ТЕХНОЛОГІЯ МОДЕЛЮВАННЯІНФОРМАЦІЙНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ЗВО Спеціальність 122 – Компʼютерні науки
| dc.contributor.author | Шестак, Ярослав Іванович | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-06T10:03:06Z | |
| dc.date.available | 2025-08-06T10:03:06Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Шестак Я. І. Технологія моделювання інформаційної інфраструктури ЗВО. – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузізнань «Інформаційні технології» за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки».Державний торговельно-економічний університет, Київ, 2024.Дисертація є комплексним дослідженням: аналізу та реалізаціїтехнології моделювання інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти,шляхом визначення концепції гармонізаційного відкритого цифровогоосвітнього простору та побудови математичної моделі інформаційноїінфраструктури закладу вищої освіти з інтелектуальною складовою, якапредставлена як функція, що залежить від її структурних компонентів та їхскладових в основу якого покладено інтелектуальну компоненту інформаційної інфрасткуктури, а також проєктуванні та деталізації кожного кроку структурованої моделі, що включає опис функціоналу та характеристик інформаційних впливів на компоненти системи моделі «Інформаційної інфраструктури ЗВО (ТО-ВЕ)», яка реалізована на основі інтелектуального центру взаємодії інформаційних компонентів інфраструктури закладу вищої освіти, та її практичної реалізації. Актуальність теми дослідження полягає у нівелюванні складності інформаційних інфраструктур закладів вищої освіти, неузгодженості інформаційних систем шляхом побудови структурованої ієрархічної інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти за моделями, з врахуванням нейромережевих алгоритмів, які нададуть можливість оптимізувати взаємодію всіх компонентів інформаційної інфраструктури, їх вплив на розвиток та застосування інтелектуального блоку, який прискорить обробку великих обсягів даних та буде впливати на безпеку інформаційної системи, інформаційні канали, потоки інформації, комп’ютерне обладнання, програмне забезпечення, систему кібербезпеки. Інформаційною базою дослідження стали нормативні матеріали, наукові праці вітчизняних та закордонних вчених, емпіричні результати власних досліджень моделей інформаційної інфраструктури закладів вищої освіти (Національного транспортного університету, Державного податкового університету, Державного торговельно-економічного університету). Методологічна основа дисертаційного дослідження полягає в теоретичних та методологічних основах системного та процесного підходів, загальнонаукових принципах, фундаментальних процесах технології моделювання щодо інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти як об’єкта дослідження. Методи дослідження. В дисертаційному дослідженні використані методи теоретичного та емпіричного досліджень, серед яких можна вирізнити аналіз, синтез, аналогію, порівняння, формалізацію, тощо; аналіз структур;моделювання графічне (декомпозиція, проєктування) та математичне (метод аналізу ієрархій, метод розбиття графів, алгоритм Кернінгана-Ліна, інтеграція, оптимізація, тощо). Теоретичною основою дисертаційного дослідження є модель інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти з модулем інтелектуальної компоненти. Об’єктом дослідження є процеси побудови моделей інформаційної інфраструктури закладів вищої освіти та встановлення оптимізованих взаємозв’язків між структурними компонентами. Предметом дослідження технології моделювання інформаційної інфраструктури, з врахуванням інтелектуальної складової. Наукова новизна отриманих результатів. У дисертаційній роботі отримані такі наукові результати: Вперше: − розроблено модель інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти з інтелектуальною компонентою та проведено декомпозицію інтелектуального центру взаємодії складових інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти, яка представляє собою ієрархічну структуру та допомагає виявляти і усувати проблеми функціонування системи протягом її життєвого циклу, передбачаючи спрощення інформаційних інфраструктур закладів вищої освіти і усунення неузгодженостей шляхом побудови структурованої інформаційної системи на основі включення нейромережевих алгоритмів, які оптимізують взаємодію компонентів, покращують обробку даних і забезпечують безпеку, управління інформаційними потоками, комп’ютерним обладнанням та програмним забезпеченням.; − імплементовано інтелектуальну компоненту до інформаційної інфраструктури ЗВО, що керується нейромережними алгоритмами, які направлені на гармонізацію освітнього процесу та освітньої діяльності. − запропоновано математичну модель інформаційної інфраструктури закладу вищої освіти з інтелектуальною складовою, яка представлена як функція, що залежить від її структурних компонентів та їх складових, в основу моделі покладено інтелектуальну складову інформаційної інфраструктури, що визначена як оператор інтелектуального перетворення, який характеризує структуру та роботу інформаційної інфраструктури на основі вектора стану системи управління інфраструктурою, вектора управління процесами у інфраструктурі, вектора зовнішнього середовища, яке впливає на функціонування закладу вищої освіти, вектора сигналів мети функціонування інфраструктури закладу вищої освіти та вектора параметрів об’єкту управління. Удосконалено:− поняття «Інформаційної інфраструктури ЗВО», яке на відміну від поняття «Інформаційна інфраструктура суб’єкта господарської діяльності», враховує специфіку галузі економіки освіти, проаналізовані та класифіковані структурні компоненти, що визначають інформаційної інфраструктури ЗВО − модель програмно-апаратної топології інтелектуального центру взаємодії компонентів інформаційної інфраструктури, через представлення способу розміщення компонентів пристроїв, а саме сервера нейромережі, що включає в себе компонент Дата центр та Центр навчання нейронної мережі.Набули подальшого розвитку: − Концепція гармонізаційного відкритого цифрового простору ЗВО як комплекс вимог до інформаційної інфраструктура ЗВО, дотримання яких дозволяє оптимізувати процеси підтримки прийняття рішень; забезпечує побудову, модернізацію та подальший розвиток всіх складових інформаційної інфраструктури; − алгоритм запуску системи інтелектуального центру взаємодії компонентів інформаційної інфраструктури, в якому, на відміну від існуючих, запропоновано використання нейромережевих алгоритмів та створення центру навчання нейромережі. Практична значимість наукових результатів полягає в: - розробці проєкту моделі системи інформаційної інфраструктури ЗВО (TO-BE), яка реалізована на основі єдиного гармонізаційного відкритого цифрового простору ЗВО, та реалізована у вигляді концептуальної контекстної моделі; - розробці та впроваджені проєкту моделі «Інтелектуального центру взаємодії інформаційних компонентів інфраструктури ЗВО», на основі її декомпозиції; - розробці системи інформаційного, апаратно-програмного захисту, яка створена на основі Концепції єдиного гармонійного відкритого цифрового простору ЗВО та нормативно-правової бази, як складової «Захисту компонентів інформаційної інфраструктури ЗВО»; - проєктуванні архітектури інтелектуального центру взаємодіїкомпонентів інформаційної інфраструктури ЗВО: • структурна схема діаграми розгортання – модель програмно- апаратної топології інтелектуального центру взаємодії компонентів інформаційної інфраструктури; • діаграма активності – алгоритм запуску системи інтелектуального центру взаємодії компонентів інформаційної інфраструктури.Пропозиції щодо удосконалення інформаційної інфраструктури закладів вищої освіти з використанням інтелектуальної складової апробовані та впровадженні у: 1. Національному транспортному університеті – внесено зміни у інформаційних потоках інфраструктури , застосована низка безпекових заходів для покращення швидкодії інформаційних систем, була оптимізована структура та адаптовані типи, кількісні та якісні параметри потоків інформації у базах даних. Відповідно, інформація і ресурси інформаційної інфраструктури ЗВО за рахунок моделювання будуть максимально ефективно використані, стало видно реальну потребу у збільшенні ресурсів ситем та прогнозувати витрати на утримання систем (довідка про впровадження результатів дисертаційного дослідження від 26.06.2024 № 1102 / 01 ). 2. Держаному торговельно-економічному університеті – модель системи інформаційної інфраструктури ТO-BE, проєкт та архітектуру програмно- апаратної топології інтелектуального центру взаємодії компонентів інформаційної інфраструктури (довідка про впровадження результатів дисертаційного дослідження від 28.06.2024 № 1326 / 27 ). 3. Ужгородському національному університеті – проведено реструктуризацію інформаційної інфраструктури ЗВО, оптимізовано потоки інформації та трансформація інформаційних систем з використанням моделі з інтелектуальним центром та сервера штучного інтелекту. Використана модель TO-BE – дала можливість більш ефективно використовувати інформаційні ресурси університету, проводити аналіз великих обсягів даних, узгоджувати та трансформуватицифрову інформацію, направляти прийняття рішень та будувати прогнози розвитку інформаційних систем (довідка про впровадження результатів дисертаційного дослідження 27.06.2024 № 132 / 24 ). 4. Національному університеті «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка» – апробовано та впроваджено модель «інтелектуального центру взаємодії інформаційних компонентів інфраструктури закладу вищої освіти»(довідка про впровадження результатів дисертаційного дослідження від 09.07.2024 № 06-103 / 257 ). 