https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6589 2026-06-24T04:30:46Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6809 Title: Optimising web interface performance using Amdahl's law Authors: Pruss, Oleh; Maidaniuk, Volodymyr; Прус, Олег; Майданюк, Володимир Abstract: The article discussed the construction and application of generalised mathematical models based on Amdahl’s law to determine the maximum possible acceleration of web interfaces, taking into account their key features. An extension of the classical approach was proposed by including asynchronous processes, multi-level caching mechanisms, and dynamic resource loading methods in the model, which allows for a more accurate assessment of the cumulative impact of various optimisations on performance. In particular, the feasibility of taking into account asynchronous data exchange was justified, which allows processing requests in parallel and avoiding blockages in the process of updating content. A formula has been developed that takes into account the effectiveness of client and server caches and provides a quantitative assessment of the reduction in response time when reusing already loaded data. Particular attention was focused on step-by-step content retrieval techniques, where the initial page load was minimised by deferring the addition of individual scripts, images or styles, which speeds up the initial display of important content and makes the interface more responsive to user actions. In addition, the impact of a comprehensive combination of optimisation strategies on web interface performance was considered, and a corresponding generalised model was proposed, which uses an interdependence coefficient to determine the extent to which one optimisation enhances or, conversely, negates the effect of another. This makes it possible to predict the total performance gain and compare the cost of implementing several solutions with the potential time savings. The proposed formalised approach can serve as a basis for creating automated tools for evaluating web interface performance, integrated into the development process. Testing the model in three practical scenarios – partial rendering with API caching, JavaScript minification with a content delivery network (CDN), and code splitting with server-side caching – yielded performance gains of 1.87×, 1.55 ×, and 1.64 ×, respectively, which was fully consistent with theoretical predictions. The data obtained confirmed the ability of the R interdependence coefficient to accurately reflect the synergy or overlap of optimisation effects and makes the model suitable for pre-selecting the most effective acceleration strategies at the CI/CD audit stage.; У статті розглянуто побудову та застосування узагальнених математичних моделей на основі закону Амдала для визначення максимально можливого прискорення роботи веб-інтерфейсів з урахуванням їхніх ключових особливостей. Запропоновано розширення класичного підходу шляхом включення до моделі асинхронних процесів, механізмів різнорівневого кешування та методів динамічного завантаження ресурсів, що дає змогу точніше оцінювати сумарний вплив різних оптимізацій на швидкодію. Зокрема, обґрунтовано доцільність урахування асинхронного обміну даними, який дає змогу обробляти запити паралельно й уникати блокувань у процесі оновлення контенту. Розроблено формулу, що враховує ефективність клієнтського і серверного кешу та надає кількісну оцінку скорочення часу відгуку при повторному використанні вже завантажених даних. Особливу увагу зосереджено на методиках покрокового отримання вмісту, коли початкове завантаження сторінки мінімізується за рахунок відкладеного додавання окремих скриптів, зображень або стилів, що дає змогу пришвидшити початкове відображення важливого контенту і зробити інтерфейс більш чутливим до дій користувача. Окрім того, розглянуто вплив комплексного поєднання оптимізаційних стратегій на продуктивність веб-інтерфейсу та запропоновано відповідну узагальнену модель, яка за допомогою коефіцієнта взаємозалежності дозволяє визначити, наскільки одна оптимізація підсилює або, навпаки, нівелює дію іншої. Це надає можливість прогнозувати сумарний приріст швидкодії та зіставляти витрати на впровадження кількох рішень із потенційною економією часу. Запропонований формалізований підхід може стати основою для створення автоматизованих засобів оцінки продуктивності веб-інтерфейсів, інтегрованих у процес розробки. Перевірка моделі в трьох практичних сценаріях – частковий рендеринг з кешуванням API, мініфікація JavaScript з content delivery network (CDN) та розділення коду з кешуванням на стороні сервера – дала приріст продуктивності відповідно в 1,87×, 1,55 × та 1,64 ×, що повністю відповідає теоретичним прогнозам. Отримані дані підтверджують здатність коефіцієнта взаємозалежності R точно відображати синергію або накладання ефектів оптимізацій і роблять модель придатною для попереднього вибору найефективніших стратегій прискорення на етапі CI/CD-аудиту. 