Journal articles on the topic 'Швидкодія роботів'

В даній роботі проведено дослідження швидкодії виконання запитів для баз даних MySQL та MariaDB з виконанням базових операцій у середовищах Python та РНР. Проведено теоретичний огляд основних характеристик вищезгаданих баз даних, а також здійснено огляд особливостей підключення та взаємодії з ними в мовах підтримки Python та PHP, а саме, організація роботи з об’єктами підключення та курсорами. Встановлено залежність між кількістю виконання запитів та їх швидкодією виконання.

У статті представлені результати дослідження хеш-функцій. Для досягнення оптимальної швидкодії та надійності захисту інформації обрана апаратна реалізація алгоритмів хешування. Саме вона гарантує цілісність розробки та виключає можливість перехоплення інформації. Розроблено апаратний модуль хешування на основі алгоритмів CRC-32 і Adler-32, який відрізняється від існуючих розробок відсутністю мікропрограм та запрограмованих блоків. Роботою модуля керують спеціальні блоки керування, що базуються на автоматах Мура. Спроектований модуль представляє собою цілісну розробку, яка включає сукупність блоків, що відповідають за конкретні етапи обчислень. Перебачена можливість вдосконалення та додавання нових алгоритмів хешування. Запропоновані алгоритми хешування забезпечують швидкодію обчислення контрольної суми, що в сотні разів перевищує можливості програмних додатків. Імовірність злому апаратного блоку вважається мінімальною, адже передбачає процес повного розбору пристрою на складові та прорахунок всіх можливих значень, що поступають від складових модуля. Встановлено, що апаратна реалізація алгоритму Adler-32 виконує обчислення контрольної суми для вхідного повідомлення однакової довжини приблизно в 1,481 разів швидше, ніж апаратний модуль CRC-32. Практична цінність отриманих у роботі результатів полягає в тому, що запропонований спосіб реалізації алгоритмів дозволяє оцінити можливості та переваги апаратних розробок, забезпечити цілісність та захищеність пристрою хешування, дослідити різницю між програмними та апаратними розробками, в тому числі й у відношенні часових затрат на проектування, та забезпечити максимальну швидкодію в обчисленні хеш-сум.

Розроблено алгоритм управління робототехнічним комплексом під час ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, що виникають на об’єктах, на яких експлуатуються чи транспортують небезпечні хімічні, радіоактивні чи вибухонебезпечні речовини. Запропонований алгоритм дозволяє синтезувати реакцію на вхідні команди і характеристики замкнутого контуру цілком незалежно. У роботі пропонується новий силовий контролер, який має дві явні переваги: по-перше, він має робастну структуру сервосистеми, тобто коли ведеться управління зусиллям реакції від середовища, то водночас контролюється стійкість і збереження досить високої швидкодії; по-друге, управління зусиллям ведеться через положення, тобто запропонований силовий контролер включає систему управління траєкторією. Вирішення поставленої мети відбувалося шляхом застосування моделі імпедансу та зворотної кінематики в системі управління рухом. З метою подальшої верифікації алгоритму управління робототехнічним комплексом при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій в роботі сформульовано якісні та кількісні значення основних тактико-технічних характеристик робототехнічного комплекса, такі як: дальність радіо- і телеуправління, частота радіо- і телеканалу, максимальна потужністю радіоактивного випромінювання в зоні роботи комплекса, максимальна концентрація основних небезпечних хімічних речовин в зоні роботи комплекса, максимальна потужність теплового потоку в зоні роботи комплекса та час його роботи в таких умовах, а також максимальна швидкість пересування комплекса. На основі вивчення вітчизняного і зарубіжного досвіду застосування мобільних роботів в роботі розроблено загальну структурну схему робототехнічного комплексу для ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій. Також розроблено траєкторію руху робототехнічного комплексу при проведенні попередньої розвідки в зоні умовної надзвичайної ситуації. При проектуванні траєкторії руху було застосовано наступні алгоритми з характерними для них умовами та обмеженнями: алгоритм на основі уявлень про траєкторію руху у вигляді орієнтованого ациклічного графа; алгоритм знаходження K найкоротших шляхів між двома заданими вершинами в орієнтованому ациклічному графі; алгоритм призначення ваг вершинам зазначеного графа з урахуванням габаритних розмірів і вимог до мінімізації енергоспоживання. Подальші дослідження планується присвятити розробці натурного зразка робототехнічного комплекса для ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, що виникають на об’єктах, на яких експлуатуються чи транспортують небезпечні хімічні, радіоактивні чи вибухонебезпечні речовини

Актуальність теми дослідження. З огляду на зростання ролі безпілотних літальних апаратів у народному господарстві й у військовій сфері проблема підвищення їхньої енергоефективності та якості управління є актуальною. Постановка проблеми. Через обмежений енергетичний ресурс безпілотного літального апарата (БПЛА) є необхідність збільшення тривалості його польоту за рахунок якісного управління процесом енергоспоживання від акумулятора обмеженої ємності. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Аналіз останніх публікацій за рішенням поставленої проблеми свідчить про те, що питання підвищення енергоефективності БПЛА практично не обговорюються. Наявні публікації переважно присвячені побудові їх систем управління. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. У роботах, присвячених зазначеній проблемі, питання підвищення енергоефективності систем управління БПЛА за рахунок забезпечення високої якості їхніх динамічних процесів не досліджуються. Постановка завдання. При обмеженій ємності акумулятора необхідно підвищити тривалість польоту БПЛА за рахунок зниження перерегулювання і тривалості перехідних процесів у системах його електроприводів. Виклад основного матеріалу. Для вирішення поставленої проблеми запропоновано систему електроприводів БПЛА виконувати на основі трьох контурів. Внутрішнім контуром є контур струму з оптимальним за швидкодією і без перерегулювання перехідним процесом. Він підпорядкований контуру швидкості, де структура й параметри регулятора синтезовані їх критерієм швидкодії. Головним контуром є контур кута крила БПЛА з оптимальною швидкодією. Висновки відповідно до статті. Запропоноване рішення структури системи електроприводу БПЛА дає змогу значно підвищити автономність його польоту.

