Метод та програмне забезпечення оптимізації вебінтерфейсу користувача на основі WebAssembly
| dc.contributor.advisor | Люшенко, Леся Анатоліївна | |
| dc.contributor.author | Солуян, Олександр Анатолійович | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-13T12:26:36Z | |
| dc.date.available | 2025-10-13T12:26:36Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description.abstract | Актуальність теми. Сучасні вебзастосунки дедалі частішевиступають платформами для виконання складних обчислювальнихзавдань, що вимагає від них високої продуктивності та ефективності.Традиційні засоби реалізації, зокрема мова JavaScript, мають обмеженняушвидкодії, що стає критичним у випадках ресурсомісткихобчислень.Технологія WebAssembly відкриває нові можливості для прискорення виконання коду в браузері, забезпечуючи рівень продуктивності, близькийдо нативного. Однак використання WebAssembly потребує відповідноїметодології для прийняття рішень щодо доцільності компіляції тавиконання коду у цьому форматі. У зв'язку з цим розробленняметодутапрограмного забезпечення, що дозволяють автоматизувати процесвиборуоптимального середовища виконання й максимально продуктивновикористовувати можливості WebAssembly у вебзастосунках, єактуальною та важливою задачею для підвищення загальноїпродуктивності сучасних вебтехнологій. Об’єктом дослідження є процес розроблення висопродуктивнихвебзастосунків на основі WebAssembly. Предметом дослідження є методи та програмні засобирозробленнявисопродуктивних вебзастосунків на основі WebAssembly. Мета дослідження: розробка способу та програмного забезпеченняна основі WebAssembly для підвищення продуктивності окремихчисельних функцій у вебзастосунку. Методи дослідження. У роботі використовуються методианалізутасинтезу, експерименту, спостереження, вимірювання та порівняння. Наукова новизна роботи полягає у наступному: упершезапропоновано метод автоматизованого вибору цільового середовищавиконання для чисельних функцій на основі аналізу C-коду, щоґрунтується на поєднанні статичного аналізу AST та емпіричного тестування, який дозволяє компілювати функції у JavaScript абоWebAssembly залежно від продуктивності, та забезпечує приріст швидкодіїна 30-40 % у функціях з високими обчислювальними навантаженнями. Практична цінність отриманих результатів роботи полягаєвтому,що запропонований метод може бути безпосередньо впровадженийуреальні проєкти веброзробки, де є потреба в обробці ресурсомісткихобчислень зі збільшенням продуктивності. Апробація роботи. Основні положення та результатироботибулипредставлені та обговорювались на XVII науковій конференціїмагістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг»–ПМК-2024 (Київ, 20- 22 листопада 2024 р.) та опубліковані у збірникутездоповідей (С. 164-169). Окрім того, підготовлено та опубліковано науковустаттюуфаховому журналі: Люшенко Л.А., Солуян О.А Дослідження можливостейвикористання WebAssembly для розробки високопродуктивногокодуувебдодатках // Системні технології Том 3 №158(2025),https://journals.nmetau.edu.ua/index.php/st/article/view/2026. ISSN2707-7977Online.Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складаєтьсязвступу, чотирьох розділів, висновків та додатків. У вступі надано загальну характеристику роботи, виконанооцінкусучасного стану проблеми створення високопродуктивних вебзастосунків,обґрунтовано актуальність використання WebAssembly якзасобупідвищення продуктивності, сформульовано мету та задачі дослідження,визначено наукову новизну отриманих результатів і практичнуцінністьроботи, а також наведено відомості про апробацію результатів. У першому розділі детально розглянуто предметнуобласть,проведено аналіз сучасних підходів до оптимізації вебзастосунків,виявлено їхні переваги та недоліки, що дало змогу сформулюватинауковузадачу дослідження. Другий розділ присвячено детальному обґрунтуваннютаописузапропонованого способу автоматизованого вибору цільової платформи(WebAssembly або JavaScript) для виконання функцій. Виконаноаналізкритеріїв доцільності використання WebAssembly, описаноідеютаметодологію розробленого способу. У третьому розділі представлено проєктування та реалізаціюпрограмного забезпечення, що втілює запропонований спосіб. Визначенофункціональні та нефункціональні вимоги, обґрунтовановибірінструментів розроблення, спроєктовано архітектуру та реалізованокомпоненти програмного продукту. Четвертий розділ присвячено оцінці ефективності розробленогоспособу та програмного забезпечення. Проведено експериментальнідослідження, у яких проаналізовано продуктивність виконанняфункційуWebAssembly та JavaScript, а також зроблено висновки щододоцільностізастосування кожного підходу. У висновках наводиться короткий підсумок роботи. У додатках наведено копії ілюстративних матеріалівтакодуствореного програмного забезпечення. Робота виконана на 170 аркушах, містить 3 додатки та посиланнянасписок використаних літературних джерел з 39 найменувань. Уроботінаведено 11 рисунків та 9 таблиць. Ключові слова: WebAssembly, JavaScript, вебзастосунки,продуктивність, чисельні обчислення, підвищення швидкодії. | |
