Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права
Обгрунтована концепція адекватності моделей нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій в інформаційному середовищі суб’єктів права. Показано взаємозв’язок понять ймовірнісної та суб’єктивної ентропії в теорії інформації та юриспруденції. Запропоновані моделі імпульсно-квадрат...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки |
|---|---|
| Datum: | 2019 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2019
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168577 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права / Л.М. Николайчук, А.Р. Воронич, Т.О. Заведюк // Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки: зб. наук. пр. — Кам’янець-Подільський: Кам'янець-Подільськ. нац. ун-т, 2019. — Вип. 19. — С. 94-100. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859867595916705792 |
|---|---|
| author | Николайчук, Л.М. Воронич, А.Р. Заведюк, Т.О. |
| author_facet | Николайчук, Л.М. Воронич, А.Р. Заведюк, Т.О. |
| citation_txt | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права / Л.М. Николайчук, А.Р. Воронич, Т.О. Заведюк // Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки: зб. наук. пр. — Кам’янець-Подільський: Кам'янець-Подільськ. нац. ун-т, 2019. — Вип. 19. — С. 94-100. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки |
| description | Обгрунтована концепція адекватності моделей нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій в інформаційному середовищі суб’єктів права. Показано взаємозв’язок понять ймовірнісної та суб’єктивної ентропії в теорії інформації та юриспруденції. Запропоновані моделі імпульсно-квадратичного перетворення гармонічних сигналів на вході формального нейрона, модель аксона нейрона, рекурентного кореляційного нейрона та інформаційної нейромоделі суб’єкта права.
The concept of adequacy of models of neuroprocessor processing of signals and communication interactions in the information environment of subjects of law is substantiated. The relationship between the concepts of probabilistic and subjective entropy in the theory of information and jurisprudence is shown. Models of pulse-quadratic transformation of harmonic signals at the entrance of the formal neuron, neon axon model, recurrent correlation neuron and informative neuromodel of the subject are proposed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:49:02Z |
| format | Article |
| fulltext |
Математичне та комп’ютерне моделювання
94
an estimation of the proposed method efficiency is obtained. Its comparison
with the previously known method is made. It is shown that the proposed
method has greater efficiency in terms of the complexity and volume of nec-
essary memory, although it requires more noised codewords that are neces-
sary for code generating matrix recovering. Depending on recovered codes
parameters and the probabilities of distortion in the communication channel,
benefits in terms of the complexity of the proposed method in comparison
with the previously known is from
36
2 up
67
2 once. The practical applica-
bility of the proposed method for cases, where the previously known method
is practically not realizable, is confirmed.
Key words: information security, deducing of information, discrete
mappings recovering, linear block code, system of liner equations with
noised right-hand sides, BKW algorithm.
Одержано 21.01.2019
УДК 004.383.3:004.9.347
DOI: 10.32626/2308-5916.2019-19.94-100
Л. М. Николайчук*, канд. юрид. наук,
А. Р. Воронич*, канд. техн. наук,
Т. О. Заведюк**, канд. техн. наук
* Івано-Франківський національний
технічний університет нафти і газу м. Івано-Франківськ,
** Надвірнянський коледж Національного
транспортного університету м. Надвірна
МЕТОДИ НЕЙРОПРОЦЕСОРНОГО ОПРАЦЮВАННЯ
СИГНАЛІВ ТА КОМУНІКАЦІЙНИХ ВЗАЄМОДІЙ
У СЕРЕДОВИЩІ СУБ’ЄКТІВ ПРАВА
Обгрунтована концепція адекватності моделей нейропроце-
сорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій в ін-
формаційному середовищі суб’єктів права. Показано взає-
мозв’язок понять ймовірнісної та суб’єктивної ентропії в теорії
інформації та юриспруденції. Запропоновані моделі імпульсно-
квадратичного перетворення гармонічних сигналів на вході фор-
мального нейрона, модель аксона нейрона, рекурентного кореля-
ційного нейрона та інформаційної нейромоделі суб’єкта права.
Ключові слова: нейропроцесори, компоненти біологічних
нейронів, ймовірнісна та суб’єктивна ентропія, моделі компо-
нентів нейрона та суб’єктів права.
Вступ. Широкомасштабне застосування ІТ-технологій та комп’ю-
теризованих систем керування є одним з істотних факторів соціально-
економічного і технологічного розвитку. Комп’ютеризовані та хмарні
© Л. М. Николайчук, А. Р. Воронич, Т. О. Заведюк, 2019
Серія: Технічні науки. Випуск 19
95
технології комунікаційної взаємодії суб’єктів права вже стали одним з
найважливіших факторів, що інтенсивно впливають на розвиток науки
та вдосконалення функцій інформаційного суспільства. Становлення,
розвиток та цілеспрямоване вдосконалення в Україні функцій інфор-
маційного суспільства [1] неможливе без широкого використання у
всіх сферах комунікацій суб’єктів права нових ефективних інформа-
ційних технологій, підвищення ролі інформаційних ресурсів, елект-
ронних даних, динамічного розвитку застосування мережі Інтернет та
доступу до інформаційних ресурсів користувачів [2], особливо при
виконанні ними обов’язків, які ідентифікують їх як суб’єктів права.
Успішне рішення цієї проблеми може бути ефективно здійснене шля-
хом вдосконалення методів нейропроцесорного опрацювання сигналів
[3] їх комунікаційних взаємодій та криптозахисту у середовищі
суб’єктів права [4]. Крім того доцільно має бути обгрунтована концеп-
ція адекватності моделей нейропроцесорного опрацювання сигналів [4,
5] та комунікаційних взаємодій в інформаційному середовищі суб’єк-
тів права, а також взаємозв’язок понять ймовірнісної та суб’єктивної
ентропії у теорії інформації та юриспруденції [6].
Аналіз останніх публікацій. Сучасне суспільство стає інфор-
маційним зростає роль інформації, інформаційних технологій і
комп’ютерних знань, збільшується частка товарів у вигляді інформа-
ційних продуктів та послуг, формується глобальний світовий інфор-
маційний простір. Особливо це стосується ролі інформаційних суспі-
льних відносин з урахуванням моделей ймовірнісної і суб’єктивної
ентропії [6], стрімкого розвитку інформаційних технологій збору,
формування, передавання, опрацювання, перетворення, криптозахис-
ту та зберігання інформаційних даних у сучасному суспільстві [1, 2].
Відомі моделі формальних нейронів запропоновані в роботах Мак-
калоком–Пітсом, Хопфілда, Гросберга, моделі нейрона в дискретному
часі [7], модель вейвлет-фаззі-нейрон Ванга–Менделя, модель прямої
передачі сигналу Поморової О.В., модель Такагі–Сугено–Канга, адапти-
вні нейрон-фазі системи з W-нейронами [7], модель нейрона Девідсона–
Сміта, модель динамічного рекурентного нейрона Николайчука–Заве-
дюк [8]. Серед таких моделей найбільш адаптованою до опрацювання
гармонічних сигналів на які найбільш адекватно реагують рецептори
нейронів біологічних систем є модель динамічного рекурентного ней-
рона Николайчука–Заведюк [3]. Окремі розробки компонентів нейро-
процесорів стосуються побудови моделі аксона нейрона [9].
Для успішної реалізації методів опрацювання сигналів на основі
нейропроцесорів необхідна розробка теоретичних засад методів
опрацювання сигналів а також оптимізації алгоритмів та структурних
рішень компонентів нейропроцесорів.
Характеристики реакції рецепторів біологічних нейронів та
моделі порогових характеристик формальних нейронів. На рис. 1
Математичне та комп’ютерне моделювання
96
показано модель формування сигналів рецепторами нейронів, які
найкраще реагують на сигнали Asinx та Аsin2x [10].
На рис. 1 цифрами позначені частоти нервових імпульсів (імп/с)
п’яти рецепторів, розміщених вздовж основної мембрани.
Рис. 1. Схема формування амплітудно-модульованих
сигналів певної частоти на виході рецепторів
Звуки А і Б будуть сприйматись, як одинакові по частоті, але рі-
зні по гучності, звуки Б і В — як однаково гучні, але різні по частоті,
а звуки А і В — як різні і по частоті і по гучності.
Закономірності перетворення енергії різних подразників у серію
нервових імпульсів різними типами нейронів показані на рис. 2 [10].
Рис. 2. Реакція різних первинних нейронів
на тривалісний зовнішній подразник
Відомі порогові сигмоїдні (S-подібні) вихідні сигнали формальних
нейронів показані на рис. 3, які описуються наступним рівнянням:
0 0
n n
j j ji i ji
i i
y u G x G
(1)
де xi (i = 0, 1, 2,…,n) — вхідні напруги; uj — вхідна напруга j-го під-
силювача; yj — вихідна напруга j-го нейрона; ψ(·) — сигмоїдна акти-
ваційна функція підсилювача; 1
ji jiG R
— провідність резистора,
який з’єднує i-й з j-м підсилювачем; jiI — струм, який тече через
резистор jiR (від i-го до j-го нейрона).
Рис. 3. Типові функції нелінійності, які використовують
у моделях штучних нейронів
Серія: Технічні науки. Випуск 19
97
Метод квадратично-імпульсного перетворення гармонічних
сигналів на вході формального нейрона. В основу запропонованого
методу покладене квадратично-імпульсне перетворення гармонічного
сигналу, яке забезпечує формування потоку імпульсів з адаптованим
до особливих точок кроком дискретизації (рис. 4) згідно патенту Ук-
раїни №100263 [11].
Рис. 4. Реалізація методу квадратично-імпульсного порогового перетво-
рення гармонічного сигналу та структурна схема пристрою
Структурна схема пристрою, який реалізує метод квадратично-
імпульсного перетворення містить наступні компоненти: 1, 2 і 3 —
імпульсні компаратори, 4 — фазоповертач на кут π, 5 — схема дифе-
ренціювання, 6 — схема піднесення вхідного сигналу до квадрату,
7 — логічний елемент АБО.
Отриманий результат показує, що в нейронних структурах га-
рмонічний синусоїдальний сигнал на вході нейрона трансформу-
ється у квадратичний простір, що відповідає оцінці та реакції ней-
рона на потужність вхідного сигналу 0 ≤ sin2x ≤ +1. Це добре уз-
годжується з макромоделями біонейронних структур, де показано,
що сигнали sin2x є енергетично оптимальними імпульсами актива-
ції нейронів [10].
У результаті виконання перетворень згідно послідовності функ-
ціоналів F1, F2,… на інтервалі кожного періоду вхідного гармонічно-
го сигналу на виході формується біт-орієнтований вектор його ета-
лонної моделі наступного виду:
Даний вектор характеризується особливими кореляційними вла-
стивостями, які аналогічні M-послідовностям та кодам Баркера.
В роботі [8] запропонована модель динамічного рекурентного
нейрона, яка показана на рис. 5.
Математичне та комп’ютерне моделювання
98
Рис. 5. Структура динамічного рекурентного
нейрона опрацювання гармонічного сигналу
В роботі [9] запропоновано реалізацію моделі аксона нейрона на
основі мікро- та нанотехнологій. Структура мікроелектронної реалі-
зації моделі аксона нейрона показана на рис. 6.
Рис. 6. Структура мікроелектронної моделі
аксона нейрона на дискретних мікроелементах
Запропонований пристрій містить: 1 — вхід, 2 — вихід; 3 — си-
гнальні виходи; 4 — D-тригери; 5 — генератор імпульсів; 6 — імпуль-
сний компаратор; 7 — від’ємний потенціал; 8 — компоненти.
Інформаційна нейромодель оператора комп’ютеризованої сис-
теми (суб’єкта права) запропонована В. Касьяновим в роботі [6], яка
показана на рис. 7.
Рис. 7. Інформаційна нейромодель оператора
комп’ютеризованої системи (суб’єкта права)
Недоліком такої інформаційної моделі суб’єкта є обмежені фун-
кціональні можливості, які обумовлені відсутністю вихідних інфор-
маційних комунікаційних зв’язків суб’єкта з зовнішнім інформацій-
Серія: Технічні науки. Випуск 19
99
ним середовищем, відсутністю внутрішніх інтелектуальних впливів
на формування реакції суб’єкта.
В роботі [12] Николайчук Л. М. запропонована інформаційна ней-
ромодель суб’єкта права, яка характеризується розширеними функціона-
льними можливостями порогової нейровзаємодії з інформаційними по-
токами зовнішнього середовища, яка представлена на рис. 8.
Рис. 8. Інформаційна нейромодель суб’єкта права
Висновки. Виконані дослідження теоретичних засад та структу-
рних рішень опрацювання сигналів на основі спецпроцесорів з ней-
рокомпонентами. Показаний взаємозв’язок цифрового опрацювання
інформаційних потоків у комп’ютерних системах компонентами яких
є біологічні об’єкти — суб’єкти права, які реалізують принципи
опрацювання даних на основі оцінок ймовірнісної і суб’єктивної ент-
ропії. Запропонований метод квадратично-імпульсного перетворення
гармонічних сигналів на вході динамічного рекурентного нейрона.
Розроблені моделі аксона нейрона та інформаційна нейромодель
суб’єкта права. Виконані дослідження створюють передумови розви-
тку теорії нейропроцесорного опрацювання сигналів та її ефективно-
го застосування для вирішення широкого класу прикладних задач
оптимізації обчислень та формалізації комунікаційних взаємодій
суб’єктів у процесі розвитку комп’ютеризованих систем та хмарних
технологій в сучасному інформаційному суспільстві.
Список використаних джерел:
1. Сергієнко І. В. Інформатика в Україні: становлення, розвиток, проблеми.
НАН України. Ін-т кібернетики ім. В. М. Глушкова. Київ : Наук. думка,
1999. 354 с.
Математичне та комп’ютерне моделювання
100
2. Палагин А. В., Яковлев Ю. С. Системная интеграция средств компьютер-
ной техники : монографія. Вінниця : УНИВЕРСУМ, 2005. 680 с.
3. Заведюк Т. О. Методи опрацювання гармонічних сигналів на основі спец
процесорів з негроподібними компонентами. Вісник національного універ-
ситету «Львівська політехніка». Комп’ютерні науки та інформаційні те-
хнології. Львів. 2013. № 751. С. 18–28.
4. Николайчук Л. М. Дослідження впливу відео-, аудіо-, алфавітно- цифро-
вої та іншої інформації на суспільно-комунікаційну поведінку суб’єктів
права. Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. 2015.
№ 1 (29). С. 51–55.
5. Nykolaychuk L. Generelization of information models classes and communication
interaction of he subjects of law of information society. The Experience of Design-
ing and Application of CAD System in Microelectronics. Proceedings of XIIIth In-
ternational Conference. CADSM’2015. Lviv-Poljana, Ukraine, 2015. P.143–146.
6. Касьянов В. О. Суб’єктивний аналіз : монографія. Київ : НАУ, 2007. 381 с.
7. Кононюк А. Ю. Нейронні мережі і генетичні алгоритми. Київ : Корній-
чук, 2008. 446 с.
8. Николайчук Я. М., Заведюк Т. О. Патент № 82444 Модель нейрона.
Бюл. № 15. 2013.
9. Николайчук Я. М., Заведюк Т.О.. Патент № 70662 Модель аксона ней-
рона. Бюл. № 12, 2012.
10. Джерард Р. Концепция информации и биологические системы. Москва,
1966. 336 с.
11. Николайчук Я. М., Заведюк Т. О. Патент на винахід № 100263, Україна,
МПК Н03К5/153. Пристрій формування імпульсів. Опубл. 10.12.2012.
Бюл. № 23.
12. Николайчук Л. М. Патент № 117659 Інформаційна нейромодель суб’єкта
права. Бюл. № 13. 2017.
METHODS OF NEYROPROCESSOR SURVEY
OF SIGNALS AND COMMUNICATION RELATIONS
IN THE ENVIRONMENT OF SUBJECTS OF LAW
The concept of adequacy of models of neuroprocessor processing of sig-
nals and communication interactions in the information environment of sub-
jects of law is substantiated. The relationship between the concepts of proba-
bilistic and subjective entropy in the theory of information and jurisprudence
is shown. Models of pulse-quadratic transformation of harmonic signals at
the entrance of the formal neuron, neon axon model, recurrent correlation
neuron and informative neuromodel of the subject are proposed.
Key words: neuroprocessors, components of biological neurons,
probabilistic and subjective entropy, models of components of the neuron
and subjects of law.
Одержано 14.02.2019
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-168577 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2308-5916 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:49:02Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Николайчук, Л.М. Воронич, А.Р. Заведюк, Т.О. 2020-05-04T17:02:29Z 2020-05-04T17:02:29Z 2019 Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права / Л.М. Николайчук, А.Р. Воронич, Т.О. Заведюк // Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки: зб. наук. пр. — Кам’янець-Подільський: Кам'янець-Подільськ. нац. ун-т, 2019. — Вип. 19. — С. 94-100. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 2308-5916 DOI: 10.32626/2308-5916.2019-19.94-100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168577 004.383.3:004.9.347 Обгрунтована концепція адекватності моделей нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій в інформаційному середовищі суб’єктів права. Показано взаємозв’язок понять ймовірнісної та суб’єктивної ентропії в теорії інформації та юриспруденції. Запропоновані моделі імпульсно-квадратичного перетворення гармонічних сигналів на вході формального нейрона, модель аксона нейрона, рекурентного кореляційного нейрона та інформаційної нейромоделі суб’єкта права. The concept of adequacy of models of neuroprocessor processing of signals and communication interactions in the information environment of subjects of law is substantiated. The relationship between the concepts of probabilistic and subjective entropy in the theory of information and jurisprudence is shown. Models of pulse-quadratic transformation of harmonic signals at the entrance of the formal neuron, neon axon model, recurrent correlation neuron and informative neuromodel of the subject are proposed. uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права Methods of neyroprocessor survey of signals and communication relations in the environment of subjects of law Article published earlier |
| spellingShingle | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права Николайчук, Л.М. Воронич, А.Р. Заведюк, Т.О. |
| title | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права |
| title_alt | Methods of neyroprocessor survey of signals and communication relations in the environment of subjects of law |
| title_full | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права |
| title_fullStr | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права |
| title_full_unstemmed | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права |
| title_short | Методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права |
| title_sort | методи нейропроцесорного опрацювання сигналів та комунікаційних взаємодій у середовищі суб’єктів права |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168577 |
| work_keys_str_mv | AT nikolaičuklm metodineiroprocesornogoopracûvannâsignalívtakomuníkacíinihvzaêmodíiuseredoviŝísubêktívprava AT voroničar metodineiroprocesornogoopracûvannâsignalívtakomuníkacíinihvzaêmodíiuseredoviŝísubêktívprava AT zavedûkto metodineiroprocesornogoopracûvannâsignalívtakomuníkacíinihvzaêmodíiuseredoviŝísubêktívprava AT nikolaičuklm methodsofneyroprocessorsurveyofsignalsandcommunicationrelationsintheenvironmentofsubjectsoflaw AT voroničar methodsofneyroprocessorsurveyofsignalsandcommunicationrelationsintheenvironmentofsubjectsoflaw AT zavedûkto methodsofneyroprocessorsurveyofsignalsandcommunicationrelationsintheenvironmentofsubjectsoflaw |