5. Київському національному університеті будівництва та архітектури – впровадили та застосували сервер з використанням елементів штучного інтелекту, побудовано резервні комунікації для підвищення стійкості інформаційних систем університету. Завдяки запропонованій моделі інформаційної інфраструктури ЗВО прогнозується розвиток та модернізація інформаційної системи, дає можливість прогнозувати витрати на побудову, модернізацію та оновлення апаратної, програмної частини та комунікацій відповідно вимог захищеного кіберпростору (довідка про впровадження результатів дисертаційного дослідження від 09.07.2024 № 14-1.9 / 588 ). Дисертаційна робота виконувалась відповідно до планів науково- дослідних робіт Державного торговельно-економічного університету в рамках ініціативних тем: - «Проектування інформаційних технологій освітнього середовища» (номер державної реєстрації №0121U100278); - «Моделювання інформаційно-аналітичної системи контролю якості процесу виробництва продукції» (номер державної реєстрації № 0121109155). Результати дисертаційного дослідження використано у освітньому процесі Державного торговельно-економічного університету при викладанні дисциплін «Комп’ютерні мережі», «Захист комп’ютерних мереж», «Бази даних», «Хмарні та Grid технології», «Основи кібербезпеки» та в розробці методичного забезпечення освітнього процесу. | |
| dc.description.abstractother | Shestak Ya. I. Modeling Technology of HEI Information Infrastructure. – Qualifying scientific work on manuscript rights. Dissertation research for the degree of Doctor of Philosophy in the field of knowledge «Information Technologies», Speciality 122 «Computer Science». The State University of Trade and Economics, Kyiv, 2024The dissertation research is a comprehensive study of an analysis andimplementation of the modelling technology for the higher education institution (HEI) information infrastructure, through the definition of the harmonised open digital educational space concept and the construction of a mathematical model of the HEI information infrastructure with an intellectual component, which is presented as a function dependent on its structural components and their elements, based on the information infrastructure intellectual component; it also involves the design and detailing of each step of the structured model, which includes a description of the functionality and characteristics of the informational influences on the components of the system of the «Information Infrastructure of Higher Education Institution (TO- BE)» model, implemented on the basis of an intellectual centre of the information components interaction of the higher education institution infrastructure, and its practical implementation. The relevance of the research topic lies in levelling the complexity of information infrastructures of higher education institutions, the inconsistency of information systems by building a structured hierarchical information infrastructure of higher education institutions according to models, taking into account neural network algorithms, which will provide an opportunity to optimise the interaction of all information infrastructure components, their impact on the development and application of the intellectual block, which will accelerate the processing of large volumes of data and will affect the security of the information system, information channels, information flows, computer equipment, software, cyber security system. The information base of the dissertation includes regulatory materials, scientific works of domestic and foreign scientists, empirical results of own research of HEI information infrastructure models (the National Transport University, the State Tax University, the State University of Trade and Economics). The methodological basis of the dissertation lies in the theoretical and methodological foundations of system and process approaches, general scientific principles, fundamental processes of modelling technology regarding the higher education institution information infrastructure as the object of research.. Research methods. The dissertation research uses methods of theoretical and empirical research, among which are the following: analysis, synthesis, analogy, comparison, formalization, etc.; structural analysis; graphical modelling (decomposition, design) and mathematical modelling (hierarchy analysis method, graph partitioning method, the Kernighan–Lin algorithm, integration, optimization, etc.). The theoretical basis of the dissertation research is a model of the higher education institution information infrastructure with an intellectual component module. The object of the research is the construction process of higher education institutions information infrastructure models and establishment of optimizeinterconnections between structural components. The subject of the research is information infrastructure modelling technology, taking into account the intellectual component. Scientific novelty of the obtained results. The following scientific results have been obtained in the dissertation research: For the first time: − a model of the higher education institution information infrastructure with an intellectual component has been developed, and a decomposition of the intellectual centre for interaction of the