Matn PDF fayldan avtomatik ajratilgan, shuning uchun formatlash buzilgan bo‘lishi mumkin. To‘g‘ri ko‘rinish uchun PDF nusxani oching.
5. Edgar M.G. Topology and Fraktal Geometry // Springer-Verlag, New York, 1990. –C.
92-99.
6. Акимов О.Е. Дискретная математика: логика, группы, графы, фракталы. // М:
Издатель АКИМОВА, 2005. - 656 с.
7. Балханов В.К. Основы фрактальной геометрии и фрактального исчисления // Отв.
ред. Ю.Б. Башкуев. -Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2013. -224 с.
8. Брылкин Ю.В. Создание цифровых моделей рельефа в трёхмерном пространстве
методами фрактальной геометрии // Digital Earth and Big Data GraphiCon 2017. – C. 295-297.
9. Гелашвили Д.Б., Иудин Д.И., Розенберг Г.С., Якимов В.Н., Солнцев Л.А. Фракталы
и мультифракталы в биоэкологии. // Монография. Нижний Новгород: Изд-во
Нижегородского госуниверситета, 2013, - 370 с.
10.
Saidkulov E.A. Fraktal tuzilishli yer sirtini geometrik modellashtirish va
vizuallashtirish. // Jurnal.Umft.uz ISSN 3060-5008. «Toshkent» -2025. -003 c.
11.
Saidkulov E.A. Ibrohimova Z.E. Doirani geometrik shakillar bilan to‘ldirish
yordamida orol dengizining fraktal o‘lchovini aniqlash. // Jurnal.Umft.uz ISSN 3060-5008.
«Toshkent» -2025. -003 c.
62
ONLAYN MASOFAVIY TA’LIM TIZIMIDA BILIMLAR BAZASINI
SHAKLLANTIRISH ALGORITMLARI
Yakubov Maksadxan Sultaniyazovich1, Bekmuxammedov Bunyodbek Nurmuxammad o‘g‘li2
1
Toshkent axborot texnologiyalar universiteti professori maksadkhan@mail.ru,
2
Qoʻqon davlat universiteti doktoranti, bekmuhammedovb@gmail.com
Annotatsiya: maqolada masofaviy ta’lim tizimlarining predmet sohalari bo‘yicha bilimlarni
adekvat tarzda tavsiflaydigan original ontologik bilimlar modeli ishlab chiqilgan, ontologik
tavsiflar bo‘limlari izomorfizmi tushunchasi kiritilgan hamda taklif etilgan amaliy ontologiyaning
vazifaviy va mazmuniy qismlari o‘rtasidagi izomorfizmning konstruktiv isboti
keltirilgan,.ontologiyaning mazmuniy va vazifaviy tarkibiy qismlarining izomorfizmi bunday
ontologiyani ta’lim jarayonida qo‘llash uchun zaruriy shart ekanligi asoslab berilgan, individual
o‘quv trayektoriyalaridagi nazorat nuqtalarini formal tahlil qilishga asoslangan holda ta’lim
jarayonini nazorat qilish uchun semantik metrika ishlab chiqilgan. Individual o‘quv
trayektoriyalarining predmet sohaga oid bilimlarni ontologik taqdim etish tizimi bilan o‘zaro
bog‘liqligi isbotlangan bo‘lib, bu o‘quv materiallari klasterlarini shakllantirish jarayonlari bilan
individual ta’lim trayektoriyalarini alohida ajratish imkonini beradi.
Kalit so‘zlar: individual ta’lim trayektoriyalari, ontologiya, semantik tarmoqlar, tezaurus,
masofaviy ta’limni individuallashtirish, gomomorfizm, psixologik model, izomorfizm, deskriptiv
mantiq, ontologik model, intellektual texnologiya.
Аннотация: В статье разработана оригинальная онтологическая модель знаний,
адекватно описывающая предметные области систем дистанционного обучения. Введено
понятие изоморфизма разделов онтологического описания, а также приведено
конструктивное доказательство изоморфизма между функциональной и содержательной
частями предложенной прикладной онтологии. Обосновано, что изоморфизм
содержательных и функциональных компонентов онтологии является необходимым
условием её эффективного применения в образовательном процессе. На основе
формального анализа контрольных точек в индивидуальных образовательных траекториях
разработана семантическая метрика для мониторинга учебного процесса. Доказана
взаимосвязь индивидуальных образовательных траекторий с системой онтологического
представления предметных знаний, что позволяет разделять индивидуальные траектории
обучения и процессы формирования кластеров учебных материалов.
Ключевые слова: индивидуальные образовательные траектории, онтология,
семантические сети, тезаурус, индивидуализация дистанционного обучения, гомоморфизм,
психологическая модель, изоморфизм, дескриптивная логика, онтологическая модель,
интеллектуальные технологии.
Abstract: This paper presents an original ontological knowledge model that adequately
represents domain knowledge in distance learning systems. The concept of isomorphism between
sections of ontological descriptions is introduced, and a constructive proof of the isomorphism
between the functional and content components of the proposed applied ontology is provided. It is
substantiated that the isomorphism of the content and functional components of an ontology is a
necessary condition for its effective application in the educational process. Based on the formal
analysis of control points in individual learning trajectories, a semantic metric for monitoring the
learning process has been developed. The interrelation between individual learning trajectories
63
and the system of ontological representation of domain knowledge is proven, enabling the
separation of individual learning paths from the processes of clustering educational materials.
Keywords: individual learning trajectories, ontology, semantic networks, thesaurus,
personalization of distance learning, homomorphism, psychological model, isomorphism,
description logic, ontological model, intelligent technologies.
1. Kirish.
Hozirgi vaqtda butun dunyoda inson faoliyatining barcha sohalarida texnologiyalarning
intellektuallashuvi jarayoni uzluksiz ravishda ortib bormoqda. Bu holat qisqa vaqt ichida o‘z
malakasini oshirish yoki qayta tayyorlanish imkoniyatiga ega bo‘lgan yuqori malakali
mutaxassislarga bo‘lgan talabni yuzaga keltirmoqda. Shu munosabat bilan, zarurat tug‘ilganda
ishlab chiqarishdan ajralmagan holda, minimal vaqt va moddiy xarajatlar evaziga qo‘shimcha
bilimlarni egallay oladigan mutaxassislarning ahamiyati tobora ortib bormoqda. Nogironlik, vaqt
yetishmasligi, ta’lim muassasasining uzoqligi, ta’limning yuqori narxi va boshqa omillar sababli
o‘z ta’lim ehtiyojlarini to‘liq qondira olmayotgan shaxslar soni ham ortib bormoqda. Ushbu
omillar ta’lim olishning yangi yo‘llarini izlashga undab, kompyuter va tarmoq texnologiyalaridan
keng foydalangan holda tashkil etiladigan masofaviy ta’limga (MT) bo‘lgan e’tiborni
kuchaytirmoqda.
Onlayn masofaviy ta’limni tashkil etishda ta’lim muhitini to‘g‘ri tanlash muammosi muhim
ahamiyat kasb etadi, chunki noto‘g‘ri tanlov ta’lim samaradorligining pasayishiga olib keladi. Bu
holat o‘quv materialining noto‘g‘ri tushunilishi va yetarli darajada o‘zlashtirilmasligi, ta’limga
bo‘lgan qiziqishning yo‘qligi, bilimlarni noto‘g‘ri baholash hamda belgilangan ta’lim
maqsadlariga erishilmasligi bilan izohlanadi. Masofaviy ta’lim rivoji davomida minglab o‘quv
ilovalari va o‘quv dasturlari yaratilgan va foydalanishga joriy etilgan bo‘lib, ular orasida eng keng
tarqalganlari masofaviy ta’lim tizimlari (MTT) hisoblanadi. Masofaviy ta’lim tizimi deganda
masofaviy ta’lim texnologiyalaridan foydalangan holda o‘quv dasturlarini yaratish va amaliyotga
tatbiq etishda ishtirok etuvchi tashkiliy, telekommunikatsion, pedagogik va ilmiy resurslar,
shuningdek texnik vositalar majmuasidan iborat bo‘lgan murakkab ko‘p komponentli tizim
tushuniladi.
Zamonaviy masofaviy ta’lim tizimlari, ilmiy tadqiqotlar natijalari va nashrlar tahlili shuni
ko‘rsatadiki, hozirgi kunda MTTlarda tashqi resurslarda saqlanayotgan bilimlar, o‘quv materiallari
va test topshiriqlarini to‘plash jarayoni yetarli darajada avtomatlashtirilmagan. Tizimlarda
muayyan predmet sohasi bo‘yicha bilimlarni adekvat tavsiflaydigan va ularni keyingi masofaviy
ta’lim jarayonida qo‘llash imkonini beradigan model mavjud emas. Shuningdek, o‘quvchi tizim
bilan ishlashi davomida to‘plangan individual xususiyatlari haqidagi bilimlarni hisobga olgan
holda o‘quv-uslubiy materiallar va nazorat test topshiriqlarini shakllantirish jarayoni ham
yetarlicha avtomatlashtirilmagan. O‘quv kursining tuzilmasi to‘liq o‘qituvchi tomonidan
belgilanadi, bu esa masofaviy ta’limning moslashuvchanligini pasaytiradi va agar kurs ustida bir
nechta o‘qituvchi ishlasa, o‘quv materialining mazmuni hamda belgilangan ta’lim maqsadlarining
turlicha talqin qilinishiga olib keladi. Natijada, o‘quv materiallarini avtomatlashtirilgan holda
tanlashda individual yondashuvni va malakali yordamni ta’minlay oladigan yangi usullar hamda
dasturiy vositalardan foydalanish zarurati yuzaga keladi.
2. Materiallar va usullar.
Masofaviy ta’lim tizimlarining predmet sohalari bo‘yicha bilimlarni adekvat tavsiflash
imkonini beruvchi amaliy ontologiya 1-rasmda keltirilgan. Taklif etilgan amaliy ontologiya
doirasida masalaviy yondashuvning quyidagi asosiy g‘oyasini shakllantirish maqsadga muvofiq:
“masalani yechish uchun talaba ushbu masalani yechishda zarur bo‘lgan barcha
tushunchalarni o‘zlashtirishi lozim.”
