Комп'ютерні науки та інформаційні технології. – 2015. – №826

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/31218

Вісник Національного університету "Львівська політехніка"

До збірника наукових праць Національного університету “Львівська політехніка ”“Комп’ютерні науки та інформаційні технології” увійшли статті за результатами досліджень з актуальних питань комп’ютерних наук та інформаційних технологій, виконаних професорсько-викладацьким складом Національного університету “Львівська політехніка”, провідними вченими України і зарубіжними вченими в галузі проектування архітектури і компонентів комп’ютерних систем, моделювання складних об’єктів, процесів і систем та розроблення і використання новітніх інформаційних технологій. Для науковців, викладачів вищих закладів освіти, інженерів, що спеціалізуються у сфері новітніх обчислювальних систем, мереж, комп’ютеризованих засобів розв’язання задач цифрового опрацювання сигналів і зображень, автоматизованого проектування та керування, а також докторантів, аспірантів та студентів старших курсів відповідних спеціальностей.

Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Комп’ютерні науки та інформаційні технології: збірник наукових праць / Міністерство освіти і науки України, Національний університет «Львівська політехніка»; голова Редакційно-видавничої ради Н. І. Чухрай. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2015. – № 826. – 431 с. : іл.

Browse

Now showing 1 - 20 of 58

Метод періодичного автокалібрування витратомірів змінного перепаду тиску
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Юрчик, Г.
Запропоновано метод періодичного автокалібрування витратомірів змінного перепаду тиску безпосередньо в умовах їх експлуатації, які поширено в різних галузях промисловості для контролю та обліку витрати різних рідинних речовин (нафто-продукти, гаряча вода, харчові продукти тощо). В основу методу покладено використання структурно-часової надлишковості вимірювальних перетворень, що дає можливість алгоритмічним шляхом визначити і врахувати поправку на прогресуючі похибки витратоміра як адитивного, так і мультиплікативного характеру. В результаті підвищується метрологічна надійність витратомірів у процесі їх тривалої експлуатації і, відповідно, достовірність технологічного контролю об’ємної витрати рідинних речовин. The method of periodic auto-calibration device for flow measurement pressure drop directly in terms of their operation, which are widely used in various industrial sectors for the control and accounting costs of various liquid substances (oil, hot water, food, etc.). The basis of the method is based on the use of structural and temporal redundancy measurement conversions, enabling algorithmic way to identify and consider an amendment to the progressive flow errors as additive and multiplicative nature. As a result of increased flow metrological reliability in the process of continuous operation and, therefore, the reliability of process control volumetric flow of liquid substances.
Fuzzy-based crane control system
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Verbenko, I.; Tkachenko, R.
Наведено нейронечітку систему управління краном для керування розхитуванням вантажу під час руху крану. Розглянуто основіні проблеми, які виникають під час розроблення систем управління з використанням традиційфних моделей управління. Також проаналізовано основні принципи побудови ПІД контроллерів, їхні переваги та недоліки порівняно з нечіткими системами управління. Розглянуто інтелектуальні системи управління та їх застосування для подальшого використання під час розроблення системи управління краном. In this paper a fuzzy-based crane control system for managing load swings during crane movement is presented. It is reviewed the main difficulties of constructing control system using traditional control models. Additionally, principles of construction PID controllers and their advantages and disadvantages over fuzzy systems are analyzed. Intelligent control systems and their appliance are revised for further usage in crane control system.
Методи аналізу динамічних режимів коливань одновимірних середовищ із урахуванням нелінійних сил опору
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Пукач, П.
Розглянуто математичні моделі коливань важливих класів одновимірних середовищ, згинальною жорсткістю яких можна знехтувати. Застосувати наближені аналітичні методи побудови розв’язків у математичних моделях динамічних процесів у них не вдається. Тому подано обґрунтування існування та єдиності розв’язків; проведено якісну їх оцінку; на базі числового аналізу підтверджено наведене вище та проаналізовано особливості динамічних процесів деяких із розглядуваних класів систем. In this paper we consider the mathematical models of oscillations of important classes of one-dimensional environments, bending stiffness of which can be neglected. Approximate analytical methods of solution of mathematical models of dynamic processes cannot be applied. So here is given to justify the existence and uniqueness of solutions; carried out a qualitative their evaluation; based on numerical analysis are considering in this paper. Also the features of dynamic processes of some of examined class of systems are analyzed .
Верифікація даних для прогнозування курсу долара за допомогою штучних нейронних мереж
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Павлюк, О.; Тремба, Н.
Використано метод ковзного середнього з шириною вікна у 4-ри точки для підвищення точності прогнозу курсу долара на тиждень. Для прогнозу вибрано неітераційну нейромережу з радіальними базовими функціями. Точність прогнозу курсу долара на тиждень з максимальною по виходах нейромережі середньоквадратичною приведеною до діапазону значень похибкою менша за 1%. The moving average method with the 4 samples window width is used to raise the weekly forecast of the US dollar exchange rate accuracy. The non-iterative artificial neural network with the radial basis functions is used for. In the end we got the forecast error less than 1%.
Методи шифрування інформації із використанням маскувальних символів
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Ігнатович, А.; Парамуд, Я.
Проаналізовано ефективність та надійність найвідоміших блокових шифрів. Запропоновано метод шифрування інформації із статичним включенням маскувальних символів. Запропоновано метод шифрування інформації із динамічним включенням маскувальних символів. Обґрунтовано високі показники надійності та ефективність запропонованих методів шифрування. In this article the analysis of effectiveness of the most known block codes is done. Information encryption method with static inclusion of masking symbols is introduced. Also information encryption method with dynamic inclusion of masking symbols is founded. High reliability index and effectiveness of the introduced methods is justified.
Розв’язання систем нечітких логічних рівнянь у задачах оберненого виведення
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Ракитянська, Г.
Розглянуто задачу оберненого логічного виведення на основі багатовимірних нечітких відношень. Запропоновано метод розв’язання систем нечітких логічних рівнянь з розширеною max-min композицією та еквівалентних систем з ієрархічною max-min/min-max композицією. Доведено властивості множини розв’язків таких систем. Задача знаходження множини розв’язків формулюється у вигляді задачі оптимізації, для розв’язання якої використовується генетичний алгоритм. Запропонований підхід ілюструється прикладом технічної діагностики. In this paper the problem of inverse logical inference based on multivariable fuzzy relations is considered. The method for solving systems of fuzzy logical equations with the extended max-min composition and equivalent systems with the hierarchical max-min/minmax composition is proposed. The properties of the solution set for such systems are also proven. The problem of the solution set finding is formulated in the form of the optimization problem which is solved using the genetic algorithm. The proposed approach is illustrated by the example of technical diagnosis.
Схеми відновлення розподілених обчислень на основі ідеальних кільцевих відношень
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Різник, О.; Повшук, О.; В’юшкова, К.
Метою роботи є дослідження схем відновлення. Схема відновлення повинна мати рівномірно розподілене навантаження, навіть за найгірших ситуацій комп'ютерів, що вийшли з ладу. На основі розглянутих методів встановлено, що задача виявлення оптимальних схем відновлення відповідає математичній задачі ВІВ-схеми. У процесі досліджено схему відновлення на основі ВІВ-схеми, яка працює для більшої кількості пошкоджених комп'ютерів, ніж інші схеми. Ця схема дає змогу забезпечити оптимальне відновлення для будь-якої кількості комп'ютерів у кластері. The purpose of work is research of recovery scheme. The recovery scheme must have the equipartition loading, even at the worst situations of computers which broke ranks. It was investigational on the basis of the considered existent methods, that the task of exposure of optimal recovery scheme answers the mathematical task of ВІВ - design. In the process of work the recovery scheme was worked out on the basis of ВІВ - design, which works for the greater number of the damaged computers, what other existent charts. This recovery scheme to provide optimal renewal for any amount of computers in a cluster.
Some generalization of Goldbach’s conjecture and Bertand’s postulate
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Kovalchuk, A.
In the article the elementary proofs of some generalizations of Goldbach’s Conjecture, Bertand’s postulate and some corollarys from this are presented.
Технологія визначення рівня компетентності випускника ВНЗ з використанням алгоритмів нечіткого логічного виведення
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Штимак, А.
Запропоновано технологію для визначення рівня компетентності випускника вузу з використанням теорії нечітких множин та алгоритмів нечіткого логічного виведення. Особливістю технології є формування нечіткої бази знань про успішність випускника ВНЗ протягом навчання та використання алгоритмів нечіткого логічного виведення із зваженою істинністю. Розроблена технологія надає можливість кількісного оцінювання рівня компетентності не тільки окремого випускника вузу, але й усього контингенту випускників, тобто можливість проведення системних досліджень з проблем оцінювання компетентності у вузі. The technology to determine the competence of graduate using the theory of fuzzy sets and fuzzy logic inference algorithms was proposed. The peculiarity of technology is forming fuzzy knowledge base of success for graduate studies and algorithms using fuzzy inference validity weighted. The technology allows to quantify the level of competence not only of individual graduate, but the whole contingent of graduates, i.e. the possibility of systematic research on assessment competence in high school.
Бінарні лінійно-квадратичні перетворення з елементами алгоритму RSA і додатковим зашумленням у захисті зображень
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Ковальчук, А.; Ступень, М.
Запропоновано алгоритм шифрування-дешифрування зображень з використанням елементів алгоритму RSA як найбільш криптографічно стійкого до несанкціонованого дешифрування, стосовно зображень зі строго чіткими контурами. Елементи алгоритму RSA пропонується використовувати як коефіцієнти деякого лінійно-квадратичного афінного перетворення. Запропонований алгоритм має вищу криптографічну стійкість порівняно з алгоритмом RSA. Suggested algorithm encryption-decryption images with using elements RSA algorithm, as most cryptographically stability to unauthorized decryption, concerning images with clear contours strictly. Elements of the RSA algorithm is proposed to use as the coefficients of a linear-quadratic affine transformation. The proposed algorithm has a higher stability cryptography compared with the RSA algorithm.
Розпаралелення на рівні підзадач алгоритму ШГП на основі циклічних згорток
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Процько, І.
Розглянуто паралельну модель обчислення швидких гармонічних перетворень на основі циклічних згорток. Цей підхід проаналізовано з погляду розпаралелення обчислення через підзадачі з можливістю ефективного обміну даними між ними. Parallel model of efficient computation discrete harmonic transforms using of circular convolutions is considered. Analysis the method by means of paralleling computing subtasks with capability efficient transput data is presented.
Measurement of electrophysical parameters of alcoholic solutions
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Pokhodylo, E.; Yuzva, V.
Mathematical models are analyzed which describe active and reactive components multielement two-terminal admittance, which provides system "electrode-alcohol solution."
Метод побудови випадкових перехідних шарів та його застосування у мультимасштабному моделюванні структур гетерогенних середовищ за допомогою технології OPenCL
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Яворський, Н.; Фармага, І.; Марікуца, У.
На основі методів побудови випадкових скалярних полів та методів побудови градуйованих перехідних шарів запропоновано метод побудови випадкових мікрорівневих перехідних шарів, що дає змогу моделювати, рекурентно у різних масштабах, структури гетерогенних середовищ, як комбінацію детермінованих елементів із заданими стохастичними перехідними шарами між ними. Описано реалізацію методу за допомогою технології високопродуктивних паралельних та розподілених обчислень OpenCL. Basing on the random field construction methods and graded transition layers construction methods, the random micro level transition layer construction method is proposed. It gives the ability to do recurrent different scaled modelling of heterogeneous environment structures as the combination of deterministic elements with stochastic transition layers between them. Also described the method realization by technology of high performance parallel and distributed computing – OpenCL.
Зміна роздільної здатності зображення засобом псевдообертання виродженого матричного оператора відносних симетричних мір конвергенції
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Рашкевич, Ю.; Ізонін, І.; Пелешко, Д.; Малець, І.
Розроблено метод зміни роздільної здатності зображення на основі псевдо- обертання виродженого матричного оператора відносних симетричних мір конвергенції. Процедура передбачає побудову виродженого квадратного матричного оператора на основі мір подібності. Експериментальні дослідження показують високу стійкість методу до обробки зображень із різкофлуктуаційною функцією інтенсивності. Це зумовлює можливість його застосування для оброблення зображень з різкими краями. The method of changing the image resolution based on pseudorotation degenerate operator's matrix of relative symmetric measures of convergence is developed. The procedure involves the construction of a degenerate square matrix operator based on measures of similarity. Experimental studies show high resistance to image processing method with sharply fluctuating function of intensity. This leads to the possibility of its application in image processing with sharp edges.
Програмна реалізація удосконаленої моделі надійності технічної резервованої системи з обмеженою кількістю відновлень
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Мандзій, Б.; Сенів, М.; Яковина, В.; Мосьондз, Н.
Описано алгоритм та програмну реалізацію удосконаленої моделі надійності технічної резервованої системи з обмеженою кількістю відновлень. Досліджено взаємозв’язок між кількістю елементів, допустимою кількістю їх відновлень, кількістю станів системи і часом, потрібним на формування моделі та обчислення результатів. This paper describes an algorithm and software implementation of improved reliability model of technical redundant system with a limited number of restorations. The correlation between the number of elements, the number of their restorations and the number of states of the system, time required for their formation, and calculations of results were investigated.
Ймовірнісно-статистичні невизначеності в системах підтримки прийняття рішень
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Трофимчук, О.; Бідюк, П.; Кожухівська, О.; Кожухівський, А.
Ринок систем підтримки прийняття рішень (СППР) пропонує численні системи різного функціонального призначення і їх кількість постійно збільшується. Для подальшого поліпшення якості рішень, що приймаються за допомогою СППР, необхідно впроваджувати нові методи побудови математичних моделей, прогнозування та генерування альтернатив з використанням сучасних інформаційних технологій. Розроблено узагальнену процедуру побудови математичних моделей та оцінювання прогнозів на їх основі, сформовано послідовність дій стосовно обробки можливих невизначеностей під час моделювання і запропоновано методи врахування невизначеностей ймовірнісно-статистичного характеру у процесі побудови моделей, а також розглянуто ілюстративний приклад зменшення рівня невизначеності. Available on the market decision support systems (DSS) provide a possibility for solving of a wide range of problems in various directions of human activities. To further enhance quality of decision making it is necessary to develop new methods and approaches to model constructing and decision making in the frames of modern concepts of DSS development using available information technologies. The main objective of this study is in solving of the following problems: development of the general procedure for model constructing and decision alternatives generation using statistical or experimental data and expert judgments in the frames of DSS; development of procedure for processing possible probabilistic and statistical uncertainties in the model constructing process and forecasts estimating; to review some approaches to taking into consideration possible probabilistic and statistical uncertainties and to give an illustrative example for uncertainty reducing. To develop DSS for modeling dynamic processes in various areas of human activities and forecasts estimation on the basis of these models we propose to use the following system analysis principles: hierarchical architecture, identification and taking into consideration of possible uncertainties, tracking of all the stages of model constructing and forecasts estimating with separate sets of statistical quality criteria etc. An analysis is provided for selecting possible methods and techniques for taking into consideration statistical and probabilistic types of uncertainties identified in the process of data processing. The set of methods proposed for decreasing the negative influence of uncertainties are as follows: Kalman filters of various modifications, nonparametric regression, static and dynamic Bayesian networks, Bayesian regression, and hierarchical Bayesian modeling. The set of modern