AizvērtIzvēlne
Sākums
Atjaunots 2023. gada 16. aprīlī
Aldis Baums

datorzinātne Latvijā

Saistītie šķirkļi

  • zinātne un zinātnes politika Latvijā
Elektronikas un datorzinātņu institūta izstrādātā bimodālā plaukstas biometrijas sistēma, 2015. gads.

Elektronikas un datorzinātņu institūta izstrādātā bimodālā plaukstas biometrijas sistēma, 2015. gads.

Fotogrāfs Toms Grīnbergs. Avots: Latvijas Universitātes Preses centrs.

Satura rādītājs

  • 1.
    Īsa vēsture
  • 2.
    Nozīmīgākie atklājumi. Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 3.
    Galvenās pētniecības iestādes
  • 4.
    Nozīmīgākie pētnieki
  • 5.
    Periodiskie izdevumi
  • Multivide 6
  • Saistītie šķirkļi
  • Ieteicamā literatūra
  • Kopīgot
  • Izveidot atsauci
  • Drukāt

Satura rādītājs

  • 1.
    Īsa vēsture
  • 2.
    Nozīmīgākie atklājumi. Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 3.
    Galvenās pētniecības iestādes
  • 4.
    Nozīmīgākie pētnieki
  • 5.
    Periodiskie izdevumi
Īsa vēsture

Par datorzinātnes sākumu Latvijā uzskata 1957. gadu, kad Latvijas Valsts universitātes docents Eižens Āriņš izvirzīja elektroniskās ciparu skaitļošanas mašīnas (ESM) nepieciešamību zinātnes un tehnikas attīstībai Latvijā un atklāja ESM veidošanas iespējas Latvijā. Viņa vārdā ir nosaukta prestižā balva, kuru ik gadu piešķir par sasniegumiem datorzinātnē un informācijas tehnoloģijā (IT). Datorzinātne Latvijā sāka attīstīties 1960. gadā, kad Jāņa Daubes vadībā tika uzbūvēts dators LM-3. Tā organizācija jeb arhitektūra pamatos nebija oriģināla, bet aizgūta no prototipa Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV) – no kādas mazas ESM (viens no datoru arhitektūras jēdziena izveidotājiem bija ASV dzīvojošais un IBM strādājošais latvietis Andris Padegs). LM-3 bija būvēts, izmantojot elektronu lampas, jo Padomju Sociālistisko Republiku Savienībā (PSRS) nepietika tranzistoru un tie bija ļoti lēni. Lai paaugstinātu LM-3 darbības uzticamību, tās centrālajā vadībā atšķirībā no prototipa tika realizēts asinhronais princips. Tika meklēta jauna tehniskā bāze ātru datoru izstrādei. Par perspektīvu elementu pasaulē tika uzskatīta Esaki jeb tuneļa diode (TD) ar ātru kvantu tunelēšanas pāreju pusvadītājā. Pie datoru elementu un mezglu izveides strādāja arī Alda Bauma vadītais zinātnieku kolektīvs. Tomēr vairākus TD elementus nebija iespējams realizēt vienā kristālā. Tāpēc datortehnoloģijā Latvijā (arī pasaulē) notika strauja pāreja uz daudzu ātru tranzistoru mikroshēmu bāzi. Latvijas zinātnieki (A. Baums, Argo Čipa, Uldis Grunde, Pēteris Tīss, Jēkabs Ekmanis) iesaistījās jaunas arhitektūras specializētu mikroprocesoru veidošanā, kā arī integrēto shēmu testēšanas problēmu risināšanā.

Pirmais Latvijā uzbūvētais dators LM-3. 20. gs. 60. gadi.

Pirmais Latvijā uzbūvētais dators LM-3. 20. gs. 60. gadi.

Fotogrāfs nezināms. Avots: Elektronikas un datorzinātņu institūts.

Galīgo automātu un grafu teorija ir pamats, uz kura veido un analizē datoru mezglus un datorsistēmas. Latvijas grafu teorijas skolas izveidotājs ir Emanuels Grinbergs. Viņa vārdā ir nosaukta teorēma par Hamiltona ciklu eksistences nepieciešamo nosacījumu planāram grafam. 

1965. gadā Eduards Jakubaitis analizēja loģiskos elementus kā automātus bez atgriezeniskās saites. Varbūtisku automātu konstruktīvās teorijas pamatus izstrādāja Aivars Lorencs, kurš pierādīja šīs teorijas centrālo rezultātu, pamatojoties uz konstruktīvo matemātisko analīzi. A. Lorencs izstrādāja varbūtisko automātu strukturālās sintēzes matemātiskos pamatus un vairākas simetriska šifra metodes. 1991. gadā A. Lorencs izveidoja deterministisku automātu metodi, kas translē nestabilas Markova ķēdes pa augstas precizitātes vienmērīgiem sadalījumiem. 1953. gadā Vilnis Detlovs pierādīja Markova normālo algoritmu ekvivalenci.

Augusts Kurmītis, veicot dažādus pētījumus, izstrādāja informāciju saglabājošo galīgo determinēto automātu atpazīšanas (identifikācijas) metodes un inverso (dekodējošo) automātu konstrukcijas procedūras. 1972. gadā A. Kurmītis pētīja automātus bez iespējamiem informācijas zudumiem. 1982. gadā A. Kurmītis izveidoja vairākas metodes sarežģītu determinētu automātu dekompozīcijai, t. i., dotā automāta prezentācijai ar vienkāršāku automātu tīklu.

Andreja Kolmogorova formulēto problēmu par ļoti vienkāršu universālo elementu eksistenci, no kuriem var uzkonstruēt jebkuru augošu automātu, 1964. gadā atrisināja Jānis Bārzdiņš, aprakstot šādu elementu kopu un pierādot attiecīgu teorēmu. 1965. gadā J. Bārzdiņš kā viens no pirmajiem pasaulē ieguva būtiskus rezultātus algoritmu sarežģītības jomā, piemēram, pierādot, ka vārdu simetriju ar Tjuringa mašīnām nevar pazīt ātrāk kā n2 soļos, kur n – vārda garums. No 1972. gada J. Bārzdiņš attīstīja vispārīgo induktīvās sintēzes (sintēzes pēc piemēriem) teoriju; turpmākie J. Bārzdiņa un viņa skolnieku pētījumi šajā jomā saistīti ar efektīvu sintēzes metožu izstrādi dabīgām uzdevumu klasēm (daudzpunktu izteiksmēm, aritmētiskām formulām).

Nozīmīgākie atklājumi. Pašreizējais attīstības stāvoklis

Latvijas zinātnieki kopš 1998. gada nodarbojas ar kvantu skaitļošanas teoriju. Šo pētījumu virzienu Latvijā aizsāka Rūsiņš Mārtiņš Freivalds un Andris Ambainis. Svarīgākais pētāmais jautājums: ko varēs izskaitļot ar kvantu datoru. Pirmie rezultāti tika iegūti kvantu automātu modelī, parādot, ka kvantu automāti var atrisināt noteiktus skaitļošanas uzdevumus ar eksponenciāli mazāku stāvokļu skaitu nekā tradicionālie automātu modeļi. A. Ambainis kvantu algoritmu jomā izveidoja kvantu pretinieka (quantum adversary) metodi, ar kuru var pierādīt, ka esošie kvantu algoritmi ir optimāli. Kvantu apakšējam novērtējumam izmanto kvantu argumentus. Nozīmīga ir A. Ambaiņa ideja par kvantu klejošanu – procesu, kurā kvantu daļiņa klejo pa noteiktu struktūru. Kvantu klejošana tiek plaši lietota, lai izstrādātu algoritmus kvantu datoriem.

Tradicionālā (vienmērīgi saciparotu) signālu apstrāde var būt nepiemērota pie sarežģītas un neregulāras datu plūsmas, tādēļ Ivars Biļinskis un Arnolds Miķelsons 1970. gadā uzsāka pētījumus un izstrādes jaunā virzienā – signālu neregulārās diskretizācijas teorijā. I. Biļinskis, Modris Greitāns, Ints Mednieks un Vadims Vedins sadarbībā ar Vestminsteras Universitātes (University of Westminster) zinātniekiem radīja sistēmu DASPlab system, kas praksē demonstrēja nevienmērīgi saciparotu signālu apstrādes pielietojumu un kura 1997. gadā ieguva Eiropas IT balvu. 2002.–2007. gadā Eiropas kopprojektu EiroDASP un DASPtool ietvaros, izmantojot šo pieeju, tika radītas sistēmas, kas palielināja gan pētāmo signālu frekvenču diapazonu (gigahercu diapazonā), gan dinamisko diapazonu.