components of the higher education institution information infrastructure has been conducted, which represents a hierarchical structure that helps identify and eliminate issues in the system’s functioning throughout its life cycle, anticipating the simplification of highe education institution information infrastructure and the elimination of inconsistencies by building a structured information system based on the inclusion of neural network algorithms that optimize the interaction of components, improve data processing, and ensure security, management of information flows, computer hardware, and software; − an intellectual component has been implemented to the higher educational institution information infrastructure, which is controlled by neural network algorithms aimed at harmonising the educational process and educational activities; − a mathematical model of the higher education institution information infrastructure with an intellectual component has been proposed; this model is presented as a function that depends on its structural components and their elements; the foundation of the model is the information infrastructure intellectual component, defined as an operator of intellectual transformation, which characterizes the structure and operation of the information infrastructure based on the vector of the infrastructure management system state, the vector of process control within the infrastructure, the vector of the external environment that affects the functioning of the higher education institution, the vector of goal signals for the functioning of the higher education institution infrastructure, and the vector of managing object parameters. Improved: − the concept of «Information infrastructure of HEI», which, unlike the concept of «Information infrastructure of an economic entity», considers the specifics of the field of education economy; besides, structural components that determine the HEI information infrastructure have been analysed and classified; − a model of the software-hardware topology of the intellectual centre of information infrastructure components interaction via representation of the method of placing the device components, namely the neural network server, which includes the Data Centre component and the Neural Network Training Centre. Acquired further development: − the concept of the harmonised open digital space of HEI as a set of requirements for the information infrastructure of HEI, the compliance with which allows optimizing decision-making support processes; it ensures the construction, modernization and further development of all information infrastructure components; − the algorithm for launching the system of the intellectual centre of information infrastructure components interaction, in which, unlike the existing ones, the use of neural network algorithms and the creation of a neural network training centre are proposed. The practical significance of the scientific results is: - the development of the project model of the HEI information infrastructure system (TO-BE), which is implemented on the basis of a single harmonised open digital space of the HEI, and in the form of a conceptual context model; - the development and implementation of the model of the «Intelligent centre of the HEI infrastructure information components interaction» based on its decomposition; - the development of information, hardware and software security system, which has been created on the basis of the Concept of a single harmonised open digital space of the HEI and the legal framework, as a component of the «Security of HEI Information Infrastructure Components»; - the designing of the architecture of the intellectual centre of the HEI information infrastructure components interaction: • the structural scheme of the deployment diagram – a model of the software and hardware topology of the intellectual centre of the HEI information infrastructure components interaction; • the activity diagram – the algorithm for starting the system of the intellectual centre of the HEI information infrastructure components interaction. The proposals for improving the HEI information infrastructure with the use of an intellectual component have been tested and implemented in: 1. The National Transport University – changes have been made in the information flows of the infrastructure, a number of security measures have been applied to improve the speed of information systems, the structure has been optimized and the types, quantitative and qualitative parameters of information flows in the databases have been adapted. Accordingly, the information and resources of the HEI information infrastructure will be used as efficiently as possible through modelling; the real need for increasing system resources and forecasting the system maintenance costs has become apparent (the certificate on the implementation of the results of the dissertation research dated 26.06.2024 No. 1102 / 01). 