Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/67239

Офіційний сайт http://samit.khpi.edu.ua/

Рецензоване наукове видання відкритого доступу, яке публікує нові наукові результати в області системного аналізу та управління складними системами, отримані на основі сучасних прикладних математичних методів і прогресивних інформаційних технологій. Публікуються роботи, пов'язані зі штучним інтелектом, аналізом великих даних, сучасними методами високопродуктивних обчислень у розподілених системах підтримки прийняття рішень.

Рік заснування: 1961. Періодичність: 2 рази на рік. ISSN: 2079-0023 (Print), ISSN: 2410-2857 (Online)

Новини

«Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології» внесено до категорії Б «Переліку наукових фахових видань України, в яких можуть публікуватися результати дисертаційних робіт на здобуття наукових ступенів доктора наук, кандидата наук та ступеня доктора філософії»

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 34

Про один клас нестаціонарних кривих в гільбертовому просторі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Боєва, Анна Анатоліївна
Стаціонарні випадкові процеси достатньо добре вивчалися протягом останніх років, починаючи з робіт А. Н. Колмогорова. Можливість побудування кореляційної теорії нестаціонарних випадкових процесів розглядалася в монографіях М. С. Ліфшіца, А. А. Янцевича, В. А. Золотарьова. Деякі класи нестаціонарних кривих досліджувалися В. Е. Кацнельсоном та ін. В даній роботі розглядалися нестаціонарні випадкові процеси як криві, які "слабо відхиляються" від випадкових процесів з кореляційною функцією спеціального вигляду. Вводиться інфінітезимальна кореляційна функція, яка за змістом є відхилення від випадкового процесу з даною кореляційною функцією. В роботі розглядаються нестаціонарні випадкові процеси у випадку, коли оператор процесу має одновимірну уявну компоненту, і коли оператор є дисипативним з дискретним спектром. Показано, що нестаціонарність випадкового процесу тісно пов'язана з відхиленням оператора від свого спряженого. Використовуючи трикутну і універсальну моделі несамоспряжених операторів, можна отримати представлення для кореляційної функції у випадку нестаціонарного випадкового процесу, яке замінює представлення Бохнера – Хінчина у випадку стаціонарних випадкових процесів. Отримано вираз для інфінітезимальної функції для різних випадків спектра (дискретний спектр, розташований в верхній напівплощині, і безконтрастний спектр в нулі). Для випадку оператора з дискретним спектром інфінітезимальна функція може бути знайдена через спеціальну лямбда-функцію. Для лебегового простору комплекснозначних інтегровних з квадратом функцій отримано вираз для інфінітезимальної функції через спеціальну модіфіковану функцію Бесселя нульового порядку. Показано, що аналогічний підхід можна використовувати для еволюційно представимих послідовностей в гільбертовому просторі.
Метод можливісного оцінювання пояснення в системі штучного інтелекту
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Чалий, Сергій Федорович; Лещинський, Володимир Олександрович
Предметом дослідження є процеси формування пояснень щодо рішення системи штучного інтелекту. Пояснення використовуються для того, щоб користувач зрозумів процес отримання результату і міг більш ефективно застосовувати інтелектуальну інформаційну систему для формування практично прийнятих для нього рішень. Мета роботи полягає у розробці методу оцінки пояснень з урахуванням відмінностей у вхідних даних та відповідному рішенні системи штучного інтелекту. Вирішення цієї задачі дає можливість оцінити відповідність пояснення щодо внутрішньому механізму прийняття рішення в інтелектуальній інформаційній системі незалежно від рівня знань користувача щодо особливостей формування та використання такого рішення. Для досягнення мети вирішуються такі задачі: структуризація оцінки пояснень в залежності від рівня їх деталізації з урахуванням їх відповідності процесу прийняття рішення в інтелектуальній системі та рівню сприйняття користувача такої системи; розробка методу оцінки пояснень на основі їх відповідності процесу прийняття рішення в інтелектуальній системі. Висновки. Виконано структуризацію оцінки пояснень в залежності від рівня їх деталізації. Виділено рівні асоціативних залежностей, прецедентів, каузальних залежностей та інтерактивний, що визначають різний ступінь деталізації пояснень. Показано, що асоціативний та каузальний рівні деталізації пояснень можуть бути оцінені з використанням числових, ймовірнісних або можливісних показників. Прецедентний та інтерактивний рівні потребують суб'єктивної оцінки на основі опитування користувачів системи штучного інтелекту. Розроблено метод можливісного оцінювання відповідності пояснень процесу прийняття рішень в інтелектуальній системі з урахуванням залежностей між вхідними даними та рішенням інтелектуальної системи. Метод містить етапи оцінювання чутливості, коректності та складності пояснення на основі порівняння значень та кількості використаних у поясненні вхідних даних. Метод дає можливість комплексно оцінити пояснення з позицій стійкості до несуттєвих змін у вхідних даних, відповідності пояснення отриманому результату, а також складності обчислення пояснення. У аспекті практичного застосування метод дає можливість мінімізувати кількість вхідних змінних для пояснення при задоволенні обмеження на чутливість пояснення, що створює умови для більш ефективного формування тлумачення на основі використання підмножини ключових вхідних змінних, які мають суттєвий вплив на отримане в інтелектуальній системі рішення.
