Програма із «зелених технологій» в комп’ютингу та комунікаціях

Мета проекту

Розробити магістерську програму із «зелених технологій» в комп’ютингу та комунікаціях для українських та російських університетів.

Партнери проекту

• Університет Н’юкаслу, Велика Британія;
• Лідс Метрополітен університет, Велика Британія;
• Університет Жиліни, Словакія;
• Університет Іоанія, Греція;
• Інститут інформаційних наук і технологій, Італія;
• Белгородський національний технічний університет ім. В.Г. Шухова, Росія;
• Північно-кавказький державний технічний університет, Росія;
• Пермський національний дослідний політехнічний університет, Росія;
• Саратовський державний університет ім. Н.Г. Чернишевського, Росія;
• Інститут проблем точної механіки РАН, Росія;
• Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут», Україна;
• Одеській національний політехнічний університет, Україна;
• Донбаський державний технічний університет, Україна;
• Ужгородський національний університет, Україна;
• Інститут моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАНУ, Україна;
• Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України.

Результати проекту

• Розроблено 9 модулів у складі 4-х курсів навчальних дисциплін:
  • Магістерський курс Foundations of Green IT-engineering
    • Модуль4 Recourse-based approach to green IT-engineering
  • Магістерський курс Green Hardware and Programmable Systems
    • Модуль1 Bases of the green hardware and its feature in development of microcontrollers
    • Модуль2 The modern green decisions in processors
    • Модуль3 Installations for green FPGA
    • Модуль4 Assessment of the current state of green technologies and perspectives of their development
  • Магістерський курс Technologies of Green Communication
    • Модуль1 Bases of green network technologies
    • Модуль2 Energy saving traffic management on networks
  • Курс для аспірантів Green Software
    • Модуль1 Bases of the green software development
    • Модуль2 Methods of reliable and sustainable software
• Опубліковано лекційний матеріал і практикуми в наступних книжках:
  • Зелена ІТ-інженерія. В двох томах. Том 1. Принципи, моделі, компоненти / Під ред. Харченка В.С. – Х.: Нац. аерокосмічний ун-т ім. Н.Є. Жуковського «ХАІ», 2014. – 594 с.
    • Розділ 2 РЕСУРСНИЙ ПІДХІД ДО ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ (стор. 89 – 139)
    • Розділ 5 ЕКСПЕРИМЕНТИ ІЗ ЗЕЛЕНИМИ FPGA ТА ПРОЦЕСОРАМИ (стор. 194 – 240)
    • Розділ 8 ОСНОВИ ЗЕЛЕНОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ (стор. 298 – 321)
  • Зелена ІТ-інженерія. В двох томах. Том 2. Системи, індустрія, соціум / Під ред. Харченка В.С. – Х.: Нац. аерокосмічний ун-т ім. Н.Є. Жуковського «ХАІ», 2014. – 688 с.
    • Розділ 16 Енергоефективні методи управління трафіком у гетерогенних комп’ютерних мережах (стор. 12 – 49)
  • Зелені апаратні засоби та програмовані системи. Практикум / Під ред. Дрозда О.В., Харченка В.С. – Міністерство освіти та науки України, Нац. аерокосмічний ун-т ім. Н.Є. Жуковського «ХАІ», 2015. – 117 с.
  • Основи зеленої ІТ-інженерії. Моделювання хмарних систем. Практикум / Харченко В.С., Дрозд О.В., Поночовний Ю.Л., Яновська О.В., Яновський М.Е., Кривцов А.Ю., Іванченко О.В. – Під ред. Харченка В.С. – Міністерство освіти та науки України, Нац. аерокосмічний ун-т ім. Н.Є. Жуковського «ХАІ», 2016. – 168 с.
    • Розділ 2 Ресурсний підхід у зелених ІТ (стор. 31 – 43)
  • Енергоефективні методи управління трафіком у гетерогенних комп’ютерних мережах. Практикум / Під ред. Дрозда О.В., Харченка В.С. – Міністерство освіти та науки України, Нац. аерокосмічний ун-т ім. Н.Є. Жуковського «ХАІ», 2016. – 100 с.