2. The State University of Trade and Economics – the model of the TO-BE information infrastructure system, the project and architecture of the software and hardware topology of the intellectual centre of the information infrastructure components interaction have been implemented (certificate on the implementation of the results of the dissertation research dated 28.06.2024 No. 1326 / 27). 3. The Uzhhorod National University – the HEI information infrastructure has been restructured; information flows have been optimized and information systems have been transformed using a model with an intellectual centre and an artificial intelligence server. The applied TO-BE model has made it possible to use the information resources of the university more effectively, to analyse large volumes of data, to coordinate and transform digital information, to guide decision-making and to forecast the development of information systems (the certificate on the implementation of the results of the dissertation research dated 27.06.2024 No. 132 / 24). 4. The National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic» – the model of the «intellectual centre of the HEI infrastructure information components interaction» has been tested and implemented (the certificate on the implementation of the results of the dissertation research dated 09.07.2024 No. 06-103 / 257). 5. The Kyiv National University of Construction and Architecture – a server using artificial intelligence elements has been implemented and applied; backup communications to increase the stability of the university’s information systems have been built. Due to the proposed model of the HEI information infrastructure, the development and modernization of the information system is predicted, making it possible to forecast the costs of building, modernizing and updating the hardware, software and communications in accordance with the requirements of the protected cyberspace (the certificate on the implementation of the results of the dissertation research dated 09.07.2024 No. 14-1.9 / 588). The dissertation research was carried out in accordance with the plans of research work of the State University of Trade and Economics within the framework of initiative topics: - «Design of information technologies of the educational environment» (state registration number 0121U100278); - «Modelling of an Information-Analytical Quality Control System for Production Processes» (state registration number 0121109155). The results of the dissertation research have been incorporated into the educational process of the State University of Trade and Economics in teaching the disciplines «Computer Networks», «Computer Network Security», «Databases», «Cloud and Grid Technologies», «Fundamentals of Cybersecurity» and in the development of methodological support for the educational process. | |
| dc.identifier.citation | Шестак Я.І. (2024) ТЕХНОЛОГІЯ МОДЕЛЮВАННЯІНФОРМАЦІЙНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ЗВО ,м. Київ [Дисертація за спеціальність 122 – Компʼютерні науки, Державний торговельно-економічний університет]. Репозитарій Державного торговельно-економічного університету. https://ur.knute.edu.ua/handle/123456789/10657 | |
| dc.identifier.uri | https://ur.knute.edu.ua/handle/123456789/10657 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | Державний торговельно-економічний університет | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | : інформаційна інфраструктура | |
| dc.subject | інформаційна система | |
| dc.subject | інформаційна технологія | |
| dc.subject | інтелектуальна система | |
| dc.subject | нейромережеві алгоритми | |
| dc.subject | декомпозиція | |
| dc.subject | бази даних | |
| dc.subject | модель | |
| dc.subject | моделювання | |
| dc.subject | зважені коефіцієнти | |
| dc.subject | архітектура | |
| dc.subject | система управління якістю | |
| dc.subject | система підтримки прийняття рішень | |
| dc.subject | заклад вищої освіти | |
| dc.subject | стандарт. | |
| dc.subject | : information infrastructure | |
| dc.subject | information system | |
| dc.subject | information technology | |
| dc.subject | intelligent system | |
| dc.subject | neural network algorithm | |
| dc.subject | decomposition | |
| dc.subject | database | |
| dc.subject | model | |
| dc.subject | modeling | |
| dc.subject | weighted coefficient | |
| dc.subject | architecture | |
| dc.subject | quality management system | |
| dc.subject | decision support system | |
| dc.subject | higher education institution | |
| dc.subject | standard. | |
| dc.title | ТЕХНОЛОГІЯ МОДЕЛЮВАННЯІНФОРМАЦІЙНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ЗВО Спеціальність 122 – Компʼютерні науки | |
| dc.type | Thesis Doctoral |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Shestak_Yaroslav_Ivanovych-122_2024.pdf
- Розмір:
- 8.3 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 147 B
- Формат:
- Item-specific license agreed to upon submission
- Опис: