Проблеми розробки ефективних комп’ютерних технологій (КТ) перебувають у центрі уваги науковців та практиків усіх розвинених країн світу. Стало очевидно, що КТ дають можливість на порядок (а інколи - й більше) підвищити ефективність розв’язання різноманітних задач - у сфері державного управління, дослідження Світового океану й космосу, вивчення проблем екології, біології, медицини, економіки, військової справи, проектування складних об’єктів, захисту інформації в системах тощо. Їх повсюдне впровадження - необхідна умова розвитку сучасного інформаційного суспільства.
Основними елементами сучасних КТ є їх «м’яка» і «тверда» складові. Під «твердою» частиною КТ розуміють технічну й технологічну їх основу (комп’ютери, комп’ютерні комплекси, системи передачі даних та інші технічні засоби), на якій практично реалізується процес розв’язання всіляких задач із допомогою «м’якої» частини, тобто програмного забезпечення комп’ютерів і їх систем. Обидві ці частини важливі і доповнюють одна одну. Якщо в розробці «м’якої» складової частини українські кібернетики завжди були на передових позиціях у світі, то цього не можна сказати про «тверду» частину, бо її розробка потребує надто великих коштів. Сьогодні НАН України чи Міністерство освіти, науки, молоді і спорту не можуть за рахунок свого бюджету забезпечити розробку суперкомп’ютерів і їх систем (ідеться про сотні мільйонів гривень). Міжнародний досвід показує, що для потужного розвитку КТ потрібне цільове виділення коштів із бюджету держави. Розвиток цієї галузі президенти Росії та США зараховують до завдань національного пріоритету. Петафлопсний діапазон (швидкість виконання операцій комп’ютером) - 1015 операцій/сек. - США вже подолали і прямують до екзафлопсного - 1018 операцій/сек. У Росії є програма розвитку високопродуктивних обчислень «СКІФ-Грід» і кілька федеральних програм зі щорічним бюджетним фінансуванням понад 5 млрд. рублів. Заплановано довести сукупну обчислювальну потужність російських суперкомп’ютерів до 20000 терафлопс (20х1015) (терафлопс - швидкість виконання комп’ютером 1012 операцій/сек.). Наприкінці 2010 р. почали працювати кластери «Ломоносов» (МДУ ім. Ломоносова) із продуктивністю понад 500 терафлопс і К-100 (Інститут прикладної математики ім. М.Келдиша РАН) - 100 терафлопс. Для довідки: сумарна пікова продуктивність кластерів Українського національного ґріду не перевищує 27 терафлопс.
За таблицею рейтингів наявних у світі суперкомп’ютерів ТОР-500, півсотні найпотужніших комп’ютерів мають Китай, США, Японія, Франція, Німеччина, Росія, Південна Корея, Бразилія, Саудівська Аравія, Швейцарія, Канада, Індія. Комп’ютер «Ломоносов» посідає 17-те місце в цій таблиці, а перше - китайський Tianhe-1A, за ним іде американський Cray XT5 Jaguar. У аналогічному рейтингу країн СНД (ТОР-50) з 2007 р. Україну представляють СКІТ-3 і кластер НТУУ «КПІ», які спочатку входили до першої п’ятірки у таблиці. Проте скоро Україна, швидше за все, перестане потрапляти до цього рейтингу, внаслідок чого наукові інститути України і виші майже втратять шанси вигравати тендери за міжнародними науково-технічними програмами та матимуть обмежені можливості розв’язання складних задач.
Чому це відбувається? Причина одна - недостатнє фінансування з бюджету. Для удосконалення комплексу СКІТ-3, скажімо, потрібно довести його потужність до 200–250 терафлопс із перспективою модернізації до 400–500 терафлопс, - і це здатні зробити протягом одного року фахівці Інституту кібернетики. Сумарна вартість проекту - 50 млн. грн., тоді орієнтовна тривалість експлуатації оновленого комп’ютера становила б понад п’ять років.
