Добірка наукової літератури з теми "Методи обробки даних"

Предметом дослідження є методи та засоби виявлення аномалій в даних. Метою статті є підвищення якості класифікації даних за рахунок виявлення аномалій на етапі їх попередньої обробки. Завдання: дослідити методи виявлення аномалій на етапі попередньої обробки даних, визначити поріг прийняття рішень anomaly_score для кожного із методів та оцінити якість класифікації до та після preprocessing. Використовуваними методами є: методи штучного інтелекту, машинного навчання, ансамблеві методи. Отримано такі результати: досліджено методи виявлення аномалій: метод стандартного відхилення (Standard Deviation Method), метод локального рівня викидів (Local Outlier Factor), метод Ізолюючого лісу (Isolation Forest). Отримано залежність кількості аномалій від порогу прийняття рішень для кожного із методів. Оцінку якості попередньої обробки даних виконано з використанням класифікаторів на основі методів KNN та беггінгу (Bagging). Досліджені методи реалізовані програмно з використанням хмарного сервісу GOOGLE COLAB на основі Jupyter Notebook. Висновки. Наукова новизна отриманих результатів полягає у дослідженні методів виявлення аномалій на етапі попередньої обробки даних, вибору мета-алгоритму preprocessing та визначення оптимальних параметрів його налаштування.

Розглянуто психологічні особливості наркотичної та алкогольної залежності особистості у підходах науковців. Висвітлено основні погляди щодо психологічних особливостей конформної поведінки особистості. Представлено та проаналізовано результати емпіричного дослідження впливу конформізму на формування наркотичної та алкогольної залежності у студентів з подальшою статистичною обробкою даних. Методи. При досліджені були використані статистичні методи обробки даних (кореляційний аналіз за Пірсоном, Н-критерій Крускалла-Уоллеса). Були використані наступні психодіагностичні методики: методика «Схильність до залежної поведінки» В. Д. Менделевич; методика «Q-сортування»В. Стефансон; методика «Конформність-навіюваність» (С.В.Клаучек, В.В.Деларю). Результати. В результаті теоретичного аналізу виявлено, що існує багато підходів щодо визначення адиктивної поведінки особистості, єдиної думки щодо виникнення залежності на даний час не існує. За результатами емпіричного дослідження з’ясовано, що чим більша в людини буде схильність до конформізму в цілому, тим більше можуть формуватись наркотична та алкогольна залежність. Визначено, що високий рівень конформізму може впливати на виникнення алкогольної та наркотичної залежності. Висновки. Узагальнено основні підходи щодо виникнення залежності, визначено, що на формування наркотичної та алкогольної залежності може впливати конформна поведінка особистості.

Предметом досліджень є методи підготовки та обробки вхідних даних, що містять пропущені значення, для їх подальшого аналізу та кластеризації. Метою дослідження є розгляд існуючих методів позбавлення від пропусків у даних в задачах кластеризації та доцільність їх використання у реальних задачах. Завдання: аналіз переваг та недоліків кожного з методів, що направлені на відновлення даних, для визначення доцільності використання їх в задачах кластеризації та виділення оптимального методу, порівняльний аналіз методів, оцінка результативності за наслідками порівняння кластеризації відновлених даних з результатами кластеризації еталонних даних. Методи: FCM - для проведення безпосередньо кластеризації даних, метод видалення всіх рядків, що містять пропуски, заповнення пропусків вибірковими статистиками, заповнення пропусків з урахуванням структури зв’язків. Результати: ефективність застосування методів при підготовці даних для подальшої кластеризації залежить від кількості наявних пропусків в похідному наборі. Якщо таких рядків досить мало, то кожен, з розглянутих методів, може бути використаний і дати необхідні результати. Але, якщо рядків з пропусками досить багато, наприклад 30%, тоді найбільш прийнятними для використання можна назвати методи, що пов’язані з заміною значень, однак слід враховувати, що така заміна може призвести до спотворення даних, а з рештою і результатів. Висновки. Наукова новизна – дослідження проблеми кластеризації даних, що містять пропущені значення та розгляд методів, які дозволяють розв’язати цю задачу. Проведення експериментів та порівняння результатів кожного з методів, висновки про доцільність використання того чи іншого методу та побічні ефекти. Практична значущість роботи полягає у визначені можливості використання в реальних задачах, що зазвичай не є ідеальними і з великою ймовірністю міститимуть пропуски, методів обробки даних для використання їх в задачах кластеризації.

Проведено аналіз можливості застосування інтерпретовано об'єктно‑орієнтованої мови програмування при обробці масивів аудіоданих як цифрового способу представлення звукових сигналів. Продемонстровано принцип використання з зазначеною метою мови програмування високого рівня зі строгою динамічною типізацією Python. Визначено особливості застосування у даній галузі таких модулів (python‑бібліотек)як: NumPy, SciPy та Matplotlib. Наведено методи обробки та модифікації масивів аудіоданих з метою їх подальшого застосування у мультимедійних комп’ютерних мережах. Побудовано математичну модель обробки аудіо-даних, ефективність якої перевірено на базі відповідних програмнихалгоритмів. Показано можливість вирішення актуальних задач та дослідження теоретичних аспектів проблему області обробки аудіо-даних шляхом використання інтерпретовано об'єктно‑орієнтованої мови програмування і спеціалізованих бібліотек з відкритим кодом.

Розглянуто аналіз засобів обробки навігаційних даних у системах відстеження рухомих об’єктів, а саме розглянуто метод який підвищує точність вимірювання координат, це алгоритм фільтрації Каймана .Значною мірою це стосується різних рухомих об’єктів -організації руху повітряного ,морського, річкового, автомобільного й залізничного транспорту, а також використання сучасних супутникових навігаційних систем у суміжних областях, таких як геодезія й картографія, землевпорядження, моніторинг земної поверхні. Розглянуто Алгоритм фільтрації Калмана – послідовний рекурсивний алгоритм, який використовує прийняту модель динамічної системи для отримання оцінки, що може бути істотно скоригована в результаті аналізу кожної нової вибірки вимірювань у часовій послідовності. Це рекурентний метод, який можна віднести за своїм алгоритмом до метода заміщення. Алгоритм фільтрації Калмана застосовується в процесі управління багатьма складними динамічними системами, так як це математичний апарат, який дозволяє згладжувати дані на льоту, не накопичуючи їх для аналізу. При управлінні динамічною системою, перш за все, необхідно повністю знати її фазовий стан в кожен момент часу,але виміряти всі змінні, якими необхідно управляти, не завжди можливо, і в цих випадках фільтр Калмана є тим засобом, який дозволяє відновити відсутню інформацію за допомогою наявних неточних (зашумленних) вимірювань. Ключові слова: супутникові навігаційні системи, методи обробки навігаційних даних, точність вимірювання координат, метод Калмана

Представлені інформаційні можливості методу обробки напівтонових зображень, спрямованого на підвищення чутливості і достовірності їх візуального аналізу. Пропонований алгоритм заснований на процесі багатоетапної обробки, що включає розширення простору вхідних ознак - формування багатовимірного ансамблю на основі вихідних даних з використанням віконного перетворення, сингулярного розкладання, синтез і візуалізацію нових інформативних ознак. Показано, що застосування віконної обробки для напівтонових зображень дозволяє перейти в багатовимірний простір і застосовувати методи багатовимірної обробки, а саме, сингулярне перетворення, на базі якого можна забезпечити підвищення контрастності, чутливості і роздільної здатності візуального аналізу. Наведено експериментальні результати на прикладі реальних знімків.

Робота присвячена дослідженню продуктивності методів нормалізації об'ємних даних. Робота відноситься до області обробки поста експериментальних і статистичних даних, яка полягає в перетворенні вхідного набору даних в вихідний в конкретному інтервалі (нормалізація).В рамках роботи було досліджено актуальні на сьогоднішній день методи нормалізації з метою їх застосування для нормалізації числових даних зі збереженням співвідношення. Була розроблена бібліотека, реалізує підійшли під цей критерій методи, що дозволяє нормалізувати і візуалізувати вихідні дані.

