Inovace a rozvoj počítačových učeben a laboratoří Ústavu fyziky a

Projekt:
Tem. okruh:
A
Požadované prostředky:
Kapitálové:
1747
Řešitel:
Jméno:
E-mail:
Škola:
Fakulta:
Pracoviště:
Adresa:
E-mail:
1. spoluřešitel:
Jméno:
E-mail:
Škola:
Fakulta:
Pracoviště:
Adresa:
E-mail:
2. spoluřešitel:
Jméno:
E-mail:
Škola:
Fakulta:
Pracoviště:
Adresa:
E-mail:
3. spoluřešitel:
Jméno:
E-mail:
Škola:
Fakulta:
Pracoviště:
Adresa:
E-mail:
F O N D R O Z V O J E V Y S O K Ý C H Š K O L 2010
Agentura Rady vysokých škol, José Martího 31, 162 52 Praha 6 - Veleslavín
tel. 220 172 148-9, fax. 220 560 221
Č.j. Fondu
Inovace a rozvoj počítačových učeben a laboratoří Ústavu fyziky a Ústavu informatiky
Spec.:
b
Běžné:
0
Celkem:
LIST A/1
1431 /2010
1747 tis. Kč
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
[email protected]
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Ústav fyziky
Bezručovo nám. 13, 746 01 Opava
[email protected]
Datum narození:
Telefon:
4. 4. 1960
553684292
Telefon:
553 684 292
RNDr. Pavel Bakala
[email protected]
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Ústav fyziky FPF
Bezručovo nám. 13, 746 01 Opava
[email protected]
Datum narození:
Telefon:
22. 2. 1968
553684263
Telefon:
553684286
Doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D.
[email protected]
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Ústav informatiky
Bezručovo nám. 13, 746 01 Opava
[email protected]
Datum narození:
Telefon:
26. 11. 1970
553 684 372
Telefon:
+420 553 684 372
Ing. Jaroslav Zeman
[email protected]
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Ústav fyziky
Bezručovo nám. 13, 746 01 Opava
[email protected]
Datum narození:
Telefon:
13. 4. 1966
553 684 282
Telefon:
553 684 282
Projekt:
Tem. okruh:
Řešitel:
Škola:
Fakulta:
Anotace
F O N D R O Z V O J E V Y S O K Ý C H Š K O L 2010
Agentura Rady vysokých škol, José Martího 31, 162 52 Praha 6 - Veleslavín
Č.j. Fondu
Inovace a rozvoj počítačových učeben a laboratoří Ústavu fyziky a Ústavu informatiky
A
Spec.:
b
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
LIST B
1431 /2010
Projekt je zaměřen na inovaci počítačových učeben a laboratoří dvou ústavů Filozoficko-přírodovědecké fakulty - Ústavu informatiky (dále ÚI) a Ústavu
fyziky (dále ÚF). Všechny laboratoře jsou využívány pro výuku, respektive samostatnou práci studentů.
Předmětem inovace na ÚF jsou dvě počítačové učebny. Jedná se o specializovanou
Laboratoř počítačových simulací a paralelního programování (dále LPSPP). V této počítačové učebně bude nahrazeno 6 dosluhujících LTSP terminálů
8 pracovními místy (tzv. tenkými klienty); u centrálního serveru počítáme s integrací k novému výpočetnímu systému typu klastr. Tato učebna v
současné době slouží jako hlavní počítačová učebna pro obory bakalářský obor Astrofyzika a magisterské obory Teoretická fyzika a Učitelství fyzikymatematiky pro SŠ. Využívá se také pro výuku specifických předmětů z oblasti programování pro bakalářské obory Počítačová technika a její aplikace,
Monitorování životního prostředí a od akad. r. 2009/2010 by měla sloužit rovněž pro výuku nově akreditovaného oboru Multimediální techniky.
V Počítačové učebně ÚF (dále PUÚF) se jedná o nahrazení 10 ks starých počítačů (včetně monitorů) vesměs z let 2001-2004. K těmto počítačům se
předpokládá nákup základního softwaru pro výuku (včetně SW balíku MATLAB Suite + Toolboxů) a multifunkční tiskárny. Tato učebna
v současné době slouží jako hlavní počítačová učebna pro bakalářský obor Počítačová technika a její aplikace k výuce 23 specializovaných předmětů z...
Konkrétní výstupy
1. Bude pořízena výpočetní technika a další související technické a softwarové vybavení inovovaných laboratoří. Ze softwaru jsou to zejména operační
systémy Linux Enterprise Server (SLES) 10 včetně vývojových nástrojů a Microsoft Windows Server, dále programové balíky Microsoft Visual Studio
Pro 2008, Microsoft Office Enterprise 2007 Sngl OLP NL AE, MATLAB Suite + Toolboxy, Webots EDU.
2. V inovovaných počítačových učebnách bude probíhat intenzívní pravidelná výuka, pro níž je využití počítačové učebny nezbytností. Ve zbylém čase
budou učebny nadále využívat studenti při přípravě pro výuku, vypracovávání seminárních a diplomových prací a podobně. Budou inovovány předměty
a vytvořeny nové úlohy a cvičení, které budou reflektovat současný vývoj v oblasti numerických simulací, paralelního programování, počítačové grafiky
a robotiky. Budou vypsaná nová
témata semestrálních projektů, bakalářských a diplomových prací reflektující aktuální stav praxe s využitím nově pořízeného technického vybavení.
Výsledky projektu budou prezentovány na webových stránkách Ústavu fyziky (http://www.physics.cz/), Laboratoře experimentální informatiky a
Laboratoře robotiky (http://lei.fpf.slu.cz/, http://robotika.fpf.slu.cz/.
Přínos k rozvoji fakulty / VŠ
Kvalita i efektivnost výuky těch předmětů, pro něž je výuka na počítačích nezbytností, se výrazně zvýší; stejně tak tomu bude u předmětů, kde je použití
počítačů přínosné. Bez inovace učeben bude ve velmi krátké době výuka některých předmětů velmi ztížená až nemožná.
Díky navrhovanému nadčasovému technickému řešení přinese inovovaná počítačová LPSPP současným - a po dobu delší ve srovnání s obvyklými
učebnami založenými na PC i budoucím - studentům Filozoficko-přírodovědecké fakulty kontakt se soudobými technologiemi a trendy. Inovované
počítačové učebny PUÚF a LEI/LR přinesou současným a po jistou dobu i budoucím studentům kontakt s nejnovějšími technologiemi. V obou
případech zlepší vyhlídky našich studentů na trhu práce a také při vstupu do praxe.
Dále modernizace učeben umožní nebo usnadní studentům využití e-learningových prostředků a interaktivní výuky, stejně jako umožní využít pro výuku
i samostatnou práci studentů moderní softwarové vybavení a operační systémy, pro které stávající vybavení učebny nepostačuje. Samozřejmostí je
připojení ke gigabitové síti, jež umožní výuku za využití moderních klient/server aplikací, jako např. databází a podobných. Studenti Ústavu fyziky a
Informatiky tak budou moci
využívat volných kapacit výpočetní techniky v těchto laboratořích a učebnách hlavně při náročných výpočtech, např. z oblasti počítačové grafiky,...
Cílová skupina projektu
Cílovou skupinou jsou studenti, kteří část své výuky absolvují v inovovaných počítačových učebnách, a částečně také ostatní studenti při samostatné
práci v učebně. Konkrétně jde o následující studijní programy:
Na ÚF využívají PUÚF a LPSPP jak studenti fyziky (v bakalářských i magisterských studijních programech), tak i studenti nefyzikálních studijních
programů zajišťovaných fakultou, kteří si dále uvedené předměty zvolí jako kredity B či C. Konkrétně na ÚF počítačové učebny využívají studenti
programů Fyzika a Aplikovaná fyzika ve 3 bakalářských oborech Astrofyzika, Počítačová technika a její aplikace, Monitorování životního prostředí (od
akad. roku 2009/2010 přibude čtvrtý obor Multimediální techniky), ve 3 magisterských nebo navazujících oborech Teoretická fyzika, Teoretická fyzika
navazující, Učitelství fyziky-matematiky pro SŠ, a v jednom doktorském oboru Teoretická fyzika a astrofyzika v těchto předmětech: Multimediální
aplikace; Příprava audiovizuálních pořadů; Operační systémy v PC I - MS Windows; Operační systémy v PC II - Linux; Assembler a BIOS; Analýza
signálu; Úvod do práce s PC I, II; Počítačové periférie; Tvorba WWW stránek - HTML a CSS; SQL databáze; Počítačové sítě I, II, III, IV; Vizuální
objektové programování I, II; XML; Programování v jazyce C; Hardware PC; LATEX; Návrhové systémy elektrických spojů; Programování v jazyce
Perl; Programování v jazyce PHP; Tvorba dynamických www stránek; Programování v jazyce Java-Script; Programování pro fyziky; Základy
počítačové fyziky; Počítačová grafika I - Digitální fotografie, úprava fotografií; Počítačová grafika II - Vektorová grafika. Celkem bude počítačové...
F O N D R O Z V O J E V Y S O K Ý C H Š K O L 2010
LIST C
Agentura Rady vysokých škol, José Martího 31, 162 52 Praha 6 - Veleslavín
Projekt:
Č.j. Fondu
1431 /2010
Inovace a rozvoj počítačových učeben a laboratoří Ústavu fyziky a Ústavu informatiky
Škola:
Slezská univerzita v Opavě
TO:
A
Fakulta:
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Spec.:
b
příspěvek
dotace z FRVŠ
školy
požadavek
přiděleno
K A P I T Á L O V É V Ý D A J E (tis. Kč) - doložte nabídkou
Výp. systém typu klastr pro LPSPP + tenké klienty
0
796
Počítačové sestavy pro PUÚF a LEI/LR
0
487
Software Matlab Suite + Toolboxy pro PUÚF, LEI/LR
0
397
Software Webots EDU pro LEI/LR
0
67
Kapitálové výdaje celkem
0
1747
B Ě Ž N É N Á K L A D Y (tis. Kč) - konkretizujte dle položek
Odměny za řešení projektu
0
0
Stipendia
0
0
Ostatní osobní náklady
0
0
Služby
0
0
Cestovné zahraniční
0
0
Ostatní
0
0
Běžné náklady celkem
0
0
Celkem
0
1747
PROHLÁŠENÍ ŘEŠITELE A SPOLUŘEŠITELŮ
Prohlašujeme, že jsme uvedli úplné a pravdivé údaje a bereme na vědomí, že v opačném případě nebo při porušení obecně uznávaných zásad
vědeckopedagogické etiky nebo pro hrubé závady při řešení projektu a hospodaření s přidělenými prostředky a při kontrole výsledků při závěrečném
oponentním řízení můžeme být zbaveni práva ucházet se o grant až po dobu tří let. Souhlasíme s tím, aby ARVŠ používala osobní údaje uvedené v této
žádosti při zpracování a evidenci projektu ve výběrovém řízení vypsaném pro rok 2010, během jeho řešení a po skončení pro účely hodnocení projektů.
Souhlasíme se zveřejněním jmen řešitelů projektu.
Spoluřešitelé dále souhlasí, aby uvedený řešitel řídil práce na projektu a disponoval poskytnutou dotací.
FOND ROZVOJE VYSOKÝCH ŠKOL
2010
Přihláška projektu FRVŠ
1431/2010/A/b
Inovace a rozvoj počítačových učeben a laboratoří Ústavu fyziky
a Ústavu informatiky
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Číslo projektu
1431/2010
Tem. okruh a specifikace
A/b
Řešitel
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Název projektu
Inovace a rozvoj počítačových učeben a laboratoří Ústavu fyziky a Ústavu informatiky
Vysoká škola a fakulta
Slezská univerzita v Opavě
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Anotace
Projekt je zaměřen na inovaci počítačových učeben a laboratoří dvou ústavů Filozoficko-přírodovědecké fakulty - Ústavu
informatiky (dále ÚI) a Ústavu fyziky (dále ÚF). Všechny laboratoře jsou využívány pro výuku, respektive samostatnou
práci studentů.
Předmětem inovace na ÚF jsou dvě počítačové učebny. Jedná se o specializovanou
Laboratoř počítačových simulací a paralelního programování (dále LPSPP). V této počítačové učebně bude nahrazeno 6
dosluhujících LTSP terminálů 8 pracovními místy (tzv. tenkými klienty); u centrálního serveru počítáme s integrací k
novému výpočetnímu systému typu klastr. Tato učebna v současné době slouží jako hlavní počítačová učebna pro obory
bakalářský obor Astrofyzika a magisterské obory Teoretická fyzika a Učitelství fyziky-matematiky pro SŠ. Využívá se také
pro výuku specifických předmětů z oblasti programování pro bakalářské obory Počítačová technika a její aplikace,
Monitorování životního prostředí a od akad. r. 2009/2010 by měla sloužit rovněž pro výuku nově akreditovaného oboru
Multimediální techniky.
V Počítačové učebně ÚF (dále PUÚF) se jedná o nahrazení 10 ks starých počítačů (včetně monitorů) vesměs z let 2001-2004.
K těmto počítačům se předpokládá nákup základního softwaru pro výuku (včetně SW balíku MATLAB Suite + Toolboxů) a
multifunkční tiskárny. Tato učebna
v současné době slouží jako hlavní počítačová učebna pro bakalářský obor Počítačová technika a její aplikace k výuce 23
specializovaných předmětů z oblasti programování, počítačových sítí a výpočetní techniky. Dále se tato učebna ve velké
míře využívá pro obor Monitorování životního prostředí a Multimediální aplikace, s výjimkou specifických předmětů z
oblasti programování.
Na ÚI se jedná o inovaci výpočetní techniky v Laboratoři experimentální informatiky a Laboratoři robotiky (dále LEI/LR).
Do této laboratoře se předpokládá nákup celkem 12 ks počítačů, multifunkční tiskárny a nového výukového softwaru (balík
MATLAB Suite
+ Toolboxů a SW Webots). Software Webots je programový simulační nástroj pro simulaci robotů v 3D prostředí.
Část projektu zahrnující PUÚF a LEI/LR je výhodné realizovat společně (ÚF+ÚI) z důvodu výrazných množstevních slev při
společném nákupu. Učebny budou využívány pouze pro výuku, respektive samostatnou práci studentů.
Řešitel a dva spoluřešitelé (P.Č., J.Z.) jsou vedoucími počítačových učeben (laboratoří) LPSPP, LEI/LR a PUÚF.
Konkrétní výstupy
1. Bude pořízena výpočetní technika a další související technické a softwarové vybavení inovovaných laboratoří. Ze
softwaru jsou to zejména operační systémy Linux Enterprise Server (SLES) 10 včetně vývojových nástrojů a Microsoft
Windows Server, dále programové balíky Microsoft Visual Studio Pro 2008, Microsoft Office Enterprise 2007 Sngl OLP NL
AE, MATLAB Suite + Toolboxy, Webots EDU.
2. V inovovaných počítačových učebnách bude probíhat intenzívní pravidelná výuka, pro níž je využití počítačové učebny
nezbytností. Ve zbylém čase budou učebny nadále využívat studenti při přípravě pro výuku, vypracovávání seminárních a
diplomových prací a podobně. Budou inovovány předměty a vytvořeny nové úlohy a cvičení, které budou reflektovat
současný vývoj v oblasti numerických simulací, paralelního programování, počítačové grafiky a robotiky. Budou vypsaná
nová
témata semestrálních projektů, bakalářských a diplomových prací reflektující aktuální stav praxe s využitím nově pořízeného
technického vybavení.
Výsledky projektu budou prezentovány na webových stránkách Ústavu fyziky (http://www.physics.cz/), Laboratoře
experimentální informatiky a Laboratoře robotiky (http://lei.fpf.slu.cz/, http://robotika.fpf.slu.cz/.
Přínos k rozvoji fakulty / VŠ
Kvalita i efektivnost výuky těch předmětů, pro něž je výuka na počítačích nezbytností, se výrazně zvýší; stejně tak tomu
bude u předmětů, kde je použití počítačů přínosné. Bez inovace učeben bude ve velmi krátké době výuka některých
předmětů velmi ztížená až nemožná.
Díky navrhovanému nadčasovému technickému řešení přinese inovovaná počítačová LPSPP současným - a po dobu delší ve
srovnání s obvyklými učebnami založenými na PC i budoucím - studentům Filozoficko-přírodovědecké fakulty kontakt se
soudobými technologiemi a trendy. Inovované počítačové učebny PUÚF a LEI/LR přinesou současným a po jistou dobu i
budoucím studentům kontakt s nejnovějšími technologiemi. V obou případech zlepší vyhlídky našich studentů na trhu práce
a také při vstupu do praxe.
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
6
1431/2010
Dále modernizace učeben umožní nebo usnadní studentům využití e-learningových prostředků a interaktivní výuky, stejně
jako umožní využít pro výuku i samostatnou práci studentů moderní softwarové vybavení a operační systémy, pro které
stávající vybavení učebny nepostačuje. Samozřejmostí je připojení ke gigabitové síti, jež umožní výuku za využití moderních
klient/server aplikací, jako např. databází a podobných. Studenti Ústavu fyziky a Informatiky tak budou moci
využívat volných kapacit výpočetní techniky v těchto laboratořích a učebnách hlavně při náročných výpočtech, např. z oblasti
počítačové grafiky, analýzy obrazu, renderování virtuální reality nebo např. při výuce paralelního programování a
distribuovaných výpočtů. Inovované učebny umožní oběma ústavům zařadit se mezi ta univerzitní pracoviště, která počítají
se zavedením nebo již aktivně zavádějí soudobé trendy ve výpočetní technice do svých studijních programů.
Konečně zvýšením kapacity učeben se (alespoň dočasně) odstraní jejich současné přetížení a zkvalitní se možnosti
samostatné práce studentů. Realizace projektu je v souladu s Dlouhodobým záměrem vzdělávací, výzkumné a umělecké
činnosti Slezské univerzity v Opavě na období 2006-2010. Konkrétně jde o bod 7 C) Rozvoj informačních systémů, cit.
"podpora interaktivní výuky" a bod 7 D) Rozvoj informační struktury a modernizace přístrojového vybavení, cit.
"modernizace počítačových učeben".
Cílová skupina projektu
Cílovou skupinou jsou studenti, kteří část své výuky absolvují v inovovaných počítačových učebnách, a částečně také
ostatní studenti při samostatné práci v učebně. Konkrétně jde o následující studijní programy:
Na ÚF využívají PUÚF a LPSPP jak studenti fyziky (v bakalářských i magisterských studijních programech), tak i studenti
nefyzikálních studijních programů zajišťovaných fakultou, kteří si dále uvedené předměty zvolí jako kredity B či C.
Konkrétně na ÚF počítačové učebny využívají studenti programů Fyzika a Aplikovaná fyzika ve 3 bakalářských oborech
Astrofyzika, Počítačová technika a její aplikace, Monitorování životního prostředí (od akad. roku 2009/2010 přibude čtvrtý
obor Multimediální techniky), ve 3 magisterských nebo navazujících oborech Teoretická fyzika, Teoretická fyzika navazující,
Učitelství fyziky-matematiky pro SŠ, a v jednom doktorském oboru Teoretická fyzika a astrofyzika v těchto předmětech:
Multimediální aplikace; Příprava audiovizuálních pořadů; Operační systémy v PC I - MS Windows; Operační systémy v PC
II - Linux; Assembler a BIOS; Analýza signálu; Úvod do práce s PC I, II; Počítačové periférie; Tvorba WWW stránek HTML a CSS; SQL databáze; Počítačové sítě I, II, III, IV; Vizuální objektové programování I, II; XML; Programování v
jazyce C; Hardware PC; LATEX; Návrhové systémy elektrických spojů; Programování v jazyce Perl; Programování v jazyce
PHP; Tvorba dynamických www stránek; Programování v jazyce Java-Script; Programování pro fyziky; Základy počítačové
fyziky; Počítačová grafika I - Digitální fotografie, úprava fotografií; Počítačová grafika II - Vektorová grafika. Celkem bude
počítačové učebny na ÚF využívat okolo 100 studentů (včetně odhadovaného počtu studentů na novém oboru Multimediální
techniky, 75 studentů fyziky a 25 studentů jiných oborů) v bakalářských studijních programech, 26 (19 studentů fyziky a 7
studentů jiných oborů) studentů v magisterských studijních programech a 14 studentů v doktorském studijním programu.
