Registration Number
0826U004678, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
26-08-2026
popup.evolution
o
Title
Structural adaptation of sorting algorithms based on constructive-synthesizing modeling
Author
Oleksii V. Makarov,
popup.head Viktor I. Shynkarenko
popup.opponent Yulia V. Pyrih
popup.opponent Tetiana Martyniuk
popup.review Oleksandr P. Ivanov
popup.review Olena Kuropiatnyk
popup.rada
Ukrainian State University of Science and Technologies
Description
Дисертаційна робота присвячена розробці та дослідженню методів і засобів автоматизованого формування, структурної адаптації та програмної реалізації алгоритмів сортування на основі конструктивно‑продукційного моделювання у поєднанні з генетичним алгоритмом.
У межах роботи розглядається задача синтезу ефективних алгоритмів сортування як процес конструктивно-продукційного формування програмних структур із елементарних фрагментів відомих алгоритмів, доповнених допоміжними операціями та алгоритмами передобробки, з подальшою еволюційною адаптацією до особливостей вхідних даних.
Отримані нові науково обґрунтовані теоретичні та експериментальні результати, що полягають у розвитку конструктивно‑продукційного підходу до моделювання алгоритмів, розробці моделей кодування алгоритмів сортування у вигляді деревоподібних хромосом, методів їх декодування у програмний код та експериментальному підтвердженні ефективності сформованих адаптованих алгоритмів порівняно з класичними методами сортування.
Актуальність конструктивно‑продукційного підходу до автоматизованого формування та адаптації алгоритмів сортування підтверджується сучасними дослідженнями, спрямованими на створення гібридних, адаптивних та середовищно‑орієнтованих алгоритмів обробки даних. Зростання різноманітності структур вхідних даних, вимог до часової ефективності та залежності продуктивності від апаратно‑програмного середовища зумовлює необхідність переходу від фіксованих алгоритмічних схем до методів автоматизованого синтезу алгоритмів, здатних еволюційно адаптувати свою структуру. У цьому контексті конструктивно‑продукційне моделювання у поєднанні з генетичними алгоритмами забезпечує формування простору пошуку у вигляді коректних програмних конструкцій, а не лише параметричних налаштувань.
Об’єктом дослідження є процеси автоматизованого синтезу та адаптації алгоритмів сортування з урахуванням особливостей вхідних даних.
Предметом дослідження є методи, моделі та програмні засоби формування, кодування, декодування та структурної адаптації алгоритмів сортування на основі конструктивно‑продукційного моделювання.
Наукова новизна результатів полягає у запропонованому класі детермінованих методів передобробки даних для прискорення подальшого сортування, які, на відміну від існуючих, краще узгоджуються з алгоритмами сортування, чутливими до ступеня впорядкованості вхідних даних, що підтверджено експериментально. Розроблено систему конструктивно-продукційних моделей формування алгоритмів сортування, яка охоплює конструктор формування хромосоми, конструктор‑трансформер хромосоми у послідовність генів і конструктор формування тексту програм.
Розроблено метод структурної адаптації алгоритмів сортування, у якому алгоритм розглядається не як фіксована процедура, а як конструкція з базових фрагментів, що формується та еволюційно вдосконалюється із застосуванням генетичного алгоритму; на відміну від існуючих гібридних алгоритмів, запропонований метод не потребує ручного проєктування структури алгоритму. Встановлено залежність часової ефективності адаптованих алгоритмів від особливостей структури вхідних даних.
Подальшого розвитку набула теорія конструктивно‑продукційного моделювання, зокрема в частині її застосування до задач автоматизованого синтезу програм та структурної адаптації алгоритмів у середовищах еволюційних обчислень. Також удосконалено метод генетичного пошуку оптимальних рішень у частині формування деревоподібних хромосом, вузли яких кодують послідовності елементарних алгоритмічних фрагментів; на відміну від класичних генетичних алгоритмів із фіксованим кодуванням, це забезпечує формування хромосом змінної довжини та структури.
У дисертаційній роботі представлено завершений цикл наукового дослідження – від теоретичного обґрунтування конструктивно‑продукційної моделі формування алгоритмів сортування до її практичного втілення у вигляді програмного комплексу та експериментальної верифікації на масивах різної структури та обсягу. Отримані результати визначають нові можливості для застосування еволюційних методів у задачах автоматизованого синтезу та структурної адаптації алгоритмів. Практичну цінність отриманих висновків та створених програмних засобів підтверджено досягнутими показниками ефективності адаптованих алгоритмів порівняно із загальновідомими аналогами на спеціалізованих типах вхідних даних та їх використанням у межах відповідної науково-дослідної роботи.
Registration Date
2026-08-18
popup.nrat_date
2026-08-18 / 2026-10-06