The scientific basis, some results, and perspectives of modeling evolutionarily conditioned noogenesis of artificial creatures in virtual biocenoses.
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Zachepylo, Mykhailo Oleksandrovych; Yushchenko, Oleksandr Heorhiiovych
This research aimed to gain a profound understanding of virtual biocenoses intricate digital ecosystems, with the goal of elucidating and replicating the emergence and evolution of intelligence in artificial creatures – referred to as noogenesis. A comprehensive analysis of existing studies within virtual biocenoses was undertaken to glean valuable insights into the complexities of modeling dynamic ecosystems where artificial agents engaged in intricate interactions. The pivotal role of neural networks in shaping the adaptive behaviors of artificial creatures within these environments was underscored. A meticulous investigation into neural networks' evolution methodologies revealed the evolution of their architecture complexity over time, culminating in the facilitation of flexible and intelligent behaviors. However, a lack of study existed in the domain of nurturing evolutionary-based communication and cooperation capabilities within virtual biocenoses. In response to this gap, a model was introduced and substantiated through simulation experiments. The simulation results vividly illustrated the model's remarkable capacity to engender adaptive creatures endowed with the capability to efficiently respond to dynamic environmental changes. These adaptive entities displayed efficient optimization of energy consumption and resource acquisition. Moreover, they manifested both intellectual and physical transformations attributed to the evolution and encoding principles inspired by the NeuroEvolution of Augmented Topologies. Significantly, it became apparent that the evolutionary processes intrinsic to the model were inextricably linked to the environment itself, thus harmonizing seamlessly with the overarching goal of this research. Future research directions in this field were outlined. These pathways provided a foundation for further exploration into the evolution of artificial creatures in virtual biocenoses and the emergence of advanced communication and cooperation capabilities. These advancements hold the potential to move artificial life and artificial intelligence to new levels of understanding and capability.
Method of converting the monolithic architecture of a Front-End application to microfrontends
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Nikulina, Olena Mykolaivna; Khatsko, Kyrylo Olexandrovych
Web systems have existed for a long time and quite a lot of them have been created. Modern development uses new microservice architectural to improve performance, portability, and other important characteristics. This necessitates the transformation of legacy systems from a monolithic architecture to a microservices one. Such a process is complex and costly, so improving the methods for converting old systems to a new platform is relevant. This research aims to develop a method of applying microfrontends approach for monolithic single page applications (SPA). The article proposes a method of transforming the software system architecture from monolithic to microservice architecture (MSA). Since the client part of the system is considered, the term microfrontend is proposed, as an analog of microservers in the server part of the software systems. A brief review of existing architecture reengineering research is made and the advantages of a microservice approach are identified. The proposed three-stage method differs from the methods by the selection of an additional stage of conversion, which allows to gently change the connections between parts of the monolithic application, which were implemented in the initial monolithic architecture. The first stage is reverse engineering, it is proposed to shift the focus from the search for outdated code to the functional analysis of the program as such. The second stage, a transition to a modular architecture with the allocation of functionality into separate modules is proposed. At the end of the third stage, we have several separate programs (microinterfaces) that are connected to the main program. An experiment with a typical external SPA demonstrates the operation of the proposed algorithm. The system obtained as a result of the transformation is compared with the original one according to the following measurable parameters: production builds building time, size of the main bundle, and first page average load time. All comparisons showed the advantages of the system obtained as a result of the conversion. As a result, the architecture transformation algorithm allows you to obtain a guaranteed better result, taking into account the limitations of the interface SPA, which were not considered by the authors of previous articles.
