Кафедра «Комп’ютерні системи та мережі» — науково-дослідна робота за 2023-2024 н.р.

Протягом 2023-2024 навчального року на кафедрі “Комп’ютерні системи та мережі” НУ “Запорізька політехніка” активно проводилася науково-дослідна робота як викладачами кафедри, так і у співпраці зі студентами. Дослідження здійснювалися спільно з науковцями споріднених кафедр університетів:

• НУ “Запорізька політехніка”
• НУ біоресурсів і природокористування України (м. Київ)
• Університету прикладних наук і мистецтв (Дортмунд, Німеччина)
• Університету Зеленої Гури (Зелена Гура, Польща)

За результатами досліджень було опубліковано 185 наукових публікацій та доповідей на конференціях різного рівня.

Основні науково-технічні результати

 

Методи та моделі аналізу даних

1. Досліджено вплив загальновідомих технік нормалізації MAX-MIN, VECTOR, MAX, SUM і LOG на результати ранжування вебсервісів з використанням методу LSP.
2. Запропоновано метод визначення вагових коефіцієнтів за результатами аналізу чутливості, корисний для перевірки ваг, отриманих AHP.
3. Розроблено профіль UML QoSLSP для моделювання вибору вебсервісів на основі QoS з використанням методу LSP.

 

Штучний інтелект та його застосування

1. Доведено доцільність використання штучного інтелекту для:
   • регулювання руху на перехрестях
   • аналізу супутникових знімків
   • оптимізації туристичних послуг
   • генерації програмного коду
2. Запропоновано модель представлення знань у вигляді онтології, здатної до накопичення експертних знань.

 

Інтернет речей та вбудовані системи

1. Запропоновано методи і моделі контролю сумісності компонентів системи IoT, засновані на використанні часової логіки дій (TLA+) і інструментарію PlusCal.
2. Визначено оптимальну конфігурацію RTLS для використання в безпілотних наземних транспортних засобах.
3. Запропоновано використовувати CMCU для проєктування складних обчислювальних систем на монокристалі.

 

Алгоритми та програмне забезпечення

1. Розроблено комбінований метод, що поєднує метод Хука-Дживса й метод Монте-Карло для пошуку найближчої кращої точки в околі.
2. Розроблено модифікований метод ниток з використанням гама алгоритму для побудови топологічного малюнку графа.
3. Розроблено програмний модуль для порівняння часу роботи алгоритмів аналізу тональності текстових даних для бібліотек NLTK і TextBlob.

Практична цінність результатів

 

Архітектура програмних додатків

Проведено експериментальне дослідження монолітної та модульної архітектурної стратегії розробки програмних додатків, яке показало:

• Модульна архітектура сприяє кращому обслуговуванню, багаторазовому використанню та масштабованості
• При великій кількості модулів може збільшуватися складність конфігурації збірки та час синхронізації Gradle

 

Організація даних і хмарні технології

1. Експериментально досліджено, що основним фактором, який впливає на час виконання запитів при стовпцевій організації даних, є обсяг даних, що зчитуються.
2. Проведено експериментальне дослідження використання Kubernetes у HPC-середовищі, яке показало покращення продуктивності та ефективне використання ресурсів.

 

Розробка апаратного забезпечення

1. Запропоновано модифіковану структуру та метод синтезу комбінованого скінченного автомата, який формує вихідні функції обох типів автоматів – Мілі та Мура.
2. Запропоновано бібліотеку Delphi для зберігання й обробки інформації для представлення графів мікропроцесорних схем.

Цінність результатів для навчального процесу

 

Методики навчання

1. Запропоновано багаторівневий підхід до викладання мережевих дисциплін при використанні систем імітаційного моделювання та емуляції.
2. Розроблено базову модель процесу навчання студентів з урахуванням рівня компетентності, мотивації та сприйняття матеріалу.
3. Розроблено модифікований генетичний метод з оператором ініціалізації на основі апріорної інформації про процес навчання.

 

Електронне навчання

1. Розроблено модулі електронного навчання та організації інфраструктури віртуальних та дистанційних лабораторій.
2. Створено онлайн-платформу для вивчення IT-курсів та віртуальну лабораторію для дистанційної освіти.
3. Розроблено системи автоматизованої перевірки завдань та генерації завдань в навчальних курсах з програмування.
4. Розроблено математичну модель розрахунку економії часу при створенні тестів за допомогою штучного інтелекту.

 

Впровадження результатів

Результати наукової роботи використовуються в окремих розділах курсів лекцій, практичних та лабораторних робіт дисциплін:

• “Кіберфізичні системи”
• “Методи синтезу енергоефективних систем на ПЛІС”
• “Інтегровані комп’ютерні системи”
• “Моделювання систем”
• “Теорія прийняття рішень”

Публікаційна активність

Викладачі кафедри активно публікують свої наукові статті у фахових та періодичних виданнях, індексованих у наукометричних базах Scopus і Web of Science.