Практичні переваги розгортання від бібліотек обходу ядра (XDP) та QUIC (quiche, lsquic). (6) Відкриті питання включають QUIC з підтримкою багатоадресної розсилки (наприклад, MCQUIC), планування супутників та багатше ведення журналу (qlog) для спостереження. У майбутньому може бути досліджено PERC-over-QUIC (виправлення помилок уперед), підключаються фреймворки CC та покращення на основі QUICv2.
  • Thumbnail Image
    Item
    Організація роботи з екологічними даними моніторингу водних об’єктів довкілля на основі мережевих та хмарних рішень
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Суровцев, Ігор Вікторович; Галімова, Валентина М.; Ляхов, Володимир Сергійович; Ханевич, Андрій Костянтинович; Антонюк, Ярослав Михайлович
    Під час оперативного екологічного моніторингу водних об’єктів довкілля важливо застосовувати сучасні переносні технічні системи швидкого визначення вмісту хімічних речовин у воді, які забезпечують ефективну організацію робіт з даними вимірювань — збирання, передавання, зберігання, оброблення та їх аналіз. Метою роботи є розробити мережеві та хмарні рішення для довготривалого збереження, оброблення та аналізу екологічних даних моніторингу водних об’єктів довкілля, отриманих у польових умовах із застосуванням портативної технічної системи швидкого вимірювання концентрацій хімічних елементів. Застосування такої портативної системи швидкого вимірювання концентрацій хімічних елементів забезпечить ефективний екологічний моніторинг водних об’єктів довкілля. Розроблена технологія обміну даними дала змогу значно спростити програмну реалізацію локального застосування системи та забезпечити якісне зберігання отриманих екологічних даних у хмарному сервері шляхом передачі даних через інтернет.
  • Thumbnail Image
    Item
    Аналіз поширених типів мережевих атак та чинники, що уможливлюють їх успішне здійснення
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Годлевський, Олександр Богуславович; Мороховець, Марина Костянтинівна; Щоголева, Н. М.
    Подано огляд поширених типів мережевих атак. Для кожного типу атак описано джерела та об’єкти атаки, мету та результати атаки, дії, що виконуються для досягнення мети атаки. Для кожного типу атак зазначено, що уможливлює здійснення атак. На базі знайдених відомостей зібрано та класифіковано чинники, що уможливлюють успішне здійснення атак. Окреслено напрями посилення стійкості до мережевих атак.
  • Thumbnail Image
    Item
    Деякі підходи до вирішення проблеми невизначеності на цифрових платформах
    (Інститут інформаційних технологій та систем НАН України, Видавничий дім "Академперіодика" НАН України, 2025) Тимофієва, Надія Костянтинівна; Павленко, Наталія Евгенівна
    Розглянуто ситуацію невизначеності, яка виникає під час розроблення та експлуатації цифрових платформ. Вона має різну природу і з’являється внаслідок об’єктивних причин, які закладені в самій природі задач, і суб’єктивних, які вносяться особою, що приймає рішення в процесі розв’язування задачі. Для її вирішення проводять аналіз поведінки системи за заданий проміжок часу та встановлюють певну закономірність, яку враховують при прогнозуванні майбутніх результатів.