Проведено дослідження принципів формування стійкого каналу передачі даних у мережі Інтернет. Розкрито моделі, методи та алгоритми реалізації передачі даних у мережі Інтернет. Описано принципи формування мережі передачі даних. Підкреслено, що такий параметр, як швидкість передачі пакетів даних у мережі Інтернет контролюється потоком даних і одночасно – непрямими вимірами. Зазначено, що особливої проблематики набуває розподіл потоків даних найкоротшими шляхами для здійснення швидкої і якісної передачі масивів даних. Наголошено, що способи передачі даних у мережі Інтернет, які вимагають мінімального часу, або способи з мінімальними перешкодами належать до такого роду проблем, на основі цього, зауважено, що оптимізація тракту повинна здійснюватися за будь-якими технічними та економічними критеріями, а обрані шляхи повинні гарантувати ефективне використання ліній та вершин зв'язку. Обґрунтована необхідність створення та розвитку нових моделей комп’ютерних мереж у зв’язку з появою глобальних мереж, зростанням інформації, що підлягає передачі, її об’ємами та необхідністю підтримки якісної комп'ютерної безпеки. Описано реалізацію методу Дейкстри, Джонсона та Джексона. Математично обґрунтовано кожен з алгоритмів та сформовано низку переваг та недоліків описаних алгоритмів у процесі передачі даних у мережі Інтернет з урахуванням умов передачі, кількості інформації, що передається та каналів, як застосовано для передачі. Наголошено, що застосування розглянутих алгоритмів передачі даних дозволить оптимізувати процес передачі та обробки даних у комп’ютерних мережах, в свою чергу, оптимізована передача та обробка даних значно скоротить час роботи, а також витрати на розробку та підтримку програмних продуктів, зменшення витрат на вдосконалення серверного програмного забезпечення можливо за рахунок інтеграції інформаційних ресурсів у центр обробки даних, за умови здійснення інтеграції, значно знизяться витрати на послуги та передачу даних у мережі Інтернет.

Проведено дослідження принципів формування стійкого каналу передачі даних у мережі Інтернет. Розкрито моделі, методи та алгоритми реалізації передачі даних у мережі Інтернет. Описано принципи формування мережі передачі даних. Підкреслено, що такий параметр, як швидкість передачі пакетів даних у мережі Інтернет контролюється потоком даних і одночасно – непрямими вимірами. Зазначено, що особливої проблематики набуває розподіл потоків даних найкоротшими шляхами для здійснення швидкої і якісної передачі масивів даних. Наголошено, що способи передачі даних у мережі Інтернет, які вимагають мінімального часу, або способи з мінімальними перешкодами належать до такого роду проблем, на основі цього, зауважено, що оптимізація тракту повинна здійснюватися за будь-якими технічними та економічними критеріями, а обрані шляхи повинні гарантувати ефективне використання ліній та вершин зв'язку. Обґрунтована необхідність створення та розвитку нових моделей комп’ютерних мереж у зв’язку з появою глобальних мереж, зростанням інформації, що підлягає передачі, її об’ємами та необхідністю підтримки якісної комп'ютерної безпеки. Описано реалізацію методу Дейкстри, Джонсона та Джексона. Математично обґрунтовано кожен з алгоритмів та сформовано низку переваг та недоліків описаних алгоритмів у процесі передачі даних у мережі Інтернет з урахуванням умов передачі, кількості інформації, що передається та каналів, як застосовано для передачі. Наголошено, що застосування розглянутих алгоритмів передачі даних дозволить оптимізувати процес передачі та обробки даних у комп’ютерних мережах, в свою чергу, оптимізована передача та обробка даних значно скоротить час роботи, а також витрати на розробку та підтримку програмних продуктів, зменшення витрат на вдосконалення серверного програмного забезпечення можливо за рахунок інтеграції інформаційних ресурсів у центр обробки даних, за умови здійснення інтеграції, значно знизяться витрати на послуги та передачу даних у мережі Інтернет.

Космічні методи стеження за лісовими пожежами допомагають виявляти їх на початковій стадії і за безпечують оперативне прийняття рішень, що сприяє подальшому здійсненню моніторингу та оцінюванню наслідків. Використання космічних даних для моніторингу пожежного стану дозволяє швидко й економічно отримувати об’єктивну і незалежну інформацію, щоб оперативно приймати рішення для боротьби зі стихією. У роботі розроб лений метод ідентифікації пожеж з використанням космічних знімків низької роздільної здатності одержаних з супутників TERRA MODIS та NOAA AVHHR. Одним з проблемних аспектів у методі визначення пожеж є маскування хмари та води. Тому для ідентифікації «пожежних» пікселів важливо виключати з аналізу фрагменти знімків, які покриті хмарами та зайняті водними об’єктами. Алгоритм вимагає значного збільшення випромінювання в діапазоні 4 мк, а також відносного спостережуваного випромінювання в діапазоні 11 мк. Алгоритм досліджує кожен піксель сцени, якому в результаті присвоюється один з наступних класів: відсутні дані, хмара, вода, потенційно пожежні або невизначені. Пікселі хмар та водних об’єктів, що визначаються за допомогою методики маскування хмар і водних об’єктів, належать до класів хмар та води відповідно. Алгоритмом виявлення пожежі досліджуються лише ті пікселі земної по верхні, які віднесені до потенційно пожежних або невизначених. Метод був реалізований за допомогою інструменту візуального програмування Power Builder в середовищі системи обробки даних дистанційного зондування Землі Erdas Imaging. У результаті використання методу ідентифікації були виявлені пожежонебезпечні місця в Чорнобильській зоні відчуження. Використання методу супутникової ідентифікації пожеж має важливе значення для оперативного ви явлення пожеж для віддалених лісових масивів, які слабо контролюються наземними методами моніторингу.

