Journal articles on the topic 'Автоматизоване вимірювання'

У статті наголошено, що нанометрологія є невід’ємною складовою нановиробництва, а світовий ринок наноматеріалів активно розвивається і його ємність у 2019 р. оцінювалася в 8,5 млрд дол. США з перспективою зростання на 13,1 % на період до 2027 р. При цьому створюються нові перспективні нанотехнології і наноматеріали. А це вимагає розвитку системи нанометрології. Вважається, що система нановиробництво – нанотехнологія має розв’язувати такі задачі: автоматичне інтелектуальне вимірювання з допомогою числового програмного управління (ЧПУ) з вбудованою міні-ЕОМ; автономне або онлайн програмування вимірювальних інструментів ЧПУ з вбудованою міні-ЕОМ; автоматизована заміна заготовок і виробів; автоматизована заміна зондів і датчиків; автоматизована оцінка результатів вимірювань. У світі створена та використовується велика гама електронних мікроскопів для оцінки геометрії нановиробів. Проте розвиток нанотехнологій вимагає оснащення їх автоматизованими системами та відповідним програмним забезпеченням. Створено експериментальний автоматизований прилад (інтерференційний профілометр) та програмне забезпечення для безконтактного вимірювання мікро- та нанотопографії поверхні виробу, її тривимірного представлення, визначення показників шорсткості та параметрів сканування. Розроблено автоматизовану систему вимірювання і контролю для атомно-силової мікроскопії (АСМ), яка має удосконалений блок контролю систем позиціонування лазерного променя на зонд АСМ. Одним із напрямів автоматизації лінійних вимірювань у нанометрології є використання еталонів порівняння, а для цього необхідне відповідне корегування державних стандартів нанометрології. Проведений аналіз опублікованих матеріалів свідчить про певні позитивні результати у справі автоматизації нановимірювань у середовищі нановиробництва. Проте очевидно, що цей напрям діяльності потребує збільшення фінансування та нових ідей для забезпечення конкурентоздатності нановиробів.

Актуальність теми дослідження. Імпульсні технології застосовуються в різноманітних технологічних процесах обробки матеріалів [1–3], наприклад, у зміцненні металевих поверхонь за допомогою імпульсного магнітного поля [4–7] або електричного струму для зміцнення поверхні за допомогою модифікування [8], а також у екологічних проектах [9]. Постановка проблеми. Для розробників технологічних процесів важливим є дотримання параметрів енергетичних показників імпульсного електричного струму. У процесі розроблення технологій вирішується питання суперечностей між можливостями технологічного обладнання та складністю виміру та дотримання необхідних параметрів. Тому для дослідників потрібні надійні системи виміру й розрахунку показників параметрів імпульсного електричного струму. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Публікації про автоматизовані системи для виміру й розрахунку енергетичних показників імпульсного електричного струму обмежені за обсягом і напрямками. Наявні підходи [10–12] до створення обладнання не пропонують комп’ютеризованих методів обліку й розрахунку показників параметрів імпульсного електричного струму. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Тому розробки автоматизованих систем вимірювання енергетичних показників імпульсного електричного струму для технологічних процесів актуальні. Постановка завдання. Метою роботи є розробка автоматизованої системи вимірювання та створення програмного забезпечення для автоматизованого виміру й розрахунку енергетичних показників імпульсів електричного струму. Завдання роботи передбачає: - розроблення керованого генератора імпульсів електричного струму; - розроблення програмного забезпечення для автоматизованого виміру і розрахунку параметрів енергетичних показників імпульсів електричного струму. Виклад основного матеріалу. Була розроблена автоматизована система вимірювання та розрахунку, створено програмний продукт для автоматизованого виміру енергетичних показників імпульсів електричного струму. Для цього розроблено схему автоматизованої системи, керований генератор імпульсів електричного струму і програмне забезпечення для автоматизованого виміру й розрахунку енергетичних показників імпульсів електричного струму. Висновки відповідно до статті. Була розроблена автоматизована система вимірювання й розрахунку, створено програмний продукт для автоматизованого виміру та розрахунку енергетичних показників імпульсів електричного струму.

Педагогічна діагностика набуває особливого значення у зв’язку з особистісною організацією сучасної освіти. Становлення системи зовнішнього незалежного оцінювання сприяло інтенсивному розвитку теорії і практики педагогічних вимірювань, широкому впровадженню тестових технологій в освітній процес.Проблемам педагогічного вимірювання присвячені роботи В. С. Аванесова, Л. І. Білоусової, І. Є. Булах, О. І. Ляшенка, Т. В. Солодкої, І. В. Солухи та ін. Теорія та методика педагогічної діагностики розвинена у працях В. П. Беспалька, К. Інгенкампа, В. М. Лозової, І. Я. Лернера, О. С. Масалітіної, М. М. Скаткіна та ін. Питанням вимірювання і оцінювання навчальних досягнень учнів з інформатики присвячено роботи М. О. Войцеховької, Н. Б. Копняк, О. Г. Кузмінської, Л. М. Меджитової, Н. В. Морзе, Т. Г. Проценко, П. С. Уханя та ін.Педагогічна діагностика є невід’ємним компонентом навчального процесу. Вона дозволяє своєчасно впливати на перебіг навчання на основі систематичного отримання індивідуальних даних про результативність навчання учнів.На думку П. Є. Решетникова [1], педагогічна діагностика, перш за все, пов’язана зі збиранням, збереженням і опрацюванням інформації про об’єкти й суб’єкти, що вивчаються, та використанням її для управління педагогічними процесами.Функції педагогічної діагностики [2, 26]: а) зворотного зв’язку; б) оцінювання результативності педагогічної діяльності; в) виховна і спонукальна; г) комунікативна; д) конструктивна; е) інформаційна; ж) прогностична.Тестування є одним із методів педагогічної діагностики. Проблемам тестування присвячено праці багатьох вчених, які розглядають питання побудови та основних характеристик тестів, шкалювання тестових результатів, теорії і методики автоматизованого тестування, достовірності комп’ютерного тестування, створення тестів з інформатики, впровадження тестових технологій у навчальні заклади.Тест (від англ.) – випробування, перевірка. За визначенням В. І. Лозової та Г. В. Троцко, «у вузькому значенні тест розуміють як короткочасний, технічно просто поставлений експеримент, комплекс завдань, що відповідають змісту навчання і забезпечують виявлення ступеня оволодіння навчальним матеріалом» [3]. За В. С. Аванесовим педагогічний тест – це «…система репрезентативних паралельних завдань зростаючої складності, специфічної форми, яка дозволяє якісно та ефективно визначити рівень та структуру підготовленості учнів» [4].Аналіз науково-педагогічної літератури показав, що проблема функцій педагогічного тесту і окремих їх особливостей розглядається в роботах багатьох учених (В. С. Аванесов, С. І. Денисенко, Н. С. Михайлова, Р. І. Шевельова та ін.) Виділимо основні функції тестування:1. Діагностична функція, що дозволяє виявити пропуски в підготовці, визначити їх причини та прийняти рішення для поліпшення навчального процесу. Систематичне виявлення причин пропусків та їх видалення веде до підвищення якості підготовки.2. Прогностична функція, що дозволяє передбачити можливості учнів у засвоєнні нового матеріалу, тобто на основі отриманих результатів можна зробити висновки щодо здатності учня до засвоєння нового матеріалу.3. Виховна або мотиваційна функція полягає у формуванні та стимулюванні особових якостей.4. Навчальна функція дозволяє закріпити та поглибити знання, вміння та навички.5. Розвивальна функція полягає у розвитку пам’яті, логічного мислення, уваги та вміння застосовувати свої знання на практиці.6. Обліково-контрольна функція полягає у систематичній фіксації результатів навчання.За місцем педагогічного тестування у навчальному процесі відповідно до мети виокремлюють такі види тестів [5]:тести для початкового контролю (тести на готовність), що дозволяють отримати інформацію про наявність знань і навичок учнів перед початком вивчення предмета на початку навчального року (навчального курсу), що є передумовою успішного навчання;тести для поточного (тематичного, проміжного) контролю, що здійснюються систематично у процесі навчання з метою отримання інформації про успішність або неуспішність засвоєння учнями матеріалу, формування у них професійних навичок і вмінь.тести для етапного (рубіжного) контролю. У цих тестах домінує оціночна функція контролю, оскільки тестування проводиться після закінчення роботи над розділом, тематичним циклом в кінці семестру (залік);тести для підсумкового контролю знань запроваджуються після проходження всього курсу;відстрочене тестування проводиться через певний час після вивчення курсу (від 3 місяців до року і більше).Науковці визначають наступні переваги тестування перед традиційними формати перевірки: об’єктивність оцінювання; психологічна комфортність для значної частини учнів; повнота охоплення матеріалу; здатність виявити не тільки те, що засвоєно, але й те, що не засвоєно; економія аудиторного часу; стимулювання учнів; можливість впровадження системи рейтингового контролю; ширша шкала оцінювання; технологічність.Серед проблем, які потрібно вирішувати при підготовці та проведенні тестування можна назвати відносну складність створення якісного тесту, ймовірність вгадування, ризик підміни цілей навчання, похибку педагогічних вимірювань [4].Звісно, якість педагогічного процесу залежить від багатьох факторів. Тестування має на меті надання вчителю вичерпної систематичної інформації про досягнення та пропуски у навчанні для якісного керування навчальним процесом. На основі отриманої інформації вчитель має виявити причини пропусків у навчанні, індивідуалізувати процес навчання, спрогнозувати можливості учня у засвоєнні нового матеріалу. Тестування має доповнюватися іншими формами контролю, такими як спостереження, усне опитування, письмовий контроль, комбіноване опитування, програмований контроль, практичний контроль [3]. Застосування тестів у навчальному процесі, з одного боку, розвантажує вчителя, з іншого – спонукає до постійного підвищення педагогічної кваліфікації стосовно знання основних методик тестології та педагогічної діагностики.За застосуванням технічних засобів тести поділяють на бланкові з ручною обробкою або комп’ютерною обробкою результатів та комп’ютерні.Використання автоматизованих систем тестування дозволяє:– значно економити аудиторний час;– здійснювати попередній тренаж;– неодноразово проходити тестування з однієї теми;– негайно отримати результати;– об’єктивно оцінити навчальні досягнення учнів;– сприяти інформативності результатів діагностики, демократизації та самостійності навчання.До переваг для вчителя можна віднести відсутність необхідності переносу та обробки даних, що значно економить час.Але існують і недоліки в комп’ютерному тестуванні:– неможливість одночасного виконування завдання усіма учнями;– значні витрати часу;– підвищені вимоги до еквівалентності паралельних завдань.Автоматизоване тестування є ефективним засобом діагностики навчальних досягнень і може успішно застосовуватися під час здійснення попереднього, поточного, тематичного, підсумкового контролю та сприяє реалізації його дидактичних функцій.Проходження учнями автоматизованого тестування вносить у перевірку елемент гри, де за умовами успішного проходження одного рівня учень потрапляє до іншого, більш складного. Значення ігрових ситуацій в навчанні відмічав ще Я. А. Коменський.На думку В. П. Беспалька [6], повноцінне тестування якості знань учнів і відстеження на цій основі їх просування неможливе без участі комп’ютера.Існує чимало комп’ютерного програмного забезпечення, яке призначається для подання учню тестових завдань. Але справжня діагностика має проводитися за допомогою розвинених комп’ютерних систем тестування, які забезпечують усі вимоги до побудови автоматизованих систем тестування, в тому числі статистичний аналіз якості завдань і надійності тестових результатів [7].Застосування автоматизованого навчання ефективно використовувати під час проведення поточного контролю [8], адже автоматизована система зазвичай має великий банк варіантів завдань і забезпечує автоматичний їх вибір для формування конкретного варіанту тесту. Все це дозволяє значно економити час, проходити тестування з однієї теми неодноразово за наявності великої кількості варіантів, дає можливість попереднього тренування та негайного отримання результатів.Облік оцінки під час такої перевірки не обов’язковий, адже її метою є надання своєчасної допомоги учням та побудова навчального процесу відповідно до можливостей кожного. Бланкове тестування доцільно застосовувати при здійсненні тематичного контролю, що сприяє психологічній підготовці учнів до процедур зовнішнього оцінювання, державної підсумкової атестації, не потребує забезпечення кожного учня комп’ютером та дозволяє обмежитися одним варіантом тесту.Сьогодні систематично проводити автоматизоване тестування має можливість лише вчитель інформатики [9]. Це обумовлюється станом розвитку матеріально-технічної бази, тобто комп’ютерного оснащення.Висновки:1. Показана провідна роль автоматизованого тестування.2. Завдяки якісній підготовці педагогічних тестів, реалізованих у автоматизованих системах, систематичному проведенню тестування, з використанням інших видів контролю можливо значно підвищити рівень досягнень учнів.

