Ukrainian Journal of Information Technology. – 2020. – Vol. 2, No. 1

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/56888

Науковий журнал

Видання "Український журнал інформаційних технологій" засновано у 2018 р. за рішенням вченої ради Інституту комп'ютерних наук та інформаційних технологій від 23 квітня 2018 р. Журнал є правонаступником збірника наукових праць "Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Комп'ютерні науки та інформаційні технології", який входить до переліку фахових видань ВАК України, в яких можна друкувати матеріали дисертаційних робіт у галузі технічних наук.

Український журнал інформаційних технологій. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2020. – Том 2, № 1. – 104 с. : il.

Український журнал інформаційних технологій

Зміст (том 2, № 1)


1
8
15
21
29
37
43
52
57
66
73
79
86
95
103

Content (Vol. 2, No 1)


1
8
15
21
29
37
43
52
57
66
73
79
86
95
103

Browse

Start date: 2020End date: 2020

Search Results

Now showing 1 - 10 of 15
  • Thumbnail Image
    Item
    Запровадження інформаційно-довідкової системи "UniBell" у освітнє середовище вищого навчального закладу
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Придатко, О. В.; Бурак, Н. Є.; Дзень, В. Є.; Кунинець, М. С.; Prydatko, O. V.; Burak, N. Ye.; Dzen, V. Ye.; Kunynets, M. S.; Львівський державний університет безпеки життєдіяльності; Lviv State University of Life Safety
    Проаналізовано освітнє середовище ВНЗ на предмет його відповідності умовам організації освітнього процесу за принципами відділеного навчання. Встановлено низку чинників, що можуть впливати на якість результатів навчання за означених умов. Серед отриманих чинників на прикладі освітнього середовища Львівського державного університету безпеки життєдіяльності визначено один із пріоритетних, що потребував негайної реакції – розроблення інформаційно-довідкової системи "UniBell" для організації віддаленого доступу до бази даних навчального розкладу із використанням мобільних технологій. З'ясовано, що розроблення сервісу для обліку та контролю навчального розкладу, а також інших сервісів, цільовим призначенням яких є забезпечення якості освітнього процесу, задекларовано в рамках реалізації проєкту "Розумний університет". Подано означення терміна "Smart-університет" або "Розумне освітнє середовище". На прикладі створення інформаційно-довідкової системи "UniBell" та її функціональних можливостей досліджено множину зацікавлених сторін. З використанням понятійного апарату теорії множин визначено обсяги внутрішніх стейкхолдерів і їх зв'язок із Smart-середовищем. Описано функціональні можливості та особливості роботи окремо клієнтської та серверної частин інформаційно-довідкової системи "UniBell". Висвітлено особливості додаткових підсистем управління серверною частиною, що реалізовані за допомогою програмних технологій.Net, Java та мови структурованих запитів SQL. Подано архітектуру інформаційно-пошукової системи "UniBell". Описано особливості оброблення даних й адміністрування реляційної бази даних розробленої системи та графічно візуалізовано блок-схеми алгоритмів роботи клієнтської та серверної її частин, що сукупно стало основою розроблення діючого застосунку під операційну систему Android із можливістю завантаження через Google Play.
  • Thumbnail Image
    Item
    Аналіз похибки обчислення швидких перетворень класу Фур'є на підставі циклічних згорток
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Процько, І. О.; Островка, Д. В.; Protsko, I. O.; Ostrovka, D. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Проаналізовано особливості обчислювальної моделі дискретних перетворень класу Фур'є на підставі циклічних згорток для визначення алгоритмічної похибки розрахунку. На підставі підходу ефективного обчислення дискретного перетворення класу Фур'є довільного обсягу N, що ґрунтується на використанні твірного масиву для переформування дискретної базисної матриці перетворення у набір блочно-циклічних під матриць, розглянуто складові обчислювальних затрат. Ці складові обчислювальних затрат залежать від виду перетворення, обсягу та від блочно-циклічної структури ядра перетворення. Подано приклади обчислювальної моделі та блочно-циклічної структури матриць спрощених аргументів базисів для взаємозворотних дискретних косинусних перетворень типів ІІ, ІІІ. Обчислювальна модель характеризує накопичення похибок округлення на етапах додавання вхідних даних, обчислення циклічних згорток, об'єднання результатів згорток. Дискретні циклічні згортки можуть бути реалізовані за допомогою швидких алгоритмів або виді