Methods and means to improve the efficiency of network traffic security monitoring based on artificial intelligence
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Dremov, Artem Kyrylovych
This paper aims to provide a solution for malicious network traffic detection and categorization. Remote attacks on computer systems are becoming more common and more dangerous nowadays. This is due to several factors, some of which are as follows: first of all, the usage of computer networks and network infrastructure overall is on the rise, with tools such as messengers, email, and so on. Second, alongside increased usage, the amount of sensitive information being transmitted over networks has also grown. Third, the usage of computer networks for complex systems, such as grid and cloud computing, as well as IoT and "smart" locations (e.g., "smart city") has also seen an increase. Detecting malicious network traffic is the first step in defending against a remote attack. Historically, this was handled by a variety of algorithms, including machine learning algorithms such as clustering. However, these algorithms require a large amount of sample data to be effective against a given attack. This means that defending against zero‑day attacks or attacks with high variance in input data proves difficult for such algorithms. In this paper, we propose a semi‑supervised generative adversarial network (GAN) to train a discriminator model to categorize malicious traffic as well as identify malicious and non‑malicious traffic. The proposed solution consists of a GAN generator that creates tabular data representing network traffic from a remote attack and a classifier deep neural network for said traffic. The main goal is to achieve accurate categorization of malicious traffic with a few labeled examples. This can also, in theory, improve classification accuracy compared to fully supervised models. It may also improve the model’s performance against completely new types of attacks. The resulting model shows a prediction accuracy of 91 %, which is lower than a conventional deep learning model; however, this accuracy is achieved with a small sample of data (under 1000 labeled examples). As such, the results of this research may be used to improve computer system security, for example, by using dynamic firewall rule adjustments based on the results of incoming traffic classification. The proposed model was implemented and tested in the Python programming language and the TensorFlow framework. The dataset used for testing is the NSL‑KDD dataset.
Ефективність модифікації алгоритму ущільнення даних без втрат
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Клятченко, Ярослав Михайлович; Голуб, Володимир Володимирович
Сучасний рівень розвитку інформаційних технологій обумовлює стрімке збільшення обсягів інформації, що зберігається, передається та оброблюється в комп'ютерних системах. Забезпечення повноцінного та ефективного використання цієї інформації вимагає застосування новітніх удосконалених алгоритмів для ущільнення та оптимізації її зберігання. Подальше зростання технічного рівня апаратних та програмних засобів тісно пов'язане з проблемами нестачі пам'яті для зберігання, що, також, актуалізує задачу ефективної компресії даних. Покращені алгоритми стиснення дозволяють ефективніше використовувати ресурси для зберігання та зменшують час пересилання даних через мережу. Щороку програмісти, вчені та науковці шукають способи удосконалення існуючих алгоритмів, а також винаходять нові, оскільки кожен алгоритм, навіть якщо він є простим, має свій потенціал удосконалення. Широке коло технологій, пов'язаних зі збором, обробкою, зберіганням і передачею інформації, значною мірою орієнтується на розвиток систем, в яких графічне подання інформації має перевагу над іншими типами представлення. Розвиток сучасних комп'ютерних систем і мереж вплинув на широке розповсюдження засобів, що оперують цифровими зображеннями. Зрозуміло, що зберігання і передача великої кількості зображень у первісному, необробленому вигляді є досить затратною по ресурсам задачею. В свою чергу сучасні мультимедійні системи набули значної популярності завдяки, насамперед, ефективним засобам компресії графічної інформації. Стиснення зображень є ключовим чинником для підвищення ефективності передачі даних та використання обчислювальних ресурсів. Робота присвячена дослідженню модифікації алгоритму стиснення даних The Quite OK Image Format, або QOI, що оптимізовано за швидкодією для стиснення графічної інформації. Тестування тих реалізацій алгоритму, які були запропоновані його автором, демонструє такі обнадійливі результати, що можуть зробити його конкурентоспроможним щодо вже відомого алгоритму PNG, забезпечуючи більшу швидкодію стиснення та націленість на роботу з архівами. В статті проведено порівняння результатів роботи двох запропонованих модифікацій алгоритму з оригінальною реалізацією та показано їхні переваги. Оцінено ефективність модифікацій та особливості їхнього застосування для різних випадків. Також проведено порівняння коефіцієнтів стиснення файлів, що були ущільнені оригінальним алгоритмом QOI з такими коефіцієнтами, які було отримано в результаті застосування модифікацій його початкової версії.
Дослідження демографічних ситуацій на базі лагових моделей
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ахієзер, Олена Борисівна; Тоніца, Олег Володимирович; Геляровська, Оксана Анатоліївна; Сердюк, Ірина Василівна; Асландуков, Микола Олексійович
Пропонується дослідження та прогнозування часових рядів на основі моделей з лагами, а також розрахунок достовірного прогнозу на основі даних про народжуваність по Україні. Економічне моделювання – це один із важливих сучасних інструментів оцінки впливу технологій на економічний сектор з метою отримання оптимального рішення. Економічні оцінки можуть ґрунтуватися на кількох різних підходах до моделювання, кожен з яких має свої сильні та слабкі сторони. Актуальність використання економіко-математичних моделей з метою вивчення демографії пов'язана з необхідністю вивчення популяційних та міграційних процесів, а також для подальшого планування та здійснення економічного та соціального розвитку країни. У кожній сфері економіки зустрічаються явища, які цікаво та важливо вивчати в їх розвитку, оскільки вони еволюціонують у часі. Ціни, економічні умови, режим протікання промислового процесу, демографічні дані мають властивість змінюватися протягом часу. Сукупність вимірювань подібного роду показників в залежності від часу представляє собою часовий ряд. Цілі вивчення часових рядів можуть бути різними. Можливо, наприклад, намагатися передбачити майбутнє на основі знань минулого, керувати процесом, який породжує ряд, намагатися з'ясувати механізм, який лежить в основі процесу, очистити ряд від компонентів, які затемнюють його динаміку, або просто стисло зробити опис характерних особливостей ряду. При вивченні взаємозв’язків між показниками або при аналізі їх розвитку в часі в якості пояснюючих змінних використовують не тільки поточне значення змінних, але й деякі попередні по часу значення, а також сам час. Моделі даного типу називаються динамічними. В економічному аналізі динамічні моделі використовуються достатньо широко. Це цілком природно, адже в багатьох випадках вплив одних економічних факторів на інші здійснюється не миттєво, а з деяким запізненням – лагом. Об'єктом дослідження роботи являється математична модель взаємозалежності векторного часового ряду "Народжуваність по Україні за січень 2005 – липень 2012 рр." від реального доходу на душу населення. Дані вибрані досить актуально, адже без попереднього демографічного прогнозу неможливо уявити перспективи промисловості та споживання товарів та послуг, житлового будівництва, розвитку соціальної інфраструктури, охорони здоров’я та освіти, пенсійної системи та рішення геополітичних проблем.
Моделювання поширення плоскої електромагнітної хвилі у неоднорідному непоглинаючому середовищі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мазманішвілі, Олександр Сергійович; Сидоренко, Ганна Юріївна
Розглянуто аналітичні рішення параболічного рівняння Ісімару для функції когерентності електромагнітного поля, що описують часові властивості імпульсу на виході неоднорідного недисипативного середовища. Отримано узагальнення підходу, використаного в моделі Ісімару для опису часової еволюції монохроматичного електромагнітного імпульсу, що огинає, в однорідних недисипативних середовищах, на випадок неоднорідних недисипативних середовищ. Тим самим було зроблено спробу врахувати вплив неоднорідності середовища на форму результуючого імпульсу. При вирішенні поставленої задачі подолано труднощі, пов'язані з обчисленням континуального інтеграла, що виникає, в просторі дифузійних траєкторій. Це дозволило отримати явний вираз для функції Гріна завдання та побудувати обчислювальний алгоритм, на базі якого проведено низку численних експериментів. Аналіз роботи проведено виходячи з апарату квадратичних інтегральних функціоналів, заснованих на рішеннях диференціальних стохастичних рівнянь. У роботі вивчені інваріантні часові властивості огинаючої монохроматичних електромагнітних імпульсів, що реєструються після проходження крізь плоский шар розсіюючого неоднорідного середовища, тобто. властивостей, які залишаються незмінними при варіації параметрів середовища, зокрема, розподілу концентрації центрів, що розсіюють. Проаналізовано динаміку формування часових шлейфів розсіяної хвилі, у яких хвостова частина розташована в периферійній часовій ділянці. При поширенні зі швидкістю перетворення фронту хвилі відбиває вид шарів області розсіювання та її поздовжню форму. Зазначається, розвитком запропонованого апроксимаційного підходу щодо процесів, що впливають на часове затягування електромагнітних імпульсів, може бути облік згасання випромінювання при його поширенні в неоднорідному поглинаючому середовищі.
