https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4316 2026-07-09T07:28:41Z 2026-07-09T07:28:41Z Короткий, Тимофій Костянтинович https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9539 2026-06-24T00:00:17Z 2026-06-15T00:00:00Z

Title: Ієрархічна інформаційна система моделювання і дослідження алгоритмів потокового СЕТ-шифрування Authors: Короткий, Тимофій Костянтинович Abstract: Короткий Т.К. Ієрархічна інформаційна система моделювання і дослідження алгоритмів потокового СЕТ-шифрування. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології». – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2026 Дисертаційна робота присвячена підвищенню продуктивності наукових досліджень СЕТ-операцій при побудові перспективних стійких алгоритмів потокового шифрування на основі розширення можливостей ієрархічної інформаційної системи моделювання і дослідження СЕТ-операцій за рахунок встановлення нових і уточнення існуючих взаємозв’язків між моделями ієрархічних рівнів, які в сукупності забезпечать автоматизований синтез і аналіз симетричних та несиметричних однооперандних і багатооперандних СЕТ-операцій, а також генераторів їх псевдовипадкових послідовностей для потокового СЕТ-шифрування. У першому розділі за результатами проведеного аналізу встановлено, що розбудова малоресурсних систем криптографічного захисту інформації на сьогоднішній день відноситься до найбільш актуальних задач розвитку захищених інформаційних і телекомунікаційних систем. Проаналізовано основні напрямки розвитку і області застосування малоресурсної криптографії. Проведено детальний аналіз відомих результатів дослідження СЕТ-операцій і алгоритмів СЕТ-шифрування, які відносяться до малоресурсної криптографії. Проаналізовано сучасний стан розвитку автоматизованих інформаційних систем моделювання і дослідження СЕТ-операцій та алгоритмів шифрування. Визначено їх переваги і недоліки. За результатами проведеного аналізу сформульована мета і завдання дисертаційного дослідження. Другий розділ присвячений дослідженню особливостей застосування несиметричних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів в потокових системах шифрування. Проаналізовано два сценарії потокового шифрування, які базуються на використанні комутативних і не комутативних двохоперандних СЕТ-операцій. Наведено структури систем потокового шифрування на основі реалізації даних сценаріїв. Для забезпечення однозначного сприйняття задач і результатів дослідження наводяться основні поняття і визначення стосовно потокового СЕТ-шифрування, які необхідні для даної дисертаційної роботи. На основі реалізації послідовності дискретних перетворень побудована група моделей некомутативних двохоперандних двохрозрядних СЕТ-операціях подвійного циклу, кожна з яких забезпечує перестановку операндів. В основу побудови даної групи було покладено групу СЕТ-операцій з точністю до перестановки результатів перетворення. Дану групу було отримано на основі повного перебору можливих варіантів розміщення 2Сі-квантових однооперандних СЕТ-операціях в 2Сі-квантовій двохоперандній СЕТ-операції. Отримані результати забезпечили можливість удосконалення технології побудови удосконалених моделей некомутативних двохоперандних СЕТ-операцій. Сутність удосконалено полягає в заміні повторного використання технології для знаходження удосконаленої моделі після перестановки операндів на зміну змінних в удосконаленій моделі СЕТ-операції до перестановки операндів. Це забезпечує прямий перехід від моделі СЕТ-операції до перестановки операндів, до моделі СЕТ-операції після перестановки операндів. В третьому розділі запропоновано послідовність перетворень результатів обчислювального експерименту для побудови удосконалених моделей операцій несиметричного криптографічного кодування і декодування. На прикладі однієї з класифікованих множин операцій криптографічного кодування з точністю до перестановки представлених кортежами однооперандних операцій отримано математичні моделі удосконалених несиметричних двохоперандних двохрозрядних операцій подвійного циклу. Запропоновано використати метод синтезу симетричних двохоперандних двохрозрядних операцій для побудови групи несиметричних двохоперандних двохрозрядних операцій. Удосконалений метод синтезу двохоперандних двохрозрядних операцій криптографічного перетворення забезпечив синтез груп несиметричних операцій подвійного циклу. Коректність реалізації даного методу підтверджена класифікованими результатами обчислювального експерименту та збігом отриманих різними методами синтезу математичних моделей на приведеному прикладі однієї з множин операцій. Результати дослідження можливості синтезу множин несиметричних двохоперандних двохрозрядних операцій потрійного циклу показали обмеженість даного методу побудовою лише груп симетричних операцій та несиметричних операцій подвійного циклу. Четвертий розділ присвячено моделюванню множини несиметричних двохоперандних двохрозрядних операцій подвійного циклу на основі дублювання операцій для різних сценаріїв шифрування. Була встановлена можливість синтезу двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів шляхом поєднання однооперандних операцій. Досліджено можливість синтезу множини симетричних двохрозрядних двохоперандних СЕТ-операцій на шляхом поєднання однооперандних операцій. Досліджено особливості синтезу прямих і обернених двохрозрядних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів, шляхом поєднання однооперандних СЕТ-операцій, перша з яких є симетричною, а також шляхом поєднання однооперандних СЕТ-операцій, перша з яких є несиметричною. Встановлено взаємозв’язки і обмеження які відображають особливості синтезу двохрозрядних двохоперандних операцій криптографічного перетворення, які допускають перестановку операндів при різних моделях перетворення першого операнду. П’ятий розділ присвячено побудові моделі ієрархічної інформаційної системи моделювання і дослідження симетричних і несиметричних СЕТ-операцій. Основним елементом малоресурсної системи потокового СЕТ-шифрування е генератор псевдовипадкової послідовності СЕТ-операцій з точністю до перестановки. В процесі дослідження генераторів послідовності несиметричних СЕТ-операцій з точністю до перестановки другого операнда було встановлено наступне: в процесі модифікації двохоперандної СЕТ-операції набір однооперандних операцій не змінюється, а змінюється лише їх послідовність, отримані модифіковані СЕТ-операції будуть мати однакові криптографічні властивості, тому що реалізують однакові набори таблиць підстановок; реалізація генераторів груп прямих обернених несиметричних двохоперандних СЕТ-операцій з точністю до перестановки другого операнда вимагає застосування в криптографічному алгоритмі лише прямої і оберненої несиметричних двохоперандних СЕТ-операцій і набору прямих однооперандних СЕТ-операцій, що забезпечує суттєве спрощення алгоритмів СЕТ-шифрування. В процесі дослідження генераторів послідовності несиметричних СЕТ-операцій з точністю до перестановки першого операнда було встановлено наступне: в процесі модифікації несиметричної двохоперандної СЕТ-операцій з змінюється математична модель двохоперандної СЕТ-операції за рахунок модифікації моделей однооперандих СЕТ-операцій, що приводить до модифікації таблиць підстановки; якщо при шифруванні інформації генератор реалізує модифікацію СЕТ-операції з точністю до перестановки першого операнда, то для розшифрування необхідно використовувати генератор обернених СЕТ-операцій з точністю до перестановки результату криптографічного перетворення; збільшення кількості однооперандних СЕТ-операцій