Варто нагадати, що не тільки розробка суперкомп’ютера потребує значних фінансових витрат. Щоденна експлуатація й удосконалення готових машин також коштує дорого. Тому, на нашу думку, заслуговує уваги розроблений Інститутом кібернетики і Київським заводом «Електронмаш» суперкомп’ютер ІНПАРКОМ, який належить до середньої ланки в сімействі суперкомп’ютерів - поступається потужністю великим комп’ютерам типу СКІТ (його потужність 1,5–2 терафлопси), але значно дешевший і не потребує великих затрат електроенергії під час експлуатації, що завжди, а особливо тепер, важливо. Водночас на ньому можна успішно розв’язувати доволі складні задачі на основі розпаралелювання обчислювального процесу. Отож на таких суперкомп’ютерах можна готувати математичне забезпечення і складні КТ, а вже їх реалізацію, за необхідності, - передавати на потужніші комп’ютери. Саме комп’ютерами ІНПАРКОМ варто було б устаткувати інститути, університети, держустанови. Якщо тільки буде державне замовлення, «Електронмаш» готовий до серійного випуску цього комп’ютера.
І все ж, незважаючи на відставання в розробці надпотужних суперкомп’ютерів, Україна є однією з провідних країн світу в розробці сучасного математичного забезпечення обчислювальних машин і систем. Чому? Відповідь буде проста: основу цих розробок становлять сучасні математичні методи оптимізації і системного аналізу, методи математичного моделювання та дослідження складних процесів і об’єктів, теорія програмування та методи захисту інформації при формуванні баз знань і баз даних (БЗ, БД) і передачі цих даних каналами зв’язку в різноманітні комп’ютери і системи. А саме в цих галузях науки Україна потужна, тут активно працюють відомі у світі наукові школи. Ці школи проходили становлення і міцніли роками. Вони є як в інститутах НАН України (зокрема в інститутах Кібернетичного центру НАН України), так і у провідних наших вишах - передусім у Київському національному університеті ім. Тараса Шевченка, НТУУ «КПІ». Отримуючи обмежені кошти на розробку програмного продукту з бюджету країни, ми здобулися на значну кількість реальних розробок КТ (у тому числі інформаційних технологій (ІТ)), про частину з яких буде сказано далі. Але тут доречно наголосити ось на чому: якщо паралельно не буде ефективно розвиватися «тверда» частина КТ, це істотно нівелюватиме досягнення наших математиків, системних програмістів, загалом фахівців КТ і ІТ. Останнє інколи спонукає їх шукати ширших можливостей в інших країнах. Це, на жаль, стосується і випускників наших вишів кібернетичного профілю, у яких запас знань та навиків доволі високий, а знайти добру роботу (з відповідною оплатою) їм нелегко. Над цією проблемою варто всім нам задуматися. Адже від’їжджають здібні і впевнені в собі фахівці, яких уже бракує і ще більше бракуватиме в недалекому майбутньому в наших інститутах. Бо хоч які міцні наші наукові школи, хоч які вагомі їхні здобутки, вони потребують підживлення молодими талантами.
Мусимо звернути особливу увагу й на саму підготовку фахівців із цього важливого напряму. У нас чимало вишів беруться готувати спеціалістів із кібернетики. У багатьох із них відкрито якщо не факультети, то кафедри з кібернетичних напрямів. Але бракує кваліфікованих викладачів і підручників.
З одного боку, бажання наших вишів готувати спеціалістів із КТ можна вітати. Але самого лише бажання замало, якщо йдеться про підготовку висококваліфікованих фахівців. В Україні, окрім уже згаданих найбільш рейтингових НТУУ «КПІ» і КНУ ім. Тараса Шевченка, мало які навіть державні університети й інститути мають достатню кількість викладачів - фахівців із основних кібернетичних спеціальностей. Те ж саме стосується приватних навчальних закладів. А крім спеціалістів, які читають лекції і керують аспірантами, у вишах має бути відповідна матеріальна база: достатня кількість комп’ютерів і хоч би доступ через певні канали зв’язку до одного із суперкомп’ютерів -щоб навчати студентів готувати програми для розв’язання задач саме на суперкомп’ютерах. Такі можливості сьогодні є, і вже маємо непоодинокі приклади, коли згаданими вище суперкомп’ютерами через використання можливостей національного Гріду розв’язують задачі не лише в Київських установах, а й у Львові, Харкові, Дніпропетровську, Донецьку, Сімферополі, Запоріжжі, Луганську та інших містах.
