APPLICATION OF MULTI-AGENT APPROACH IN THE PROCESS OF IMPLEMENTATION OF THE GAME PROGRAM "BACTERIAL WAR"

З огляду на інтенсивний розвиток мережевих інформаційних технологій, актуальним є розроблення методів та засобів розподіленого прийняття рішення, які ґрунтуються на кількох інтелектуальних агентах. Проаналізовано імітаційні моделі для ігрових систем, які використовують мультиагентний підхід прийняття рішень. Використання мультиагентного підходу для ігрових систем розпочалось в далекі 1960-ті роки і з кожним роком складність багатоагентних систем в ігрових та імітаційних системах збільшувалася. Збільшення використання мультиагентних систем сприяло створенню багатьох технологій та стандартів, які спрощують розробку мультиагентних систем. Описано розроблену ігрову програму "Bacterial War" та імітаційну модель, яка симулює комунікацію бактерій в навколишньому середовищі. Розроблена програма використовує основні принципи мультиагентних систем, що забезпечує високу надійність та швидкодію системи. У процесі розроблення програми використано гомогенну модель комунікації агентів, що забезпечило високий рівень реагування агентів на зовнішні чинники. Пошук цілей відбувається за допомогою алгоритму пошуку мінімального шляху А*. Надсилання інформації між агентами відбувається за допомогою серверної частини, що забезпечує високу швидкодію програми. Розроблену програму написано за допомогою мови програмування Java та допоміжної бібліотеки LibGDX, що забезпечує використання системи на кількох платформах.В связи с интенсивным развитием сетевых информационных технологий, актуальным является разработка методов и средств распределенного принятия решения, основанных на нескольких интеллектуальных агентах. Проведен анализ существующих имитационных моделей для игровых систем, использующих многоагентный подход принятия решений. Использование мультиагентного подхода для игровых систем началось в далекие 1960-е годы и с каждым годом сложность многоагентных систем в игровых и имитационных системах увеличивалась. Увеличение использования мультиагентных систем способствовало созданию многих технологий и стандартов, которые упрощают разработку мультиагентных систем. Описаны разработанная игровая программа "Bacterial War" и имитационная модель, которая симулирует коммуникацию бактерий в окружающей среде. Разработанная программа использует основные принципы мультиагентных систем, обеспечивает высокую надежность и быстродействие системы. В процессе разработки программы использована гомогенная модель коммуникации агентов, что обеспечило высокий уровень реагирования агентов на внешние факторы. Поиск целей происходит с помощью алгоритма поиска минимального пути А*. Отправка информации между агентами происходит с помощью серверной части, обеспечивает высокое быстродействие программы. Разработанная программа написана с помощью языка программирования Java и вспомогательной библиотеки LibGDX, что обеспечивает использование системы на нескольких платформах.Due to the intensive development of networked information technologies, it is important to develop methods and tools for distributed decision-making that are based on several intelligent agents. In the beginning of the article, the author described several simulation models that are based on the multi-agent approach. The described simulation models are used to build stadiums and develop a transport system. The described simulation model shows the actions of the crowd under various circumstances. Furthermore, the author described the first gaming systems that use multi-agent technology and compared them with modern gaming systems. In the main part of the article the author describes the developed game program "Bacterial War" and an imitation model that simulates the communication of bacteria in the environment. The developed program uses the basic principles of multi-agent systems, which ensures high reliability and speed of the system. In the next part of the article, the author describes the algorithm used by system agents to perform the goal. The used algorithm uses the basic idea of finding the minimal path A*. With this algorithm agents seek the purpose and neutralize it. In the process of developing the program, a homogeneous agent communication model was used, which provided a high level of reacting agents to external factors. The transfer of information between agents takes place through the server part, which ensures high performance of the program. This signaling technology provides an improved level of communication of agents, but the reliability of the system depends on the server. If the server fails, the entire system will stop working. At the end of the article, the author describes the technology of developing a gaming system. The developed system is written using Java programming language. In order to ensure the use of the program on many platforms, the author used the LibGDX auxiliary library. The result of the article is the developed game program and simulation model, which visualizes the actions of bacteria in the environment and ways to neutralize bacteria by other bacteria

Метод проектування систем "розумного" будинку з використанням архітектурного шаблону Redux