1. Гойко О. Методичний підхід щодо вибору методу статистичної обробки для медико-соціологічних досліджень / О.В. Гойко // Медична інформатика та інженерія. – 2015. – №2. – С. 52-58. 2. Гойко О. Сучасні технології обробки й аналізу медичних даних / О.В. Гойко // Медична інформатика та інженерія. – 2009. – №4. – С. 39-44. 3. Голованова І. Основи медичної статистики / І. Голованова, І. Бєлікова, Н. Ляхова – Полтава, 2017. – С. 113.
Статистичні методи обробки даних вже давно застосовуються в різних сферах людської діяльності й, насамперед, там, де досліджуються закономірності, властиві великим обсягам об'єктів. Це відбувається й в медичній галузі, де завдяки використанню більш потужної сучасної апаратури та застосуванню нових методів обстеження невпинно зростають інформаційні масиви та кількісні дані про стан здоров'я пацієнта.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. У дисертації вирішена задача розробки методів обробки та передачі даних для підсистеми інформаційного забезпечення машиніста локомотива. На підставі вивчення сучасних методів і засобів обробки і передачі даних на залізничному транспорті встановлено, що існує суперечність між підвищенням швидкості та інтенсивності руху залізничного транспорту, збільшенням кількості аварійно-небезпечних ділянок, ускладненням системи управління залізничним транспортом, підвищенням вимог до якості інформаційного забезпечення машиніста локомотива та застосовуваними математичним апаратом і технологіями управління кодування/декодування. Обґрунтовано вибір технології математичної формалізації на основі мереж масового обслуговування та нейронних мереж. Розроблено концептуальну модель бездротового сегменту підсистеми інформаційного забезпечення машиніста локомотива, яка побудована з використанням технології 4G і враховує тип модуляції QPSK та процедуру перемежіння при передачі кадрів для зниження ймовірності помилкового прийому при забезпеченні високої швидкості передачі даних. Розроблено математичну модель процесу передачі даних по фізичному розподіленому uplink каналу, яка враховує особливості передачі даних відповідно до стандарту LTE в динамічних умовах магістралі залізниці і дозволяє оцінити ймовірносно-часові характеристики процесу передачі даних в підсистемі інформаційного забезпечення машиніста локомотива. Розроблено математичну модель управління доступом до сегменту комп'ютеризованої системи залізничного транспорту, яка враховує особливості передачі даних відповідно до стандарту LTE в динамічних умовах магістралі залізниці. Удосконалено процедуру завадостійкого декодування потокового відео, що передається в бездротовому сегменті 4G мережі підсистеми інформаційного забезпечення машиніста локомотива, що дозволяє підвищити оперативність при передачі даних, скоротити загальну кількість обчислень при декодуванні і звільнити обчислювальні ресурси комп'ютеризованої системи. Розроблено інтелектуальну систему контролю стану небезпечних ділянок залізничного шляху із застосуванням адаптованої згортальної нейронної мережі, що дозволяє підвищити достовірність розпізнавання небезпечних ситуацій на залізничних переїздах і інформувати машиніста в разі виникнення критичної ситуації. Обґрунтовано практичні рекомендації щодо застосування розроблених методів.
The thesis is in candidacy for a scientific degree of candidate of technical sciences in specialty 05.13.05 – computer systems and components. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The thesis solves the problem of developing methods for processing and transmitting data for the locomotive driver's information support subsystem. Based on the study of modern methods and means of processing and transmitting data on railway transport, it is established that there is a contradiction between the increase in the speed and intensity of railway traffic, the increase in the number of emergency areas, the complexity of the railway transport management system, the increase in the requirements for railway transport safety and the applied mathematical apparatus and technologies of coding / decoding. The choice of technology of mathematical formalization based on queuing networks and neural networks is justified. A conceptual model of the wireless segment of the locomotive driver's information support subsystem has been developed, which is built using 4G technology and takes into account the QPSK modulation type and the interleaving procedure for frame transmission to reduce the probability of erroneous reception while ensuring a high data rate. A mathematical model of the process of transmitting video data over a physical distributed uplink channel that takes into account the peculiarities of video data transmission in accordance with the LTE standard under dynamic conditions of the railway main line is developed and allows to estimate a wide range of robabilitytemporal characteristics of the video data transmission process in the locomotive driver's information support subsystem. A mathematical model of access control to the segment of a locomotive driver's information support subsystem has been developed, which takes into account the peculiarities of video data transmission in accordance with the LTE standard in the dynamic conditions of the railway line. The procedure for noiseless decoding of streaming video in the wireless 4G network segment of the locomotive driver’s information support subsystem is improved. It allows to increase efficiency in data transfer, to reduce the total number of calculations during decoding and to release the computing resources of the computerized system. An intelligent system for monitoring the state of dangerous sections of the railway using an adapted convolution neural network has been developed, which makes it possible to increase the reliability of the recognition of dangerous situations at railway crossings and inform the driver in the event of a critical situation. Practical recommendations as for the developed methods application are substantiated.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. У дисертації вирішена задача розробки методів обробки та передачі даних для підсистеми інформаційного забезпечення машиніста локомотива. На підставі вивчення сучасних методів і засобів обробки і передачі даних на залізничному транспорті встановлено, що існує суперечність між підвищенням швидкості та інтенсивності руху залізничного транспорту, збільшенням кількості аварійно-небезпечних ділянок, ускладненням системи управління залізничним транспортом, підвищенням вимог до якості інформаційного забезпечення машиніста локомотива та застосовуваними математичним апаратом і технологіями управління кодування/декодування. Обґрунтовано вибір технології математичної формалізації на основі мереж масового обслуговування та нейронних мереж. Розроблено концептуальну модель бездротового сегменту підсистеми інформаційного забезпечення машиніста локомотива, яка побудована з використанням технології 4G і враховує тип модуляції QPSK та процедуру перемежіння при передачі кадрів для зниження ймовірності помилкового прийому при забезпеченні високої швидкості передачі даних. Розроблено математичну модель процесу передачі даних по фізичному розподіленому uplink каналу, яка враховує особливості передачі даних відповідно до стандарту LTE в динамічних умовах магістралі залізниці і дозволяє оцінити ймовірносно-часові характеристики процесу передачі даних в підсистемі інформаційного забезпечення машиніста локомотива. Розроблено математичну модель управління доступом до сегменту комп'ютеризованої системи залізничного транспорту, яка враховує особливості передачі даних відповідно до стандарту LTE в динамічних умовах магістралі залізниці. Удосконалено процедуру завадостійкого декодування потокового відео, що передається в бездротовому сегменті 4G мережі підсистеми інформаційного забезпечення машиніста локомотива, що дозволяє підвищити оперативність при передачі даних, скоротити загальну кількість обчислень при декодуванні і звільнити обчислювальні ресурси комп'ютеризованої системи. Розроблено інтелектуальну систему контролю стану небезпечних ділянок залізничного шляху із застосуванням адаптованої згортальної нейронної мережі, що дозволяє підвищити достовірність розпізнавання небезпечних ситуацій на залізничних переїздах і інформувати машиніста в разі виникнення критичної ситуації. Обґрунтовано практичні рекомендації щодо застосування розроблених методів.
The thesis is in candidacy for a scientific degree of candidate of technical sciences in specialty 05.13.05 – computer systems and components. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The thesis solves the problem of developing methods for processing and transmitting data for the locomotive driver's information support subsystem. Based on the study of modern methods and means of processing and transmitting data on railway transport, it is established that there is a contradiction between the increase in the speed and intensity of railway traffic, the increase in the number of emergency areas, the complexity of the railway transport management system, the increase in the requirements for railway transport safety and the applied mathematical apparatus and technologies of coding / decoding. The choice of technology of mathematical formalization based on queuing networks and neural networks is justified. A conceptual model of the wireless segment of the locomotive driver's information support subsystem has been developed, which is built using 4G technology and takes into account the QPSK modulation type and the interleaving procedure for frame transmission to reduce the probability of erroneous reception while ensuring a high data rate. A mathematical model of the process of transmitting video data over a physical distributed uplink channel that takes into account the peculiarities of video data transmission in accordance with the LTE standard under dynamic conditions of the railway main line is developed and allows to estimate a wide range of robabilitytemporal characteristics of the video data transmission process in the locomotive driver's information support subsystem. A mathematical model of access control to the segment of a locomotive driver's information support subsystem has been developed, which takes into account the peculiarities of video data transmission in accordance with the LTE standard in the dynamic conditions of the railway line. The procedure for noiseless decoding of streaming video in the wireless 4G network segment of the locomotive driver’s information support subsystem is improved. It allows to increase efficiency in data transfer, to reduce the total number of calculations during decoding and to release the computing resources of the computerized system. An intelligent system for monitoring the state of dangerous sections of the railway using an adapted convolution neural network has been developed, which makes it possible to increase the reliability of the recognition of dangerous situations at railway crossings and inform the driver in the event of a critical situation. Practical recommendations as for the developed methods application are substantiated.

