Нинішній щабель у розвитку сучасної цивілізації — інформаційне суспільство — характеризується збільшенням ролі інформації і знань в житті суспільства, зростанням долі «розумних» інформаційних технологій і послуг. Комп’ютерне моделювання стає основним інструментом науково-технічного прогресу держави. Інформатика буквально проникла у всі сфери діяльності суспільства. За рахунок цього досягається істотне скорочення термінів новітніх розробок, заощадження коштів та підвищення якості і надійності прийнятих рішень.

Стало очевидним, що математичне моделювання дає можливість на порядок (а інколи і більше) підвищити ефективність розв’язання різноманітних задач — у сфері науки, техніки, економіки, промисловості, державного управління, безпекової політики держави тощо. Воно дає змогу розширити горизонти пізнання світу, вивчати нові процеси, об’єкти та явища. 

Помітним явищем у розробці цього інноваційного напряму стали результати досліджень групи вітчизняних вчених, авторів циклу робіт «Конструктивна теорія моделювання, аналізу та оптимізації систем із неповними даними та її застосування», що висунутий Київським національним університетом імені Тараса Шевченка на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки за 2011 рік. Це результат досліджень і розробок колективу авторів більш як за 30 років. До колективу входять відомі вчені Київського Національного університету імені Тараса Шевченка, Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, Національного Технічного університету України «КПІ» та Інституту стратегічних досліджень.

Україна є однією з провідних країн світу в розробці сучасного математичного забезпечення обчислювальних машин і систем. Основу цих розробок становлять сучасні методи оптимізації і системного аналізу, методи математичного моделювання та теорії оптимальних рішень, теорії стохастичних систем і прикладної статистики. У цих галузях працюють відомі у світі наукові школи Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАНУ, Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут, і саме провідні фахівці та вихованці цих шкіл складають авторський колектив циклу робіт, висунутого на здобуття Державної премії.

Авторським колективом виконано глибокі фундаментальні дослідження, в результаті яких створено новий математичний апарат конструктивного моделювання, стійкості та оптимізації систем при неповних даних. Об’єднуючим елементом робіт є направленість наукових досліджень на вивчення складних науково-технічних, економічних, екологічних та соціальних процесів, які важко піддаються математичній формалізації, а якщо така є, то важко досліджуються методами класичної математики, оскільки моделі таких процесів містять неповноту даних про умови, в яких ці процеси протікають. Безперечною заслугою авторів циклу є те, що вони пропонують принципово нові математичні методи дослідження саме таких складних систем.

Особливість розробки — вдале поєднання глибоких теоретичних досліджень із розв’язанням складних практичних завдань, створенням інформаційних технологій. Справляє велике враження широке коло тих прикладних проблем, до яких автори застосували свою теорію. Зазначимо лише деякі з них: стабілізація руху супутників; керування космічними апаратами; синтез маніпуляційних систем; керування пучками заряджених часточок; проектування інтелектуальних систем; синтез структури глобальних комп’ютерних мереж; аналіз глобальних біосферних процесів; аеродромне обслуговування потоку літаків; прогнозування макроекономічних показників; моделювання економічної безпеки; оптимальне управління міжрегіональною міграцією.

Проведені фундаментальні дослідження дали змогу розробити адаптивні алгоритми для розв’язування задач обробки голосової інформації і зображень. Це перш за все дало поштовх до розробки сучасних телекомунікаційних систем, пов’язаних з аналізом, розпізнаванням та класифікацією мовних сигналів і зображень.

Для розв’язання завдань авіаційної галузі авторами циклу створено алгоритми та програмні комплекси для ідентифікації параметрів просторового руху літальних апаратів, зокрема в умовах обмеженості огляду. Ці розробки також впроваджено під час проектування перспективних космічних апаратів у Національному космічному агентстві України.

Наукові дослідження, проведені авторами, дають можливість розв’язувати проблеми створення та вдосконалення систем якісного зв’язку і надання якісних інформаційних послуг. Так, наприклад, розроблено інструментальний програмний комплекс для аналізу та проектування комп’ютерних мереж «ATM NetBuіlder», який дає змогу вирішувати широкий спектр задач оптимального проектування комп’ютерних мереж з перспективними технологіями, обґрунтовано вибирати проектні рішення, скоротити капітальні витрати на побудову мереж. Розроблені авторами конструктивні алгоритми ідентифікації впроваджено в ЦКБ «Арсенал», державному підприємстві «Орізон-навігація», КБ імені О. Антонова, Льотно-дослідному інституті (м. Жуковський, Росія); конструктивні алгоритми проектування прискорюючих та фокусуючих систем з оптимальними вихідними характеристиками впроваджено в Інституті теоретичної та експериментальної фізики РАН (м. Москва), в Інституті ядерних досліджень НАН України.