Kalman filtering techniques provides a possibility for taking into consideration an influence of external stochastic disturbances, measurement errors (noise), and estimation of non-measurable variables in the frames of linear and non-linear models. Estimation of non-measurable variables is possible when appropriate elements of covariance matrix for estimation errors have nonzero values. Nonparametric and Bayesian regressions have the features of modeling various probability distributions besides normal that are characteristic for specific cases. Such approach provides a possibility for reducing uncertainties that appear due to the use of incorrect probability distributions for model variables and its parameters. Static and dynamic Bayesian networks are a powerful probabilistic and statistical tool for modeling high dimensional processes and systems that are characterized by quantitative and qualitative variables, parametric uncertainty, expert judgments, hidden variables and unknown (unidentified) cause-and-effect relations. Their field of applications is very wide and continues to grow. The hierarchical Bayesian modeling reflects availability of parametric dependences at different levels of a complex system model. Such models provide more correct insight into hierarchical links and dependences in the frames of a system under investigation and consequently such models are more adequate to real world. Generally the set of Bayesian models provides many mentioned above possibilities for handling the uncertainties related to model constructing, forecasts estimating, and generating decision alternatives that could be rather easily implemented in the frames of intellectual DSS. The main result of the study is in development of system analysis based theory for building modern DSS helping to construct mathematical models, estimate forecasts and compute decision alternatives using statistical data and expert judgments. High quality of the final result is achieved thanks to identification and taking into consideration of possible probabilistic and statistical uncertainties, and tracking of all computational stages within DSS using several sets of statistical quality criteria. The main attention is paid to application of Bayesian approaches to uncertainties handling. An example is given for reducing parametric model uncertainty with the use of Markov chain Monte Carlo computational procedure for parameter estimation. Thus, we developed a systemic approach to constructing DSS aiming to forecasting model development and decision alternatives generation in conditions of influence of probabilistic, statistical and parametric uncertainties. The future studies will be directed towards further extension of the number of uncertainty processing techniques and their application to investigation of real life systems and processes.
Про зв’язок задач оптимізації багатократного кульового покриття обмежених множин та їх мультиплексного розбиття
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Михальова, О.
Запропоновано модифікацію критерію оптимальності в неперервній задачі оптимального мультиплексного розбиття обмеженої множини n-вимірного евклідового простору, який дає змогу у результаті розв’язання останньої отримати мінімальний радіус багатократного кульового покриття цієї множини. There is proposed a modification of optimality criterion in the continuous problem of optimal multiplex-partitioning of a bounded set from n-dimensional Euclidean space, which allows in the result of its solving receive the smallest radius of the multiple covering by balls of this set.
Алгоритмічний метод діагностики витоків газу на ділянках магістральних газопроводів
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Химко, О.; Гринів, О.; Притула, Н.; Притула, М.
Розглядається проблема діагностики витоків газу на ділянках газопроводів. Проблема тісно пов’язана з оцінкою і нормуванням втрат газу через негерметичність системи, з розрахунком балансу газу і з системою метрологічного забезпечення. Подано перелік факторів, які впливають на точність діагностичних величин. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення, яке забезпечило проведення числових експериментів. Подано аналіз результатів моделювання. We considered the problem of diagnosing loses of gas on the pipeline sections. This issue is closely associated with assessment and valuation losses of gas leakage through the system, with the calculation of the gas balance and with the system of metrological support. We gave a list of factors that affect the accuracy of diagnostic value. We developed algorithms and software that provided conducting numerical experiments. We showed the analysis of the simulation results.
Аdaptive fuzzy clustering based on manhattan metrics in medical and biological applications
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Perove, I.; Bodyanskiy, Ye.
Розглянуто алгоритм нечіткої кластеризації даних за наявності аномальних спостережень. Запропонований рекурсивний алгоритм нечіткої кластеризації даних ґрунтується на використанні манхеттенської метрики, що забезпечує високу швидкість обробки інформації та просту обчислювальну реалізацію. Результат апробації на даних медико-біологічних досліджень підтверджує ефективність запропонованого підходу. The problem of fuzzy clustering on the basis of the probabilistic fuzzy approach under the presence of outliers in data is considered. Recursive fuzzy clustering algorithm is proposed, which optimizes the objective function based on Manhattan metrics provides high speed of information processing and simple computational realization. The results of real data clustering confirm the effectiveness of proposed approach in medical data mining tasks.
Оптимальний код систем керування в багатовимірних полях координат
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Різник, В.
Розглянуто питання поліпшення поліпшення якісних показників багатовимірних векторних інформаційних технологій і обчислювальних систем стосовно прискорення опрацювання та пересилання векторних даних з автоматичним виправленням помилок і захисту даних від несанкціонованого доступу на основі використання властивостей різноманітності багатовимірних комбінаторних конфігурацій та теорії скінченних циклічних груп. Розглянуто деякі проблеми комп’ютерної інженерії та інформаційних технологій, які стосуються використання математичних методів оптимізації систем керування в просторових координатах на основі дво- й багатовимірних комбінаторних конфігурацій. Особливу увагу звернено на представлення двовимірних комбінаторних конфігурацій у вигляді тороїдальних циклічних груп та їхніх численних ізоморфних перетворень з використанням теоретичного зв’язку цих математичних моделей із загальновідомою теорією циклічних різницевих множин. Наведено приклад оптимальної системи кодування двовимірних векторів за координатними осями двовимірної сітки, яка покриває поверхню тору. Показано можливість проектування високоефективних систем оптимальних монолітних векторних кодів, які забезпечують кодування даних з використанням комбінаторної оптимізації. Приведено визначення кільцевих монолітних векторних кодів, таких якоптимальний числовий кільцевий код, оптимальний двовимірний кільцевий код, а також оптимальний багатовимірний кільцевий код. Властивості розглянутих моделей є корисними, зважаючи на можливість узагальнення цих методів і результатів для поліпшення й оптимізації ширшого класу технічних пристроїв та інформаційних систем. Описані методи проектування дають змогу формувати оптимальні дво- і багатовимірні системи кодування векторів з меншим числом кодових комбінацій ніж у звичайних системах без зменшення потужності коду та погіршення решти робочих характеристик системи при забезпеченні їх високої корегувальної спроможності. This paper belongs to the field of computer science for improving the qualitative indices of multidimensional data information technologies and computer systems with respect to transmission speed of vector data with automatic error correction, and data security using a variety of multidimensional combinatorial configuration and finite cyclic group theory. Some problems of computer engineering and information technologies that deal with profitable use of mathematical methods for optimization of coding systems based on two-and multidimensional combinatorial configurations such as optimum cyclic relationships is regarded. Special attention pays to interpretations of multidimensional combinatorial configurations as torus cyclic groups and its numerous isomorphic transformations using theoretical relation of the mathematical models with reference to the well-known cyclic difference sets theory. It is shoved possibility for design of high performance systems of the optimal monolithic vector coding systems, which provide vector data coding in torus frame of reference using combinatorial optimization. An example of the possibility of optimizing twodimensional vector code systems based on two-dimensional combinatorial configurations. The proposed techniques provide design of high performance vector data coding and control systems using combinatorial optimization. Definitions of the Ring Monolithic Vector Codes, such as Numerical Optimum Ring Code, Two-dimensional Optimum Ring Code and Multidimensional Optimum Ring Code are given. Remarkable properties of underlying models favorably to do taking account of generalization of these methods and results to the improvement and optimization of a larger class of information engineering and computer systems. These design techniques makes it possible to configure optimal two- and multidimensional vector coding systems using fewer code combinations in the system, while maintaining or improving on code size and the other significant operating characteristics using high speed corrected coding possibility of the system.