Робота виконана у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Захист відбувся 17 червня 2011 р. о 13.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 58.052.01 в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя, 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд. 79. З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 46001, м.Тернопіль, вул. Руська, 56.
Дисертацію присвячено проблемам розробки математичної моделі електронавантаження організацій та методу прогнозу електроспоживання з використанням стохастичного підходу та з урахуванням циклічності. У дисертації побудовано нову удосконалену математичну модель процесу електронавантаження у вигляді кусково-періодичного нестаціонарного процесу з некорельованими значеннями (білого шуму), яка має низку переваг, зокрема, враховує циклічність та механізм формування досліджуваного сигналу. Для врахування зміни режимів роботи організацій запропоновано методику формування реалізацій, які належать одному режиму роботи, що базується на використанні методу кластерного аналізу з використанням Евклідової метрики відстаней між добовими реалізаціями вимірювань процесу електронавантаження. При обґрунтуванні емпіричного порогу зміни режимів роботи використано метод непараметричної оцінки квантиля розподілу відстаней рівня . Для планування добового електроспоживання запропоновано метод прогнозу з урахуванням середньодобової температури навколишнього середовища, що базується на використанні методу лінійної регресії та досліджено його точність. Використовуючи запропоновану модель, проведено імітаційне моделювання електронавантажень. Створено проект апаратно-програмного комплексу для розв’язку задач моніторингу процесу електронавантаження організацій та проведення імітаційних експериментів.
Проведенный сравнительный анализ известных результатов исследований процессов электрических нагрузок различных объектов энергетических систем дал возможность обосновать актуальную научно-техническую задачу математического моделирования и статистических методов обработки данных измерений в задачах мониторинга электронагрузок. Результаты такого анализа дали возможность обосновать актуальность темы диссертации, определить связи диссертации с научно-исследовательскими темами, сформулировать цель, объект, предмет и методы исследований. В диссертации разработана новая математическая модель процесса электронагрузок в виде кусочно-периодического нестационарного процесса с некоррелированными значениями (белого шума), который имеет ряд преимуществ при сравнении с известными, в том числе учитывает цикличность, механизм формирования смены режимов електронагрузок (выходные и рабочие дни). Впервые для формирования реализаций процессов электронагрузок, которые принадлежат одному режиму роботы организации, использован метод кластерного анализа с применением Эвклидовой метрики расстояний между исследуемыми реализациями процесса электронагрузок, что дало возможность автоматизировать процесс формирования данных измерений различных режимов работы организации. Для обоснования эмпирического порога периодичности статистически обоснован метод непараметрического оценивания квантиля распределения уровня . Получены результаты прогноза суточного электропотребления в зависимости от среднесуточной температуры окружающей среды с использованием модели линейной регрессии, что может быть использовано при планирований затрат на электроэнергию учитывая прогноз погоды на следующий день. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение статистической обработки данных измерений электронагрузок организации, которое может быть использовано службами управления электропотребления для принятия решений по оптимизации работы потребителей электроэнергии. Для решения задач мониторинга электронагрузок организации разработана база данных поточных измерений электронагрузок и результатов их статистического анализа. Разработан проект аппаратно-програмного комплекса мониторинга электронагрузок, внедрение которого повышает уровень обоснованности принятия решений о оптимизации распределения нагрузок в сети и внедрения энергосберегающих технологий.
The dissertation is concerned with arguing for the mathematical model of organizations’ electricity load as well as the method of energy consumption prognosis. Stochastic approach is used and cyclic recurrence is taken into consideration. A new mathematical model of the loading process as a piece-periodic process with non-correlative value (white noise) is proposed. Besides a range of advantages, this model includes the mechanism of generation and cyclic recurrence of the investigated signal. To take into account different organization schedules the method of homogeneous realizations development is proposed, which is based on the method of cluster analysis and Euclidean metric distances between daily implementation of the loading process. The method of non-parametric estimation of distances distribution fractile p=0,95 is used to study empirical discontinuity threshold. To plan daily energy consumption a prognosis method is proposed. This method considers average daily ambient temperature and is based on the linear regression method. Accuracy of the method is studied. Electricity loading process is simulated on the basis of this model. Hardware and software complex design is drawn up to solve the problems of monitoring electricity loading process in an organization and to carry out simulation experiments.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017 р. Дисертація присвячена теоретичному узагальненню і новому рішенню актуальної науково-практичної задачі підвищення якості обробки даних в системі контролю повітряного простору. Вказане завдання вирішене шляхом розробки моделей і методів підвищення якості фільтрації даних на основі мережевої побудови структури систем спостереження з централізованою обробкою даних. Запропонована модель і синтезовані оптимальні за критерієм Неймана-Пірсана структури уточнення даних при реалізації централізованої обробки даних на етапах виявлення сигналів, повітряних об'єктів і трас повітряних об'єктів. Показано, що такі структури обробки даних дозволяють здійснити спільну оптимізацію як виявлення, так і виміру координат повітряних об'єктів, а також здійснити об'єднання інформації від різних систем спостереження на етапі вторинної обробки даних.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.13.06 – information technologies. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2017. Thesis is devoted to theoretical generalization and the new decision of actual scientific and technical problem of improving the quality of data processing in the airspace control system. This problem is solved by developing methods and models enhance the quality of data processing based on the network structure of building surveillance systems with a centralized data processing. The model is proposed and the structure of data processing is synthesized when implementing a centralized data processing of the signals and primary and secondary stages of data processing. It has been shown that such data structures allow a joint optimization of both the detection and coordinate measuring air targets, as well as to merge data from different monitoring systems at the second stage of data processing.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017 р. Дисертація присвячена теоретичному узагальненню і новому рішенню актуальної науково-практичної задачі підвищення якості обробки даних в системі контролю повітряного простору. Вказане завдання вирішене шляхом розробки моделей і методів підвищення якості фільтрації даних на основі мережевої побудови структури систем спостереження з централізованою обробкою даних. Запропонована модель і синтезовані оптимальні за критерієм Неймана-Пірсана структури уточнення даних при реалізації централізованої обробки даних на етапах виявлення сигналів, повітряних об'єктів і трас повітряних об'єктів. Показано, що такі структури обробки даних дозволяють здійснити спільну оптимізацію як виявлення, так і виміру координат повітряних об'єктів, а також здійснити об'єднання інформації від різних систем спостереження на етапі вторинної обробки даних.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.13.06 – information technologies. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2017. Thesis is devoted to theoretical generalization and the new decision of actual scientific and technical problem of improving the quality of data processing in the airspace control system. This problem is solved by developing methods and models enhance the quality of data processing based on the network structure of building surveillance systems with a centralized data processing. The model is proposed and the structure of data processing is synthesized when implementing a centralized data processing of the signals and primary and secondary stages of data processing. It has been shown that such data structures allow a joint optimization of both the detection and coordinate measuring air targets, as well as to merge data from different monitoring systems at the second stage of data processing.

