Ocenění, které je určeno studentům a mladým vědeckým pracovníkům, založil v roce 1994 významný český matematik prof. Ivo Babuška. V soutěžním ročníku 2021 bodoval i náš kolega z IT4Innovations Jakub Homola. Odborná porota ocenila jeho diplomovou práci, ve které využíval ostravských superpočítačů.

Získal jste cenu profesora Babušky za vynikající práci v oboru počítačových věd za rok 2021. Co pro vás cena znamená?

Chtěl bych upřesnit, že Cenu profesora Babušky získává nejlepší dizertační práce, já jsem se ale umístil na druhém místě v kategorii diplomových prací. Co to pro mě znamená? Těžká otázka. Díky úspěchu mezi celorepublikovou konkurencí jsem získal zpětnou vazbu o tom, že mé úsilí bylo dobře vynaloženo a odvedl jsem kvalitní práci. Ale pořád je kam se zlepšovat.

Jaké bylo téma vaší diplomové práce, za kterou jste cenu získal?

Název mé práce byl "Akcelerace prostoro-časové metody hraničních prvků pomocí GPU". Jednoduše řečeno jsem naprogramoval násobení matice krát vektor. Když půjdeme trochu více do hloubky, tak pro řešení úlohy prostoro-časovou metodou hraničních prvků je potřeba řešit soustavu lineárních rovnic (která se dá zapsat jako Ax=b). K tomu využíváme iterační metody, takže nám stačí umět vynásobit tu matici A s jakýmkoliv vektorem. Problémem ale je, že matice A může být tak velká, že se nevleze do paměti počítače. Já jsem tedy implementoval algoritmus, který nepotřebuje mít matici uloženou v paměti, ale spočítá si jednotlivé prvky až v době, kdy jsou potřeba při tom násobení s vektorem, načež je zase zahodí. To vše na grafických kartách (GPU), které mají oproti procesorům mnohonásobně větší výpočetní výkon.

Tuto cenu udělují Česká společnost pro mechaniku a Jednota českých matematiků a fyziků. Jaký je váš vztah právě k matematice a fyzice? Bavily vás na střední škole?

Matematika mě bavila už od malička a pořád mě zajímá. Fyzika mě taky vždy zajímala. Důkazem je třeba má maturitní práce, ve které jsem spojil právě matematiku, fyziku a ještě informatiku v program pro simulaci paprskové optiky.

Kdy jste se začal zajímat o počítačové vědy?

Na základní škole, kde jsme měli kroužek programování HTML stránek. Do světa počítačů mě to hned vtáhlo, jak tam všechno pěkně funguje. Hodně mě to bavilo, proto jsem se pak přihlásil na studium informatiky na Kratochvílce, kde mě tento obor začal bavit a zajímat ještě více.

Působíte jako doktorand na IT4Innovations. Jak jste se do národního superpočítačového centra dostal, a proč jste se po získání inženýrského titulu rozhodl pokračovat ve studiu doktorském?

Začalo to mou bakalářskou prací pod vedením Ing. Michala Merty, Ph.D. Zabýval jsem se simulací gravitační interakce mnoha těles, k čemuž jsem využíval nedávno vysloužilý superpočítač Salomon. Superpočítače mě hodně zaujaly, proto jsem si na inženýrském studiu zvolil specializaci Výpočetní vědy a HPC. V mé diplomové práci jsem pak využíval superpočítač Barbora, který se taky nachází na IT4I. Superpočítače mě neomrzely a chtěl jsem s nimi pracovat ještě více, tak jsem se přihlásil na doktorské studium Výpočetních věd, a k tomu začal pracovat na IT4I na pozici výzkumného asistenta.

Čím se v rámci své dizertační práce zabýváte, na jakých projektech se podílíte?

Doktorské studium studuji teprve půl roku, téma dizertační práce ještě nemám konkrétně specifikované. Bude to ale nejspíše mít něco společného s akcelerací pomocí GPU. Současně se zorientovávám v ekosystému kolem HIPu, který má sjednotit programování grafických karet Nvidia a AMD.

Proč jste si pro svá vysokoškolská studia vybral Fakultu elektrotechniky a informatiky?

Protože právě pod FEIkou byl zařazený studijní obor Výpočetní a aplikovaná matematika. To byla kombinace přímo pro mě, spojení matematiky a informatiky. A taky proto, že ji mám relativně blízko.

Doporučil byste studia na VŠB-TUO i dnešním středoškolákům, kteří si vysokou školu teprve vybírají?

Protože nevím jak to je na jiných fakultách a oborech, nemůžu mluvit obecně o celé VŠB-TUO. Ale pokud vás baví programování a zajímáte se o matematiku, program Výpočetní a aplikovaná matematika můžu určitě jen doporučit.


Jakub Homola

Po studiu Výpočetní a aplikované matematiky na Fakultě eletrotechniky a informatiky VŠB–TUO nastoupil Jakub Homola do IT4Innovations, kde působí na pozici výzkumného asistenta v laboratoři pro výzkum infrastruktury. Zde se zabývá programováním grafických akcelerátorů od AMD. Zároveň si dodělává své doktorské studium v oblasti výpočetních věd.