Article presents the method for designing of smart home systems using the Redux architectural template. The method is based on the adaptation of the Redux architectural template usually used in designing of visual interfaces for use in the Internet of Things sphere. The system of smart home for control of lighting devices with the help of motion and lighting sensors in the rooms of office building was constructed, based on the developed method. The developed design method allows increasing the system reliability and performance. Improved reliability is achieved by reducing the number of direct relationships between system components. The developed design method also helps reduce the amount of information that is duplicated in different components of the system by using one common data store to save the state, which increases the speed of updating the state of the system and the speed of lighting appliances settings changing. The benefits of using the developed design method are experimentally demonstrated by emulating the work of the smart home system, with saving and analysis of lighting settings change time, before and after the usage of Redux pattern. The design method for smart home systems using the Redux architectural pattern allows scaling system by adding new sensors and appliances to the developed system without losing the speed of data processing and transmission of control commands to the devices. The example presented in this paper show the advantage of developed method usage for designing of smart home systems, that will provide the functionality of appliances automated control in large residential, administrative and office buildings with a large number of simultaneously occurring events that are detected by system for further processing and require appropriate changes to the state of the smart home system settings.Розроблено метод проектування систем "розумного" будинку з використанням архітектурного шаблону Redux. Метод ґрунтується на адаптації архітектурного шаблону Redux, що застосовується для проектування візуальних інтерфейсів до використання у сфері Інтернету речей. На підставі розробленого методу побудовано систему "розумного" будинку для управління освітлювальними приладами за допомогою давачів руху та освітлення у приміщеннях офісної будівлі. Розроблений метод проектування дає змогу підвищити показники надійності та швидкодії роботи системи. Покращення надійності досягається завдяки зниженню кількості прямих взаємозв'язків між компонентами системи. Також розроблений метод проектування сприяє зниженню обсягу інформації, яка дублюється у різних компонентах проектованої системи, завдяки використанню одного загального сховища даних для збереження стану, за рахунок чого підвищується швидкість оновлення станів системи та швидкість зміни налаштувань освітлювальних приладів. Переваги використання методу проектування експериментально відображено за допомогою емуляції роботи системи, "розумного" будинку з подальшим збереженням та аналізом показників швидкості зміни налаштувань освітлювальних приладів – до застосування та після застосування архітектурного шаблону Redux. Запропонований метод дає змогу масштабувати систему додаючи нові давачі та побутові прилади до розробленої системи без втрати швидкості опрацювання даних та передачі команд керування приладами. Розглянутий у роботі приклад надає перевагу запровадженню методу для проектування систем "розумного" будинку, що застосовуватимуться у сфері масового обслуговування, надаючи функціональність автоматизованого керування приладами у великих житлових, адміністративних і офісних будівлях з загальною характерною рисою великої кількості одночасно виникаючих подій, які надходять до системи для подальшого опрацювання та потребують відповідних змін станів налаштувань системи "розумного" будинку

ВИКОРИСТАННЯ ІНГІБІТОРНИХ МЕРЕЖ ПЕТРІ ДЛЯ ПОБУДОВИ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ОБЛІКУ ПАСАЖИРОПОТОКУ ГРОМАДСЬКОГО ТРАНСПОРТУ "РОЗУМНОГО" МІСТА

The proposed study provides the analysis of the main directions of the smart city concept implementation. Particular attention is paid to the role of public transport of a smart city and the transport system as a whole. The basic principles of the concept of a smart city designed to optimize the transport system of modern cities were analyzed. The importance of the study of passenger flow in public transport was proven. The results of the study can be used to develop a set of actions to improve the organization of existing passenger traffic on operating routes. They can also be used to reorganize the transport network of the city as a whole. According to the research materials, it is possible to define the main technical and operational indicators of the operation of buses: the volume of traffic, passenger flow, average range of passengers' journeys, the load of buses and their number on routes, the duration and number of working shifts, speed, intervals and frequency of traffic, and mileage during the shift. These data can be used to improve the system of routes, and also organization of movement and the operation of buses on each specific route. A comparative analysis of the simple Petri nets and Petri nets with inhibitor arcs for the construction of an automated system for public transport passenger flow registering, was carried out. The model of data collection controller for the automated system of passenger flow registering for a smart city based on the Petri nets with inhibitor arcs, was constructed and explored. The use of inhibitory networks to build a controller model of an automated system of public transport passenger flow registering of a smart city has enabled significant reducing the number of network elements. As a result, it became possible to simplify and make the whole process of designing and researching the models more effectively. Reducing the number of elements led to the generation of a clearer, more understandable, and easier to analyze the Petri nets reachability graph. The use of Petri nets with inhibitor arcs is proved to allow simplifying the structure of the model, which reduces the computational resources needed to implement the model by means of a personal computer.Визначено загальний тренд політичних ініціатив Європейського Союзу щодо модернізації та підвищення ефективності всіх сфер діяльності сучасних мегаполісів. Проведено аналіз базових принципів концепції "розумного" міста, спрямованих на оптимізацію транспортної системи сучасних міст. Доведено важливість дослідження пасажиропотоків громадського транспорту, результати якого можна використати для розроблення комплексу дій із вдосконалення організації наявних перевезень пасажирів на діючих маршрутах, а також для реорганізації транспортної мережі міста загалом. Здійснено аналіз засобів моделювання складних дискретних систем для побудови та дослідження моделей автоматизованої системи обліку пасажирів у громадському транспорті "розумного" міста. Доведено, що використання інгібіторних мереж Петрі забезпечує ефективніший процес моделювання, адже для побудови моделі на їх основі потрібно використати менше елементів мережі, що призводить до генерації чіткішого, зрозумілішого та легшого для аналізу графу досяжності станів мережі Петрі. Розроблено модель контролера збирання даних про пасажиропотік автоматизованої системи на основі інгібіторних мереж Петрі. Використання інгібіторних мереж Петрі дає змогу спростити структуру моделі, що призводить до зменшення обчислювальних ресурсів, які необхідні для реалізації моделі засобами персонального комп'ютера

