Projekti / Programi
Vzporedni in porazdeljeni sistemi
01. januar 2009
- 31. december 2013
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.07.00 |
Tehnika |
Računalništvo in informatika |
|
| 2.08.00 |
Tehnika |
Telekomunikacije |
|
| 1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
| 3.06.00 |
Medicina |
Srce in ožilje |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P175 |
Naravoslovno-matematične vede |
Informatika, teorija sistemov |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
vzporedni računalniki, porazdeljeni sistemi, računalniške mreže, gruče, postopki, avtonomni in GRID sistemi, informacijski sistemi, formalne metode, procesna algebra, varnostni protokoli, obvladovanje zaupanja, računalniške simulacije, biomedicinska informatika, biomeritve
Raziskovalci (27)
Organizacije (3)
Povzetek
Vzporedno in porazdeljeno delovanje omogoča povečanje računalniške zmogljivosti ter združevanje in izkoriščanje obstoječih računalniških sistemov. Nadaljnji razvoj informacijskih tehnologij sloni v veliki meri na povezovanju računalnikov v mreže in skupke, ki bodo delovali na avtonomen način, prilagodljivo, zanesljivo in varno. Predlagane raziskave bomo usmerili v zasnovo in razvoj novih in učinkovitih postopkov za komuniciranje, porazdeljeno računanje in obdelave ter zajemanje in hranjenje podatkov. Raziskovali bomo sintezo porazdeljenih protokolov in njihovo formalno potrditev, kakor tudi nove vzporedne postopke, komunikacijske topologije in zanesljive ter varne komunikacije. V skupini sodelujejo poleg raziskovalcev s področja računalništva tudi raziskovalci iz področja medicine, telekomunikacij in industrije. Preskušali bomo načine za učinkovito uporabo vzporednih in porazdeljenih sistemov pri računsko zahtevnih računalniških simulacijah, v elektronskem poslovanju in pri učenju na daljavo.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program prispeva nove temeljne teoretične rezultate na področju vzporednega in porazdeljenega procesiranja, saj raziskujemo na področju "znanstvenega računanja", torej uporabe zmogljivih računalnikov za podporo znanosti. Raziskave so usmerjene v razvoj in izvedbo vzporednih programov in komunikacijo med procesorji. Nekatere raziskovalne rezultate smo že dosegli in objavili, kot na primer razvoj in uporaba nemrežnih numeričnih metod za vzporedno reševanje PDE, metod za analizo dinamike gibanja objektov na sceni, aplikacij na področju bioinformatike in medicine itd. Nove teoretične izsledke pričakujemo predvsem na področjih razvoja novih vzporednih postopkov in analize računske in komunikacijske zahtevnosti ter na področjih zahtevnega računanja in obdelave biosignalov. Razvijamo tudi nove metode za učinkovitejše modeliranje, standardizacijo in uporabo porazdeljenih sistemov. Raziskave protokolov v porazdeljenih diskretnih sistemih prispevajo k integraciji in standardizaciji in imajo zato pomemben vpliv na raziskave prihodnjih informacijskih storitev. Teoretična dognanja in postopke bomo zasnovali tako, da bodo našli čim širšo možnost uporabe. Neposredne praktične rezultate, zanimive tudi v svetovnem smislu, pričakujemo na področjih, ki za odkrivanje novih spoznanj zahtevajo računsko intenzivne, numerične metode za reševanje PDE, računalniške simulacije ter kombinatorične optimizacije (problemi razmeščanja, podvajanja, celoštevilski polinomski minimax problem ipd.). Nove postopke praktično preskušamo na našem računalniškem skupku Sokoli, omrežju PlanetLab (katerega član smo), EU računalniškemu skupku Grid500 (v okviru projektov COST-ComplexHPC), ter vzporednih računalnikih naših akademskih (Melbourne, Grenoble, Salzburg) in gospodarskih (Turboinštitut, Lj., Waegener, Belgija) partnerjev, za katere izvajamo dva večja uporabna projekta za optimizacijo porabe energije v HPC in meritve vpliva krioterapije na človeka. Dobljene rezultate publiciramo v uglednih mednarodnih revijah. Zaradi neposrednega prenosa znanja smo se povezovali z raziskovalci s področja medicine, s katerimi razvijamo nove modele za računalniško simulacijo na zmogljivih računalnikih in s tem prispevamo k osebni obravnavi pacientov in k izbiri njim najprimernejših medicinskih postopkov.
Pomen za razvoj Slovenije
Neposredni pomen raziskav porazdeljenih sistemov je v tem, da omogočajo in pospešujejo razvoj Slovenije- gospodarstva in državnih služb - ker omogočajo različnim računalniškim aplikacijam dostop do velikih množic podatkov in mrežnih resursov. Porazdeljeni sistemi omogočajo boljšo izrabo preteklih investicij v omrežja. Računsko intenzivni problemi postanejo v praksi bolj obvladljivi z boljšim poznavanjem teoretskih osnov vzporednega in porazdeljenega računanja. Na ta način lahko rešujemo večje in zahtevnejše probleme, ki so bližje modelom realnih dogajanj. Slovenija ima zaradi dobro razvite informacijsko-komunikacijske infrastrukture dobre pogoje, da z raziskovalnim in razvojnim delom pridobi pomembnejše mesto na tem področju. Uporabnost naših dosedanjih raziskav s tega področja je razvidna iz trenutnega pregleda glavnih smeri razvoja računalništva in IKT v svetu. Najpomembnejši medij postaja internet, tudi za industrijsko uporabo, ena najpomembnejših panog gospodarstva pa je računalništvo, katerega poznavanje je ključno za izvedbo skoraj vsakega današnjega projekta. V naši skupini smo že pred tem trendom spoznali, v katero smer se razvijajo računalniški sistemi. Že pred petimi leti smo postavili prvi medinstitucijski testni GRID in razvili okolje in primere aplikacij, ki bi jih lahko uporabljala manjša podjetja, da bi izkoristila neizrabljene IKT vire. Razvijamo naprave in module za povezovanje podatkovnih virov, senzorske mreže in obdelave video informacij. Prispevamo k razvoju omrežnega računanja, gospodarne porabe energije in možnosti za izvedbo projektov z veliko dodano vrednostjo, ki morajo biti vedno podprti z zmogljivo računalniško simulacijo. S sodelavci iz medicine razvijamo in preizkušamo postopke za učinkovitejše zdravljenje in preprečevanje nevarnih bolezni, predvsem na področjih nevrologije in kardiologije. Izpopolnjujemo naprave za merjenje biosignalov, ki so nujno potrebne za razvijanje novih diagnostičnih postopkov. Pridobljeno znanje bomo prenašali v prakso na primer na področju e-medicine in učinkovitejše porabe energije. Poleg omenjenega imajo naše raziskave tudi posredni pomen za razvoj in uveljavitev Slovenije. Raziskovalne rezultate sprotno predstavljamo na delovnih srečanjih, znanstvenih konferencah in razstavah. Glavne dosežke objavljamo v najpomembnejših revijah na našem raziskovalnem področju in s tem predstavljamo Slovenijo kot državo, ki prispeva pomemben delež v svetovno zakladnico znanja. Sodelujemo tudi na mednarodnih projektih in pri organizaciji mednarodnih konferenc in letnih šol. Velik posreden pomen vidimo tudi v uvajanju novih visokošolskih programov na UL, od koder prihaja novi del naše programske skupine. Z raziskovalnim delom v programski skupini bomo prispevali k dvigu kvalitete pedagoških programov s področja naših raziskav. Vzporedno in porazdeljeno računanje, ki je poglavitni predmet naših raziskav, pomeni dolgoročno tehnološko potrebo računalniško-informacijske sfere v industriji in državnih službah. Iz rešenih problemov se zaradi novih podmen rojevajo novi problemi, ki jim je treba neprestano iskati rešitve. Potrebno je slediti hitremu razvoju informacijskih komunikacijskih tehnologij, če hočemo enakopravno sodelovati v raziskavah in razvoju. Z razvojem računalniških in mrežnih tehnologij se povečuje tehnološki razvoj tudi na drugih področjih. Na področju računalniških simulacij pričakujemo, da bomo lahko izvajali računsko zahtevne simulacije naravnih in informacijsko-tehnoloških pojavov, ki jih ni moč raziskovati samo s poskusi. Na področju reševanja računsko zelo zahtevnih problemov uvajamo uporabo novih vzporednih in porazdeljenih postopkov, npr. naključnost, nedoločenost, zgledovanje po naravnih pojavih, in s tem prispevamo k splošnemu razvoju računalniške stroke. Prispevamo k povečanju konkurenčnosti naše industrije in k novim spoznanjem ter izboljšani diagnostiki v medicini.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