| dc.description.abstractother | Theme urgency. Modern web applications increasinglyserveasplatforms for executing complex computational tasks, which demandshighperformance and efficiency. Traditional implementation tools, suchasJavaScript, have inherent performance limitations, which become critical inresource-intensive scenarios. The WebAssembly technology opensnewopportunities for accelerating code execution in browsers, deliveringperformance levels close to native execution. However, efficient useofWebAssembly requires appropriate tools and methodologies for decidingwhether code compilation and execution in this format are justified. Therefore,developing a method and software capable of automating the processofselecting the optimal execution environment and maximizingtheuseofWebAssembly in web applications is a relevant and important taskaimedatenhancing the overall performance of modern web technologies. Object of research is the process of developing high-performancewebapplications based on WebAssembly. Subject of research is methods and software approaches for developinghigh-performance web applications based on WebAssembly. Research objective. To develop a method and software basedonWebAssembly for increasing the performance of individual numerical functionsin web applications. Research methods. The study employs methods of analysis andsynthesis,experimentation, observation, measurement, and comparison. The scientific novelty of the work lies in the following: for thefirst time,a method for the automated selection of the target execution environment fornumerical functions based on C code analysis is proposed. This methodcombines static AST analysis with empirical testing, enabling functionstobecompiled into either JavaScript or WebAssembly depending on performance. Itprovides a 30- 40% performance gain for functions with high computationalloads. The practical value of the obtained results lies in the fact that theproposed method can be directly integrated into real-world web developmentprojects where resource-intensive computations need to be processedwithimproved performance. Approbation. The main results and findings of this work werepresentedand discussed at the XVII Scientific Conference UndergraduateandPostgraduate Students "Applied Mathematics and Computer Science"–PMK-2024 (Kyiv, November 20–22, 2024) and published in the proceedings (p. 164-169). In addition, a scientific article was prepared and publishedinaprofessional journal: Lyushenko L.A., Soluian O. A. Research of WebAssemblyusage for high-performance code development in web applications // SystemTechnologies. Vol. 3 No. 158 (2025), https://journals.nmetau.edu.ua/index.php/st/article/view/2026. ISSN 2707-7977 Online. Structure and content of the thesis. The master's thesis consistsofanintroduction, four chapters, conclusions, and appendices. The introduction provides the general characteristics of the work, assessesthe current state of the problem of developing high-performancewebapplications, substantiates the relevance of WebAssembly as a performance-enhancing tool, formulates the research objectives and tasks, highlightsthescientific novelty and practical significance of the work, andpresentsinformation about the validation of results. In the first chapter, the research area is explored in detail, currentapproaches to optimizing web applications are analyzed, their advantagesandlimitations are identified, and the scientific problem is formulated. The second chapter is dedicated to a detailed justification anddescriptionof the proposed method for automated selection of the target platform(WebAssembly or JavaScript) for function execution. It also analyzesthe criteria for the applicability of WebAssembly and presents the concept andmethodology of the developed approach. The third chapter of the paper covers the design and implementationofthe software that realizes the proposed method. It defines functional andnon-functional requirements, justifies the choice of development tools, designsthe software architecture, and describes its main components. The fourth chapter evaluates the efficiency of the developedmethodandsoftware. Experimental studies were conducted to analyze the performanceoffunctions executed via WebAssembly and JavaScript, and conclusionsweremade regarding the advisability of each approach. The conclusions provideabrief summary of the work. The appendices contain illustrative materials and source codeofthedeveloped software. The thesis comprises 170 pages, includes 3 appendices, and references39sources. It contains 11 figures and 9 tables. Keywords: WebAssembly, JavaScript, web applications, performance,numerical calculations, speed optimization. | |
| dc.format.extent | 170 с. | |
| dc.identifier.citation | Солуян, О. А. Метод та програмне забезпечення оптимізації вебінтерфейсу користувача на основі WebAssembly : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Солуян Олександр Анатолійович. – Київ, 2025. – 170 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/76791 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | інженерія програмного забезпечення | |
| dc.subject | WebAssembly | |
| dc.subject | JavaScript | |
| dc.subject | вебзастосунки | |
| dc.subject | продуктивність | |
| dc.subject | чисельні обчислення | |
| dc.subject | підвищення швидкодії | |
| dc.subject.udc | 004.43: 004.054 | |
| dc.title | Метод та програмне забезпечення оптимізації вебінтерфейсу користувача на основі WebAssembly | |
| dc.type | Master Thesis |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Soluian_magistr.pdf
- Розмір:
- 7.43 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: