Комп'ютерні системи та мережі. – 2018. – №905

Permanent URI for this collection

Вісник Національного університету «Львівська політехніка»

Подано статті, що містять результати досліджень з актуальних питань комп’ютерних систем, мереж та інформаційних технологій, виконаних науковцями Національного університету «Львівська політехніка», вченими інших регіонів України в галузі теорії та розробки комп’ютерних систем, мереж та їх компонентів, кіберфізичних систем, комп’ютерних засобів розв’язування задач цифрового опрацювання сигналів, автоматизованого проектування та керування, захисту інформації. Для наукових працівників, викладачів вищих навчальних закладів, інженерів, що спеціалізуються у галузі обчислювальних систем, комп’ютерних мереж, комп’ютерних засобів розв’язання задач цифрового опрацювання сигналів, автоматизованого проектування та керування, захисту інформації, а також докторантів, аспірантів та студентів старших курсів відповідних спеціальностей.

Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Комп’ютерні системи та мережі : збірник наукових праць / Міністерство освіти і науки України, Національний університет «Львівська політехніка» ; голова Редакційно-видавничої ради Н. І. Чухрай. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. – № 905. – 160 с. : іл.

Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Комп’ютерні системи та мережі

Зміст


1
3
8
15
25
33
42
49
56
64
73
82
88
96
106
111
117
125
130
137
142
149
158

Content


1
3
8
15
25
33
42
49
56
64
73
82
88
96
106
111
117
125
130
137
142
149
158

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 23
  • Item
    Проблеми конфіденційності та безпеки в кіберфізичних системах інтелектуальних будинків
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Гаваньо, Б. І.; Havano, B. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розумні будинки стають дедалі популярнішими для продуктів та послуг IoT з великою кількістю обіцянок для покращення якості життя людей. Тим не менше, гетерогенна, динамічна та пов'язана з Інтернетом природа цього середовища додає нових побоювань, оскільки приватні дані стають доступними, часто без відома власників. Ця доступність поряд із зростаючими ризиками захисту даних та порушень конфіденційності робить безпеку інтелектуального будинку важливою темою, яка заслуговує уваги. Наведено огляд проблем конфіденційності та безпеки, спрямованих на кіберфізичні системи розумних будинків. Також визначено обмеження, оцінено рішення та завдання та проблеми, які потребують подальшого дослідження.
  • Item
    Організація роботи групи безпілотних літальних апаратів
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Голембо, В. А.; Мельніков, Р. Г.; Golembo, V.; Melnikov, R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Наведено базові теорії та алгоритми, за допомогою яких досягають спільних узгоджених дій групи об'єктів. Для дослідження сумісної роботи групи безпілотних літальних апаратів (БПЛА), яка здатна до самоорганізації, застосовано теорію ройового інтелекту. Розглянуто метод організації взаємодії групи БПЛА в навколишньому середовищі поділом групи на локальні підгрупи. Запропоновано алгоритм уникнення можливих зіткнень сусідніх БПЛА завдяки перерахунку траєкторії польоту.
  • Item
    Вибір алгоритму пошуку оптимального шляху передавання даних у розподіленій системі
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Ваврук, Є. Я.; Мозіль, З. Г.; Vavruk, E.; Mozil, Z.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто типову структуру багаторівневої розподіленої системи, проаналізовано проблеми передавання даних та можливість використання графів для їх вирішення. Обрано критерії вибору алгоритму пошуку оптимального шляху. На основі запропоно- ваних критеріїв обрано алгоритм Беллмана - Форда для пошуку оптимального шляху в графі. Використано принципи Dirty Flag, CSR (розріджений ряд) та визначено параметри співвідношення «час-пам'ять» для збільшення швидкодії алгоритму.
  • Item
    Система розпізнавання та перекладу текстової інформації в мобільних додатках з використанням бібліотеки Microsoft Cognitive OCR