Для контролю всієї сукупності параметрів зубчастих коліс потрібне використання відразу цілої гами засобів вимірювальної техніки та комплексів. Багато з них морально застаріли, не автоматизовані, не мають виходу на комп'ютерні засоби і не забезпечують сучасного рівня точності, інформативності та швидкодії. На сьогоднішній день метрологічний контроль параметрів зубчастих коліс базується на великій кількості вимірювального обладнання. Всі вони мають обмежений діапазон вимірювальних параметрів, різну точність і діапазон виміряних значень. Розглянуто комплекс робіт по створенню системи забезпечення єдності геометричних параметрів зубчастих передач. Це вимагає перегляду, систематизації та розробки методів та засобів метрологічного забезпечення. Розглянуто еталонну базу в області контролю евольвенти зубчастого колеса, яка вимагає її створення на основі детального аналізу нових принципів вимірювання, необхідності обґрунтування їх точності, розширення діапазону та діапазону вимірюваних параметрів. Тому в статті запропонована оцінка систематичної та випадкової складових похибки вимірювання циліндричних зубчастих коліс. Проведений аналіз похибок для реальних умов експлуатації на етапі попередніх досліджень, коли не відомий перелік складових основної похибки і не проведена їх кількісна оцінка.

У статті розглянуто нову автоматизовану систему моніторингу наявності шкідливих та вибухонебезпечних газів на базі безпілотного літального апарата. Встановлено, що така система є необхідною для попередження про можливі загрози вибухів чи отруєння газами, проведення рятувальних робіт тощо. Описано розроблену конструкцію безпілотного літального апарата, яка складається з рами, безщіткових двигунів, модулів електронного контролю швидкості, контрольної плати, інерціальної навігаційної системи і модуля прийому та передачі. Зазначено функціональну схему автоматизованої системи моніторингу наявності шкідливих та вибухонебезпечних газів на базі безпілотного літального апарата. Проведено статичний експеримент розробленої системи, основною ідеєю проведення якого було вивчення залежності відстані джерела газу до вимірювальної системи та покази концентрації газу. Досліджено датчики газів MQ-5 та MQ-9. Також наведено результати статичного експерименту на відкритому повітрі, де досліджено залежність вимірюваної концентрації газу від відстані між джерелом газу та вимірювальним модулем. Цей експеримент демонструє кореляцію між відстанню від джерела газу та виміряним рівнем концентрації газу. Проаналізовано результати льотних експериментів розробленої автоматизованої системи моніторингу, які показують кореляцію між відстанню від джерела газу та виміряним рівнем концентрації газу під час автоматичного польоту.

Оптимізація адаптивної системи обробки експериментальних даних зводиться до отримання аналітичної залежності для цільових функцій вимірювання, наприклад, для похибок вимірювань; знаходження співвідношень параметрів адаптивних систем при вирішення задач оптимізації; ухвалення рішення по одному з вибраних критеріїв. Для оцінки ефективності адаптивної системи необхідно передбачити сумісний аналіз ефекту від іі застосування при виконанні сукупності умов, що реалізовують прийняті принципи, і витрат різного роду на його досягнення. Для автоматизованих систем обробки експериментальних даних необхідно в алгоритми і апаратну частину закладати можливості адаптації по швидкості обробки, підвищенню точності та ін. Користувачам повинна бути надана можливість зміни взаємодії з системою в залежності як від параметрів вхідних даних, що підлягають обробці за фіксованими або змінними програмами, так і від стану бази даних по конкретній наочній області.

Моніторинг у галузі охорони атмосферного повітря проводиться з метою отримання, збирання, оброблення, збереження та аналізу інформації про рівень забруднення атмосферного повітря, оцінки та прогнозування його змін і ступеня небезпечності та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі охорони атмосферного повітря У статті запропоновано комплексне технічне рішення щодо забезпечення автоматизованого моніторингу промислових викидів в атмосферу, що включає в себе технічні засоби вимірювання та інформаційні технології.

Вступ. З розвитком нових технологій значно розширилися можливості створення повністю автоматизованих систем діагностування, що особливо необхідно в разі складної обробки сигналів датчиків діагностичної системи. Сучасні конструкції датчиків забезпечують термокомпенсацію, одночасне вимірювання декількох параметрів та відрізняються великою надійністю (набагато вищою, ніж раніше), що полегшує побудову комплексних автоматизованих систем діагностування. Мета. Статтю присвячено розробленню прямого безперервного контролю температури підшипників шатунної шийки, що дасть змогу забезпечити більш раннє виявлення порушення режиму змащення обертових підшипників колінчастих валів суднових двигунів внутрішнього згоряння, та моделюванню процесу перегріву нижньої головки шатуна в разі порушення функціонування системи змащення. Результати. Запропоновано варіант конструкції датчика температури шатунного підшипника, який, на відміну від способу вимірювання з використанням радіотехнології поверхневої акустичної хвилі (SAW), має активний датчик температури та електрогенеруючий термоелемент. Такий пристрій може працювати в режимі як вимірювання температури, так і сигналізатора критичної температури. У першому варіанті постійно здійснюється передача та реєстрація температури вимірюваного об’єкта, а в другому – активація вихідного сигналу датчика за критичного значення температури підшипника та, відповідно, збільшення температурного градієнта на термоелементі. В останньому варіанті зростання температури об’єкта вимірювання призводить до підвищення електричної потужності термоелектричного елемента та в разі досягнення порогового значення температури здійснюється активація передачі аварійного сигналу модулем бездротової передачі даних до модуля бездротового прийому даних. Для визначення градієнта температур і подальшого конструювання датчика, а також вибору параметрів термоелектричного модуля наведено результати комп’ютерного моделювання процесу нагріву шатунного підшипника на прикладі дизельного двигуна МаК М32С. Висновки. Отримані результати системного моделювання вказують на те, що процес зміни температури шатунних підшипників є досить швидким, а тому потребує швидкої реєстрації критичного зростання температури системами безперервного моніторингу. Поставлене завдання можна вирішити шляхом модернізації таких систем дистанційними перетворювачами температури запропонованої конструкції.

