Добірка наукової літератури з теми "Інтерфейс передачі даних"

У статті розкрито принципи реалізації Bluetooth 5.2 з точки зору апаратної реалізації. Описано еволюцію технології Bluetooth, наведено інноваційні функції Bluetooth 5.2, визначено основні переваги. Розкрито механізм встановлення зв’язку та описано етапи реалізації останнього. Запропоновано алгоритм формування з’єднання точка-точка за технологією Bluetooth з детальним описом процесу. Охарактеризовано стек протоколів Bluetooth. Визначено функціональну приналежність кожного протоколу та описано принцип взаємодії поміж протоколами. Наголошується, що в умовах сьогодення, низка сучасних компаній інтегрували основні функції широкої смуги Bluetooth в апаратне забезпечення, інші компанії, надають інтерфейс керування хостом. Підкреслено, що система на основі ARM для реалізації Bluetooth передачі у своєму складі має низку додаткових компонентів з’єднаних поміж собою шиною даних. Схематично представлено взаємодію апаратного забезпечення Bluetooth з встановленням функціональних зв’язків. Обґрунтовано принцип реалізації шифрування даних (функція потокового шифру) в апаратному забезпеченні. Наголошується, що застосування функції потокового шифру в апаратному забезпеченні знімає безперервне навантаження з процесора по бездротовому каналу під час передачі даних, а реалізація механізму генерації ключів та аутентифікації в апаратному (а не програмному) забезпеченні призводить до швидшого часу підключення та мінімізації споживання енергії. Запропонована архітектура системи для реалізації апаратного забезпечення Bluetooth 5.2 з урахуванням функції крипто захисту, описано потоки зв’язків на базі системи та описано кожен наявний функціональний блок з відокремленням власної приналежності та виконуваних завдань. Описано широту спектру застосування Bluetooth 5.2 з виділенням таких сфер як: розумні пристрої; засоби масової інформації (телебачення, радіомовлення); подвійна трансляція (функція подвійної трансляції, допомагає у передачі ідентичної інформації через обладнання LE Audio та дубль через гарнітуру Bluetooth або відповідний мобільний додаток, це може значно заощадити час та енергію); багатомовний переклад у режимі реального часу (дана функція зручна при спілкуванні на різних мовах, чи прослуховуванні інформації різними мовами).

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

Наведено короткий огляд використовуваних у даний час послідовних інтерфейсів передачі даних, вказані сфери застосування та способи апаратно-програмного декодування сигналів послідовних інтерфейсів. Розглянуто особливості паралельної роботи інтерфейсів USART на мікроконтролерній платформі. Проведено аналіз отриманих часових діаграм паралельної та послідовної роботи інтерфейсів

Розглянуто особливості організації автоматизованих систем захисту даних при застосуванні програмних додатків та інформаційних сховищ хмарних сервісів у військовій сфері. Узагальнено модель захищеного інтерфейсу взаємодії програмного додатку і апаратної платформи мережевого ресурсу, що дозволяє приховати послідовність виконання процедур зчитування та запису даних на фізичному рівні роботи з оперативною пам’яттю серверу. Зазначено, що пріоритет у розвитку сучасних схем ORAM полягає не тільки у забезпеченні надійної передачі «чутливих даних», але і в оптимізації алгоритмів їх захисту за умови збереженнявеликих обсягів даних у середовищі хмарного сервісу. Запропонована схема організації інтерфейсу на базі ORAM показує високий рівень захищеності зберігання даних на стороні сервера при прийнятному рівні захисту і ефективності виконання відповідних процедур на етапі передачі даних.

Розглянуто особливості організації автоматизованих систем захисту даних при застосуванні програмних додатків та інформаційних сховищ хмарних сервісів у військовій сфері. Узагальнено модель захищеного інтерфейсу взаємодії програмного додатку і апаратної платформи мережевого ресурсу, що дозволяє приховати послідовність виконання процедур зчитування та запису даних на фізичному рівні роботи з оперативною пам’яттю серверу. Зазначено, що пріоритет у розвитку сучасних схем ORAM полягає не тільки у забезпеченні надійної передачі «чутливих даних», але і в оптимізації алгоритмів їх захисту за умови збереженнявеликих обсягів даних у середовищі хмарного сервісу. Запропонована схема організації інтерфейсу на базі ORAM показує високий рівень захищеності зберігання даних на стороні сервера при прийнятному рівні захисту і ефективності виконання відповідних процедур на етапі передачі даних.