Пост-результати проекту

• Модулі магістерських курсів, що розроблено в рамках проекту, впроваджено в навчальний процес ОНПУ в наступних дисциплінах:
  • Проектування та діагностика систем критичного застосування (ПДСКЗ). Курс ПДСКЗ розроблено в рамках двох європейських освітніх проектів TEMPUS SAFEGUARD «National Safeware Engineering Network of Centres of Innovative Academia-Industry Handshaking» (158886-TEMPUS-1-2009-1-UK-TEMPUS-JPCR) (змістовні модулі 2 та 3) і TEMPUS GREENCO – змістовні модулі 1, 4 та 5:
    • Ресурсний підхід до зеленої ІТ-інженерії,
    • Основи зеленого апаратного забезпечення та його особливості у розвитку мікроконтролерів.
    • Установки для зелених ПЛІС.
  • Дослідження та проектування комп’ютерних систем та мереж (ДПКСМ). Курс ДПКСМ розроблено при виконанні проекту TEMPUS GREENCO – змістовні модулі 3 та 6:
    • Зелені технології проектування дротових комп’ютерних мереж.
    • Зелені технології проектування бездротових комп’ютерних мереж.
• Матеріал модулів апробовано на міжнародних конференціях і опубліковано в наукових статтях (35 Scopus цитувань), а також у 4-х розділах двох книжок серії “Studies in Systems, Decision and Control” видавництва Шпрингер.
  • Kharchenko, V., Kondratenko, Y., Kacprzyk, J. (Eds.): Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures, Studies in Systems, Decision and Control, Vol. 74. Berlin. Heidelberg: Springer International Publishing (2017), 305 p. DOI: 10.1007/978-3-319-44162-7
  • Розділ 3 Drozd, J., Drozd, A., Antoshchuk, Green IT engineering in the view of resource-based approach. In book: Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures, Studies in Systems, Decision and Control, V. Kharchenko, Y. Kondratenko, J. Kacprzyk (Eds.), Vol. 74. Berlin, Heidelberg: Springer International Publishing, 43–65 (2017), DOI: 10.1007/978-3-319-44162-7_3
  • Розділ 6 Maevsky, D.A., Maevskaya, E.J. and Stetsuyk, D. Evaluating the RAM Energy Consumption at the Stage of Software Development. In book: Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures, Studies in Systems, Decision and Control, V. Kharchenko, Y. Kondratenko, J. Kacprzyk (Eds.), Vol. 74. Berlin, Heidelberg: Springer International Publishing, 101–121 (2017), DOI: 10.1007/978-3-319-44162-7_6
  • Kharchenko, V., Kondratenko, Y., Kacprzyk, J. (Eds.): Green IT Engineering: Concepts, Components, Networks and Systems Implementation, Vol. 105. Berlin. Heidelberg: Springer International Publishing (2017), DOI: 10.1007/978-3-319-44162-7
  • Розділ 8 Maevsky, D. A., Maevskaya, E. J., Stetsuyk, E. D., Shapa N., Malicious Software Effect on the Mobile Devices Power Consumption. In book: Green IT Engineering: Components, Networks and Systems Implementation, V. Kharchenko, Y. Kondratenko, J. Kacprzyk (Eds.), Vol. 105. Berlin, Heidelberg: Springer International Publishing, 155–171 (2017), DOI: 10.1007/978-3-319-55595-9_8
  • Розділ 11 Drozd, A., Drozd, J., Antoshchuk, , Antonyuk, V., Zashcholkin, K., Drozd, M., Titomir, O. Green Experiments with FPGA. In book: Green IT Engineering: Components, Networks and Systems Implementation, V. Kharchenko, Y. Kondratenko, J. Kacprzyk (Eds.), Vol. 105. Berlin, Heidelberg: Springer International Publishing, 219–239 (2017), DOI:  10.1007/978-3-319-55595-9_11
• На основі розробленого в проекті ресурсного підходу організовано студентський клуб винахідників. Подано 59 заявок на корисні моделі (13) та винаходи (46) за участю 7 аспірантів і 70 студентів. Вже отримано 32 патенти та позитивні рішення (13 корисних моделей і 19 винаходів) у співавторстві з 6 аспірантами та 33 студентами.