64
Instrument
System
Concept
SubjectMatter
Subsection
Problem
*hasElement
Learned
Subsection
NotSolvedProblem
*hasSolved
*hasLearned
UnLearned
Subsection
Solver
Student
1-rasm. “Problem, Subsection” ontologiyasi fragmentining semantik tarmog‘i
Deskriptiv mantiq formulalari bilan konstruktiv ishlashni ta’minlash maqsadida ifodalar ikki
bo‘limga ajratilgan: TBox va ABox, ular mos ravishda amaliy ontologiyaning abstrakt va
konkret tarkibiy qismlarini tavsiflaydi. Ta’limga mo‘ljallangan amaliy ontologiya
formulalarining raqamlanishi 1-jadvalda keltirilgan.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1-jadval. Ta’limga mo‘ljallangan amaliy ontologiya formulalarining raqamlanishi
Tushuncha / Konsept
Formal ta’rif (deskriptiv mantiq)
System
= ∀ hasElement.Element
Causa
= ∃ hasConsequence.Consequence
Instrument
= ∃ hasActor.Person ∩ ∃ isApplied⁻.Problem
Solver
= ∃ isSolved.Problem ∩ Student
SolvedProblem
= ∃ isSolved⁻.Problem ∪ ∃ isSolved.Solver
NotSolvedProblem
= ∃ hasSolver.⊥
Problem
= ∃ isSolved⁻.Problem ∪ ∃ isSolved.Solver
SubjectMatter
⊆ System ∩ Instrument
SubjectMatter
= ∀ hasElement.Subsection
Subsection
⊆ SubjectMatter
Problem
⊆ SubjectMatter
Subsection
=
∀
hasElement.Problem
∩
∀
hasElement.Concept
LearnedSubsection
= Subsection ∩ (∃ hasLearned⁻.Subsection ∪ ∃
hasLearned.Student)
UnLearnedSubsection
= Subsection ∩ ∃ hasLearned.⊥
65
16
17
18
Student
Process
Learning
⊆ Person
= Dynamic
⊆
Process
∩
∃
hasConsequence.SolvedProblem
19
Learn_the_Concept
= ∃ hasLearn.Concept
20
ProblemConcepts
= Concept ∩ ∀ isApplied⁻.SolvedProblem
21
LearnProblemConcepts
= Learning ∩ ∀ hasLearn.ProblemConcepts
Ta’lim jarayonining formal tarkibiy qismi ta’lim vositalari majmuasidan iborat bo‘lib, unga
o‘quv-uslubiy materiallar, qo‘llanmalar, laboratoriya ishlari, stendlar hamda test topshiriqlari
kiradi. Ta’lim sifatini sezilarli darajada pasaytirmagan holda ushbu vositalarni ikki asosiy qism
to‘plamga ajratish mumkin: o‘quv materiallari va test topshiriqlari. Ushbu to‘plamlar
elementlarining o‘zaro mosligi aniqligi ta’lim jarayonining sifatini belgilaydi. Har ikkala to‘plam
ham o‘xshash tuzilishga ega bo‘lib, ularning asosi bo‘lgan tushunchalarning bazaviy to‘plamlariga
tayanadi.
3. Natijalar va Muhokama.
Matematik nuqtai nazardan o‘quv materialining strukturaviy elementlarini test
topshiriqlarining mos strukturaviy elementlariga turli xil akslantirishlarni ko‘rib chiqish maqsadga
muvofiqdir. Ushbu akslantirishlar ichida eng maqbul variant sifatida bazaviy to‘plamlar
elementlari o‘rtasida bir qiymatli va o‘zaro moslikni ta’minlaydigan izomorfizm taklif etiladi.
Ontologiyalar izomorfizmini matematik jihatdan qat’iy tavsiflash uchun ushbu ontologiyalarning
to‘g‘ri tuzilgan formulalari (TTF) to‘plami tartiblangan juftliklar (C,F) to‘plami sifatida qaraladi,
bunda C — konseptlar to‘plami, F esa TBox bo‘limidagi formulalar to‘plamini ifodalaydi.
Shunday qilib, C×F iniversiyasi yordamida deskripsiya munosabati 𝑅𝑑 ⊆ 𝐶 × 𝐹 aniqlanadi.
Keyingi bosqichda ushbu munosabatning faqatgina o‘ng tomoni, ya’ni F qismi,
munosabatning ikkinchi argumentiga proeksiya sifatida qaralishi mumkin. Bunda F qismidagi
to‘g‘ri tuzilgan formulalar ifodalari C to‘plamidagi {𝑐1 , 𝑐2 , … , 𝑐𝑘 } elementlarning chekli
kompozitsiya amallari natijasi sifatida tasvirlanadi. Ushbu ifodalar konseptlar nomlari 𝑐𝑗 dan
deskriptiv mantiqqa xos bo‘lgan maxsus belgilar yordamida hosil qilinadi: {⊆,=,¬,∀,∃,∪,∩,⋅,−}.
Kompozitsiya amallari Ω ning semantikasi, ushbu amallarning F to‘plamida yopiq ekanligini
hisobga olgan holda, 2-jadvalda keltirilgan.
№
1
2
3
4
5
6
7
2-jadval. To‘g‘ri tuzilgan formulalar (TTF) kompozitsiya amallari
Ω to‘plamidan operatsiya
Operatsiya semantikasi (natijasi)
belgilanishi
ω∩ (Fᵢ, Fⱼ)
Fᵢ ∩ Fⱼ
ω∪ (Fᵢ, Fⱼ)
Fᵢ ∪ Fⱼ
ω∃Rᵢ (cⱼ)
∃Rᵢ · cⱼ
ω∀Rᵢ (cⱼ)
∀Rᵢ · cⱼ
ω∀Rᵢ⁻ (cⱼ)
∀Rᵢ⁻ · cⱼ
ω∃Rᵢ⁻ (cⱼ)
∃Rᵢ⁻ · cⱼ
ω• (cᵢ)
cᵢ
To‘g‘ri tuzilgan formulalar (TTF) doirasida ontologik ta’riflarning chap va o‘ng qismlarini
bog‘lovchi ikkita munosabatni ajratib ko‘rsatish mumkin: {⊆,=}, Kiritilgan belgilashlarga
muvofiq, ontologiyaning TTF to‘plami ustida quyidagi algebraik sistema aniqlanadi:
A=⟨F,Ω,{⊆,=}⟩.
66
Mazkur algebraik sistema A doirasida o‘z tashuvchi to‘plamlariga nisbatan yopiq bo‘lgan
qismalgebralarni ajratish mumkin. Xususan, ⟨F,Ω⟩ uchun ikkita qismalgebra G va D quyidagicha
aniqlansin: G=(Fg,Ωg), D=(Fd,Ωd).
Bu holda quyidagi munosabatlar o‘rinlidir: Fg⊆F, Ωg⊆Ω, Fd⊆F, Ωd⊆Ω.
Shuningdek, ushbu qismalgebralar bir xil tipga ega deb faraz qilamiz.
G va D algebralari bir xil tipdagi algebralar hisoblanadi. G va D algebralari gomomorf
bo‘ladi, chunki quyidagi shartni qanoatlantiruvchi akslantirish mavjud:
Γ:Mg→Md,
Γ(ωg(fg1,fg2))=ωd(Γ(fg1),Γ(fg2)),
(1)
bu yerda 𝑓𝑑1 , 𝑓𝑑2 ⊆ 𝐹𝑑 unda G va D algebralari izomorf, ya’ni bir qiymatli gomomorf
hisoblanadi.
Shuningdek, ushbu qismalgebralar bir xil tipga ega deb faraz qilamiz.
Bundan tashqari, G va D algebralari tashuvchi to‘plamlarining barcha elementlari uchun
aniqlanayotgan har bir konseptning algebraik tizimlarida {⊆,=} munosabatlariga muvofiqlik talab
qilinadi. Ya’ni, agar G algebrasidagi biror konsept yakuniy tavsifda ⊆ munosabati orqali
bog‘langan bo‘lsa, unga mos keluvchi D algebrasidagi konsept ham ⊆ munosabati yordamida
tavsiflanishi lozim. Agar G algebrasidagi konseptni tavsiflashda tenglik munosabati = qo‘llanilgan
bo‘lsa, D algebrasidagi mos konsept ham tenglik orqali ifodalanishi kerak.
(2)-tenglama (1)-tenglamaga quyidagi tarzda keltiriladi.
1.
(1)-shartda chap tomonlarni o‘ng tomonlarga almashtiramiz:
𝑤𝑔 (Г(𝑓𝑔1 ), Г(𝑓𝑔2 )) = Г(𝑤𝑔 (𝑓𝑔1 , 𝑓𝑔2 )).
2.
Hosil bo‘lgan tenglamaning har ikki tomoniga Γ-1akslantirishni qo‘llaymiz:
Г−1 (𝑤𝑑 (Г(𝑓𝑔1 ), Г(𝑓𝑔2 ))) = Г−1 (Г (𝑤𝑔 (𝑓𝑓1 , 𝑓𝑓2 ))) = 𝑤𝑔 (𝑓𝑔𝑔1 , 𝑓𝑔𝑔2 )
Г(𝑓𝑔𝑖 ) = 𝑓𝑑𝑖 , 𝑓𝑑𝑖 ∈ 𝐹𝑑 , bo‘lganligi sababli, 𝑓𝑔𝑖 = Г−1 (𝑓𝑑𝑖 ) ekanligi kelib chiqadi. Shunday
qilib, quyidagi tenglik o‘rinli bo‘ladi:
𝑤𝑔 (Г−1 (𝑓𝑑1 ), Г−1 (𝑓𝑑2 )) = Г−1 (𝑤𝑑 (𝑓𝑑1 , 𝑓𝑑2 )).
Izomorf bo‘lgan G va D algebralarning asosiy tashuvchi to‘plamlarining quvvatlari o‘zaro
teng bo‘ladi. Demak, G va D algebralari o‘rtasidagi izomorfizm o‘ziga izomorfizm, ya’ni
avtomorfizm sifatida talqin qilinadi.