Розглянуто принципи організації систем захисту процесу передачі даних у глобальних інформаційних мережах на базі інтерфейсу неортогонального множинного доступу. Запропонована математична модель побудови телекомунікаційної мережі організованої відповідно до стандарту 5G, у рамках якої інформаційні вузли користувачі та зловмисників розташовані випадковим чином. Оцінка ефективності стратегії запобігання витокам «чутливих даних» було модифіковано асимптотичні рівняння ймовірності збою системи захисту. Система оцінки надійності передачі даних базується на статичних даних поточного співвідношення сигналу до суми шуму і інтерференції сигналів тапоточного співвідношення сигналу до шуму для користувачів сервісу, а також сторонніх осіб з неавторизованим доступом до мережевого ресурсу.

Метакомп’ютінг (розподілені обчислення в Інтернет) – одна з «модних» технологій останніх десятиліть, призначена насамперед для рішення задач, що вимагають розподіленої обробки великих масивів даних. Для розв’язання на метакомп’ютерах найбільш придатні задачі пошукового і переборного характеру. Класичним прикладом таких задач є задачі теорії чисел. Огляд існуючих розподілених систем показує, що, за рідким винятком, вони є вузькоспеціалізованими (призначеними для розв’язання однієї задачі). Тому розробка архітектури універсальної метакомп’ютерної системи, призначеної для розв’язання вказаного класу переборних задач, має високу актуальність.Основна мета роботи полягала в розробці архітектури універсальної розподіленої системи для розв’язання теоретико-числових проблем та її програмної реалізації. В результаті аналізу літератури та існуючого програмного забезпечення було встановлено, що:Найбільш придатними для розв’язання в розподілених системах є задачі, що вимагають обробки великих обсягів слабко корельованих даних, зокрема теоретико-числові проблеми.Для реалізації розподіленої системи доцільно використовувати класичні технології: інтерфейс сокетів та багатопоточність.Аналіз існуючих метакомп’ютерних систем показує практично повну відсутність оболонок для створення таких систем при високому попиті на даний клас програмного забезпечення.Засоби, використані при побудові розподіленої системи: pthread – застосовується для багатопоточної роботи програмного комплексу; Boost – використовується для створення надійної, розширюваної та простої архітектури програмного комплексу; log4cxx – застосовується для реєстрації процесу роботи програмного комплексу; GMP – використовується для математичних обчислень з високою точністю; OpenSSL, на прикладі якої розглядається можливість організації захищеного зв’язку у програмних засобах за архітектурою “клієнт-сервер”.Функціональна схема роботи створеного в процесі дослідження комплексу Metacomputing Framework (http://sf.net/projects/mcframework/):один сервер займається розв’язанням однієї задачі;при старті сервер одержує діапазон і бібліотеку, що він буде надсилати клієнту;агент одночасно виконує тільки одну задачу (бібліотеку) і з’єднується тільки з одним сервером, але може обробляти кілька діапазонів одночасно (у різних потоках);на одній машині може бути запущено кілька серверів для розв’язання різних задач, так само і з клієнтами;після видачі клієнту конкретного діапазону, сервер чекає на результат протягом визначеного часу, за який цей діапазон нікому іншому не видається; у випадку одержання результату від клієнта, даний діапазон позначається відповідним чином; якщо клієнт не виходив на зв’язок протягом визначеного терміну, даний діапазон вважається неопрацьованим і розподіляється заново;сервер є відмовостійким та періодично зберігає отримані результати у файл, використовуючи який, можна поновити роботи після збою системи чи тимчасової зупинки сервера;агент є кросплатформеним, підтримувані платформи – POSIX (Linux, FreeBSD і т.д.), Windows;агент щораз відкриває і закриває з’єднання із сервером під час звітування та повернення результатів;агент зберігає завантажені бібліотеки. При старті клієнт перевіряє наявність яких-небудь файлів у визначених директоріях, обчислює хеш кожного зі знайдених файлів і намагається по черзі завантажити їх як динамічну бібліотеку. Якщо це вдається, то клієнт одержує версію бібліотеки, викликавши відповідну інтерфейсну функцію;зв’язок між агентом і сервером здійснюється по двох каналах: 1) керуючий (передача команд); 2) канал даних (передача даних, таких як файли бібліотек, результати обчислень тощо).Обчислювальний експеримент проводився на ПП «Апріоріт» (м. Дніпропетровськ). Тривалість експерименту склала двоє доби (49 годин 23 хвилини 55 секунд). В ході експерименту було обчислено 27 перших простих числа Мерсенна, що зайняло 28 годин 7 хвилин і 5 секунд.Усі розрахунки є вірними і відповідають уже відомим числам Мерсенна. Під час експерименту не було отримано помилкових даних, внаслідок чого можна зробити висновок про те, що розроблений програмний комплекс успішно справляється з задачами, для виконання яких він призначений та повністю відповідає технічному завданню.Подальший розвиток дослідження передбачає розширення функціональності програмного комплексу Metacomputing Framework шляхом створення допоміжних програмних утиліт, що надають статистику про хід виконання обчислень в режимі реального часу та дозволяють прозоро додавати і видаляти в працюючій системі нові завдання, а також розподіляти обчислювальні ресурси агентських машин між різними задачами по пріоритетах.