Řešitel
a 1. spoluřešitel plánují LPSPP využívat jako základní učebny pro výuku nových předmětů z oblasti numerických simulací a
paralelního programování.
Na ÚI využívají LEI/LR jak studenti informatiky (v bakalářských i magisterských studijních programech), tak i studenti
neinformatických studijních programů zajišťovaných fakultou, kteří
si dále uvedené předměty zvolí jako kredity B či C. Konkrétně na ÚI využívají LEI/LR studenti programů Informatika a
Informační studia a knihovnictví ve 3 bakalářských oborech Informatika a výpočetní technika, Angličtina-informatika,
Informační studia se zaměřením na knihovnictví, ve 3 magisterských nebo navazujících oborech Informatika a výpočetní
technika, Informační studia a knihovnictví, a v jednom doktorském oboru Autonomní systémy v těchto předmětech: Algoritmy
a programování I, II, III a IV; Tvorba www stránek I a II; Počítačová typografie; Objektové programování I, II; Operační
systémy;
Praktikum z logického programování; Praktikum ze znalostního inženýrství; Počítačové vidění; Virtuální realita a její
aplikace; Databázové systémy I, II; Výpočetní geometrie a počítačová grafika I, II; Digitální knihovny; Informační služby
knihoven; Tvorba a design webových stránek; Základy ECDL; Dokumentografické systémy I, II; Systémy zprostředkování
dokumentů; Úvod do informačních studií; Technické vybavení osobních počítačů; Informační systémy I; Typologie
dokumentů; Logika a logické programování; Překladače; Rozpoznávání obrazu; Analýzy obrazu a poč. vidění v autonomních
systémech; Virtuální realita a informatika v medicíně.
Celkem bude počítačové laboratoře LEI/LR využívat okolo 90 studentů (65 studentů informatiky a 25 studentů jiných oborů)
v bakalářských studijních programech, 30 (23 studentů informatiky a 7 studentů jiných oborů) studentů v magisterských
studijních programech a 10 studentů
v doktorském studijním programu.
Současný stav řešeného problému
Ústav fyziky má k dispozici Laboratoř počítačových simulací (LPS, v případě přijetí projektu LPSPP), jež byla postupně
budována od roku 2000 na bázi serveru s operačním systémem Linux a prostřednictvím systému LTSP (Linux Terminal
Server Project) připojených šest pracovních míst - terminálů. Tyto terminály jsou různorodá PC, často zastaralá již v době,
kdy byla do LPS zapojena. Pěstování počítačových simulací a paralelního programování vyžaduje odpovídající výchovu
studentů, což se ve stávající LPS daří jen s velkým úsilím. V neposlední řadě v dnešní době se čím dál víc prosazuje paralelní
programovaní (např. MPI a PVM) a distribuované zpracování dat. Pro skutečně efektivní a moderní výuku počítačových
simulací je proto nutné vybavení odpovídající současným standardům. Vzhledem k tomu charakteru výuky pro obor
Počítačová technika a její aplikace (obzvláště profilace Počítačové sítě) kdy se v rámci výuky cíleně experimentuje se
způsobem zapojení počítačů PUÚF (viz následující odstavec) do místní sítě na racku, přes který je učebna do lokální sítě
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
7
1431/2010
fakulty zapojena, není tato učebna vhodná pro dlouhodobou systematickou práci v oblasti počítačových simulací, při nichž je
stabilita a neměnnost prostředí prioritou.
Na Ústavu fyziky je v současné době v provozu "obecná" počítačová učebna PUÚF vybavená 9 PC připojenými do místní
sítě a internetu. V učebně běžně probíhá výuka mnoha předmětů všech
studijních oborů, které Ústav fyziky zajišťuje (viz sekce j). V laboratoři běžně probíhá výuka mnoha předmětů všech
studijních oborů zaměřené na počítačové sítě a komunikační protokoly, které ÚF zajišťuje. Dále učebna slouží také k
samostatné práci studentů při přípravě na výuku a ke zkouškám. Bohužel její technické vybavení již dnes neodpovídá
současným trendům a praxi.
Na Ústavu informatiky je LEI/LR využívána jednak k výuce akreditovaných předmětů, která přímo závisí na využívání
výpočetní techniky, jednak k samostatné práci studentů související s plněním
studijních povinností. Aktuální technické vybavení učebny dnes již neposkytuje současným ani budoucím studentům možnost
práce s moderní výpočetní technikou v oblasti virtuální reality, analýzy obrazu, počítačové grafiky, robotiky nebo např.
stereovidění. Pro studenty jsou tyto podmínky tak nedostačující.
Cíle řešení
Na Ústavu fyziky je cílem pozvednout PUÚF na kvalitativně vyšší úroveň, tedy zmodernizovat HW a SW vybavení
učebny, a současně rozšířit možnost jejího využití o další předměty a činnosti konkrétně: aby mohla bez problémů probíhat výuka počítačových sítí, komunikačních protokolů, aby mohly být
zpracovávány velké objemy dat v oblasti multimédií.
Dalším cílem je pozvednout LPSPP na současnou úroveň, tedy jednak zvýšit výkonnost počítačového systému a současně
rozšířit možnosti jeho využití o další předměty a činnosti - konkrétně aby na pracovních místech mohla bez problémů
probíhat výuka počítačových simulací
s podporou paralelního programovacího paradigmatu. Výpočetní systém typu klastr je založen na serverech SGI Altix XE a
využívá 1 Gbps propojení pro přenos sdílených dat, administračních dat (mezi uzly klastru) a grafických desktopů k tenkým
klientům. Další dedikované 1 Gbps propojení je využito pro MPI komunikaci. Klastr je osazen v polovičním racku a je
továrně integrován. Je organizován a řízen pomocí SGI ISLE Cluster Manager a všechny uzly jsou vybaveny softwarem
SGI ProPack v6. Headnode plní funkci vstupní brány pro uživatel hlásících se z grafických desktopů. Obsahuje také DVD
mechaniku a lokální úložný prostor. Tencí klienti jsou připojeni přímo k datovému propojení a každý může využívat
maximální pásmo pro svou komunikaci.
Na Ústavu informatiky je cílem pozvednout HW vybavení počítačů pro potřeby zpracování grafických úloh, analýzy obrazu
nebo např. virtuální reality na současnou úroveň, tedy zvýšit výkonnost počítačových systémů a současně rozšířit možnosti
jejich využití o další předměty a činnosti - konkrétně: aby na počítačích mohla bez problémů probíhat výuka počítačové
grafiky, výuka programování, výuka modelování objektů nebo virtuální reality, výuka analýzy obrazu (např. v oblasti
stereometrie, měření vzdáleností a velikostí objektů).
Způsob řešení
Cíle bude dosaženo nákupem a instalací nových počítačů a komponent podle specifikace uvedené ve Zdůvodnění
finančních požadavků.
Volba jednotlivých položek uvedených sestav však byla koncipována tak, aby při požadavku na co nejmodernější hardware a
software, byla cena celé dodávky co nejnižší. Kritérium poměru kvality a ceny bylo při oslovování možných dodavatelů
kritériem určujícím finální výběr konkrétního dodavatele.
Výpočetní systém typu klastr pro LPSPP je z důvodů optimalizace poměru cena/výkon a nadčasovosti koncepce realizován
jako headnode se serverem Altix XE 270, 2x výpočetní uzel je
realizován jedním servere m Altix XE 340, který obsahuje dva vnitřní uzly. Sumárně klastr obsahuje 24 jader a 72 GB paměti
pro realizaci paralelních úloh, a 2 TB hrubý prostor sdílený z Headnodu bez HW raidu. Všechny uzly klastru jsou
monitorovatelné a ovladatelné i bez běhu OS přes www administrační rozhraní, které dokáže zpřístupnit i obrazovky BIOSu.
K dispozici jsou všechny vývojová prostředí obsažená standardně v distribuci SUSE Linux Enterprise Server (SLES). Celá
sestava je doplněna tříletou zárukou a FullCare podporou na místě u zákazníka.
Prezentace a využití výsledků
Základní informace o projektu budou zveřejněny na webových stránkách Ústavu fyziky (http://www.physics.cz/) a
webových stránkách Laboratoře experimentální informatiky a Laboratoře robotiky ÚI (http://lei.fpf.slu.cz/,
http://robotika.fpf.slu.cz/. Využití výsledků řešení projektu bylo již - domnívám se - dostatečně podrobně uvedeno, proto jen
stručná rekapitulace: výuka v učebně v předmětech uvedených výše a samostatná práce studentů.
Využití výsledků bude realizováno intenzívním využíváním učeben pro výuku v rozsahu několika desítek hodin týdně (viz
seznam vyučovaných předmětů) a pro samostatnou práci studentů v době mimo výuku. Širší veřejnost bude s výsledky řešení
seznámena prostřednictvím médií (Internet, Noviny Slezské univerzity, regionální tisk).
Charakteristika řešitelského kolektivu
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
8
1431/2010
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D. - řešitel
• Narozen: 4. 4. 1960
• Vzdělání: 1984 MFF UK v Praze; 1986 RNDr. tamtéž; 2000 Ph.D. tamtéž
• Pracoviště: 1984-1990 Hornický ústav ČSAV v Ostravě-Porubě (nyní Ústav geoniky AVČR); 1990-dosud FPF SU v
Opavě (OA, ÚF)
• Ped. činnost: Teoretická mechanika, Klasická elektrodynamika, Speciální teorie relativity, Relativistická fyzika, Počítačová
fyzika, Programování v jazyce C, Programování pro fyziky, Základy počítačové fyziky, Analýza signálu. Byl vedoucím 9
diplomových a 2 bakalářských prací; v současné době vede jednu bakalářskou a dvě dizertační práce.
• Fin. projekty FRVŠ: G4 1537/2002; G6b 2000/2003; F6c 1994/2003; G6 2419/2005 (sř.); Ab 2022/2007; G6 1598/2007
(sř.).
• Publikace: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Mgr. Pavel Bakala - 1. spoluřešitel
• Narozen: 22. 2. 1968
• Vzdělání: 2004 SU v Opavě (Bc.); 2006 Mgr. tamtéž; 2008 RNDr. tamtéž
• Pracoviště: 1995-2000 SARAI Computer s.r.o, technický ředitel; 2000-2002 PFLANZER spol. s r.o., technický ředitel;
2005- SU v Opavě
• Ped. činnost: Základy počítačové fyziky, Speciální teorie relativity, Kvantová mechanika.