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Ваврук, Є. Я.; Кушнір, Д. О.; Vavruk, E.; Kushnir, D.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто програмні засоби обробки як рукописного, так і друкованого тексту з подальшим його перекладом на мобільних платформах Android та IOS. Наведено метод реалізації повністю кросплатформних рішень для складних мобільних систем. Запропоновано реалізацію системи на базі алгоритму обробки тексту за допомогою бібліотеки Microsoft Cognitive OCR, наведено діаграму класів взаємодії модулів системи на основі технологій машинного навчання. Забезпечено кросплатформне рішення для мобільних систем Android та IOS. Досліджено ефективність розпізнавання різних шрифтів, написаних різними мовами, та виведено вірогідність правильного розпізнавання слів відносно кількості символів у кожному тесті.
  • Item
    Принципи побудови програмної системи формування агрегованих даних
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Бородій, І. І.; Парамуд, Я. С.; Сав’як, В. В.; Borodii, I.; Paramud, Y.; Savyak, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто принципи побудови програмної системи формування агрегованих даних, а також основні принципи побудови програмних систем формування агрегованих даних. Проведено їхній порівняльний аналіз, запропоновано альтернативний принцип побудови програмної системи. За цим принципом побудови можна усунути проблеми швидкої та надійної обробки даних, масштабування, автоматизації роботи складових програмної системи, якості та безпеки даних.
  • Item
    Комп’ютерна система управління багатоканальними освітлювальними пристроями
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Бомчик, О. С.; Парамуд, Я. С.; Bomchyk, O.; Paramud, Y.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто проблему побудови комп’ютерної системи управління багатоканальними освітлювальними пристроями. Визначено базові засоби систем управління освітленням. Розроблено узагальнену структуру комп’ютерної системи управління багатоканальними освітлювальними пристроями. Обґрунтовано доцільність застосування в таких системах магістральних послідовних інтерфейсів. Проаналізовано і обґрунтовано ефективність застосування протоколу DMX. Розглянуто структурну схему системи управління багатоканальними освітлювальними пристроями за таким протоколом та загальний алгоритм роботи системи.
  • Item
    Особливості інструментальних засобів біомедичної кіберфізичної системи
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Березко, Л. О.; Соколов, С. Є.; Berezko, Leonid; Sokolov, Serhiy; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Подано матеріали досліджень, пов’язаних із побудовою біотехнічних систем як складових кіберфізичних систем біомедичного призначення. Запропоновані узагальнені структури біомедичних біотехнічних систем дають змогу формулювати та розв’язувати задачі проектування таких біотехнічних систем як компонент кіберфізичних систем . Розглянуто, проаналізовано та запропоновано низку практичних заходів стосовно створення інструментальних засобів біотехнічних систем. Особливості взаємодії між біологічною та технічною складовими задають перелік експериментальних та теоретичних досліджень, що йдуть паралельно до технічних етапів реалізації. Особливості побудови біотехнічної системи на основі біоелектроімпедансометрії з погляду метрології полягає у неможливості мати взірцевий біологічний об’єкт. Похибки при біоелектроімпедансометрії виникають у результаті взаємодії інструментальних засобів і біологічного об’єкта та перерахунку біофізичних параметрів у фізіологічні характеристики. Докладно розглянуто експериментальні результати, які супроводжували розроблення та дали можливість побудувати біотехнічну систему для визначення рівня втрат крові.
  • Item
    Застосування генетичних алгоритмів в автоматизованій системі розподілу навчального навантаження
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Юрчак, І. Ю.; Москович, Т. Р.; Yurchak, I.; Moskovych, T.