Добірка наукової літератури з теми "Оптимізація обробки даних"

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

В роботі проведено синтез та аналіз оптимальної структури обробки даних оглядових радіолокаційних систем спостереження, який показуэ що завдяки створенню тимчасової інформаційної бази сигнальних даних на потрібну кількість оглядів радіолокаційної системи спостереження, в кожному елементі якої зберігаються сигнальні дані з показниками якості та параметри їх отримання, вдається здійснити міжетапну наскрізну оптимізацію обробки сигналів, первинної та вторинної обробки даних систем спостереження повітряного простору на основі критерія Неймана-Пірсона та з’являється можливість швидше формулювати підготовку інформаційних повідомлень у межах поточного інформування, що істотно впливає на якість прийнятого рішення. Наведені розрахунки показали, які є переваги в якості обробки даних первинних радіолокаторів в порівнянні з варіантом поєднання даних, який здійснюється на рівні прийняття рішень про виявлення провітряного об’єкта в кожному каналі обробки сигнальних дани, та показує неодноманітність якісті прийняття рішення, що визначається як якістю, так і складом інформації, на основі якої приймаються рішення. Таким чином наведена структура призведе до якіснішого аналізу інформації про повітряний простор, який значною мірою забезпечує як безпеку країни, так і безпеку повітряного руху

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.

Проаналізовано етапи моделювання та візуалізації виробів машинобудування. Створено тривимірну модель деталі типу "Диск" та досліджено особливості її рендерінгу. Описано процес створення максимально наближеного до реалістичного зображення моделі деталі машинобудування, яку побудовано у системі автоматизованого проектування Solid Works в додатку Photo View 360. Складено факторну математичну модель Mv, аналізом якої встановлено, що якість комп'ютерного моделювання та візуалізації просторових деталей прямо залежить від взаємозв'язків визначальних функціональних параметрів, а саме множини вхідних даних, які необхідні для розроблення технічного завдання проекту, графічної складової, що містить результати каркасного та 3D-моделювання, компоненти часу опрацювання даних для подальшої візуалізації тощо. Використовуючи розроблену факторну математичну модель, а також основу рендерінгу, розв'язок рівняння, що описує розповсюдження світла у тривимірній сцені, складено схему послідовності створення рендеру об'єктів машинобудування. У пропонованій схемі подано основні етапи обробки зображення, а також представлені методи зафарбовування примітив. Розглянуто приклади рендерінгу деталі типу "Диск" із використанням різних ефектів, зокрема: з відлитої міді, з оцинкованого металу, з великого пластику. Окреслено переваги використання різних ефектів для візуалізації об'єктів у галузі машинобудування.

Розглянуто використання векторних SIMD інструкцій на x86 сумісних процесорах для покращення ефективності обчислення та обробки даних. Застосування векторного набору інструкцій дозволяє збільшити кількість операцій виконуваних за такт, при цьому зменшення розгалужень у алгоритмах позитивно влипає на швидкість виконання програми за рахунок меншого навантаження на модуль передбачення умовних переходів у процесорі. До цього часу існує програмне забезпечення, що виконується на x86 архітектурі процесорних ядер, даний факт не завжди дає змогу використовувати новітні векторні інструкції починаючи з SSE4.1. Головним недоліком попередніх реалізацій векторних наборів інструкцій – це відсутність логічних і арифметичних операцій з деякими типами даних, особливо це спостерігається у операціях з цілими числами. Використання особливості бінарної реалізації цілих чисел зі знаком і без знаку, дозволяє компенсувати відсутність логічних операцій для цих типів даних. Експлуатація вироджених та непрямих властивостей деяких інструкцій допомагає, як компенсувати відсутність арифметичних операцій з необхідними типами даних або операцій для цілих чисел іншої розрядності, так і оптимізувати виконання математичних операцій таких, як знаходження суми, різниці, множення та скалярного добутку. арифметична операція, векторна інструкція, набір інструкцій процесора, операнд константи, оптимізація процесу обробки даних, паралелізм на рівні інструкцій, паралельне обчислення.

У статті розглянуто тенденції виробництва натуральних смакоароматичних добавок гастрономічного напряму. Обґрунтовано доцільність використання сироваткових білків у смакоаро- матичних добавках. Метою статті є математичне моделювання процесу гідролізу сироваткових біл- ків за критерієм максимального виходу вільних амінокислот у разі використання ферментного каталі- затора. В експериментальних дослідженнях використовували комерційний концентрат сироваткових білків (КСБ-УФ-80) і лужну бактеріальну протеазу «Протолад». Оптимізацію параметрів фермента- тивного гідролізу проводили методом поверхонь відгуку, із застосуванням центрального композицій- ного рототабельного плану. Процес гідролізу сироваткових білків та отримання низькомолекулярних пептидів і амінокислот представлений у вигляді параметричної схеми. Визначено значущі техноло- гічні параметри процесу ферментативного гідролізу сироваткових білків: концентрація ферментного препарату (F, %) та субстрату (S, %), рН середовища (pH), температура (t, °С) і тривалість процесу (τ, хв) гідролізу. Оптимізацію процесу проводили за вихідним параметром моделі – вміст азоту амінних груп (NAG, мг / 100 г). По результатам проведених експериментів і математичної обробки отрима- них даних у вигляді рівнянь регресії було одержано модель процесу гідролізу сироваткових білків під дією ферментних препаратів. Регресійний аналіз даних показав всі вибрані фактори та їх взаємодії є значущими, рівень достовірності перевищує 95%. В результаті поетапного аналізу розробленої мате- матичної моделі оптимізовано процес гідролізу сироваткових білків ферментним препаратом «Про- толад». Встановлено, що найглибший ступень гідролізу відбувається за таких технологічних параме- трів: концентрація ферменту 4±0,01% і субстрату 18±0,5%, рН 7,7±0,1 і температура середовища 57±2°С, тривалість процесу 75 хв.

Предметом вивчення в статті є інформаційні ройова технологія тематичного сегментування зображень, що отримані з бортових систем оптико-електронного спостереження. Метою є розробка інформаційної технології сегментування, в основу якої покладений ройовий метод тематичного сегментування оптико-електронного зображення. Завдання: аналіз рівнів технології дешифрування оптико-електронного зображення, аналіз основних етапів обробки оптико-електронного зображення та рівнів локалізації об’єктів інтересу на етапі розпізнавання, аналіз основних вимог до тематичних сегментів зображення, аналіз відомих методів та інформаційних технологій сегментування зображень, що отримані з бортових систем спостереження, обґрунтування цільової функції тематичного сегментування та вибору оптимального значення порогу сегментування, розробка інформаційної ройової технології тематичного сегментування зображень, що отримані з бортової системи оптико-електронного спостереження, наведення тестового прикладу тематичного сегментування кольорового зображення. Використовуваними методами є: методи теорії імовірності, математичної статистики, ройового інтелекту, кластерізації даних, еволюційних обчислень, методи оптимізації, математичного моделювання та цифрової обробки зображень. Отримані такі результати. Встановлено, що основним етапом обробки зображень, що отримані з бортових систем спостереження, є етап тематичного сегментування. Встановлено, що у теперішній час невелика кількість досліджень присвячена вирішенню задачі тематичного сегментування зображень, що отримані з бортових систем спостереження. Встановлено, що у якості цільової функції використовується функція, яка визначається як сума дисперсії інтенсивності пікселів в межах кожного тематичного сегменту, а оптимізація полягає у мінімізації цільової функції. В основу інформаційної ройової технології покладені удосконалені методи ройового інтелекту (штучної бджолиної колонії) тематичного сегментування оптико-електронного зображення та ройового інтелекту (штучної бджолиної колонії) тематичного сегментування багатомасштабної послідовності оптико-електронних зображень. Висновки. Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному: підвищення візуальної якості сегментованого зображення, що в подальшому суттєво впливає на вирішення завдання дешифрування зображення.

Запропонована методика оцінювання компетентності експертів при виборі раціонального сценарію прийняття рішення на організацію інформаційно-психологічного впливу (ІПВ). Подана в загальному вигляді модель вибору сценарію прийняття рішення на організацію ІПВ, яка включає в себе елементи різних методів, в тому числі методу аналізу ієрархій. Оптимізація групового рішення здійснюється на основі обґрунтованої процедури узгодження. Особливістю моделі є те, що вона враховує показник пріоритету експерта в групі, який характеризує його компетентність (важливість) в галузі інформаційно-психологічної боротьби. Окрім того, для оцінювання компетентності експертів, що здійснюють вибір сценарію, враховані нестандартні характеристики, такі як творче мислення, багатоваріантність рішень, гнучкість, здібність до абстрактного мислення, креативність. Введення показника компетентності експерта дозволяє суттєво спростити методику обробки даних групової експертизи та зробити результати її застосування більш достовірними. Також запропоновано алгоритм розрахунку мінімальної чисельності експертів для проведення експертизи об'єктів впливу.

Розглянуто актуальну проблему визначення правильності одягнення медичної маски у людини. Для її вирішення запропоновано побудування моделі з використанням штучного інтелекту. Розглянуто механізм класифікації та обробки вхідних даних. Розроблено структуру згорткової нейронної мережі у вигляді моделі послідовної реалізації шарів згортки, агрегування, повного зв’язку. Обґрунтовано доцільність використання функції ReLU для активації вузлів. Застосовано метод Dropout для запобігання перенавчанню нейронної мережі. Вихідний шар реалізовано у вигляді одного нейрону з використанням функції активації сигмоїда. Оптимізація згорткової нейронної мережі здійснена методом стохастичного градієнтного спуску. Використано метод зворотного поширення помилки для навчання нейронної мережі. Розроблено програмний додаток на мові програмування Python. Використано бібліотеку Keras для забезпечення точності, правильності, повноти побудованої моделі. Проведено компіляцію з використанням бінарної перехресної ентропії в якості цільової функції. За допомогою розробленого додатку проведено ефективне навчання згорткової нейронної мережі на тестових вхідних зображеннях. Зважаючи на значні вимоги до апаратного забезпечення і програмних ресурсів, цей процес було здійснено під керуванням операційної системи Linux. Обмежена кількість періодів навчання забезпечила зменшення підсумкового часу навчання. Здійснено перевірку побудованої системи на контрольній множині. Отримано високі показники розпізнавання зображень. Працездатність програмного додатку перевірена з використанням різної апаратної і програмної конфігурації. Розроблена система може бути використані у галузях, які потребують контролю виконання правил безпеки під час пандемії.

Основним джерелом динамічної інформації про повітряну обстановку є системи спостереження (СС), обробка інформації яких і є основою для прийняття рішень. Обробка даних СС - процес приведення інформації, що отримується від систем спостереження, в придатний для подальшої передачі користувачам вид. У цей час обробка даних СС неможлива без широкого використання інформаційних технологій, що дозволяє реалізувати автоматичний збір, обробку, зберігання, передачу й видачу інформації споживачам, підвищуючи при цьому практично всі показники якості.

Наводиться аналіз відомих методів поєднання даних оглядових систем спостереження повітряного простору на етапі третинної обробки та пропонується здійснювати поєднання даних в мережі систем спостереження на етапі сигнальних даних чи на етапі первинної обробки даних. Показано, що реалізація централізованої обробки сигнальних рішень та первинної обробки даних дозволяє здійснити сумісну оптимізацію обробки даних та підвищити показники якості інформаційного забезпечення користувачів системи контролю повітряного простору.