На наш погляд, назріла необхідність у перепідготовці викладачів з інформатики. Справу можна налагодити на базі вже згаданих НТУУ «КПІ» і КНУ ім. Тараса Шевченка, у яких є досвід і матеріальна база. До цього могли б долучитися й інститути Кібцентру НАН України, які також беруть участь у цій роботі. Підготовку спеціалістів-інформатиків Інститут кібернетики ім. В.Глушкова проводить у тісному контакті з вишами. При Інституті працюють філії відповідних кафедр НТУУ «КПІ» і КНУ ім. Тараса Шевченка, кафедра Московського фізико-технічного інституту. Саме поєднання можливостей вишів і академічного інституту дає нову якість у підготовці студентів - вони мають можливість у процесі навчання користуватися сучасними комп’ютерами, а також брати участь у реальних розробках, бачити створення КТ і ІТ, так би мовити, зсередини.
Велику роботу з підготовки кадрів у галузі інформатики проводять за програмами ЮНЕСКО НТУУ «КПІ» та Міжнародний науково-навчальний центр (МННЦ) інформаційних технологій і систем НАН України. Слід зокрема наголосити, що в цій важливій роботі ми маємо тісні і творчі зв’язки з науковцями й освітянами країн СНД, США, Китаю, Німеччини та інших країн.
Технологія підготовки студентів-кібернетиків в Інституті кібернетики та Інституті прикладного системного аналізу Кібцентру НАНУ зацікавила і зарубіжні університети. Вже кілька років підряд у наші інститути приїздять американські студенти провідних університетів (на конкурентних засадах) для стажування та проведення спільних семінарів.
Гостро стоїть проблема оволодіння навиками роботи з комп’ютером і КТ спеціалістами різних професій - лікарями, вчителями, інженерами, науковцями різних галузей. Особливо це позначається на тих, хто, не знайшовши роботи в Україні, намагається влаштуватися за кордоном. Без підготовки в цій галузі, засвідченої відповідними дипломами, їм залишається розраховувати на другорядні, а отже - і менш оплачувані види робіт. Виправити становище можна, скориставшись можливостями Української Федерації з інформатики (УФІ), яка прийнята в CЕPIS Євросоюзу. УФІ готуватиме спеціалістів різних профілів для роботи на комп’ютерах, а видані нею дипломи - визнаватимуться в Євросоюзі.
Щоб показати, які складні задачі можуть уже тепер розв’язувати наші учені, зупинимося на деяких розробках КТ і ІТ, реалізованих, зокрема, на суперкомп’ютерах СКІТ.
Суперкомп’ютери серії СКІТ - це не просто високопродуктивна техніка. З самого початку на них були встановлені й налаштовані прикладні програмні пакети для розв’язання важливих задач науки, техніки, економіки тощо. Серед цих пакетів значну частину становлять власні розробки Інституту кібернетики
ім. В.Глушкова, інших інститутів НАН України.
У Національній академії наук України створено Академічну мережу обміну даними (АМОД), що сприяло підвищенню ефективності та якості проведення наукових досліджень. Вона являє собою сукупність розподілених технічних і програмних засобів, відповідного організаційного та кадрового забезпечення, спрямованих на надання телекомунікаційних послуг доступу і передачі даних в НАН України та за її межами на швидкості до 10Гбіт/с. Ця мережа:
- охоплює 7 регіональних мереж у наукових центрах України, до яких під’єднано близько 160 установ НАН України;
- має вихід до європейської наукової мережі GEANT та прямий доступ до Польської академічної мережі PIONER і Української науково-освітньої мережі УРАН;
- набула статусу автономної системи з реєстрацією в Європейському інтернет-реєстрі;
- є основою для впровадження в Україні IP-телефонії та розвитку національної Грід-інфраструктури.