Метою даної роботи є розроблення моделі балансування процесів генерації та споживання електроенергії для енергосистем на основі відновлюваних джерел енергії з використанням системи акумулювання. Режими генерації вітрових і особливо сонячних електростанцій мають значні градієнти поточної потужності, коли істотні зміни можливі за кілька хвилин. При виборі систем акумулювання необхідно враховувати такі фактори, як нерівномірність генерації та споживання, обсяг можливої надлишкової енергії чи її дефіцит, швидкість зміни балансу потужностей та відповідна швидкодія акумуляторів. Об’єкт дослідження - гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Такі системи чутливі до змінних режимів генерації, а наявність швидких змін потужності вимагає врахування коротких часових проміжків. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних та вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори. Тоді балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є врахування часових градієнтів потужності вітрових та сонячних електростанцій, стану зарядки та швидкодії акумуляторів. Аналітичне дослідження ускладнене фактором наявності різних процесів з особливим характеристиками розподілу, тому запропоновано імітаційну модель з відповідним алгоритмом розрахунку. Запропонована модель енергобалансу дозволяє імітувати процеси накопичення та використання енергії при різних властивостях системи акумулювання. Результати дослідження дозволяють порівнювати різні конфігурації енергосистеми за збалансованістю, потребами в акумулюванні та рівнем втрат енергії. При цьому враховуються місцеві та сезонні кліматичні особливості. Бібл. 21, табл. 1, рис. 2.

Метою даної роботи є дослідження впливу таких параметрів системи акумулювання електроенергії, як ємність та швидкодія, на стан балансу потужностей в комбінованій енергосистемі. Особливістю комбінованої локальної системи є значні градієнти поточної потужності, обумовлені змінною природою вітрових і сонячних електростанцій. Система акумулювання енергії має максимально збалансувати генерацію та споживання електроенергії, зменшити втрати можливої надлишкової енергії чи її дефіцит. Об’єкт дослідження – гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Елементами системи є вітрові та сонячні електростанції та засоби акумулювання енергії, здатні реагувати на швидкі зміни потужності. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних і вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори, а балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є одночасне врахування швидких змін потужності вітрових і сонячних електростанцій, можливостей накопичення незбалансованої енергії та реального стану зарядки акумуляторів. Аналітичне дослідження потребує точного визначення характеристик розподілу ймовірності для кількох випадкових процесів, тому використано адаптивну імітаційну модель з можливістю варіації вхідних параметрів. Застосована модель енергобалансу дозволяє імітувати процес акумулювання енергії та розрахувати поточні й кумулятивні показники. В результаті дослідження встановлено вплив ємності та швидкодії акумуляторів на енергетичну ефективність системи. Визначено області чутливості енергетичного балансу, коли швидкість зарядки акумуляторів стає меншою за швидкість поточних змін вітрової та сонячної потужності. Порівнюються різні конфігурації енергосистеми за джерелами енергії, при цьому враховуються географічні відмінності й сезонні кліматичні особливості. Бібл. 16, табл. 3, рис. 4.

Об’єктом дослідження є методи індексування у нереляційних базах даних. У статті був зроблений огляд найбільш поширених алгоритмів хешування та запропонованого алгоритму хешування на основі простих чисел та двійкової системи числення. Ця робота грунтується на основній теоремі арифметики, яка стверджує про можливість факторизації будь-якого натурального числа унікальним набором простих чисел. Даний підхід дає можливість використовувати математичний апарат для обгрунтування властивостей алгоритму. Алгоритми, що розглянуті у статті, базуються навиконанні послідовності бітових операцій і тим самим, не можуть бути стійкими до колізій. Саме ця характеристика є найважливішою для використання розширеного хешування замість збалансованого бінарного дерева при індексації у нереляційних базах даних. Це дасть можливість не тільки підвищити швидкодію запитів, а ще дозволитьвикористовувати апаратні засоби максимально ефективно. Оскільки головною метою роботи є адаптація комбінованого алгоритму для нереляційних баз даних, то для досягнення цієї мети необхідно мати хеш-функцію, якамає високу стійкість до колізій. Запропонований алгоритм було реалізовано з використанням мови програмування високого рівня С++, оскільки вона дозволяє створювати абстракції з низькою “вартістю” та мати можливість роботи на низькому рівні з інформацією. У контексті роботи, найбільш корисною можливістю є виконання операцій набітовому рівні. В якості практичної частини було проведено два експерименти, метою яких було виявлення різних вхідних масивів даних, які на виході давали би однакові хеші. Основною ідею експериментів була генерація випадкових даних та отримання хешів, використовуючи запропонований алгоритм. Результатом тестування є відсутність таких вхідних масивів даних. Результати досліду показали доцільним продовжувати досліджувати запропонований алгоритм з використанням математичного апарату для аналізу його властивостей. Бібл. 4, табл. 1.

В даній роботі отримані математичні моделі систем керування тиристорний перетворювач-двигун, скалярної та векторної для використання в електроприводі механізму пересування електродів печі ДСП-3. Дослідження трьох варіантів систем керування виконано з метою реалізації оптимальних перехідних процесів, що відповідають критеріям максимально можливої швидкодії та мінімізації динамічної похибки відпрацювання випадкових збурень.

У статті запропоновано спосіб, який надає можливість генерації ефективніших інструкцій CIL для конкатенації рядкових виразів мови програмування TypeScript. Запропонований спосіб базується на виклику потрібного варіанту перевантаження вбудованої у платформу .NET функції в залежності від кількості операндів конкатенації. Результатом роботи способу є згенерований код, який показує кращу швидкодію, ніж код, створений існуючим аналогом.