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Визначено актуальність автоматизованого формування навчального розкладу, що є запорукою ефективної організації навчального процесу, розподілу навантаження для викладачів, врахування різного виду занять та відповідних приміщень. Проаналізовано особливості існуючих систем формування розкладів, визначено їхні сильні та слабкі сто- рони. Розглянуто методи та підходи до вирішення задачі автоматизованого розподілення навантаження. Досліджено особливості генетичних алгоритмів, їх переваги для розв’язання задач оптимізації та обґрунтовано можливість використання для реалізації автоматизованої системи розподілу навантаження у вищому навчальному закладі. Запропоновано модифікований генетичний алгоритм, який реалізує кращі якості класичного алгоритму та позбавлений деяких його недоліків. Визначено основні параметри генетичного алгоритму та враховано їх вплив на швидкість та якість кінцевого результату. Подано математичну постановку загальної задачі розподілу та розроблено модель автоматизованої системи формування навантаження, яка реалізує методику складання розкладу, орієнтованого на організацію навчального процесу. Кінцевий застосунок реалізовано мовою Java і надано для користування як веб-сервіс. Таке представлення забезпечує можливості одночасного віддаленого доступу користувачів до інформаційних ресурсів. Керування параметрами роботи алгоритму винесено у конфігураційні файли, що надає можливість ефективнішого використання та внесення оптимізаційних змін у його роботу.
  • Item
    Зміст до “Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Комп’ютерні системи та мережі
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26)
  • Item
    Застосування алгоритмів нечіткої логіки в системах розумного будинку
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Юрчак, І. Ю.; Вишинський, П. С.; Yurchak, I.; Vyshynskyi, P.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто методи та підходи до побудови систем «розумного будинку». Оглянуто рівні інтелектуалізації сучасних будівель залежно від оснащення інженерними систе- мами. Проаналізовано вимоги щодо систем «розумного будинку» та визначено основні очікування власників помешкань від впровадження таких систем, зокрема, енерго- збереження, рівень комфорту та безпеки. Досліджено основні технології та способи керування системами «розумного будинку». Для розроблення ефективної системи регулювання температурного режиму запропоновано підхід, що грунтується на математичному апараті нечіткої логіки. Розроблено архітектуру системи, визначено основні модулі та їхні функції. Реалізовано алгоритм для визначення комфортних температур для приміщення. Сформовано базові терм-множини, визначено лінгвістичні змінні та функції належності, складено таблицю нечітких правил. Розроблено методику об’єднання відсічених функцій та оцінювання нечітких правил за алгоритмом Мамдані. Ця методика дозволяє за допомогою оцінки внутрішньої і зовнішньої температури повітря з використанням правил нечіткої логіки визначити, як потрібно скорегувати температуру до комфортних значень.
  • Item
    Метод захисту ключів шифрування в мікроконтролерах з використанням спеціальних апаратних блоків
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Бачинський, Р. В.; Bachynskyy, R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Наведено метод захисту окремих ділянок пам’яті в мікроконтролерах фірми STM, які можуть бути використані для зберігання секретних ключів шифрування даних, за допомогою спеціального апаратного блоку «Firewall». Цей метод забезпечує доступ до певних областей пам’яті мікроконтролера тільки з визначених конфігурацією апаратного блоку ділянок пам’яті програм і блокує доступ з інших областей пам’яті. Оскільки до мікроконтролерів фірми STM можна підключати зовнішню як Flash, так і SRAM (для розширення пам’яті програм і даних), було досліджено як захист ділянок зовнішньої пам’яті, так і спроби доступу з них до захищених областей.
  • Item
    Система керування позиціонуванням сонячної панелі
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Хомуляк, М. О.; Пильгун, А. О.; Khomuliak, M.; Pylhun, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто проблему відстежування напрямку на Сонце для фотоелектричної панелі. Проаналізовано типи сонячних електроенергетичних установок та сформульо- вано вимоги до систем керування ними. Запропоновано спосіб і технічне рішення для керування позиціонуванням сонячної панелі. Точність наведення фотоелектричної панелі на Сонце, а також її захист від руйнівного вітрового навантаження забезпе- чується ефективним алгоритмом функціонування та використанням крокових електро- двигунів для побудови виконавчих вузлів.
  • Item
    Робочі режими імпульсної нейронної мережі типу “K-winners-take-all”