Ļevs Kacnelsons attīstīja matemātiskās modelēšanas un simulēšanas principus. Tie sadarbībā ar E. Grinbergu tika izmantoti datorsistēmā, kuru ieviesa PSRS elektroniskajā rūpniecībā un kuģubūvē.

Vairākus virzienus mākslīgajā intelektā Latvijā attīstīja Jānis Grundspeņķis. Pamatojoties uz profesora Jāņa Oša topoloģiskās modelēšanas pamatprincipiem, J. Grundspeņķis izstrādāja sarežģītu sistēmu struktūrmodelēšanas pieeju. Modeļu konstruēšanai, transformācijām un analīzei J. Grundspeņķa vadībā izstrādāta intelektuāla struktūrmodelēšanas sistēma I4S, kuras zināšanu bāze izveidota freimu sistēmas veidā, kas atbalsta ne tikai automātisku spriešanu par sarežģītas sistēmas uzbūvi un uzvedību, bet veic arī struktūru analīzi, lai iegūtu elementu rangus, kuri atspoguļo to strukturālo nozīmību. Mūsdienās J. Grundspeņķis pēta intelektuālu aģentu un daudzaģentu sistēmu problemātiku, izstrādājis uz intelektuāliem aģentiem pamatotu personālo zināšanu pārvaldības sistēmu, kas paaugstina zināšanu darbinieku darba efektivitāti. Viņa vadībā izstrādāta uz konceptu kartēm balstīta intelektuāla zināšanu vērtēšanas sistēma IKAS, kuras realizācijā izmantoti daudzaģentu sistēmu pamatprincipi, un intelektuāla mācību sistēma MIPITS.

Gunta Bārzdiņa vadībā veikti pētījumi par datorlingvistiku un mašīnmācīšanos. Tika izstrādāts C6.0 klasifikācijas algoritms un radīta 2016. gadā pasaulē mazpazīstama mašīnas tulkošanas pieeja, kas balstīta uz simbolu–līmeņu neironiem. Izmantojot šos rezultātus, G. Bārzdiņa vadītā komanda uzvarēja starptautiskās sacensībās SemEval-2016 dabiskās valodas Meaning Representation Parsing jeb angļu valodas teksta nozīmes analīzes jomā.

Lietojumiem orientētā datorzinātnē 2010.–2017. gadā M. Greitāna vadībā Oļegs Ņikišins, Teodors Eglītis, Mihails Pudzs radīja bimodālas plaukstas biometrijas sistēmu, kas balstīta uz attēlu komplekso salāgoto filtrēšanu; 2012.–2016. gadā M. Greitāna vadībā Atis Hermanis un Ričards Cacurs radīja viedo audumu, kas savas formas sajušanai izmanto inerciālo sensoru tīklu.

Viena no svarīgākajām problēmām, kuru risina datorzinātnē, ir programmu testēšanas automatizācija. Pilnu testu sistēmu (PTS) pētījumus veica Jānis Bičevskis un citi. Problēmas būtība: vai eksistē algoritms, kas pēc dotā programmas teksta spēj automātiski ģenerēt PTS. Teorētiskie pētījumi, kas veikti kopā ar J. Bārzdiņu un Audri Kalniņu, pierādīja, ka vispārīgā gadījumā, kad ļauj lietot visas programmēšanas valodas iespējas, problēma ir algoritmiski neatrisināma. Gadījumā, kad programmēšanas valodā iekļautas tikai datu apstrādei tipiskas darbības, problēma ir atrisināma. Izmantojot teorētiskos rezultātus, J. Bičevska vadībā tika izstrādāta eksperimentāla PTS ģenerēšanas sistēma – SMOTL. 1978.–1989. gadā Juris Borzovs izstrādāja praktiski izmantojamas metodes datorprogrammu automātiskai testēšanai, pamatojoties uz pilno testpiemēru sistēmas pieeju un simbolisko izpildi.