Роговенко, А. І. Методи та інформаційна технологія прискореного обчислення великих даних для систем розподіленої обробки інформації : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 / А. І. Роговенко. - Чернігів, 2021. - 178 с.
Дисертація присвячена дослідженню актуальних проблем підвищення ефективності цифрових обчислювальних засобів алгоритмів кодування/декодування завадостійких кодів шляхом зменшення складності реалізації за умови високої швидкості й великого об’єму вхідного потоку даних, із використанням особливостей і властивостей апаратної платформи сучасної мікропроцесорної техніки. У першому розділі дисертаційної роботи проаналізовано сучасний стан і перспективи прискорення обчислень у сучасних системах розподіленої обробки інформації. Особлива потреба в прискорювачах виникає у криптографічних системах та системах завадостійкого кодування, де суттєву частину всіх обчислювальних перетворень над великими даними становлять операції в полях Галуа. Проведений аналіз задачі прискорення обчислень у системах розподіленої обробки інформації виявив необхідність зменшення обчислювальної складності реалізації базових операцій, які використовуються в технологіях вирішення задачі виявлення та виправлення помилок у системах розподіленої обробки інформації, зокрема в сучасних системах радіозв’язку. Проаналізовано коди, що використовуються для коригування помилок у сучасних системах радіозв’язку, та визначені основні напрямки прискорення процесу кодування/декодування при використанні алгебраїчних кодів. На основі аналізу було визначено, що процес кодування/декодування базується на апараті арифметики скінчених полів. Таким чином, спрощення та прискорення виконання операції в полях Галуа має привести до зменшення обчислювальної складності реалізації процедур кодування/декодування завадостійких кодів. Проведений аналіз основних методів обчислень операцій у полях Галуа, виявив, що більш пріоритетною є задача спрощення та прискорення виконання операцій додавання, як складових операцій множення, піднесення до степеня та інших. На основі аналізу існуючих методів обчислень операцій у полях Галуа було зроблено висновок, що сучасні широко представлені реалізації блоків обчислення операцій у скінчених полях мають обмеження та недоліки, які призводять до зменшення використовуваності алгебраїчних кодів у вирішеннях задачі виявлення та виправлення помилок. Отже, необхідно розробити методи підвищення продуктивності спеціалізованих обчислювальних засобів із урахуванням особливостей і властивостей апаратної платформи сучасної мікропроцесорної техніки, складності реалізації та швидкодія яких задовольняла б існуючі вимоги та була прогнозованою залежно від розрядності (розміру) оброблюваних послідовностей. У другому розділі роботи проводиться удосконалення методу прискорення та зменшення апаратних витрат на реалізацію блоків виконання операцій за модулем, розробка структурних рішень та модифікація алгоритмів виконання операцій за модулем. Розроблено та запропоновано метод зменшення апаратних витрат суматора за модулем на основі одновимірного каскаду конструктивних модулів з однорідною структурою. Цей метод базується на введенні у схему ланцюгів наскрізного переносу. Ефект від впровадження цього удосконалення полягає у зменшенні обчислювальної ємнісної складності, що забезпечує зменшення апаратних витрат у середньому на 10 % порівняно з наявним базовим методом. Розроблено та запропоновано удосконалений метод зменшення обчислювальної ємнісної складності реалізації моделі суматора за модулем на основі одновимірного каскаду конструктивних модулів, який, на відміну від раніше запропонованого, використовує конструктивні модулі нерегулярного типу. Встановлено, що модифікацію методу можна застосовувати для зменшення обчислювальної складності в разі некритичності вимог до регулярності структури обчислювача. Використання модифікованого методу дозволяє зменшити обчислювальну ємнісну складність, що забезпечує зменшення апаратних витрат у середньому на 50 % порівняно з наявним базовим методом. Розроблено та запропоновано метод збільшення швидкодії суматора за модулем на основі одновимірного каскаду конструктивних модулів, який, на відміну від відомих, використовує ланцюги групового переносу, що дозволяє підвищити швидкість виконання операцій у 8 разів порівняно з реалізацією базовим методом. Запропоновано модифікацію алгоритму множення та піднесення до степеня за змінним модулем, з урахуванням особливостей застосування моделей суматорів на основі одновимірних каскадів конструктивних модулів, в якому зменшене значення нижньої оцінка часової складності. У третьому розділі запропоновано модель обчислювальних структур завадостійких кодів для виконання операцій за змінним простим модулем над числами великої розрядності, виконано її реалізацію та дослідження. Модель була створена з орієнтацією на адаптацію до елементів операційного обчислювального середовища для забезпечення можливості конструювання необхідних комбінацій виконавчих пристроїв для виконання однотипних арифметичних інструкцій за модулем над числами великої розрядності. Також у цьому розділі виконана адаптація алгоритму обчислення операції множення та піднесення до степеня за модулем з урахуванням особливостей її побудови раніше запропонованим методом одновимірного каскаду. Запропонована структура моделі та алгоритм роботи спрощеного завантаження багаторозрядних операндів до блоків виконання операції за модулем. При реалізації моделі використовувався структурний опис з використанням бібліотеки стандартних ресурсів Xilinx мовою опису апаратури VHDL. Запропонований алгоритм роботи блоку спрощеного завантаження операндів. Цей блок являє собою блок керування без логіки вибору операції, оскільки для дослідження одного конкретного обчислювача вона не потрібна, але може справляти додатковий вплив на характеристики. Розроблена модель обчислювальних структур завадостійких кодів для виконання операцій за змінним простим модулем, як і більшість подібних до неї, рідко використовуються як окрема одиниця та зазвичай являють собою частину складнішої синхронної системи. Таким чином, проведені експерименти вирішили задачу визначення максимальної тактової частоти, на якій може працювати розроблена модель без помилок у обчисленнях вихідної функції. Четвертий розділ присвячений розробці інформаційної технології прискореного обчислення великих даних для систем розподіленої обробки інформації. Інформаційна технологія базується на розроблених раніше удосконалених методах зменшення апаратних витрат та прискорення обчислення великих даних. Інформаційна технологія ґрунтується на розроблених раніше, удосконалених методах зменшення апаратних витрат та прискорення обчислення великих даних. Додатково, для доповнення технології було розроблено: проєкт обчислювальної системи на основі софтпроцесора, проєкт співпроцесора з драйверами до обчислювальної системи, набір програмних функцій мовою С, які реалізують програмне виконання базових операцій, та засоби тестування для моделі обчислювальних структур. Для автоматизації процесу створення та тестування моделей був реалізований набір скриптів та бібліотека моделей мовою VHDL, яка містить моделі обчислювальних структур. Також було розроблено архітектуру та систему команд функціональної моделі співпроцесора, орієнтованого на виконання операцій у скінченних полях.
The dissertation is devoted to research of actual problems of increase of efficiency of digital computing means of algorithms of coding / decoding of noise - tolerant codes by reduction of complexity of realization at the condition of high speed and big volume of an input data stream, using features and properties of a hardware platform of modern microprocessor technics. In the first section of the dissertation the current state and prospects of acceleration of calculations in modern systems of distributed information processing are analyzed. A special need for accelerators arises in cryptographic systems and noise-tolerant coding systems, where a significant part of all computational transformations over big data are operations in Galois fields. The analysis of the problem of computing acceleration in distributed information processing systems revealed the need to reduce the computational complexity of the basic operations used in technologies to solve the problem of detecting and correcting errors in distributed information processing systems, in particular in modern radio systems. The codes used to correct errors in modern radio communication systems are analyzed, and the main directions of accelerating the encoding / decoding process when using algebraic codes are identified. Based on the analysis, it was determined that the encoding / decoding process is based on the finite field arithmetic apparatus. Thus, simplifying and speeding up the operation in Galois fields should reduce the computational complexity of implementing encoding / decoding procedures for noise-tolerant codes. An analysis of the main methods of calculating operations in Galois fields, found that the priority is to simplify and accelerate the execution of addition operations, as components of multiplication, multiplication and others. Based on the analysis of existing methods of computing operations in Galois fields, it was concluded that modern widely implemented implementations of computing units in finite fields have limitations and shortcomings that lead to reduced use of algebraic codes in solving problems of error detection and correction. performance of specialized computing facilities, taking into account the features and properties of the hardware platform of modern microprocessor technology, the complexity of implementation and speed of which would meet existing requirements and be predicted depending on the bit size of the processed sequences. In the second section of the work is the development of improving the method of acceleration and reduction of hardware costs for the implementation of units of operations on the module, development of structural solutions and modification of algorithms for operations on the module. A method for reducing the hardware costs of the adder per module based on a one-dimensional cascade of structural modules with a homogeneous structure is developed and proposed. This method is based on the introduction into the circuit of through transmission circuits. The effect of implementing this improvement is to reduce the computational complexity, which reduces hardware costs by an average of 10% compared to the existing basic method. An improved method for reducing the computational capacity of the modulator adder model implementation based on a one-dimensional cascade of structural modules is developed and proposed, which, in contrast to the previously proposed, uses structural modules of irregular type. It is established that the modification of the method can be used to reduce the computational complexity in the case of non-critical requirements for the regularity of the computer structure. The use of a modified method reduces the computational complexity, which reduces hardware costs by an average of 50% compared to the existing basic method. A method of increasing the speed of the adder modulo based on a onedimensional cascade of structural modules is developed and proposed, which, unlike the known ones, uses group transfer chains, which allows to increase the speed of operations 8 times compared to the basic method. A modification of the algorithm of multiplication and exponentiation by a variable module is proposed, taking into account the peculiarities of the application of adder models based on one-dimensional cascades of structural modules, in which the value of the lower estimate of time complexity is reduced. The third section proposes a model of computational structures of noise-tolerant codes for performing operations on a variable simple module over high-digit numbers, its implementation and research. The model was created with a focus on adaptation to the elements of the operational computing environment to provide the ability to design the necessary combinations of actuators to perform the same type of arithmetic instructions modulo over high-digit numbers. Also in the section the adaptation of the algorithm for calculating the operation of multiplication and exponentiation modulo taking into account the peculiarities of its construction by the previously proposed method of one-dimensional cascade. The structure of the model and the algorithm of work of the simplified loading of multi-bit operands to blocks of performance of operation on the module are offered. The model was implemented using a structural description using the Xilinx standard resource library in the VHDL hardware description language. The algorithm of operation of the block of the simplified loading of operands is offered. This unit is a control unit without the logic of the choice of operation, as for the study of one particular computer, it is not required, but can have an additional impact on performance. Keep in mind that the contribution of the FSL interface and the simplified load scheme to the values of resources and delays may not have characteristics with a high coefficient of determination, as their implementation uses a behavioral description. The model of computational structures of noise-tolerant codes for performing operations on a variable simple module, like most similar ones, is rarely used as a separate unit, and is usually part of a more complex synchronous system. Thus, the experiments solved the problem of determining the maximum clock frequency at which the developed model can work without errors in the calculations of the original function. The fourth section is devoted to the development of information technology for accelerated computation of large data for distributed information processing systems. Information technology is based on previously developed advanced methods to reduce hardware costs and speed up the calculation of big data. Information technology is based on previously developed, improved methods to reduce hardware costs and speed up the calculation of big data. In addition, to complement the technology, a computer processor-based computer system project, a coprocessor project with computer system drivers, a set of C-program functions that implement software execution of basic operations, and testing tools for the computer structure model were developed. To automate the process of creating and testing models, a set of scripts and a library of models in VHDL, which contains models of computational structures, was implemented. The architecture and command system of the functional model of the coprocessor, focused on performing operations in finite fields, were also developed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – «Математичне моделювання та обчислювальні методи». – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2019. Дисертація присвячена вирішенню проблеми ідентифікації сегментних і ритмічних структур циклічних сигналів, що підвищують точність їх опрацювання та комп’ютерного моделювання в автоматизованих системах цифрової обробки даних. Створено методологію побудови методів сегментації різних циклічних сигналів, моделями яких є циклічні функції. Розроблена на основі створеної методології система методів сегментації циклічних сигналів дозволяє проводити ідентифікацію їх сегментних і дискретних ритмічних структур з підвищеною точністю при їх автоматизованому опрацюванні. Удосконалено метод ідентифікації ритмічної структури за рахунок використання методів інтерполяції квадратичним чи кубічним сплайном у порівнянні з відомим методом ідентифікації ритмічної структури на основі кусково-лінійної інтерполяції. Розроблено метод адаптивної ідентифікації ритмічної структури циклічних сигналів, який містить як складові метод визначення додаткових елементів ритмічної структури та метод визначення оптимального полінома на відповідному сегменті. Розроблено метод верифікації моделей на основі перевірки гіпотези про належність досліджуваного сигналу до класу циклічних. Розроблено математичні засоби ідентифікації сегментних та оцінювання ритмічних структур, які в цілому підвищують точність методів дискретизації, статистичного опрацювання та комп’ютерного моделювання циклічних сигналів, придатні для використання в програмно-апаратних системах цифрової обробки (діагностики чи прогнозування) різних циклічних сигналів.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 01.05.02 – «Математическое моделирование и вычислительные методы». – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2019. Диссертация посвящена решению проблемы идентификации сегментных и ритмических структур циклических сигналов, повышающие точность их обработки, а также компьютерного моделирования в автоматизированных системах цифровой обработки данных. Создано методологию построения методов сегментации разных циклических сигналов, моделями которых есть циклические функции. Разработанная на основании созданной методологии система методов сегментации циклических сигналов позволяет проводить идентификацию их сегментных и дискретных ритмических структур с повышенной точностью при их автоматизированной обработке. Усовершенствован метод идентификации ритмической структуры за счет использования методов интерполяции квадратичным или кубическим сплайном по сравнению с известным методом идентификации ритмической структуры на основании кусочно-линейной интерполяции. Разработанный метод адаптивной идентификации ритмической структуры циклических сигналов, который включает в себя как свои составляющие метод определения дополнительных элементов ритмической структуры и метод определения оптимального полинома на соответствующем сегменте. Разработан метод верификации моделей на основании проверки гипотезы о принадлежности исследуемого сигнала к классу циклических. Разработанные математические средства идентификации сегментных и оценки ритмических структур, которые, в целом, повышают точность методов дискретизации, статистической обработки и компьютерного моделирования циклических сигналов, пригодные для использования в программно-аппаратных системах цифровой обработки (диагностики или прогнозирования) разных циклических сигналов.