Algorithm and software of medical personnel selection system
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Yamburenko, Viktor Viktorovych; Liutenko, Iryna Viktorivna; Kopp, Andrii Mykhailovych; Holovnia, Dmytro Mykolaiovych
There is a lot of routine work in any organization, including in recruitment agencies. Effective management organization and automation of activities of employees of recruiting agencies is not an easy task. The system should automate the routine actions of workers of recruiting agencies and be convenient for their clients. This paper proposes an approach to automating the selection of necessary medical staff. Not all information systems used by recruiting agencies can compare candidates and generate results that include several of the best candidates. Based on the analysis of the subject area, groups of parameters that significantly affect the choice of medical personnel were determined. The proposed approach is to analyze the request from the client, and then in the system find requests of other clients similar to it in terms of parameters, for which a candidate has already been found. The next step is to take the profiles of healthcare professionals that have been suggested for these requests (they act as benchmarks) to further compare them with existing candidates. Each employee profile parameter has its own similarity function. Available candidates will receive scores and will be ranked. We also additionally adjust the assessment by comparing candidates with the current request. Software was developed to automate the selection of medical personnel. For its implementation, a three-level client-server architecture is proposed. MVC (Model View Controller) architecture was chosen for the server part. The Single Page Application architectural template is used for the client part. The server part is divided into three layers, which further demarcate and structure the responsibilities of the system components. .NET technologies are used to implement business logic. SQL Server is used for the server and database provider. The use of the software implementation of the developed system demonstrated quite good results. The average time for selecting the 10 best candidates out of 500 is 0.4 seconds, and the processing of only 1 resume by a person takes several minutes.
Blockchain platform selection and software development for decentralized exchange of business process models
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Kopp, Andrii Mykhailovych; Orlovskyi, Dmytro Leonidovych; Olkhovyi, Oleksii Mykhailovych
Modern organizations employing the Business Process Management (BPM) approach typically handle collections of hundreds or even thousands of business process models. Business process modeling stands as the central technology within the entire BPM methodology. In line with the BPM lifecycle, these models visually represent current organizational activities that necessitate improvement using various diagramming notations. These graphical business process models can subsequently be employed to analyze ongoing activities in the enterprise, identifying potential drawbacks or "weak spots" that hinder the company’s performance. Through business process models, organizations can modify the "virtual twins" of their organizational workflows, conduct simulations, and make informed decisions for business process improvement. Thus, business process models constitute the most valuable assets of the organization, conveying knowledge about ongoing activities and potentially encapsulating the best organizational or industry practices. The implementation of a centralized database for business process models can significantly benefit the entire organization, enhancing the efficiency of knowledge sharing and accumulation. However, centralized business process model repositories prove less efficient for inter-organizational knowledge exchange. Additionally, most business process models require significant person-hours for development and cannot be shared freely with competitors. The exchange of business process models should adhere to established mechanisms for managing valuable digital assets. Presently, Distributed Ledger Technologies (DLT), especially Blockchain, have gained enormous popularity. Therefore, we can employ the principles of Blockchain technology and the cryptocurrency industry to create software for the Decentralized Exchange (DEX) of business process models. This study explores the selection of a DLT platform and the development of software for the decentralized exchange of business process models, utilizing asset tokenization and smart contract technologies.