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Тимощук, П. В.; Tymoshchuk, P.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Описано нейронну мережу (НМ) неперервного часу типу “K-winners-take-all” (KWTA), яка ідентифікує К найбільші з-поміж N входів, де керуючий сигнал 1 £ K < N . Мережа описується рівнянням стану із розривною правою частиною і вихідним рівнянням. Рівняння стану містить шлейф імпульсів, які описуються сумою дельта-функцій Дірака. Проаналізовано існування та єдиність робочих режимів мережі. Головною перевагою мережі порівняно з іншими близькими аналогами є розширення обмежень на швидкість збіжності до робочих режимів. Отримані теоретичні результати ілюструються прикладом комп’ютерного моделювання, який демонструє ефективність мережі.
  • Item
    Засоби стиснення без втрат відеопотоку із мікросупутника
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Хоміць, В. М.; Глухов, В. С.; Khomits, V.; Hlukhov, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто особливості побудови пристроїв для стиснення зображень без втрат. Дослідження особливостей побудови дозволяє зрозуміти принципи роботи цих пристроїв та методи стиску, які покладено в основу їх роботи. Як способи стиснення зображень без втрат обрано метод JPEG-LS та стандарт CCSDS121.0-B-2. Розглянуто реалізації цих методів з різними типами архітектур на сучасних ПЛІС. Порівняно результати реалізати розгля- нутих вузлів на ПЛІС. Враховували різні параметри роботи пристроїв: тактову частоту, заповненість кристала ПЛІС, кількість бітів на один піксель зображення та швидкість стиснення. Аналізом результатів можна визначити найбільш оптимальну організацію роботи пристрою для реалізації подібного вузла стиску, призначеного для використання в складі системи збирання та накопичення наукової інформації мікросупутника.
  • Item
    Засоби оптимізації модуля адміністрування вендингових кіберфізичних систем
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Сало, А. М.; Загорняк, В. В.; Salo, A.; Zahorniak, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто особливості роботи вендингових кіберфізичних систем після тривалої експлуатації. Проаналізовано вже готові способи масштабування кіберфізичних систем. Визначено основні недоліки та переваги переходу вже готової системи на платформу стороннього розробника. Запропоновано способи оптимізації баз даних із великою кількістю інформації. Наведено аналітичні дані, які привели до рішення оптимізувати наявну базу даних. Показано елементи вендингової кіберфізичної системи та можливі зміни в її структурі при переході на інші платформи. Описано функції модулів процесінгу та аналітичної системи. Запропоновано два способи для оптимізації роботи модуля адміністру- вання. Доведено ефективність запропонованих рішень за допомогою аналітичних даних.
  • Item
    Спецпроцесор системи оперативного контролю параметрів у реальному часі
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Пуйда, В. Я.; Puyda, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Сучасні технічні системи призначені для виконання різноманітних завдань в автоматизованому та автоматичному режимах. Вони функціонують на основі алгоритмів, вхідною інформацією для яких є певні фізичні параметри зовнішнього середовища та вузлів самої технічної системи. Від точності, надійності та оперативності визначення цих параметрів залежить виконання покладеного на систему завдання. Сенсори передають інформацію про параметри зовнішнього середовища та про стан важливих вузлів системи, наприклад, про тиск, температуру зовнішнього середовища чи в трубопроводах відповідних вузлів, про механічні деформації, появу певних газів, диму, вогню, контролюють електричні параметри в кабельних системах щодо перевищення допустимих напруг та струмів, корот- кого замикання тощо. Залежно від типів параметрів, точності та мінімального часу для їх визначення використовують аналогові чи цифрові сенсори. Цифрові сенсори формують цифровий сигнал про значення відповідного параметра та передають його в телеметричну мережу системи. Використання аналогових сенсорів передбачає високоточне перетворення аналогового сигналу, пропорційного до вимірюваного параметра, на цифровий та формування його відповідно до стандарту телеметричної мережі системи. При цьому для підвищення точності вимірювання необхідно враховувати індивідуальну характеристику відповідного аналогового сенсора. Наведено варіант спецпроцесора для автоматичного контролю параметрів на основі інформації, яка надходить від аналогових та цифрових сенсорів і використовується технічною системою в реальному часі.
