Історія кафедри електронних обчислювальних машин (ЕОМ)


Кафедра «Електронні обчислювальні машини» (ЕОМ) створена у 1963 р. і є першою кафедрою комп’ютерного спрямування у Західному регіоні України. Вона була і залишається базовою з комп’ютерної техніки та технологій у регіоні.

З 1 листопада 2001р., коли відбулася зміна структури Національного університету «Львівська політехніка», кафедра ЕОМ увійшла до складу Інституту комп’ютерних технологій, автоматики та метрології.

У створенні кафедри ЕОМ значну роль відіграли академік АН УРСР та академік АН СРСР Харкевич Олександр Олександрович (1904 — 1965) та чл.-кор. АН УРСР та чл.-кор. АН СРСР Карандєєв Констянтин Борисович (1907-1969).

З часу заснування до 1984 року кафедрою завідував д.т.н., проф. Швецький Бенціон Йосипович (1916-1991), Лауреат Державно премії України.

З 1984 року завідувачем кафедри стає академік Академії інженерних наук України, д.т.н., проф. Вишенчук Ігор Михайлович (1931 — 1993 рр.), двічі Лауреат Державно премії України.
В 1993-1994 рр. завідувачем кафедри був доцент, к.т.н. Вітер Юрій Сергійович.

З 1994 р. завідувачем кафедри ЕОМ є д.т.н., професор Мельник Анатолій Олексійович, академік Академії інженерних наук України та Міжнародної академії комп’ютерних наук і систем, член міжнародних професійних організацій IEE, IEEE, ACM.

З часу першого випуску вітчизняних інженерів у грудні 1964р. і першого випуску інженерів для зарубіжжя у 1966р. кафедра підготувала понад 5000 інженерія, з них біля 700 для іноземних країн.

Першою цифровою обчислювальною машиною на кафедрі ЕОМ була машина «Минск-1», складання та відлагодження якої почалися 6-го грудня 1962р. До 1968р. вона була єдиною великою цифровою обчислювальною машиною в Львівському політехнічному інституті. В 1968 р. кафедра була обладнана машиною «Раздан-2», з 1970 р. з’явилися машини «Промінь» , «Наири» та «МИР». В подальшому експлуатувались обчислювальні машини М-222, серії ЕС ЕОМ та СМ ЕОМ до появи в 1987 році персональних комп’ютерів та створення комп’ютерних мереж.

Історичний опис видатних наукових досліджень кафедри

Перші серійні цифрові прилади

Викладачі кафедри проф. Б.Й. Швецький, проф. І.М. Вишенчук, доц. В.А. Голембо, ст. викл. Ю.В.Відоняк, доц. Ю.С. Вітер, доц. Г.М. Лавров, доц. В.В. Троценко, доц. Ю.М. Шумков були в числі розробників серійних цифрових приладів: вольтметра В7-8, інтегруючого вольтметра ВК2-20, частотоміра 43-30, за якими йшла ціла гама приладів та систем, що за своїми характеристиками відповідали світовому рівню.

Перші процесори обробки сигналів

Комп’ютерні комплекси високої продуктивності для розв’язку великих задач, однією з яких є опрацювання геофізичної інформації для пошуку корисних копалин, створювалися під керівництвом проф. М.В.Черкаського починаючи з 1975 р. Серійні векторні процесори СКІФ-1, СКІФ-2 та багатопроцесорна система з різнорідними процесорами, одним з основних розробників якої був проф. Мельник А.О., а також дослідні зразки СКІФ-2М, СКІФ-3, СКІФ-МІНІ забезпечували високу на той час (1976-1982) продуктивність від 8 до 80 млн. операцій з рухомою комою за секунду.

Комп’ютерні засоби опрацювання відеоінформації

Вагомим є внесок вчених кафедри в опрацювання відеоінформації, отриманої від штучних супутників, призначених для аналізу ресурсів Землі. У 80-х роках очолювана доцентом В. В. Троценко група викладачів кафедри (Ю.В. Відоняк, Ю.С. Вітер, В.С. Мархивка) запропонувала і реалізувала систему з новою архітектурою, що мала в складі українські суперкомп’ютери ПС-2000 та забезпечувала продуктивність до 800 млн. операцій за секунду.

Засоби та методологія комп’ютеризації навчання

Кафедрою розроблялися засоби та методологія комп’ютеризації навчання, серед них навчальна ЕОМ «ПУМА», розроблена в 1975 році, яка демонструвалась на багатьох міжнародних виставках (розробники — Троценко В.В., Березко Л.О., Опир Ю.М.).

Перші персональні ЕОМ

Групою викладачів та студентів під керівництвом доц. В.Я. Пуйди та за участю ст. викл. Ю.М.Опира на кафедрі створено навчальні персональні ЕОМ ПК-01 «Львів» та ПК-02 «Мукачево». Починаючи з 1988 р. вироблено біля 90 тис. шт. персональних комп’ютерів ПК-01 «Львів».

Вимірювально-обчислювальні системи для дослідження Світового океану

Вимірювально-обчислювальні системи для дослідження навколишнього середовища та Світового океану з передачею даних через супутникові системи КОСПАС та КУРС, розроблені під керівництвом доц. Голембо В.А., отримали визнання в Україні та за її межами і були схвально сприйняті на міжнародних конференціях у Брюселі, Турині, Варні та Брайтоні. Створена апаратура дозволяла отримувати гідрофізичні параметри океану з глибини до 2000 м, а цифрові кварцові термометри — вимірювати температуру з роздільною здатністю 0, 0001о С.

Комп’ютерні системи медичної діагностики

Розробки в галузі медичних комп’ютеризованих приладів та систем для контролю процесів водносольового обміну та мікроциркуляції (керівник доц. Березко Л.О.) знайшли застосування при хірургічному лікуванні хворих з важкими травмами та втратами крові.
Система обробки результатів променевої медичної діагностики «МЕDIK», яка розроблена за участю доц. В.Ліхачова, дозволила виявляти онкологічні захворювання на ранніх стадіях.

Інформаційно-вимірювальні системи збору та обробки інформації про параметри енергооб’єктів.

Інформаційно-вимірювальна система збору та обробки інформації про параметри енергооб’єктів на основі промислових комп’ютерів була створена доц. Лавровим Г.М. та ст. викладачем Хомичем С.В. Розроблена система впроваджена на декількох підстанціях Західної енергосистеми України. Результати підтвердили ефективність та доцільність впровадження таких систем на енергооб’єктах України. Розроблено принципи перетворення основних аналогових параметрів в цифровий код, створено алгоритми обробки даних, сформовано бази даних, розроблено принципи транспортування груп даних на вищі рівні систем збору даних підстанцій енергосистем.

Дослідження складності комп’ютерних засобів

Отримані проф. Черкаським М.В. наукові результати в галузі теорії складності комп’ютерних засобів дозволяють підвищити ефективність їх проектування.

Системи автоматизованого проектування

Під керівництвом доц. Ю.Шумкова та за участю Л. Березко і Ю. Опира були розроблені САПР РЕА, ідеологія яких ввійшла до галузевих стандартів.

Комп’ютерні системи обробки сигналів та зображень

На кафедрі створена та успішно розвивається наукова школа професора Мельника А.О. Школа виникла як результат виконання багатьох проектів в галузі комп’ютерної техніки. Найвагоміші результати виконання цих проектів:
  • розробка та організація серійного виробництва комплекту спеціалізованих великих інтегральних схем серії 4.601.ВЖ3 для процесорів обробки сигналів;
  • розробка та впровадження ряду процесорів спектрального аналізу радіолокаційних сигналів;
  • розробка та впровадження ряду програмованих процесорів цифрової обробки сигналів;
  • проведення наукових досліджень по створенню перспективних засобів обробки сигналів та участь в вирішенні питань серійного випуску кількох комплектів НВІС, зокрема серій 1838, 1842, програмованих процесорів обробки сигналів типу TMS320C10, TMS320C25, TMS320C30;
  • проведення наукових досліджень по створенню промислового комп’ютерного томографа;
  • створення широкого спектру спеціалізованих процесорів багатовимірного спектрального аналізу сигналів та зображень, шифрування та кодування інформації тощо.

Розвиток теорії проектування комп’ютерних систем

Вагомим внеском в теорію проектування комп’ютерних систем стали результати наукових досліджень професора Мельника А.О., до яких в першу чергу слід віднести наступні:
  • концепція побудови, базові структури та принципи організації обчислень в комп’ютерних системах реального часу, побудованих на принципах апаратного відображення потокових графів виконуваних алгоритмів з адаптацією до інтенсивності потоку даних, результати досліджень їх параметрів та методики синтезу;
  • принципи високорівневого проектування спеціалізованих комп’ютерних систем;
  • розробка та оцінка нових алгоритмів і структур операційних пристроїв комп’ютерів для обчислення елементарних функцій та виконання арифметичних операцій над дійсними і комплексними числами;
  • синтез нових структур процесорів і систем для спектрального аналізу, синтезу і фільтрації сигналів;
  • синтез нових структур багатоступеневих комутуючих мереж з ефективним вирішенням питання управління їх роботою;
  • створення нових типів пам’яті з часовим та впорядкованим доступом, та архітектури комп’ютерів на їх основі;
  • розробка критеріїв і методик вибору оптимального складу комплектів великих інтегральних схем для проектування спеціалізованих процесорів та результати синтезу таких комплектів для процесорів спектрального аналізу сигналів;
  • розробка принципів автоматичного розпаралелення виконання програм в багатопроцесорних системах із спільною пам’яттю;
  • розробка принципів побудови нарощуваних конфігурованих моделей комп’ютерних пристроїв.

Розпізнавання складноструктурованих зображень

Успішно розвивається науковий напрям, який очолює професор Ємець В.Ф. Під його керівництвом розроблено нові методики, алгоритми та програми розпізнавання складноструктурованих зображень різної природи. Метою розпізнавання є створення 3-вимірного векторного опису сцени, придатного для маніпулювання нею системами автоматизованого проектування та управління. Розроблено методику, алгоритми та програми виділення та опису контурів складноструктурованих зображень. Задача виділення контурів об’єктів вирішується методами регуляризації некоректно поставлених задач, що дозволяє ефективно боротись з імпульсними завадами та шумами. Виділені контури описуються лініями першого та другого порядку, що дає змогу отримати векторне зображення сцени для подальшого її розпізнавання.

GRID-технології в освіті та науці

В рамках Державної програми «Інформаційні та телекомунікаційні технології в освіті і науці» на 2006-2010 роки під керівництвом проф. А.О.Мельника виконано 2 держбюджетні науково-дослідні роботи, присвячені побудові високоякісної національної Grid-інфраструктури з відповідними сервісами для надання можливості вітчизняним науковцям співпрацювати в Європейському науковому просторі (ERA) шляхом впровадження наукових концепцій Grid і найбільш вагомих наукових додатків, які використовуються в Grid середовищі:
  • «Розробка структури Львівського ресурсно-операційного GRID центру та його ресурсів» (ІТ/506-2007), 07.2007-12.2007.
  • «Розробка і дослідження застосування GRID-порталу Львівського ресурсно-операційного GRID центру» (ІТ/506-2007/1), 04.2008-12.2008.
Просторово розподілені вимірювально-обчислювальні системи з елементами самоорганізації на основі автономних дослідницьких станцій.
В рамках восьми держбюджетних тем з 1988 по 2006рр. працівниками кафедри, під керівництвом проф. Мельника А.О., відповідальні виконавці доц.. Голембо В.А. та ст. викладач Бочкарьов О.Ю., розроблено теоретичні основи побудови та принципи практичної реалізації просторово розподілених вимірювально-обчислювальних систем з елементами самоорганізації на основі автономних дослідницьких станцій наземного, надводного, підводного та космічного базування. Досліджено задачу розподілених вимірювань, запропоновано підхід до вирішення проблеми оперативності управління вимірювально-обчислювальною мережею та проблеми розміщення у просторі інтелектуальних вимірювальних агентів.