• Наступність і синергія Темпус / Еразмус+ проектів.

Важлива складова зелених технологій пов'язана з проблемами безпеки, які найбільш виражені на об'єктах підвищеного ризику в системах критичного застосування. Кожна попереджена техногенна аварія зберігає величезну кількість ресурсів, включаючи людські життя. Аварії на електростанціях і енергомережах призводять до значних втрат електроенергії внаслідок зупинок в її виробленні та постачанні. Темтика функціональної безпеки почала розроблятися в проекті TEMPUS SAFEGUARD «National Safeware Engineering Network of Centres of Innovative Academia-Industry Handshaking» (158886-TEMPUS-1-2009-1-UK-TEMPUS-JPCR). Була виявлена ​​проблема прихованих несправностей, які можуть накопичуватися протягом багатьох років нормального режиму і проявлятися в найбільш відповідальному аварійному режимі, знижуючи відмовостійкість систем, на якій ґрунтується їх функціональна безпека. У проекті TEMPUS GREENCO цей напрямок одержав продовження в ресурсному підході. У 2014 році з проблеми прихованих несправностей захищено 2 кандидатські дисертації:

• Суліма Ю. Ю. Методи оцінки та підвищення контролепридатності цифрових пристроїв для робочого діагностування систем критичного застосування (науковий керівник проф. Дрозд О. В.)
• Дрозд М. О. Моделі та методи усунення прихованих несправностей та їх дії для цифрових компонентів інформаційно-керуючих систем критичного застосування (науковий керівник проф. Антощук С. Г.).

В 2016 році захищена дисертація Сугак Г.С. Моделі і методи синтезу поведінкових тестів для інформаційних систем на основі еволюційно-генетичних технологій (науковий керівник доц. Мартинюк О. М.).

В даний час готується до захисту кандидатська дисертація аспіранта Аль-Дабі М. М. по методам підвищення достовірності результатів в цифрових компонентах систем критичного застосування і на заключному етапі перебуває кандидатська дисертація аспірантки Нікул В. В., присвячена підвищенню ефективності цифрових компонентів, побудованих на FPGA. В дисертації увійшли доробки, зроблені в рамках проекту при розробці практикуму.

Напрацювання проекту TEMPUS GREENCO знайшли продовження в студентських і аспірантських стартапах проекту TEMPUS CABRIOLET і розумних речах проекту ERASMUS + ALIOT. Лабораторна робота, підготовлена ​​за проектом TEMPUS GREENCO за участю аспіранта Суркова С.С., отримала продовження кейсах стартапів проекту TEMPUS CABRIOLET як «Розумний будинок», який має перспективи в проекті ERASMUS + ALIOT.

Один з аспектів безпеки пов'язаний з людським фактором, його здоров'ям.

Студентський проект «PulseGuard» надання екстреної допомоги при серцевій недостатності повинен стати важливим компонентом розумного міста. Таким компонентом може стати також стартап «EMC Cable», спрямований на підвищення якості електричної енергії в силових кабелях.

Студентський проект «Mevics», що у 2015 році виграв битву стартапів «GreenSup», запроваджену за двома проектами TEMPUS GREENCO та TEMPUS CABRIOLET, у 2016 році здобув $ 0,5 мільйона інвестицій.

Контакти

Дрозд Олександр Валентинович,

тел. +38 (067) 687-38-80,

e-mail: drozd@ukr.net