Ontologiyalarning ikki lokal fragmenti o‘rtasidagi izomorfizmning konstruktiv isboti mos
keluvchi to‘g‘ri tuzilgan formulalarning (TTF) konseptlar mosligini aniqlash darajasigacha
bo‘lgan to‘liq strukturaviy mosligi sifatida qaralishi mumkin. Amaliy ontologiyalardagi
izomorfizm o‘quv tizimlarida “Material–Test” juftliklarini qo‘llash imkonini beradi hamda
ontologiyaning ABox bo‘limiga o‘quv materiallarini avtomatik tanlash jarayonida shunga
o‘xshash isbotlardan foydalanish uchun asos yaratadi.
Axborot omborlari asosida shakllantiriladigan ontologiyaning ABox bo‘limlari
izomorfizmini avtomatik tarzda isbotlash uchun ikki yangi mexanizmdan foydalanish zarur
bo‘ladi. Ushbu mexanizmlar “tezaurus” va “unifikatsiya” tushunchalari orqali ifodalanadi.
Tezaurus deganda, tarkibiga kiruvchi har bir leksik birlik uchun kamida bitta tur–jins
(giperonimiya) munosabati, sinonimiya, ehtimol antonimiya hamda tezaurus administratori
tomonidan belgilanishi mumkin bo‘lgan boshqa semantik munosabatlarni o‘z ichiga olgan
kontseptual lug‘at tushuniladi. Bunda tur–jins munosabati leksik birlikning yanada umumiy
67
tushuncha bilan bog‘lanishini, ya’ni taksonomik ierarxiyadagi o‘rnini ifodalaydi. Taklif
etilayotgan tezaurusdagi leksik birlikning tuzilmasi quyidagicha aniqlanadi:
Leksik birlik nomi + [Normal shakl] + [Ildiz asos] + [Ajdod leksik birlik] + {[Antonim]} +
{[Sinonim]}
Ontologik tavsiflarni unifikatsiyalash deganda, boshlang‘ich tavsiflarni qayta tashkil etish
orqali ikki xil tavsifni ularga ekvivalent bo‘lgan yagona tavsifga keltirishga qaratilgan jarayon
tushuniladi. Bu yerda terminlar sifatida predmet sohani tavsiflovchi deskriptiv mantiqning to‘g‘ri
tuzilgan formulalari qaraladi. Ontologiyalarda unifikatsiyani amalga oshirish uchun barcha
tarkibiy qismlar bo‘yicha ekvivalentlik va o‘xshashlik sinflari aniqlanadi.
Unifikatsiya algoritmi (2-rasm) ikki ontologik tavsif o‘rtasida mavjud bo‘lgan barcha
munosabatlarni aniqlashni maqsad qiladi. Bunda tavsiflarning amaliy qismi amaliy formulalar
to‘plami asosida unifikatsiyalanishi mumkin bo‘lsa, masalaviy ontologiya uchun ABox bo‘limi
doirasida alohida yondashuv qo‘llaniladi.
1
Boshlash
ABox ni birlashtirish
Yo q
TBox
Ha
InitAllTerms(X1)
Boshlang ich sozlash
InitAllTerms(X2)
Fan sohalarini belgilash (X1)
Tezaurus asosida ajratib olish
Masalalarni belgilash (X2)
InitServInterface(X1, X2)
Yo q
Joriy(X1)!=Null
SubjKWForming(X1, X2)
Ha
ProblKWForming(X1, X2)
Yo q
Joriy(x2) != Null
Ha TBox ni birlashtirish
Kalit so zlarni moslashtirish
UnifyTerms(Fᵢ
Fⱼ)
Match(SubjKW(X1, X2)
UnifyTerms(Fᵢ
Fⱼ)
Match(ProblKW(X1, X2))
UnifyTerms( Rᵢ · cⱼ)
Xizmat interfeysi orqali
o quv materialini
shakllantirish
UnifyTerms( Rᵢ · cⱼ)
Xizmat natijasi
UnifyTerms( Rⱼ · cᵢ)
Materialni bilimlar bazasiga
uzatish
UnifyTerms( Rⱼ · cᵢ)
Yakunlash
1
2-rasm — Ontologiya bo‘limlari terminlarini unifikatsiyalash algoritmi
Ushbu rasmda algoritm blok-sxemasida qo‘llanilgan InitAllTerms, UnifyTerms, Match kabi
ingliz tilidagi atamalar mos ravishda terminlarni boshlang‘ich yuklash, ontologik elementlarni
birlashtirish hamda kalit so‘zlarni moslashtirish jarayonlarini ifodalaydi.
Mazkur jarayonda tezaurus leksik birliklaridagi ekvivalentlik sinflari aniqligi
darajasida konseptlar o‘rtasidagi munosabatlardan foydalanadigan algoritm qo‘llanilishi
lozim.
Algoritmning boshlang‘ich bosqichida TBox bo‘limiga mansub mos keluvchi bo‘limlar (A₁
va A₂) o‘rtasidagi izomorfizm tekshiriladi. Buning uchun terminlarni birlashtirish va kesish
68
amallariga asoslangan ontologik tavsiflar, shuningdek, konseptlar o‘rtasida o‘zaro akslantiriluvchi
xususiyatlarning mavjudligi simmetrik gomomorfizm nuqtai nazaridan tahlil qilinadi. Tekshiruv
jarayonida A₁ va A₂ bo‘limlariga tegishli barcha to‘g‘ri tuzilgan formulalar (TTF) bo‘yicha to‘liq
ko‘rib chiqishni ta’minlovchi ichma-ich sikllardan foydalaniladi.
TBox bo‘limlari unifikatsiyalash imkoniyatiga ega ekanligi aniqlangach, mos keluvchi A₁
va A₂ bo‘limlariga tegishli ABox qismlarining unifikatsiyasi amalga oshiriladi, bu TTF
konstruksiyalarining izomorfizmini isbotlash vazifasini bajaradi.
Algoritmning yakuniy bosqichida kalit so‘zlar amaliy ontologiya tavsiflari orqali aniqlangan
sintaktik bog‘lanishlar agregatsiyasida mavjudligi bo‘yicha o‘zaro solishtiriladi. Taklif etilgan
unifikatsiya algoritmi yetarlicha samarali bo‘lib, moslashuvchanlik xususiyatiga ega, chunki u
tezaurusdagi ekvivalentlik sinflarini moslashtirish orqali leksik birliklarning mazmuniy qismini
tanlash aniqligini boshqarish imkonini beradi.
O‘quvchiga test topshirig‘ini taklif etishdan avval, ushbu topshiriqni bajarish mumkin
bo‘lgan ta’limiy vaziyatning barcha asosiy elementlari ta’minlanishi zarur, jumladan:
• o‘quvchiga test topshirig‘ini bajarish uchun mazmunan yetarli bo‘lgan o‘quv-uslubiy
material taqdim etilishi;
• o‘quv-uslubiy material o‘quvchining tayyorgarlik darajasiga mos bo‘lishi, ya’ni
materialning to‘g‘ri tushunilishi va o‘zlashtirilishini ta’minlashi;
• materialning bayon shakli, murakkablik darajasi va tafsilotlar chuqurligi o‘quvchining
psixologik shaxs tipi bilan mos kelishi;
• muayyan vaqt momentida taklif etilayotgan test topshirig‘i psixologik shaxs tipi hisobga
olingan holda o‘quvchining tayyorgarlik darajasiga mos bo‘lishi;
• taqdim etilayotgan o‘quv materiallari va test topshiriqlari ketma-ketligi o‘quvchining
psixologik shaxs tipiga muvofiq shakllantirilishi.
O‘quv materiallarini tanlash va individual o‘qitish traektoriyasini shakllantirish jarayonida
quyidagi funksiyalardan foydalaniladi:
𝑀𝐶𝑜𝑚(𝑚𝑖 ): 𝑚𝑖 → [0,1] — o‘quv-uslubiy material birligi mᵢ ning murakkablik darajasini
aniqlash funksiyasi:
𝑀𝐶𝑜𝑚(𝑚𝑖 ) =
|𝑀 ′ (𝐶𝑟𝑒𝑞 )|
|𝐶𝑐ℎ𝑎𝑝𝑡 |
,
bu yerda |𝑀 ′ (𝐶𝑟𝑒𝑞 )| — o‘quv-uslubiy material birligi uchun zarur bo‘lgan tushunchalar
to‘plamining quvvati; |𝐶𝑐ℎ𝑎𝑝𝑡 | — kurs bo‘yicha barcha tushunchalar to‘plamining quvvati.
𝑃𝐶𝑜𝑚(𝑝𝑖 ): 𝑝𝑖 → [0, 1], — test topshirig‘i pᵢ ning murakkablik darajasini aniqlash
funksiyasi:
𝑃𝐶𝑜𝑚(𝑝𝑖 ) =
|𝑃′ (𝐶𝑟𝑒𝑞 )|
|𝐶𝑐ℎ𝑎𝑝𝑡 |
,
bu yerda |𝑃 ′ (𝐶𝑟𝑒𝑞 )|— test topshirig‘ini bajarish uchun talab etiladigan tushunchalar
to‘plamining quvvati.
𝑀𝑇𝑦𝑝𝑒(𝑚𝑗 , 𝑡𝑚𝑘 ) ∶ 𝑚𝑗 × 𝑡𝑚𝑘 ; → [0,1 ] — o‘quv materiali mⱼ ning ma’lum psixologik tip
tmₖ tomonidan o‘zlashtirilish darajasini aniqlovchi funksiya:
|𝑇𝑚|
𝑀𝑇𝑦𝑝𝑒(𝑚𝑗 , 𝑡𝑚𝑘 ) = ∑𝑖=1 𝑀𝐴𝑐𝑐(𝑚𝑗 , 𝑡𝑚𝑘,𝑖 )/|𝑇𝑚|,
69
bu yerda MAcc — o‘quv materiali 𝑚𝑗 ning shaxs tipi xususiyati 𝑚𝑡𝑘,𝑖 ga mosligini
aniqlovchi funksiya; Tm — o‘quv materiali birligi xususiyatlari to‘plamining quvvati.
𝑃𝑇𝑦𝑝𝑒(р𝒋 , 𝑡𝑝𝑘 ): 𝑝𝑗 × 𝑡𝑝𝑘 → [0, 1], — test topshirig‘i 𝑝𝑗 ning psixologik tip 𝑡𝑝𝑘 tomonidan
bajarilish darajasini aniqlovchi funksiya:
|𝑇𝑝|
𝑃𝑇𝑦𝑝𝑒(𝑝𝑗 , 𝑡𝑝𝑘 ) = ∑ 𝑃𝐴𝑐𝑐(𝑝𝑗 , 𝑡𝑝𝑘,𝑖 )/|𝑇𝑝|
𝑖=1
bu yerda PAcc — test topshirig‘i 𝑝𝑗 ning shaxs tipi xususiyati 𝑡𝑝𝑘,𝑖 ga mosligini aniqlovchi
funksiya; |Тр| — o‘quvchining psixologik shaxs tipini aniqlashda foydalaniladigan test topshirig‘i
xususiyatlari to‘plamining quvvati.
𝑃𝑆𝑒𝑚(𝑐𝑖 , р𝑗 ): с𝑖 × р𝑗 → [0,1] — har bir tushuncha с𝑖 , ning o‘quv-uslubiy material birligi
𝑚𝑗 ga moslik darajasini aniqlovchi funksiya:
𝑀𝑆𝑒𝑚(𝑐𝑖 × 𝑝𝑗 ) = |𝑀𝑐
1
𝑣𝑖𝑒𝑤 |
, 𝑐 ∈ 𝑀𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 ,
bu yerda |Мс𝑣𝑖𝑒𝑤 |— o‘quv-uslubiy material birligi tarkibida ko‘rib chiqilgan tushunchalar
to‘plamining quvvatini bildiradi.
𝑃𝑆𝑒𝑚(𝑐𝑖 , р𝑗 ): с𝑖 × р𝑗 → [0,1]— har bir tushuncha cᵢ ning tanlanayotgan test topshirig‘i pⱼ
ga moslik darajasini aniqlovchi funksiya:
𝑃𝑆𝑒𝑚(𝑐𝑖 , р𝑗 ) =
1
,
(|𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 | + |𝑃𝑐𝑠𝑒𝑟𝑣 |)
𝑐𝑖 𝜖𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 ∨ 𝑐𝑖 ∈ 𝑃𝑐𝑠𝑒𝑟𝑣 ,
bu yerda |𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 | — test topshirig‘ida bevosita ko‘rib chiqilgan tushunchalar to‘plamining
quvvatini bildiradi.
𝑀𝑉𝑎𝑙(𝑚𝒊 ): 𝑚𝑖 → [0, 1] — o‘quv-uslubiy material birligi mᵢ ning muhimlik darajasini
aniqlovchi funksiya:
′
𝑀𝑉𝑎𝑙(𝑚𝒊 ) = |𝑀𝑐𝑟𝑒𝑞 = 𝑀𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤
|/|𝑀|,
′
bu yerda |𝑀𝑐𝑟𝑒𝑞 = 𝑀𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤
| — ko‘rib chiqilgan tushunchalari talab etiladigan bo‘lgan
o‘quv-uslubiy material birliklari to‘plamining quvvati; |М| — kurs bo‘yicha barcha o‘quv
materiallari to‘plamining quvvati.
𝑃𝑉𝑎𝑙(𝑝𝒊 ): 𝑝𝑖 → [0, 1], — test topshirig‘i pᵢ ning muhimlik darajasini aniqlovchi funksiya:
′′
𝑃𝑉𝑎𝑙(𝑝𝒊 ) = |𝑀𝑐𝑟𝑒𝑞 = 𝑀𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤
|/|𝑀|
′′
bu yerda |𝑀𝑐𝑟𝑒𝑞 = 𝑀𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤
| — joriy test topshirig‘ida ko‘rib chiqilgan tushuncha zarur
bo‘lgan
o‘quv-uslubiy
material
birliklari
to‘plamining
quvvati;
- 𝐶𝑆𝑡(𝑐𝒊 , 𝑠𝑗 ): 𝑐𝑖 × 𝑠𝑗 → [0, 1] o‘quvchi sⱼ tomonidan predmet soha tushunchasi cᵢ ning
o‘zlashtirilish darajasini formal ifodalovchi ifoda:
′
𝐶𝑆𝑡(𝑐𝑖 , 𝑠𝑗 ) = |𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 = 𝑐𝑖 |/|𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤
= 𝑐𝑖 |
70
bu yerda |𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 = 𝑐𝑖 | — sⱼ-o‘quvchi tomonidan yechilgan test topshiriqlari orasida joriy
tushuncha
cᵢ
ko‘rib
chiqilgan
holatlar
to‘plamining
quvvati;
′
|𝑃𝑐𝑣𝑖𝑒𝑤 = 𝑐𝑖 | — sⱼ - o‘quvchi tomonidan yechilgan va yechilmagan test topshiriqlari ichida joriy
tushuncha cᵢ ko‘rib chiqilgan holatlar to‘plamining quvvati.
- 𝑇𝑆𝑡(𝑡𝒊 , 𝑠𝑗 ): 𝑡𝑖 × 𝑠𝑗 → [0, 1] o‘quvchi sⱼ ning muayyan psixologik shaxs tipi tᵢ ga mansublik
darajasini formal ifodalovchi ifoda:
|𝑃𝑠𝑡𝑢𝑑,𝑗 |
𝑇𝑆𝑡(𝑡𝒊 , 𝑠𝑗 ) =
∑ 𝑃𝑡𝑦𝑝𝑒(𝑝𝑘 , 𝑡𝑝𝑖 )/|𝑃𝑠𝑡𝑢𝑑,𝑗 |
𝑘=1
bu yerda |𝑃𝑠𝑡𝑢𝑑,𝑗 | — j-o‘quvchi (sⱼ) tomonidan yechilgan barcha test topshiriqlari
to‘plamining quvvatini bildiradi.
Zarur o‘quv materiallarini 𝑀+ ⊆ 𝑀 quyi to‘plam sifatida hamda test topshiriqlarini 𝑃+ ⊆ 𝑃
quyi to‘plam sifatida tanlash maqsadi quyidagi ifoda orqali tavsiflanadi:
{𝑀+ , 𝑃+ : 𝑚𝑖 , 𝑝𝑡 |∀𝑚𝑖 ∈ 𝑀, ∀𝑝𝑖 ∈ 𝑃,
𝑛
𝑚
𝑀𝑡𝑦𝑝𝑒(𝑚𝑖 𝑡𝑚𝑘 ) > 𝑚𝑖𝑛𝑗=1
(𝑚𝑗 )&𝑃𝑇𝑦𝑝𝑒(𝑝𝑣 , 𝑡𝑝𝑘 ) > 𝑚𝑖𝑛𝑣=1
(𝑝𝑣 )}
bu yerda min amali M va P to‘plamlarining elementlarini muayyan shaxs tipiga mosligi
bo‘yicha tanlashda qo‘llaniladigan tegishlilik chegarasini belgilaydi.
Quyidagi ifodalar to‘plami esa o‘quvchining tayyorgarlik darajasi hamda masalalar
murakkabligiga asoslangan holda test topshiriqlari Р∗ ⊆ 𝑃 quyi to‘plam sifatida, o‘quv
materiallari esa 𝑀∗ ⊆ 𝑀 quyi to‘plam sifatida tanlanishini tavsiflaydi:
{𝑃∗ : 𝑝𝑡 |∀𝑐𝑖 ∈ 𝐶, ∀𝑝𝑡 ∈ 𝑃, ∃𝑠𝑗 𝑇𝑆𝑡(𝑡𝑟 , 𝑠𝑗 ) >
𝑛
𝑛
𝑚 (𝑡 )&CSt(𝑐
𝑚𝑖𝑛𝑟=1
𝑟
𝑖 , 𝑠𝑗 ) > 𝑚𝑖𝑛𝑖=1 (𝑐1 )&𝑃𝑠𝑒𝑚(𝑐𝑖 , 𝑝𝑡 ) > 𝑚𝑖𝑛𝑖=1 (𝑝𝑡 )},
𝑚 (𝑡 )&𝐶𝑆𝑡(𝑐
{𝑀∗ : 𝑚𝑡 |∀𝑐𝑖 ∈ 𝐶, ∀𝑚𝑖 ∈ 𝑀, ∃𝑠𝑗 𝑇𝑆𝑡(𝑡𝑟 , 𝑠𝑗 ) > 𝑚𝑖𝑛𝑟=1
𝑟
𝑖 , 𝑠𝑗 ) >
𝑛
𝑚
𝑚𝑖𝑛𝑗=1 (𝑐1 )&𝑀𝑆𝑒𝑚(𝑐𝑗 , 𝑚𝑡 ) > 𝑚𝑖𝑛𝑡=1 (𝑚𝑡 )}
Yakuniy o‘quv materiallari М0 va test topshiriqlari 𝑃0 to‘plamlarini aniqlash uchun hosil
qilingan quyi to‘plamlarning kesishmasini hisoblash zarur:
М0 = 𝑀 ∗ ∩ 𝑀 + ,
𝑃0 = 𝑃∗ ∩ 𝑃 +
Natijada hosil bo‘lgan to‘plamlar muayyan psixologik tipga ega bo‘lgan o‘quvchi uchun
maxsus tanlangan o‘quv-uslubiy materiallar hamda test topshiriqlarini, shuningdek mazkur
o‘quvchi tomonidan o‘zlashtirilishi lozim bo‘lgan predmet soha tushunchalarini o‘z ichiga oladi.
Topshiriqlar va o‘quv materiallari tanlanishini shakllantirishning yakuniy bosqichi sifatida
𝑀0 va 𝑃0 to‘plamlari elementlarini tartiblash orqali individual o‘qitish traektoriyasini
shakllantirish bosqichi amalga oshiriladi.
𝐶𝑜𝑟𝑡𝑀(𝑚1 , 𝑚2 , … 𝑚𝑖 , … 𝑚𝑘 ): ∀m𝑖 , m𝑖+1 𝑀𝐶𝑜𝑚(𝑚𝑖 ) ≤ 𝑀𝐶𝑜𝑚(𝑚𝑖+1 ),
𝐶𝑜𝑟𝑡𝑃(𝑝1 , 𝑝2 , … 𝑝𝑗 , … 𝑝𝑡 ): ∀p𝑗 , 𝑝𝑗+1 𝑃𝐶𝑜𝑚(𝑝𝑗 ) ≤ 𝑃𝐶𝑜𝑚(𝑝𝑗+1 )
bu yerda CortM va CortP mos ravishda o‘quv materiallarini tanlash ketma-ketligi
hamda test topshiriqlarini taqdim etish ketma-ketligini ifodalovchi kortejlardir.