Математичні метод і модель диференціації фоностатистичних структур авторського стилю

The method of complex analysis of differentiation of phonostatistical structures of authorial style of the English language has been developed. The method is based on a combination of the three statistical criteria: the Student's t-test, the Kolmogorov-Smirnov test and the chi-square test. The combination of the given criteria enables improving test validity of authorial styles differentiation. To solve the authorial styles differentiation problem, the statistical model, which allows improving test validity of authorship attribution of a text, has been built. The statistical model of author-differentiating capability for the velar phoneme group minimizes the number of phoneme groups by which the styles are differentiated. The developed program realizes the method and model using the Java programming language. This secures platform independence. To test the program, the speeches by D. Trump and the newspaper article by S. Lagon have been analyzed. The essential differences have been established in the stop and velar phoneme groups by the Student's t-test. The essential differences have been established in all eight phoneme groups by the Kolmogorov-Smirnov's test. The essential differences have been established in all phoneme groups except for stop and nasal phoneme groups by the chi-square t-test. Consequently, the greatest author-differentiating capability has been established in the velar phoneme group by the three tests applied. In another comparison, the papers by S. Logan and D. Webster from "Freedom Paper" have been differentiated. The essential differences have been established in the nasal, dorsal and velar phoneme groups by the Student's t-test. The essential differences have been established in all eight phoneme groups by the Kolmogorov-Smirnov's test. The essential differences have been established in sonorous, fricative, dorsal, stop, labial and nasal phoneme groups by the chi-square t-test. The combination of the three tests applied made it possible to establish the greatest author-differentiating capability in the dorsal phoneme group. Texts by different authors can be differentiated by this group. This minimizes the number of phoneme groups by which the authorship attribution is done.Розроблено метод комплексного аналізу диференціації фоностатистичних структур авторського стилю англійської мови, який ґрунтується на поєднанні трьох статистичних критеріїв: критерію Стьюдента, критерію Колмогорова-Смірнова і критерію хі-квадрат. Поєднання цих критеріїв дає змогу підвищити достовірність диференціації авторських стилів. Для розв'язання задачі диференціації авторських стилів побудовано статистичну модель, яка підвищує достовірність результатів авторської атрибуції тексту. Розроблена програмна система реалізує метод і модель з використанням мови програмування Java, що забезпечує платформонезалежність. Для тестування програми вибрано статті С. Логан і Д. Вебстер з газети "Вільна газета" ("Freedom Paper", papers by S. Logan and D. Webster). Істотні відмінності встановлено за групами носових, дорсальних і велярних фонем за критерієм Стьюдента, за всіма вісьмома групами фонем за критерієм Колмогорова-Смірнова, істотні відмінності встановлено за групами сонорних, щілинних, дорсальних, зімкнених, губних і носових фонем за критерієм хі-квадрат. Поєднання використаних критеріїв дало змогу встановити групу фонем з найбільшою авторорозрізняльною здатністю. Це група дорсальних фонем. За цією групою можна диференціювати тексти різних авторів, що дає змогу змінімізувати кількість груп фонем, за якими здійснюється авторська атрибуція тексту

DEVELOPMENT OF THE METHOD OF TEACHING THE MODELS OF THE "SMART HOUSE" SYSTEMS ON THE BASIS OF PETRI-MARKOV MODELS AND SUPPLEMENTED WITH FUNCTIONAL COMPONENTS