систем, що відповідають цифровим фільтрам зі скінченними імпульсними характеристиками. Можливість паралельного обчислення зменшеної кількості циклічних згорток робить аналіз похибок нечутливим до переупорядкування їх обчислень. Операції множення, що здійснюється при обчисленні циклічної згортки, використовують меншу кількість коефіцієнтів базису перетворення, що дорівнює N/4 або N/2 залежно від обсягу перетворення. Розглянуто формати представлення дійсних чисел в обчислювальній систем, що також визначають величину похибки обчислення перетворень. Подано результати виконання прямого та швидкого обчислення дискретного косинусного перетворення типу ІІ на підставі циклічних згорток обсягом N=58 у форматі з рухомою крапкою подвійної точності та похибки обчислення між ними. Апріорний процес дослідження похибок перетворення відповідного виду та обсягу методом математичного моделювання та обчислювального експерименту носить наближений характер, який дає змогу передбачити статистичні середні значення точності обчислення дискретного перетворення класу Фур'є довільного обсягу на підставі циклічних згорток.
  • Thumbnail Image
    Item
    Методи побудови моделі поведінки користувачів
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Шаховська, Н. Б.; Мельникова, Н. І.; Shakhovska, N. B.; Melnykova, N. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Наведено методи побудови моделі поведінки користувачів, які дадуть змогу виявити закономірності планування зустрічей друзів на підставі аналізу їхнього щоденного руху. Для цього попередньо проаналізовано низку методів і алгоритмів кластеризації даних і виокремлено особливості їхнього застосування. З'ясовано, що основними перевагами методів кластеризації даних на підставі їхньої щільності є можливість виявлення кластерів вільної форми різного розміру та стійкості до шуму та викидів. Однак до недоліків цих методів можна віднести високу чутливість до встановлення вхідних параметрів, не чіткий опис класів і непридатність для кластеризації даних великих розмірів. З'ясовано, що основною проблемою всіх алгоритмів кластеризації є їх масштабованість із збільшенням обсягу оброблених даних. Встановлено, що основними проблемами більшості з них є складність налаштування оптимальних вхідних параметрів (для алгоритмів щільності, сітки чи моделі), ідентифікація кластерів різної форми та щільності (алгоритми розподілу, алгоритми на підставі сітки), нечіткі критерії завершення (ієрархічний, розділовий та на підставі моделі). Оскільки процедура кластеризації є тільки одним із етапів оброблення даних системи загалом, обраний алгоритм повинен бути простим у використанні та простим для налаштування вхідних параметрів. Дослідження показують, що ієрархічні методи кластеризації містять ряд алгоритмів, придатних як для оброблення даних невеликого обсягу, так і для аналізу великих даних, що є актуальним у галузі соціальних мереж. На підставі виконаного аналізу даних, зібрано інформацію для заповнення розумного профілю користувача. Значну увагу приділено дослідженню асоціативних правил, на підставі чого запропоновано алгоритм для вилучення асоціативних правил, що дало змогу знаходити статистично значущі правила, а також шукати тільки залежності, визначені загальним набором вхідних даних, та має високу обчислювальну складність, якщо існує багато правил класифікації. Розроблено підхід, що орієнтований на створення та розуміння моделей поведінки користувачів, прогнозування майбутньої поведінки за допомогою створеного шаблону. Досліджено методи моделювання попереднього оброблення даних (кластеризація) та виявлено закономірності планування зустрічей друзів на підставі аналізу щоденного руху людей та їхніх друзів. Наведено методи створення та розуміння моделей поведінки користувачів, застосовано алгоритм k-means для групування користувачів, що дало змогу визначити, наскільки добре кожен об'єкт знаходиться у своєму кластері. Введено поняття правил асоціації, розроблено метод пошуку залежностей, оцінено точність моделі.
  • Thumbnail Image
    Item
    Математичні моделі теплообміну в елементах турбогенераторів (продовження)