Було розглянуто один з найбільших сегментів ринку програмних продуктів – відеоігри. Досліджено алгоритм створення мобільної гри. Висвітлено розробку під обрану платформу із використанням Android Studio, Cocos Studio, роботу об’єктного менеджера, обробку грою дій гравця. В ході розробки відеогри було показано її складові, а саме написання коду, створення контенту, розробка механік гри та тестування. Запропоновано алгоритм генерування об’єктів та результат зіткнення гравця з ними. Розкривається процес розробки відеоігри та розділення його на етапи. Описано алгоритм оптимізації зберігання та використання зображень. Досліджена якісна робота з пам’яттю, насамперед, на мобільних пристроях. Детально описані поняття сцени та спрайту, встановлено правила роботи зі сценами та зображеннями на екрані мобільного пристрою. Розглянуто два схожих за своїм підходом і в той же час принципово різних по результату алгоритми виявлення зіткнень об’єктів. Описаний програмний продукт включає в себе власноруч написаний рушій – рендерер. За теоретичну основу реалізації рендерингу було взято спрощений варіант рейтрейсингу – рейкастинг. Метод рейкастингу вибрано як оптимальний через його високу швидкодію при достатній якості відео. Було обрано крос-платформовий фреймворк, який використовується для розробки інтерактивних додатків та ігор. Розглянуто використання вбудованих в ігровий движок візуального редактора, готових модулів рендеринга, анімації спрайтів і обробки зіткнень, що дуже спрощує процес розробки. Описано структуру програмного продукту та ігрові класи сутностей, такі як персонаж, предмети. Наведено алгоритм реалізації методу рейкастингу і проведено відповідні математичні розрахунки для побудови променя. Змодельовано дизайн оформлення простору гри на основі карти, що задається, з додаванням текстур. Додатково розроблена можливість самостійної генерації рівнів. Ключові слова: розробка ігор, мобільний додаток, операційна система Android, алгоритм розробки мобільного додатку, рендерер, метод рейкастингу, крос-платформовий фреймворк

Розроблено метод проектування систем "розумного" будинку з використанням архітектурного шаблону Redux. Метод ґрунтується на адаптації архітектурного шаблону Redux, що застосовується для проектування візуальних інтерфейсів до використання у сфері Інтернету речей. На підставі розробленого методу побудовано систему "розумного" будинку для управління освітлювальними приладами за допомогою давачів руху та освітлення у приміщеннях офісної будівлі. Розроблений метод проектування дає змогу підвищити показники надійності та швидкодії роботи системи. Покращення надійності досягається завдяки зниженню кількості прямих взаємозв'язків між компонентами системи. Також розроблений метод проектування сприяє зниженню обсягу інформації, яка дублюється у різних компонентах проектованої системи, завдяки використанню одного загального сховища даних для збереження стану, за рахунок чого підвищується швидкість оновлення станів системи та швидкість зміни налаштувань освітлювальних приладів. Переваги використання методу проектування експериментально відображено за допомогою емуляції роботи системи, "розумного" будинку з подальшим збереженням та аналізом показників швидкості зміни налаштувань освітлювальних приладів – до застосування та після застосування архітектурного шаблону Redux. Запропонований метод дає змогу масштабувати систему додаючи нові давачі та побутові прилади до розробленої системи без втрати швидкості опрацювання даних та передачі команд керування приладами. Розглянутий у роботі приклад надає перевагу запровадженню методу для проектування систем "розумного" будинку, що застосовуватимуться у сфері масового обслуговування, надаючи функціональність автоматизованого керування приладами у великих житлових, адміністративних і офісних будівлях з загальною характерною рисою великої кількості одночасно виникаючих подій, які надходять до системи для подальшого опрацювання та потребують відповідних змін станів налаштувань системи "розумного" будинку.

В роботі розвинуто результати, отримані Параньяпом, Парком, Клесовим та Кругловою. Розглянуто спосіб знаходження розподілу максимуму звуження поля Ченцова на ламані лінії. Для цього було запропоновано змоделювати випадковий процес, який відповідає звуженню. Для моделювання було застосовано розроблений авторами алгоритм, оскільки він має високу швидкодію, потрібність у якій зумовлена великою кількістю точок розбиття траекторії процесу. Підбір розподілів екстремальних функціоналів від поля здійснено засобами мови статистичного програмування R. Як найбільш підходящий розподіл обрано розподіл Вейбулла, що підтверджено критерієм Колмогорова, а також Q–Q і P–P діаграмами. Бібл. 10, іл. 7.

На сьогоднішній день основним підходом до організації моніторингу радіочастотного спектра є повністю автоматичний безперервний аналіз заданого діапазону частот. Переважна більшість програмних продуктів світових лідерів, що спеціалізуються на розробленні засобів радіомоніторингу, має відкриту архітектуру, що дозволяє користувачам реалізовувати власні модулі оброблення сигналів. Тому вдосконалення програмно-алгоритмічного забезпечення існуючих аналізаторів спектра дозволить підвищити ефективність виявлення зайнятих ділянок частот та формування приймальних каналів. У роботі для виявлення частотних каналів запропоновано використовувати динамічний енергетичний детектор у частотній області. Динамічність детектора полягає у послідовному формуванні порогу виявлення залежно від значення тестової статистики. Як тестову статистику використано коефіцієнт варіації частотних відліків. Сутність запропонованого методу полягає у розрахунку коефіцієнта варіації із використанням відліків спектральної щільності потужності прийнятого сигналу, порівняно з її граничним значенням, у разі перевищення якого розраховується поріг для розділення частотних відліків на сигнальні та шумові. Надалі процедура повторюється, доки не будуть виявлені усі сигнальні відліки. Для забезпечення роботи алгоритму необхідно задати лише параметри періодограми Уелча, вектор порогових значень тестової статистики та ймовірність хибної тривоги. Програмна реалізація запропонованого підходу дозволить виявляти та визначати частотні межі сигналів у широкому динамічному діапазоні, за невідомих значень завантаженості смуги частот аналізу та потужності шуму. Зростання швидкодії розробленого алгоритму, порівняно з аналогічними, залежить від рівня зайнятості радіочастотного спектра, динамічного діапазону сигналів і довжини швидкого перетворення Фур’є та може становити десятки разів.

Однією з форм представлення результатів неруйнівного контролю різноманітних металоконструкцій є металографічні зображення. Це зображення мікроструктури металу, які формуються за допомогою мікроскопа і фотофіксувального пристрою. З погляду матеріалознавства, мікроструктура відображає внутрішню будову металу та складається із різноманітних об'єктів – зерен, меж зерен, карбідів, різноманітних включень тощо, які характеризуються розміром, формою, орієнтацією. Мікроструктура матеріалу є віддзеркаленням його фізико-механічних характеристик. Отже, актуальною є задача аналізу мікроструктури матеріалів, яка надасть нові можливості щодо кількісного оцінювання їх фізико-механічних властивостей. Візуальний аналіз не забезпечує потрібної швидкодії та точності опрацювання, тому для вирішення задачі аналізу мікроструктури найдоцільніше використовувати методи оброблення цифрових зображень. Залежно від поставленої мети, задача аналізу мікроструктури полягатиме у пошуку та обчисленні метричних розмірів складників мікроструктури, оцінюванні їх форми, формуванні певної статистики тощо. У цій роботі розроблено метод кількісного аналізу орієнтації та видовженості зерен на металографічних зображеннях за допомогою перетворення Хафа. Результати цього аналізу є основою для досліджень залишкових напружень та пластичних деформацій металів.

Результати моніторингу стану об'єктів в біології, медицині, дистанційному зондуванні Землі, матеріалознавстві доволі часто подаються у вигляді цифрових зображень. Здебільшого такі зображення характеризуються недостатньою візуальною якістю, мають великі розміри, містять велику кількість однотипних деталей складної форми тощо. Задачі оброблення та аналізу цих зображень є проблемно орієнтованими і потребують індивідуального підбору методів та алгоритмів для кожної предметної області. У цій роботі за таку предметну область вибрано матеріалознавство, металографічні та фрактографічні зображення. Спільним недоліком відомих систем оброблення зображень у металографії та методів, на підставі яких вони створені, є низький рівень автоматизації, велика кількість налаштувань, необхідність постійного контролю з боку оператора, обмеженість функціональних можливостей аналізу складних зображень, що загалом негативно впливає на ефективність вирішення спеціалізованих задач кількісної металографії. Для усунення цих недоліків розроблено нові методи опрацювання та оцінювання кількісних характеристик структурних складників візуальних даних. На цій основі побудовано інформаційну технологію, яка характеризується підвищеним рівнем автоматизації, швидкодії та точності аналізу металографічних і фрактографічних зображень.

Процеси, що виникають у трансмісіях тракторних агрегатів та самохідних сільськогосподарських машин за різних режимів руху і в процесі регулювання, характеризуються складними залежностями, які вивчаються аналітично або експериментально. Відомі різні способи отримання математичних моделей. Одним із них є класичний метод прямого опису. Іншим – використання пасивних і активних методів регресійного аналізу. Раціональним є використання обох методів, поєднання яких дає можливість отримати необхідну математичну модель. Об’ємний гідропривід (ОГП) все більше знаходить застосування в трансмі- сіях сучасних тракторів і самохідних сільськогосподарських машин. У наведеній статті розглядається математичний опис аксіально-поршневих гідромашин. Проведено дослідження перехідних процесів, їх оцінка проводилися для визна- чення навантажень, що виникають у трансмісії машини за ступінчастої зміни навантаження, передавального числа ОГП і постійної подачі палива під час роз- гону агрегату з місця. Режим розгону агрегату вивчався під час руху на оран- ці і на транспортних роботах для таких параметрів і таких початкових умов: швидкість обертання валу гідромотора і валу двигуна; крутний момент на валу двигуна; Крюкова навантаження; тиск у напірній магістралі ОГП. Враховано динамічні характеристики гідромашин, витоку рідини і її пружні властивості, а також змінні значення ККД гідроприводу. Результати моделювання зіставлені з експериментальними дослідженнями. Як об’єкти дослідження використовува- лися: макет гусеничного трактора Т-150Е з незалежними повнопотоковий ОГП лівого і правого бортів; макет колісного коренезбирального комбайна з незалеж- ними ОГП бортів задніх ведучих коліс. Залежно від режимів роботи за несталого руху можливі такі варіанти управління, що забезпечують високу швидкодію за деякого рівня динамічних навантажень або мінімальні динамічні навантаження, коли часовий чинник не є превалюючим. Перспективним є й оптимальне управлін- ня, коли у функцію мети включені додаткові параметри.

Потреба техніки і технологій привели до різкого прискорення дослідно-конструкторських і науково-дослідних робіт для вивчення в надвисокому вакуумному середовищі як поверхневих, так і об'ємних властивостей твердих тіл. Як відомо, на поверхневі властивості твердих тіл в значній мірі впливають адсорбційні процеси, обумовлені навколишнім середовищем, тобто елементним складом газу, що знаходиться у вакуумній системі. Атоми і молекули газу відрізняються своєю масою, отже їх можна ідентифікувати цієї фізичної величиною. Тому мас-спектрометрія, як метод аналізу складу складних газових сумішей та їх ідентифікації за масами, є одним з найбільш ефективним для визначення молекулярної маси газу, його складу і структури. У даній роботі запропонована часопролітна мас-спектрометрична установка з підвищеною швидкодією, точністю і надійністю вимірювання мас газу у вакуумній системі, а це даэ можливість проводити біль якісний аналіз адсорбційних процесів на поверхні твердого тіла.

Nowadays, the profession is regarded as an important part of a person, which should promote his/her self-development, meet some social and existential needs. Thepurposeof the article is to cover the diagnostic scope of the job satisfaction questionary (JSQ) in individual counseling and monitoring of organizational space. Methods: it is presented an original tool with proven validity and reliability consisting of 38 items – job components (process, conditions of implementation, results) which render individual needs in professional activity. It allows assessing the five components of satisfaction: the resourcefulness of working space, work organization, work & life balance, the social value of work, the space of professional self-realization. Qualitative analysis of individual items demonstrates fundamental motivators, frustrated needs, and “pain points” of employees. The research has analyzed diagnostic results of 104 representatives of medical professions who have 3-35 years of experience: 55 paramedics and emergency doctors, 26 employees of a private clinic, 23 volunteers. Results of the comparative analysis of groups show that, depending on working conditions, representatives of different teams are characterized by unlike components of job satisfaction. This uniqueness is the key to developing programs for social and psychological support of employees, training activities, and organizational interventions. Group satisfaction profiles make it possible to assess the individual results of some team members objectively. This is the background against which the subjective perception of professional life unfolds; common factors can mitigate or exacerbate existing problems. Common features of the sample comprise dissatisfaction with tangible and intangible remuneration for work, awareness of the social usefulness of work, continuous training. Conclusions emphasize that different professional groups are distinguished by challenging aspects of work and their intensity. Regular monitoring of teams using the job satisfaction questionnaire makes it possible to timely respond to the relevant challenges ensuring the psychological well-being of professionals.Keywords: motivation of professional activity, frustration, professional stress and burnout, psychological well-being, organizational counseling, organizational space. Сьогодні професія розглядається як важлива частина особистості, що має сприяти її саморозвитку, задовольняти ряд соціальних та екзистенційних потреб.Мета статті – розкрити діагностичні можливості опитувальника задоволеності роботою в індивідуальному консультуванні та моніторингу організаційного простору. Методи:представлено оригінальний інструмент з доведеною валідністю та надійністю, що складається з 38 пунктів – складових роботи (процесу, умов реалізації, результатів), які представляють потреби особистості, реалізовані у професійній діяльності. Він дозволяє оцінити п’ять компонентів задоволеності: ресур-сність простору, організованість праці, баланс роботи і життя, соціальну цінність праці, простір професійної самореалізації. Якісний аналіз окремих пунктів демонструє провідні мотиватори діяльності, фрустровані потреби та “точки болю” працівників. Проаналізовано результати діагностики 104 представників медичних професій зі стажем 3-35 років: 55 фельдшерів та лікарів швидкої допомоги, 26 працівників приватної клініки, 23 волонтери. Результатипорівняльного аналізування груп показали, що залежно від умов діяльності, представники різних колективів достовірно відрізняються складовими задоволеності роботою. Ця своєрідність є ключем до побудови програм соціально-психологічноїпідтримки працівників, навчальних заходів та організаційних втручань. Групові профілі задоволеності дають можливість об’єктивно оцінити індивідуальні результати окремих членів колективу. Це фон, на якому розгортається суб’єктивне сприйняття професійного життя; загальні чинники можуть пом’якшити або загострити наявні проблеми. Спільними особливостями вибірки виявилась незадоволеність матеріальної і нематеріальною винагородою за роботу, усвідомлення соціальної корисності праці, постійне вдосконалення кваліфікації. Висновки підкреслюють, що різні професійні групи суттєво відрізняються за переліком проблемних аспектів роботи та їх інтенсивністю. Регулярний моніторинг колективів з використанням опитувальника задоволеності працею дозволяє вчасно реагувати на ці проблеми, забезпечуючи психологічне благополуччя фахівців.Ключовіслова: мотивація професійної діяльності, фрустрація, професійні стреси та вигорання, психологічне благополуччя, організаційне консультування, організаційний простір.

В останні десятиріччя стрімкого розвитку набула інформатизація суспільства, а мережа Інтернет стала невід’ємною частиною не лише суспільного життя як основне джерело інформації, а й обов’язковим інструментом для наукових досліджень. Проблема використання Web-ресурсів у наукових, зокрема нумізматичних дослідженнях, активно вивчається протягом останніх десятиліть. Зрозуміло, що такий важливий інформаційний ресурс як Інтернет, містить різнопланову інформацію з різних напрямків наукових досліджень, у тому числі й з нумізматики. Ця інформація міститься на різноманітних вітчизняних та зарубіжних сайтах. На жаль, українські музейні Інтернет-ресурси спрямовані переважно на популяризацію та PR музейних установ і радше виконують функції зв’язків із громадськістю, а не є базою для наукових досліджень. Водночас офіційний сайт Британського музею є зручним для науковців, адже передбачає дистанційну роботу з джерелами, що традиційно для європейських музейних та архівних установ. Також необхідно зазначити, що суттєвим недоліком сайтів українських музеїв є їх низька швидкодія, проблеми з адаптивністю (відображенням на мобільних пристроях), некоректний код, не належним чином налаштований веб-сервер тощо, що не лише зменшує довіру до них пошукових систем, але й відштовхує відвідувачів, для яких важлива не лише якість контенту, а і юзабіліті, адаптивність, кросбраузерність.

Пневмоприводи характеризуються вищою надійністю порівняно з іншими типами приводів під час експлуатації в несприятливих умовах. Однак стиснене повітря є досить дорогим енергоносієм. Тому завдання здешевлення експлуатації пневматичних машин набуло на сьогодні особливої актуальності. Ефективним шляхом його вирішення є ґрунтований аналіз робочих циклів приводів з метою виявлення фаз, енергоємність яких найвища, та пошук конструктивних рішень щодо її зменшення. Об’єктом дослідження служить пневмопривод ударних машин із механічним зв’язком між поршнем-ударником та системою керування. У роботі досліджено фазу наповнення камери робочого ходу цього привода як таку, що чинить визначальний вплив на формування енергетичних характеристик ударної машини і безпосередньо пов’язана із витратами стисненого повітря. Фазу розглянуто розподіленою на початковий та завершальний етапи, на яких здійснюється формування рушійного імпульсу для виникнення руху поршня-ударника. Виконано детальний аналіз початкового етапу, розроблено його математичну модель, яку варто використовувати при проектуванні енергоощадних конструкцій пневматичних приводів розглядуваного типу. Її використання дозволить полегшити виконання завдання щодо отримання заданих енергетичних характеристик і швидкодії ударної машини та вибору потрібних для цього раціональних величин конструктивних параметрів привода при оптимальних витратах стисненого повітря.