На основі розгляду процедур, які виконуються на етапах обробки інформації систем спостереження повітряного простору, показано, що оптимізувати виявлення та вимір координат повітряних об’єктів можливо тільки при розподіленій обробці інформації в мережі систем спостереження, а величина аналогового порогу виявлення сигналів використовується в якості параметру при сумісній оптимізації обробки інформації спостереження.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності буріння свердловин за рахунок вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів. Розроблена методика вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів, яка базується на новій формалізації задачі пошуку із гнучким вибором критерію оптимальності залежно від геолого-технологічних умов буріння. Методика органічно поєднує використання регресійних залежностей і сплайн-функцій для опису впливу концентрацій реагентів на технологічні властивості бурового розчину, а також методи числового, експериментального та інформаційного пошуку оптимальної рецептури обробки бурового розчину. Розроблена експертна система «МudЕхреrt», яка забезпечує вибір методів пошуку, побудову і супровід планів експериментів, математичну обробку експериментальних даних і пошук оптимальної рецептури обробки бурового розчину, обробку даних ротаційної віскозиметрії. Експертна система включає засоби для накопичення промислової інформації та використання її при пошуку рецептур обробки бурових розчинів. Проведено апробацію методики вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів в БУ «Укрбургаз».
Диссертация посвящена повышению эффективности бурения скважин за счет выбора оптимальных рецептур обработки буровых растворов. Приведены результаты статистического. анализа данных об использовании буровых растворов, материалов и химических реагентов для их приготовления в буровом управлении «Укрбургаз» за 1996-2003 гг. Выявлены стойкие тенденции возрастания ассортимента химических реагентов и материалов для приготовления и регулирования свойств буровых растворов (коэффициент корреляции 0,75), а также повышение удельных расходов на метр проходки (коэффициент корреляции 0,73). Анализ современного состояния проблемы управления свойствами буровых растворов указывает на отсутствие научно-обоснованных методик выбора рецептур обработки буровых растворов и программного обеспечения для их реализации. Разработана методика выбора оптимальных рецептур обработки буровых растворов, основанная на новой постановке задачи поиска с гибким выбором критерия оптимальности в зависимости от геолого-технологических условий бурения. Методика построена с использованием следующих стратегий поиска оптимальной рецептуры: с применением регрессионных зависимостей технологических параметров от содержания реагентов, включающее проведение экспериментов по планам дробного и полного факторного эксперимента, центрального композиционного плана второго порядка, построение по их результатам регрессионных зависимостей и решение задачи линейного или нелинейного программирования; с помощью сплайн-функций в сочетании с латинским планом эксперимента и методом дискретного поиска минимума целевой функции; с помощью экспериментального поиска оптимальной рецептуры симплекс-методом; на основе анализа базы данных о результатах обработок буровых растворов. Разработана экспертная система «MudExpert», которая включает: программу для реализации методики выбора оптимальной рецептуры обработки бурового раствора; программу для обеспечения контроля параметров бурового раствора на скважине; базу данных экспертной системы и программное обеспечение для ее поддержки; программу для обработки данных ротационной вискозиметрии. Экспертная система обеспечивает выбор методов поиска, построение и сопровождение планов экспериментов, математическую обработку экспериментальных данных и поиск оптимальной рецептуры обработки бурового раствора, обработку данных ротационной вискозиметрии. Экспертная система содержит средства для накопления промысловой информации с целью ее использования при поиске рецептур обработки буровых растворов. Произведена апробация методики выбора оптимальных рецептур обработки буровых растворов в БУ «Укрбургаз» на скважинах № 201 Ланновского, №21 Кобзивского и № 40 Байрацкого месторождений. Апробация методики также производилась на скважине № 2 Гуцуливской площади (Калушской нефтегаз-разведочной экспедиции) и в процессе выбора рецептуры гуматно-биополимерного бурового раствора с учетом термостойкости для условий Кобзивского месторождения. При испытании методики использовались разные варианты поиска оптимальной рецептуры и все они показали свою эффективность для решения поставленной задачи.
The thesis is devoted to the problem of increasing the drilling efficiency by means of optimal selection of drilling mud conditioning prescriptions. The designed methodology of the optimal prescription selection for drilling mud conditioning is based on the new formulation of the investigation task with the flexible selection of optimization criterion depending on the geotechnical conditions of drilling. The methodology combines the regression models and spline functions to describe the influence of reagents concentration on the technological properties of mud, and the methods of numerical, experimental and informational search of optimal prescription for mud treatment. The expert system «MudExpert» was designed. It provides the selection of searching methods, making up the plans of experiments and their maintenance, the mathematical treatment of experimental data and the searching for optimal prescription of mud conditioning, the treatment of rotational viscosimetry date. The expert system includes facilities for accumulating of the industrial information and its usage during search of optimal prescription for mud conditioning. The approbation of methodology for selection of optimal prescription for mud conditioning was carried out in the drilling company «Ukrburgas».

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.

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.