The dissertation for a scientific degree of Doctor of Technical Sciences on specialty 01.05.02 – «Mathematical modeling and computation methods». – Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, 2019. The dissertation is dedicated to the solution of the scientific problem which consists in the creation of new methods for identification of segment and rhythm structures of cyclic signals, which provide improved accuracy of cyclic signals processing and computer modeling in automated digital data processing systems. Considering the fact that there is a repetitive structure of cyclic signals, which is due to phase expansion in time or space of cyclic occurrences and processes - a methodology for constructing methods of segmentation (mathematical models of which are cyclic functions with segment structure) of different cyclic signals is created. The system of new methods of segmentation of cyclic signals was developed on the basis of the created methodology. It allows identifying their segment and discrete rhythm structures with increased accuracy at their automated processing within the framework of deterministic and stochastic mathematical models of cyclic functions with a variable or constant rhythm. There were improvements made in the method for identifying the rhythm structure of cyclic signals through the use of methods of interpolation by the means of a quadratic or cubic spline in comparison with the known method of identification of the rhythm structure on the basis of piecewise linear interpolation. The method of adaptive identification of the rhythm structure of cyclic signals was developed, which includes, as its components, the developed method of determining additional elements of the rhythm structure and the developed method of determining the optimal polynomial in the corresponding segment. Considering the greater number of elements of the rhythm structure, this allowed evaluating the type of optimal polynomial among the linear, quadratic and cubic ones in the investigated segment. This also allowed choosing a method of evaluating the rhythm structure in the investigated segment among the known method (based on piecewise linear interpolation) and the developed one in the process of work (based on quadratic and cubic splines). The achieved results gave a possibility to adaptively evaluate the investigated segment and improved accuracy of identifying the rhythm structure of cyclic signals. There was developed a method of verifying the models of the investigated signals which is based on testing the hypothesis of the relation of the investigated signal to the class of cyclic signals for the suitable, correct application of the methods developed in the process of this study (during the processing of cyclic signals). The mathematical model and methods of statistical development of the surface formation process on the metal’s outer layer, caused by the effect of mechanical or laser shock-wave force on it, in a form of a cyclic random process with a segment structure, was delineated. Mathematical tools were developed of identifying the segment and evaluating rhythm structures that increase the overall accuracy of methods of processing of cyclic signals, in particular, sampling methods, statistical processing and computer simulation of cyclic signals. These tools are suitable for use as components of specialized programs in both software and hardware digital processing systems (diagnostics or forecasting) of different cyclic signals: in cardiac diagnostics systems, in systems of technical diagnostics of the state of the surface of metals and in systems of analysis and forecasting of economic cyclic process.
Перелік основних умовних позначень, символів і скорочень...33 Вступ (актуальність теми)...39 Розділ 1. Математичні моделі та методи опрацювання циклічних сигналів у системах їх цифрової обробки (огляд літературних джерел)...49 1.1. Циклічні сигнали в системах цифрової обробки даних та процес ідентифікації їх сегментних структур (об’єкт дослідження)...49 1.1.1. Циклічні кардіосигнали. Комп’ютерні системи діагностики функціонального стану серцево-судинної системи людини...51 1.1.1.1 Електрокардіосигнал. Автоматизовані комп’ютерні електрокардіо-діагностичні системи, існуючі методи дослідження електрокардіосигналів та діагностичні ознаки...51 1.1.1.2 Математичні моделі, які використовуються в автоматизованих, комп’ютерних системах цифрової обробки кардіосигналів…66 1.1.2. Циклічні процеси рельєфних утворень на поверхні металів викликані механічним чи лазерних ударно-хвильовим впливом на неї, їх математичні моделі. Комп’ютерні системи дослідження й технічного діагностування стану поверхні металів...60 1.1.3. Циклічні економічні процеси, їх математичні моделі. Комп’ютерні системи автоматизованого аналізу та прогнозу циклічних економічних процесів...62 1.1.4. Циклічні сигнали електро-, газо-, нафто-, водоспоживання, їх математичні моделі. Комп’ютерні системи аналізу та прогнозу електро-, газо-, нафто-, водоспоживання…65 1.1.5. Узагальнена структурна схема автоматизованих комп’ютерних, систем діагностики та прогнозування за циклічними сигналами...68 1.2. Недоліки (науково-технічні проблеми) в автоматизованих, комп’ютерних, системах цифрової обробки та комп’ютерного моделювання циклічних сигналів...73 1.3. Вимоги висунуті до математичної моделі циклічних сигналів…74 1.4. Відомі математичні моделі циклічних сигналів та можливості їх використання для вирішення проблеми ідентифікації їх сегментної структури…76 1.4.1. Детерміновані математичні моделі циклічних сигналів…77 1.4.2. Стохастичні математичні моделі циклічних сигналів…79 1.5. Постановка проблеми ідентифікації сегментної структури з урахуванням вибраної математичної моделі циклічних сигналів…88 1.6. Вимоги до розробляємих методів сегментації циклічних сигналів…93 1.7. Відомі методи сегментації циклічних сигналів…94 1.7.1. Методи сегментації циклічних сигналів (детермінований підхід)…94 1.7.2. Методи сегментації циклічних сигналів (стохастичний підхід)…102 1.7.3. Методи, які використовуються для розпізнавання (ідентифікації, класифікацїї,) виділених сегментів сегментів циклічного сигналу та методи аналізу його ритму…102 1.8. Висновки до першого розділу...108 Розділ 2. Сегментні структури циклічних сигналів. Постановка завдання сегментації циклічних сигналів...111 2.1. Концептуальна модель циклічних сигналів із сегментною структурою…111 2.2. Узагальнена сегментна структура циклічних сигналів. Основні математичні співвідношення для сегментних структур циклічних сигналів…116 2.2.1. Сегментна циклічна структура циклічних сигналів…118 2.2.2. Сегментна зонна структура циклічних сигналів…120 2.3. Узагальнена ритмічна структура циклічних сигналів. Основні математичні співвідношення для ритмічних структур циклічних сигналів…125 2.4. Таксономія класів моделей циклічних функцій із сегментною структурою…141 2.5. Постановка завдання сегментації циклічних сигналів із сегментною структурою…144 2.6. Висновки до другого розділу...147 Розділ 3. Методологія сегментації циклічних сигналів. Методи ідентифікації сегментних структур циклічних сигналів. Оцінювання точності розроблених методів сегментації...150 3.1. Методологія сегментації циклічних сигналів…150 3.2. Метод сегментації циклічного сигналу, моделлю якого є абстрактна циклічна функція із сегментною структурою…156 3.3. Метод сегментації циклічного сигналу, моделлю якого є детермінована циклічна числова функція дискретного аргументу із відомою (ідентифікованою) сегментною структурою…158 3.3.1. Метод сегментації циклічного сигналу з урахуванням відомої (ідентифікованої) сегментної циклічної структури…159 3.3.2. Метод сегментації циклічного сигналу з урахуванням відомої (ідентифікованої) сегментної зонної структури...163 3.4. Метод сегментації циклічного сигналу, моделлю якого є детермінована циклічна числова функція дискретного аргументу та детермінована циклічна інтервальна функція дискретного аргументу із сегментною структурою...171 3.4.1. Результати застосування методу сегментації циклічних сигналів, моделями якого є детермінована циклічна числова функція дискретного аргументу та детермінована циклічна інтервальна функція дискретного аргументу із сегментною структурою, оцінювання точності методу їх сегментації…180 3.5. Метод сегментації циклічного сигналу, моделлю якого є циклічний випадковий процес дискретного аргументу з сегментною структурою…185 3.5.1. Результати застосування методу сегментації циклічних сигналів, моделями яких є циклічні випадкові процеси із сегментною структурою, оцінювання точності методу їх сегментації…194 3.6. Модифікація блоку оцінювання сегментної структури циклічних сигналів, моделями яких є циклічні випадкові процеси із сегментною структурою, оцінювання похибок методу їх сегментації...199 3.7. Підхід до розпізнавання сегментів-зон, отриманих на основі методів сегментації циклічних сигналів…208 3.8. Приклади результатів застосування розроблених методів сегментації циклічних сигналів у різних галузях…209 3.8.1. Результати сегментації циклічних кардіосигналів (у медицині)…209 3.8.2. Результати сегментації циклічних процесів рельєфних утворень на поверхні металів (у механіці)…211 3.8.3. Результати сегментації циклічних економічних процесів (у економіці)...211 3.9. Висновки до третього розділу…213 Розділ 4. Методи оцінювання ритмічної структури циклічних сигналів. Аналіз точності розроблених методів оцінювання ритмічних структур…215 4.1. Постановка задачі оцінювання ритмічної структури циклічного сигналу….215 4.2. Метод оцінювання ритмічної структури за допомогою змішаної інтерполяції: кусково-квадратичної та кусково-лінійної…217 4.2.1. Оцінювання дискретної ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній циклічній структурі…219 4.2.2. Оцінювання дискретної ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній зонній структурі …223 4.3. Метод оцінювання ритмічної структури за допомогою змішаної інтерполяції квадратичним сплайном та кусково-лінійної…230 4.3.1. Оцінювання дискретної ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній циклічній структурі…230 4.3.2. Оцінювання дискретної ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній зонній структурі…233 4.4. Метод оцінювання ритмічної структури за допомогою змішаної інтерполяції кубічним сплайном та кусково-лінійної…236 4.4.1. Оцінювання дискретної ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній циклічній структурі…236 4.4.2. Оцінювання дискретної ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній зонній структурі…240 4.5. Методом оцінювання ритмічної структури шляхом визначення її додаткових елементів (відліків)…244 4.5.1. Оцінювання ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній циклічній структурі...248 4.5.2. Оцінювання ритмічної структури, що відповідає ідентифікованій сегментній зонній структурі…249 4.6. Метод оцінювання оптимального полінома на сегменті в межах відліків сегментної структури…256 4.6.1. Оцінювання оптимального полінома, що описує ритмічну структуру в межах відліків ідентифікованої сегментної циклічної структури…257 4.6.2. Оцінювання оптимального полінома, що описує ритмічну структуру в межах відліків ідентифікованої сегментної зонної структури…259 4.7. Метод оцінювання ритмічної структури шляхом адаптивної її ідентифікації…265 4.8. Порівняльний аналіз точності відомого та розроблених методів оцінювання ритмічної структури циклічних сигналів…268 4.9. Висновки до четвертого розділу…278 Розділ 5. Методи статистичного опрацювання та комп’ютерного моделювання циклічних сигналів із урахуванням оціненої ритмічної структури...281 5.1. Дискретизація циклічних сигналів у системах цифрового опрацювання з урахуванням їх оціненої ритмічної структури…281 5.1.1. Похибки передискретизації циклічних сигналів з урахуванням оцінених їх ритмічних структур…285 5.2. Методи статистичного опрацювання циклічних сигналів із урахуванням оцінених їх ритмічних структур…289 5.2.1. Оцінки імовірнісних характеристик циклічних сигналів із урахуванням різних ритмічних структур…291 5.3. Методи статистичного опрацювання сумісних ймовірнісних характеристик вектора циклічних ритмічно пов’язаних випадкових процесів із урахуванням різних ритмічних структур…293 5.4. Результати застосування методів статистичного опрацювання циклічних сигналів з урахуванням оцінених ритмічних структур у різних галузях…295 5.4.1. Результати статистичного опрацювання циклічних кардіосигналів (у медицині)...295 5.4.2. Результати статистичного опрацювання циклічних процесів рельєфних утворень на поверхні металів (у механіці)…297 5.4.3. Результати статистичного опрацювання циклічних економічних процесів (в економіці)…300 5.5. Комп’ютерне моделювання циклічних сигналів із урахуванням їх оцінених ритмічних структур…302 5.5.1. Результати комп’ютерного моделювання циклічних кардіосигналів (у медицині)…306 5.5.2. Результати комп’ютерного моделювання циклічних процесів рельєфних утворень на поверхні металів (у механіці)…307 5.5.3. Результати комп’ютерного моделювання циклічних економічних процесів (в економіці)…309 5.5.4. Оцінювання точності методу комп’ютерного моделювання циклічних сигналів із урахуванням різних ритмічних структур. Похибки комп’ютерного моделювання циклічних сигналів…310 5.6. Метод перевірки статистичної гіпотези про належність досліджуваного сигналу до класу циклічних (метод верифікації циклічності)…312 5.7. Висновки до п’ятого розділу…324 Розділ 6. Діагностичні та прогностичні ознаки в системах цифрової обробки даних. Комплекс комп’ютерних програм для опрацювання й комп’ютерного моделювання циклічних сигналів…326 6.1. Інформативні ознаки в системах обробки циклічних сигналів...326 6.1.1. Діагностичні ознаки в системах цифрової діагностики стану серця людини за електрокардіосигналами (у медицині)…332 6.1.1.1. Діагностичні ознаки у вигляді перших двох коефіцієнтів розкладу оцінки математичного сподівання електрокардіосигналу у ряд Чебишева…333 6.1.1.2. Діагностичні ознаки у вигляді перших п’ятидесяти коефіцієнтів розкладу сумісних імовірнісних характеристик кореляційної функції та коваріаційної функції електрокардіосигналу у тригонометричні ряди...337 6.1.2. Діагностичні ознаки в системах цифрової діагностики стану поверхні металу за процесами рельєфних утворень, що виникають під силовим чи енергетичним впливом на неї (у механіці)…340 6.1.3. Прогностичні ознаки в системах опрацювання циклічних економічних процесів (в економіці)...344 6.2. Комплекс комп’ютерних програм для опрацювання та комп’ютерного моделювання циклічних сигналів…354 6.3. Висновки до шостого розділу...362 Висновки...365 Список використаних джерел...368 Додаток А. Системи відбору (системи відведень) та діагностичні зони електрокардіосигналу. Фрагменти електрокардіосигналів, які відповідають певним патологіям. Відомості про циклічні кардіосигнали, зокрема, магнітокардіосигнал, реокардіосигнал, фонокардіосигнал, синхронно зареєстровані кардіосигнали (полікардіосигнали) в автоматизованих комп’ютерних магнітокардіодіагностичних системах, існуючі методи їх дослідження та діагностичні ознаки…416 Додаток Б. Технологія дослідження стану поверхні металів…431 Додаток В. Відомі математичні моделі циклічних сигналів та явищ. Таблиця порівняння властивостей математичних моделей циклічних сигналів…438 Додаток Д. Відомі методи сегментації циклічних сигналів. Таблиця порівняння методів сегментації в системах цифрового опрацювання циклічних сигналів…479 Додаток Е. Аналіз науково-технічної області моделювання та опрацювання циклічних сигналів з позиції вживаних термінів та понять...532 Додаток Ж. Абстрактні циклічні функції з сегментною структурою як моделі циклічних сигналів…540 Додаток З. Деякі відомі підкласи випадкових процесів із циклічними ймовірнісними характеристиками…562 Додаток И. Приклади результатів сегментації різних циклічних сигналів розробленими методами…567 Додаток К. Аналітичні залежності для визначення коефіцієнтів у методі квадратичної інтерполяції на сегментах…571 Додаток Л. Основні відомості про передискретизацію циклічних сигналів…574 Додаток М. Основні відомості про статистичне опрацювання циклічних сигналів…580 Додаток Н. Застосування коефіцієнтів розкладу в різних базисах, як діагностичних ознак. Відомості про поліноми дискретного аргументу Чебишева, Кравчука та Лагера ...590 Додаток П. Розклади одновимірних та двовимірних оцінок статистичних характеристик циклічних сигналів…596 Додаток Р. Фрагмент програми для сегментації детермінованих циклічних сигналів…613 Додаток С. Фрагмент програми для сегментації стохастичних циклічних сигналів…618 Додаток Т. Фрагмент програми для оцінювання ритмічної структури циклічного сигналу...624 Додаток У. Фрагмент програми для статистичного опрацювання та комп’ютерного моделювання циклічних сигналів…630 Додаток Ф. Список публікацій здобувача за темою дисертації…635 Додаток Х. Свідоцтва про реєстрацію авторського права на комп’ютерні програми...650 Додаток Ц. Акти впроваджень…657