Метою проекту було створення програмного забезпечення, а саме веб-платформи, який надає можливість впорядкувати, нормалізувати та спростити пошук наукового доробку, що міститься серед періодичних наукових видань. Для досягнення поставленої мети, в розробці програмного продукту, було сформовано наступні задачі: проаналізувати основні проблеми предметної області; проаналізувати існуючі аналогів; обрати засоби реалізації програмного продукту; розробити програмний продукт. Об’єктом дослідження виступив онлайн-сервіс, що впорядковує та спрощує пошук серед наукових публікацій. На даний момент, існує декілька аналогів, але головною відмінністю поміж ними є те, що дані програмні продукти не містять перелік наукових видань Одеської національної академії харчових технологій. Для розробки серверної частини електронного дайджесту був обраний фреймоврк Spring та мова програмування Kotlin. Була розроблена реляційна база даних у вільній об’єктно-реляційній СУБД PostgreSQL. Середовищами розробки були обрані IntelliJ IDEA та DataGrip. Для розробки клієнтської частини електронного дайджесту було використано середовище розробки PHPStorm з інтелектуальним редактором, який підтримує передові технології розробки та включає в себе підтримку баз даних, також володіє повним набором інструментів для розробки Інтернет ресурсу. Інтерфейс дайджесту було побудовано за допомогою HTML5/CSS3, для побудови інтерактивного та функціонального додатку було використано мову JavaScript, а також фреймворк Bootstrap для поліпшення розробки.

На кластері віртуальних машин для високопродуктивної обробки даних, який є бінарно сумісним для додатків зі стандартним сокетним інтерфейсом, виявлено покращення внутрішніх та зовнішніх параметрів мережевої швидкодії за допомогою введеного в систему механізму спрощеної комунікації, реалізованого на базі Xen 3.2 та ядра Linux, який демонструє взаємодію віртуальних машин, подібно до організації зв’язку на основі UNIX DOMAIN сокетів. Встановлено, що пропускна здатність між комунікуючими машинами з використанням спрощеного зв’язку зростає приблизно на 2,11 %, ніж для традиційного TCP/IP протоколу, а швидкодія передачі повідомлень – на 7,8–7,9 %.

В роботі представлено реалізацію програмного забезпечення та алгоритмів роботи для вимірювально-обчислювальної системи, що призначена для визначення в реальних умовах електричних характеристик фотоелектричних модулів методом змінного активного навантаження. Описано програмне забезпечення для пакета MATLAB, яке включає в себе користувацький інтерфейс та алгоритми управління процесом вимірювання вольт-амперних характеристик. Користувацький інтерфейс розроблений за допомогою пакета розширення MATLAB Support Package for Arduino Hardware. Це програмне забезпечення дозволяє проводити велику кількість вимірів у різних режимах з опціональним підключенням піранометра та заданням необхідної затримки між відліками, відображати ВАХ і потужнісну характеристику та основні параметри ФМ, зберігати дані та здійснювати менеджмент уже збережених даних, контролювати процес поточного виміру, проводити діагностику системи. Використання цієї системи актуально для тестування та діагностики поточного стану фотомодулів у польових умовах, визначення фактичних електричних параметрів фотомодулів. Слід зазначити, що ці параметри не надаються в повному обсязі виробниками, але вони суттєві для задач діагностики фотомодулів у складі фотоелектричних станцій, і перш за все – для оцінювання електричних втрат, обумовлених процесами деградації модулів. Вимірювальна схема вольт-амперних характеристик фотомодулів реалізована на базі мікроконтролерної плати Arduino Mega 2560, яка здійснює комутацію резисторів навантаження електронними реле, збір та передачу експериментальних даних на ПК через послідовний порт. Елементи схеми заміщення фотоелектричних модулів розраховуються за допомогою оригінального методу розв'язання системи нелінійних рівнянь за стійким ітераційним алгоритмом, який заснований на розкладанні нелінійних рівнянь за малими параметрами. Бібл. 7, рис. 4.

Дипломну роботу магістра присвячено розробленню методів та засобів узгодження вихідних цифрових потоків медичних приладів з безпровідною мережею. Проведено огляд методів та засобів узгодження вихідних цифрових потоків медичних приладів з безпровідною мережею. Проаналізовано апаратні засоби формування цифрових потоків та визначено типові інтерфейси передавання даних при їх підключенні до ПК. Проаналізовано особливості стандартів передачі медичних даних. Побудовано структурну схему пристрою узгодження вихідних цифрових потоків. Обґрунтовано використання різних апаратних засобів для побудови пристрою узгодження вихідних цифрових потоків. Розроблено методику конфігурування та тестування радіомодулів XBee для роботи пристрою узгодження вихідних цифрових потоків. А також проведено тестування безпровідної мережі Wi-Fi для ефективного розміщення пристрою узгодження вихідних цифрових потоків.

The purpose of the thesis is to analyze the communication capabilities of global networks and create a software package to implement the technology of integration of mobile networks. The purpose is to acquire skills in programming network applications using software interfaces and research the possibilities of communication and data transmission in the network. The object of the study is the global Internet, and its use for communication with other networks. The subject of the study is the methodology of use and transmission of data through networks and software capabilities. The methods used in this work are software network interfaces that are implemented using a high-level programming language Java.
Метою дипломної роботи є аналіз комунікаційних можливостей глобальних мереж та створення програмного комплексу з метою реалізації технології інтеграції мобільних мереж. Ціллю набуття навичок програмування мережевих додатків за допомогою програмних інтерфейсів і дослідження можливостей комунікації та передачі даних в мережі. Об’єктом дослідження є глобальна мережева Інтернет, та її використання для комунікаційної взаємодії з іншими мережами. Предметом дослідження виступає методологія використання та передачі даних за допомогою мереж та програмних можливостей. Методи, які використовуються в даній роботі – програмні мережеві інтерфейси, які реалізуються за допомогою мови програмування високого рівня Java.
ЗМІСТ ВСТУП ... 8 РОЗДІЛ 1 ІНТЕГРАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЙ МОБІЛЬНИХ КОМІНІКАЦІЙ З ГЛОБАЛЬНИМИ МЕРЕЖАМИ ...11 1.1 Огляд мережевих технологій комунікації ...11 1.2 Актуальність мобільних мереж для сучасного рівня вимог до комунікацій ....16 РОЗДІЛ 2 МЕТОДИ ОРГАНІЗАЦІЇ ІНТЕГРУВАННЯ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ НА БАЗІ МЕРЕЖЕВИХ, МОБІЛЬНИХ ТА ПРОГРАМНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ...28 2.1 Загальна структура та можливості технологій організації комунікаційних зв’язків ...28 2.2 Особливості використання комунікаційних технологій в середовищі Android ... 34 2.3 Мережеві комунікаційні можливості та методи їх взаємодії ...39 2.4 Вибір програмних продуктів та засобів ...48 РОЗДІЛ 3 ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ КЛІЄНТ-СЕРВЕРНОЇ ВЗАЄМОДІЇ ЧЕРЕЗ ГЛОБАЛЬНУ МЕРЕЖУ ...58 3.1 Програмування інтерфейсів системних та апаратних компонентів .... 58 3.2 Реалізація потокового з’єднання ...64 3.3 Розробка мережевої структури ...67 3.4 Програмний комплекс для інтеграції мобільного зв’язку з мережею Інтернет ... 72 РОЗДІЛ 4 ОСНОВИ РОЗРОБКИ ЗАСТОСУНКІВ ПІД ANDROID ...76 4.1 Установка середовища розробки Android Studio ...77 4.2 Створення першого Android проекту ...79 4.3 Запуск програми на емуляторі ...82 4.4 Структура проекту Android ...84 4.5 Внесення змін в програмний код та дизайн ...85 РОЗІДЛ 5 Обґрунтування економічної ефективності ...87 5.1 Визначення стадій технологічного процесу та загальної тривалості проведення НДР ...87 5.2 Визначення витрат на оплату праці та відрахувань на соціальні заходи ...88 5.3 Розрахунок матеріальних витрат ...90 5.4 Розрахунок витрат на електроенергію ...91 5.5 Розрахунок суми амортизаційних відрахувань ...92 5.6 Обчислення накладних витрат ...93 5.7 Складання кошторису витрат та визначення собівартості НДР ...93 5.8 Розрахунок ціни проекту ...94 5.9 Визначення економічної ефективності і терміну окупності капітальних вкладень ... 95 РОЗІДЛ 6 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ... 97 6.1 Функціональні заходи у сфері державного регулювання та контролю захисту населення і територій ....97 6.2 Підвищення стійкості роботи комп’ютеризованих систем в умовах дії ЕМІ ядерних вибухів ...100 6.3 Загальні вимоги законодавства з охорони праці в галузі інформаційних технологій... 105 6.4 Аналіз умов праці розробника програмного забезпечення ...106 6.4.1 Загальна характеристика умов праці ...106 6.4.2 Повітряне середовище ...107 6.4.3 Освітлення ...109 РОЗІДЛ 7 ЕКОЛОГІЯ ...113 7.1 Радіоактивне забруднення довкілля та його моніторинг ...113 7.2 Статистичне групування в екології ...115 ВИСНОВКИ ...118 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ....120 ДОДАТКИ

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.