Наукові розробки та досягнення кафедри ЕОМ

Науковий напрямок кафедри пов'язаний з питаннями теорії та принципами реалізації комп'ютерних систем та мереж, а також математичних засобів, вузлів, приладів і пристроїв завадо- та криптостійких інформаційно-вимірювальних та керуючих систем збору, обміну та опрацювання інформації для наземного, морського та космічного моніторингу, контролю, діагностики та наукових досліджень.

При виконанні наукових проектів кафедра ЕОМ тісно співпрацює з Науково-дослідним і проектно-конструкторським інститутом електронної обчислювальної та вимірювальної техніки (НДКІ ЕЛВІТ) при Національному університеті "Львівська політехніка".

Завідувачі кафедри традиційно були науковими керівниками НДКІ ЕЛВІТ: проф. Швецький Б.Й. - 1958-1986, проф. Вишенчук І.М. - 1986-1993, проф. Мельник А.О. - 1994 до даного часу.

Основні теоретичні результати фундаментальних та прикладних наукових досліджень кафедри ЕОМ

Створення вимірювально-обчислюваних систем для наукового приладобудування

Професори Б.Й.Швецький та І.М.Вишенчук, які очолювали кафедру з 1963р до 1993р., вели велику наукову роботу, вдало поєднували теоретичні дослідження з прикладними роботами, працювали на практичний результат аж до серійного впровадження. Основним напрямом їх діяльності було приладобудування, точніше, наукове приладобудування, в рамках якого тісно поєднувалися вимірювання, обчислення, передача та збереження інформації. Значний обсяг робіт, якими вони керували, був направлений на створення вимірювально-обчислюваних систем різного призначення, в тому числі і спеціального.

Проф. Б.Й.Швецький зробив вагомий внесок у розробку принципів побудови автоматичних мостів змінного струму для вимірювання комплексних опорів, що дало можливість підвищити швидкодію і створити систему автоматичного зрівноваження. Один з перших у вітчизняній науці Б.Й. Швецький розгорнув широку програму робіт з дослідження і проектування цифрових вимірювальних приладів, теорії і техніці яких присвячені його монографії та численні статті.

Під керівництвом Б.Й. Швецького розвинуті напрями дослідження та проектування спеціалізованої обчислювальної техніки, пристроїв цифрового опрацювання сигналів, завадостійкого кодування, спектрального аналізу. Важливе значення приділялось дослідженням систем збору інформації від первинних перетворювачів різноманітних фізичних параметрів, включаючи параметри, необхідні для дослідження Світового океану та об'єктів навколишнього середовища.

Проф. І.М. Вишенчук зробив суттєвий внесок у розробку теорії вимірювання інтегральних характеристик сигналу на основі методу вагових функцій і методів синтезу структур з гранично досяжними співвідношеннями між точністю, завадозахищеністю та швидкодією. В його працях був розвинений метод аналого-цифрового перетворення на основі двотактного інтегрування.

Одержані І.М. Вишенчуком теоретичні результати використано в дослідженнях і розробках нових вимірювально-обчислюваних засобів. Так, І.М. Вишенчук запропонував об'єднати в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт по дослідженню Світового океану (1988-1993) фундаментальні та прикладні роботи, які з 1973 велися в галузі п'єзокварцевої термометрії та створення систем для дослідження морського середовища.

Розвиток теорії проектування комп'ютерних систем

На кафедрі створена та успішно розвивається наукова школа проф. А.О.Мельника, основним напрямом наукових досліджень якої є створення комп'ютерів і комп'ютерних систем, розробка теоретичних основ їх побудови і методів проектування. Наукова школа виникла як результат виконання багатьох проектів в галузі комп'ютерної техніки та зробила вагомий внесок в теорію проектування комп'ютерних систем.

Діяльність наукової школи базується на раді нових фундаментальних положень теорії проектування комп'ютерних систем, розроблених проф. А.О. Мельником.

