Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Vzporedni in porazdeljeni sistemi

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.07.00  Tehnika  Računalništvo in informatika   

Koda Veda Področje
P170  Naravoslovno-matematične vede  Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola 

Koda Veda Področje
1.02  Naravoslovne vede  Računalništvo in informatika 
Ključne besede
algoritmi, vzporedno in porazdeljeno računanje, računalniško omrežje, komunikacija, analiza podatkov, numerična analiza, brezmrežna metoda, EKG, računalniški vid, heterogene arhitekture, PDE, podatki v toku, računalniška izvedba, mobilno zdravje, hierarhična obdelava, sprotna analiza.
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
7.625,89
A''
766,03
A'
3.164,22
A1/2
4.059,27
CI10
5.958
CImax
1.001
h10
35
A1
25,65
A3
5,73
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan 18. julij 2024; A3 za obdobje 2018-2022
Podatki za razpise ARIS ( 04.04.2019 - Programski razpis , arhiv )
Baza Povezani zapisi Citati Čisti citati Povprečje čistih citatov
WoS  415  6.269  5.513  13,28 
Scopus  586  8.085  6.890  11,76 
Raziskovalci (27)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  03302  dr. Viktor Avbelj  Sistemi in kibernetika  Upokojeni raziskovalec  2020 - 2024  203 
2.  56048  Viktor Cvrtila  Matematika  Tehnični sodelavec  2021 - 2022 
3.  23400  dr. Uroš Čibej  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  73 
4.  26454  dr. Matjaž Depolli  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  100 
5.  18188  dr. Tomaž Dobravec  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  136 
6.  52909  Mitja Jančič  Računalništvo in informatika  Tehnični sodelavec  2020 - 2024  25 
7.  09454  dr. Monika Kapus Kolar  Računalništvo in informatika  Upokojeni raziskovalec  2020 - 2024  174 
8.  56457  Andrej Kolar-Požun  Računalništvo in informatika  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  11 
9.  28366  dr. Gregor Kosec  Računalništvo in informatika  Vodja  2020 - 2024  170 
10.  06856  dr. Stanislav Kovačič  Sistemi in kibernetika  Upokojeni raziskovalec  2020 - 2024  390 
11.  58275  Yannick Kuhar  Računalništvo in informatika  Mladi raziskovalec  2023 - 2024 
12.  05389  dr. Andrej Lipej  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2020 - 2024  160 
13.  58411  dr. Maciej Grzegorz Matyka  Fizika  Raziskovalec  2023 - 2024  30 
14.  22475  dr. Jurij Mihelič  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  144 
15.  56456  Nika Mlinarič Hribar  Računalništvo in informatika  Tehnični sodelavec  2023 - 2024 
16.  55176  dr. Sebastijan Mrak  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2021 - 2023  26 
17.  50843  Jon Natanael Muhovič  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2022 - 2024  24 
18.  20183  dr. Boštjan Murovec  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2020 - 2024  211 
19.  21310  dr. Janez Perš  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2020 - 2024  244 
20.  32441  dr. Aleksandra Rashkovska Koceva  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  82 
21.  04646  dr. Borut Robič  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  292 
22.  54704  Miha Rot  Računalništvo in informatika  Mladi raziskovalec  2020 - 2024  19 
23.  53133  dr. Rituraj Singh  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 
24.  50509  dr. Jure Slak  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2021  56 
25.  12766  dr. Boštjan Slivnik  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2024  157 
26.  39080  dr. Filip Strniša  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2022 - 2024  24 
27.  06875  dr. Roman Trobec  Računalništvo in informatika  Upokojeni raziskovalec  2020 - 2024  469 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.936 
2.  1538  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko  Ljubljana  1626965  28.009 
3.  1539  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za računalništvo in informatiko  Ljubljana  1627023  16.696 
Povzetek
Raziskovalne teme programske skupine zajemajo predvsem reševanje računsko intenzivnih problemov in problemov, za katere je računanje porazdeljeno po heterogenih računalniških arhitekturah. V ta namen naše aktivnosti temeljijo na razvoju algoritmov, ki so potrebni na različnih področjih, recimo za numerične simulacije, večkriterijske optimizacije, analize velikih količin podatkov, teorijo grafov in računalniški vid, pri čemer si prizadevamo razviti algoritme, ki so prilagojeni za izvedbo na sodobnih arhitekturah za čim boljše izkoriščanje računalnikov. Razen na temeljne raziskave na področju računalništva se osredotočamo še na raziskave na dveh bolj specifičnih področjih. Prvo je numerična analiza. V raziskovalnem programu nas še posebej zanima numerična analiza problemov, ki jih opisujejo parcialne diferencialne enačbe (PDE). Predvsem nas zanima razvoj lokalnih postopkov reševanja PDE, ki so že po naravi primerni za vzporedno izvajanje. Eden od izzivov, ki jih obravnavamo, je izvedba stabilnega koordinat-prostega rešitvenega postopka za splošni problem PDE v kompleksnem n-dimenzionalnem prostoru. Drugi poudarek naših raziskav je analiza masovnih podatkov v toku. Naša programska skupina se osredotoča na sprotno obdelavo takih podatkov, recimo na pridobivanje bioloških podatkov in njihovo analizo v spremljanju vitalnih znakov in na video analizo v računalniškem vidu. Trenutno se osredotočamo na hierarhično porazdeljeno obdelavo, natančneje na računalništvo na robu, pri katerem se na podatkih v toku uporablja več procesorjev z različno zmogljivostjo. Na primer, nizko zmogljivi procesorji obravnavajo neobdelane podatkovne tokove v bližini točk zajema, od njih pa se obogateni podatki v vse manjših količinah prenašajo k višjim ravnem obdelave na bolj oddaljenih, a močnejših procesorjih. Poslanstvo našega programa je tudi prenos tehnologij. Trenutno sta naši ciljni področji pametna industrija in biomedicina, izbrani zaradi našega dolgoročnega raziskovalnega sodelovanja s sorodnimi ustanovami. Poleg prenosov tehnologij so med rezultati programa tudi razvoj človeških virov in, kar je najpomembnejše, znanstvene publikacije.
Pomen za razvoj znanosti
Pomen računalnikov je nedvomen. Dandanes predstavljajo osnovno opremo na večini tehničnih in raziskovalnih področij ter orodje za izvedbo računsko zahtevnih nalog, kot so izvajanje procesov v industriji, telekomunikacijah in v prometu, uporaba v medicini, farmaciji in drugih panogah ter pri raziskavah na vseh področjih delovanja človeka. Zahtevnost opravil, ki jih rešujemo z računalniki, zelo hitro narašča, saj potrebujemo vse bolj natančne in zanesljive računske rezultate in napovedi. Pogosto je zelo pomembna tudi hitra časovna odzivnost. Posledično imajo računalniški sistemi vse več gradnikov, računalniški algoritmi postajajo vse bolj napredni in njihovo izvajanje dražje, tako s finančnega kot s časovnega in navsezadnje tudi z ekološkega vidika.  Že v prvem desetletju 21. stoletja z obstoječo tehnologijo in kjub vedno manjšim dimenzijam osnovnih elementov na čipih ni bilo več mogoče bistveno povečevati hitrosti delovanja procesnih enot. Računsko moč je bilo mogoče znatno povečevati le s povečanjem števila procesnih enot, bodisi z več procesorji na enem čipu, z več računskimi jedri, s procesorskimi pospeševalniki ali z medsebojno povezanimi računalniki – računalniškimi skupki. Tu ne smemo spregledati, da se energija, ki je potrebna za delovanje vzporednih sistemov, povečuje s številom gradnikov in zato tako imenovani Moorov zakon o podvojitvi zmogljivosti na dve leti lahko danes še drži le z znatnim povečevanjem potrebne električne energije. Vendar dodajanje procesnih enot ne reši problema samo po sebi.  Vzporedno izvajanje programa je pogosto omejeno s hitrostjo komunikacije med procesnimi enotami in z izkoriščenimi možnostmi za zasnovo vzporednih algoritmov, saj vsak del programske kode, ki ga ni mogoče zapisati vzporedno, postane ozko grlo za vzporedno izvajanje. Po drugi strani postaja pereč okoljski in finančni problem tudi prekomerna poraba energije masivno paralelnih računalnikov. Zato je potrebno najti postopke za učinkovitejšo izrabo sodelujočih računalniških virov s poglobljenim znanjem na področjih računalniških algoritmov in arhitektur, protokolov komuniciranja, dostopa do skupnih virov, odkrivanja napak in ostalih sorodnih tematik, ki so osrednje teme predlaganih raziskav. Na podlagi tovrstnih znanj lahko dosegamo nove preboje na področju računalništva, s čimer bistveno skrajšamo računske čase in zmanjšamo porabo energije. Predlagani raziskovalni program prispeva nove temeljne teoretske rezultate na področju vzporednega in porazdeljenega procesiranja podatkov. Raziskave bomo usmerili na vzporedne postopke, metode in okolja za njihov razvoj ter na povečanje zmogljivosti in učinkovitosti procesiranja in komunikacije. Nove teoretične izsledke pričakujemo predvsem na področjih razvoja novih vzporednih postopkov in simulacijskih modelov, analize zahtevnosti in obvladovanja procesorskih in komunikacijskih virov. Razvijali bomo nove metode za učinkovitejše programiranje, modeliranje, standardizacijo in uporabo porazdeljenih sistemov. Raziskave protokolov za obravnavo skupnih spremenljivk in sodelovanja pri izvajanju skupnih nalog bodo prispevale k integraciji in standardizaciji ter tako pomembno vplivale na uporabo prihodnjih informacijskih storitev. Teoretična dognanja in postopke bomo zasnovali tako, da bodo našli čim širšo možnost uporabe. Neposredne praktične rezultate, pomembne tudi v svetovnem merilu, pričakujemo na industrijskih in ekonomskih področjih, ki zahtevajo računsko intenzivne metode za reševanje parcialnih diferencialnih enačb in drugih numeričnih problemov ter problemov kombinatorične optimizacije. Nadaljevali bomo z že preverjenimi računalniškimi simulacijami biomedicinskih sistemov ter s tehnološkimi simulacijami za industrijo. Metode in postopke bomo praktično preskušali na našem eksperimentalnem računalniškem skupku s 144 procesorskimi jedri modularno povezovalno topologijo, na vzporednih računalnikih naših akademskih sodelavcev (Melbourne, Grenoble, Salzburg, Cardiff, Luksemburg, Gent)