71
4. Xulosa.
Masofaviy ta’lim tizimlarining mavjud turlariga xos bo‘lgan kamchiliklar aniqlandi hamda
tayyor o‘quv-uslubiy materiallar va test namunalarini saqlovchi mavjud axborot omborlari asosida
bilimlar bazalarini shakllantirish uchun avtomatlashtirilgan vositalarni yaratish vazifasining
dolzarbligi asoslab berildi.
Keyingi masofaviy ta’lim jarayonlarida qo‘llash uchun mo‘ljallangan predmet sohalari
bo‘yicha bilimlarni adekvat tarzda tavsiflash imkonini beruvchi original ontologik bilim modeli
ishlab chiqildi.
O‘quvchining psixologik modeliga yo‘naltirilgan o‘qituvchi resurslarni sintez qilish
masalasi qo‘yildi. Ushbu yangi qo‘yilmada o‘quvchi tomonidan predmet sohaga oid
tushunchalarni samarali o‘zlashtirish uchun yetarli bo‘lgan o‘quv materiallarini tanlash tamoyillari
formal tarzda bayon etildi.
Predmet sohaga oid bilimlar modeli sifatida ontologiyalardan hamda o‘quvchining shaxsiy
xususiyatlarini hisobga oluvchi individual o‘qitish traektoriyasidan foydalanishga asoslangan
holda o‘quv materiallari va test topshiriqlarini shakllantirish jarayoni ishlab chiqildi.
5.Adabiyotlar.
1. Медведев Р.Е. Изоморфизм в онтологической модели знаний интеллектуальной
системы дистанционного обучения //Вестник РГРТУ. 2013. №45. С. 62-65.
2. Якубов, М. С. (2023). Таълим Тизимида Элeктрон Хужжат Айланишини
Такомиллаштириш Омиллари. Barqarorlik Va Yetakchi Tadqiqotlar Onlayn Ilmiy Jurnali, 3,
145-149.
3. Якубов, М. С. (2023). Таълим Соҳасида Электрон Ҳужжат Айланиш Тизимини
Жорий Этишнинг Ўзига Хос Хусусиятлари: Specific Characteristics Of The Implementation Of
The Electronic Document Circulation System In The Field Of Education. Молодой
специалист, 2, 45-53.
4. Бекмухаммедов, Б., & Тохтасинов, А. (2025). Разработка моделей дистанционного
обучения в системе непрерывного профессионального образования. yangi o ‘zbekiston, yangi
tadqiqotlar jurnali, 3(1), 99-105.
5. Бекмукхаммедов, Б. (2025). Artificial intelligence and machine learning technologies
in forming online education systems. Международный мультидисциплинарный журнал
исследований и разработок, 1(3), 230-235.
6. Leontyeva, I. A. (2018). Modern distance learning technologies in higher education:
Introduction problems. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education,
14(10), em1578. https://doi.org/10.29333/ejmste/92284.
7. Lytvynov, D. (2019). Distance education as a form of education organization.
Scientific Text, 84–87.
8. Bekmuxammedov, B. (2024). The Development Strategy And Importance Of Online
Education System. DTAI–2024, 1(DTAI), 436-439.
9. Якубов, М. С. (2024). Таълим Тизимида Электрон Хужжат Айланишини Ташкил
Этиш Тамойиллари. Pedagogs, 54, 113-118.
10. Якубов, М. С. (2024). Таълим Тизимида Структуралашган Маълумотлар
Алмашинувининг Ўзига Хос Ҳусусиятлари. Iqro Indexing, 8(2), 247-254.
72
DPI TEXNOLOGIYASI MISOLIDA TARMOQ XAVFSIZLIGI ALGORITMLARINI
TADQIQ QILISH
Ismoilov Azamat Parxatovich1, Akmuradov Baxtiyor Uralovich2
1
UMFT magistranti, a.ismoilov@gmail.com
2
UMFT, Kommunikatsiya va axborot texnologiyalar kafedrasi mudiri,
b.u.akmuradov@gmail.com
Annotatsiya. Mazkur ishda paketlarni chuqur tahlil qilish (Deep Packet Inspection)
texnologiyasi asosida telekommunikatsiya tarmoqlarida xavfsizlik algoritmlarini takomillashtirish
masalasi tadqiq etilgan. Ishda DPI texnologiyasining nazariy asoslari va axborot xavfsizligidagi
o‘rni yoritilib, tahdidlarni aniqlashda Naive Bayes hamda Support Vector Machine (SVM)
algoritmlarining qo‘llanilishi o‘rganilgan. Trafik atributlari tanlanib, modellar optimallashtirilgan
va eksperimental sinovlar orqali ularning aniqlik hamda samaradorligi baholangan.
Kalit so‘zlar: Deep Packet Inspection, algoritm, IoT, tarmoq xavfsizligi, mashinaviy
o‘qitish.
Аннотация: В данной работе исследуется задача совершенствования алгоритмов
безопасности в телекоммуникационных сетях на основе технологии глубокого анализа
пакетов (Deep Packet Inspection, DPI). Рассмотрены теоретические основы технологии DPI
и её роль в обеспечении информационной безопасности, а также изучено применение
алгоритмов Naive Bayes и Support Vector Machine (SVM) для выявления угроз. Проведён
отбор атрибутов сетевого трафика, выполнена оптимизация моделей и на основе
экспериментальных испытаний оценены их точность и эффективность.
Ключевые слова: Deep Packet Inspection, алгоритм, IoT, сетевая безопасность,
машинное обучение.
Abstract: This study investigates the improvement of security algorithms in
telecommunication networks based on Deep Packet Inspection (DPI) technology. The theoretical
foundations of DPI and its role in information security are discussed, and the application of Naive
Bayes and Support Vector Machine (SVM) algorithms for threat detection is examined. Traffic
features were selected, the models were optimized, and their accuracy and efficiency were
evaluated through experimental testing.
Keywords: Deep Packet Inspection, algorithm, IoT, network security, machine learning.
1.Kirish
Zamonaviy telekommunikatsiya tarmoqlarida ma’lumotlar oqimining hajmi, tezligi va
tarkibiy murakkabligi keskin ortib bormoqda. 5G va istiqboldagi 6G texnologiyalarining joriy
etilishi, “Internet of Things” qurilmalarining ommalashuvi, bulutli hisoblash xizmatlari, mobil
ilovalar hamda yuqori aniqlikdagi multimedia oqimlarining keng qo‘llanilishi tarmoq
infratuzilmasiga tushayotgan yuklamani sezilarli darajada oshirmoqda. Bunday sharoitda
tarmoqlarda shakllanayotgan trafik nafaqat hajm jihatidan katta, balki protokollar, xizmatlar va
ilovalar xilma-xilligi nuqtayi nazaridan ham murakkablashmoqda. Shu bilan birga, kiberxavfsizlik
tahdidlarining soni va ko‘lami ortib, zararli dasturlar, botnetlar, DDoS hujumlar, ma’lumotlarni
yashirin uzatish kanallari kabi xavf-xatarlar tobora murakkab va adaptiv tus olmoqda. An’anaviy
portga yoki sarlavha maydonlariga asoslangan aniqlash va filtrlash mexanizmlari ko‘plab
zamonaviy hujum turlarini aniqlashda yetarli darajada samarali emasligi amaliyotda
kuzatilmoqda. Ayniqsa, trafikning katta qismi shifrlangan protokollar orqali uzatilayotgan
sharoitda zararli faoliyatni aniqlash masalasi yanada dolzarblashmoqda.
73
Paketlarni chuqur tahlil qilishga asoslangan yondashuvlar tarmoqdagi ma’lumotlarni ko‘p
qatlamli darajada o‘rganish imkonini berib, tahdidlarni aniqlash jarayonini sifat jihatdan yangi
bosqichga olib chiqadi. Biroq bunday texnologiyalarni samarali qo‘llash uchun ularning asosida
ishlovchi xavfsizlik algoritmlarini ilmiy jihatdan takomillashtirish, hisoblash samaradorligini
oshirish va real vaqt rejimida ishlash imkoniyatini ta’minlash zarur. Statistik usullar, signatura
asosidagi mexanizmlar hamda mashinaviy o‘qitish yondashuvlarini uyg‘unlashtirish orqali
aniqlikni oshirish, noto‘g‘ri aniqlash ko‘rsatkichlarini kamaytirish va adaptiv xavfsizlik tizimlarini
yaratish imkoniyati mavjud. Shu bilan birga, shifrlangan trafik sharoitida metama’lumotlar va
oqim xususiyatlariga asoslangan tahlil usullarini rivojlantirish, hisoblash resurslaridan optimal
foydalanish hamda maxfiylik va huquqiy talablarni inobatga olish muhim ilmiy muammo bo‘lib
qolmoqda. Mazkur yo‘nalishdagi tadqiqotlar telekommunikatsiya infratuzilmasining barqaror
ishlashini ta’minlash, xizmat sifati va axborot xavfsizligini oshirish hamda milliy kiberxavfsizlik
salohiyatini mustahkamlash nuqtayi nazaridan alohida ahamiyat kasb etadi.
2.Adabiyotlar tahlili
Ilmiy tadqiqotlar telekommunikatsiya tarmoqlari xavfsizligi va paketlarni chuqur tahlil
qilish yo‘nalishida nazariy hamda amaliy yondashuvlarning izchil rivojlanishini namoyon etadi.
Xususan, Sahami va hammualliflar Bayes ehtimollik nazariyasiga asoslangan spam filtrlash
modelini taklif etib, probabilistik yondashuv DPI tizimlarida boshlang‘ich filtr sifatida samarali
qo‘llanishi mumkinligini isbotlagan[1]. Nguyen va Armitage esa mashinaviy o‘qitish asosidagi
trafik tasniflash usullarini tizimli tahlil qilib, DPI yondashuvi an’anaviy port va signatura
usullariga nisbatan yuqori aniqlik berishini ko‘rsatgan[2]. Shu bilan birga, Kim, Lee va Kim
tomonidan taklif etilgan gibrid IDS modeli anomaliya va signatura asosidagi algoritmlarni
birlashtirib, noto‘g‘ri musbat aniqlashlarni kamaytirishga erishgan[3].
Chuqur o‘rganish asosidagi yondashuvlar ham mazkur yo‘nalishda muhim o‘rin egallaydi.
Conti va hammualliflar CNN va RNN modellarini DPI bilan integratsiya qilib, murakkab trafik
naqshlarini aniqlashda yuqori samaradorlikka erishgan[4]. Zhang va Chen SVM algoritmiga
asoslangan IDS modelini ishlab chiqib, zararli trafikni aniqlash aniqligini oshirganini
ko‘rsatgan[5]. Shuningdek, Shbair va Francois shifrlangan trafikni mashinaviy o‘qitish yordamida
tahlil qilish mumkinligini asoslab bergan bo‘lsa, Xu, Zhang va Zawoad real vaqt sharoitida
anomaliyalarni aniqlash imkoniyatlarini ilmiy jihatdan tasdiqlagan[6,7].
Nazariy va konseptual yondashuvlar nuqtayi nazaridan Anderson tarmoq xavfsizligi
muhandisligi konsepsiyasini ishlab chiqib, DPIni ishonchli tizimlar qurishda muhim komponent
sifatida talqin etgan. Conti va Gangwal DPI algoritmlarining evolyutsiyasini sharhlab, signatura
asosidan sun’iy intellektga asoslangan adaptiv tizimlarga o‘tish jarayonini ko‘rsatgan[11].
Dehghantanha va Choo esa DPIni sun’iy intellekt va blokcheyn texnologiyalari bilan integratsiya
qilish istiqbollarini tahlil qilgan[12]. Bundan tashqari, Wang va Zhu CNN asosidagi model
yordamida yuqori aniqlikka ega zararli trafik aniqlash algoritmini ishlab chiqqan, Xu va Li esa
transformer modellarining shifrlangan trafikni aniqlashdagi ustunligini ko‘rsatgan[18].
DPI asosida abonentlarni tahlil qilish metodoloiyasi
So‘nggi yillarda global internet trafigining jadal sur’atlarda ortib borishi va
foydalanuvchilar tomonidan turli xil tarmoq xizmatlaridan faol foydalanilishi telekommunikatsiya
operatorlari va tarmoq administratorlari oldiga yangi vazifalarni qo‘ymoqda. Xususan, tarmoq
resurslarini samarali boshqarish, xizmat sifatini (QoS) ta’minlash, abonentlarning xulq-atvorini
chuqur tushunish hamda tarmoqdagi g‘ayrioddiy va zararli faoliyatlarni o‘z vaqtida aniqlash
dolzarb muammolardan biri hisoblanadi. Ushbu muammolarni hal etishda tarmoq trafigini
an’anaviy sarlavha darajasida tahlil qilish ko‘plab holatlarda yetarli bo‘lmay qolmoqda.
Shu nuqtai nazardan, Deep Packet Inspection (DPI) texnologiyasi tarmoq trafigini yanada
chuqurroq o‘rganish imkonini beruvchi muhim vosita sifatida qaraladi. DPI texnologiyasi
74
paketlarning nafaqat sarlavha qismini, balki foydali yuk qismini ham tahlil qilish orqali tarmoqda
uzatilayotgan ilovalar, xizmatlar va foydalanuvchi faoliyati haqida batafsil axborot olish imkonini
beradi. Natijada tarmoq operatorlari abonentlarning real foydalanish xususiyatlarini aniqlashi,
trafikni xizmat toifalari bo‘yicha guruhlashlari va tarmoq siyosatlarini yanada aniqroq
shakllantirishlari mumkin bo‘ladi.
Zamonaviy tarmoqlarda foydalanuvchilar sonining ortishi va xizmatlar xilma-xilligining
kengayishi tarmoqda uzatilayotgan ma’lumotlar hajmining sezilarli darajada ko‘payishiga olib
kelmoqda. Bu esa tarmoqni qo‘lda boshqarish va an’anaviy statistik usullar yordamida tahlil
qilishni murakkablashtiradi. Shu sababli tarmoq trafigini avtomatik ravishda tahlil qilish va
tasniflash uchun mashinaviy o‘qitish usullarini joriy etish zarurati yuzaga kelmoqda[16].
Mazkur tadqiqotda tarmoq abonentlarining xulq-atvorini o‘rganish maqsadida DPI
texnologiyasi asosida shakllantirilgan ma’lumotlar to‘plamidan foydalaniladi. Abonentlar tarmoq
xizmatlaridan foydalanuvchi shaxslar yoki foydalanuvchilar guruhi sifatida qaraladi va ularning
tarmoqdan foydalanish xususiyatlari DPI orqali olinadigan turli atributlar yordamida ifodalanadi.
Ushbu atributlar asosida mashinaviy o‘qitish algoritmlarini qo‘llash orqali abonentlarni xizmat
toifalari bo‘yicha tasniflash hamda ularning kelajakdagi xatti-harakatlarini bashorat qilish
imkoniyati yaratiladi.
Tadqiqotning asosiy maqsadi DPI ma’lumotlari asosida tarmoq abonentlarini chuqur tahlil
qilish va ansambl mashinaviy o‘qitish usullarining ushbu masaladagi samaradorligini baholashdan
iborat. Olingan natijalar tarmoq operatorlariga foydalanuvchi ehtiyojlarini yaxshiroq tushunish,
xizmatlarni optimallashtirish va tarmoq xavfsizligini oshirishda amaliy yordam berishi kutiladi.
Ushbu tadqiqot ishida zamonaviy kompyuter tarmoqlarida abonentlarning xulq-atvorini
chuqur va tizimli o‘rganish maqsadida Deep Packet Inspection (DPI) texnologiyasi asosida
maxsus ma’lumotlar to‘plamini shakllantirish masalasi ko‘rib chiqiladi. Tadqiqot doirasida DPI
yordamida real tarmoq muhitidan yig‘ilgan ma’lumotlar asosida abonentlarning tarmoqdan
foydalanish xususiyatlarini ifodalovchi muhim atributlar ajratib olinadi hamda ushbu atributlar
mashinaviy o‘qitish algoritmlarini qo‘llash uchun tayyorlanadi. Shuningdek, olingan natijalarni
baholash va ishonchliligini tekshirish maqsadida DPI asosida shakllantirilgan ma’lumotlar
to‘plami UGRansome kabi keng tarqalgan ochiq ma’lumotlar to‘plami bilan taqqoslanadi[19].
Mazkur ishda abonent tushunchasi tarmoq xizmatlaridan foydalanayotgan yoki tarmoqqa
ulanish imkoniyatiga ega bo‘lgan alohida shaxs yoki foydalanuvchilar guruhini anglatadi. DPI
asosida ajratilgan xususiyatlar abonentlarning tarmoqdagi faoliyatini, jumladan trafik hajmi,
xizmat turlari, paketlar intensivligi va foydalanish davriyligini tavsiflaydi. Ushbu xususiyatlar
abonentning tarmoqdan foydalanish holatini modellashtirish va uning xizmatlarga bo‘lgan
qiziqishini aniqlash imkonini beradi. Tadqiqotda ushbu ma’lumotlar asosida ansambl mashinaviy
o‘qitish yondashuvi joriy etilib, u abonentlarning tarmoqdagi xizmat toifalarini bashorat qilish
vazifasini samarali bajarishga yo‘naltirilgan.
Ansambl o‘qitish usullarini qo‘llash natijasida DPI ma’lumotlar to‘plami asosida amalga
oshirilgan tasniflash va bashoratlash jarayoni juda yuqori aniqlik ko‘rsatkichlarini namoyish etgan
bo‘lib, eksperimental natijalarga ko‘ra model 100% aniqlik darajasiga erishgan. Ushbu holat DPI
texnologiyasi va mashinaviy o‘qitish algoritmlarining integratsiyasi abonent xulq-atvorini
aniqlash va xizmatlarni toifalashda yuqori samaradorlikka ega ekanligini ko‘rsatadi[20].
Tadqiqot natijalariga ko‘ra, kelgusi yillarda tarmoq trafigida veb xizmatlari va oqimli
xizmatlar (streaming) toifalari ustunlik qilishi kutilmoqda. Xususan, Netflix, Facebook va
YouTube kabi platformalar abonentlar tomonidan eng ko‘p foydalaniladigan xizmatlar sifatida
shakllanishi bashorat qilinadi. Ushbu xulosalar tarmoq resurslarini rejalashtirish, xizmat sifatini
boshqarish va xavfsizlik siyosatlarini ishlab chiqishda muhim amaliy ahamiyat kasb etadi.
75
1-rasm. DPI asosida abonentlarni tahlil qilish metodoloiyasi
Umuman olganda, mazkur tadqiqot tarmoqdagi faol abonentlarning o‘ziga xos xulqatvorini chuqurroq anglash, yangi va noma’lum tarmoq anomaliyalarini aniqlash hamda
mashinaviy o‘qitishga asoslangan zamonaviy DPI tizimlarini loyihalash va takomillashtirish
uchun mustahkam ilmiy va amaliy asos yaratadi.
Mazkur tadqiqotda tarmoq abonentlarining xulq-atvorini chuqur tahlil qilish va ularni
xizmat toifalari bo‘yicha tasniflash maqsadida Deep Packet Inspection (DPI) ma’lumotlariga
asoslangan metodologiya taklif etiladi. Taklif etilgan yondashuv bir nechta ketma-ket
bosqichlardan iborat bo‘lib, ular ma’lumotlarni yig‘ish, oldindan qayta ishlash, xususiyatlarni
tanlash, mashinaviy o‘qitish modellarini qo‘llash hamda natijalarni baholash jarayonlarini o‘z
ichiga oladi[10].
Dastlab, real tarmoq muhitida DPI texnologiyasi yordamida trafik ma’lumotlari yig‘iladi.
Ushbu bosqichda paketlarning sarlavha va foydali yuk qismlaridan abonent faoliyatini ifodalovchi
turli atributlar ajratib olinadi. Olingan ma’lumotlar abonentlarning tarmoq xizmatlaridan
76
foydalanish xususiyatlarini aks ettiruvchi maxsus DPI ma’lumotlar to‘plamini shakllantirish uchun
asos bo‘lib xizmat qiladi. Ma’lumotlar to‘plamida xizmat nomlari, xizmat toifalari, trafik hajmi,
paketlar soni, IP manzillar hamda boshqa statistik ko‘rsatkichlar mavjud bo‘ladi.
Atributlar guruhi
Identifikatsion
atributlar
Vaqt va sessiya
atributlari
Hajm va trafik
xususiyatlari
Ilova va xizmat
atributlari
QoS va ustuvorlik
atributlari
1-jadval. DPI asosida yig‘iladigan atributlar tasnifi
Qatlam Ilmiy izoh (abonent faoliyati bilan
Atribut nomi
(OSI)
bog‘liqligi)
Abonent yoki qurilmaning
Manba IP manzili
L3
tarmoqdagi manbasini aniqlaydi
Abonent murojaat qilayotgan server
Manzil IP manzili
L3
yoki xizmatni ko‘rsatadi
Abonent tomondagi ilova yoki
Manba porti
L4
servis identifikatori
Xizmat yoki ilova turini aniqlash
Manzil porti
L4
(HTTP, HTTPS, FTP va h.k.)
TCP/UDP asosida xizmat
Protokol turi
L4
xususiyatlarini farqlash
Abonentning xizmatdan foydalanish
Sessiya davomiyligi
L4–L7
intensivligini ko‘rsatadi
Abonent faoliyatining hajmiy
Paketlar soni
L3–L4
ko‘rsatkichi
Oqim boshlanish va
L4
Faollik vaqt oralig‘ini aniqlash
tugash vaqti
Paketlar orasidagi
Xulq-atvor va xizmat turini bilvosita
L4
vaqt (IAT)
ifodalaydi
Ovoz, video yoki ma’lumotlar
Paket hajmi
L2–L4
trafiki farqlanadi
Umumiy trafik hajmi
Abonent iste’mol qilgan resurs
L3–L4
(bytes)
miqdori
Kiruvchi/chiquvchi
Abonent roli
L3
trafik nisbati
(iste’molchi/jo‘natuvchi) aniqlanadi
Trafik dinamikasi va yuklama
Oqim intensivligi
L4
darajasi
Abonent foydalangan aniq ilova
Xizmat nomi
L7
(YouTube, Netflix va b.)
Web, streaming, gaming, file
Xizmat toifasi
L7
transfer
HTTP, HTTPS, DNS, FTP, SIP va
Protokol nomi
L7
boshqalar
Uzatilayotgan ma’lumot tabiatini
Kontent turi (MIME)
L7
aniqlash
DSCP qiymati
L3
Paketning tarmoqdagi ustuvorligi
Trafik sinfi (DiffServ)
L3
QoS siyosatini qo‘llash uchun asos
Real vaqt xizmatlari sifatini
Kechikish (delay)
L4
baholash
Jitter
L4
Ovoz/video xizmatlar barqarorligi
Paket yo‘qotilishi
L3–L4
Tarmoq sifati va abonent tajribasi
Trafik yo‘nalishi
L3
Ichki/tashqi yoki ingress/egress
77
Xavfsizlik
xulq-atvor
atributlari
va
Noodatiy paket
naqshlari
Sessiya takrorlanish
chastotasi
Aloqa grafigi
xususiyatlari
L4–L7
L4
L3–L7
Anomaliya va potentsial tahdidlarni
aniqlash
Bot yoki avtomatlashtirilgan faoliyat
belgisi
Abonentning tarmoqdagi
munosabatlar tuzilmasi
Keyingi bosqichda ma’lumotlar oldindan qayta ishlanadi. Bu jarayonda yetishmayotgan
yoki takroriy qiymatlar bartaraf etiladi, atributlar normallashtiriladi va tahlil uchun yaroqli
ko‘rinishga keltiriladi. Oldindan qayta ishlash bosqichi mashinaviy o‘qitish modellarining
barqaror va aniq ishlashini ta’minlashda muhim ahamiyatga ega.
DPI asosida yig‘ilgan real tarmoq ma’lumotlari ko‘pincha to‘liq va mukammal bo‘lmaydi.
Paketlarni ushlab olish jarayonida ayrim atributlar texnik sabablar tufayli yozilmasligi yoki bir xil
oqim bir necha marta qayd etilishi mumkin. Shu sababli dastlabki bosqichda ma’lumotlar sifati
tekshiriladi.
Yetishmayotgan qiymatlar, masalan, manzil porti, xizmat nomi yoki DSCP qiymati mavjud
bo‘lmagan yozuvlar aniqlanadi. Bunday holatlar statistik usullar yordamida to‘ldiriladi (o‘rtacha,
median qiymat bilan) yoki tahlil natijalariga salbiy ta’sir ko‘rsatishi mumkin bo‘lgan yozuvlar
butunlay olib tashlanadi. Takroriy yozuvlar esa bir xil IP manzillar, portlar va vaqt belgilariga ega
bo‘lgan oqimlar asosida aniqlanib, faqat bitta nusxasi qoldiriladi. Bu jarayon modelni noto‘g‘ri
o‘qitilishidan va ma’lumotlar og‘ishidan (bias) himoya qiladi.
DPI ma’lumotlarida turli atributlar o‘lchov birliklari va qiymatlar diapazoniga ega bo‘ladi.
Masalan, paket hajmi baytlarda o‘lchanadi, sessiya davomiyligi soniyalarda ifodalanadi, paketlar
soni esa butun sonlar ko‘rinishida bo‘ladi. Ushbu atributlarni bevosita mashinaviy o‘qitish
algoritmlariga uzatish modelning ayrim atributlarga haddan tashqari ustunlik berishiga olib kelishi
mumkin[8].
Shu sababli atributlar yagona miqyosga keltiriladi. Bunda min–max normallashtirish,
standartlashtirish (z-score) yoki logarifmik o‘zgartirish kabi usullar qo‘llaniladi. Natijada barcha
atributlar bir xil ahamiyatda ko‘rib chiqiladi va algoritmlar ular orasidagi haqiqiy bog‘liqlikni
samaraliroq o‘rganadi.
Ushbu bosqichda ma’lumotlar mashinaviy o‘qitish modellariga mos formatga o‘tkaziladi.
Masalan, xizmat nomlari yoki protokol turlari kabi kategoriyaviy atributlar sonli qiymatlarga
kodlanadi (label encoding yoki one-hot encoding). Shuningdek, vaqtga bog‘liq atributlardan yangi
hosila xususiyatlar (feature engineering) ajratib olinadi, masalan, o‘rtacha paket hajmi, oqim
intensivligi yoki kiruvchi va chiquvchi trafik nisbati.
Bundan tashqari, DPI ma’lumotlari oqim yoki sessiya darajasida agregatsiya qilinib, paket
darajasidagi shovqin kamaytiriladi. Natijada modelga uzatiladigan ma’lumotlar ixcham, semantik
jihatdan boy va statistik jihatdan barqaror holatga keltiriladi.
Ma’lumotlarni oldindan qayta ishlash jarayoni DPI asosida yig‘ilgan xom trafik
ma’lumotlarini tozalash, normallashtirish va semantik jihatdan boyitish orqali ularni mashinaviy
va chuqur o‘rganish algoritmlari uchun ishonchli va samarali kirish ma’lumotlariga aylantirishni
ta’minlaydi. Ushbu bosqich keyingi tasniflash va bashoratlash jarayonlarining aniqligi va
barqarorligini belgilovchi hal qiluvchi omil hisoblanadi.
Shundan so‘ng, abonentlarni tasniflash va bashorat qilish uchun ansambl mashinaviy
o‘qitish yondashuvi qo‘llaniladi. Ansambl yondashuvi bir nechta klassik mashinaviy o‘qitish
algoritmlarining kombinatsiyasiga asoslanib, yakka modelga nisbatan yuqoriroq aniqlik va
ishonchlilikni ta’minlashga xizmat qiladi.
78
Mashinaviy o‘qitish algoritmlarini tanlash va tavsiflash
Zamonaviy axborot-kommunikatsiya tizimlarida katta hajmdagi ma’lumotlarni tezkor va
aniq tahlil qilish zarurati mashinaviy o‘qitish algoritmlarining keng qo‘llanilishiga olib kelmoqda.
Ayniqsa, tasniflash va regressiya masalalarida samarali ishlovchi statistik hamda matematik
modellar tarmoq xavfsizligi, trafikni boshqarish va abonent xulq-atvorini aniqlash kabi sohalarda
muhim ahamiyat kasb etadi. Shu nuqtai nazardan, Naive Bayes va Support Vector Machine (SVM)
algoritmlari nazariy asoslanganligi, amaliy samaradorligi va turli sohalarda muvaffaqiyatli
qo‘llanilishi bilan ajralib turadi.
Naive Bayes algoritmi ehtimollik nazariyasiga asoslangan bo‘lib, Bayes teoremasi orqali
obyektning ma’lum bir sinfga tegishliligini baholaydi. U xususiyatlar o‘zaro mustaqil degan
soddalashtirilgan farazga tayansa-da, katta hajmdagi ma’lumotlar bilan ishlashda tezkorligi va
barqarorligi bilan ajralib turadi. Shu sababli ushbu algoritm real vaqt rejimidagi tizimlarda,
jumladan, tarmoq trafigini tezkor tasniflash va DPI asosidagi monitoring jarayonlarida keng
qo‘llaniladi.
Support Vector Machine algoritmi esa maksimal chegara (maximum margin) tamoyiliga
asoslangan bo‘lib, sinflarni ajratuvchi optimal gipertekislikni aniqlashga qaratilgan. SVM ayniqsa
murakkab va chiziqli bo‘lmagan ma’lumotlar fazosida yuqori aniqlik ko‘rsatadi hamda kernel
funksiyalari yordamida yuqori o‘lchamli fazolarda samarali ishlash imkonini beradi. Ushbu
algoritm shovqinli va murakkab strukturaga ega ma’lumotlar to‘plamlarida barqaror natija berishi
bilan tavsiflanadi.
Tadqiqotda, xususan, Naive Bayes va Support Vector Machine (SVM) algoritmlarining
kombinatsiyasi tanlanib, ularning natijalari birgalikda baholanadi. Ushbu algoritmlar DPI
ma’lumotlari asosida abonentlarning xizmat toifalarini aniqlash uchun o‘qitiladi[13].