при використанні групи модифікованих несиметричних СЕТ-операцій з точністю до перестановки першого операнду забезпечує збільшення кількості таблиць підстановки, які реалізується в процесі шифрування і як наслідок збільшення криптостійкості алгоритму шифрування. Отримані результати досліджень стали теоретичною основою для побудови моделі ієрархічної інформаційної системи моделювання і дослідження симетричних і несиметричних СЕТ-операцій. Для уніфікації програмної реалізації інформаційної системи запропоновано використати базу даних, і базу знань. База даних забезпечить зберігання параметрів синтезу, синтезовані СЕТ-операцій, і їх властивості. База знань наповнюється моделями синтезу операцій, моделями синтезу груп операцій і моделями генерації псевдовипадкових послідовностей СЕТ-операцій. Під вимогами до процесу функціонування системи розглядаються формалізовані обмеження на реалізацію конкретних задач моделювання і дослідження. Обмеження напряму взаємодіють як з базою даних так і з базою знань. Вирішення нової задачі дослідження забезпечує розширення бази знань. Застосування запропонованих баз даних і знань забезпечать простоту подальшого вдосконалення інформаційної системи та можливість її адаптації до вирішення нових задач по синтезу і дослідженню СЕТ-операцій. Наукова новизна отриманих результатів: – вперше побудована модель ієрархічної інформаційної системи моделювання і дослідження симетричних і несиметричних СЕТ-операцій, на основі методів синтезу СЕТ-операцій і груп СЕТ-операцій, шляхом вдосконалення моделей, методів і технології побудови комутативних і некомутативних СЕТ-операції, а також генераторів псевдовипадкових наборів СЕТ-операцій, що дозволило встановлювати нові залежності між моделями синтезу симетричних і несиметричних операцій, які приводять до розширення взаємозв’язків між моделями ієрархічних рівнів інформаційної системи, реалізація якої забезпечить експериментальну підтримку для побудову перспективних стійких малоресурсних алгоритмів потокового шифрування; – удосконалено технологію побудови удосконалених моделей некомутативних двохрозрядних двохоперандних СЕТ-операції за результатами експерименту, на основі побудови удосконалених моделей СЕТ-операцій за результатами експерименту, шляхом встановлення взаємозв’язків між моделями до і після перестановки операндів, що забезпечило зменшення складності моделювання некомутативних СЕТ-операцій на основі реалізації прямого переході від побудованої моделі СЕТ-операції до моделі СЕТ-операції з переставленими операндами; – удосконалено метод синтезу двохоперандних двохрозрядних операцій криптографічного перетворення на основі метод синтезу симетричних операцій, шляхом застосування в якості першої базової операції несиметричної операції криптоперетворення та додаткової побудови оберненої операції за результатами обчислювального експерименту, що забезпечили можливість додаткового синтезу несиметричних двохоперандних двохрозрядних операцій подвійного циклу; – удосконалено метод побудови двохрозрядних двохоперандних операцій, які допускають перестановку операндів на основі об’єднання двохрозрядних однооперандних операцій криптографічного перетворення, шляхом встановлення взаємозв’язків між прямими і оберненими операціями, що дозволило змоделювати всі двохрозрядні двохоперандні операції, які допускають перестановку операндів. Практичне значення отриманих результатів. Практична цінність дисертаційної роботи полягає в тому, що отримані наукові результати доведено здобувачем до конкретних моделей, інженерних методик розрахунку, та отриманих варіантів застосування моделей генераторів псевдовипадкових послідовностей СЕТ-операцій. На підставі проведених досліджень побудовано програмний макет ієрархічної інформаційної системи моделювання і дослідження алгоритмів потокового СЕТ-шифрування. Дана інформаційна система забезпечує розширення спектру 2Сі-квантових СЕТ-операцій, що аналізуються, та які допускають перестановку операндів з 96 симетричних до 576 симетричних та несиметричних 2Сі-квантових СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів, а також до 10623 2Сі-квантових СЕТ-операцій, які не допускають перестановку операндів. Дана інформаційна система забезпечить дослідження систем потокового шифрування в яких може бути використано до несиметричних двохоперандних СЕТ-операцій, з яких 1 625 702 400 3Сі-квантові СЕТ-операції що допускають перестановку операндів. Реалізація. Результати дисертаційного дослідження впроваджено в навчальний процес Черкаського державного технологічного університету: – на кафедрі інформаційних технологій проектування при підготовці бакалаврів за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології» в курсі лекцій з дисциплін «Системи інформаційної безпеки», а також при виконанні курсових і кваліфікаційних робіт; – на кафедрі інформаційної безпеки та комп’ютерної інженерії при підготовці бакалаврів за спеціальністю 123 «Комп’ютерна інженерія» в курсі лекцій з дисциплін: «Безпека програмного забезпечення», «Арифметичні та логічні структури комп’ютерів», а також при виконанні кваліфікаційних робіт магістрів за спеціальністю 123 «Комп’ютерна інженерія» освітньої програми «Системне програмування».; Korotkyi T.K. Hierarchical information system for modeling and research of stream СET encryption algorithms. – Qualification scientific work submitted as a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 126 "Information Systems and Technologies" – Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2026. The dissertation is devoted to improving the efficiency of research on СET-operations in the development of advanced, resilient stream cipher algorithms. The approach is based on expanding the capabilities of a hierarchical information system for modeling and analyzing СET-operations by establishing new and refining existing interrelations between hierarchical models. Collectively, this ensures automated synthesis and analysis of symmetric and asymmetric single-operand and multi-operand СET-operations, as well as generators of their pseudorandom sequences for stream СET-encryption. In the first chapter, presents an analytical review establishing that the development of resource-efficient cryptographic systems is one of the most pressing challenges in secure information and telecommunication technologies. The chapter surveys the main trends and application areas of lightweight cryptography, providing a detailed analysis of existing research on СET-operations and СET-encryption algorithms in this domain. The current state of automated information systems for modeling and analyzing СET-operations is examined, highlighting strengths and weaknesses. Based on this analysis, the research objectives and tasks of the dissertation are formulated. The second chapter investigates the application of asymmetric two-operand СET-operations permitting operand permutation in stream encryption systems. Two encryption scenarios based on commutative and non-commutative two-operand СET-operations are analyzed, and system structures for their implementation are presented. To ensure clarity, key concepts and definitions relevant to stream СET-encryption are introduced. A group of models of non-commutative two-operand two-bit double-cycle СET-operations was constructed, each supporting operand permutation. The construction was based on a group of СET-operations defined up to the permutation of transformation results, obtained by exhaustively enumerating all possible placements of 2Ci-quantum single-operand operations within a 2Ci-quantum two-operand operation. These results enabled refinement of the technology for constructing advanced models of non-commutative two-operand СET-operations, allowing a direct transition from an operation model to its permuted form by variable substitution rather than repeated application of the synthesis method. In the third chapter, introduces a sequence of transformations of computational experiment results to construct advanced models of asymmetric encryption and decryption operations. Using an example of a classified set of encryption operations (defined up to operand permutation and represented by tuples of single-operand operations), mathematical models of advanced asymmetric two-operand two-bit double-cycle operations were obtained. A method originally intended for synthesizing symmetric two-operand two-bit operations was adapted to construct groups of asymmetric two-operand two-bit operations. The improved synthesis method produced groups of asymmetric double-cycle operations, with correctness validated through classified experimental results and consistency across different synthesis approaches. Further experiments on synthesizing sets of asymmetric two-operand two-bit triple-cycle operations demonstrated limitations of the method, showing that it can construct only groups of symmetric operations and asymmetric double-cycle operations. The fourth chapter focuses on modeling sets of asymmetric two-operand two-bit double-cycle operations through operation duplication for various encryption scenarios. The study confirmed the feasibility of synthesizing two-operand СET-operations that allow operand permutation by combining single-operand operations. The synthesis of symmetric two-bit two-operand СET-operations through such combinations was also explored. Specific attention was given to direct and inverse two-bit two-operand СET-operations permitting operand permutation, constructed either by combining single-operand operations where the first is symmetric or where it is asymmetric. The research established interrelations and constraints characterizing the synthesis of two-bit two-operand cryptographic transformations permitting operand permutation under different models of first-operand transformation. The fifth chapter presents the construction of a hierarchical information system for modeling and analyzing symmetric and asymmetric СET-operations. The central element of a lightweight stream СET-encryption system is a pseudorandom sequence generator of СET-operations defined up to operand permutation. The study of generators of asymmetric operations with second-operand permutation showed that modification alters only the sequence of single-operand operations, not their set. Thus, the resulting operations preserve identical cryptographic properties since they implement the same substitution tables. Generators of groups of direct and inverse asymmetric operations with second-operand permutation therefore require only the direct and inverse asymmetric operations together with a set of single-operand operations, significantly simplifying encryption algorithms. In contrast, with first-operand permutation, modification changes the mathematical model itself through changes to single-operand components, leading to new substitution tables. In this case, decryption requires generators of inverse operations defined with respect to permutation of the cryptographic result. Increasing the number of single-operand operations in such groups expands the number of substitution tables realized during encryption, thereby enhancing algorithmic cryptographic strength. The research results formed the theoretical basis for the hierarchical information system. For unified implementation, both a database and a knowledge base are proposed. The database stores synthesis parameters, generated operations, and their properties, while the knowledge base contains models of operation synthesis, groups of operations, and pseudorandom sequence generation. System requirements are formulated as formalized constraints on modeling and research tasks, directly interacting with both repositories. Solving new tasks expands the knowledge base, ensuring adaptability and continuous improvement of the system. Scientific novelty of the obtained results: For the first time, a model of a hierarchical information system for modeling and analyzing symmetric and asymmetric СET-operations has been developed, based on synthesis methods for individual operations and operation groups. This refinement of models, methods, and technologies for constructing commutative and non-commutative operations, as well as pseudorandom operation generators, established new dependencies between synthesis models, broadening interrelations between hierarchical levels of the system. The implementation provides experimental support for developing lightweight, resilient stream cipher algorithms. The technology for constructing advanced models of non-commutative two-bit two-operand СET-operations has been improved by establishing interrelations between models before and after operand permutation. This reduced the complexity of modeling non-commutative operations by enabling direct transition from an operation model to its permuted form. The method of synthesizing two-operand two-bit cryptographic transformations has been refined by applying an asymmetric transformation as the first base operation and additionally constructing an inverse operation from experimental results. This enabled synthesis of new asymmetric two-operand two-bit double-cycle operations. The method of constructing two-bit two-operand operations permitting operand permutation has been improved by combining single-operand cryptographic transformations, with interrelations established between direct and inverse operations. This allowed modeling of all two-bit two-operand operations that permit operand permutation. The practical value of the obtained results. The practical significance of this research lies in the translation of theoretical results into concrete models, engineering calculation methods, and applied variants of pseudorandom СET-operation generators. A prototype hierarchical information system for modeling and studying stream СET-encryption algorithms was implemented. The system expands the range of analyzable 2Ci-quantum СET-operations permitting operand permutation from 96 symmetric to 576 symmetric and asymmetric operations, and up to 10,623 2Ci-quantum operations that do not permit permutation. The system also supports the study of stream cipher systems employing up to 65⋅10^35 asymmetric two-operand СET-operations, including 1,625,702,400 3Ci-quantum operations permitting operand permutation. Implementation. The results of the dissertation research have been integrated into the educational process of Cherkasy State Technological University: at the Department of Information Technologies in Design in the training of bachelors majoring in 126 “Information Systems and Technologies”, within the lecture courses “Information Security Systems”, as well as in the execution of course projects and qualification theses; at the Department of Information Security and Computer Engineering in the training of bachelors majoring in 123 “Computer Engineering”, within the lecture courses “Software Security”, “Arithmetic and Logical Structures of Computers”, as well as in the preparation of master’s theses in specialty 123 “Computer Engineering” under the educational program “System Programming.”