В області інформаційних технологій існує два взаємодоповнюючих напрямки: оперативна обробка даних (Online Transaction Processing, OLTP) та підтримка прийняття рішень з використанням засобів аналізу даних (Online Analytical Processing, OLAP). Оперативна аналітична обробка (OLAP) та інтелектуальний аналіз даних − дві складові частини процесу підтримки прийняття рішень.

В роботі запропоновано використання даних дистанційного зондування Землі щодо підтримки прийняття управлінських рішень органами державної влади при проведенні земельно-кадастрових робіт на тимчасово окупованих територіях у Донецькій, Луганській областях та в Криму на основі використання теорії категорій. Надані пропозиції щодо підтримки прийняття управлінських рішень органами державної влади при проведенні земельно-кадастрових робіт на тимчасово окупованих територіях. Запропоновано обрати методи теорії категорій, які дозволяють у вигляді об'єктів категорії використовувати такі математичні конструкції, як висловлювання, предикати тощо. Розроблено метод підтримки прийняття управлінських рішень органами державної влади при проведенні земельно-кадастрових робіт на тимчасово окупованих територіях з використанням даних дистанційного зондування Землі, математичні конструкції теорії категорій та логіки предикатів, які відображають відношення в структурованому та логічному вигляді. Запропоновано додатково використовувати методи ройового інтелекту, які представлено модулем в системі підтримки прийняття рішень, при обробці вхідних даних. Наведено послідовність дій розробленого методу. Напрямком подальших досліджень є перевірка реалізуємості запропонованих варіантів управлінських рішень при проведенні земельно-кадастрових робіт на тимчасово окупованих територіях.

Проблеми автоматизації різних процесів управління і обробки даних на основі застосування сучасних засобів обчислювальної техніки є на сьогодні однією з головних задач інформаційних технологій. Успішне рішення цих проблем залежить від сумісних зусиль різних фахівців. Одержані цікаві результати в області розробки і дослідження нових математичних моделей ряду важливих процесів, створення ефективних математичних методів рішення задач, що виникають при побудові автоматизованих систем, зокрема, задач дискретної і комбінаторної оптимізації в різних постановках. У монографії надані паралельні обчислювальні структури для рішення задач дискретної оптимізації.

Стаття присвячена виявленню раціонального інструментарію діагностики рівня сформованості професійно-термінологічної компетентності (ПТК) майбутнього спеціаліста на основі обґрунтованих та уніфікованих критеріїв і показників, які є необхідною передумовою ефективності її становлення. Так як розуміння структури є вихідним етапом розроблення методики визначення рівня сформованості, проведено аналіз компонентного складу ПТК, що являє єдність трьох компонентів: предметно-пізнавального, інтелектуально-рефлексивного та комунікативно-мовленнєвого. Становлення ПТК визна-чається рівнем розвитку кожного її структурного компонента. Запропоновано трирівневий аналіз кожного структурного компонента ПТК. Поєднання оцінок їх рівня сформованості забезпечує об’єктивність загальної оцінки. Критерії сформованості ПТК відповідають її компонентному складу і представлені теоретичним (гносеологічним), особистісним (мотиваційним) і практичним (комунікативним). Підкреслено визначальне значення предметно-пізнавального компонента, що проявляється у становленні й удосконаленні активного словника термінів за фахом майбутнього спеціаліста та зумовлює безпосередньо теоретичну (когнітивну) діяльність і здійснення фахівцем рефлексивної та практичної діяльності. Наведена характеристика низького (початкового), середнього (достатнього) й високого (компетентного) рівнів сформованості професійно-термінологічної компетентності. Запропонована тривимірна матрична модель визначення рівня сформованості професійно-термінологічної компетентності майбутнього спеціаліста, що формується за результатами діагностичного дослідження рівнів сформованості кожного з компонентів ПТК. Сформульовано основні завдання емпіричного визначення стану сформованості компонентів ПТК. Виокремлено основні групи методів дослідження рівня сформованості окремого компонента ПТК: методи визначення ступеня розуміння (володіння) термінами; виявлення особливостей застосування термінів у письмовому мовленні; самооцінки ступеня володіння термінологією за фахом і методи обробки отриманих даних.

У статті подано авторську модифікацію одного з найпопулярніших інструментів дослідження ґендерних особливостей людини — Статево-рольового опитувальника С. Бем, яка дозволяє досліджувати когнітивну складову ґендерної ідентичності особистості, ґрунтуючись на позиціях інтегральної індивідуальності, а не на типажах “маскулінності-фемінінності”. В тексті статті представлено ґендерно чутливі інструкції до методики для чоловіків та жінок, текст опитувальника, адаптований для дітей (молодших школярів та молодших підлітків), і класичний варіант тексту, розрахований на дорослих (від підліткового віку і старше), а також способи математичної обробки отриманих даних.

Звіт про НДР: 20 с., 20 рис., 12 джерел. Об`єкт дослідження – інформаційні системи в медицині. Мета роботи – Автоматизація ведення прийому дітей, зокрема скорочення часу на ведення записів у картку дитини, вибірка дітей певних категорій та форм ведення довідників дітей. Метод дослідження – системний аналіз процесів надання первинної медико-санітарної допомоги дітям та вдосконалення процесу роботи з даними й формами. На даний час в Україні відсутні національні чи регіональні системи ведення електронних медичних карток що дозволили б відмовитися від паперових. Передбачене в плані реформ медичної галузі програмне забезпечення не розроблене і не впроваджене. За 2011 рік у місті здійснено: 6781811 відвідувань поліклінік та 490260 відвідувань лікарями хворих удома. Тобто прогнозований річний обсяг звернень до сімейних лікарів складає 7 мільйонів (в середньому 10 звернень кожного мешканця). Прийнявши річний фонд робочого часу у 2000 год. середня завантаженість сімейного лікаря складе біля 9 відвідувань на годину. Тобто, середній час спілкування з пацієнтом становитиме 5-7 хвилин. Значну частину непродуктивних витрат часу лікаря складає робота із паперовою документацією. Знаходження та розшифровування необхідних медичних записів, повторне збирання анамнезу, записування до картки, виписування направлень й інших документів. Непродуктивні витрати часу складають до 2/3 часу прийому пацієнта. Суттєвими є також непродуктивні витрати часу пацієнтом через неможливість оперативного й точного планування часу прийому у лікаря. Типовими є черги в реєстратурі та під кабінетом лікаря. Часто саме черги у лікарняних закладах є місцем передачі інфекційних захворювань між пацієнтами. Розроблений прототип інформаційної системи продемонстрував можливість виконання базових функцій та обробки необхідних даних в тому числі й мобільними засобами. Прототип системи створено з метою уточнення специфікації інтерфейсів, головних функцій, інформаційних процесів та моделей. Результати розробки прототипу є основою для реалізації подальших планів розробки системи в цілому. З метою реалізації базових функцій для ведення прийому дорослих пацієнтів у листопаді-грудні 2012 року було реалізовано автоматизацію прийому дорослих пацієнтів та виконано оптимізацію часових характеристик уведення даних. Функції ведення прийому дітей у прототипі реалізовано не було, хоча інформаційна та функціональна моделі передбачають їх подальшу реалізацію. Ведення прийому дітей суттєво відрізняється від ведення прийому дорослих пацієнтів й передбачає уведення низки додаткових параметрів та налаштування форм прийому. На даному етапі виконання робіт передбачається реалізація функцій ведення прийому дітей та розширення сервісів для планування роботи і скорочення часу на уведення типової інформації. Результати НДР упроваджені в діяльність комунальної установи «Центр первинної медико-санітарної допомоги №4» Криворізької міської ради. Прогнозні припущення щодо розвитку об`єкта дослідження – створення центру зберігання даних в режимі 7/24, впровадження програмної частини інформаційної системи, реалізація інформаційної системи у повному обсязі, покращення експлуатаційних характеристик та поширення ІС на місто.