Projekti / Programi
Vzporedni in porazdeljeni sistemi
01. januar 1999
- 31. december 2003
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.07.00 |
Tehnika |
Računalništvo in informatika |
|
Koda |
Veda |
Področje |
P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
P175 |
Naravoslovno-matematične vede |
Informatika, teorija sistemov |
B110 |
Biomedicinske vede |
Bioinformatika, medicinska informatika, biomatematika, biometrija |
T180 |
Tehnološke vede |
Telekomunikacijsko inženirstvo |
T111 |
Tehnološke vede |
Upodabljanje, obdelava podob |
vzporedni računalniki, računalniški postopki, porazdeljeni sistemi, varni info-sistemi, računalniške simulacije, digitalni komunikacijski sistemi, biomedicinska informatika, vzporedna molekularna dinamika.
Raziskovalci (6)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
03302 |
dr. Viktor Avbelj |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
203 |
2. |
11915 |
dr. Igor Benko |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
22 |
3. |
06897 |
Tomaž Krištofelc |
|
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
6 |
4. |
21555 |
dr. Marjan Šterk |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
69 |
5. |
11077 |
dr. Denis Trček |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
323 |
6. |
06875 |
dr. Roman Trobec |
Računalništvo in informatika |
Vodja |
2001 - 2003 |
469 |
Organizacije (1)
št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
91.599 |
Povzetek
Vzporedne računalniške postopke uporabljamo za obdelavo velikih količin podatkov, kjer želimo hitre ali sprotne rezultate. Razvoj vzporednih tehnologij omogoča, da lahko simuliramo dogajanja ali poskuse v naravi, ki jih zaradi zahtevnosti ne moremo simulirati z navadnimi računalniki. Računalniško simulacijo uporabimo tudi, če poskusi zahtevajo prevelika finančna sredstva ali pa so zaradi svoje ekološke oporečnosti nevarni za človeštvo. V okviru predlaganega programa bomo raziskovali vpliv različnih načinov komunikacije na časovno zahtevnost vzporednih računalniških postopkov. V informacijskih sistemih bomo za zagotavljanje varovanja podatkov razvijali učinkovite kriptografske protokole ter metode za njihovo formalno verifikacijo. Pravilnost rezultatov in uporabnost našega raziskovalnega dela bomo preverili z vzporednimi računalniškimi programi na različnih področjih uporabe.Danes se tržni delež specializiranih računalniških arhitektur manjša, povečuje pa se vloga delovnih postaj, ki so povezane s hitrimi komunikacijskimi mrežami. Zato se vzporedno procesiranje širi na vsa področja človekovega delovanja tako v državnih ustanovah kot v industriji. Z vse večjo razvejanostjo Interneta se povečuje tudi delež programske opreme za porazdeljeno procesiranje. Uspešni proizvajalci vzporednih računalnikov uporabljajo standardne gradnike (delovne postaje, mikroprocesorje, DSP procesorje in LANe) v želji, da bi dosegli čim boljše lastnosti ob čim nižji ceni. Število raziskovalcev in drugih strokovnjakov, ki se ukvarjajo z vzporednim procesiranjem, se povečuje, njihova glavna cilja pa sta praktična uporabnost in učinkovitost vzporednih računalnikov. Ob tem pa različne oblike obdelave velikih količin informacij kot so slike, prostorski modeli, umetna inteligenca, finančni sistemi in podobno ali simulacije dogajanj v naravi zahtevajo vedno zmogljivejše računalnike. Naše teoretsko delo bo usmerjeno na raziskave novih vzporednih postopkov, komunikacijskih topologij in zanesljive ter varne komunikacije. Podrobneje bomo raziskali nove regularne dvodimenzionalne mreže s poljubnim številom neposrednih sosednih vozlišč, ki imajo obetavne lastnosti za pošiljanje sporočil (routing) in majhno povprečno razdaljo med vozlišči. Časovna zahtevnost vzporednih postopkov je tesno povezana z uporabljenimi principi komuniciranja in zmogljivostjo povezovalne mreže. Z uravnoteženjem vzporednega računanja in komuniciranja bomo poskušali najti boljše in hitrejše praktične rešitve. Razvijali bomo tudi uporabne metode za varne informacijske protokole, ki pokrivajo širok spekter, od zagotavljanja človekove zasebnosti do varnosti in zanesljivosti digitalnih porazdeljenih sistemov. Z dosedanjimi delom smo že dokazali koristnost simulacij v medicini in kemiji. Opravili smo tudi začetne analize lastnosti regularnih mrež. Sodelovali smo pri izvedbi pilotskih projektov, ki so zahtevali varnost komunikacije. Te izkušnje bodo podlaga za naše prihodnje delo na naštetih področjih.
Pomen za razvoj znanosti
Predlagani raziskovalni program bo prispeval nove temeljne teoretične rezultate na področju vzporednega procesiranja in zagotavljanja varnosti v komunikacijskih sistemih. Raziskave bomo usmerili na vzporedne postopke in na medprocesorsko komunikacijo. Nove teoretične izsledke pričakujemo predvsem na področjih vzporednih postopkov, analize zahtevnosti, obvladovanja procesorskih ali komunikacijskih napak in na področjih javne varnostne infrastrukture. Teoretična dognanja in postopke bomo zasnovali tako, da bodo našli čim širšo možnost uporabe.Neposredne praktične rezultate, zanimive tudi v svetovnem smislu, pričakujemo na dveh področjih, ki zahtevata računsko intenzivne metode: prenos toplote v medicini ter gibanje molekul in atomov v kemiji. Z novimi prijemi v vzporednem procesiranju bomo povečali naš prispevek k računalniški simulaciji v medicini in tako pripomogli k izbiri najprimernejših medicinskih postopkov. Pri molekularni dinamiki pa bo moč s pomočjo novih postopkov bolje spoznati kemične lastnosti večjih množic molekul. Zaenkrat namreč lahko simuliramo le časovna razdobja, ki trajajo nekaj nanosekund. Z uporabo vzporednih računalniških postopkov pa bi se dolžina teh razdobij lahko znatno povečala.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalne rezultate bomo sprotno predstavljali na delovnih srečanjih, znanstvenih konferencah in razstavah. Glavne dosežke bomo objavljali v najpomembnejših revijah na našem raziskovalnem področju in s tem predstavljali Slovenijo kot državo, ki prispeva pomemben delež v svetovno zakladnico znanja. Na področju računalniških simulacij pričakujemo, da bomo lahko izvajali računsko zahtevne simulacije naravnih pojavov, ki jih ni moč raziskovati samo s poskusi. S simulacijo ohlajanja srca v medicini bomo pripomogli k še boljšemu uspehu srčnih operacij. Skupaj s srčnimi kirurgi in kardiologi na KC Ljubljana in Bolnišnici Maribor bomo raziskali in ocenili posamezne postopke ohlajevanja srca. Z mnogokanalnim EKGjem bomo z omenjenima ustanovama in s sodelavci z univerze v Salt Lake City-ju uveljavili metodo za natančnejše določevanja miokardne ishemije ter obdelavo in interpretacijo električnih signalov srca.Z raziskovalci s Kemijskega inštituta bomo uporabljali nove vzporedne postopke na področju molekularne dinamike za spoznavanje lastnosti večjih množic molekul in atomov ter s tem prispevali k napredku naše industrije. Področje zagotavljana varnosti v porazdeljenih sistemih je zaradi splošne digitalizacije eden ključnih strateških vidikov vsake države. Konkretna uporabnost raziskovalnih rezultatov se je že pokazala npr. na projektu zdravstvene kartice Zavoda za zdravstveno zavarovanje RS, v prihodnje pa načrtujemo še naše sodelovanje na novih zahtevnejših nalogah.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo