EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Entropy approach in system research of different complexity objects to assess their condition and functionality
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2021) Kozulia, T. V.; Sviridova, A. S.; Kozulia, M. M.; Козуля, Т. В.; Свірідова А. С.; Козуля, М. М.
EN: Context. Consideration of comprehensively studied object in the form “system – environment” to obtain an approximate accurate real situation reflection.
Objective. Search for solutions to problematic research issues based on the entropy approach for systems “object-environment” of different nature and complexity, studying them and obtaining knowledge (stable information) and providing them as a set of complex system tasks modulated by different entropy functions.
Method. The following criteria are used to assess the sustainability of the development of a system object: integrity – the failure of the trajectory of development of the object at a certain forecast time interval from a set of safe states; monotony of growth of indicators of development of object on a certain time interval with the subsequent preservation of them in the set intervals of admissible values; compliance of the development trajectory with the target changes according to the requirements of safety and sustainable development, resistance to disturbance, including asymptotic stability of the program trajectory and structural stability of the system.
In the conditions of nonlinear development of events and spontaneity of processes “object – external systems” at stable structure of system object of research it is expedient to apply the entropic approach and knowledge from the field of the theory of stability developed for technical and cybernetic systems.
Results. The proposed entropy approach to analysis is determined by the fact that the object is characterized from the standpoint of compliance with acceptable regulatory constraints and processes regarding the acceptability of the object of the external environment or the possibility of resolving the situation of coexistence “object – environment”. Within the analysis of a system object, this means that for both stationary and dynamic conditions, their state is described by a certain function, the changes of which indicate the approach to a certain point of homeostatic relations with the environment.
The practical application of the provided methodological proposal for finding solutions in conditions of uncertainty of a certain kind is considered on the example of determining measures to influence the course of positive development of the child’s body in the situation of diagnosis of cerebral palsy in the form of information and software application at realization of the appointments of medical character applied to them (factors of influence of emergency).
Conclusions. The proposed entropy approach to the choice of decision-making problems for determining the state and changes as a result of process transformations in system objects of the type “studied system – environment” in conditions of uncertainty does not require additional conditions characteristic of known estimates by criteria in common mathematical means of decision making.
UK: Актуальність. Розгляд комплексно дослідженого об’єкта у вигляді «система – навколишнє середовище» для отримання наближено точного відображення реальної ситуації.
Мета. Пошук рішень проблемних питань наукових досліджень на базі ентропійного підходу для систем «об’єкт – навколишнє середовище» різної природи і складності, вивчення їх і отримання знань (стійкої інформації) та надання їх у вигляді комплексу завдань складної системи, модульованих завдяки різним ентропійним функціям.
Метод. Для оцінки стійкості розвитку системного об’єкта використовують такі критерії: цілісність – невихід траєкторії розвитку об’єкта на певному прогнозному інтервалі часу з множини безпечних станів; монотонність зростання індикаторів розвитку об’єкта на певному інтервалі часу з наступним збереженням їх у заданих інтервалах припустимих значень; відповідність траєкторії розвитку цільовим змінам за вимогами безпеки і сталого розвитку;стійкість до збурювання, у тому числі, асимптотична стійкість програмної траєкторії й структурна стійкість системи. В умовах нелінійного розвитку подій і самодовільності процесів «об’єкт – зовнішні системи» при стійкій структурі системного об’єкта дослідження доцільним є застосування ентропійного підходу та знань із області теорії стійкості, розробленої для технічних і кібернетичних систем.
Результати. Запропонований ентропійний підхід щодо аналізу визначається тим, що об’єкт характеризується з позицій дотримання допустимих нормативних обмежень і процеси стосовно прийнятності об’єктом впливів зовнішнього оточення чи можливості урегулювання ситуації співіснування «об’єкт – навколишнім середовищем». У межах аналізу системного об’єкта це означає, що і для стаціонарних, і для динамічних умов їх стан описується певною функцією, зміни якої вказують на наближення до певної точки гомеостатичних відносин з навколишнім середовищем.
