Įrenginys, naudotas sukurti filmui „Įsikūnijimas“ (angl. Avatar), kurti automobilių modeliams, prognozuoti orui, o prasidėjus pandemijai – greičiau atrasti vakcinas ir vaistus nuo COVID-19. Superkompiuteris – tai daug galingesnė už įprastą kompiuterį mašina, galinti atlikti sudėtingus skaičiavimus ir kompiuterines operacijas daug greičiau ir efektyviau. Šis ypatingas įrenginys gali pasitarnauti ir optimizuojant verslo procesus ar rašant mokslinius darbus. Ar daug žinote apie šį neįprastą technologinį stebuklą? Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos fakulteto Skaitmeninių tyrimų ir skaičiavimo centro (VU MIF STSC) IT administratorė Aistė Grikietė sako, kad nors įprasti kompiuteriai jau seniai yra tapę neatsiejama mūsų gyvenimo dalimi, apie superkompiuterius žmonės paprastai žino nedaug.
Spinta su daug šviesyčių ir laidų
Grikietė prisimena, kaip prieš dešimtmetį, atstovaudama vieną VU vykdomą projektą, ji lankėsi susitikime Švietimo, mokslo ir sporto ministerijoje ir pirmą kartą suprantamai apibrėžė kitiems, kas yra superkompiuteris.
„Jūsų nešiojamas kompiuteris rytojaus orus apskaičiuotų per 2 savaites, o mūsų superkompiuteris – per 2 valandas“, – apie superkompiuterio ypatybes tuomet pasakojo ji.
Ilgametė fakulteto darbuotoja pamena ir moksleivių reakcijas ekskursijų VU MIF metu pamačius superkompiuterį: „Tai kad čia spintos su daug šviesyčių ir laidų.“
Darbas su technologiniais resursais neapsieina ir be kuriozų. Vienas studentas nusprendė praturtėti – vaikinas sumanė užsiimti kriptovaliutų kasyba, pasinaudodamas VU superkompiuteriu.
„Tai nebuvo mokslinių tyrimų užduotis, studentas bandė tokiu būdu užsidirbti. Deja, šis bandymas jam baigėsi griežtu papeikimu“, – komišką istoriją prisimena A. Grikietė. Studentui taip pat teko susimokėti už superkompiuteriu „išdirbtas“ valandas.
Kainos siekia nuo kelių iki šimtų milijonų
VU MIF lektorius Eduardas Kutka skaito paskaitas, pranešimus ir veda ekskursijas prie VU priklausančio superkompiuterio. Apie šį įrenginį jis sulaukia daug smalsių moksleivių ar suaugusiųjų klausimų. Tarp populiariausių – kiek toks įrenginys kainuoja. Anot lektoriaus, kainų amplitudė yra plati ir priklauso nuo kompiuterio galingumo.
„Toks, kurį turi VU, kainuoja kelis milijonus eurų, o patys galingiausi gali atsieiti ir šimtus milijonų. Viena iškart nematomų kainos dalių yra kasmėnesinė elektros ir aptarnavimo kaina. Kai kurie kompiuteriai naudoja po keliasdešimt megavatų elektros – įsivaizduokite, kiek kainuos norint ją apmokėti“, – žiniomis dalinasi ekspertas.
Norint, kad toks įrenginys stabiliai veiktų, gali netgi tekti šalia pasistatyti elektrinę. Pagal 2024 m. birželį sudarytą sąrašą šiuo metu galingiausiam JAV Ouk Ridžo nacionalinėje laboratorijoje veikiančiam „Frontier“ superkompiuteriui reikia net 22,786 kW elektros.
„Šalys, kurios gali sau tą leisti, keičia ar atnaujina superkompiuterius kas maždaug 5-erius metus. Nors įvykus kelioms finansinėms krizėms jų naudojimo laikas pailgėjo, ir dabar kai kurie superkompiuteriai naudojami ir 10 metų“, – sako E. Kutka.
Galimybės pritaikomos ir moksle, ir versle
Superkompiuteriai gali būti plačiai išnaudojami verslo pasaulyje. Jų pritaikymo spektras itin platus: superkompiuteriai gali būti naudojami dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi sritims plėtoti, taikomi klientų aptarnavimo sferoje, taip pat rinkodaros ir finansų prognozėms. Tokie resursai suteikia galimybę verslui giliau suprasti duomenis, optimizuoti procesus ir kurti inovacijas.
Šis ypatingas kompiuteris gali pasitarnauti ir mokslo žmonėms. VU MIF alumnė Jaunė sako, kad prie puikaus jos bakalauro darbo parašymo ženkliai prisidėjo galimybė pasinaudoti superkompiuteriu – reikalingus rezultatus ji galėjo gauti daug greičiau.
„Turint tokius resursus galima išbandyti įvairesnių modelių, funkcijų, kurios aprašytos akademiniuose darbuose, yra daugiau galimybių ne tik atkurti moksliniuose straipsniuose minimus modelius, tačiau ir pačiai pamodifikuoti juos ar sukonstruoti kažką naujo“, – VU suteiktomis galimybės džiaugiasi ji.
Per pastarąjį dešimtmetį milžiniška pažanga buvo padaryta informacinių ir ryšių technologijų (IRT) srityje, kuri leido suklestėti tokioms technologijoms, kaip daiktų internetas. IRT sričiai ir toliau sparčiai augant, didėja specialistų, gebančių kurti bei dirbti su pažangiomis technologijomis, poreikis. Vilniaus Gedimino technikos universitetas (VILNIUS TECH) vykdo Informacinių ir ryšių technologijų studijų programą ir rengia šios srities specialistus, gebančius kurti, administruoti bei programuoti informacines ir ryšių sistemas, turinčius tarpkryptinių informatikos, ryšių technologijų ir elektronikos sričių žinių bei gebėjimų.
„Šiais laikais didžiausi proveržiai pasiekiami apjungus įvairias sritis. Šios studijų programos privalumas yra tai, kad mes apjungiame informatiką, ryšių technologijas ir elektroniką. Baigusieji šią studijų programą turi daug platesnį akiratį“, – sako VILNIUS TECH docentas dr. Darius Guršnys.
Studijuojant įgytos informatikos žinios leis kurti programas, skirtas valdyti ir apdoroti duomenis informacinių technologijų (IT), ryšių ar daiktų interneto įrangoje, debesų kompiuterijos sprendimuose, išmaniuosiuose įrenginiuose. Ryšių technologijų žinios padės perprasti sudėtingus šiuolaikinius duomenų perdavimo tinklus ir debesų kompiuterijos technologijas, interneto veikimą. Elektronikos žinios pravers daiktų interneto srityje ir leis kurti net itin sudėtingas įterptines ir kompiuterizuotas sistemas.
IRT specialistai gali dirbti kur panorėję
Pasak docento, platesnis abiturientų akiratis padaro didelę įtaką tolimesnei karjerai. Jie geba pritaikyti savo žinias ir gebėjimus daugelyje sričių, taip pat įgyvendinti savo vizijas ir patys kurti naujas technologijas. „Jų darbo pozicija gali būti įvairesnė. Pavyzdžiui, daiktų interneto technologijų specialistas. Šios specializacijos absolventas gali įsidarbinti telekomunikacijų įmonėse ar daiktų interneto sprendimus kuriančiose įmonėse. Jis turi žinias, kurios sudaro šiandienos pasaulį ir gali dirbti kur tik panorėjęs“, – teigia D. Guršnys.
Daiktų internetas sujungia mechanizmus ir jų sistemas į išmaniuosius tinklus, kur daiktai patys gali organizuoti darbą ir save prižiūrėti, valdyti procesus, taip pat apdoroti ir analizuoti didelį kiekį informacijos. Šiandien yra prijungti milijardai daiktų interneto įrenginių ir šis skaičius turėtų kasmet tik didėti – nuo įprastų namų apyvokos daiktų iki sudėtingų pramoninių įrenginių. Daiktų internetui ir naujosioms ryšių technologijoms šioje studijų programoje skiriamas didelis dėmesys. „Tarkim, 5G ryšio technologija. Ji svarbi daiktų internetui. Daiktams reikia tokio ryšio. O daiktų internetas yra ateitis. Tad svarbu būti pirmūnams šioje srityje“, – tvirtina VILNIUS TECH ekspertas.
Jaunimo laukia įdomus mokslas ir studijų kelias
IRT specialistų paklausa auga, nes jų žinios reikalingos daugelyje sričių. Taip pat ir kare. „Nors ir skaudi tema, bet IRT specialistų žinios šiandien svarbios kare. Pavyzdžiui, kare Ukrainoje intensyviai naudojami bepiločiai orlaiviai. Bepiločių orlaivių valdymas, jų surinktų duomenų perdavimas – IRT sritis. IRT specialistai kuria bei vysto šias ir kitas technologijas. Bet būtų geriau, jei nereikėtų kurti technologijų karui“, – sako docentas.