2026-06-15T00:00:00Z Помогайбо, Дмитро Анатолійович https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9515 2026-06-18T00:00:20Z 2026-05-09T00:00:00Z

Title: Інформаційна технологія оцінювання стану проєктів та портфелів проєктів аутсорсингових ІТ-компаній Authors: Помогайбо, Дмитро Анатолійович Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 Інформаційні системи та технології (12 Інформаційні технології). Черкаський державний технологічний університет, Міністерство освіти і науки України, Черкаси, 2026. У дисертаційному дослідженні вирішена актуальна науково-прикладна задача, що полягає у розробці моделей, методів та інформаційної технології інтегрального оцінювання стану проєктів та портфелів проєктів аутсорсингових ІТ-компаній. Мета дослідження полягає у підвищенні ефективності управління аутсорсинговими ІТ-компаніями шляхом створення інформаційної технології оцінювання стану IT-проєктів та портфелів IT-проєктів. Для формалізації завдань дослідження проведено аналіз особливостей управління ресурсами в умовах BANI-середовища, розглянуто сучасні підходи до моніторингу проєктної діяльності та розподілу навантаження. Проаналізовано наявні інформаційні системи (PMS, ERP) та методи оцінювання, виявлено їх обмеження щодо проактивного управління й обґрунтовано доцільність переходу до використання модельно-орієнтованих систем моніторингу та оцінювання стану ресурсів. У роботі наголошується, що ефективна оптимізація ресурсів є критичним фактором конкурентоспроможності аутсорсингових компаній. Недостатня об'єктивність даних про стан проєктів призводить до ризиків, пов’язаних із касовими розривами, нераціональним використанням часу розробників та зниженням якості кінцевого продукту. Показано, що застосування інтегрованих інформаційних технологій дозволяє забезпечити перехід від реактивного реагування до стратегії управління, керованого даними. У межах дослідження розроблено концептуальну модель оцінювання стану проєктів та портфелів IT-проєктів, яка базується на інтеграції даних із трьох доменів: операційного, інженерного та фінансового. Модель враховує різнорідні фактори, що впливають на успішність проєкту, зокрема: фінансові показники ефективності, якість програмного коду, активність команди в системах контролю версій та дотримання термінів виконання завдань. Побудована модель дозволяє сформувати єдиний інформаційний простір та забезпечити крос-верифікацію даних, що гарантує об'єктивність прийняття управлінських рішень. Запропонований метод визначення Health-статусу ІТ-проєктів дає можливість виявляти латентні ризики завдяки використанню гібридної агрегації метрик та некомпенсаторної логіки («правил вето»). Це дозволяє блокувати можливість приховування критичних проблем в одному домені за рахунок високих показників в іншому, що підвищує чутливість системи до загроз і сприяє ранньому попередженню кризових ситуацій. Окрему частину дослідження присвячено вдосконаленню математичного забезпечення управління портфелем IT-проєктів. Введено інтегральний індекс портфеля та показник ризику концентрації проблемних активів, що дозволяє більш гнучко балансувати ресурси компанії, забезпечуючи пріоритетну підтримку стратегічно важливих проєктів та мінімізацію впливу токсичних активів на загальний результат бізнесу. Також у роботі спроєктовано мікросервісну архітектуру інформаційної технології, яка реалізує автоматизований цикл ETL-процесів для нормалізації гетерогенних даних. Дане архітектурне рішення дає змогу забезпечити масштабованість системи, відмовостійкість та безшовну інтеграцію з існуючим інструментарієм компанії (Jira, GitLab, Tempo) через відкриті API. Результатом дослідження стала інформаційна технологія оцінювання стану проєктів та портфелів проєктів аутсорсингових ІТ-компаній, що підтримує процеси моніторингу, аналізу та візуалізації стану проєктів у режимі RAG-статусів («світлофора»). На основі розроблених моделей система дозволяє оперативно оцінювати «здоров’я» проєктів та своєчасно вживати заходів щодо перерозподілу ресурсів. Алгоритми інформаційної технології допомагають скоротити час на підготовку аналітичної звітності та підвищити точність прогнозування ризиків. Практичне впровадження розроблених підходів і програмного комплексу дозволило підвищити якість управлінських рішень, оптимізувати завантаження команд і знизити рівень невизначеності в процесах планування. Результати дисертаційного дослідження впроваджено в діяльність ІТ-компаній та навчальний процес. Запропоновані рішення сприяють підвищенню зрілості процесів ресурсного менеджменту, стабілізації фінансових потоків та успішності реалізації контрактних зобов'язань в сфері ІТ-аутсорсингу.; Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in Specialty 126 Information Systems and Technologies (12 Information Technologies). – Cherkasy State Technological University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Cherkasy, 2026. The dissertation research addresses an urgent scientific and applied problem consisting in the development of models, methods, and information technology for the integrated assessment of the state of projects and project portfolios of outsourcing IT-companies. The aim of the research is to increase the efficiency of managing outsourcing IT-companies by creating information technology for assessing the state of IT-projects and IT-project portfolios. To formalize the research tasks, an analysis of resource management features in a BANI environment was conducted, and modern approaches to project activity monitoring and workload distribution were considered. Existing information systems (PMS, ERP) and assessment methods were analyzed, their limitations regarding proactive management were identified, and the expediency of transitioning to Model-Driven Decision Support Systems was substantiated. The study emphasizes that effective resource optimization is a critical factor in the competitiveness of outsourcing companies. The lack of objective data on the state of projects leads to risks associated with cash gaps, irrational use of developer time, and a decrease in the quality of the final product. It is shown that the application of integrated information technologies enables the transition from reactive response to a data-driven management strategy. Within the framework of the study, a conceptual model of resource optimization was developed, based on data integration from three domains: operational, engineering, and financial. The model takes into account heterogeneous factors influencing project success, in particular: financial performance indicators, code quality, team activity in version control systems, and adherence to deadlines. The built model allows forming a single information space and ensures data cross-verification, which guarantees the objectivity of management decisions. The proposed method for determining the Health-status of IT projects allows detecting latent risks due to the use of hybrid metric aggregation and non-compensatory logic (“veto rules”). This allows blocking the possibility of concealing critical problems in one domain at the expense of high indicators in another, thereby increasing the system's sensitivity to threats and facilitating early warning of crisis situations. A separate part of the study is devoted to improving the mathematical support for project portfolio management. An integral portfolio index and an indicator of the risk of concentration of problematic assets were introduced, allowing for more flexible balancing of company resources, ensuring priority support for strategically important projects, and minimizing the impact of toxic assets on the overall business result. Additionally, a microservice architecture for information technology was designed, implementing an automated cycle of ETL processes for normalizing heterogeneous data. This architectural solution ensures system scalability, fault tolerance, and seamless integration with the company's existing toolkit (Jira, GitLab, Tempo) via open APIs. The result of the research is an information technology for resource optimization in outsourcing companies, supporting the processes of monitoring, analysis, and visualization of the project state in the RAG status mode ("traffic light"). Based on the developed models, the system allows for operational assessment of project "health" and timely measures regarding resource reallocation. The algorithms of the information technology help reduce the time for preparing analytical reporting and increase the accuracy of risk forecasting. The practical implementation of the developed approaches and the software complex allowed increasing the quality of management decisions, optimizing team workloads, and reducing the level of uncertainty in planning processes. The results of the dissertation research have been implemented in the activities of IT companies and the educational process. The proposed solutions contribute to increasing the maturity of resource management processes, stabilizing financial flows, and successfully fulfilling contractual obligations in the field of IT outsourcing.

2026-05-09T00:00:00Z Шаповал, Володимир Петрович https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9444 2026-06-11T00:00:32Z 2026-04-13T00:00:00Z

Title: Інформаційна технологія інтелектуального моніторингу психологічного стану співробітників державних та комерційних структур Authors: Шаповал, Володимир Петрович Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 – Інформаційні системи та технології (12 Інформаційні технології). – Черкаський державний технологічний університет, Міністерство освіти і науки України, Черкаси, 2026. Дисертація присвячена вирішенню науково-практичної задачі підвищення точності визначення індикаторів психологічних коефіцієнтів та зменшення імовірності виникнення помилок 1-го та 2-го роду в процесі моніторингу на основі розробки та реалізації інформаційної технології безперервного інтелектуального моніторингу психологічного стану співробітників державних і комерційних структур. У першому розділі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, проаналізовано сучасний стан проблеми безперервного моніторингу психологічного стану співробітників державних та комерційних структур, а також досліджено підходи до виявлення ризиків, пов’язаних із людським фактором. Розглянуто існуючі методи психологічного тестування, засоби відеомоніторингу, психолінгвістичного аналізу, мультимодальні інформаційні системи та підходи до етичної обробки персональних даних. На основі проведеного аналізу визначено основні обмеження наявних рішень, зокрема їх дискретність, одномодальність, недостатню адаптивність і відсутність цілісної інтеграції в межах безперервного інформаційно-аналітичного контуру, що дало змогу сформулювати постановку науково-практичної задачі дослідження. У другому розділі розроблено метод інтелектуального відеоконтролю первинних ознак психологічного стану, який орієнтований на безперервне виявлення психофункціональних девіацій у відеопотоці. Визначено модель вхідних даних, систему первинних відеоознак, підхід до інтервального агрегування та механізм формування вагових коефіцієнтів значущості психологічних станів. Описано структурно-логічну схему та алгоритм функціонування методу, а також введено коефіцієнт девіації як тригер переходу до поглибленого аналізу. Наведено результати експериментальної перевірки методу та оцінено його ефективність у задачах первинного моніторингу. У третьому розділі розроблено двофазний метод інтелектуального вимірювання психолінгвістичних показників для уточнення психологічних функціональних станів, визначених за результатами відеомоніторингу. Сформовано модель вхідних даних психолінгвістичної модальності, структуру первинного психолінгвістичного профілю та трирівневу систему ознак, що включає синтаксичні, лексико-семантичні та дискурсні характеристики. Описано етапи функціонування методу, механізм глибинного уточнення психологічних коефіцієнтів та адаптивну ф’южн-модель узгодження вагових характеристик текстової і відеомодальностей. Наведено результати симуляційного експерименту, які підтверджують ефективність розробленого методу та дають змогу сформулювати умови його застосовності. У четвертому розділі розроблено інформаційну систему інтелектуального моніторингу психологічного стану співробітників, яка інтегрує метод первинного відеоконтролю та метод психолінгвістичного уточнення в єдиний безперервний інформаційно-аналітичний контур. Сформовано структурно-функціональне представлення архітектури системи, параметрично-динамічну модель її функціонування, а також графове й табличне подання інформаційних потоків і станів. Окремо розглянуто питання етичної обробки персональних даних, контролю доступу та криптографічного захисту інформації. Наведено результати експериментальної перевірки ефективності інформаційної системи, виконано порівняння з аналогами та підтверджено доцільність її використання для задач безперервного інтелектуального моніторингу психологічного стану персоналу. Наукова новизна отриманих результатів: • вперше розроблено метод інтелектуального відеоконтролю первинних ознак психологічного стану на основі компактної нейромережевої моделі та інтервального узгодження оцінок шляхом тригеризації глибинного дослідження за рахунок перманентного аналізу відеоряду, що дозволило забезпечити відстежування динаміки психологічних функціональних станів співробітників для формування первинних психологічних коефіцієнтів та підвищити ефективність відеомоніторингу психологічних показників. • вперше розроблено двофазний метод інтелектуального вимірювання психолінгвістичних показників на основі вагового узгодження вимірювань у мовній та відеомодальностях за рахунок використання адаптивної ф’южн-моделі інтеграції психолінгвістичних показників, що дозволило виконувати глибинне уточнення вагових значень первинних індикаторів психологічних коефіцієнтів та підвищити точність вимірювання. • удосконалено параметрично-динамічну модель прогнозування часової динаміки психологічних станів на основі використання кореляційно-регресійного аналізу за рахунок дворівневого підходу, що дозволило виконувати інтелектуальне вимірювання психологічних показників у різних модальностях та дало можливість підвищити точність визначення психологічних коефіцієнтів і зменшити імовірність помилок 1-го та 2-го роду. Практичне значення отриманий результатів полягає у використанні розробленаої технології, методів, які є її складовими для проєктування та реалізації інформаційних систем моніторингу та обробки інформації щодо психологічного стану співробітників державних та комерційних структур в режимі реального часу. Результати роботи доведені до програмного забезпечення, придатного в практиці побудови інформаційних систем моніторингу. Розроблено відповідне алгоритмічне та програмне забезпечення, що дозволило виконати верифікацію розроблених методів та інформаційної системи. За результатами натурного та симуляційних експериментів, оцінювання та впровадження результатів дисертаційного дослідження досягнуто підвищення точності визначення психологічних коефіцієнтів з використанням інформаційної технології на 8-10% у порівнянні