До основних з них належить розроблення:

концепції 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 методів синтезу;
принципів високорівневого проектування спеціалізованих комп'ютерних систем;
нових алгоритмів і структур операційних пристроїв комп'ютерів для обчислення елементарних функцій та виконання арифметичних операцій над дійсними і комплексними числами;
нових структур процесорів і систем для спектрального аналізу, синтезу і фільтрації сигналів;
нових структур багатоступеневих комутуючих мереж з ефективним вирішенням питання управління їх роботою;
нових типів пам'яті: з часовим, програмованим та впорядкованим доступом та архітектури комп'ютерів на їх основі;
критеріїв і методик вибору оптимального складу комплектів великих інтегральних схем для проектування спеціалізованих процесорів та результати синтезу таких комплектів для процесорів спектрального аналізу сигналів;
принципів автоматичного розпаралелення виконання програм в багатопроцесорних системах із спільною пам'яттю;
принципів побудови нарощуваних конфігурованих моделей комп'ютерних пристроїв.

Розвиток теорії розпізнавання складно-структурованих зображень

На кафедрі успішно розвивається науковий напрям, який очолює проф. Ємець В.Ф.(основні виконавці ст. викл. І.В.Мороз та ст. викл. В.С.Мархивка). В рамках цього напряму розроблено нові методики, алгоритми та програми розпізнавання складно структурованих зображень різної природи.
Метою розпізнавання є створення 3-вимірного векторного опису сцени, придатного для маніпулювання нею системами автоматизованого проектування та управління, нові методики, алгоритми та програми виділення та опису контурів складно структурованих 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.

В період з 2001 до 2008 рр. в рамках цього напряму виконано наступні роботи:

розроблена методика, алгоритмічне та програмне забезпечення відтворення 3D моделі сцени за даними лазерного віддалеміру, встановленого на літаючій платформі, автоматичного виділення об'єктів правильної форми (призматичної, циліндричної) та описання їх відповідними графічними примітивами, прийнятними для об'ємного CAD моделювання. Забезпечено перенесення розробленого програмного забезпечення на UNIX платформу;
розроблена методика, алгоритмічне та програмне забезпечення виявлення границь об'єктів на 3D томограмах та їх описання тріангуляційними сітками, а саме: виявлення дефектів (порожнин) в 3D об'єктах (деталях), їх описання та формування списку дефектів. Створено графічний інтерфейс користувача для керування розробленим програмним забезпеченням;
розроблено методи опрацювання складно структурованих зображень. Реалізовано програмні модулі розпізнавання і створення 3-вимірного векторного опису сцени для використання в системах автоматизованого проектування та управління;
розроблено алгоритми опрацювання даних, отриманих від промислового комп'ютерного томографа. Створено математичне та програмне забезпечення для виявлення та опису дефектів при неруйнівному контролі деталей та елементів машин.

Теоретичні основи і принципи побудови автономних децентралізованих вимірювально-обчислювальних систем розподілених досліджень на основі мобільних дослідницьких станцій

Працівниками кафедри (науковий керівник проф. А.О.Мельник, основні виконавці - доц. В.А.Голембо та ст. викл. О.Ю.Бочкарьов) в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт (1998-2006 рр.) розроблено теоретичні основи і принципи побудови автономних децентралізованих вимірювально-обчислювальних систем розподілених досліджень на основі мобільних дослідницьких станцій (інтелектуальних вимірювальних агентів).

Зокрема, розроблено моделі та алгоритми колективної поведінки автономних дослідницьких станцій для вирішення задач оптимізації процесів збору, передачі та первинного опрацювання вимірювальної інформації в реальному часі за умов невизначеності щодо стану та характеристик досліджуваного об'єкту та оточуючого середовища.

Розроблені алгоритми базуються на принципах самоорганізації, за рахунок чого з'являються якісно нові можливості по дослідженню нелінійних синергетичних процесів, що розгортаються в досліджуваному середовищі (при цьому в результаті спільних узгоджених дій колектив вимірювальних агентів самостійно знаходить деякий найкращий спосіб дослідження цих процесів).

Розроблено також

Алгоритми просторової самоорганізації колективу мобільних вимірювальних агентів в задачах рівномірного розподілу заданої обмеженої території та формування зон індивідуальної відповідальності в просторі об'єкту досліджень;
Алгоритми виявлення та оточення зон збурень (наприклад, джерел забруднень) колективом вимірювальних агентів.