Комп’ютерно орієнтоване тестування навчальних досягнень застосовується в навчальному процесі для вирішення різноманітних дидактичних завдань, в кожному з яких проявляються усі дидактичні функції діагностики та контролю, але деякі з них є провідними. Традиційно тестування пов’язується з реалізацією контрольної функції при оцінюванні навчальних досягнень під час поточного, тематичного або підсумкового контролю. Комп’ютерно орієнтоване тестування є потужним методом самоконтролю (провідними є функція контролю й систематизуючо-регулятивна функція). Важливим напрямом застосування педагогічного тестування є діагностика студента з метою вибору варіанту реалізації технології навчання (провідні функції – реалізація механізму зворотного зв’язку, прогностична та систематизуючо-регулятивна). Комп’ютерно орієнтоване тестування з успіхом застосовується у навчальному процесі для актуалізації опорних знань (навчальна, стимулювально-мотиваційна функції та функція контролю), застосування завдань у тестовій формі для створення проблемної ситуації під час вивчення нового матеріалу (навчальна, розвивальна та стимулювально-мотиваційна функції), відпрацювання навичок за допомогою тестів-тренажерів (навчальна та стимулювально-мотиваційна функції), організація навчальних змагань, вікторин тощо (навчальна, виховна та стимулювально-мотиваційна функції). Окремо слід відзначити комп’ютерно орієнтоване тестування високої значимості (high stake assessment), коли за результатами вимірювання здійснюється розподіл студентів або школярів, наприклад, процедура відбору абітурієнтів до вищого навчального закладу (провідними є функція контролю та прогностична функція). Кожне дидактичне завдання висуває специфічні та суперечливі вимоги до відповідної автоматизованої системи тестування, що потребує спеціалізації таких систем.Метою даної роботи є обґрунтування специфічних вимог до автоматизованих систем педагогічного тестування у відповідності з їх дидактичним призначенням.Системи тематичного й підсумкового оцінювання мають забезпечити високу надійність тестових результатів, зручні та надійні засоби їх обліку результатів, захист даних від несанкціонованого використання та спотворення. Якщо оцінка виставляється в автоматичному режимі без втручання викладача, то особливої уваги потребує процедура формування оцінки за шкалою, яку затверджено в навчальному закладі або на рівні держави. Так у загальноосвітній школі за діючими критеріями оцінювання застосовується критеріально орієнтована 12-бальна шкала за рівнями навчальних досягнень. Для правильного оцінювання за такою шкалою завдання тесту мають бути класифіковані за рівнями навчальних досягнень і автоматизована система тестування має враховувати структуру бази завдань для визначення оцінки. У вищих навчальних закладах у разі використання рейтингових шкал оцінювання, наприклад ECTS, слід застосувати нормоорієнтовану інтерпретацію результатів. Для підсумкового оцінювання доцільно застосовувати стандартизовані тести.Для забезпечення надійності тестових результатів багатоваріантного тесту доцільно застосовувати адаптивне тестування на основі моделі Г. Раша. Але підготовка такого тесту потребує створення великої бази тестових завдань і ретельної їх апробації, що пов’язано зі значними витратами. Якщо така підготовка тесту неможлива, доцільно застосовувати тест з фіксованим переліком завдань для усіх тестованих, щоб виключити розбіжність трудності варіантів тесту та забезпечити справедливе оцінювання.Тести для поточного оцінювання часто створюються безпосередньо викладачем. На виконання таких тестів у навчальному процесі відводиться небагато часу, тому вони складаються з невеликої кількості завдань і не забезпечують надійність, достатню для автоматичного оцінювання. Викладач особисто виставляє оцінку з урахуванням кількості правильно виконаних завдань тесту та результатів інших видів контролю (співбесіда, опитування, участь студента у дискусії, виконання лабораторної роботи тощо). Головні вимоги до системи автоматизованого тестування, що застосовується для поточного оцінювання – це зручність і простота інтерфейсу, зокрема зручні засоби створення та редагування завдань і тесту, відсутність зайвих сервісів і налагоджувань, збереження усіх відповідей студента для аналізу (краще на сервері викладача), зручні засоби перевірки якості тестових завдань.Важливим напрямом застосування автоматизованих систем тестування навчальних досягнень є самоконтроль. Оскільки студент може виконувати тест багаторазово, має здійснюватися випадковий вибір завдань з досить великої бази. Щоб не перевантажувати слабких студенів складними завданнями та не втомлювати добре підготовлених студентів дуже простими завданнями, система має бути адаптивною. Доцільно зберігати детальну інформацію про перебіг тестування та його результати на сервері з метою аналізу якості тестових завдань і забезпечення студенту можливості побачити власні досягнення у порівнянні з результатами інших учасників тестування. Збереження результатів тестування на сервері в умовах позааудиторної роботи студента передбачає on-line тестування із застосуванням мережі Інтернет. Доцільно поєднувати самоконтроль з педагогічною діагностикою студента, у такому разі до системи автоматизованого тестування висуваються додаткові вимоги, які розглядатимуся далі.Головним завданням автоматизованого тестування в системі педагогічної діагностики є забезпечення високої інформативності тестових результатів, накопичення даних для формування педагогічного прогнозу. Система має накопичувати результати тестування в динаміці для педагогічного прогнозування та оперативного контролю якості бази тестових завдань. Обов’язковою умовою якісної діагностики є репрезентативність завдань відповідно до структури навчального матеріалу. За результатами діагностики обирається напрям подальшого навчання, при цьому деякі шляхи утворюють цикли – студент багаторазово виконує той самий тест і система тестування має забезпечити варіативність завдань. Паралельні варіанти тесту повинні мати однакову трудність і еквівалентно відображати зміст навчального матеріалу. Сполучення вимоги варіативності з необхідністю забезпечити репрезентативність і паралельність варіантів тесту чинить суттєві перепони розробникам програмного забезпечення. Успішні кроки в напряму вирішення цієї проблеми пов’язані з систематизацією випадкового вибору завдань з бази даних. Педагогічне прогнозування базується на особливостях засвоєння матеріалу за рівнями навчальних досягнень – тому система діагностики має забезпечити окреме опрацювання результатів за рівнями навчальних досягнень. Для прийняття рішень щодо вибору доцільного варіанту реалізації технології навчання важливо знати, які саме елементи навчального матеріалу слабко засвоєні – звідси випливає необхідність окремого опрацювання результатів за елементами навчального матеріалу. Система має бути адаптивною – складні завдання мають пропонуватися тільки тим студентам, які готові до їх сприйняття.Розглянемо відомі автоматизовані системи тестування навчальних досягнень з точки зору їх відповідності до специфічної системи вимог стосовно педагогічної діагностики.Як бачимо за результатами аналізу (табл. 1), кожна вимога виконується більшістю з розглянутих автоматизованих систем, але поєднання варіативності тесту з дотриманням стабільності його трудності та, одночасно, репрезентативності системи завдань відносно структури навчального матеріалу є актуальним напрямом розробки програмного забезпечення педагогічного тестування.Таблиця 1Автоматизовані системи тестування навчальних досягнень і вимоги до їх застосування з метою педагогічної діагностики Автоматизована системаВідповідність вимогамВаріативністьРепрезентативність щодо структури навчального матеріалуСтабільність трудності тестуОкреме опрацювання результатів за рівнями навчальних досягненьОкреме опрацювання результатів за елементами навчального матеріалуОперативність опрацювання результатів та їх інтерппретаціїНакопичування всіх відповідейРеалізація адаптивного алгоритмуКритеріально орієнтований підхід до інтерпретації тестових результатів«EXAMINER-II», 1993 [1]+––––+––+«OpenTest2», 2004 [2]++–––++–+«Експерт», 2003 [3] +++++++++“WEB-EXAMINER”, 2005 [4]+–+––++++“WebTutor”, 2008-2011 роки, [5]++––+++–+«Інформаційна система ВНЗ 2.0.1», 2008 [6]++–––++–+«Телетестинг», 1999 [7]+–+––++++Moodle [8]± ––++–+UniTest System, 2001-2006 [9]++–––++

Стаття присвячена дослідженню технологічного процесу очищення газів від пилу електрофільтрами в умовах цементного виробництва з метою розробки автоматизова- ної системи контролю та візуалізації технологічних параметрів, що дає змогу контро- лювати процес у режимі реального часу, вчасно визначити аварійні ситуації. Це питання є актуальним з огляду на те, що цементна промисловість з кожним роком збільшує свою виробничу потужність, а зменшення викидів в атмосферу запилених та отруйних газів дозволить уникнути виплати штрафів та зменшити виплати за шкідливі викиди. Для досягнення поставленої мети було проаналізовано технологічний процес і роботу наяв- ної системи управління обезпиленням газів та визначено, що цю систему можна вдоско- налити шляхом застосування нових підходів і методів управління та візуалізації роботи самої системи у режимі реального часу. Досліджено схему руху часток в електрофільтрі та схему руху газу під дією електричного вітру, на основі цього аналізу виконано мате- матичний опис технологічного процесу та розроблено алгоритми керування струшу- ванням, в якому передбачено корекцію сили струшування, що дає змогу проводити ефек- тивні струшування з мінімальним руйнуванням обладнання електрофільтра. Розроблена система контролю та візуалізації відповідає трирівневій структурі, де на першому рівні виконується вимірювання параметрів технологічного процесу, на другому реалізується логічне управління механізмами згідно алгоритмів керування, а на третьому відбувається взаємодія системи управління з операторами, накопичується та обробляється архівна та оперативна інформація про стан обладнання. Практичне значення полягає в засто- суванні отриманої автоматизованої системи контролю та візуалізації основних техно- логічних параметрів для отримання оперативної інформації у реальному часі як самого технологічного процесу, так і оптимізації режиму струшування електродів при очищенні газів холодного кінця печі від пилу в електрофільтрі.

Стиснене повітря є універсальним енергоносієм для живлення різних виконавчих пристроїв в автоматизованих і роботизованих виробництвах. Проте системи для одержання стисненого повітря є одними з найбільших споживачів електричної енергії. Експериментальні дослідження перехідних процесів роботи цих установок потрібні для створення більш ефективних алгоритмів роботи систем керування мультикомпресорними установками. Результати дослідження алгоритмів роботи систем керування мультикомпресорними установками з різними випереджуючими сигналами наводяться в цій статті. Структурна схема керування мультикомпресорною установкою складається з головного вільнопрограмованого логічного контролера, на якому реалізовувались і досліджувались алгоритми керування, та локальних контролерів окремих компресорних агрегатів. Суттєве покращення роботи системи керування мультикомпресорною установкою досягнене при введенні додаткового інформативного сигналу від швидкодіючого витратоміра для вимірювання витрати споживаного повітря.

Обґрунтовано використання автоматизованої системи моніторингу мікроклімату приміщень, на основі застосування нових мікропроцесорів і датчиків та важливість контролю показників мікроклімату тваринницьких приміщень закритого типу. Це стосується, зокрема, нової технології утримання тварин, яка передбачає збільшення щільності розміщення поголів’я. Огляд літературних даних свідчить про те, що в сільському господарстві України необхідно вивести на ринок сучасні інноваційні системи будівництва і технологічного забезпечення із залученням сучасних мікропроцесорних контрольно- вимірювальних систем і приладів. Аналіз існуючих приладів для збору, накопичення та обробки інформації про мікроклімат приміщень свідчить про те, що вони не відповідають сучасним вимогам моніторингу. Нині існуючі на ринку автоматизовані системи мікрокліматичного моніторингу є занадто дорогими. Впровадження зарубіжних систем вимагає значних разових грошових затрат при закупівлі. Крім того, вони будуть потребувати подальших щорічних експлуатаційних затрат, що є неприйнятним за сучасних складних економічних умов вітчизняних товаровиробників. Отже, наразі на ринку України відсутні спеціалізовані портативні вимірювальні системи вітчизняного виробництва для комплексного моніторингу параметрів повітряного середовища тваринницьких приміщень. У зв’язку з цим, науковцями Черкаської ДСБ НААН розроблено сучасну контрольно-вимірювальну систему – аналізатор повітряного середовища електронний (АПСЕ). Основною частиною якої виступає мікроконтролер. Вона розрахована на одночасне вимірювання ряду показників: освітленості, температури, відносної вологості, атмосферного тиску, запиленості, шумового навантаження та забруднюючих газів CO2, NH3, H2S, CH4. Результати вимірювань зберігаються в незалежній пам'яті вимірювальних блоків і блоку управління, можуть бути передані дистанційно. Середньодобові показники мікроклімату за трьома точками приміщення і четвертою зовнішнього довкілля, обробляються і аналізуються згідно розроблених методичних рекомендацій. Розроблено програмне забезпечення для розміщення інформації з моніторингу показників мікроклімату на webсайт Інтернетресурсу з подальшим накопиченням інформації й можливістю її статистичної обробки та графічного аналізу. Для моніторингу вищезазначених параметрів мікроклімату, вимірювальна система АПСЕ-7 може замінити не менше 17 одиниць відомих метеорологічних і газоаналітичних приладів на загальну суму приблизно 408 000 грн., що більше проти АПСЕ майже в 5,1 рази. Крім того, АПСЕ за своїми технічними характеристиками може замінити чотири сучасні портативні електронні газоаналізатори «Еколаб» на суму 522 720 грн., що більше в понад 6,5 рази. Вона дає можливість оперативно здійснювати оцінку санітарно-гігієнічних умов утримання тварин для прийняття відповідних управлінських рішень щодо ефективності роботи систем обігріву/охолодження і вентиляції приміщень впродовж добового періоду за сезонами року.

У статті розглянуто алгоритм контролю положення суден і складів на траєкторії руху, якій вирішує проблему автоматизованого високоточного контролю положення кінцівок суден і складів на траєкторії руху засобами ЕСDIS. Створений алгоритм автоматизованого контролю положення кінцівок суден і складів на траєкторії руху, шляхом використання координатного курсора ECDIS в якості високоточного кутомірно-далекомірного пристрою, дозволяє, при розміщенні в носі і кормі судна антен приймачів ГНСС, сформувати на ЕК їх електронні позначки зі своїми координатними курсорами. Ці курсори можливо використовувати, при реалізації автоматичного, за допомогою цифрових слідячих систем захоплення (до повного збігання кодів координат) і супруводження їх кінцамі контролюемих об’єктів (географічні коордінати яких знаходяться в електронної базі даних) для високоточного автоматичного вимірювання пеленгів і дистанцій до підводних і надводних небезпек в режими “on-line” в цілях контролю за їх допомогою положення кінцівок суден та складів відносно небезпек з точністю порівняної з точністю роботи ГНСС в спеціальних режимах. Експериментальні дослідження, які були проведені шляхом комп'ютерного імітаціонного моделювання, підтвердили високу очікувану точність роботи запропонованого алгоритму, якій базується на однойменному способі. Ключові слова: алгоритм, судно, спосіб, автоматизований контроль, координатний курсор, пеленг, дистанція, безпека плавання, траєкторія руху

У статті розглянуто алгоритм контролю положення суден і складів на траєкторії руху, якій вирішує проблему автоматизованого високоточного контролю положення кінцівок суден і складів на траєкторії руху засобами ЕСDIS. Створений алгоритм автоматизованого контролю положення кінцівок суден і складів на траєкторії руху, шляхом використання координатного курсора ECDIS в якості високоточного кутомірно-далекомірного пристрою, дозволяє, при розміщенні в носі і кормі судна антен приймачів ГНСС, сформувати на ЕК їх електронні позначки зі своїми координатними курсорами. Ці курсори можливо використовувати, при реалізації автоматичного, за допомогою цифрових слідячих систем захоплення (до повного збігання кодів координат) і супруводження їх кінцамі контролюемих об’єктів (географічні коордінати яких знаходяться в електронної базі даних) для високоточного автоматичного вимірювання пеленгів і дистанцій до підводних і надводних небезпек в режими “on-line” в цілях контролю за їх допомогою положення кінцівок суден та складів відносно небезпек з точністю порівняної з точністю роботи ГНСС в спеціальних режимах. Експериментальні дослідження, які були проведені шляхом комп'ютерного імітаціонного моделювання, підтвердили високу очікувану точність роботи запропонованого алгоритму, якій базується на однойменному способі. Ключові слова: алгоритм, судно, спосіб, автоматизований контроль, координатний курсор, пеленг, дистанція, безпека плавання, траєкторія руху

Метою статті є вдосконалення системи ознак почерку в контексті започаткування нових способів, що уможливлюють достовірне визначення ідентифікаційних ознак за розміщенням особливих точок підписів якісно-описовими та кількісними методами. У процесі дослідження розроблено спосіб визначення положення точок підписів у системі координат, подібній до прямокутної, де горизонтальною віссю вважають лінію підпису, а вертикальною – перпендикуляр до лінії підпису. При цьому використання координатної сітки дає змогу візуально, більш достовірно і точно оцінити як протяжність рухів під час виконання графічних елементів підписів, так і ознаки співвідношення протяжності рухів. Частину ідентифікаційних ознак підписів запропоновано визначати кількісними методами у прямокутній системі координат для встановлення відстаней між окремими точками за їх координатами і числових значень співвідношень відстаней між точками. Впровадження в експертну практику зазначеного способу дослідження підпису зменшить вплив суб’єктивного чинника, забезпечить достовірність визначення ідентифікаційних ознак під час дослідження підписів якісно-описовими методами та убезпечить від надання недостатньо обґрунтованих висновків. Цей спосіб може становити підґрунтя розроблення автоматизованої ідентифікаційної системи «АІС-ПІДПИС». Достовірність отриманих результатів і висновків забезпечено застосуванням емпіричних методів дослідження, у тому числі спостереження, вимірювання, моделювання, прогнозування, формалізації, що дає змогу візуально оцінити окремі ознаки підписів, а також кількісних методів (статистичних, математичних, узагальнення) для встановлення числових залежностей у дослідженні цих ознак.Ключові слова: підпис; ідентифікаційні ознаки; система координат; лінія підпису; координатна сітка.

Актуальність теми дослідження. Щоб отримати надійні результати геодезичних вимірювань, необхідно використовувати не тільки сучасні автоматизовані та високоточні геодезичні прилади, а й застосовувати методи математичного опрацювання, які гарантують у підсумку достовірність результатів вимірювань. Головними завданнями математичного опрацювання геодезичних вимірів є обчислення їх ймовірного значення, близького до істинного, а також визначення точності виміряних величин. Постановка проблеми. Інколи в практиці геодезичних робіт величини вимірюються двічі. У такий спосіб утворюється ряд подвійних вимірів, за яким можна визначати їх різниці та виконати оцінку точності. Систематичні похибки, що містяться в подвійних вимірах, можуть частково компенсуватися в різницях, однак залишкові систематичні складові можуть бути суттєвими. Тому для виявлення залишкових систематичних похибок застосовують кілька критеріїв. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, які присвячені висвітленню критеріїв для виявлення залишкових систематичних похибок у різницях подвійних геодезичних нерівноточних вимірів. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Недослідженими є причини неузгодження критеріїв з виявлення значної систематичної похибки в результатах подвійних нерівноточних геодезичних вимірювань у тій же самій вибірці. Мета статті. Головною метою цієї статті є встановлення причин, за якими критерії з виявлення значної систематичної похибки в результатах подвійних нерівноточних геодезичних вимірювань показують у конкретних випадках протилежні результати. Виклад основного матеріалу. Проведені теоретичні дослідження та утворено новий критерій для виявлення значної систематичної похибки в різницях подвійних нерівноточних вимірів та його модифікація. Як вихідні дані для математичного моделювання була використана відома вибірка з 9 різниць подвійних нерівноточних вимірів. Обчислена систематична похибка як середня вагова та вилучена з різниць. Шляхом додавання сталої величини до кожної з виправлених різниць імітувалась поява залишкових систематичних похибок. Виконувались обчислення лівих та правих частин кожного з шести відомих критеріїв та нового критерію і його модифікації. У такий спосіб виконувалось математичне моделювання на персональному комп’ютері з використанням програмного засобу MS Excel. Висновки відповідно до статті. За результатами математичного моделювання встановлено, що відомі критерії в тій же самій вибірці відмічають різні значення значної систематичної похибки. Деякі з них не виявляють навіть великої за значенням систематичної похибки у вибірці, оскільки залежать від співвідношення таких параметрів вибірки, як сума ваг та коефіцієнт Стьюдента. За результатами теоретичних досліджень було отримано новий критерій для виявлення залишкових систематичних похибок у різницях подвійних нерівноточних геодезичних вимірів та його модифікація. Цей критерій, на відміну від розглянутих, є стабільним до виявлення значної систематичної складової одиниці ваги на рівні 0,2 від загальної СКП одиниці ваги не залежно від параметрів вибірки та закону розподілу різниць подвійних вимірів.

Постановка проблеми. Здійснення зворотного зв’язку в системах організації самостійної роботи студентів у значній мірі спирається на застосування тестових технологій педагогічного вимірювання для здійснення поточного контролю і педагогічної діагностики. Під час самостійної роботи студентів комп’ютерно орієнтоване тестування з успіхом застосовується для вирішення таких завдань як актуалізація опорних знань (навчальна, стимулювально-мотиваційна функції та функція контролю), відпрацювання навичок за допомогою тестів-тренажерів (навчальна та стимулювально-мотиваційна функції), організація навчальних змагань (навчальна, виховна та стимулювально-мотиваційна функції). Надійність результатів вимірювання визначає якість управління самостійною роботою і позитивне ставлення студентів до відповідних навчальних засобів. Неперервний розвиток тестових технологій, розробка нових модифікованих процедур тестування та інтерпретації тестових результатів (наприклад, застосування вагових коефіцієнтів, спеціальних алгоритмів подання тестових завдань, врахування вгадування тощо) зумовлює потребу в розвитку методів визначення їх надійності.Мета даної роботи полягає у використанні методу статистичного моделювання для аналізу умов застосування певних процедур інтерпретації тестових балів у системах організації самостійної роботи студентів.Виклад основного матеріалу. Будь-яке порівняння має спиратися на певний критерій якості. Але кожна процедура інтерпретації тестових результатів передбачає оригінальний критерій, і різноманітність критеріїв позбавляє дослідника можливості застосувати їх для порівняння різних процедур. Більш того шкали, за якими визначаються тестові бали є різними в різних процедурах інтерпретації тестових результатів. Так за класичною моделлю маємо лінійну шкалу відносно кількості правильно виконаних завдань; моделі з ваговими коефіцієнтами, що враховують трудність або складність завдань, передбачають певні нелінійні шкали; модель IRT, яку започатковано Г. Рашем, передбачає визначення підготовленості тестованого в логітах. Одним із напрямів вирішення проблеми може бути перетворення тестового балу за процентільною шкалою, яка відображає ранжування тестованих за результатами тестування. Але, на наш погляд, такий підхід пов’язаний з певними проблемами застосування статистичних методів для обчислення надійних інтервалів, оскільки зв’язок між різними шкалами є нелінійним. В такій ситуації пропонуємо здійснювати порівняння на підставі методу статистичних випробувань. Критерієм якості процедури інтерпретації тестових результатів (Q) оберемо різницю між імовірністю правильного та неправильного висновку щодо ранжування тестованих. Статистичне моделювання процедур тестування та інтерпретації тестових результатів здійснюємо за розробленою нами моделлю [1], яка ґрунтується на апроксимації ймовірності правильної відповіді на завдання за моделлю Г. Раша. В обчислювальних експериментах кількість статистичних випробувань складала 100000, що за наближеними оцінками з імовірністю не менше 95% забезпечувало дві правильні цифри у шуканому значенні критерію Q.Аналіз результатів обчислювальних експериментів, проведений у статті [1] (рис. 1) дає підстави для висновку, що в усіх розглянутих випадках для рейтингової (нормоорієнтованої) інтерпретації тестових результатів саме класична процедура забезпечує найкращі значення запропонованого критерію якості. Проведено зіставлення таких процедур обчислення тестового бала:1. Класична процедура (ряд 1 на рис. 1), що передбачає 1 бал за кожну правильну відповідь і 0 балів в інших випадках.2. Поправка на вгадування (ряд 2 на рис. 1). Вгадування тестованим правильних відповідей призводить до систематичного завищення тестового бала. Для корекції систематичної похибки для випадку тесту з різними за формою завданнями нами на підставі підходу В. В. Кромера [2] було запропоновано процедуру обчислення тестового бала [3] в якій за правильну відповідь тестований отримує 1 бал, за відмову від відповіді – 0 балів, неправильна відповідь оцінюється величиною (–cj)/(1–cj).3. Застосування вагових коефіцієнтів, відповідних до трудності завдань (ряд 3 на рис. 1) – приклади такого підходу досить часто зустрічаються в літературі й автоматизованих системах тестування. Наприклад, вагові коефіцієнти застосовуються в тестах підсумкової державної атестації для завдань середнього і достатнього рівнів.Результати обчислювальних експериментів збігаються з відомими висновками, що класична процедура інтерпретації тестових результатів забезпечує найкраще розділення тестованих, коли їх підготовленість близька до трудності завдань тесту. Але такий тест має вузький робочий діапазон вимірювання и для тестованих з низькою або високою підготовленістю не забезпечує задовільної якості вимірювання. Сучасні педагогічні тести будуються як система завдань зростаючої трудності, що дозволяє суттєво розширити робочий діапазон вимірювання, але чутливість тесту, тобто його здатність розділяти тестованих з невеликою різницею підготовленості зменшується. Відсутні вгадуваннята неуважністьІмовірність угадування 25%, неуважність відсутняІмовірність угадування для половини завдань різної трудності складає 25%; решта завдань не припускають вгадування;неуважність відсутняІмовірність угадування для половини завдань різної трудності складає 25%; решта завдань не припускають вгадування; ймовірність помилки за неуважністю складає 10%Рис. 1. Вплив вгадування та неуважності на якість інтерпретації тестових результатів за різними процедурами обчислення тестового бала (1 – класична; 2 – з поправкою на вгадування; 3 – з ваговими коефіцієнтами). Критерій Q обчислено для випадку ранжування тестованих з різницею підготовленості (θ2–θ1) = 0,5 і середньою підготовленістю θ = (θ2 + θ1) / 2 в термінах моделі Г. Раша (θ = –2 – погано підготовлені учні; θ = 0 – середньо підготовлені учні; θ = 2 – кращі учні) для тесту, який складається з 31 завдання зростаючої трудності (параметр трудності різних завдань за моделлю Г. Раша від –2 до 2), параметр роздільної здатності за моделлю Г. Раша дорівнює 2. Враховуючі значну різницю в підготовленості тестованих, доцільно застосовувати тести, які побудовані як система завдань зростаючої трудності, що забезпечує найкращу якість тестових результатів у широкому діапазоні, як це показано за результатами обчислювальних експериментів [1].Інтерпретація тестових результатів за моделлю IRT не змінює ранжування тестованих у порівнянні з класичною процедурою інтерпретації тестових результатів. Це підтверджується теоретичним аналізом процедури визначення підготовленості тестованого за моделлю IRT і проведеними обчислювальними експериментами. В реальному тестуванні, коли параметри завдань невідомі й обчислюються за результатами тестування, звісно, спостерігатимуся розбіжності в ранжуванні, які викликатимуся похибками визначення параметрів тестових завдань за моделлю Г. Раша.В системі організації самостійної роботи студентів розглянута вище рейтингова (нормоорієнтована) інтерпретація тестових результатів доцільна для проведення певних навчальних змагань і при здійснені студентом самоконтролю, щоб надати йому можливість бачити рівень власних навчальних досягнень на фоні групи. За нормоорієнтованою інтерпретацією тестових результатів може здійснюватися підсумковий контроль.Під час організації самостійної роботи часто застосовується інтерпретація тестових результатів, що орієнтована на критерії, які задаються навчальним стандартом, викладачем або системою педагогічної діагностики й прогнозування. Так, під час здійснення актуалізації опорних знань на початку вивчення нового матеріалу рейтингова інтерпретація тестових результатів не є можливою, оскільки за умови нормального навчального процесу всі тестовані мають успішно виконати тест. Викладач задає певну межу тестового балу, що відповідає якості опорних знань, яка достатня для продовження навчання. Поточний контроль теж частіше здійснюється на основі критеріїв якості засвоєння. За рекомендаціями різних авторів повнота знань, яка ще дає можливість студенту самостійно ліквідувати прогалини складає близько 0,7. За вимогами «Критерієв оцінювання навчальних досягнень ...» [4] мінімальна позитивна оцінка 4 за 12-бальною шкалою виставляється за умови, що учень знає близько половини навчального матеріалу. Тематичний контроль може здійснюватися за нормоорієнтованою інтерпретацією тестових результатів, але для цього потрібно мати стандартизовані тести, створення яких пов’язано з ретельною апробацією цих тестів на великій вибірці з цільової групи. Якщо таких тестів немає, то неможливо перевірити якість засвоєння студентом навчального матеріалу теми через порівняння його навчальних досягнень з досягненнями невеликої і не завжди репрезентативної академічної групи студентів. В такому випадку застосування інтерпретації тестових результатів, що орієнтована на критерії, буде доцільним.Для порівняння якості різних критеріально орієнтованих процедур інтерпретації тестових результатів запропонуємо критерії Z, який за аналогією з вище описаним критерієм Q визначатиме різницю між імовірністю правильного та неправильного висновку щодо перебільшення навчальних досягнень тестованого над певною заданою межею, що встановлена викладачем або освітнім стандартом. Критерії Z є функцією від різниці Δy між навчальними досягненнями та встановленою критеріями межею. Чим більше ця різниця, тим ближче значення критерію до одиниці. Таким чином, під час здійснення аналізу якості процедур тестування й інтерпретації тестових результатів потрібно заздалегідь обрати певну різницю Δy, яка визначатиме частку повноти знань для якій визначатимуся критерій Z. Крім цього, досліджувана процедура тестування й інтерпретації тестових результатів може давати систематичну похибку в бік завищення або заниження вимірюваної повноти знань. Тому потрібно обчислювати значення критерію Z як для випадку перевищення навчальних досягнень над заданою межею, так і для протилежного випадку, коли навчальні досягнення (наприклад, повнота знань) нижче за встановленої межі.Висновки:1. Показано, що під час організації самостійної роботи доцільно застосовувати як нормоорієнтовану, так і критеріально орієнтовану інтерпретацію тестових результатів, у залежності від дидактичних завдань тестування.2. Обчислювальний експеримент підтверджує відомий висновок, що найбільша якість ранжування тестованих забезпечується, якщо тест містить завдання однакової трудності, яка близька до підготовленості тестованих. Але такий тест має вузький діапазон вимірювання.3. Для тестів з нормо-орієнтованою інтерпретацією результатів слід застосовувати класичну процедуру обчислення тестового бала (без корекції вгадування та вагових коефіцієнтів).5. Інтерпретація тестових результатів за моделлю IRT не змінює ранжування тестованих у порівнянні з класичною процедурою інтерпретації тестових результатів за відсутності похибки визначення параметрів завдань.6. Запропоновано критерій, який дає можливість порівнювати якість критеріально орієнтованих процедур інтерпретації тестових результатів, незалежно від застосованої в кожній процедурі шкали вимірювання.Напрями подальших розвідок з проблеми дослідження: доцільно провести порівняльне дослідження якості конкретних процедур тестування та інтерпретації тестових результатів в системах з критеріально орієнтованою інтерпретацією тестових результатів.