J. Bārzdiņš kopā ar kolēģiem pievērsās jaunai praktiski svarīgai tēmai – specifikāciju valodām un to lietojumiem ātrai sistēmu prototipēšanai un testēšanai. 20. gs. 90. gados šie pētījumi tika apkopoti GRADE projektā, kas galvenokārt aizsāka programmēšanas industrijas attīstību Latvijā. 21. gs. sākumā J. Bārzdiņa un A. Kalniņa vadībā izstrādāta un praktiski aprobēta jauna grafisko rīku būves metode, izmantojot metamodeļus un modeļu transformācijas. Lietojot šo metodi, Renārs Liepiņš, Artūrs Sproģis, Kārlis Čerāns izstrādāja vienu no pasaulē plašāk lietotajiem ontoloģiju grafiskajiem redaktoriem OWLGrEd.

Jurijs Artjuhs lika pamatus jaunai notikumu laika reģistrēšanas tehnoloģijai. J. Artjuhs un viņa kolēģi – Vladimirs Bespaļko, Jevgēnijs Buls, Aleksandrs Ribakovs, V. Vedins – izveidoja ekstrēmi augstas precizitātes notikumu laika mērīšanas sistēmas sēriju Riga Event Timer. 2009. gada versija Event Timer A033-ET nodrošina unikālu precizitāti un ātrdarbību: vienreizējo mērījumu izšķirtspēja ir trīs pikosekundes, veic līdz 20 miljoniem mērījumu sekundē. 2011. gada Event Timer A033-ET ražošanas tiesības tika licencētas uzņēmumā Eventech Ltd, un 2017. gadā gandrīz puse no visām pasaules satelītu lāzerlokācijas stacijām lieto Elektronikas un datorzinātņu institūta (EDI) izstrādātus taimerus. Ārpus satelītu lokācijas sistēmas šie taimeri tiek lietoti signālu pētījumu jomā, LIDAR un 3D-scan sistēmās, Laser Link komunikācijās un citur.

1992. gadā pirmā interneta pieslēguma izveide Latvijā ir nozīmīgs ieguldījums lietišķajā datorzinātnē; to īstenoja Latvijas Universitātes (LU) Matemātikas un informātikas institūtā G. Bārzdiņa vadībā (pirmā pieslēguma izveides neformālā darba grupā piedalījās Andrejs Spektors, Mārtiņš Gataviņš, Jānis Ķikuts, Uģis Bērziņš, Vitālijs Mozerts, Rihards Balodis-Bolužs, Jānis Lācis).

Jānis Bārzdiņš. 1999. gads.

Jānis Bārzdiņš. 1999. gads.

Fotogrāfs Toms Grīnbergs. Avots: Latvijas Universitāte.

Jānis Grundspeņķis. 2016. gads.

Jānis Grundspeņķis. 2016. gads.

Avots: Rīgas Tehniskā universitāte, LETA.

Andris Ambainis. 2013. gads.

Andris Ambainis. 2013. gads.

Fotogrāfe Nora Krevneva. Avots: F/64 Photo Agency.

“Event Timer A033-ET”. EDI Laika mērīšanas laboratorija, 2012. gads.

“Event Timer A033-ET”. EDI Laika mērīšanas laboratorija, 2012. gads.

Fotogrāfs Vadims Vedins. Avots: Elektronikas un datorzinātņu institūts.

Galvenās pētniecības iestādes

LU Datorikas fakultāte, LU Matemātikas un informātikas institūts, Rīgas Tehniskās universitātes Datorzinātņu un informācijas tehnoloģijas fakultāte, EDI.

Nozīmīgākie pētnieki

Eižena Āriņa balvas laureāti par mūža ieguldījumu datorzinātnē: R. M. Freivalds (2000), V. Detlovs (2002), J. Osis (2004), J. Bārzdiņš (2006), Ļ. Kacnelsons (2008), J. Grundspenķis (2012), A. Baums (2013), I. Biļinskis (2014), A. Kalniņš (2015), A. Lorencs (2016), Jurijs Merkurjevs (2017), Modris Greitāns (2018).

Periodiskie izdevumi

Автоматика и вычислительная техника (1967.–2015. gads; izdeva EDI), Automatic Control and Computer Sciences (kopš 1970. gada; izdod Allerton Press), Baltic Journal of Modern Computing (kopš 2008. gada; izdod LU sadarbībā ar Viļņas Universitāti (Vilniaus universitetas), Latvijas Lauksaimniecības universitāti un LU Matemātikas un informātikas institūtu).