На сьогодні однією з найбільш важливих проблем є дослідження складних процесів в економіці. Розроблено методику визначення рівня зовнішньоекономічної безпеки України, методологію прогнозування кризового стану підприємств та формування узагальнених оцінок галузевого стану, методи прогнозування платіжного балансу України, прибутків та збитків підприємств України. Отримані наукові розробки реалізовано у вигляді інформаційних технологій і впроваджено у практику діяльності Національного банку України, Міністерства економіки України та Мінпромполітики України, Державного комітету статистики України.

Процес інформатизації в Україні досяг такої стадії, коли гостро постає проблема розробки і впровадження суперкомп’ютерних технологій.

У цьому напрямі автори циклу розробили методологічні основи та створили інтелектуальні інформаційні технології для дослідження та розв’язування завдань науки та інженерії з функцією адаптивного автоматичного налаштування алгоритму, програми та архітектури комп’ютера на властивості задачі. Інтелектуальні системи є інструментом для гарантованого збільшення продуктивності праці фахівців науково-дослідних та проектних організацій в десятки і сотні разів, вони здатні забезпечувати істотну економію ресурсів у вітчизняному будівництві, суднобудуванні, машинобудуванні, літакобудуванні, ракетобудуванні тощо, замінюючи дорогі випробування комп’ютерним моделюванням.

Так, наприклад, на таких засадах створено та впроваджено в практику цивільного та промислового будівництва першу вітчизняну інтелектуальну систему автоматизації проектування унікальних будівельних конструкцій на базі високопродуктивних паралельних технологій. Особливо визначна роль такої системи проявляється у практиці висотного будівництва та супроводі життєвого циклу будівель для їх безпечної експлуатації.

На часі суперкомп’ютерні системи нового покоління — так звані гібридні обчислювальні системи, що об’єднують багатоядерні процесори з графічними прискорювачами. Запропонована авторами методологія реалізована при створенні Інститутом кібернетики спільно з ДНВП «Електронмаш» експериментального зразка першого вітчизняного інтелектуального високопродуктивного комп’ютера на багатоядерних процесорах з графічними прискорювачами в рамках інноваційного проекту НАН України.

Перспективи подальшого впровадження мають сучасні досягнення у сфері безпекової політики держави. Розроблено загальні принципи та методи формалізації системи забезпечення екологічної безпеки, які дають можливість здійснювати широке коло досліджень прикладних задач екологічної безпеки методами математичного моделювання, прогнозування та прийняття рішень в умовах невизначеності та ризику.

Наукові здобутки авторського колективу знайшли підтримку та визнання міжнародного наукового співтовариства і сприяють зміцненню міжнародного авторитету України. Зокрема, більшість авторів циклу робіт керували спільними дослідженнями із вченими Єльського університету (США), Міжнародного Інституту системного та прикладного аналізу (Австрія), Королівського технологічного інституту (Швеція), університету імені Масарика (Чехія), а також дослідженнями в рамках міжурядової програми України та Німеччини.

Хочу звернути особливу увагу на те, що претенденти на Державну премію самі очолюють наукові та науково-педагогічні колективи, виховали не одне покоління фахівців з прикладної математики та інформатики. Київський університет є фундатором підготовки вітчизняних спеціалістів з кібернетики. Його здобутки примножує талановита молодь сьогодення, займаючи призові місця на олімпіадах в Україні, у світі, пропагуючи українську школу інформатиків.

Автори циклу робіт — талановиті фахівці, відомі вчені в Україні і за її межами професори Ф.Г. Гаращенко, О.К. Закусило, Ю.П. Зайченко, А.Б. Качинський, М.Ф. Кириченко, О.Г. Наконечний, В.А. Стоян, О.І. Черняк, доктори наук О.М. Хіміч, О.В. Коба, безперечно, заслуговують на присудження їм Державної премії України в галузі науки і техніки за 2011 рік.

Іван СЕРГІЄНКО,директор Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, академік НАН України.