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Гавриш, В. І.; Білінський, Б. О.; Король, О. С.; Шкраб, Р. Р.; Зімоха, І. О.; Havrysh, V. I.; Bilinskyi, B. O.; Korol, O. S.; Shkrab, R. R.; Zimoha, I. O.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Удосконалено раніше розроблені [8] та наведено нові математичні моделі аналізу температурних режимів у окремих елементах турбогенераторів, які геометрично описано ізотропними півпростором і простором із внутрішнім джерелом тепла циліндричної форми. Також розглянуто випадки для півпростору, коли тепловиділяючий циліндр є тонким, а для простору, коли він є термочутливим. Для цього з використанням теорії узагальнених функцій у зручній формі записано остаточні диференціальні рівняння теплопровідності з крайовими умовами. Для розв'язування отриманих крайових задач теплопровідності використано інтегральне перетворення Ганкеля, внаслідок чого отримано аналітичні розв'язки в зображеннях. До цих розв'язків застосовано обернене інтегральне перетворення Ганкеля, яке дало змогу отримати завершені аналітичні розв'язки остаточних задач. Отримані аналітичні розв'язки подано у вигляді невласних збіжних інтегралів. Для визначення числових значень температури в наведених конструкціях, а також аналізу теплообміну в елементах турбогенераторів, зумовленого різними температурними режимами завдяки нагріванню внутрішніми джерелами тепла, зосередженими в об'ємі циліндра, розроблено обчислювальні програми. Із використанням цих програм наведено графіки, які відображають поведінку кривих, побудованих із використанням числових значень розподілу температури залежно від просторових радіальної та аксіальної координат. Отримані числові значення температури свідчать про відповідність наведених математичних моделей визначення розподілу температури реальному фізичному процесу. Програмні засоби також дають змогу аналізувати середовища із внутрішнім нагріванням, зосередженим у просторових фігурах правильної геометричної форми, щодо їх термостійкості. Як наслідок, стає можливим її підвищити, визначити допустимі температури нормальної роботи турбогенераторів, захистити їх від перегрівання, яке може спричинити руйнування не тільки окремих елементів, а й всієї конструкції.
  • Thumbnail Image
    Item
    Тренування нейронної мережі для прогнозування попиту на пасажирські перевезення таксі за допомогою графічних процесорів
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Згоба, М. І.; Грицюк, Юрій Іванович; Zghoba, M. I.; Hrytsiuk, Yu. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто особливості тренування нейронної мережі для прогнозування попиту на пасажирські перевезення таксі за допомогою графічних процесорів, що дало змогу пришвидшити процедуру навчання за різних наборів вхідних даних і конфігурацій апаратного забезпечення та його потужності. З'ясовано, що послуги таксі стають доступнішими для більшої кількості людей. Найважливішим завданням будь-якої компанії та водія таксі є мінімізація тривалості очікування нових замовлень та відстані до клієнтів на момент їх замовлення. Аби досягти цієї мети, потрібно мати розуміння транспортної логістики та вміння оцінити географічний попит на перевезення залежно від багатьох чинників. Розглянуто приклад тренування нейронної мережі для передбачення попиту на пасажирські перевезення таксі. Встановлено, щоб нейронна мережа давала хороші прогнози, необхідно обробити великий набір вхідних даних. Оскільки навчання нейронної мережі – це довготривалий процес, то для вирішення цієї проблеми було застосовано розпаралелювання процедури навчання мережі з використанням графічних процесорів. Проведено навчання нейронної мережі на центральному процесорі, одному та двох графічних процесорах відповідно, виконано порівняння тривалості процедури навчання мережі для однієї епохи. Оцінено вплив кількості використаних графічних процесорів на тривалість тренування нейронної мережі у двох різних конфігураціях апаратного забезпечення та його потужності. Тренування мережі здійснено за допомогою набору даних, який містить 4.5 млн поїздок у межах одного міста. Результати дослідження показують, що пришвидшення процедури навчання за допомогою графічних процесорів не завжди дає позитивний результат, позаяк залежить від багатьох чинників – розміру вибірки вхідних даних, правильного поділу вибірки даних на менші підвибірки, а також характеристик апаратного забезпечення та його потужності.
  • Thumbnail Image
    Item
    Бінарні лінійні перетворення в модифікаціях алгоритму RSA шифрування зображень