Запропоновано підходи та принципи практичної реалізації отриманих рішень для побудови автономних систем розподілених досліджень, систем екологічного моніторингу та адаптивних систем виявлення й відстеження порушників.

Запропоновано також способи організації переміщення мобільних вимірювальних агентів. Отримані рішення узагальнено на більш широкий клас задач з метою забезпечення їх ширшого застосування в рамках технології багатоагентних систем (multi-agent system). Зокрема, розроблено універсальні нарощувані архітектури інтелектуальних агентів та узагальнені механізми координації спільних узгоджених дій інтелектуальних агентів.

Запропоновано також методи організації функціонування однорангових комп'ютерних мереж на основі технологій багатоагентних систем (зокрема на основі моделей колективної поведінки в конфліктних ситуаціях).

Держбюджетна науково-дослідна робота в рамках даної тематики:

За напрямом "Розробка теоретичних основ і принципів побудови вимірювально-обчислювальних мереж (ВОМ) для дослідження навколишнього середовища" виконано 8 держбюджетних робіт, які входять до фундаментальної базової наукової тематики університету:

Дослідження та розробка методів створення технічних засобів одержання, опрацювання та використання гідрометеорологічної інформації для вивчення та освоєння Світового океану, ч.1 (ДБ/СО), 1988-1990.
Дослідження та розробка методів створення технічних засобів одержання, опрацювання та використання гідрометеорологічної інформації для вивчення та освоєння Світового океану, ч.2 (ДБ/СО), 1991-1993.
Дослідження методів створення ВОМ для отримання, опрацювання та використання гідрофізичної, гідрометеорологічної та екологічної інформації з метою вивчення та освоєння навколишнього середовища в інтересах науки та народного господарства України (ДБ/СО.94), 1994-1995.
Дослідження шляхів побудови мереж з підвищеними метрологічними, технологічними і експлуатаційними параметрами для вивчення поведінки об'єктів оточуючого середовища та здійснення екологічного, гідрофізичного і метеорологічного моніторингу на теренах України (ДБ/Шельф), 1996-1997.
Створення мереж для вивчення багатофакторних і багатофункціональних впливів на природні та штучні об'єкти оточуючого середовища (ДБ/НДКІ.ОІ), 1998-1999.
Розробка нових принципів побудови ВОМ з елементами самоорганізації для екологічного моніторингу (ДБ17.ЕС), 2000-2001.
Інтелектуальні реконфігуровані нарощувані ВОМ екологічного моніторингу: принципи структурної самоорганізації та функціонування (ДБ/17.Мель), 2002-2003.
Конфігуровані вимірювально-обчислювальні мережі інтелектуальних автономних агентів для вирішення задач моніторингу навколишнього середовища (ДБ/АВАГ), 2004-2006.

Наукові керівники - проф. І.М. Вишенчук (1988-1993), доц. В.А. Голембо (1993-1996), проф. А.О. Мельник (1997-2006), відповідальний виконавець - доц. В.А. Голембо (1988-2006).

Продовженням цієї держбюджетної тематики став проект "Методи побудови геоінформаційних моніторингових систем на основі колективів інтелектуальних агентів-дослідників" (науковий керівник проф. А.О.Мельник), реалізація якого спрямована на отримання синергетичного ефекту від узгоджених дій агентів-дослідників по виявленню та моніторингу природних, техногенних та криміногенних небезпек, а також на дослідження та розробку нових архітектур просторово-розподілених геоінформаційних моніторингових систем та інтелектуальних агентів-дослідників на основі концепції конфігурованих нарощуваних моделей комп'ютерних пристроїв.

В 2008 р. кафедра стала учасником Міжнародного консорціуму з створення комп'ютерних систем раннього попередження природних катастроф при моніторингу Землі, склад якого утворили провідні наукові установи Європи. Основні результати цих досліджень викладені проф. А.О.Мельником в 3 доповідях на конференції NASA/ESA в м. Едінбург (Великобританія), 2007 р.

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.

Впровадження результатів фундаментальних та прикладних наукових досліджень кафедри ЕОМ

Перші серійні цифрові прилади

В рамках співпраці з НДКІ ЕЛВІТ 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 були в числі розробників серійних цифрових приладів, зокрема вольтметра В7-8, вольтомметра ВК7-10, вольтомметра інтегруючого ВК2-20, частотоміра Ч3-30 та цілої гами приладів та систем, що за своїми характеристиками відповідали світовому рівню.

Перші процесори опрацювання 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 є проф. А.О. Мельник., 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 доц. 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.

Процесор вводу-виводу системи на базі ПС 2000

Працюючи в тій же області в 1975-1984 рр. доц. В.Я. Пуйда розробив методи та апаратні засоби систем спеціального призначення для ідентифікації зображень об'єктів в реальному часі.

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 - В.В.Троценко, Л.О. Березко, Ю.М.Опир).

Навчальний комп'ютер ПУМА-2

Розробка, серійне впровадження та супроводження у виробництві персональних ЕОМ

У 1985-1990 рр. - під керівництвом доц. В.Я. Пуйди та за участю ст. викл. Ю.М. Опира здійснено розробку, серійне впровадження та супроводження у виробництві персональних ЕОМ ПК-01 "ЛЬВІВ" та ПК-02 "МУКАЧЕВО"; починаючи з 1988 р. вироблено біля 90 тис. шт. персональних комп'ютерів ПК-01 "ЛЬВІВ". Крім того, на базі спецпроцесорів та персональних ЕОМ доц. В.Я.Пуйдою та ст. викл. Ю.М. Опиром було розроблено ряд спеціалізованих систем опрацювання даних та керування.

Персональний комп'ютер ПК-01 "Львів"

Вимірювально-обчислювальні системи для дослідження Світового океану та прецизійні цифрові п'єзокварцові термометри

Під науковим керівництвом доц. В.А. Голембо та зав. лабораторією НДКІ ЕЛВІТ В.Л. Котлярова було розроблено:

Автономні буйкові станції для отримання інформації про гідрофізичні та гідрометеорологічні поля в Світовому океані та калібровки дистанційних вимірювачів поверхні океану, які розташовані на штучних супутниках Землі, з передачею даних через системи КОСПАС і КУРС.

В якості дистанційних вимірювачів застосовувалися спеціалізовані океанологічні супутники серії "Океан", "Космос", "Інтеркосмос"; частина апаратури розміщувалася на науково-дослідницьких судах АН СРСР та АН УРСР; були розроблені занурювальні контейнери, які використовувались на глибинах до 2 км.

Співвиконавець розробки - Морський гідрофізичний інститут АН України (м. Севастополь). В рамках цих робіт досліджувались та розроблялись давачі різних фізичних величин з частотним вихідним сигналом, що забезпечували найбільш короткий ланцюг вимірювальних перетворень.

Апаратура для вимірювання параметрів морського середовища розташовувалась на стаціонарних і дрейфуючих, приповерхневих і занурювальних автономних буйкових станціях та використовувалася на акваторіях Атлантичного океану та Чорного моря.

Автономна буйкова станція з комплектом апаратури для дослідження морського середовища.

Перші в країні серійні цифрові п'єзокварцові термометри з роздільною здатністю 0,0001°С та точністю 0,01°С для потреб метрологічної служби Міністерства оборони СРСР, Всесоюзного НДІ метрології ім. Д.І. Менделєєва (м. Санкт-Петербург) та СКБ "Гідрометеоприлад" (м. Обнінськ).

В якості давачів температури використовувалися термочутливі кварцеві резонатори з лінійною залежністю вихідної частоти від температури, які поєднують високі системні та метрологічні характеристики, а також виділяють малу розсіювальну потужність в досліджуване середовище.

Розроблені термометри не поступалися кращим приладам фірми Hewlett-Packard (США). Видана перша в світі монографія з п'єзокварцевої термометрії.

Основні технічні рішення цих систем та приладів захищені авторськими свідоцтвами на винаходи.

Комп'ютерні системи медичної діагностики

Розробки в галузі медичних комп'ютеризованих приладів та систем для контролю процесів водносольового обміну та мікроциркуляції (керівник доц. Л.О. Березко) знайшли застосування при хірургічному лікуванні хворих з важкими травмами та втратами крові.

Система опрацювання результатів променевої медичної діагностики "МЕDIK", яка розроблена за участю доц. В.Ліхачова, дозволила виявляти онкологічні захворювання на ранніх стадіях.

Системи оперативного контролю параметрів електроенергії

Важливим напрямом наукової роботи кафедри є розробка та впровадження приладів та систем оперативного контролю параметрів електроенергії на енергооб'єктах. Розроблені системи були встановлені в 1980р. на найпотужніших гідроелектростанціях СРСР - Красноярській і Саяно-Шушинській, а також в 1979-1986рр. на всіх підстанціях та електростанціях енергосистеми Сахаліненерго.

В 1987-90рр. був розроблений цифровий мультиметр параметрів електроенергії , який був закуплений фірмою Multy- Amp (м. Торонто, Канада) в 1991р. Була розроблена система перетворення, реєстрації і управління телеінформацією (СПРУТ).

Системи СПРУТ були впроваджені в період 1995-2003рр. на 10-ти підстанціях Західної енергетичної системи України.

Система СПРУТ

Була створена інформаційно-вимірювальна система збору та опрацювання інформації про параметри енергооб'єктів на основі промислових комп'ютерів. Розроблена система впроваджена на декількох підстанціях Західної енергетичної системи. Визначена доцільність впровадження таких систем на енергооб'єктах України.

Розроблено принципи перетворення основних аналогових параметрів в цифровий код, створено алгоритми опрацювання даних, сформовано бази даних, розроблено принципи транспортування груп даних на вищі рівні систем збору даних підстанцій енергосистем.

Ці розробки були виконані доц. Г.М. Лавровим за участю ст. викл. С.В.Хомича і зав. лабораторією НДКІ ЕЛВІТ О.М. Дороніної.

Комп'ютерні системи опрацювання сигналів та зображень

В 90-х роках минулого століття колектив кафедри поповнився висококваліфікованими спеціалістами, які набули багаторічного досвіду виконання науково-дослідних та проектно-конструкторських робіт в Львівському НДРТІ при створенні складних радіотехнічних систем. Це проф. А.Мельник, проф М.Яцимірський, доц. Я. Парамуд, доц. В.Глухов, доц. Є.Ваврук, ст. викл. І. Мороз.

До найважливіших наукових результатів, які були ними отримані, відносяться:

розробка та організація серійного виробництва комплекту спеціалізованих великих інтегральних схем серії 4.601.ВЖ3 для процесорів опрацювання сигналів;

розробка та впровадження ряду процесорів спектрального аналізу радіолокаційних сигналів;
розробка та впровадження ряду програмованих процесорів цифрового опрацювання сигналів;
проведення наукових досліджень по створенню перспективних засобів опрацювання сигналів та участь в вирішенні питань серійного випуску кількох комплектів НВІС, зокрема серій 1838, 1842, програмованих процесорів опрацювання сигналів типу TMS320C10, TMS320C25, TMS320C30;
проведення наукових досліджень по створенню промислового комп'ютерного томографа;
розробка методики, алгоритмічного та програмного забезпечення завадостійкого декодування бітового потоку від бортової апаратури супутника "Океан-О", формування растрових зображень від сканерів різних типів та розрізнення, геодезичної прив'язка отриманих зображень їх фотометричної та геометричної корекції та попередня обробка;
розробка алгоритмів функціонування, синтез структур комп'ютерних засобів для опрацювання інформації в радіолокаційних системах (РЛС) дальнього спостереження;
створення малогабаритної екологічно чистої РЛС для цілодобового контролю місцевості при різних погодних умовах. Результати досліджень були впроваджені у серійних РЛС.

створення широкого спектру спеціалізованих процесорів багатовимірного спектрального аналізу сигналів та зображень, шифрування та кодування інформації, тощо.

Основні схемотехнічні рішення виконані на рівні винаходів і захищені авторськими свідоцтвами на винаходи.

Комп'ютерні системи сканера Земної поверхні для супутників

В рамках робіт по створенню космічних супутників доц. В.В. Троценко було розроблено:

комп'ютерну систему сканера Земної поверхні для супутника Січ-1М, запуск якого відбувся в 2004р. на замовлення Національного Космічного Агентства України (НКАУ);

Сканер супутника Січ-1М

комп'ютерну систему сканера Земної поверхні для супутника EgyptSat (Січ-2), запуск якого відбувся в 2007 р. на замовлення НКАУ і уряду Єгипту.

Компоненти сканера супутника Egyptsat

Засоби опрацювання зображень та сигналів на базі мікропроцесорної техніки

В рамках виконання ряду держбюджетних та госпдоговірних робіт доц. В.Я. Пуйдою розроблено:

методи, програмного забезпечення та спеціалізовані апаратні засоби для телевізійних систем автоматичного стеження за візуальними об'єктами та визначення їх координат в просторі;
спеціалізовані процесори та програмне забезпечення для високопродуктивного опрацювання інформації та швидкісного керування на базі сигнальних процесорів;
спеціалізовані процесори та програмне забезпечення для інформаційно-вимірювальних систем (інтелектуальні перетворювачі тиску, температури тощо), систем керування технологічними процесами, систем аварійного захисту електричних мереж тощо.

Результати виконання держбюджетних науково-дослідних робіт

В результаті виконання держбюджетних науково-дослідних робіт 2000-2006рр. (керівник проф. А.О. Мельник) викладачі кафедри :

розвинули концепцію конфігурованих моделей програмних і апаратно-орієнтованих комп'ютерних пристроїв інтелектуальних автономних агентів (ІАА) та провели високорівневе проектування паралельного процесора на основі пам'яті з детермінованою вибіркою (доц. А.М.Сало, ст. викл. Г.В.Кицун), запропоновані нові підходи у підвищенні надійності та зменшенні енергоспоживання ІАА (доц. Є.Я.Ваврук);
розвинули методи, які вдосконалюють обмін інформацією в мережі ІАА з врахуванням комутації та буферизації пакетів даних (ст. викл. Б.Р.Дунець), необхідності стиску (ст. викл. Р.В.Бачинський), завадозахисту (доц. В.С.Глухов) та криптозахисту (асист. В.А.Мельник), методів стеганографії (ст. викл. Є.Г.Міюшкович), аутентифікації (доц. Ю.В.Морозов) та трастифікації (доц. В.М.Сокіл);
при опрацюванні роботи ІАА у нечіткому інформаційному середовищі застосовано апарат теорії можливості (доц. Л.О.Березко);
запропоновані алгоритми реконструкції (доц. О.О.Карпін) та стиску (доц. О.І. Акимишин) опису 3D-зображень об'єктів досліджень.

За результатами цих досліджень захищено 8 кандидатських дисертацій:

Акимишин О.І. Методи та засоби зменшення обсягів даних тріангуляційного опису об'єктів комп'ютерної томографії, 2008р., науковий керівник проф. Мельник А.О.
Бачинський Р.В. Реконфігуровані процесори стиску потоків даних, 2008р., науковий керівник проф. Мельник А.О.
Дунець Б.Р. Пристрої комутації пакетів даних з багатоканальною вхідною буферизацією, 2005р., науковий керівник проф. Мельник А.О.
Карпін О.О. Реконструкція поверхонь в просторі за невпорядкованими даними аерозображень, 2007р., науковий керівник проф. Ємець В.Ф.
Кицун Г.В. Методи та засоби підвищення ефективності процесора комп'ютера з простою системою команд, 2009р., науковий керівник проф. Мельник А.О.
Мельник В.А. Конфігуровані ядра комп'ютерних пристроїв симетричного блокованого шифрування, 2004р., науковий керівник проф. Дудикевич В.Б..

Сало А.М. Методи та засоби конфігурування архітектури програмованих спеціалізованих процесорів, 2008р., науковий керівник проф. Мельник А.О.
Сокіл В.М. Адаптивні засоби формування реакцій вузлів децентралізованих мобільних комп'ютерних мереж динамічної структури, 2007р., науковий керівник доц. Морозов Ю.В.
Шевчук Р.П. Багатоканальні комп’ютерні засоби перетворення та криптографічного захисту форматів стиснених мовних сигналів, 2008р., науковий керівник проф. Мельник А.О.
Яковлева І.Д. Методи та засоби проектування алгоритмічних операційних пристроїв з графічного подання виконуваних алгоритмів, 2010р., науковий керівник проф. Мельник А.О.

Основні наукові досягнення кафедри відображенні у наступних монографіях:

Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом - К.: Техніка, 1964. - 152 с.
Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. - 2-е изд. - К.: Техніка, 1970. - 268 с.
Голембо В.А., Котляров В.Л., Швецкий Б.И. Пьезокварцевые аналого-цифровые преобразователи температуры - Львов:Вища школа, 1977. - 172 с.
Швецкий Б.И. Электронные цифровые приборы. - К.: Техніка, 1981. - 240с.
Вишенчук И.М., Пуйда В.Я., Троценко В.В. Микропроцессорные вычислительные системы. - Львов: ЛПИ, 1982. - 91 с.
Работа на персональном компьютере / М.А. Гаврилюк, Т.Г. Галамай, Л.В. Мороз, Ю.М. Опир, В.Я. Пуйда. - К: УМК ВО, 1988. - 110 с.
Прикладные программы и лабораторный практикум для персонального компьютера / М.А. Гаврилюк, Т.Г. Галамай, О.М. Коссак, Л.В. Мороз, Ю.М. Опир, В.Я. Пуйда. - К: УМК ВО, 1988. - 205 с.
Мельник А.А. Процессоры обработки сигналов (Препринт № 29-89). - Львов: Институт прикладных проблем механики и автоматики АН СССР, 1989. - 63 с.
Вишенчук И.М., Черкасский Н.В. Алгоритмические операционные устройства и суперЭВМ. - К.: Тэхника, 1990. - 197 с.
Швецкий Б.И. Электронные цифровые приборы. - 2-е изд. - К.:Тэхника, 1991. - 191 с.
Мельник А.О. Спеціалізовані комп'ютерні системи реального часу. - Львів: Вид-во Національного університету "Львівська політехніка", 1996. - 60 с.
Яцимірський М.М. Швидкі алгоритми ортогональних тригонометричних перетворень. - Львів: Академічний Експрес, 1997. - 219 с.
Мельник А.О. Програмовані процесори опрацювання сигналів. - Львів: Вид-во Національного університету "Львівська політехніка", 2000. - 55 с.
Ємець В.Ф. Моделювання та інтерпретація даних розсіяння ультразвуку локальними об'єктами. - Львів: Фенікс, 2001. - 254 с.
Коркішко Т., Мельник А., Мельник В. Алгоритми та процесори симетричного блокового шифрування. - Львів: Бак, 2003. - 168 с.
Ємець В., Мельник А., Попович Р. Сучасна криптографія. Основні поняття. - Львів: Бак, 2003. - 144 с.
Лисак Т.А. Turbo Pascal: Теорія і практикум. – Під ред.. проф.. Мельника А.О. Львів: Вид-во ІППТ, 2003. - 416 с.
Мельник А.О. Архітектура комп'ютера. Наукове видання. - Луцьк: Волинська обласна друкарня, 2008. - 470 с.

Перспективні напрями фундаментальних та прикладних наукових досліджень кафедри

В науково-дослідних лабораторіях кафедри викладачами, аспірантами та кращими студентами здійснюються дослідження в наступних напрямах:

Архітектура комп'ютерних систем та мереж, зокрема:

питання побудови конфігурованої ієрархічної пам'яті комп'ютера
архітектура процесора удосконаленого комп'ютера
апаратне прискорення виконання команд керування в комп'ютері з довгим форматом команд
конфігуровна архітектура комп'ютера.

Засоби високорівневого проектування НВІС, зокрема:

Побудова потокових графів алгоритмів на основі концепції машини потоків даних
Синтез конвеєрних комп'ютерних пристроїв на основі потокових графів алгоритмів

Високоефективні спеціалізовані комп'ютерні системи опрацювання сигналів та зображень, зокрема:

енергоефективні процесори швидких ортогональних перетворень
програмні та апаратні системи контролю і діагностики систем опрацювання сигналів

Комп'ютерні засоби захисту інформації, зокрема:

розробка методів і засобів побудови пристроїв для формування цифрового підпису
методи та програми для побудови криптографічних систем з відкритим ключем
протоколи захисту даних симетричними блоковими шифрами в локальних комп'ютерних мережах
принципи побудови систем захисту інформації, визначення стійкості до вторгнень, виявлення атак і доступу до інформації.

Теоретичні основи побудови комп'ютерних систем високої продуктивності.
Побудова комп'ютерів для космічних сканерів земної поверхні.
Методи опрацювання даних ультразвукової та рентгенівської діагностики.
Методи та засоби опрацювання медико-біологічної інформації, зокрема:
Ефективні методи опрацювання біометричних даних
Принципи побудови адаптивної біометричної системи
Методи та засоби компресії біомедичних сигналів у реальному часі для дистанційного моніторингу
Методи, програмне забезпечення та спеціалізовані апаратні засоби систем опрацювання та ідентифікації зображень, інформаційно-вимірювальних систем, систем керування технологічними процесами, зокрема:
Автоматична система виділення та ідентифікації рухомих об'єктів в полі зору відеокамери
Розробка адаптивного інтерфейсу відеопроцесора
Дослідження завадостійкості в системах опрацювання сигналів
Підсистема визначення координат візуального об'єкта у просторі
Принципи побудови автономних децентралізованих вимірювально-обчислювальних систем розподілених досліджень на основі мобільних дослідницьких станцій, зокрема:

методи структурної та функціональної адаптації автономних децентралізованих вимірювально-обчислювальних систем на основі принципів самоорганізації та самонавчання
функціонально повний набір базових алгоритмів колективної поведінки та універсальні нарощувані архітектури інтелектуальних агентів на їх основі
колективи штучних інтелектуальних агентів-дослідників здатних самостійно генерувати нові дослідницькі задачі та знаходити способи їх вирішення за рахунок спільних узгоджених дій

Реконфігуровані процесори для бортових систем.
Аналого-цифрові засоби вимірювання, алгоритми опрацювання параметрів енергооб'єктів, алгоритми компенсації похибок вимірювання цих параметрів.
Інформаційно-вимірювальні системи для контролю параметрів електроенергії енергооб'єктів (електричних станцій та підстанцій) та станів комутаційної апаратури (вимикачів ліній, трансформаторів, генераторів).
Методики, алгоритми та програми розпізнавання складно структурованих зображень різної природи, зокрема:

апаратно-орієнтований потоковий алгоритм спрощення тривимірних моделей об'єктів
модель автоматизованої системи опрацювання зображень відбитків пальців людини.

Методи, алгоритми та програмні засоби для навчального процесу з дисциплін напряму "Комп'ютерна інженерія", із спеціальностей "Комп'ютерні системи та мережі", "Системне програмування", "Спеціалізовані комп'ютерні системи".

Організаційні заходи підтримки наукових досліджень

Кафедра ЕОМ є організатором Міжнародної науково-технічної конференції "Сучасні комп'ютерні системи та мережі: розробка та використання", яка проводиться кожні два роки, починаючи з 2003 року. Конференція дає можливість співробітникам, аспірантам та студентам кафедри бути в своїх творчих пошуках на сучасному світовому рівні розвитку комп'ютерної техніки та технологій.

Кафедра ЕОМ формує фаховий Вісник Національного університету "Львівська політехніка" "Комп'ютерні системи та мережі", у якому публікуються статті, що відображають результати досліджень з актуальних питань комп'ютерних систем, мереж та інформаційних технологій, виконаних викладачами, науковцями та інженерами кафедри та інших кафедр Національного університету "Львівська політехніка", України та зарубіжжя. Періодичність Вісника - один випуск в рік.

Кафедра ЕОМ проводить регулярні наукові семінари за напрямом "Комп'ютерні системи та мережі", в яких приймають активну участь як викладачі та аспіранти кафедри, так і науковці інших наукових закладів України.

Участь співробітників кафедри в діяльності державних, освітніх та наукових структур:

Координаційна ради з питань інформатизації при Верховній Раді України
Львівське регіональне відділення Міжнародної Академії Комп'ютерних Наук і Систем
Академія інженерних наук України
Президія науково-методичної комісії з комп'ютерної техніки Міністерства освіти і науки України
Експертна рада Державної Акредитаційної Комісії Міністерства освіти і науки України за напрямом "Комп'ютерні та інформаційні технології"

Відеопрезентація кафедри