• Publikace: 1, 2, 3, 8, 9
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. - 2. spoluřešitel
• Narozen: 26. 11. 1970
• Vzdělání: 1997 VŠB-TU Ostrava, FEI, Katedra měřicí a řídicí techniky, obor lékařská elektronika; 2001 Ph.D. - VŠB-TU
Ostrava, FEI, obor technická kybernetika; 2006 Habilitace - VŠB-TU Ostrava, FEI, obor technická kybernetika
• Pracoviště: 2006-dosud Docent - Ústav informatiky FPF SU v Opavě
• Ped. činnost: Praktikum ze znalostního inženýrství, Rozpoznávání obrazu, Počítačové vidění, Informatika v medicíně,
Aplikace expertních systémů, Teorie kódování, Virtuální realita a její aplikace; vedení diplomových prací, vedení
doktorandů.
• Fin. projekty FRVŠ: FRVŠ 693/2000 (sř.); FRVŠ 2440/2006 (sř.); FRVŠ 1022/2009.
• Publikace: 3, 8, 9
Ing. Jaroslav Zeman - 3. spoluřešitel
• Narozen: 13. 4. 1966
• Vzdělání: 1989 Ing. v oboru Mikroelektronika - Laserová technika, VVTŠ, Lipovský Mikuláš; 1996 Autorizace Technika prostředí staveb - elektronická zařízení
• Pracoviště: 2003-dosud OA, Ústav fyziky, FPF SU v Opavě
• Ped. činnost: Assembler a BIOS, SQL databáze; Vizuální objektové programování I, II; XML; Programování v jazyce C;
Programování v jazyce Perl; Programování v jazyce PHP; Tvorba dynamických www stránek; Programování v jazyce
Java-Script.
• Fin. projekty FRVŠ: F6b/569/2006; F6a/574/2009; Ab/1022/2009 (sř.)
Relevantní publikace řešitele a spoluřešitelů za posledních 5 let
1. Török, G., Abramowicz, M. A., Bakala, P., Bursa, M., Horák, J., Kluzniak, W., Rebusco, P. and Stuchlík, Z. (2008a),
Acta Astronom., 58(1), pp. 15-21, arXiv: 0802.4070
2. Török, G., Bursa, M., Horák, J., Abramowicz, M. A., Bakala, P., Rebusco, P. and Stuchlík, Z. (2008b), Acta Astronom.,
58, pp. 113-119, arXiv: 0802.4026
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
9
1431/2010
3. Bakala, P., Hledík, S., Stuchlík, Z., Truparová Plšková, K. and Čermák, P. (2008), in Kleinert and Jantzen (2008), pp.
1546-1548, series Ed. R. Ruffini, arXiv: gr-qc/0612124
4. Hledík, S., Stuchlík, Z. and Mrázová, K. (2008), in Kleinert and Jantzen (2008), pp. 1161-1163, series Ed. R. Ruffini,
arXiv: gr-qc/0701051
5. Stuchlík, Z., Urbanec, M., Török, G., Hledík, S. and Hladík, J. (2008b), in Kleinert and Jantzen (2008), pp. 1192-1194,
series Ed. R. Ruffini, arXiv: astro-ph/0701309
6. Stuchlík, Z., Konar, S., Miller, J. and Hledík, S. (2008a), Astronomy and Astrophysics, 489(3), pp. 963-966, Research
Note, arXiv: 0808.3641, URL http://arxiv.org/abs/0808.3641
7. Černý, S., Říkovská Stone, J., Stuchlík, Z. and Hledík, S. (2008), in Kleinert and Jantzen (2008), pp. 1139-1141, series
Ed. R. Ruffini
8. Stuchlík, Z., Čermák, P., Török, G., Urbanec, M. and Bakala, P. (2007), in N. Callaos, Q. Lesso, C. Zinn and O.
Goriachkin, editors, The 11th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics: WMSCI 2007, July 8-11,
Orlando, USA, pp. 41-44, Internat. Inst. of Inf. and Syst
9. Bakala, P., Čermák, P., Hledík, S., Stuchlík, Z. and Truparová Plšková, K. (2007), Central European J. Phys., 5(4), pp.
599-610, arXiv: 0709.4274
Zdůvodnění finančních požadavků
Finanční požadavky (kapitálové prostředky v celkové výši 1747 tis. Kč) na tento projekt reflektují z velké části aktuální
ceny hardwarových komponentů, příslušenství a software na českém a zahraničním trhu. Volba jednotlivých položek
uvedených sestav však byla koncipována tak, aby při požadavku na co nejmodernější hardware a software, byla cena celé
dodávky co nejnižší. Kritérium poměru kvality a ceny bylo při oslovování možných dodavatelů kritériem
určujícím finální výběr konkrétního dodavatele.