з аналогами і зменшення усередненого значення імовірності помилок 1-го та 2-го роду на 20%. Практична цінність роботи підтверджена актами впровадження основних результатів дисертаційного дослідження: в ТОВ “СВІТ ЛАСОЩІВ” – для підвищення ефективності систем відеоспостереження при використанні модуля первинного відеомоніторингу та в освітній процес Черкаського державного технологічного університету при викладанні дисциплін: “Аналіз, моделювання та проєктування архітектури інформаційних систем”, “Методології створення інформаційних систем” здобувачам вищої освіти рівня бакалавр та магістр спеціальності “Інформаційні системи та технології”.; Thesis for the degree of Doctor of Philosophy in Specialty 126 – Information Systems and Technologies (12 Information Technologies). – Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2026. The thesis is devoted to solving the scientific and applied problem of improving the accuracy of determining indicators of psychological coefficients and reducing the probability of Type I and Type II errors in the monitoring process through the development and implementation of an information technology for continuous intelligent monitoring of the psychological state of employees in public and commercial organizations. The first chapter substantiates the relevance of the thesis topic, analyzes the current state of the problem of continuous monitoring of employees’ psychological state in public and commercial organizations, and examines approaches to identifying risks associated with the human factor. Existing methods of psychological testing, video monitoring tools, psycholinguistic analysis tools, multimodal information systems, and approaches to the ethical processing of personal data are considered. Based on the analysis performed, the main limitations of existing solutions are identified, in particular their discreteness, unimodality, insufficient adaptability, and the lack of holistic integration within a continuous information-analytical loop, which made it possible to formulate the statement of the scientific and applied research problem. The second chapter develops a method of intelligent video monitoring of the psychological state’s primary signs, aimed at the continuous detection of psychophysiological deviations in a video stream. The input data model, the system of primary video features, the interval aggregation approach, and the mechanism for forming weighting coefficients of the significance of psychological states are determined. The structural-logical scheme and the operating algorithm of the method are described, and a deviation coefficient is introduced as a trigger for transition to in-depth analysis. The results of the experimental verification of the method are presented, and its effectiveness in primary monitoring tasks is evaluated. The third chapter develops a two-phase method for intelligent measurement of psycholinguistic indicators to refine psychological functional states identified from video monitoring results. A psycholinguistic modality input data model, the structure of the primary psycholinguistic profile, and a three-level feature system including syntactic, lexical-semantic, and discourse characteristics are formed. The stages of the method operation, the mechanism for in-depth refinement of psychological coefficients, and an adaptive fusion model for harmonizing the weight characteristics of text and video modalities are described. The results of a simulation experiment are presented, confirming the effectiveness of the developed method and making it possible to formulate the conditions of its applicability. The fourth chapter develops an information system for intelligent monitoring of employees’ psychological state, which integrates the method of primary video monitoring and the method of psycholinguistic refinement into a single continuous information-analytical loop. A structural-functional representation of the system architecture, a parametric-dynamic model of its functioning, graph-based and tabular representations of information flows and states are formed. The issues of ethical processing of personal data, access control, and cryptographic protection of information are considered separately. The results of the experimental evaluation of the effectiveness of the information system are presented, comparisons with state-of-the-art approaches are performed, and the feasibility of its use for continuous intelligent monitoring of the psychological state of personnel is confirmed. Scientific novelty of the obtained results: • for the first time, a method of intelligent video monitoring of primary signs of the psychological state based on a compact neural network model and interval-based harmonization of estimates through trigger-based activation of in-depth analysis by means of continuous video sequence analysis has been developed, which made it possible to track the dynamics of employees’ psychological functional states for the formation of primary psychological coefficients and to improve the efficiency of video monitoring of psychological indicators; • for the first time, a two-phase method for intelligent measurement of psycholinguistic indicators based on weighted harmonization of measurements in language and video modalities through the use of an adaptive fusion model for integrating psycholinguistic indicators has been developed, which made it possible to perform in-depth refinement of the weight values of primary indicators of psychological coefficients and to improve measurement accuracy; • the parametric-dynamic model for forecasting the temporal dynamics of psychological states based on correlation-regression analysis has been improved through a two-level approach, which made it possible to perform intelligent measurement of psychological indicators in different modalities and provided an opportunity to improve the accuracy of determining psychological coefficients and reduce the probability of Type I and Type II errors. The practical significance of the obtained results lies in the use of the developed technology and its constituent methods for the design and implementation of information systems for real-time monitoring and processing of information on the psychological state of employees in public and commercial organizations. The results of the work have been brought to the level of software suitable for practical application in the development of monitoring information systems. Appropriate algorithmic and software has been developed, which made it possible to verify the developed methods and the information system. Based on the results of full-scale and simulation experiments, evaluation, and implementation of the thesis research results, an increase of 8-10% in the accuracy of determining psychological coefficients using the developed information technology, as compared with state-of-the-art approaches, and a 20% reduction in the average probability of Type I and Type II errors were achieved. The practical value of the work is confirmed by implementation certificates of the main results of the thesis: at LLC “SVIT LASOSHCHIV” – to improve the efficiency of video surveillance systems through the use of the primary video monitoring module, and in the educational process of Cherkasy State Technological University in teaching the courses “Analysis, Modeling and Design of Information System Architecture” and “Methodologies for Information System Development” to bachelor’s and master’s students in the specialty “Information Systems and Technologies”.

2026-04-13T00:00:00Z Поволоцький, Ярослав Олегович https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/5929 2025-12-17T01:00:29Z 2025-01-01T00:00:00Z

Title: Інформаційні технології оцінювання ефективності ІТ-проєктів Authors: Поволоцький, Ярослав Олегович Abstract: Поволоцький Я.О. Інформаційні технології оцінювання ефективності ІТ-проєктів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 Інформаційні системи та технології (12 Інформаційні технології). Черкаський державний технологічний університет, Міністерство освіти і науки України, Черкаси, 2025. В дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-прикладну задачу розробки нових інформаційних технологій оцінювання ефективності ІТ-проєктів, що сприятиме підвищенню ефективності управління проєктами. В роботі було проаналізовано осбливості реалізації проєктів в галузі інформаційних технологій, де важливого значенння набуває контроль та моніторинг показників як технологічної, так і організаційної складової проєкту, що впливають на ефективність проєкту. Прийняття адекватних та своєчасних рішень у відповідності до поточної ситуації сприяє досягненню цілей проєкту та ефективному використанню ресурсів. Проведено аналіз моделей та методів оцінювання ефективності ІТ-проєктів. Досліджені моделі та методи не забезпечують можливостей дослідження процесів визначення балансу між різними цілями, що описуються незалежними або частково суперечливими критеріями ефективності проєктів та портфелю проєктів в цілому. Також відсутні моделі та методи, які б надавали можливості в динаміці забезпечити комплексне оцінювання ІТ-проєктів з позиції багатьох критеріїв, відображаючи реальні управлінські конфлікти та дозволяючи знаходити рішення, які в узгоджений спосіб задовольняють кілька цілей одночасно. В роботі показано, що програмні засоби та системи оцінювання ІТ-проєктів не в повній мірі забезпечують комплексну оцінку проєктно-технологічного процесу, оперативну оцінку ефективності ІТ-проєкту та прийняття відповідних управлінських рішень, шо визначили б стратегію майбутнього. Отримання точних, достовірних та своєчасних даних про поточний стан та ефективність проєкту, на основі чого виробляються оптимальні управлінські рішення, обгрунтовує необхідність розробки нових методів та програмно-інформаційних засобів управління проєктами. Автором досліджено показники та критерії оцінювання ефективності ІТ-проєкту, що реалізується в умовах Scrum, з врахуванням технологічної та організаційної складової ІТ-проєкту, що перебувають у взаємозв’язку та взаємозумовленості. Вдосконалено систему показників та критерії оцінювання ефективності ІТ-проєкту. В роботі проведено аналіз впливу компетенцій членів проєктної коменди на ефективність проєкту в галузі інформаційних технологій. Запропонована концепція формування проєктної команди, що забезпечує комплексне представлення функціонально узгоджених та взаємопов’язаних складових, а також комплексно спрямована на підвищення ефективності ІТ-проєкту з врахуванням впливу компетенцій на ефективність проєкту. Автором досліджено процедуру оцінювання ефективності ІТ-проєктів на основі компетентнісного підходу, що забезпечить отримання інтегрального показника компетентності проєктної команди. Це надасть можливість визначення ефективності ІТ-проєкту на основі компетентностей членів проєктної команди, що сприятиме максимальній передбачуваності кінцевого результату та оптимальним термінам реалізаціїї ІТ-проєкту. Автором побудовано модель індексу ефективності ІТ-проєкту, що враховує організаційну та технологічну складову проєкту та забезпечує формалізований опис зв’язку між складовими ІТ-проєкту та їх вплив на ефективність проєкту. Запропонований індекс ефективності проєкту сприяє подальшому дослідженню різних альтернативних сценаріїв реалізації проєкту та прогнозу динаміки досягнення стратегічних цілей, а також динаміки реалізації процесів. Автором розроблено комплексний метод оцінювання ефективності ІТ-проєктів, що реалізовано в класі організаційно-технологічних систем на основі комбінованого застосування формалізованих, інтелектуальних та експертних методів. Даний метод передбачає визначення індексу ефективності ІТ-проєкту на основі якого здійснюється оперативне прийняття управлінських рішень, а також визначення майбутньої стратегії. Результатом застосування даного комплексного методу оцінювання ефективності ІТ-проєктів є підвищення ефективності ІТ-проєкту за рахунок підвищення продуктивності командної роботи, зменшення втрат у проєкті та перевитрати фінансових ресурсів. В роботі розроблено метод оцінювання ефективності проєктів ІТ портфелю на основі багатокритеріального підходу, що сприяє прийняттю оптимальних стратегічних рішень. Результатом застосування методу оцінювання ефективності проєктів ІТ портфелю є підвищення загальної ефективності портфелю за рахунок мінімізації впливу людського фактору, зниження втрат у проекті та перевитрати ресурсів. В роботі досліджено формування інформаційних потоків в процесі оцінювання ефективності ІТ-проєктів в рамках запропонованої інформаційної технології, що інтегруються в загальну систему управління проєктом в якості інтелектуальної підсистеми підтримки та прийняття рішень. Автором розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення інформаційної технології оцінювання ефективності ІТ-проєктів з використанням сучасних інструментальних програмних засобів, складові якої інтегруються в загальну систему управління проєктом. Проведено експериментальні дослідження в реальних умовах реалізації проєктів ІТ компанії Андерсен. Розроблено імітаційну модель з метою визначення ефекту від впровадження методів оцінювання ефективності ІТ-проєктів на основі застосування програмного засобу SimPy(Python-бібліотека). Для доведення адекватності імітаційної моделі застосовано порівняння статистичних даних реалізації різних проєктів ІТ компанії Андерсен та їх оцінка за допомогою критеріїв Стьюдента. Розроблена інформаційна технологія оцінювання ефективності ІТ-проєктів має практичне значення, завдяки впровадженню якої підвищилась загальна ефективність проєктів та загальний економічний ефект діяльності компанії в галузі інформаційних технологій. Yaroslav Povolotskyi. Information technologies for evaluating the efficiency of IT projects. - Qualifying scientific work on manuscript rights. Dissertation for obtaining the scientific degree of Doctor of Philosophy in the specialty 