Предметом досліджень статті є моделі для встановлення ступеня релевантності зображень у просторі дескрипторів ключових точок зображень для реалізації структурних методів розпізнавання зорових образів у системах комп’ютерного зору. Метою є проведення експериментального дослідження ефективних за параметром швидкодії модифікацій способів встановлення подібності описів у просторі дескрипторів ключових точок на підставі апарату аналізу бітових даних. Завдання: розроблення математичних та програмних моделей оброблення даних при обчисленні подібності структурних описів, вивчення властивостей та особливостей застосування цих моделей, оцінювання ефективності за результатами оброблення конкретних зображень. Застосовуваними методами є: детектор BRISK для формування дескрипторів ключових точок, інтелектуальний аналіз даних, метод кластеризації к-середніх, методи побітового оброблення та підрахунку частоти входження даних, теорія хешування бітових даних, програмне моделювання. Отримані такі результати. Методи класифікації зображень з використанням подібності описів у просторі дескрипторів ключових точок отримують подальший розвиток та застосування на підставі впровадження апарату аналізу бітових даних. Кластерне подання описів не тільки скорочує час оброблення, але й показує чутливість модифікації методу до незначних особливостей зображення і його можливість широкого застосування у системах комп’ютерного зору. Хешування опису без втрати даних суттєво прискорює (у експерименті у сотні разів) процес обчислення ступеня релевантності описів. Вибрана хеш-функція може впливати на результат і сприяти покращенню рівня розрізнення зображень. Побудова узагальненого опису у вигляді спільного дескриптора значно скорочує час обчислень, при цьому виникає потреба у попередньому обробленні опису з метою формування скороченого опису із списку значущих дескрипторів. Висновки. Наукова новизна дослідження полягає в удосконаленні методу структурного розпізнавання зображень на основі опису як множини дескрипторів ключових точок шляхом застосування апарату кластеризації, виявлення узагальнених властивостей та хешування даних для визначення модифікованих мір релевантності аналізованих та еталонних описів. Практична значущість роботи – досягнення суттєвого рівня підвищення швидкодії обчислення релевантності зображень, підтвердження результативності запропонованих модифікацій на прикладах зображень, отримання прикладних програмних моделей для дослідження та впровадження методів класифікації у системах комп’ютерного зору.

Актуальність теми дослідження. Технологія високошвидкісного фрезерування є однією з найбільш сучасних і ефективних альтернатив класичним методам обробки, що значно відрізняється якістю і швидкістю обробки, а також можливістю виготовлення виробів із важкооброблюваних матеріалів. Постановка проблеми. Швидкісне фрезерування переважно реалізується за допомогою багатокоординатних верстатів із числовим програмним керуванням (ЧПК), проте стійкий процес різання неможливо забезпечити на наявному обладнанні без модернізації системи ЧПК, приводу головного руху, який би забезпечував необхідну швидкість різання та використання спеціального інструменту. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Основними вимогами до системи ЧПК при високошвидкісній обробці є її швидкодія, можливість забезпечення гладких траєкторій руху інструменту для рівномірного навантаження на нього без численних врізань і виходів. Використання ефективного змащувально-охолоджувального середовища (ЗОТС) зменшує пружні віджимання в технологічній системі при її фіксованій жорсткості. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Впровадження високошвидкісного фрезерування на верстатах із ЧПК стримується відсутністю практичних рекомендацій і потребує додаткових досліджень, зокрема жорсткості верстата. Постановка завдання. Дослідити можливість модернізації універсально-заточувального верстата з ЧПК моделі ВЗ208Ф3 з метою розширення його технологічних можливостей для високошвидкісного фрезерування поверхонь обертання дисковою фрезою, оснащеною різальними елементами з кубічного нітриду бору. Виклад основного матеріалу. Високошвидкісне фрезерування – сучасний високотехнологічний метод обробки, що дозволяє отримувати найменші перетини зрізу металу при використанні високих швидкостей знімання. Сутність цієї технології полягає у використанні певного діапазону швидкостей різального інструменту, що веде до істотного зниження опору матеріалу при його обробці, чим забезпечується обробка важкооброблюваних матеріалів. Особливістю такої технології є те, що тепло, яке виділяється при обробці, практично повністю зосереджено в стружці і не перебуває тривалий час у зоні обробки, через що фреза й деталь мало схильні до термічного впливу. Висновки відповідно до статті. У роботі досліджено технологічні можливості універсально-заточувального верстата з ЧПК моделі ВЗ208Ф3 з метою його використання для високошвидкісного фрезерування поверхонь обертання дисковою фрезою, оснащеною різальними елементами із кубічного нітриду бору та обґрунтовано модернізацію його системи ЧПК та вузлів.

Предметом досліджень є моделі для класифікації зображень у просторі описів як множини дескрипторів ключових точок при розпізнаванні візуальних об’єктів у системах комп’ютерного зору. Метою є розвинення структурного методу класифікації шляхом впровадження логічного оброблення даних із використанням ймовірнісного розподілу у вигляді статистичного центру. Завдання: розроблення математичних та програмних моделей для обчислення релевантності описів зображень із використанням логічного аналізу, вивчення властивостей, варіантів застосування, значень параметрів моделей, оцінювання результативності за наслідками оброблення експериментальної бази зображень. Застосовуваними методами є: детектор BRISK для формування дескрипторів ключових точок, інтелектуальний аналіз даних, математична статистика, засоби визначення релевантності для множин даних, програмне моделювання. Отримані результати: ефективність способу класифікації на основі логічного аналізу з використанням статистичних центрів залежить від відстаней між центрами еталонів бази. Застосування логічного аналізу спрощує оброблення і підвищує швидкодію класифікації. Найкращі результати щодо класифікації окремих дескрипторів показав підхід з використанням уточнених центрів. Використання концентрованої частки даних опису дає можливість ретельніше зосередитися на його відмінностях з іншими описами. Висновки. Наукова новизна – удосконалення методу класифікації зображень на основі впровадження логічного аналізу на підставі статистичного центру опису, що дає можливість модифікувати склад опису зі збереженням властивостей об’єктів в аспекті результативної класифікації. Практична значущість роботи полягає у досягненні прийнятого рівня ефективності класифікації за визначеною моделлю релевантності, підтвердженні працездатності запропонованих модифікацій оброблення даних на прикладах зображень, розробленні програмних моделей для впровадження описаних методів класифікації у системах комп’ютерного зору.

Результати експериментальних досліджень, викладених у відомих роботах, засвідчили, що у високотемпературному надпровіднику під дією вхідного НВЧ-сигналу, коли створюється магнітне поле, рівень якого перевищує пороговий (Н>Hкр2), відбувається фазовий перехід надпровідника з надпровідного S в нормальний (резистивний) стан N (так званий процес перемикання (переключення)). Встановлено, що можливо управляти амплітудно-частотною характеристикою надпровідника напругою або струмом, що протікає. Тобто, можливо будувати перемикачі-обмежувачі на основі надпровідників, які знайдуть застосування у антенах, вхідних колах охолоджуваних надвисокочастотних трактів тощо.Найбільш практичними є пристрої на основі високотемпературних надпровідників, тому що їх робоча температура − це температура рідкого азоту, а швидкість перемикання становить менше 1 наносекунди. Однак, використання надпровідних систем потребує врахування питань сумісності їх зі штатними пристроями та урахування іншої низки особливостей будови НВЧ систем. Тобто, є сенс спершу окремо проаналізувати функціонування таких перемикачів, а потім в структурі будови штатної НВЧ системи.У статті проводиться дослідження властивостей лише окремих перемикачів (фільтрів вимикачів та обмежувачів) на основі високотемпературних надпровідних тонких плівок з метою вироблення принципів та критеріїв, які можуть бути основою здійснення автоматизованого проєктування розглянутих швидкодіючих надпровідних НВЧ-пристроїв.Для вирішення поставленої розрахункової задачі використовується алгоритм аналізу резонансних систем комутації та визначаються відповідні параме-три та критерії: коефіцієнти пропускання, модуляції, загасання; параметр якості; резонансні характеристики (частота, смуга, добротність).Результати розрахунків свідчать про необхідність застосування в сучасних НВЧ системах високотемпературних надпровідних швидкодіючих широкосмугових пристроїв (фазообертачів, обмежувачів, ліній затримки, комутаторів, тощо), що дозволить зменшити втрати енергії в приймально-передавальному тракті, збільшити швидкість управління променем антени в просторі, збільшити відношення сигнал-шум, підвищити захисні властивості прийомних тракту від електромагнітної поразки.У статті приведені результати розрахунків характеристик перемикачів, виконаних на основі надпровідникових мікрополоскових ліній передачі. Показана можливість побудови швидкодіючих (час спрацьовування менше одиниць наносекунд) перемикачів на основі надпровідності плівок в діапазоні частот 1 – 10 ГГц з часовими (швидкодія спрацьовування, час відновлення) енергетичними параметрами (енергії переключення 10-10 Дж) та резонансними характеристиками (частота, смуга, добротність), які значно кращі відповідних параметрів аналогічних пристроїв на основі напівпровідників.

Стаття присвячена дослідженню методів збереження даних рекомендаційних систем. Запропоновано та досліджено використання бінарних діаграм рішень для збереження таких даних. Внаслідок великого розміру рекомендаційних систем суттєвими є обмеження по оперативній пам'яті. Метою роботи є розробка методу зберігання даних рекомендаційної системи у формі бінарних діаграм рішень та порівняння з методами збереження на основі інших структур даних. Дані рекомендаційної системи зберігаються у вигляді графу із вершинами, які представляють користувачів системи та об'єкти системи, а ребра – дії користувачів системи, відношення подібності, зв'язки рекомендацій тощо. Для підвищення ефективності у випадку інтенсивного редагування графу запропоновано збереження даних на основі “гарячого” (хеш-таблиця) та “холодного” (бінарна діаграма рішень) сховищ.Проведено серію експериментів для перевірки ефективності розробленого способу зберігання даних, для чого розроблено програмну модель спрощеної рекомендаційної системи та описано алгоритм роботи такої системи. В чисельному експерименті пропонований спосіб зберігання даних на основі бінарних дерев рішень порівнюється із трьома іншими: на основі бітових масивів, зв'язних списків та хеш-таблиць. Розглянуто переваги та недоліки реалізації кожного із вказаних методів. В ході експерименту для різних значень кількості агентів, предметів, сесій та вподобань досліджено максимальні та мінімальні значення використаної оперативної пам'яті, а також час генерації лайків, сесій та рекомендацій. Встановлено, що у випадку застосування бінарних діаграм рішень обсяг використаної оперативної пам’яті є нижчим за інші способи при меншій швидкодії, що частково може бути компенсовано декількома застосованими оптимізаціями. Завдяки меншому використанню оперативної пам'яті можна зберігати інформацію про більшу кількість вподобань, що може виявитися корисним у випадку великих розмірів графу рекомендаційної системи. Можливість для бінарних діаграм рішень пошуку даних за частковими ключами додатково дозволяє зберігати дані більшої розмірності

Запропоновано нейронну мережу для розпізнавання картографічних зображень ґрунтових масивів та класифікації ландшафтних ділянок за типами ґрунтових масивів із використанням нейронної мережі. Описано підходи до проектування архітектури, методів навчання, підготовки даних для проведення навчання, тренування та тестування нейронної мережі. Розроблено структурно-функціональну схему нейронної мережі, яка складається із вхідного, прихованих та вихідного шарів, кожен окремий нейрон описано відповідною активаційною функцією із підібраними ваговими коефіцієнтами. Показано доцільність застосування кількості нейронів, їх тип та архітектуру для проведення задачі розпізнавання та класифікації ділянок на кадастрових картах. Як вихідні дані використано відкриті державні інформаційні ресурси, в яких виділено окремі ділянки за типами ґрунтів, їх поширення та сформовано базу даних для навчання та тренування нейронної мережі. Проаналізовано ефективність, швидкодію та точність роботи нейронної мережі, зокрема, проведено комп'ютерну симуляцію із використанням сучасного програмного забезпечення та математичне моделювання обчислювальних процесів у середині структури нейронної мережі. Розроблено програмні засоби для попередньої підготовки та оброблення вхідних даних, подальшого тренування та навчання нейронної мережі та безпосередньо процесу розпізнавання та класифікації. Відповідно до отриманих результатів, розроблена модель та структура нейромережі, її програмні засоби реалізації показують високу ефективність як на етапі попереднього оброблення даних, так і загалом на етапі класифікації та виділення цільових ділянок ґрунтових масивів. Надалі наступним етапом досліджень є розроблення та інтеграція програмно-апаратної системи на основі розпаралелених та частково розпаралелених засобів обчислювальної техніки, що дасть змогу значно пришвидшити обчислювальні операції, досягти виконання процесів навчання та тренування нейронної мережі в режимі реального часу та без втрати точності. Подані наукові та практичні результати мають високий потенціал для інтеграції в сучасні інформаційно-аналітичні системи, системи аналізу та моніторингу за станом навколишнього середовища, технологічними об'єктами та об'єктами промисловості.