Розроблено метод навчання моделей систем "Розумний будинок" (РБ), створених на базі моделей Петрі-Маркова та доповнених функціональними компонентами – сенсорами та актюаторами. Метод базується на спеціально розробленому оптимізованому алгоритмі навчання моделей систем РБ, а також відповідній моделі навчання. У процесі розроблення методу навчання моделей систем РБ проаналізовано основні вимоги до сучасних систем РБ, а також зазначено основні переваги розроблення моделей систем РБ. Навчання розробленої моделі проектованої системи РБ надає моделі унікальності. Розроблена модель навчання дає змогу здійснювати навчання моделей проектованої системи РБ згідно з розробленим алгоритмом, на основі реальних статистичних даних, отриманих в ході функціонування системи та її взаємодії з користувачами. Розроблена модель реалізовує навчання моделей якісно нового функціонального рівня, що дають змогу: досліджувати динаміку та надійність системи ще на ранньому етапі системного проектування; реалізовувати розгалужувальні схеми довільної складності та гармонійне вливання функціональних компонентів у модель стохастичного класу.Разработан метод обучения моделей систем "Умный дом" (УД), созданных на базе моделей Петри-Маркова и дополненных функциональными компонентами – сенсорами и актюаторами. Метод базируется на специально разработанном оптимизированном алгоритме обучения моделей систем УД, а также соответствующей модели. В процессе разработки метода обучения моделей систем УД проанализированы основные требования к современным системам УД, а также отмечены основные преимущества разработки моделей систем УД. Обучение разработанной модели проектируемой системы РБ придает модели уникальности. Разработанная модель обучения позволяет осуществлять обучение моделей проектируемой системы РБ согласно разработанного алгоритма, на основе реальных статистических данных, полученных в ходе функционирования системы и ее взаимодействия с пользователями. В результате разработанная модель реализует обучение моделей качественно нового функционального уровня, позволяющие: исследовать динамику и надежность системы еще на раннем этапе системного проектирования; реализовывать разветвленные схемы любой сложности, оценку вероятностных процессов и гармоничное вливание функциональных компонентов в модель стохастического класса.Developed method for teaching the models of the "Smart house" systems (SH), created on the basis of Petri-Markov models, and supplemented with functional components – sensors and actuators. The method is based on a specially developed optimized learning algorithm for SH-systems models, as well as the corresponding model for learning models of SH-systems, based on Petri-Markov models, and supplemented with the functional components, is presented in this paper. In the process of developing the method of teaching the models of the SH-systems, the basic requirements for the modern systems of SH were analyzed, which explains the uniqueness of such models and requires the involvement of a significant number of highly-skilled specialists from the moment of the birth and discussion with the potential customer of the very idea of the development of the SH-systems, until the moment of its introduction. The main advantages of developing the models of SH-systems are also noted. One of the main stages is the further studying of the developed model of the projected system of SH in order to provide the model with its character and uniqueness. The developed training model allows to study the models of the projected system of SH according to the developed algorithm, based on real statistics obtained during the operation of the system and its interaction with users. As a result, the developed model implements the training of models of a qualitatively new functional level, which enable: to investigate the dynamics and reliability of the system at an early stage of system design; to implement branching schemes of arbitrary complexity; to carry out quantitative estimation of probable processes and harmonious infusion of functional components representing the real hardware of the projected system of SH, into the model of stochastic class; representation of the system from the level of the "black box" to the level of indivisible functional components of the system – sensors and actuators, due to the developed mechanism of decomposition of the model at seven basic levels

EXPERIENCE WITH E-LEARNING USING HYPERMETHOD

Рассматриваются особенности реализации учебного курса с применением системы электронного обучения «Гиперметод» в Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. На основе анализа статистических данных проводится оценка качества образовательного процессаThe article is about features of the training course using e-learning system HyperMethod in the Urals Federal University named after the First President of Russia B. N. Yeltsin. The quality of the educational process is estimated on the basis of the analysis of statistical dat

THE STUDY OF THE PECULIARITIES OF INFORMATION PERCEPTION BY STUDENTS IN THE CONTEXT OF DIGITALIZATION OF EDUCATION

The article identifies the problem of perceptual changes in computerized training. Changes in attention when learning through computer and print sources of information are investigated. The experiment showed, the efficiency of learning and storing information when receiving it from an electronic medium are slightly lower than from the printed one. The performance is systematically reduced, while when working with print media, this is not observed.Обозначена проблема концентрации внимания при компьютеризированном обучении. Исследованы изменения внимания при обучении с помощью компьютерного и печатного источников информации. Показано, что эффективность усвоения и запоминание информации при получении ее с электронного носителя оказываются несколько ниже, чем с печатного, а также что работоспособность планомерно снижается, в то время как при работе с печатными носителями подобного не наблюдается