126 Information systems and technologies (12 Information Technologies). Cherkasy State Technological University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Cherkasy, 2025. In the dissertation work, an actual scientific and applied task was developed information technologies for evaluating the efficiency of IT projects, which will help increase the efficiency of project management. The work analyzed the features of project implementation in the field of information technology, where control and monitoring of indicators of both the technological and organizational components of the project, which affect the effectiveness of the project, is of great importance. Making adequate and timely decisions in accordance with the current situation contributes to achieving project goals and effective use of resources. An analysis of models and methods for assessing the effectiveness of IT projects was conducted. The studied models and methods do not provide opportunities for studying the processes of determining the balance between different goals, which are described by independent or partially contradictory criteria for the effectiveness of projects and the project portfolio as a whole. There are also no models and methods that would provide opportunities in the dynamics to provide a comprehensive assessment of IT projects from the standpoint of many criteria, reflecting real management conflicts and allowing to find solutions that satisfy several goals simultaneously in a coordinated manner. The work shows that software tools and IT project evaluation systems do not fully provide a comprehensive assessment of the project and technological process, an operational assessment of the effectiveness of the IT project and the adoption of appropriate management decisions that would determine the strategy for the future. Obtaining accurate, reliable and timely data on the current status and effectiveness of the project, on the basis of which optimal management decisions are made, justifies the need to develop new methods and software and information tools for project management. The author has studied the indicators and criteria for assessing the effectiveness of an IT project implemented in Scrum conditions, taking into account the technological and organizational components of the IT project, which are interconnected and interdependent. The system of indicators and criteria for assessing the effectiveness of an IT project has been improved. The work analyzed the impact of project team members' competencies on project effectiveness in the field of information technology. The concept of project team formation is proposed, which provides a comprehensive representation of functionally coordinated and interconnected components, and is also comprehensively aimed at increasing the effectiveness of the IT project, taking into account the impact of competencies on project effectiveness. The author has studied the procedure for assessing the effectiveness of IT projects based on a competency approach, which will ensure obtaining an integral indicator of project team competence. This will make it possible to determine the effectiveness of an IT project based on the competencies of project team members, which will contribute to maximum predictability of the final result and optimal timing of the IT project implementation. The author has built a model of the IT project efficiency index, which takes into account the organizational and technological components of the project and provides a formalized description of the relationship between the components of the IT project and their impact on the efficiency of the project. The proposed project efficiency index contributes to further research into various alternative scenarios for project implementation and forecasting the dynamics of achieving strategic goals, as well as the dynamics of process implementation. The author has developed a comprehensive method for assessing the effectiveness of IT projects, implemented in the class of organizational and technological systems based on the combined use of formalized, intellectual and expert methods. This method involves determining the IT project effectiveness index on the basis of which operational management decisions are made, as well as determining the future strategy. The result of applying this comprehensive method for assessing the effectiveness of IT projects is to increase the effectiveness of the IT project by increasing the productivity of teamwork, reducing project losses and overspending of financial resources. The work has developed a method for assessing the effectiveness of IT portfolio projects based on a multi-criteria approach, which contributes to making optimal strategic decisions. The result of applying the method for assessing the effectiveness of IT portfolio projects is to increase the overall portfolio effectiveness by minimizing the impact of the human factor, reducing project losses and overspending of resources. The work investigates the formation of information flows in the process of assessing the effectiveness of IT projects within the framework of the proposed information technology, which is integrated into the general project management system as an intelligent subsystem for support and decision-making. The author has developed algorithmic and software support for information technology for assessing the effectiveness of IT projects using modern software tools, the components of which are integrated into the general project management system. The author conducted experimental studies in the real conditions of the implementation of IT projects of the Andersen company. A simulation model was developed to determine the effect of implementing methods for assessing the effectiveness of IT projects based on the use of the SimPy software tool (Python library). To prove the adequacy of the simulation model, a comparison of statistical data on the implementation of various IT projects of the Andersen company and their evaluation using Student's criteria was used. The developed information technologyvaluating the efficiency of IT projects has practical significance, thanks to the implementation of which the overall effectiveness of projects and the overall economic effect of the company's activities in the field of information technologies increased.

2025-01-01T00:00:00Z