Nors IRT yra perspektyvi sritis, pasak docento, susidomėjimas galėtų būti ir didesnis, tad labai svarbus mokyklos indėlis formuojant susidomėjimą technologijomis, tiksliaisiais mokslais.
Jaunimo, kuris pasirinks IRT studijas, laukia įdomus mokslas ir studijų kelias. Kaip teigia docentas, žinių šioje srityje tiek daug, kad kartais ir keturių metų neužtenka visko išmokti. „Tai nėra lengvas mokslas. Bet visko išmokstama, tereikia tik norėti mokytis“, – teigia D. Guršnys.
Šiuo metu vyksta Bendrasis priėmimas į bakalauro ir vientisąsias studijas, kurio metu registruojami prašymai, laikomi stojamieji egzaminai ir kt.
Šiais laikais sunku rasti sritį be modernių elektronikos prietaisų, nes juos naudojame kasdien – dirbdami, ilsėdamiesi, keliaudami ar apsipirkdami. Be elektronikos neveiktų šiuolaikinės technologijos, pradedant išmaniaisiais telefonais, kompiuteriais ir baigiant automobiliais, laivais, erdvėlaiviais. Nenuostabu, kad dėl šių išradimų elektroniką pirmiausia galima vadinti naujovių varikliu.
Pasak Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) Elektronikos fakulteto Kompiuterijos ir ryšių technologijų katedros vedėjo prof. dr. Algirdo Baškio, elektronikos bei kompiuterių inžinierių išradimai keičia pasaulį ir žmonių įpročius. „Išmanieji įrenginiai, jų kibernetinis saugumas, debesų kompiuterija, daiktų internetas ir kt. – be šių technologijų neįsivaizduotume šiandieninių sklandžiai veikiančių procesų. Aukštųjų technologijų įmonėms labai trūksta šių sričių specialistų, dėl to jos pasirengusios prisidėti prie jų ugdymo realiomis investicijomis – pasirinkusieji šių sričių studijas VILNIUS TECH, gali pretenduoti į aukštųjų technologijų įmonės „Teltonika“ įsteigtą 3000 eur Teltonika High-Tech Hill stipendiją pirmiems studijų metams“, – pasakoja jis.
Elektronikos ir kompiuterių inžinerijos yra dinamiškos profesinės sritys, siūlančios neribotų karjeros galimybių pačiose aktualiausiose ir moderniausiose šiuolaikinėse technologijų srityse, dirbant su išmaniaisiais elektroniniais įtaisais, įterptiniais kompiuteriais, daiktų internetu ir debesų kompiuterija, kibernetiniu saugumu ir t.t. A. Baškys ir profesoriaus pareigas einantis Elektroninių sistemų katedros doc. dr. Andrius Katkevičius supažindina su galimybėmis kiekvienoje iš jų.
Išmanieji elektroniniai įtaisai
Kasdienybės neįsivaizduojame be išmaniųjų įrenginių – telefono, laikrodžio, planšetė, televizoriaus su operacine sistema ir kt. Kas lemia, kad tai yra išmanus, o ne tiesiog elektroninis įrenginys? „Tai priklauso nuo valdymo algoritmo bei duomenų apdorojimo metodų, kurie dažnai yra paremti intelektualiaisiais metodais: dirbtiniais neuronų tinklais, neraiškiajai logika ir kitais. Kaip pavyzdį galima būtų paminėti medienos apdirbimo stakles fabrike: vienos staklės medieną supjausto, kitos – šlifuoja. Tačiau dažnai nepavyksta automatizuoti visų gamybos etapų visiškai atsisakant žmogaus darbo poreikio. Pavyzdžiui, jeigu reikia atrinkti brokuotas lenteles arba klasifikuoti jas pagal kokybę, tokius darbus paprastai mechaniškai atlieka žmonės, nes nepavyksta sukurti universalaus matematinio modelio, kuris klasifikavimą patikimai atliktų automatiškai visiškai pakeisdamas žmogaus darbą. Tokiu atveju siekiant paprastas stakles padaryti išmaniosiomis ir tenka naudoti intelektualiuosius metodus“, – pasakoja Elektroninių sistemų katedros docentas A. Katkevičius.
Anot jo, projektuojant ir gaminant išmaniuosius įrenginius dalyvauja daug skirtingos pakraipos elektronikos inžinierių – vieni užsiima schemotechnika, kiti – įterptinių kompiuterių programavimu, treti – duomenų apdorojimu, galiausiai dar kita grupė dirba prie duomenų perdavimo laidiniais ir bevieliais kanalais klausimų. „Pati išmaniųjų elektroninių įtaisų sritis labai aktuali ir besivystanti, nes šiais laikais visos skirtingų sričių organizacijos stengiasi automatizuoti savo veiklą. Dažnai pasigirsta minčių, kad išmanūs įrenginiai ir sistemos atims iš žmonių darbo vietas, bet tai tikrai negresia elektronikos inžinieriams, nes specialistų poreikis kurti ir prižiūrėti išmaniąsias sistemas vis auga“, – atkreipia dėmesį A. Katkevičius.
Daiktų interneto įtaisai ir debesų kompiuterija
Daiktų interneto įtaisai ir debesų kompiuterija yra tarpusavyje susiję. „Daiktų interneto įtaisai yra tie patys išmanieji įrenginiai, palengvinantys mūsų buitį. Įrenginiai šiais laikais dažniausiai sujungiami į tinklą, tai yra, bendrauja tarpusavyje, pavyzdžiui, išmanaus namo jutiklių tinklas siunčia duomenis į serverį. Tuomet iš serverio yra valdomas šildytuvas, kondicionierius, žaliuzės ar kiti elektroniniai įtaisai, o šeimininkas gauna įspėjimus ir žinutes į savo išmanųjį telefoną. Taip pat yra ir kitas terminas įvardyti tokioms sistemos – tai protingo namo sistemos (angl. Smart House systems)“, – pasakoja A. Katkevičius.
Dažnai duomenys yra surenkami iš namo kraštinių mazgų ir apdorojimas vyksta centralizuotai serveryje arba debesų kompiuterijos „debesyse“. Pasak Elektroninių sistemų katedros docento, elektronikos inžinerijos studentai studijų metų susipažįsta su visomis minėtomis sritimis, todėl baigus studijas absolventai gali rinktis iš daugybės smulkesnių krypčių, kuriose norėtų dirbti.
Įterptiniai kompiuteriai
Didėjant duomenų srautams, atsiranda kita aktuali problema – duomenų srautų valdymas. „Projektuojant išmaniąsias sistemas, kartais imamasi visai kito modelio, kai duomenis stengiamasi apdoroti ne centralizuotai debesyje, bet kraštiniuose daiktų interneto mazguose – tai vadinama „kraštų kompiuterija“ (angl. Edge computing). Tuomet visas apdorojimas atliekamas įterptiniuose kompiuteriuose. O įterptinių kompiuterių, vėlgi, yra labai skirtingų – nuo pramoninių įterptinių kompiuterių, naudojamų fabrikuose iki smulkioms užduotiems skirtų 8 bitų mikrovaldiklių“, – pasakoja A. Katkevičius.
Įterptiniai kompiuteriai (angl. Embedded computers) nulėmė išmaniųjų įrenginių atsiradimą, jie skirti specializuotoms užduotims vykdyti, pvz. valdyti gamybos technologijas, automobilio sistemas, „protingo namo“ sistemas, robotus, muzikos grotuvus, mobilius telefonus ir kt.
„Įterptiniams kompiuteriams nuolat tobulėjant, plečiasi jų taikymo sritys ir galimybės. Kiekvienas išmanusis įrenginys yra išmanus todėl, kad jame yra įterptinis kompiuteris. Jau dabar 90 proc. visų mikroprocesorių yra įterptiniuose kompiuteriuose ir tik 10 proc – asmeniniuose kompiuteriuose. Galima spėti, kad ateityje bet kurio elektroninio įrenginio pagrindas bus įterptinis kompiuteris“, – pasakoja A. Baškys. Anot jo, dėl šios priežasties vis didėja poreikis specialistų, kurie sugeba įterptinius kompiuterius projektuoti, programuoti, gaminti, testuoti, diegti, tobulinti ir prižiūrėti.
Kibernetinis saugumas
Kibernetinių incidentų skaičius Lietuvoje, kaip ir visame pasaulyje, kasmet didėja. Nacionalinio kibernetinio saugumo centro prie Krašto apsaugos ministerijos duomenimis, 2020 m. kibernetinių incidentų padaugėjo 25 proc., o su kenkimo programinės įrangos platinimu susijusių incidentų skaičius išaugo net 49 proc.
„Kibernetinis saugumas yra prie kompiuterių tinklo prijungtų sistemų, tokių kaip techninė įranga, programinė įranga ir duomenys, apsauga nuo kibernetinių grėsmių. Kibernetinio saugumo priemonės būtinos asmenims ir įmonėms apsisaugoti nuo neteisėtos prieigos prie duomenų centrų ir kitų kompiuterizuotų sistemų. Daugėjant vartotojų, įrenginių ir programų, kartu su didėjančiu duomenų plitimu, kurių didelė dalis yra neskelbtina ar konfidenciali, kibernetinio saugumo svarba toliau auga“, – atkreipia dėmesį VILNIUS TECH Kompiuterijos ir ryšių technologijų katedros vedėjas A. Baškys.
Studijų programoje Kompiuterių inžinerija įgyjamos žinios apie kompiuterių tinkluose kylančias grėsmes, atakų aptikimo ir atpažinimo būdus ir metodus, saugius duomenų perdavimo protokolus, todėl tokias studijas baigę absolventai gali taip pat dirbti įmonių ir organizacijų kibernetinio saugumo specialistais.
Skaitmeninis signalų apdorojimas
Iš įvairių jutiklių surinkti pirminiai duomenys yra mažai vertingi, juos sunku analizuoti ir suprasti. Siekiant iš jų išgauti prasmę ir pritaikyti duomenis savo reikmėms visada tenka atlikti papildomą signalų apdorojimą, atlikti papildomą statistinę analizę. Skaitmeninių signalų apdorojimo metodų yra daugybė.
A. Katkevičius pateikia detalesnį pavyzdį, kodėl reikalingas skaitmeninis signalų apdorojimas: „Surinkus jutiklių duomenis signalai bus triukšmingi, reikia panaudoti įvairius filtrus tam triukšmui pašalinti. Gali būti, kad, pavyzdžiui, garso įraše mums reikia palikti tik tam tikrus garso šaltinius ar apdorojant vaizdą reikia surasti ir identifikuoti įvairius objektus, pavyzdžiui, žmogaus veidą. Atskirti kai žmogus eina ar bėga yra lengva, bet iš jutiklių signalų atskirti, kada žmogus lipa laiptais aukštyn, o kada žemyn yra sudėtingiau, tada iš signalų reikia išskirti papildomus požymius“.
Pasak Elektroninių sistemų katedros docento, elektronikos inžinerijos studijų programos studentai su pagrindiniais metodais susipažįsta studijų metu. Tai, vėlgi, suteikia absolventams lankstumo, ieškant savo vietos darbo rinkoje. A. Katkevičius išduoda – specialistai, kurie užsiima gilesniu signalų apdorojimu, paprastai uždirba daugiau.
Kompiuterių tinklai
Kompiuterių tinklų inžinieriai administruoja, projektuoja ir diegia kompiuterių tinklus. Kompiuterių tinklai apima interneto technologijas, kompiuterių periferinius įrenginius ir sistemas. „Kompiuterių tinklai jau tapo neatsiejama verslo, gamybos, valdymo, ryšių ir kt. sistemų dalis. Kompiuterių tinklo administratorius yra atsakingas už kompiuterio tinklo komponentus, taip pat už serverius, maršrutizatorius, komutatorius ir kompiuterius. Jis užtikrina, kad tinklas veiktų sklandžiai, diegia tinklo atnaujinimo programinę ir aparatinę įranga, šalina iškilusias problemas. Jo darbą taip pat apima tinklo saugumo auditas, tinklo veikimo stebėjimas, vertinimas ir optimizavimas“, – pasakoja A. Baškys.
Tinklo projektavimu užsiima tinklo architektai. Jie kuria naujus tinklus ir tobulina esamus, užtikrindami, kad tinklas veiks taip kaip to reikalauja organizacija, kurioje jis yra diegiamas. „Kompiuterių tinklo architektai taip pat atlieka kompiuterių tinklo technologijų tyrimus, tobulina techninę ir programinę įrangą, užtikrina, kad informacija kompiuterių tinkle būtų saugi. Kadangi vis daugiau pridėtinės vertės yra sukuriama naudojant kompiuterių tinklus, todėl drąsiai galime teigti, kad specialistų, gebančių kurti, diegti, prižiūrėti ir tobulinti kompiuterių tinklus, poreikis ateityje tik didės“, – akcentuoja VILNIUS TECH Kompiuterijos ir ryšių technologijų katedros vedėjas.
IT ir technologijų naujienos 