Практичне застосування наданої методологічної пропозиції з пошуку рішень в умовах невизначеності певного роду розглянуто на прикладі визначення заходів впливу на хід позитивного розвитку організму дитини в ситуації діагнозу дитячий церебральний параліч (ДЦП) у вигляді інформаційно-програмного додатку щодо імовірності віднесення дитини до групи ходьба або не ходьба при реалізації застосованих до них призначень лікувального характеру (фактори впливу НС).
Висновки. Запропонований ентропійний підхід до вибору розв’язку задач прийняття рішень щодо визначень стану і змін в наслідок процесних перетворень в системних об’єктах виду «досліджена система – навколишнє середовище» в умовах певної невизначеності не вимагає виконання додаткових умов, характерних для відомих оцінок за критеріями в поширених математичних засобах ПР.
Android software aging and rejuvenation model considering the battery charge
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2021) Yakovyna, V. S.; Uhrynovskyi, B. V.; Яковина, В. С.; Угриновський, Б. В.
EN: Context. A feature of mobile systems is their dependence on battery charge, which is an important factor when planning various processes, in particular when planning time of performing software rejuvenation procedure.
Objective. The goal of this article is to develop a model of software aging process with performing rejuvenation procedure for the Android operating system considering the factor of battery charge.
Method. A complex model based on Continuous-Time Markov Chains is proposed, which combines the software aging and rejuvenation model, the user behavior model and consider battery charge factor. A graph of states and transitions describing a complex model is constructed. Based on the formed graph the system of differential equations is written. The system was calculated using the 4th order Runge-Kutta method. The optimal time for the rejuvenation procedure can be determined when rejuvenation will not interfere with the user and will be performed before the battery is fully discharged, ie when the probability of the system being in these states is the lowest.
Results. The simulation of the developed model for test values of transition rates is performed. Considering the battery charge model allows to avoid planning the rejuvenation procedure at a time when the mobile device is likely to have a low charge or be completely discharged.
Conclusions. The proposed model based on the Markov chain allows to predict the start time of software rejuvenation procedure, considering both user behavior and battery level, which can have a significant impact on the predicted time. Also, the early implementation of the rejuvenation procedure may have the effect of reducing the system workload and delaying the discharge of the device, which should be checked in further studies. The expediency and importance of the consideration of battery charge factor and the need for further study of the proposed software aging and rejuvenation model are substantiated.
UK: Актуальність. Особливість мобільних систем полягає в їх залежності від рівня заряду батареї, що є важливим чинником під час планування різного роду процесів, зокрема виконання процедури омолодження програмного забезпечення для зменшення впливу ефектів старіння цього програмного забезпечення.
Мета роботи. Розроблення моделі процесу старіння та омолодження програмного забезпечення для операційної системи Android з урахуванням чинника рівня заряду батареї.
Метод. Запропоновано комплексну модель на основі ланцюга Маркова з неперервним часом, яка об’єднює модель старіння із виконанням процедури омолодження програмного забезпечення, модель використання мобільного пристрою користувачем та фактор рівня заряду батареї. Побудовано граф станів та переходів, що описує об’єднані моделі. На основі діаграми написано систему диференційних рівнянь, яку обчислено з допомогою методу Рунге-Кутти 4-го порядку. Оптимальний час виконання процедури омолодження можна визначити за умов, коли її виконання не заважатиме користувачу та буде виконуватись завчасно до настання можливого повного розряду батареї, тобто тоді, коли ймовірність перебування системи в цих станах є найнижчою для певного значення часу виконання процедури омолодження.
Результати. Виконано симуляція розробленої моделі для тестових значень інтенсивностей переходів. Врахування моделі рівня заряду батареї дозволяє уникнути планування виконання процедури омолодження в час, коли мобільний пристрій з великою ймовірністю може мати низький заряд чи бути повністю розрядженим.