Основне протиріччя, яке лежить в основі наукових досліджень у напрямку підвищення ефективності експлуатації засобів річкового та морського транспорту, полягає, з одного боку, у необхідності підвищення технічної готовності суднового обладнання до використання за призначенням та безвідмовності його функціонування. З іншого боку, намагання максимального здешевлення транспортних перевезень, призводить до зменшення кількості контрольних заходів, спрощення їх процедури. У такому аспекті, розроблення нових методів технічної експлуатації обладнання на основі застосування сучасних автоматизованих процедур визначення періодичності та обсягу діагностування є актуальним. Отже, вирішенню підлягає актуальне науково-прикладне завдання щодо розроблення процедури визначення доцільних термінів технічного діагностування суднового обладнання при на основі прогнозування технічного стану обладнання. Наведені результати моделювання підтверджують адекватність моделі процесу експлуатації суднового обладнання річкового та морського транспорту, яка базується на ідеї прогнозуючого контролю індивідуальної надійності зразка суднового обладнання на основі канонічного розкладання випадкового процесу з урахуванням похибок апріорних вимірювань, що дозволяє реалізувати зазначену модель в умовах експлуатації судна при мінімумі діагностичних даних точно визначаючи випадковий процес у точках контролю та забезпечуючи мінімум середнього квадрата похибки наближення у проміжках між цими точками Неповнота апріорної інформації може знизити точність прогнозування, або взагалі зробити неможливим прогнозування стану суднового обладнання. У такому випадку постає необхідність врахування неповноти інформації контролю у процедурі вирішення задачі прогнозування, а також оцінки її впливу на точність одержаних результатів. У статті розглянуто особливості вирішення задачі прогнозування поза межами апріорного знання процесу, а саме практичний приклад індивідуального прогнозування зміни зазору штоку та направляючої втулки клапана на основі лінійного канонічного подання скалярного апостеріорного процесу на області, не охопленій статистикою, тобто поза межами апріорного знання процесу Ключові слова: апріорне знання процесу, канонічне розкладання випадкового процесу, прогнозуючий контроль, індивідуальна надійність, модель, річковий та морський транспорт.

Бажання зазирнути у Всесвіт і в глибини Людини протягом віків надихає вчених. Практичні хірурги здавна вивчають структуру та співвідношення внутрішніх органів й утворень. Важливість отриманих даних важко переоцінити. Яскравим прикладом є праці видатного вченого, хірурга зі світовим ім’ям, засновника топографічної анатомії Миколи Івановича Пирогова. Вільгельм Конрад Рентген у 1895 р. відкрив короткохвильове електромагнітне випромінювання, відоме як рентгенівські промені. Також існують праці Івана Павловича Пулюя, австро-угорського фізика з Галичини, який вивчав електричні розряди у вакуумних трубках за 10 років до відкриття Рентгена, але подальшим розвитком і патентуванням не займався. Вивчення «рентгенівських тіней» і розвиток обчислювальних технологій зумовили виникнення методу пошарового вивчення внутрішньої будови, запропонованого в 1972 р. Годфрі Хаунсфільдом. Системою реєструються ослаблення опромінення на детекторі та формуються зображення. Візуальна та кількісна оцінка проводиться за шкалою ослаблення рентгенівського опромінення (шкалою Хаунсфільда). Умовно вона розподілена на середину – щільність води, або 0 одиниць Хаунсфільда (HU), та крайні точки: повітря -1000 HU та кісткова тканина +1000 HU. Із розвитком томографічного обладнання до «покрокових» апаратів додали детектори, «кроки» перейшли в «спіраль», значно збільшилися кількість детекторів і час обчислення результатів. На сьогодні КТ-реконструкції дають змогу доопераційно виконати віртуальну фібробронхоскопію, вивчити розгалуження артеріальних стовбурів та особливості венозних судин у зоні оперативного втручання. Доопераційне визначення анатомічних особливостей та індивідуальної структури паренхіми допомагає значно оптимізувати оперативне лікування, що особливо важливо при мініінвазивних торакоскопічних втручаннях. Вивчення особливостей денситометричних змін на тлі лікування дало можливість обґрунтовано встановлювати оптимальні терміни оперативного втручання та прогнозувати наслідки. Передопераційне визначення структури легеневої паренхіми дало змогу підібрати оптимальні заходи запобігання легенево-плевральним ускладненням як інтраопераційно, так і в післяопераційному періоді. Роботи з визначення структури легеневої паренхіми на основі денситометричних змін допомагають автоматизувати скринінг і первинну діагностику легеневих хвороб. Розроблені за договором співпраці з Національним авіаційним університетом автоматизовані системи дають змогу визначати активність специфічного процесу та відсоток ураження легені. Створено програму виявлення COVID-ураження легеневої паренхіми. Завдяки структурно-параметричному синтезу загорткової нейронної мережі можна проаналізувати гістограми легень, отримуючи значно більше інформації від проведеного КТ-дослідження. У практичній діяльності широко розповсюдженим є аналіз КТ-зображень за допомогою DICOM-VIEWER, як безкоштовних програм, так і професійних. Принциповим за сенситометричного аналізу легеневої паренхіми є прецизійне виділення на КТ-зрізах ділянок ураження, без залучення просвіту бронха чи каверни. Потрапляння в зону вимірювання повітроносної структури радикально викривляє результати вимірів, роблячи їх нерепрезентативними. Збільшення кількості замірів денситометричних показників у разі збільшення площі досліджуваної ділянки ураженої легеневої паренхіми на якість отриманого результату не вплинуло. На сьогодні досвід роботи відділу з хворими на COVID-пневмонію продемонстрував можливість контролю перебігу захворювання з огляду на денситометричні зміни. Денситометричний аналіз томограм у разі синдрому плеврального випоту дає змогу доопераційно достовірно визначити транссудат, ексудативні процеси, ускладнення травм органів грудної клітки та згорнутий гемоторакс. Складно переоцінити вплив денситометричного аналізу КТ органів грудної клітки на тактику лікування фтизіатричних пацієнтів. Встановлено значення щільності для різних фаз специфічного запального процесу, що дає можливість об’єктивно визначати показання до оперативного лікування.

Необхідність формування особистості школяра як творчої, розвиток потенційних можливостей кожної дитини, підготовка її до плідної продуктивної праці викликана зростанням соціальної ролі особистості гуманного та демократичного інформаційного суспільства, динамізмом, який присутній сучасній цивілізації, інтелектуалізацією праці, швидкою зміною техніки та технології у всьому світі. Школа покликана якомога ра­ніше виявити якості творчої осо­бистості в учнів і розвивати їх в межах можливого у всіх школярів. Одним із напрямків здійснення цього завдання є впровадження інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) навчання. Тому вирішення проблеми підвищення кваліфікації вчителя в галузі ІКТ потребує пошуку нових шляхів удосконалення якості його підготовки та перепідготовки, формування уміння поєднувати традиційні методичні системи навчання із новими інформаційно-комунікаційними технологіями, використовувати їх для підготовки супроводу, аналізу, коригування навчального процесу, управління навчальним процесом і навчальним закладом. На важливості формування у вчителя математики високого рівня інформаційної культури, що передбачає вміння грамотно працювати з будь-якою інформацією, акцентують увагу в наукових працях М.І. Жалдак та Г.О. Михалін. До основних компонентів відносять розуміння сутності інформації та інформаційних процесів, їх ролі в процесі пізнання навколишньої дійсності та перетворюючої діяльності людини, проблем подання, оцінки і вимірювання інформації, її сприймання і розуміння, усвідомлення сутності інтелектуально-пошукових систем. Це допоможе вчителю успішно впроваджувати в навчальний процес особистісно орієнтовані проектні технології навчання. А саме, засобами інформаційних технологій школярі зможуть вести пошук та обробку інформації, представляти результати досліджень і оформляти звіти.Вміле проведення обчислювальних експериментів засобами ІКТ в навчанні математики забезпечує ефективний розвиток творчого мислення школяра через реалізацію навчання як відкриття, навчання як дослідження. У зв’язку з цим перед вчителем постає проблема розуміння сутності неформалізованих, творчих компонентів мислення, а також постановка проблеми і добір потрібних операцій, що приводять до її розв’язання. Вкрай необхідними в ході дидактичної гри з комп’ютерною підтримкою є уміння вчителем математики добирати і разом з учнями формулювати мету дослідження, здійснювати постановку задач, висувати гіпотези самому і спонукати до цього учнів, будувати інформаційні моделі досліджуваних процесів і явищ, аналізувати їх за допомогою інформаційно-комунікаційних технологій та інтерпретувати отримані результати, систематизувати, осмислювати і формулювати висновки, узагальнювати спостереження, передбачати наслідки прийнятих рішень та вміти їх оцінювати. Суттєвим для роботи вчителя математики є питання визначення місця дидактичної гри в системі інших видів діяльності на уроці та педагогічна доцільність використання її на різних етапах роботи з навчальним матеріалом. Тобто, вчитель має бути компетентним в питанні добору раціональних методів та засобів навчання у відповідності до цілей, змісту навчання та індивідуальних особливостей учнів, їх нахилів та здібностей, в тому числі і необхідних педагогічних програмних засобів. Важливі уміння розробляти програму спостереження, досліду, експерименту; добирати послідовність операцій і дій у діяльності. В той же час слід зауважити, що використання ППЗ в навчальному процесі має бути доцільним, оптимально виправданим.Питання підвищення інформаційної культури вчителя тісно пов’язане з формуванням компетентностей вчителя з математики та з ІКТ, чому приділено значну увагу в роботах С.А. Ракова та Ю.В. Триуса. Надзвичайної ваги набуває технологічна компетентність фахівця-математика, тобто володіння сучасними математичними пакетами. В той же час в учителя має бути сформована така риса інформаційної культури, як розуміння того, що автоматизовані інформаційні системи необхідні чи достатні для розв’язування далеко не всіх задач. Розуміння сутності математичного моделювання, адекватності моделі досліджуваному явищу, коректності постановки задачі, стійкості методу розв’язування та відповідного алгоритму, впливу похибок необхідне педагогу незалежно від того, використовує він у своїй роботі комп’ютери чи ні. Уміння оцінювати доцільність використання математичних методів для розв’язування індивідуально і суспільно значущих задач визначає методологічну компетентність учителя математики.Розвиток програмного забезпечення комп’ютерів досяг такого рівня, коли в багатьох випадках алгоритм досягнення мети може побудувати сам комп’ютер. Однак, актуальним є розуміння сутності поняття алгоритму, уявлення про програмування і мови програмування, володіння основами алгоритмізації, програмування, арифметичними та логічними основами ЕОМ, елементами схемотехніки ЕОМ. І особливо для вчителів таких спеціальностей, як “Математика та основи інформатики”, котрим необхідні не тільки знання великої кількості стандартних алгоритмів, а й уміння створювати нові алгоритми і навчати цьому школярів, в тому числі і засобами ІКТ, умінь навчати учнів користуватися ними. Вирішенню окреслених проблем мають сприяти курси підвищення кваліфікації, майстер-класи методкабінетів, курс “Інформаційно-комунікаційні засоби навчання математики”. Детальні пропозиції з їх організації представлені у доповіді.