Вступ. У країнах-лідерах космічної галузі інтенсивно ведуться роботи зі створення сервісних космічних апаратів для інспекції та обслуговування некооперованих космічних апаратів, які не оснащено спеціальними засобами для стикування. Застосування оптичних систем, так званих систем технічного зору, визначення положення дозволяють здійснити автоматичне зближення і стикування з некооперованим космічним апаратом. Проблематика. На сьогодні проблема розпізнавання за відеозображенням взаємного положення космічних апаратів при зближенні і стикуванні, ще не має ефективного розв’язання. Під ефективністю розуміється виконання технічних вимог до бортової системи технічного зору за точністю та швидкодією при допустимих обсягах обчислень і збереження інформації. Тому актуальним є побудова системи технічного зору, створення відповідного математичного, алгоритмічного та програмного забезпечення з перевіркою запропонованих рішень у стендових випробуваннях. Систему призначено для автоматичного зближення і стикування з некооперованим космічним апаратом. Мета. Розробка науково-технічних основ побудови системи технічного зору та методів розв’язання задачі визначення положення космічного апарата відносно некооперованого космічного апарата, створення математичного опису процесу зближення та стиковки, а також програмно-алгоритмічного забезпечення системи технічного зору, що задовольняє задані вимоги. Матеріали й методи. Використано методи фільтрації та обробки цифрових зображень, комп’ютерної графіки, динаміки космічних апаратів, методи еліпсоїдального оцінювання стану нелінійних динамічних систем, методи розв’язування систем нелінійних рівнянь, методи теорії графів та навчання. Результати. Створено математичне, алгоритмічне та програмно-технічне забезпечення системи технічного зору для визначення положення та орієнтації космічного апарата відносно некооперованого космічного апарата, придатне для практичного застосування. Висновки. Проведені випробування системи технічного зору на стенді показали працездатність запропонованих науково-технічних рішень та можливість використання їх на практиці.

Проаналізовано найпоширеніші підходи до створення засобів підтримки прийняття рішень для процесу підбору оптимальної методології розроблення програмного забезпечення (ПЗ). З'ясовано, що на сьогодні для досягнення цієї мети використовуються різні методи, переважно багатокритеріальні методи прийняття рішень, але мало застосовуються методи машинного навчання, також у процесі прийняття рішень не повною мірою враховуються метрики проєкту. Визначено, що на цей час існує велика кількість методологій розроблення програмного забезпечення (водоспадна (Waterfall), швидке розроблення додатків (Rapid Application Development), скрам (Scrum), канбан (Kanban) та ін.), які оптимізують процеси у команді та значно полегшують і пришвидшують розроблення програмного забезпечення, але разом з цим, з огляду на різноманітність цих методологій і проєктів, постає питання правильного підбору методології до конкретного проєкту на основі даних про нього, оскільки кожна методологія розроблення програмного забезпечення розрахована на різні типи команд, кількість їх членів, різні типи проєктів та їхню складність. Виділено найбільш значущі метрики проєкту, такі як: розмір та кваліфікація команди, тип проєкту та бюджетування, тривалість виконання проєкту, ризик зміни вимог, локація команди та інтенсивність комунікації зі замовником. Спроєктовано, реалізовано та відтестовано програмний засіб підбору методології розроблення програмного забезпечення з урахуванням наведених вище метрик проєкту та використанням алгоритму random forest, для програмної реалізації якого було обрано мову програмування – Swift 5, середовище розроблення – XCode 10.1, для збереження даних використовується Google Firebase Realtime Data Base. Розроблено засіб у вигляді клієнт-серверного додатку з логічною частиною на стороні клієнта та з базою даних на базі Google Cloud Firestore Data Base, а для зберігання результатів, введених користувачем розробленого засобу, вибрано нереляційну базу даних Google Firebase Database. Здійснено дослідження залежності ймовірності прогнозу відповідності методології проєкту та швидкодії роботи від обсягу даних в Data Set, а також порівняння ефективності використання алгоритмів Random Forest та Linear Regresion для задачі вибору методології розроблення ПЗ.

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

Роботу присвячено питанням розподіленої обробки транзакцій при проведенні аналізу великих обсягів даних з метою пошуку асоціативних правил. На основі відомих алгоритмів глибинного аналізу даних для пошуку частих предметних наборів AIS та Apriori було визначено можливі варіанти паралелізації, які позбавлені необхідності ітераційного сканування бази даних та великого споживання пам'яті. Досліджено можливість перенесення обчислень на різні платформи, які підтримують паралельну обробку даних. В якості обчислювальних платформ було обрано MapReduce – потужну базу для обробки великих, розподілених наборів даних на кластері Hadoop, а також програмний інструмент для обробки надзвичайно великої кількості даних Apache Spark. Проведено порівняльний аналіз швидкодії розглянутих методів, отримано рекомендації щодо ефективного використання паралельних обчислювальних платформ, запропоновано модифікації алгоритмів пошуку асоціативних правил. В якості основних завдань, реалізованих в роботі, слід визначити дослідження сучасних засобів розподіленої обробки структурованих і не структурованих даних, розгортання тестового кластера в хмарному сервісі, розробку скриптів для автоматизації розгортання кластера, проведення модифікацій розподілених алгоритмів з метою адаптації під необхідні фреймворки розподілених обчислень, отримання показників швидкодії обробки даних в послідовному і розподіленому режимах з застосуванням Hadoop MapReduce. та Apache Spark, проведення порівняльного аналізу результатів тестових вимірів швидкодії, отримання та обґрунтування залежності між кількістю оброблюваних даних, і часом, витраченим на обробку, оптимізацію розподілених алгоритмів пошуку асоціативних правил при обробці великих обсягів транзакційних даних, отримання показників швидкодії розподіленої обробки існуючими програмними засобами. Ключові слова: розподілена обробка, транзакційні дані, асоціативні правила, обчислюваний кластер, Hadoop, MapReduce, Apache Spark

Розглянуто проблема підвищення швидкодії методів обробки зображень на прикладі методів видалення шуму. Проаналізовані усереднюючі фільтри та досліджені алгоритмічні способи прискорення їх роботи. Розглянуто способи паралелізації методів фільтрації та запропоновано модифікації обробки з використанням векторних операцій. Наведено оцінки швидкодії розглянутих модифікацій методів знешумлення зображень за допомогою розробленої програмної системи.