Multivide

Elektronikas un datorzinātņu institūta izstrādātā bimodālā plaukstas biometrijas sistēma, 2015. gads.

Elektronikas un datorzinātņu institūta izstrādātā bimodālā plaukstas biometrijas sistēma, 2015. gads.

Fotogrāfs Toms Grīnbergs. Avots: Latvijas Universitātes Preses centrs.

Pirmais Latvijā uzbūvētais dators LM-3. 20. gs. 60. gadi.

Pirmais Latvijā uzbūvētais dators LM-3. 20. gs. 60. gadi.

Fotogrāfs nezināms. Avots: Elektronikas un datorzinātņu institūts.

Jānis Bārzdiņš. 1999. gads.

Jānis Bārzdiņš. 1999. gads.

Fotogrāfs Toms Grīnbergs. Avots: Latvijas Universitāte.

Jānis Grundspeņķis. 2016. gads.

Jānis Grundspeņķis. 2016. gads.

Avots: Rīgas Tehniskā universitāte, LETA.

Andris Ambainis. 2013. gads.

Andris Ambainis. 2013. gads.

Fotogrāfe Nora Krevneva. Avots: F/64 Photo Agency.

“Event Timer A033-ET”. EDI Laika mērīšanas laboratorija, 2012. gads.

“Event Timer A033-ET”. EDI Laika mērīšanas laboratorija, 2012. gads.

Fotogrāfs Vadims Vedins. Avots: Elektronikas un datorzinātņu institūts.

Elektronikas un datorzinātņu institūta izstrādātā bimodālā plaukstas biometrijas sistēma, 2015. gads. Latvijas Universitātes Fizikas un matemātikas fakultātes Vides un tehnoloģisko procesu matemātiskās modelēšanas laboratorijas jauno telpu atklāšana.

Fotogrāfs Toms Grīnbergs. Avots: Latvijas Universitātes Preses centrs.

Izmantošanas tiesības
Skatīt oriģinālu

Saistītie šķirkļi

  • zinātne un zinātnes politika Latvijā

Autora ieteiktie papildu resursi

Ieteicamā literatūra

  • Bilinskis, I. and A. Mikelsons, Randomized Signal Processing, London, Prentice Hall, 1992.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Bilinskis, I. , Digital Alias-free Signal Processing, Chichester, Hoboken, N.J., John Wiley & Sons, 2007.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Lorencs, A., Automātu kontrole un diagnostika, Rīga, Pētergailis, 1993.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Osis, J. and U. Donins, Topological UML Modeling: An Improved Approach for Domain Modeling and Software Development, Amsterdam, Netherlands, Elsevier, 2017.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Trahtenbrot, B.A. and J.M. Barzdin, Finite automata: behaviour and synthesis, North-Holland, 1973.
  • Барздинь, Я. и Б. Трахтенброт, Конечные автоматы: поведение и синтез, Москва, Наука, 1970.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Билинский, И.Я. и А.К. Микелсон, Стохастическая обработка сигналов, Рига, Институт электроники и вычислительной техники, 1982.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Курмит, А.А., Последовательная декомпозиция конечных автоматов, Рига, Зинатне, 1982.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Херманис, Э.Х. и В.Г. Карклиньш, Двусторонние преобразователи сигналов, Рига, Зинатне, 1980.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Якубайтис, Э.А., Асинхронные логические автоматы. Рига, Зинатне, 1966.

Aldis Baums "Datorzinātne Latvijā". Nacionālā enciklopēdija. (skatīts 23.09.2023)

Kopīgot


Kopīgot sociālajos tīklos


URL

Šobrīd enciklopēdijā ir 4033 šķirkļi,
un darbs turpinās.
  • Par enciklopēdiju
  • Padome
  • Nozaru redakcijas kolēģija
  • Ilustrāciju redakcijas kolēģija
  • Redakcija
  • Sadarbības partneri
  • Atbalstītāji
  • Sazināties ar redakciju

© Latvijas Nacionālā bibliotēka, 2023. © Tilde, izstrāde, 2023. © Orians Anvari, dizains, 2023. Autortiesības, datu aizsardzība un izmantošana