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave vzporednih in porazdeljenih sistemov so temeljne za družbeno-ekonomski razvoj tako Slovenije kot tudi EU in drugih naprednih držav, ki postavljajo razvoj informacijsko-komunikacijskih tehnologij (IKT) in visoko zmogljivega račuananja (HPC) na strateški nivo. Razlogov za to je več. V Sloveniji deluje veliko podjetij, ki se morajo prilagajati na vse bolj zapletene tehnološke zahteve na svetovnem trgu. Danes je najoptimalnejši način razvoja in ovrednotenja novih izdelkov s pomočjo eksperimentalne izdelave. Praviloma je tak pristop drag in dolgotrajen in zato si ga večina naših podjetij ne more privoščiti. Poleg tega so eksperimenti pogosto omejeni z drago merilno opremo. Druga možnost je uporaba ustreznega numeričnega modeliranja. Dobro preizkušene in potrjene simulacije lahko zagotovijo podroben vpogled v delovanje naprav ali samega procesa izdelave. Simulacije v kombinaciji z optimizacijskimi tehnikami lahko močno pomagajo inženirjem izboljšati tehnološke procese izdelave in tudi samih izdelkov. Ključno vlogo za učinkovito izvajanje takih simulacij imajo vzporedni računalniški sistemi. Primer dobre prakse uporabe vzporednega računalništva v industriji je tehnološka inovacija "Sistem za mobilno spremljanje vitalnih fiziološki parametrov zdravstvenega stanja ter konteksta okolja", ki ponuja odgovore na nekatera pereča vprašanja financiranja javne zdravstvene blagajne v Sloveniji in v EU. Inovacija je sestavljena iz majhnega brezžičnega telesnega senzorja ter programske opreme na njem, programske opreme na osebni mobilni enoti in programske opreme na varovanem računalniškem strežniku ali v računalniškem oblaku. Delovanje celotnega sistema usklajujejo inovativni algoritmi in metodologije. Končni cilj je sočasno sprotno spremljanje zdravstvenega stanja tisočev uporabnikov in učinkovita podpora zdravstvenemu osebju. Razvoj takšnega sistema je možen na podlagi poglobljenih znanj s področja porazdeljenih računalnikov. Poleg neposrednih industrijskih aplikacij je vzporedno računalništvo pomembno tudi za operativne službe. Februarja 2014 je silovit žledolom povzročil na energetskem prenosnem omrežju za 8.5 milijonov EUR škode. V sodelovanju z Elektro Inštitutom Milan Vidmar in Agencijo RS za okolje smo za slovenskega prenosnega operaterja razvili računski model za napovedovanje nastajanja žleda na daljnovodnih vodnikih (DTRi). Rezultati so bili obetajoči, zato se je naročnik odločil, da sistem DTRi postavi tudi v operativno okolje, kjer pa ključno vlogo igra hiter odziv sistema. Brez naprednih vzporednih algoritmov takega sistema ne bi mogli zgraditi, saj bi bili računski časi predolgi oziroma natančnost izračunov prenizka. Dodaten vidik uporabnosti predlaganega programa so priložnosti, ki jih Sloveniji prinaša poznavanje in zmožnost upravljanja ter programiranja vzporednih in porazdeljenih računalnikov. Slovenija ima zaradi razvite informacijsko-komunikacijske infrastrukture in svoje strateške lege dobre pogoje, da s kakovostnim raziskovalnim in razvojnim delom dobi pomembnejše mesto na tem področju. Naše dosedanje raziskave potrjujejo ta vidik. Že pred leti smo vzpostavili medinstitucijsko testno računalniško omrežje (Grid) in razvili okolje aplikacij za manjša podjetja. Danes se ta pobuda nadaljuje z računalništvom v oblaku (Cloud) in paradigmo "vse kot servis", jutri bomo zasledovali enako strategijo, morda le z novo terminologijo. Vsak sodoben osebni računalnik, telefon ali tablica vsebuje več vzporednih sodelujočih računalnikov, ki jih je treba znati učinkovito uporabljati. Ker so omejitve in razdalje med ljudmi vse manjše, posebej če njihovo delo sloni na trženju znanja, je predlagana tematika velik izziv za izobraževalni sistem in hkrati tudi velika priložnost za mlade in inovativne kadre.  Predlagani program ponuja neposredne rezultate in priložnosti tudi na področju medicine, ki že sprejema informacijsko tehnologijo za svojo zaveznico. Z raziskovalnimi rezultati, pridobljenimi v sodelovanju z medicinskimi st
Zgodovina ogledov
Priljubljeno