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Ковальчук, А. М.; Kovalchuk, A. M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто бінарні лінійні перетворення в модифікаціях алгоритму RSA шифрування зображень, які побудовані так, що при малих значеннях ключа можна досягти якісного шифрування, але за умови, правильного підбору параметрів ключа шифрування, внаслідок чого досягається висока швидкість роботи алгоритму. Оскільки зображення є одними із найбільш уживаних видів інформації в сучасному інформаційному суспільстві, то актуальним завданням є його захист від несанкціонованого доступу та використання. Важливою характеристикою зображення є наявність в ньому контурів, завдання виділення якого вимагає використання операцій над сусідніми елементами, які є чутливими до змін і пригашають області постійних рівнів яскравості. Отже, контури – це ті області, де виникають зміни, стаючи світлими, тоді як інші частини зображення залишаються темними. Математично – ідеальний контур представляє розрив просторової функції рівнів яскравості в площині зображення. Тому виокремлення контура означає пошук найбільш різких змін, тобто максимумів модуля вектора градієнта. Це є однією з причин, через що контури залишаються в зображенні при шифруванні в системі RSA, оскільки шифрування тут базується на піднесенні до степеня по модулю деякого натурального числа. При цьому, на контурі й на сусідніх до контура пікселах піднесення до степеня значення яскравостей дає ще більший розрив. Проблема захисту від несанкціонованого доступу є складнішою порівняно з проблемою захисту використання. Основним базисом для організації захисту зображення є таке припущення: зображення – це стохастичний сигнал. Це спричинює перенесення класичних методів шифрування сигналів на випадок зображень. Але зображення є специфічним сигналом, який володіє, в додаток до типової інформативності (інформативності даних), ще й візуальною інформативністю. В зв'язку з цим до методів шифрування у випадку їх використання стосовно зображень висувається ще одна вимога-повна зашумленість зашифрованого зображення. Це потрібно для того, щоб унеможливити використання методів візуального оброблення зображень. Алгоритм RSA є одним із промислових стандартів шифрування сигналів. За відношенням до зображення існують певні проблеми його шифрування, а саме: частково зберігаються контури на різко флуктуаційних зображеннях. Тому актуальним завданням є розроблення модифікації методу RSA такої, щоб: зберегти стійкість до дешифрування; забезпечити повну зашумленість зображення, з метою унеможливити використання методів візуального оброблення зображень. Одним із шляхів вирішення цього завдання є використання бінарних афінних перетворень.
  • Thumbnail Image
    Item
    Performance evaluation of Self-Quotient image methods
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Парубочий, В. О.; Шувар, Роман Ярославович; Parubochyi, V. O.; Shuvar, R. Ya.; Львівський національний університет ім. Івана Франка; Ivan Franko National University of Lviv
    Нормалізація освітлення є дуже важливою проблемою в системах розпізнавання зображень, оскільки різні умови освітлення можуть істотно змінити результати розпізнавання, а нормалізація освітлення дає змогу мінімізувати негативні наслідки різних умов освітлення. У цій роботі ми оцінюємо ефективність розпізнавання декількох методів нормалізації освітлення, заснованих на методі самооцінювання зображення SQI (англ. Self-Quotient Image method), запровадженому Haitao Wang, Stan Z. Li, Yangsheng Wang, та Jianjun Zhang. Для оцінки ми вибрали оригінальну реалізацію та найперспективніші модифікації оригінального методу SQI, в т.ч. й метод Gabor Quotient ImagE(GQI), запропонований Sanun Srisuk та Amnart Petpon у 2008 році, а також метод Fast Self-Quotient ImagE(FSQI) та його модифікації, запропоновані авторами статті в попередніх роботах. У цій роботі ми запропонували модель оцінки, яка використовує Cropped Extended Yale Face Database B, що дає змогу показати відмінність результатів розпізнавання для різних умов освітлення. Також ми перевіряємо всі результати за допомогою двох класифікаторів: класифікатора найближчих сусідів (англ. Nearest Neighbor Classifier) та лінійного класифікатора опорних векторів (англ. Linear Support Vector Classifier). Такий підхід дає змогу не тільки обчислити точність розпізнавання для кожного методу та вибрати найкращий метод, але й показати важливість правильного вибору методу класифікації, який може мати значний вплив на результати розпізнавання. Нам вдалося показати значне зменшення точності розпізнавання для необроблених (RAW) зображень із збільшенням кута між джерелом освітлення та нормаллю до об'єкта. З іншого боку, наші експерименти показали майже рівномірний розподіл точності розпізнавання для зображень, оброблених методами нормалізації освітлення на підставі методу SQI. Ще одним отриманим, проте очікуваним результатом, представленим у цій роботі, є підвищення точності розпізнавання із збільшенням розміру ядра фільтра. Однак великі розміри ядра фільтра є більш обчислювально-затратні і можуть спричинити негативні ефекти на вихідних зображеннях. Окрім цього, в наших експериментах було показано, що друга модифікація методу FSQI, яку ми скорочено позначаємо як FSQI3, краща майже в усіх випадках для всіх розмірів ядра фільтра, особливо якщо ми використовуємо лінійний класифікатор опорних векторів для класифікації.
  • Thumbnail Image
    Item
    Development of the basic capacitive accelerometers models based on the VHDL-AMS language for the circuit level of computer-aided design
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Теслюк, В. М.; Денисюк, П. Ю.; Теслюк, Т. В.; Teslyuk, V. M.; Denysyuk, P. Yu.; Teslyuk, T. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розроблено базові моделі ємнісних МЕМС акселерометрів з використанням мови VHDL-AMS для схемотехнічного рівня автоматизованого проектування. Базові моделі розроблені для двох базових типів ємнісних акселерометрів: пластинчастої та гребінчастої інтегральних конструкцій. Розроблені моделі дають змогу визначати параметри вихідної напруги електричних ємнісних акселерометрів залежно від вхідних механічних та конструктивних параметрів та можуть бути використані для автоматизованого проектування МЕМС на схемотехнічному рівні. Окрім цього, наведено результати дослідження базових конструкцій пластинчастих та гребінчастих ємнісних акселерометрів. Описано розроблений метод автоматизованого проектування базових елементів МЕМС VHDL-AMS моделей для схемотехнічного рівня проектування, який ґрунтується на методі електричних аналогій та використовує системи звичайних диференціальних рівнянь і рівнянь у часткових похідних. Послідовність та кількість використаних диференціальних рівнянь визначається фізичними принципами функціонування елемента МЕМС та кількістю перетворень енергії, що дає змогу підвищити рівень автоматизації операцій синтезу порівняно з наявними методами. Синтезовано базова VHDL-AMS модель для інтегрального ємнісного акселерометра пластинчастої конструкції, яка дає змогу провести дослідження залежності вихідних параметрів від вхідних та провести аналіз налаштувань вихідних параметрів МЕМС елементів даного типу. Також побудовано базову VHDL-AMS модель для інтегрального ємнісного акселерометра гребінчастої конструкції, що дає змогу проводити дослідження в процесі автоматизованого проектування та провести аналіз його вихідних електричних параметрів від вхідних механічних.
  • Thumbnail Image
    Item
    Зміст
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23)
  • Thumbnail Image
    Item
    Розвиток сучасної системи е-навчання в університеті
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Кухаренко, В. М.; Kukharenko, V. M.; Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"; National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
    Проаналізовано світовий досвід та розглянуто еволюцію системи електронного навчання у світі, яка пройшла три етапи: біхевіористський, конструктивістський, конективістський. Показано, що на першому етапі дистанційні курси виконували роль доставки навчальних матеріалів студенту. З'ясовано, що розвиток технологій web 2.0 та LMS змінили підходи до навчання. Педагогічні теорії та використання таксономії Блума дали змогу організувати співпрацю студентів та активну комунікацію. Дистанційний навчальний курс стає орієнтованим на досягнення та вимірювання результатів навчання. На третьому етапі присутні всі складові світової системи електронного навчання: методична, інформаційна, технологічна, програмно-технічна, кадрова, нормативна, планування та розвиту, моніторингу та контролю. Складові підсистем носять змінний характер. Така система є базою для стратегії та тактики розвитку системи електронного навчання в навчальній організації та її структурних підрозділів. Встановлено, що найважливішою є підсистема планування та розвитку, яка визначає шляхи розвитку навчальної організації, стратегію та тактику розвитку системи електронного навчання університету, необхідний кадровий потенціал та систему підвищення кваліфікації викладачів. Для її ефективної роботи необхідно мати підготовлених кураторів змісту, які стежать за найбільш впливовими кураторами змісту світу. Члени цієї команди забезпечують сертифікацію дистанційних навчальних курсів відповідно до стандарту організації. НТУ "ХПІ" веде планомірну роботу цьому напрямі, проводить відкриті дистанційні курси для розробників, тьюторів, кураторів змісту та експертів для викладачів навчальних закладів України. Розроблені дистанційні курси, що вимірюють компетентності підготовлених фахівців забезпечують високу ефективність дуального навчання.