2025-01-01T00:00:00Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6808 Title: Evaluating the effectiveness of image recognition systems for automatic detection of malicious files based on image metadata Authors: Yasenenko, Vitalii; Ясененко, Віталій Abstract: The relevance of the study was determined by the increasing threat of covert distribution of malicious software through the metadata of digital images, which complicated the detection using standard methods. The aim of the work was to develop a new approach to detecting malicious files through the analysis of image metadata using artificial intelligence methods. To achieve this, a detailed analysis of the main metadata standards was carried out, and vulnerable fields capable of hiding malicious code and being ignored by traditional security methods were identified. The results of the theoretical study showed that the most informative characteristics for threat detection were metadata features such as timestamps, geolocation coordinates, and device data. It was also established that non-standard values in the fields, such as abnormal timestamps or suspicious code markers, could serve as indicators of malicious activity. A comparison of traditional threat detection methods was conducted, which revealed the low effectiveness when working with metadata, as these methods were mainly focused on identifying malicious elements in the visual part of the file rather than on analysing the accompanying structure. The developed conceptual model, oriented towards the specified characteristics, demonstrated significant potential for effectively detecting anomalies and hidden malicious code in metadata. This approach made it possible to reduce the number of false positives, as it focused not only on detecting obvious deviations but also on subtler changes in the structural layer of images. The conclusions confirmed that the analysis of accompanying information was an important tool for detecting new forms of threats. The practical significance of the study lay in the possibility of using the proposed concept as a basis for the development of specialised systems for monitoring and preventing cyber incidents.; Актуальність дослідження обумовлена зростанням загрози прихованого розповсюдження шкідливих програм через метадані цифрових зображень, що ускладнює їх виявлення стандартними методами. Метою роботи було розробити новий підхід до виявлення шкідливих файлів через аналіз метаданих зображень із використанням методів штучного інтелекту. Для цього було проведено детальний аналіз основних стандартів метаданих, а також визначено уразливі поля, здатні приховувати шкідливий код та які ігноруються традиційними методами безпеки. Результати теоретичного дослідження показали, що найбільш інформативними для виявлення загроз є характеристики метаданих, такі як часові відмітки, геолокаційні координати та дані про пристрої. Окремо було встановлено, що нестандартні значення в полях, наприклад, аномальні часові позначки чи підозрілі кодові позначення, можуть виступати індикаторами шкідливої активності. Було здійснено порівняння традиційних методів виявлення загроз, яке виявило їх низьку ефективність при роботі з метаданими, оскільки ці методи здебільшого орієнтовані на виявлення шкідливих елементів у візуальній частині файлу, а не на аналіз супровідної структури. Розроблена концептуальна модель, орієнтуючись на зазначені характеристики, продемонструвала значний потенціал для ефективного виявлення аномалій і прихованого шкідливого коду в метаданих. Цей підхід дозволяє знижувати кількість помилкових спрацювань, оскільки фокусується не лише на виявленні очевидних відхилень, але й на більш тонких змінах у структурному шарі зображень. Висновки підтверджують, що аналіз супровідної інформації є важливим інструментом для виявлення нових форм загроз. Практична значимість дослідження полягає в можливості використання запропонованої концепції як основи для побудови спеціалізованих систем моніторингу та попередження кіберінцидентів. 2025-01-01T00:00:00Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6807 Title: Intrusion detection in telecommunications networks using network traffic analysis Authors: Riy, Andriy; Kyryk, Maryan; Рій, Андрій; Кирик, Мар’ян Abstract: The growth of cyber threats and network traffic has highlighted the need for effective methods for detecting anomalies. The purpose of the study was to develop a hybrid model for detecting anomalies in telecommunications networks with increased accuracy based on comparative analysis of uncontrolled algorithms. Four main algorithms were compared: Isolation Forest, Local Outlier Factor (LOF), One-Class Support Vector Machine (SVM), and Elliptic Envelope using simulated network traffic data. Analysis methods included data normalisation using Z-score and Min-Max Scaling to eliminate large-scale differences between traits. An ensemble of 100 decision trees was used to improve the accuracy of anomaly detection. As a result, it was found that Isolation Forest provided the highest accuracy of anomaly detection (F1-Score = 85.8%) and high processing speed (processing time per 10,000 records in 2.5 seconds), which is important for real-world conditions of telecommunications networks with large amounts of data. LOF showed high accuracy in detecting local anomalies, but with greater computational complexity. The one-class SVM algorithm detected global anomalies, but showed lower accuracy for local ones. Elliptic Envelope had limited performance due to the assumption of normal data distribution. Additionally, a comprehensive model was developed that combined the advantages of Isolation Forest, LOF, and Density-Based Spatial Clustering of applications with Noise, which allowed increasing the F1-Score to 88% and exceeding the results of individual models. The hybrid model showed adaptability to multimodal distributions and efficiency in detecting local anomalies. Practical significance lies in improving the accuracy and stability of network security systems and form the basis for adaptive real-time algorithms, which allowed cybersecurity and telecommunications specialists to more effectively monitor and protect networks from threats.; Зростання кіберзагроз і обсягів мережевого трафіку підкреслили потребу в ефективних методах виявлення аномалій. Метою дослідження була розробка гібридної моделі виявлення аномалій у телекомунікаційних мережах із підвищеною точністю на основі порівняльного аналізу безконтрольних алгоритмів. У ході роботи було проведено порівняння чотирьох основних алгоритмів: Isolation Forest, Local Outlier Factor (LOF), One-Class Support Vector Machine (SVM) та Elliptic Envelope, за допомогою симульованих даних мережевого трафіку. Методи аналізу включали нормалізацію даних за допомогою Z-score та Min-Max Scaling для усунення масштабних відмінностей між ознаками. Для підвищення точності виявлення аномалій було застосовано ансамбль із 100 дерев рішень. У результаті було виявлено, що Isolation Forest забезпечував найбільшу точність виявлення аномалій (F1-Score = 85,8 %) і високу швидкість обробки (час обробки на 10000 записів у 2,5 сек), що було важливим для реальних умов телекомунікаційних мереж з великими обсягами даних. LOF показав високу точність при виявленні локальних аномалій, але з більшою обчислювальною складністю. Алгоритм One-Class SVM виявляв глобальні аномалії, але демонстрував нижчу точність для локальних. Elliptic Envelope мав обмежену ефективність через припущення про нормальний розподіл даних. Додатково було розроблено комплексну модель, яка поєднувала переваги Isolation Forest, LOF та Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, що дозволило підвищити F1-Score до 88 % та перевищити результати окремих моделей. Гібридна модель показала адаптивність до багатомодальних розподілів та ефективність у виявленні локальних аномалій. Практична значимість полягала в підвищенні точності й стійкості систем мережевої безпеки та формуванні основ для адаптивних алгоритмів реального часу, що дозволило фахівцям з кібербезпеки та телекомунікацій ефективніше моніторити та захищати мережі від загроз. 2025-01-01T00:00:00Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6806 Title: Broadband high-linearity voltage buffer with enhanced load-driving capability Authors: Azarov, Oleksiy; Bohomolov, Serhii; Lukashuk, Oleksandr; Азаров, Олексій; Богомолов, Сергій; Лукашук, Олександр Abstract: The development of buffer cascades with high linearity, wide bandwidth, and the ability to work with low-impedance or capacitive loads is a pressing issue in modern analogue electronics. The aim of this work was to create a broadband, high-linearity voltage buffer with increased load capacity for use in high-precision systems. The study used computer modelling to analyse the electrical parameters of the proposed cascade and compared it with traditional circuits. A new circuit design approach to building a buffer cascade is proposed, based on an optimised output stage structure and a combination of cascode and push-pull topologies. This configuration reduces output resistance, minimises nonlinear distortion and ensures high signal transmission stability. Modelling results confirmed that the developed buffer has an extended bandwidth, improved frequency characteristics and reduced harmonic distortion over a wide frequency range. In particular, when working with high-capacity loads (up to 200 pF), a significant reduction in signal delay (up to 80-90%) was observed compared to conventional complementary metal-oxide-semiconductor implementations. The assessment of the influence of active element parameters on dynamic stability also confirmed the high reliability of the device under variable load conditions. The research results can be used to improve the performance of analogue-to-digital converters, drivers, amplifiers and control circuits operating in modes with increased current load. The practical value of the development lies in its ability to be integrated into high-precision, energy-efficient and high-speed electronic systems that require stable operation of the buffer cascade under complex load conditions.; Розробка буферних каскадів із високою лінійністю, широкою смугою пропускання та здатністю працювати з низькоомним або ємнісним навантаженням є актуальним завданням сучасної аналогової електроніки. Метою цієї роботи було створення широкосмугового високолінійного буфера напруги з підвищеною навантажувальною здатністю для застосування у високоточних системах. У дослідженні використано метод комп’ютерного моделювання для аналізу електричних параметрів запропонованого каскаду, а також проведено порівняння з традиційними схемами. Запропоновано новий схемотехнічний підхід до побудови буферного каскаду, що базується на оптимізованій структурі вихідного етапу та поєднанні каскодної і двотактної топологій. Така конфігурація дозволяє знизити вихідний опір, зменшити нелінійні викривлення і забезпечити високу стабільність передачі сигналу. Результати моделювання підтвердили, що розроблений буфер має розширену смугу пропускання, покращені частотні характеристики та знижене гармонічне спотворення в широкому діапазоні частот. Зокрема, під час роботи з навантаженнями великої ємності (до 200 пФ) спостерігалося суттєве зниження затримки сигналу (до 80-90 %) у порівнянні зі звичайними комплементарними структурами металоксид-напівпровідник реалізаціями. Оцінка впливу параметрів активних елементів на динамічну стабільність роботи також засвідчила високу надійність пристрою в умовах змінного навантаження. Результати дослідження можуть бути використані для покращення продуктивності аналогово-цифрових перетворювачів, драйверів, підсилювачів і схем керування, що працюють у режимах із підвищеним струмовим навантаженням. Практична цінність розробки полягає в можливості її інтеграції у високоточні, енергоефективні та швидкодійні електронні системи, що потребують стабільної роботи буферного каскаду за складних умов навантаження. 2025-01-01T00:00:00Z