Výpočetní systém typu klastr pro LPSPP je založen na serverech SGI Altix XE a využívá 1 Gbps propojení pro přenos
sdílených dat, administračních dat (mezi uzly klastru) a grafických desktopů k tenkým klientům. Další dedikované 1 Gbps
propojení je využito pro MPI komunikaci. Klastr je osazen v polovičním racku a je továrně integrován. Je organizován a řízen
pomocí SGI ISLE Cluster Manageru a všechny uzly jsou vybaveny softwarem SGI ProPack v6. Head-node plní funkci
vstupní brány pro uživatel hlásících se z grafických desktopů. Obsahuje také DVD mechaniku a lokální úložný diskový
prostor. Tencí klienti (Thin Clients) jsou připojeni přímo k datovému propojení a každý může využívat maximální pásmo pro
svou komunikaci.
Jednotlivé komponenty:
• 1x Head-node s OS SUSE Linux Enterprise Server (SLES) 10
• 2x CPU Intel Xeon
• 2x Compute-node s OS SLES 10
• 2x CPU Intel Xeon
• 1x 1 Gbps propojení pro sdílení, administraci a desktopy
• 1x 1 Gbps propojení pro MPI komunikaci
• 8x Tenkých klientů pro připojení k Head-nodu
Headnode je realizován serverem Altix XE 270, dva výpočetní uzly jsou realizovány jedním serverem Altix XE 340, který
obsahuje dva vnitřní uzly. Sumárně klastr obsahuje 24 jader a 72 GB paměti pro realizaci paralelních úloh a 2TB hrubý
prostor sdílený z head-nodu bez HW RAIDu. Všechny uzly klastru jsou monitorovatelné a ovladatelné i bez běhu OS přes
webové administrační rozhraní, které dokáže zpřístupnit i obrazovky BIOSu. K dispozici jsou všechny vývojová prostředí
obsažená standardně v distribuci SLES. Celá sestava je doplněna 3-letou zárukou a FullCare NBD podporou v místě u
zákazníka. Speciální cenová nabídka včetně DPH činí 796 tis. Kč.
Navržené počítačové sestavy pro PUÚF a LEI/LR jsou složeny z komponentů, které jsou technologicky progresivní, avšak
ve snaze přiblížit se co nejnižší ceně pro celou dodávku nebyly vybírány technologické novinky jednotlivých výrobců, které
by neúměrně zvýšily pořizovací náklady. Na druhé straně se domníváme, že by nebylo efektivní pořizovat zařízení nejnižší
cenové kategorie, neboť jeho výkon, poruchovost, doba použitelnosti atd. je nevýhodná. S velkou pravděpodobností se dá
také očekávat, že v době vlastní realizace projektu budou na trhu s výpočetní technikou jiné (lepší) cenové podmínky, které v
mnoha případech umožní při zachování ceny vylepšit příslušné hardwarové konfigurace.
RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
10
1431/2010
Jednotlivé komponenty:
• PC sestava: HP Pavilion a6741 (NC132AA) (22 ks)
• Multifunkční zařízení: HP Color LaserJet CM1312nfi mf (2 ks)
• Balík SW Microsoft pro prezentační a řídící PC počítačové učebny ÚF: Visual Studio Pro 2008 Sngl OLP NL AE (1 ks);
Windows Server Std 2008 Sngl OLP NL AE (1 ks); Office Enterprise 2007 Sngl OLP NL AE (1 ks)
Celková cena dodávky s DPH činí 487 tis. Kč.
12 počítačů PUÚF bude vybaveno softwarem Matlab Basic Suite (MATLAB, Simulink, Symbolic Math Tbx) - Classroom,
1 uživatel + 1 rok update, concurrent (Classroom Kit síťová licence pro pravidelnou výuku, 12 ks), 10 počítačů LEI/LR bude
vybaveno Multiplatformní síťovou licencí
pro všeobecné školní využití Matlab Basic Suite (MATLAB, Simulink, Symbolic Math Tbx) - a školními licencemi (1
uživatel + 1 rok update, školní, concurrent) následujících toolboxů: Statistics Toolbox, Optimization Toolbox, Genetic
Algorithm and Direct Search Tbx
(vyžad. Optimization Tbx), Neural Network Toolbox, Bioinformatics Toolbox (vyžaduje Statistics Tbx), Simscape,
SimElectronics (vyžaduje Simulink a Simscape), Simulink 3D Animation (Virtual Reality Toolbox), Signal Processing
Toolbox, Signal Processing Blockset (vyžaduje Signal
Tbx. a Simulink), Image Processing Toolbox, Video and Image Processing Blockset (vyž. SL, Signal Tbx+Blck., IP Tbx),
RF Toolbox, RF Blockset (vyžaduje Simulink, Signal Proc. Tbx. + Blck. a RF Tbx), Fuzzy Logic Toolbox. Celková cena
dodávky s DPH činí 397 tis. Kč.
5 počítačů LEI/LR bude vybaveno softwarem Webots EDU - floating license - download version Premier service for 5
years includes: personalized e-mail support, electronic upgrades. V rámci tohoto projektu FRVŠ jde o upgrade verze a
podpory SW z předchozího projektu FRVŠ 2440/2006(Aa). Celková cena dodávky s DPH činí 3140.25 CHF, podle kurzu
ČNB ke dni 9. 4. 2009 a včetně DPH 67 tis. Kč.
Uvedené zdůvodnění je dokladováno cenovými nabídkami v příloze.