У перекладі з грецької мови діагностика (diagnōstikos) означає здатність до розпізнання [1, 223]. «Педагогічна діагностика нараховує стільки ж років, як і уся педагогічна діяльність» [2, 6], але поняття «педагогічна діагностика» є відносно новим у світовій науці. Як відмічає К. Інгенкамп, він запропонував це поняття «... за аналогією з медичною і психологічною діагностикою у 1968 р. ...» [2, 6].Аналіз літератури [2–11] та ін. свідчить, що педагоги одностайні у визнанні необхідності діагностики особистісних якостей тих, хто навчається, і систематичного докладного аналізу їх навчальних досягнень з метою оптимізації навчального процесу. З цього приводу Ю. Бабанський підкреслює, що «... сама структура процесу навчання передбачає функціонування компонента зворотного зв’язку, без якого неможливо забезпечити регулювання і коригування цього процесу, проектування і конкретизацію нових цілей навчання» [12, 36].Педагогічна діагностика є багатоплановим напрямом педагогічної науки, який швидко розвивається. Тому не дивно, що існує багато підходів до визначення змісту цього поняття. Розпочнемо аналіз з авторського визначення педагогічної діагностики, яке запропоновано К. Інгенкампом:«Педагогічна діагностика призвана, по-перше, оптимізувати процес індивідуального навчання, по-друге, в інтересах суспільства забезпечити правильне визначення результатів навчання и, по-третє, керуючись критеріями, що заздалегідь розроблені, звести до мінімуму помилки під час переводу тих, хто навчається, з однієї навчальної групи до іншої, під час направлення їх на різноманітні курси і вибору спеціалізації навчання. Для досягнення цих цілей у ході діагностичних процедур, з одного боку, встановлюються передумови, що мають окремі індивіди і представники навчальної групи у цілому, а з іншої, визначаються умови, які необхідні для організації планомірного процесу навчання і пізнання. За допомогою педагогічної діагностики аналізується навчальний процес і визначаються результати навчання. При цьому під діагностичною діяльністю розуміється процес, у ході якого (з використанням діагностичного інструментарію або без нього), додержуючись необхідних наукових критеріїв якості, вчитель спостерігає за тими, хто навчається, та здійснює анкетування, обробляє дані спостережень і опитувань та повідомляє про отримані результати з метою описати поведінку, пояснити мотиви або передбачити поведінку в майбутньому» [2, 8].К. Інгенкамп підкреслює, що існує протиріччя між педагогічними і суспільними задачами педагогічної діагностики. У залежності від того, яка саме задача вирішується, відрізнятимуся функції і принципи діагностики. Деякі методи діагностики можуть ефективно застосовуватися тільки для вирішення однієї з цих задач. Тому для прозорості подання матеріалу будемо застосовувати поняття педагогічна експертиза, для підкреслення, що розуміється саме педагогічна діагностика в інтересах суспільства, на відміну від педагогічної діагностики, яка застосовується для оптимізації процесу навчання, тобто в інтересах того, хто навчається.Проведений аналіз науково-педагогічної літератури [2; 3; 12; 7; 4; 5; 8; 10; 11] та ін. свідчить, що серед дослідників немає суперечностей щодо таких ознак педагогічної діагностики:реалізує зворотний зв’язок в системі управління навчальним процесом;здійснюється з метою покращення процесу навчання (індивідуального або освіти у цілому) через вплив на умови і методи навчання;здійснюється невідривно від процесу навчання і є складовою цього процесу;передбачає здійснення педагогічного діагнозу, тобто детальний аналіз стану і динаміки розвитку студента, виявлення обставин недоліків, що дозволяє класифікувати студента за певним комплексом параметрів;передбачає аналіз передумов навчання, що мають окремі студенти або група у цілому;передбачає аналіз умов навчання, тобто перебігу навчального процесу і впливових факторів;забезпечує прогнозування перебігу навчального процесу.Деякі дослідники також включають до ознак діагностики здійснення оцінювання ([10; 5; 7] та ін.) і заохочення [5; 2] тих, хто навчається. На наш погляд, реалізація функції заохочення шляхом позитивної або негативної оцінки не є ознакою діагностики і більш притаманна контролю. Якщо припустити, що заохочення є необхідною функцією діагностики, арсенал методів діагностування суттєво звузиться. Чи будуть студенти відверто відповідати на запитання анкети, якщо вони знають, що за результатами дослідження їх похвалять або оцінять негативно? Чи скористається студент у вільний від аудиторних занять час автоматизованою системою тестування з метою закріпити власні знання і спрямувати навчальні зусилля, якщо виставлена системою оцінка може вплинути на підсумкову. Діагностика передбачає докладний аналіз не тільки навчальних досягнень, але і здібностей до певних дій, тобто властивостей особистості. По-перше, це висуває підвищені вимоги до докладності інформації про студента, тому не можна нехтувати високоінформативними методами діагностики, в тому числі такими, що не захищені від умисного спотворення результатів студентами. Потрібна довіра студентів до діагностичних заходів, їх впевненість, що результати не викликатиме негативних емоцій або інших наслідків. По-друге, докладна діагностика особистості є дуже делікатною сферою діяльності, спроби емоційно-ціннісного оцінювання здібностей можуть викликати неадекватну реакцію з боку студента, оскільки здібності у студентському віці здебільшого сформовані і їх розвиток дуже ускладнений. Психологи, наприклад, ніколи не оцінюють властивості випробуваних як добрі або погані: мова завжди йде про те як вибрати сферу діяльності, щоб оптимально реалізувати власну особистість.Щодо оцінювання, то воно має дві складові. По-перше, оцінка –«вимірювання знань, умінь, навичок, погляд на їх рівень» [3, 362], і у такому розумінні оцінювання, безумовно, є функцією педагогічної діагностики. З іншого боку оцінка передбачає вплив на особистість «... вона може виявитися у похвалі словом, жесті, міміці вчителя, короткому судженні, догані, оціночному вислові» [3, 362]. Така емоційно-ціннісна оцінка, на наш погляд, не відповідає завданням педагогічної діагностики, як було показано вище. І. Підласий застосовує термін «оцінювання» у зв’язку з метою педагогічної діагностики: «Метою дидактичного діагностування є своєчасне виявлення, оцінювання і аналіз перебігу навчального процесу у зв’язку з його продуктивністю» [7, 544]. Але це не оцінювання учня як особистості. Мова йде про аналіз навчального процесу з точки зору його продуктивності. І. Підласий також розглядає оцінку як «... спосіб раціонального визначення особистого рейтингу ...» [7, 546], – такий підхід насамперед передбачає не оцінку, а самооцінку за результатами вимірювання окремих властивостей особистості та її навчальних досягнень. Щоб уникнути багатозначності поняття «оцінювання», пропонуємо для педагогічної діагностики застосовувати терміни «вимірювання» і «аналіз».Сказане не заперечує високого значення оцінювання і заохочення для управління навчальною діяльністю студента.Якісне визначення поняття педагогічної діагностики не можливе без встановлення зв’язків між ним і традиційним поняттям педагогічного контролю. Традиційно педагогічна діагностика розвивалася як складова педагогічного контролю. Це знайшло відображення у науковій і навчальної педагогічної літературі ([3; 13; 4] тощо), і закріплено у «Критеріях оцінювання навчальних досягнень» [14] через виділення діагностико-керуючої функції педагогічного контролю «... що допомагає виявити причини труднощів, які виникають в учня у навчанні, прогалини у знаннях і вміннях, і визначити конкретні шляхи усунення недоліків» [3, 363]. Таким чином, сутність діагностико-керуючої функції педагогічного контролю відповідає сутності педагогічної діагностики.В. Бондар розглядає педагогічну діагностику як новий рівень педагогічного контролю: «контроль з боку вчителів за результатами діяльності учнів трактується як педагогічна діагностика і виходить за межі перевірки й оцінювання знань, вмінь та навичок. За педагогічної діагностики, яка здебільшого застосовується до виховання, враховуються індивідуальні особливості учнів: їхні інтереси, потреби й мотиви; захоплення, нахили, здатності та здібності; особливості перебігу психічних процесів – мови й мислення; уваги, уяви і фантазії; пам’яті, емоцій, волі тощо» [8, 183].І. Підласий [7], Н. Морзе [10] і Л. Крившенко [15] розглядають педагогічний контроль як складову педагогічної діагностики.Г. Атанов виділяє два підходу до проведення контролю: на основі «... інтегральної оцінки того, що знає або вміє той, хто навчається ...» [16, 154] або на основі педагогічної діагностики, яка «... проводиться з метою управління навчальним процесом, його корекції ...» і передбачає визначення того, «що саме не знає / не вміє той, хто навчається ...» [16, 155]. Таким чином бачимо, що є спільні методи, що застосовуються і для контролю, і для діагностики. Однак, є методи контролю, що визначають інтегральну оцінку результату навчальної діяльності студента, такі методи не дають достатньої інформації з точки зору діагностики. З іншого боку, частина методів діагностики, таких як, наприклад, анкетування не можуть застосовуватися для здійснення контролю, оскільки студент може умисно спотворити результати з метою отримання позитивної оцінки.На нашу думку педагогічний контроль і педагогічна діагностика відрізняються за метою і спрямованістю результатів, тому це різні, хоча і дуже близькі поняття. Мета педагогічного контролю – корекція особистості студента, його дій, ставлення до навчання, крім цього, контроль виконує і діагностичну функцію. Мета діагностики – інформаційне забезпечення системи управління навчальним процесом, вибір оптимального методу навчання у конкретний момент навчального процесу.Педагогічна діагностика і педагогічний контроль здійснюються невідривно від навчального процесу і є компонентами навчального процесу, методи контролю і діагностики виконують навчальну функцію і можуть розглядатися як своєрідні методи навчання [7, 545]. У практиці навчання діагностика і контроль здебільшого здійснюються спільно: з одного боку, діагностика є однією з функцій педагогічного контролю, з іншого боку, педагогічний контроль часто застосовує методи діагностики. Але різна спрямованість педагогічного контролю і педагогічної діагностики змушує розглядати їх окремо як різні підсистеми педагогічної системи. З урахуванням поглядів на педагогічну систему як багатовимірну «... з такими основними векторами: організаційним, управлінським, діалогічним ...» [17] можна сказати, що педагогічний контроль відноситься до організаційного вектору, а педагогічна діагностика до управлінського. У таблиці 1.1 наведено фактори що зумовлюють диференціацію понять педагогічна діагностика і педагогічний контроль.Таблиця 1.1. педагогічний контрольпедагогічна діагностикаі контроль, і діагностика є компонентами педагогічної системидіагностика є однією з функцій контролюпедагогічний контроль застосовує деякі методи діагностикиконтролювати можна тільки те, що свідомо формується (навчальні досягнення, поведінку тощо)педагогічній діагностиці підлягають не тільки навчальні досягнення студента, але і його початкова підготовка, мотиви, деякі психофізіологічні властивості, що впливають на ефективність навчання, тощоконтроль передбачає прямий вплив на студента: заохочення або покараннядіагностика передбачає непрямий вплив на студента через рекомендації щодо вибору методу навчанняконтроль може здійснюватися як на основі діагностики шляхом узагальнення результатів, так і за допомогою інтегральних методів, що перевіряють сформованість професійної компетентності через виконання комплексних практичних завданьдіагностика завжди передбачає детальний аналіз за елементами, що складають очікуваний результат навчання діагностика передбачає виявлення причин труднощівконтроль включає в себе інтегральну оцінку навчальної діяльності студента та його досягненьдіагностика передбачає обробку даних: інтерпретацію, класифікацію, формування рекомендацій щодо корекції навчання, прогнозуванняконтроль передбачає емоційно-ціннісну оцінку особистостірезультати діагностики емоційно-нейтральніконтроль передбачає оперативну реакцію на виявлені порушення або успіхиінтерпретація результатів діагностики здійснюється після накопичення необхідного об’єму данихмета контролю – корекція особистості студента, його дій, ставлення до навчання мета діагностики – інформаційне забезпечення системи управління навчальним процесом щодо вибору змісту і методів навчанняТаким чином педагогічна діагностика і педагогічний контроль є окремими підсистемами навчального процесу, але деякі їх функції співпадають за змістом, хоча і реалізуються у різному ступені.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