Висновки. Розроблена модель на основі ланцюга Маркова дозволить виконувати прогнозування часу початку процедури омолодження програмного забезпечення, враховуючи як поведінку користувача, так і рівень заряду батареї, який може мати значний вплив на прогнозований час. Також, раннє виконання процедури омолодження може мати вплив на зменшення навантаження на систему та відтермінування розряду пристрою, що варто перевірити в подальших дослідженнях. Обґрунтовано доцільність і важливість врахування чинника рівня заряду батареї і необхідність подальшого дослідження розробленої моделі старіння та омолодження із урахуванням нового чинника.
A nonlinear regression model to estimate the size of web apps created using the CakePHP framework
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2021) Prykhodko, S. B.; Shutko, I. S.; Prykhodko, A. S.; Приходько, С. Б.; Шутко, І. С.; Приходько, А. С.
EN: Context. The problem of estimating the software size in the early stage of a software project is important because a software size estimate is used for predicting the software development effort, including Web apps created using the CakePHP framework. The object of the study is the process of estimating the size of Web apps created using the CakePHP framework. The subject of the study is the nonlinear regression models to estimate the size of Web apps created using the CakePHP framework.
Objective. The goal of the work is the building the nonlinear regression model with three predictors for estimating the size of Web apps created using the CakePHP framework on the basis of the Box-Cox four-variate normalizing transformation to increase the confidence in early size estimation of these apps.
Method. The model, confidence and prediction intervals of multiply nonlinear regression to estimate the size of Web apps created using the CakePHP framework are constructed based on the Box-Cox multivariate normalizing transformation for non-Gaussian data with the help of appropriate techniques. The techniques to build the models, confidence, and prediction intervals of nonlinear regressions are based on the multiple nonlinear regression analysis using the multivariate normalizing transformations. The techniques allow taking into account the correlation between dependent and independent variables in the case of normalization of multivariate non-Gaussian data. In general, this leads to a reduction of the mean magnitude of relative error, the widths of the confidence, and prediction intervals in comparison with nonlinear models constructed using univariate normalizing transformations.
Results. Comparison of the constructed model with the nonlinear regression models based on the decimal logarithm and the Box-Cox univariate transformation has been performed.
Conclusions. The nonlinear regression model with three predictors to estimate the size of Web apps created using the CakePHP framework is constructed on the basis of the Box-Cox four-variate transformation. This model, in comparison with other nonlinear regression models, has a larger multiple coefficient of determination, a smaller value of the mean magnitude of relative error and smaller widths of the confidence and prediction intervals. The prospects for further research may include the application of other multivariate normalizing transformations and data sets to construct the nonlinear regression model to estimate the size of Web apps created using the other frameworks.
UK: Актуальність. Проблема оцінювання розміру програмного забезпечення на ранній стадії програмного проекту є важливою, оскільки оцінювання розміру програмного забезпечення використовується для прогнозування трудомісткості розробки програмного забезпечення, включаючи веб-застосунки з відкритим кодом на PHP, що створені із використанням фреймворку CakePHP. Об’єктом дослідження є процес оцінювання розміру веб-застосунків з відкритим кодом на PHP, що створені із використанням фреймворку CakePHP. Предметом дослідження є нелінійні регресійні моделі для оцінювання розміру веб-застосунків з відкритим кодом на PHP, що створені із використанням фреймворку CakePHP.
Мета. Метою роботи є побудова нелінійної регресійної моделі з трьома предикторами для оцінювання розміру веб-застосунків, шо створюються із використанням фреймворку CakePHP на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення Бокса-Кокса, щоб підвищити достовірність раннього оцінювання розміру цих застосунків.