На основі АМОД у рамках відповідної Державної цільової науково-технічної програми активно розбудовується Українська національна Грід-інфраструктура, яка на сьогодні об’єднала 26 обчислювальних кластерів різних організацій НАН та МОН України і налічує разом 3500 процесорів і 250 Тб пам’яті, створюючи сучасну потужну обчислювальну платформу державного рівня для вирішення надскладних завдань різного призначення.
Наприклад, сучасні геофізичні технології пошуку і розвідки нафтогазових родовищ передбачають обробку великого обсягу даних сейсмічних досліджень. Такі задачі поєднують великий обсяг даних (від сотень гігабайт до терабайт на задачу) з численними розрахунками. Розроблені в Інституті кібернетики і встановлені на СКІТ суперкомп’ютерні ІТ сейсморозвідки реалізують стандартні та оригінальні міграційні процедури для розв’язання будь-якої практичної задачі, а також кінцево-різницеві методи повно-хвильового сейсмічного моделювання для розв’язання прямої задачі розрахунку синтетичних сейсмограм за заданою моделлю геологічного середовища. Їх використовують спеціалісти УкрДГРІ та Інституту геофізики ім. С.Суботіна НАНУ. Зараз розглядаються можливості їх застосування для пошуку метаноносних тріщинуватих зон у вугільних покладах Донбасу. Своєчасне виділення таких зон є важливим чинником безпеки видобування вугілля та підвищення продуктивності шахт.
Задача синтезу тривимірних сейсмограм для складних тонкошаруватих моделей з урахуванням просторової анізотропії та кількох систем тріщинуватості залишається занадто складною навіть для суперкомп’ютерів (ідеться про тижні чи місяці розрахунків із використанням великої частки обчислювальних ресурсів суперкомп’ютера). Але її розв’язок дає можливість кількісної оцінки підвищення точності обробки й інтерпретації даних сейсморозвідки в результаті застосування щільнішої сітки спостережень, багатокомпонентних записувачів, складніших програм обробки тощо. Поділ задачі тривимірного сейсмічного моделювання на велику кількість малих підзадач для середовища дав можливість розв’язувати її впродовж реального часу, застосовуючи сукупну потужність Українського національного Гріду.
В Україні створено Світовий центр даних із геоінформатики та сталого розвитку (СЦД). Він працює з 2006 р. на базі НТУУ «КПІ» та Інституту прикладного системного аналізу (ІПСА) і входить до складу Світової системи даних (ССД) Міжнародної ради з науки. Мета СЦД з геоінформатики та сталого розвитку - сприяння організації доступу українського наукового співтовариства до глобальних інформаційних ресурсів Міжнародної ради з науки в галузі наук про Землю, планетарної та космічної фізики й відповідних суміжних дисциплін, а також забезпечення збору і зберігання світових даних, необхідних для досліджень у галузі сталого розвитку, та національних наукових даних і їх репрезентацію світовому співтовариству. Для досягнення означеної мети вивчається ряд задач, у тому числі: розробка та впровадження ІТ для виконання масштабних завдань зі збору, обміну, обробки та аналізу міждисциплінарних даних ССД; проведення фундаментальних і прикладних досліджень та координація робіт для розв’язання міждисциплінарних завдань системного характеру, зокрема кількісного оцінювання і моделювання процесів сталого розвитку, а також оцінювання впливу сукупності глобальних загроз на процеси сталого розвитку у глобальному та регіональному контекстах.