У дослідженні сформовано систему оцінки просування продукту на цифрову майданчику, яка складається зі стратегічних показників оцінки (частка ринку, частка витрат конкурентів на рекламу, вартість реклами відносно продажів), показників операційної ефективності (конверсія, вартість за клік, окупність інвестицій), показників вимірювання взаємодії з покупцями (лояльність та задоволеність на основі показників індексу підтримки споживачів, показнику прибутковості клієнтів, рівень задоволення споживанням продукту, середній рейтинг продукту та інші). Оцінювання ефективності просування на торгових майданчиках повністю автоматизоване, що забезпечує швидку операційну реакцію компанії на скорочення обсягів продажу або незадоволення покупця. Система відгуків є важливим елементом системи продажів й просування продукту, від якої залежить майбутня взаємодія компанії з наявною базою клієнтів та новими клієнтами. Система відгуків забезпечує розуміння планових обсягів продажу, а в поєднанні з системою показників оцінки лояльності клієнтів дає змогу прогнозувати майбутні доходи, прибутковість, рентабельність інвестицій у рекламу. Система відгуків на електронному ринку автоматизована та включає аналіз рейтингу продукту, обсягів та актуальності відгуків, найбільш корисних коментарів, сприйняття покупців. Вказані показники забезпечують розуміння потреб клієнтів та потенціал задоволення очікувань покупців на основі аналізу переваг та недоліків продуктів.

У статті розглянуто основні типи автоматизованих систем виявлення та розпізнавання об’єктів, що перебувають на озброєнні підрозділів збройних сил Російської Федерації або знаходяться на стадії проведення військових випробувань. Розкривається класифікація оптико-електронних засобів розвідки за їх будовою, принципом дії та спектром вимірювання. На основі проведеного аналізу наводиться технічна характеристика російських оптико-електронних засобів, як складових частин автоматизованих систем виявлення та розпізнавання об’єктів.

У статті розглянуті деякі шляхи підвищення енергоефективності виробництва. Обґрунтовано актуальність і необхідність застосування систем, що дозволяють утилізувати тепло пароповітряних сумішей як енергетичних відходів. Розглянуто різні варіанти утилізації і виділені їх недоліки. Запропоновано можливість застосування теплового насоса для більш глибокої утилізації тепла пароповітряних сумішей. Описана конструкція автоматизованого робочого місця дослідника процесів утилізації тепла пароповітряних сумішей, яке дозволить проводити попередні дослідження перед побудовою систем утилізації для конкретного технологічного процесу. Автоматизоване робоче місце включає в себе технологічну систему, що дозволяє імітувати пароповітряну суміш із заданими параметрами, проводити утилізацію її теплової енергії. Глибока утилізація досягається за рахунок застосування в системі теплового насоса «вода-вода». Система обладнана датчиками, що дозволяють вимірювати значення всіх параметрів, що цікавлять і виконавчими пристроями. Також автоматизоване робоче місце включає програмне забезпечення, яке працює на персональному комп'ютері, і дозволяє управляти ходом експерименту, як в ручному, так і в автоматичному режимі, реєструвати всі дані. При проведенні автоматизованого експерименту усі змінні стабілізуються, окрім однієї, яка змінюється по заданому закону. Наведені результати експериментів, по дослідженню режимів роботи випарника, виконаних в автоматичному режимі. Результати представляють собою сімейства квазістатичних залежностей змінних процесу. Проведено аналіз результатів експериментів. Зроблено висновки за результатами експериментів й розглянуті шляхи вдосконалення системи керування випарником.

На основі аналізу структурної ієрархічної побудови автоматизованої системи комерційного обліку електроенергії в умовах енергоринку України було досліджено заходи із забезпечення точності при проведенні вимірювань засобами системи та розрахунково – експериментальний метод оцінки похибок вимірювальних каналів системи як найбільш ефективного.

Вступ. Розроблено та віпробувано необхідні зонди, Які поєднують в Собі здатність візначаті форму та стан тканини Кукса. Зонди ма ють шкалу регулювання відносно "нульового" рівня Кукса та об'єднані з датчиками руху. На Основі Отримання Даних програмне забезпечення формує форму протеза. Це дает можлівість Здійснювати автоматичні вимірювання, Забезпечує метрологічні вимоги во время Калібрування пристрою. Для визначення механічніх властівостей тканин зонди оснащені датчиками тиску та прибудований для создания конкретного механічного НАВАНТАЖЕННЯ на зонди, что відповідає реальному, дБА на куксу в цілому. Є кілька режімів для вимірювання механічніх властівостей тканини Кукса.Мет ою дослідження Було Розробити прилад для визначення 3-D форми та механічніх характеристик тканин Кукса, что взаємодіють з гільзою протеза.Матеріали и методи. У процесі дослідження були проаналізовані матеріали про основні найбільш пошірені технології протезування кінцівок. Медичні, реабілітаційні та ерготерапевтічні проблеми пацієнтів в процесі протезування и ЕКСПЛУАТАЦІЇ протезів. Для проектування були вікорістані пакети MatCad, SolidWorks та технології метрологічної ОЦІНКИ датчіків.Визначили такоже вимоги до автоматизації Втрата Даних та сумісності з технологіямі CAD-CAM. У конструкції пристрою враховуються економічні та технологічні возможности его реализации. Технологія может буті частина технології CAD / CAM для виробництва протезів кінцівок.Висновки. Розроблення Пристрій дозволяє розробляті форму та стан залішкової кінцівкі тканини. Автоматизована система дозволяє зніматі та збіраті дані з вимірювальних зондів и передаваті ЦІ дані на комп'ютер для Подальшого АНАЛІЗУ. Це дозволяє використовуват розроблення Пристрій як CAD-CAM технологічний елемент при формуванні оптімальної-протезної системи "протезування кінцівок".

У статті наведено класифікацію автоматизованих систем обробки біомедичних зображень, їх режим роботи. У більшості випадків для існуючих програмних засобів обробки та аналізу медичних клітинних зображень рекомендовано використовувати автоматичний режим, проте це не дає досягти бажаного результату.Мета дослідження – удосконалити методи обробки зображень та усунути недоліки існуючих методів виявлення пухлинних клітин у крові.Матеріали і методи. Для аналізу медичних зображень клітинних структур та отримання основних морфологічних параметрів об’єктів на цифрових зображеннях необхідно враховувати необхідність “доведення” отриманого зображення до необхідної якості. В подальшому цифрове зображення повинно точно представляти оригінальне оптичне зображення з необхідною для кожного специфічного додатку роздільною здатністю. Роздільна здатність у цифровому форматі характеризується двома параметрами: фотометричною роздільною здатністю – дозвіл яскравісний і просторовою роздільною здатністю. Реалізація завдань з оброблення зображень досягається використанням математичних операцій: лінійна і нелінійна фільтрація; арифметико-логічні операції; математична морфологія; порогова сегментація; інтерактивні вимірювання; препарування зображень тощо.Результати досліджень та їх обговорення. Для успішного застосування методів виявлення пухлинних клітин в крові та кістковому мозку необхідно удосконалювати методи ідентифікації дисемінованих пухлинних клітин (ДПК) і циркулюючих пухлинних клітин (ЦПК). Процес отримання, оброблення та визначення мікроскопічних зображень циркулюючих пухлинних клітин за допомогою розробленої авторами інформаційної технології для визначення ЦПК в крові людини, слід відзначити, що в її основу покладено удосконалений ISET - метод виявлення ЦПК. Сам метод та ISET -технологія на сьогодні є одним із найефективніших засобів виявлення ЦПК у крові людини.Висновки. Удосконалений метод та інформаційна технологія забезпечують: максимальне збереження цілості й неушкодженості ЦПК; мінімальний вплив (лікаря) на процес визначення та підрахунку ЦПК.