Метод. Модель, довірчі інтервали та інтервали передбачення багатовимірної нелінійної регресії для оцінювання розміру веб-застосунків з відкритим кодом на PHP, створених із використанням фреймворку CakePHP, побудовані на основі багатовимірного нормалізуючого перетворення Бокса-Кокса для негаусівських даних за допомогою відповідних методів. Методи побудови моделей, рівнянь, довірчих інтервалів і інтервалів передбачення нелінійних регресій засновані на множинному нелінійному регресійному аналізі з використанням багатовимірних нормалізуючих перетворень. Ці методи дозволяють враховувати кореляцію між залежними та незалежними змінними у разі нормалізації багатовимірних негаусівських даних. Загалом, це призводить до зменшення середньої величини відносної похибки, ширини довірчих інтервалів і інтервалів передбачення в порівнянні нелінійними моделями, побудованими з використанням одновимірних нормалізуючих перетворень.
Результати. Проведено порівняння побудованої моделі з нелінійними регресійними моделями на основі десяткового логарифму та одновимірного перетворення Бокса-Кокса.
Висновки. Модель нелінійної регресії з трьома предикторами для оцінювання розміру веб-застосунків, створених за допомогою фреймворку CakePHP, побудована на основі чотиривимірного перетворення Бокса-Кокса. Ця модель, у порівнянні з іншими нелінійними регресійними моделями, має більший множинний коефіцієнт детермінації, менше значення середньої величини відносної похибки та менші ширини довірчих інтервалів та інтервалів передбачення. Перспективи подальших досліджень можуть включати застосування інших багатовимірних нормалізуючих перетворень та наборів даних для побудови нелінійних регресійних моделей для оцінювання розміру веб-додатків, створених за допомогою інших фреймворків.
Применение титановых порошков с несферической формой частиц при изготовлении изделий методами 3D печати
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Джуган, Александр Андреевич; Ольшанецкий, Вадим Ефимович; Овчинников, Александр Владимирович; Джуган, Олександр Андрійович; Ольшанецький, Вадим Юхимович; Овчинников, Олександр Володимирович; Dzhugan, А.; Ol’shanetskii, V.; Ovchinnikov, А.
RUS: Цель работы. Получить опытные титановые порошковые материалы с несферической формой частиц для изготовления изделий методами аддитивных технологий.
Методы исследования. Растровая электронная микроскопия, металлографические исследования микроструктуры в оптическом микроскопе.
Полученные результаты. Отработана технологическая цепочка получения титановых порошковых материалов с несферической формой частиц, которые удовлетворяют требованиям к сырью для аддитивных технологий. Определены основные технологические параметры процессов гидрирования исходных заготовок их механического измельчения и последующей глубокой дегазации. Получены экспериментальные образцы в виде колец, изготовленные с использованием титановых порошков несферической формы, с применением опытной установки для 3D печати.
Научная новизна. Установлено влияние морфологии частиц титановых порошковых материалов на уплотняемость слоев формируемых при получении изделий методами аддитивных технологий.
Практическая ценность. Разработана технологическая схема получения более дешевых (в сравнении со сферическими) титановых порошков с отходов деформационной обработки титановых сплавов.
UK: Мета роботи. Отримати дослідні титанові порошкові матеріали з несферичною формою частинок для виготовлення виробів методами адитивних технологій.
Методи дослідження. Растрова електронна мікроскопія, металографічні дослідження мікроструктури в оптичному мікроскопі.
Отримані результати. Відпрацьована технологічна схема отримання титанових порошкових матеріалів з несферичною формою частинок, які задовольняють вимогам до сировини для адитивних технологій. Визначено основні технологічні параметри процесів гідрування вихідних заготовок їх механічного подрібнення і подальшої глибокої дегазації. Отримано експериментальні зразки у вигляді кілець, виготовлені з використанням титанових порошків несферичної форми, із застосуванням дослідної установки для 3D друку.
Наукова новизна. Встановлено вплив морфології частинок титанових порошкових матеріалів на ущільнення шарів, що формуються при отриманні виробів методами адитивних технологій.
Практична цінність. Розроблено технологічну схему отримання більш дешевих (в порівнянні зі сферичними) титанових порошків з відходів деформаційної обробки титанових сплавів.
EN: Purpose. Obtaining of titanium powder materials with non-spherical particle shape for the manufacture of products using additive technology methods.
Research methods. Scanning electron microscopy, metallographic studies of the structure in an optical microscope.
Results. A technological chain of obtaining titanium powder materials with non-spherical particle shape that satisfy the raw materials requirements for additive technologies has been developed. The main technological parameters of the processes of hydrogenation of the original blanks of their mechanical grinding and subsequent deep degassing were determined. Experimental samples in the form of rings, made using titanium powders of non-spherical shape, using a pilot plant for 3D printing.
Scientific novelty. The influence of the morphology of particles of titanium powder materials on the compactibility of the layers formed during the preparation of products by the methods of additive technologies is established.
Practical value. A flowchart has been developed for producing cheaper (compared to spherical) titanium powders from waste deformation processing of titanium alloys.
Analysis of the use of multithreaded computing technologies to factorize of numbers by a binary algorithm
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2021) Prots’ko, I.; Rykmas, R.; Процько, І. О.; Рикмас Р. В.
EN: Context. Providing high-speed computation by computer systems of factorization of number into prime factors requires the development of effective algorithmic methods using computational technologies. Fast computation of factorization of numbers is used in such applications as, protection of information data, in algorithms of discrete transforms for transition from one to multidimensional computations and others.
Objective. The purpose of the work is to analyze the implementation of technologies of multithreaded computation of factorization of integer value by the binary algorithm of the method of trial divisions using computer systems with multi-core processors and graphics accelerators.
Method. A binary algorithm of trial divisions that uses the remainders of each digit of the binary representation of a number to perform a divisibility check on prime factors of the canonical factorization of number in parallel.
Results. The analysis and comparison of multithreaded computations of software implementations of factorization of number by binary algorithm using hyper-threading, AMP C++, CUDA technologies in computer systems with multi-core processors and graphics accelerators. The results of the process of number factorization for multithreaded computing technologies using the same parallel core function are analyzed.
Conclusions. In the study of realizations of number factorization by the binary algorithm in the multithreaded mode, the technology of hyper-threading calculations using multicore processors is most effectively performed. Heterogeneous computing using AMP C++ or CUDA technologies on computer systems and graphics accelerators requires consideration of GPU microarchitecture features for parallel computing core functions.
UK: Актуальність. Забезпечення високої швидкодії обчислення комп’ютерними системами розкладу цілочисельного значення на прості множники вимагає розробки ефективних алгоритмічних методів з використанням обчислювальних технологій. Швидке обчислення факторизації чисел використовується в таких застосуваннях, як захист інформаційних даних, в алгоритмах дискретних перетворень для переходу від одного до багатовимірних обчислень та інших.
Метою роботи є аналіз впровадження технологій багатопотокового обчислення факторизації цілочисельного значення за бінарним алгоритмом методу пробних ділень з використанням комп’ютерних систем з багатоядерними процесорами та графічними прискорювачами.
Метод. Бінарний алгоритм пробних ділень, що використовує залишки кожного розряду двійкового подання числа, для здійснення паралельної перевірки подільності на прості множники для канонічного розкладання числа.
Результати. Проведено аналіз та порівняння програмних реалізацій багатопотокових обчислень факторизації числа за двійковим алгоритмом із використанням технологій гіперпоточності, AMP C++, CUDA в комп’ютерних системах з багатоядерними процесорами та графічними прискорювачами. Проаналізовано результати процесу факторизації чисел для багатопоточних обчислювальних технологій, що використовують однотиповий алгоритм для функції паралельного ядра.
Висновки. При дослідженні реалізації розкладання чисел за бінарним алгоритмом у багатопотоковому режимі найбільш ефективно виконується технологія гіперпоточних обчислень із використанням багатоядерних процесорів. Гетерогенні обчислення за допомогою технологій AMP C++ або CUDA на комп’ютерних системах та графічних прискорювачах вимагають врахування особливостей мікроархітектури графічного процесора для паралельного виконання функцій ядра.