TKT / Esittely
Teknillinen korkeakoulu, Tietojenkäsittelyteorian laboratorio

Tietojenkäsittelyteoria laboratorio - esittely

30.9.2003

Taustaa

Tietojenkäsittelyteoria kehittää ja soveltaa matemaattisia menetelmiä tietojenkäsittelytehtävien mallintamiseen, analysointiin ja ratkaisuun. Alan perus- ja soveltavan tutkimuksen tehtävänä on tuottaa se matemaattinen työntövoima, joka pitkällä aikajänteellä turvaa tietotekniikan metodisen edistymisen. Tämän pitkäjänteisen työn laajasti tunnettuja ja sovellettuja tuotoksia ovat mm. julkisen avaimen salakirjoitusmenetelmät, relaatiotietokannat ja ohjelmointikielten määrittelyn ja toteutuksen perustana käytettävät formalismit.

Teknillisen korkeakoulun tietojenkäsittelyteorian laboratorio on maamme ainoa tämän kansainvälisesti vakiintuneen tutkimusalanimikkeen (engl. Theoretical Computer Science) mukaisesti järjestäytynyt tutkimus- ja koulutusyksikkö. Eroina muihin kotimaisiin matemaattispohjaista tietojenkäsittelytutkimusta tekeviin ryhmiin ovat ensinnäkin tietoinen pyrkimys kattaa tietojenkäsittelyteorian ala yhtä historiallisesti valikoitunutta osa-aluetta laajemmin, toiseksi laajamittainen laskennallisten menetelmien tutkimuskäyttö, ja kolmanneksi elävä vuorovaikutus tekniikan alan sovellutusten kanssa.

Tietojenkäsittelyteorian laboratorion strategia

Laboratorion tavoitteena on olla kansainvälisesti tunnustettu tietojenkäsittelyteorian tutkimusyksikkö, jonka vahvuusalueita ovat erityisesti laskennallinen logiikka, laskennan vaativuusteoria, verifiointi, liikkuvuuden hallinta ja kryptologia. Peruskoulutuksen tavoitteena on valmistaa diplomi-insinöörejä, joilla on vahva tietojenkäsittelyteorian pohja, taito soveltaa teoreettisia tuloksia käytäntöön ja hyvät valmiudet jatko-opintoihin. Jatkokoulutuksessa päämääränä on erittäin korkea tutkimustaso siten, että valmistuvilla tohtoreilla on jo kansainvälistä näkyvyyttä ja erinomaiset edellytykset myös kansainväliseen tutkijanuraan.

Saavutetut tulokset

Tietojenkäsittelyteorian laboratoriossa on panostettu jo pitempään jatkokoulutukseen ja tutkimukseen. Laboratorio oli 1990-luvun lopulle asti yhden professuurin yksikkö (nimi vuoteen 1998 asti digitaalitekniikan laboratorio, esimiehenä prof. Leo Ojala). Niukoista resursseista huolimatta jatkokoulutustoiminta on ollut varsin menestyksellistä. Viimeisen kymmen vuoden aikana (1993-2002) laboratoriossa on tehty 11 väitöskirjaa, 17 lisensiaatintyötä ja 54 diplomityötä.

Vuonna 2000 laboratorioon nimitettiin toinen professori (Ilkka Niemelä) ja seuraavana vuonna laboratorio alkoi kasvaa merkittävästi tietotekniikan osaston sisäisten järjestelyjen seurauksena: kryptologian professuuri siirrettiin laboratorioon, Pekka Orponen kutsuttiin tietojenkäsittelyteorian professorin virkaan Jyväskylän yliopistosta ja vuonna 2002 Hannu H. Kari nimitettiin liikkuvuuden hallinnan professuuriin. Näin laboratoriosta on muodostunut viiden professuurin yksikkö.

Laboratorio on strategiansa mukaisesti panostanut entistä voimakkaammin jatkokoulutukseen ja tutkimukseen. Tämä näkyy aktiivisten jatko-opiskelijoiden korkeana määränä. Laboratoriossa työskentelee 17 jatko-opiskelijaa, jotka on hyväksytty alueella toimiviin tutkijakouluihin ja näistä kahdeksalla on rahoitus ko. tutkijakoulusta. Muut jatko-opiskelijat toimivat projektirahoituksella. Vuonna 2002 laboratorion kokonaisrahoitus oli yli 1.6 miljoonaa euroa, josta tärkeimmät ulkopuoliset rahoittajat olivat teollisuushankkeet (ml. TEKES-rahoitus) 23%, Suomen Akatemia 17% ja tutkijakoulut 13%.

Laboratorion tutkimustoiminta on vilkasta ja saanut kansainvälistä huomiota. Esimerkiksi Research Index -julkaisuindeksissä (tietojenkäsittelyn julkaisuindeksi, joka perustuu elektronisesti saatavilla olevaan materiaaliin) laboratoriossa tällä hetkellä työskentelevien tutkijoiden yhteenlaskettu indeksiluku (non-self citations) on 1190. Laboratoriosta viimeisen kymmen vuoden aikana valmistuneiden tohtorien vastaava indeksiluku on 1851.

Julkaisutoiminnan lisäksi laboratorion tutkijat osallistuvat omien alueidensa johtavien kokouksien ohjelmatoimikuntiin, toimivat konferenssisarjojen johtoryhmissä (steering committees: NordSec, International Conference on Logic Programming and Nonmonotonic Reasoning, International Workshop on Nonmonotonic Reasoning), johtavien lehtien toimituskunnissa (IEEE Transactions on Neural Networks, Theoretical Computer Science) sekä standardointityössä (IETF).

Laboratoriossa on tutkimustoiminnan tuloksena syntynyt useita ohjelmistoja, jotka ovat alallaan saavuttaneet tietyntyyppisen johtavan referenssijärjestelmän aseman: Smodels, Prod, Maria, MIPL, AODV (ks. TKT/Ohjelmistot)

Valmistuneet tohtorit ovat sijoittuneet erinomaisesti: heitä on professoreina TKK:lla sähkö- ja tietotekniikan osastoilla ja Åbo Akademissa, tutkijoina ulkomailla (MicroSoft Research, Univ. Freiburg, Univ. Stuttgart) sekä kotimaisessa teollisuudessa johtavissa asemissa.

Haasteet ja tavoitteet

Tietojenkäsittelyteorian laboratorio painottaa toiminnassaan perustutkimusta, joka rakentaa edellytykset tietotekniikan pitkän aikavälin kehitykselle. Tutkimus tähtää läpimurtoihin toisaalta laskennallisesti vaikeiden tehtävien ratkaisumenetelmissä ja toisaalta haastavien ongelmien mallinnus- ja analysointitekniikoissa. Tutkimus kohdentuu mm. seuraaville alueille: systemaattisten ja stokastisten hakumenetelmien teoria; stokastisten optimointimenetelmien teoria; tietojenkäsittelyteorian ja statistisen mekaniikan yhteydet (esim. kombinatoriset faasitransitiot); automaattisen päättelyn menetelmät; kryptograafisten perusprimitiivien tutkimus.

Ajatuksena on tuoda uusia tutkimustuloksia käytännön sovellutuksiin, jotka lähitulevaisuudessa painottuvat tietoverkkojen alueelle: verkkojen ohjelmistosuunnittelumenetelmät sekä ohjelmistojen laadunvarmennuksen (verifiointi, testaus) automatisointi; tietoverkkoihin (erityisesti langattomiin ja mobiileihin verkkoihin, mutta myös Internetiin) liittyvät mallinnus- ja algoritmisuunnittelukysymykset; liikkuvan käyttäjän turvallisen tiedonsiirron ja liikkuvuuden hallinnan hoitaminen langattomissa ad hoc -verkoissa; kryptograafiset protokollat (esim. sähköinen äänestys ja kaupankäynti).

[TCS main] [Contact Info] [Personnel] [Research] [Publications] [Software] [Studies] [News Archive] [Links]
Latest update: 21 October 2003. Ilkka Niemelä.