Naive Bayes algoritmi - bu ehtimollik nazariyasiga, aniqrog‘i Bayes teoremasiga
asoslangan nazoratli mashinaviy o‘qitish algoritmi bo‘lib, asosan tasniflash (classification)
masalalarida qo‘llaniladi. Algoritmning asosiy g‘oyasi shundan iboratki, obyekt ma’lum bir sinfga
tegishli bo‘lish ehtimoli uning xususiyatlari (feature’lari) asosida hisoblanadi.
Ilmiy nuqtai nazardan, Naive Bayes algoritmi “sodda (naive)” deb atalishining sababi
shundaki, u barcha xususiyatlar bir-biridan mustaqil (independent) deb faraz qiladi. Amalda bu
faraz ko‘pincha to‘liq bajarilmasada, algoritm ko‘plab real masalalarda yuqori samaradorlikni
namoyish etadi.
Matematik jihatdan algoritm quyidagi Bayes formulasi asosida ishlaydi:
(1)
bu yerda:
C - sinf (class),
X - obyektning xususiyatlar to‘plami,
P(C) - sinfning aprior ehtimoli,
P(X∣C) - xususiyatlarning berilgan sinf ostidagi ehtimoli.
Naive Bayes algoritmi ushbu ehtimollarni o‘quv ma’lumotlari asosida hisoblaydi va eng
katta ehtimollikka ega bo‘lgan sinfni natija sifatida tanlaydi.
Amaliyotda Naive Bayes algoritmining bir nechta keng tarqalgan turlari mavjud:
Gaussian Naive Bayes - uzluksiz (continuous) sonli ma’lumotlar uchun,
Multinomial Naive Bayes - diskret sanaladigan qiymatlar (masalan, so‘zlar soni) uchun,
Bernoulli Naive Bayes - ikkilik (0/1) xususiyatlar uchun.
Naive Bayes algoritmi hisoblash jihatidan juda tez, kam resurs talab qiladi va katta
hajmdagi ma’lumotlar bilan samarali ishlaydi. Shu sababli u tarmoq trafigini tasniflash, DPI
79
tizimlari, spam aniqlash, matn klassifikatsiyasi va anomaliya aniqlash kabi sohalarda keng
qo‘llaniladi.
Support Vector Machine (SVM) - bu nazoratli mashinaviy o‘qitish algoritmi bo‘lib, asosan
tasniflash (classification) va regressiya (regression) masalalarida qo‘llaniladi. SVM algoritmining
asosiy g‘oyasi - ma’lumotlar sinflarini eng katta ajratuvchi chegara (maximum margin) bilan
ajratib turuvchi optimal gipertekislikni (hyperplane) topishdan iborat.
Ilmiy jihatdan SVM sinflar orasidagi chegarani shunday tanlaydiki, ushbu chegara bilan
eng yaqin nuqtalar (ular support vectors deb ataladi) orasidagi masofa maksimal bo‘lsin. Aynan
shu nuqtalar model qarorini belgilovchi asosiy elementlar hisoblanadi. Bu yondashuv SVM’ni
shovqinli va murakkab ma’lumotlar bilan ishlashda barqaror qiladi.
Matematik ko‘rinishda SVM quyidagi optimallashtirish masalasini yechadi: u xususiyatlar
fazosida w⋅x+b=0 ko‘rinishidagi gipertekislikni topadi, bunda sinflar uchun cheklovlar kiritiladi
va chegara (margin) maksimal qilinadi. Agar ma’lumotlar chiziqli ajraladigan bo‘lsa, SVM
to‘g‘ridan-to‘g‘ri ishlaydi; aks holda kernel usuli orqali ma’lumotlar yuqori o‘lchamli fazoga
proyeksiya qilinadi.
SVM algoritmining muhim afzalliklaridan biri - kernel funksiyalari yordamida murakkab,
chiziqli bo‘lmagan chegaralarni ham samarali o‘rganish imkoniyatidir. Amaliyotda keng
qo‘llaniladigan kernel turlari quyidagilar:
Linear kernel - chiziqli ajraladigan ma’lumotlar uchun,
Polynomial kernel - ko‘p hadli bog‘liqliklar uchun,
RBF (Gaussian) kernel - eng keng tarqalgan, murakkab naqshlar uchun,
Sigmoid kernel - neyron tarmoqlarga o‘xshash xatti-harakat beradi.
SVM algoritmi yuqori aniqligi bilan ajralib turadi, ayniqsa o‘lchamlari katta, ammo
namunalari nisbatan kam bo‘lgan ma’lumotlar to‘plamlarida samarali ishlaydi. Shu bilan birga, u
parametrlarni (C, kernel parametrlari) to‘g‘ri sozlashni talab qiladi, aks holda hisoblash
murakkabligi oshishi mumkin[15].
Amaliy jihatdan SVM tarmoq trafigini tasniflash, DPI tizimlari, spam va zararli trafikni
aniqlash, tasvir va matn klassifikatsiyasi, shuningdek bioinformatika kabi ko‘plab sohalarda keng
qo‘llaniladi.
Quyida tasniflash (classification) va regressiya (regression) masalalarida qo‘llaniladigan
Naive Bayes, Support Vector Machine (SVM) va boshqa keng tarqalgan algoritmlarning
xususiyatlari bo‘yicha qiyosiy tahlil jadvali keltirilgan.
2-jadval.Mashinaviy o‘qitish algoritmlarining qiyosiy tahlili
Algoritm
Xususiyatlarga
bog‘liqlik
Hisoblash
murakkabligi
Aniqlik
DPI / tarmoq trafigida
qo‘llanishi
Naive Bayes
Past
Juda past
O‘rtacha–
yuqori
Trafikni tezkor tasniflash,
DPI, spam aniqlash
Yuqori
Yuqori
Yuqori
Trafik klassifikatsiyasi,
anomaliya aniqlash
O‘rtacha
Past
O‘rtacha
Oddiy trafik va QoS tasnifi
Decision Tree
O‘rtacha
O‘rtacha
O‘rtacha
Random Forest
O‘rtacha
Yuqori
Yuqori
Support Vector
Machine
(SVM)
Logistic
Regression
80
Trafik siyosatlari va qaror
qabul qilish
DPI, DSCP tasnifi,
xavfsizlik
k-NN
Linear
Regression
Neural
Network
(MLP)
Yuqori
Yuqori
(testda)
O‘rtacha
Kichik trafik to‘plamlarida
Yuqori
Past
O‘rtacha
Trafik yuklamasini
bashorat qilish
Past (avtomatik)
Juda yuqori
Yuqori
Murakkab DPI va
shifrlangan trafik
Naive Bayes tezkor va resurs tejamkor bo‘lib, real vaqt rejimidagi DPI va katta trafik
oqimlari uchun qulay. SVM yuqori aniqlik talab etiladigan, ammo ma’lumotlar hajmi cheklangan
muhitlarda samarali. Ansambl algoritmlar (Random Forest) barqarorlik va aniqlik jihatidan DPI
va xavfsizlik tizimlarida eng ko‘p qo‘llaniladi. Neyron tarmoqlar murakkab va shifrlangan trafikni
aniqlashda ustun bo‘lsa-da, resurs talabi va tushuntirilish darajasi past[14].
Modelni o‘qitish jarayonida ma’lumotlar to‘plami trening va test qismlariga ajratiladi.
Trening ma’lumotlari yordamida model o‘rganiladi, test ma’lumotlari esa modelning umumlashuv
qobiliyatini baholash uchun qo‘llaniladi. Tasniflash natijalari aniqlik (accuracy), aniqlik darajasi
(precision), qamrov (recall) va F1-ko‘rsatkich kabi standart metrikalar asosida baholanadi.
3.Amaliy tajribalarni tashkil etish va natijalarni muhokamasi
Modelni o‘qitishda ma’lumotlar to‘plamini trening (training) va test (testing) qismlariga
ajratishdan asosiy maqsad - ishlab chiqilgan mashinaviy yoki chuqur o‘rganish modelining faqat
ko‘rilgan ma’lumotlarga moslashib qolmasdan, balki ilgari uchramagan yangi trafik holatlarida
ham to‘g‘ri ishlash qobiliyatini baholashdir. Trening qismida model DPI asosida ajratilgan
atributlar va ularning haqiqiy yorliqlari (masalan, xizmat toifasi yoki DSCP sinfi) o‘rtasidagi
bog‘liqlikni o‘rganadi, test qismida esa ushbu o‘rganilgan bilimlarning umumlashuv darajasi
tekshiriladi[9].
Amaliyotda DPI ma’lumotlar to‘plami odatda 70/30, 80/20 yoki 75/25 nisbatlarda
bo‘linadi. Masalan, 100 000 ta DPI yozuvdan iborat datasetda 80 000 tasi trening, 20 000 tasi test
uchun ajratiladi. Ajratish jarayoni tasodifiy (random split) yoki stratifikatsiyalangan (stratified
split) usulda amalga oshiriladi. Stratifikatsiyalangan ajratish, ayniqsa, DSCP sinflari yoki xizmat
toifalari nomutanosib bo‘lgan holatlarda muhim bo‘lib, har bir sinfning trening va test qismlarida
mutanosib saqlanishini ta’minlaydi.
Trening jarayoni qanday muhitda o‘tkaziladi
Modelni o‘qitish jarayoni odatda dasturiy hisoblash muhitida amalga oshiriladi.
Tadqiqotlarda ko‘p hollarda quyidagi muhitlardan biri tanlanadi:
Operatsion tizim: Linux (Ubuntu 20.04/22.04) yoki Windows 10/11
Dasturlash muhiti: Python (3.8–3.11)
Kutubxonalar:
scikit-learn (klassik ML uchun)
TensorFlow / Keras yoki PyTorch (DL modellari uchun)
Ma’lumotlar bilan ishlash: pandas, numpy
Vizualizatsiya: matplotlib, seaborn
Ushbu muhitlar DPI asosidagi katta hajmdagi trafik ma’lumotlarini qayta ishlash va
modelni takrorlanadigan tarzda o‘qitish imkonini beradi.
Modelning turiga qarab ishlatiladigan qurilmalar farqlanadi:
Klassik ML modellari (Random Forest, SVM, Naive Bayes)
⎯
Qurilma: Oddiy ish stansiya yoki server
⎯
Protsessor: Intel Core i5/i7 yoki Xeon (4–16 yadro)
81