  • Item
    Комп’ютерна перевірка припущення Гао, пов’язаного з отриманням елементів великого порядку в скінченних полях
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Попович, Б. Р.; Popovych, B.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Виконано комп’ютерні обчислення в середовищі Maple для перевірки припущення Гао у випадку скінченних полів характеристики 2, 3, 5 та наведено відповідні результати. Якщо це припущення справедливе, то можна явно збудувати в цих полях за поліноміаль- ний час елементи великого мультиплікативного порядку, що використовуються в крипто- графії (протокол Діффі-Хелмана, криптосистема Ель-Гамаля з відкритим ключем, цифровий підпис Ель-Гамаля).
  • Item
    Метод розпізнавання символів на зображенні на основі згорткової нейронної мережі
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Парамуд, Я. С.; Яркун, В. І.; Paramud, Y.; Yarkun, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розроблено метод розпізнавання тексту - рукописного чи друкованого - на зображенні. Метод грунтується на емпіричному опрацюванні зображень у статистичних моделях машинного навчання та функціонування. Він забезпечує ефективне розв’язання задач двох класів: виявлення тексту на зображенні та розпізнавання тексту. Розроблено алгоритмічні підходи, що об’єднують ці два класи задач. Алгоритмічно-програмні засоби створено та протестовано для операційної системи iOS 11.0 та нових пристроїв компанії Apple – iPhone, iPad, які підтримують цю операційну систему. Емпірично встановлено, що запропонований метод та розроблені засоби можуть бути застосовані у нових пристроях компанії Apple: iPhone, iPad, які підтримують основні особливості операційної системи iOS.
  • Item
    Поєднання моделей обчислень багатотипними ідентифікаторами компонентів комп’ютерних засобів
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Мельник, А. О.; Melnyk, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто реалізовані в сучасних комп’ютерах моделі обчислень та відповідні їм типи архітектури комп’ютера, зокрема модель обчислень із паралельним впорядкованим доступом до даних і команд. Обґрунтовано твердження, що ідентифікація компонентів комп’ютерної системи та комп’ютерної програми, а також елементів даних покладено в основу моделі обчислень, реалізованої в комп’ютері. Поставлено проблему розширення та класифікації методів ідентифікації компонентів комп’ютерних засобів, а також проблему аналізу та розроблення методів поєднання моделей обчислень через спільне використання притаманних різним моделям методів. Наведено перелік дій, які потрібно виконати для того, щоб задати в комп’ютерній програмі порядок покрокового виконання алгоритму, а також доведено, що для організації їх виконання слугують ідентифікатори компонентів комп’ютерних засобів. Описано функції – ідентифікатори компонентів комп’ютерних засобів та визначено їхні типи. Визначено класифікаційні ознаки, за якими розрізняють ідентифікатори компонентів комп’ютерних засобів, та на їх основі проведено їх класифікацію поділом на такі типи: постійні або змінні; індивідуальні або групові; одиничні або множинні. Розроблено засади виконання ідентифікації компонентів комп’ютерних засобів названими типами ідентифікаторів та наведено приклади використання та поєднання моделей обчислень різнотипними ідентифікаторами компонентів комп’ютерних засобів.
  • Item
    Шифрування і дешифрування півтонових та кольорових зображень
    (Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2018-02-26) Ковальчук, А. М.; Лотошинська, Н. Д.; Kovalchuk, A.; Lotoshynska, N.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Зображення як стохастичний сигнал є одними із найбільш використовуваних видів інформації. Відповідно актуальною задачею є захист такого зображення від несанкціоно- ваного доступу та використання. Це спричиняє можливість використання відомих класичних методів шифрування у випадку шифрування зображень. Запропоновано алгоритми шифрування – дешифрування, призначені для використання зображень у градаціях сірого, які грунтуються на використанні ідей базового алгоритму RSA. Шифрування – дешифрування можна проводити як з додатковим зашумленням, так і без нього. Описано також поєднання елементів алгоритму RSA і бінарних операцій для сумісного використання пришифруванні – дешифруванні кольорових зображень.