Наведемо приклади комп’ютерних технологій, які вже ефективно використовуються і, як правило, постійно удосконалюються. Ця інформація не претендує, звісно, на повний показ робіт в Україні у цій царині. Таких розробок уже багато, - тільки фахівці Інституту кібернетики ім. В.Глушкова для суперкомп’ютерів серії СКІТ розробили понад два десятки КТ і ІТ. Зокрема, на необхідність розробки КТ для вивчення складних процесів, характерних для медицини та біології, першим звернув увагу М.Амосов, який працював в Інституті кібернетики і гаряче підтримував ініціативи В.Глушкова щодо створення новітніх комп’ютерів, обчислювальних мереж та інформаційних систем різного призначення.
Комп’ютерна технологія для дослідження серцево-судинної системи пацієнта. Незважаючи на фундаментальні успіхи у вивченні механізмів розвитку патологій серцево-судинної системи і широку номенклатуру нових медикаментозних засобів, серцево-судинні захворювання залишаються найголовнішою причиною смертності у всьому світі. Сучасні лікарські препарати потребують індивідуалізації їх призначення. Для кожного хворого необхідно підібрати «свій» препарат. Очевидно, що з цією метою потрібно провести декілька високоінформативних діагностичних досліджень із високою відтворюваністю результатів. Для цього найбільше підходить магнітокардіографія (МКГ), з допомогою якої шляхом реєстрації магнітних кардіосигналів над поверхнею грудної клітини і їх складної комп’ютерної обробки аналізуються особливості змін електрофізіологічного субстрату під час захворювання та в процесі лікування.
На відміну від традиційних рішень, вчені Інституту кібернетики розробили КТ - МКГ-систему, здатну працювати у звичайній клініці без екранованої камери, не зважаючи на всі перешкоди промислового міста (силові лінії, електротранспорт, мобільний зв’язок, завади різного електронного обладнання).
В результаті експлуатації цієї КТ в Національному науковому центрі «Інститут кардіології
ім. академіка М.Стражеска» нагромаджено великий досвід, який дав можливість модернізувати систему у двох основних напрямах.
По-перше, вдалося досягти подальшого підвищення завадозахищеності вимірювального модуля як найчутливішої частини вимірювального комплексу. По-друге, оптимізація алгоритму запису МКГ сигналів з метою підвищення відтворюваності точності позиціювання пацієнтів при їх багатократних обстеженнях. Час обстеження кожного пацієнта зменшено до 10–15 хвилин.
У новій моделі МКГ-системи, яка встановлена й експлуатується також у Центральному військовому шпиталі Міністерства оборони України, реалізовано оригінальні технічні рішення і виконано оптимізацію процедури магнітного картування, що стала зручнішою в експлуатації, надійною, точною і завадозахищеною. Зазначена КТ отримала схвальну оцінку вітчизняних і закордонних спеціалістів. Нею зацікавилися фахівці Китаю, Росії, Німеччини та інших країн.
У МННЦ інформаційних технологій та систем розроблено клас комплексних моделей, що поєднують можливості інтелектуальних ІТ розпізнавання біо- і фізіологічних сигналів та образного мислення і дають можливість створити ефективні електронні технології для клінічного і масового застосувань. На київському заводі ім. Петровського розпочато серійне виробництво високотехнологічного виробу «Фазаграф», призначеного для оперативної діагностики стану серцево-судинної системи людини. За своїми функціональними характеристиками пристрій «Фазаграф» не має прямих аналогів. Завершено роботи з підготовки серійного виробництва технології електростимуляції з біологічним зворотним зв’язком - ТРЕНАР-02, виготовлено партію виробів. Виконано розробки цифрової технології лікування цукрового діабету, орієнтовані на масове застосування.
Технологія комп’ютерного стереозору. Дає можливість будувати цифрові тривимірні моделі навколишнього середовища за стереопарами зображень. Технологія випробувана на відновленні рельєфу місцевості за стереопарами аерофотознімків, а також на побудові тривимірних моделей людських облич. Впроваджена на підприємстві «Інтегрейтед технікал віжн» (Україна). Технологія готова до промислового використання.
ІТ біометричної ідентифікації особи за зображенням її обличчя. Має високу надійність завдяки використанню тривимірних моделей облич. Впроваджена на фірмі Vіewdle (США). Технологія підготовлена до промислового використання і може широко застосовуватися в біометричних системах ідентифікації у криміналістиці, системах контролю доступу до приміщення, а також у комп’ютерних та інформаційних системах.
Інформаційна технологія для спілкування глухонімих. Наукові дослідження показують, що з трьох основних форм передачі інформації - текст, голос, жест - на текстову форму припадає 7%, на голосову - 38%, а решта 55% інформації передається рухами людини, зокрема її рук, мімікою обличчя, пантомімікою. Тому вже сьогодні з’являються інтерфейси, які управляються дотиком та жестами. Іншою надзвичайно важливою складовою передачі інформації з допомогою рухів є спілкування жестовою мовою людей із вадами слуху. В Україні близько 3 млн. людей, які спілкуються жестовою мовою, отож ця проблема має велике соціальне значення, оскільки стосується побудови суспільства рівних можливостей. В Інституті кібернетики створено ІТ для розробки навчальних програм віртуального спілкування людей із вадами слуху. Розробка вже впроваджується у спеціалізованих школах-інтернатах для дітей із вадами слуху і має схвальні відгуки від викладацького складу та дітей.
Застосування КТ для вивчення складних процесів в економіці. Це автоматизація складних фінансових розрахунків, передбачення можливих наслідків рішень, які приймаються в зазначеній сфері, відстеження оптимального ходу виконання боргових зобов’язань країни тощо. Заслуговують на увагу, зокрема, ІТ, розроблені спеціалістами Інституту прикладного системного аналізу, Інституту програмних систем та Інституту кібернетики НАН України. Наголосимо, що саме для модернізації і реформування економіки України вкрай важливі новітні комп’ютерні й інформаційні технології, які базуються на використанні БД та БЗ, що постійно поповнюються достовірними і захищеними даними. Ці технології можуть допомогти істотно поповнити бюджет країни.
Інформаційна технологія обслуговування державного боргу. В умовах кризових явищ виникла гостра потреба в балансуванні національних економік. Один із найпоширеніших способів досягнення цієї мети - залучення зовнішніх запозичень - кредитів міжнародних фінансових установ (зокрема Міжнародного валютного фонду, Світового банку), урядів зарубіжних країн чи закордонних комерційних установ, банків. Зрозуміло, що при цьому важливо дотримуватися серйозних обмежень у визначенні обсягів кредитів, враховувати низку позаекономічних чинників. Завдання полягає у такому виборі типів кредитів та визначенні їх характеристик, при якому мінімізуються визначені критерії та виконується низка обмежувальних умов.
Фахівці Інституту кібернетики розробили математичні моделі, які враховують умови і всілякі обмеження, що супроводжують роботу з кредитами, сформулювали адекватні критерії оптимальності і відповідні задачі оптимізації, характерні для цієї предметної галузі. Для таких задач розроблено спеціалізовану ІТ, яка дає можливість розв’язувати практичні задачі моделювання та управління державним боргом України з підвищеною точністю з використанням, зокрема, суперкомп’ютерів СКІТ.
Комп’ютерні технології для вирішення проблем прикордонної служби. На замовлення Державної прикордонної служби (ДПС) України Інститут програмних систем НАН України створив інтегровану інформаційно-телекомунікаційну систему «Гарт» та інтегровану міжвідомчу інформаційно-телекомунікаційну систему контролю осіб, транспортних засобів і вантажів, які перетинають державний кордон України (система «Аркан»).
Система «Гарт» спрямована на підтримку повсякденної діяльності ДПС України для забезпечення надійного захисту державних кордонів. Компоненти цієї системи представлені по всій Україні - на всіх заставах, пунктах пропуску, у відділах, загонах, регіональних управліннях та адміністрації.
У процесі прикордонного контролю однієї особи комплекси цієї системи дозволяють здійснити обробку близько 400 тисяч записів оперативно-розшукової інформації, яка централізовано надається з інтегрованого сховища даних. Вісім із десяти правопорушників допомагала виявити на пунктах пропуску система «Гарт».
Система «Аркан» розроблена і впроваджена з метою своєчасного, достовірного та функціонально повного інформаційного забезпечення діяльності центральних органів виконавчої влади України (СБУ, СЗРУ, МВС, МЗС, Держмитслужби та Державної податкової адміністрації), спрямованої на реалізацію державної політики у сфері контролю за міграційними процесами на державному кордоні України.
КТ принципово змінили як вигляд, так і зміст побудови сучасних телекомунікаційних систем і мереж, які забезпечують обмін інформацією в будь-який час і на будь-яких відстанях між абонентами. Наукові дослідження у сфері телекомунікацій, що проводяться в Науково-дослідному інституті телекомунікацій НТУУ «КПІ», дають можливість вирішувати проблеми створення та вдосконалення систем якісного зв’язку і надання якісних інформаційних послуг. Так, наприклад, напрацьовані в попередні роки технічні рішення мікрохвильових інтегрованих телекомунікаційних радіоінформаційних систем вигідно відрізняються комплексом переваг у частині екологічної безпеки, енергозбереження, високої якості передачі сигналів. Сьогодні захищені патентами України модифікації таких систем успішно функціонують у Києві, практично в усіх обласних центрах України, ряд таких проектів реалізовано в інших країнах, зокрема в Росії, Грузії, Іспанії, Іраку, Таджикистані, Кувейті, Індонезії та ін.
Перспективу подальшого впровадження мають сучасні дослідження і розробки київських політехніків, скеровані, зокрема на реалізацію так званих терагерцових технологій, а саме на використання спектру частот електромагнітних коливань у діапазоні від 100 ГГц до 3000 ГГц із застосуванням наноелектронних компонентів для бездротової передачі надшвидкісних (понад
1 ГБіт/с) потоків даних.
Заслуговують на увагу і дослідження зі створення так званих безінфраструктурних самоорганізованих радіомереж, в основі яких лежить високий рівень «інтелектуальності» радіотерміналів, котрі включають у себе, крім приймально-передавальних блоків, також продуктивні комп’ютерні засоби - процесор, пам’ять великої ємності, що дає змогу реалізовувати складні алгоритми. Кожен вузол самоорганізованої мережі самостійно виконує певний набір функцій керування передачею інформації по мережі. Сферами застосування самоорганізованих мереж є насамперед тимчасові інформаційно-комунікаційні мережі швидкого розгортання для обслуговування масових заходів, у тому числі в умовах надзвичайних ситуацій.
Комп’ютерні технології для розв’язання задач передбачення. Застосування КТ принципово змінило традиційний підхід до вирішення практичних завдань передбачення, якими успішно займається ІПСА МОН та НАН України. Запропоновано методологію та методи супроводу процесу передбачення комп’ютерними засобами подання даних з допомогою побудови спеціальної інформаційної моделі, що враховує специфіку предметної галузі щодо описуваної системи та її оточення.
У процесі розв’язання задач передбачення при обробці, аналізі та структуруванні вихідної інформації також було вперше запропоновано й використано підходи штучного інтелекту для автоматичної генерації опитувальних форм та проведення процедури експертного оцінювання в режимі on-line у задачах передбачення. Така система дає змогу ефективніше залучати до роботи експертів з усього світу, оперативно одержувати і обробляти рішення, організовувати спілкування, взаємодію та обмін інформацією між експертами - тобто знизити у рази потребу в людських ресурсах на організаційному рівні.
На замовлення відомств, підприємств, міністерств із використанням вищеназваної системи було побудовано бажані сценарії майбутнього мегаполісів м.Києва та м.Севастополя, підприємства Арселор-Міттал (Кривий Ріг), космічної та енергетичної галузей, регіону АР Крим.
Однією з ключових проблем при створенні електронних бібліотек і архівів, інформаційних систем, організації збереження національного культурного надбання є розробка технології тривалого зберігання даних.
Використання в оптичних носіях мікрорельєфного представлення даних (такий запис використовують у компакт-дисках типу ROM - тільки режим багаторазового відтворення даних) і підкладок, виготовлених із високостабільних матеріалів, таких як кварц, сапфір, дозволять забезпечити термін зберігання даних на сотні років.
Підтвердженням того, що використання рельєфу поверхні перспективне, є приклад створення в Інституті проблем реєстрації інформації (ІПРІ) НАН України системи реєстрації звукової інформації на фонографічних циліндрах Едісона. Аналіз носіїв, на які інформацію було записано понад сто років тому, показує, що такий спосіб запису дає можливість доволі тривалого зберігання даних. Для використання інформації, записаної на них, необхідно оцифрувати її і представити у сучасних форматах. В ІПРІ створено оригінальний метод і обладнання для неруйнівного оцифровування воскових циліндрів Едісона; на цьому обладнанні перезаписані всесвітньо відомі колекції Роздольського і Береговського, що занесені до Реєстру ЮНЕСКО «Пам’ять світу» як визначні пам’ятки культурного надбання людства.
Комп’ютерна технологія НАДРА-3D. Проблему раціонального водокористування можна вирішувати на державному рівні, використовуючи створену в Інституті кібернетики КТ НАДРА-3D, ефективність якої перевірена при аналізі стану підземних вод.
Наявність сучасних суперкомп’ютерів, зокрема серії СКІТ, дала можливість, використовуючи високоточні чисельні методи аналізу процесів у природно складних неоднорідних просторових об’єктах, досліджувати складні ґрунтові процеси, такі як проблеми підтоплення територій, зсуви тощо. Чимало новітніх КТ, створених ученими Інституту космічних досліджень НАН України та Національного космічного агентства України, активно використовуються під час запусків супутників Землі, при формуванні БД, що використовуються для прогнозів погоди, а також для вирішення багатьох практичних проблем, які виникають у повсякденному житті країни.
Інформаційні технології для сільськогосподарського виробництва. Спеціалісти Інституту кібернетики останніми роками розробили потужні ІТ для автоматизованого проектування комп’ютерних приладів діагностики стану сільськогосподарських культур. Сьогодні із їх впровадженням засоби комп’ютерної техніки і прилади вітчизняного виробництва стали конкурентоздатними. Ці технології пройшли випробування, зокрема, при запуску в серійне виробництво сімейства приладів «Флоратест», розроблених у рамках міжнародного проекту створення інтелектуальних біосенсорів для експрес-діагностики стану рослин в умовах прецизійного землеробства.
ІТ і проблеми прогнозування погоди. На сьогодні однією з найбільш складних і важливих проблем є проблема довгострокового прогнозування метеорологічних процесів. Інститут програмних систем та учені Українського гідрометеорологічного інституту розробили оригінальну гідротермодинамічну модель циркуляції атмосфери, високоефективні обчислювальні методи і програмні засоби для мультипроцесорних ЕОМ, що дають змогу отримати належного ступеня точності, повноти й своєчасності прогноз погодних умов як для України в цілому, так і для її регіонів. Одержані результати дають можливість підняти на принципово новий рівень прогнозування стану навколишнього середовища.
Як висновок, зазначимо, що необхідність дедалі ширшого створення, постійного вдосконалення та впровадження комп’ютерних технологій очевидна. Насамкінець хотілося б сказати про деякі особливості цієї роботи в нинішніх умовах. Новий розподіл ресурсів обумовлює і певний розподіл праці. Тобто: принципові розробки нових математичних, технічних, технологічних основ комп’ютерних технологій - це справа учених, її належить робити інститутам і університетам. Розвиток та широке впровадження комп’ютерних технологій у життя потребує ділового партнерства між наукою і бізнесом, спільних зусиль наукових установ та комерційних структур. В ідеалі - це забезпечувало б найповнішу реалізацію інтелектуальних і матеріальних можливостей та могло б принести велику користь суспільству.