Кафедра электронных вычислительных машин. Кафедра «Вычислительная техника

Кафедра ЭВМ готовит инженеров, бакалавров, магистров и аспирантов по направлениям 09.03.01, 09.04.01, 09.06.01, 230101, 230100 (лицензия серия 90Л01 №0008442 от 14 мая 2015 г.) - Информатика и вычислительная техника. В настоящее время ведется подготовка специалистов по двум профилям: и

На кафедре работают высококвалифицированные преподаватели, в том числе два профессора и девять доцентов. Среди них два доктора и девять кандидатов наук. Преподавателями кафедры являются академик и 2 члена-корреспондента Международной Академии Информатизации, академик Российской Академии Естественных Наук.

На кафедре имеются три специализированные лаборатории - «Современных технологий программирования», «Схемотехники ЭВМ» и «Периферийных устройств ЭВМ».

В 2008 г. в рамках национального проекта “Образование” заявка кафедры ЭВМ выиграла Грант Министерства образования и науки по созданию Вычислительного центра на базе высокопроизводительной Супер-ЭВМ мирового уровня. На эти средства в ВятГУ была приобретена и внедрена в учебный процесс и научно-исследовательскую работу Кластерная вычислительная система ENIGMA X000, имеющая 576 4-х ядерных процессора XEON и дисковую память объёмом 50000 Гбайт.

С появлением вычислительного кластера студентам открылись новые возможности в обучении. Сегодня на кафедре ЭВМ реализуются:

Современные образовательные программы подготовки дипломированных специалистов в области IT- технологий международного уровня;

Учебно-практические и лабораторные занятия с использованием уникальных компьютерных классов с телекоммуникационным доступом к суперкомпьютерному кластеру и к ресурсам международной сети научных и вычислительных центров;

Курсы по подготовке высококвалифицированных администраторов и системных программистов для компьютерных сетей и кластерных систем с возможностью сдачи экзамена на сертификат международного образца.

Активно ведется работа в лабораториях «Виртуальная реальность» , «Проектирование интеллектуальных систем», «Современные средства программирования» и студенческом конструкторском бюро «Интеллектуальные робототехнические системы». Также на базе научно-образовательного центра «Супервычислительные технологии и системы» сотрудниками и студентами кафедры выполняются НИР различного уровня.

С 2010 года и по текущий момент времени кафедра Электронных вычислительных машин Вятского Государственного Университета сотрудничает с компанией NVIDIA (одним из крупнейших производителей массивно-параллельных серверных ускорителей, профессиональных видеокарт и игровых консолей). Совместно с компанией NVIDIA в ВятГУ закуплен и оборудован компьютерный класс. Для инженеров и бакалавров ведется дисциплина "Параллельные вычисления на графических процессорах", на которой изучаются принципы разработки гибридных приложений. Ежегодно компания NVIDIA предоставляет преподавателям и обучающимся ВятГУ доступ к новейшей литературе и аппаратным средствам, а также оказывает помощь в проведении конкурсов и фестиваля науки, поощряет достижения в области, связанной с вычислениями на графических процессорах, оплачивает инженерам, бакалаврам и преподавателям сертификацию международного уровня, организует курсы повышения квалификации преподавателей и помогает получить доступ к материалам других ВУЗов (например, МГУ им. Ломоносова) и т.д..

Научная работа

Научные исследования на кафедре ЭВМ проводятся по следующим основным направлениям:

• Теория, разработка и применение систем логического вывода;
• Теория и применение супервычислительных технологий и параллельных систем;
• Теория и применение гибридных интеллектуальных систем;
• Теория и применение нейронных и нечётких систем;
• Исследование и развитие методов анализа и синтеза ДНК-структур и их применение в биокомпьютерных системах.

На базе кафедры создан современный Научно-образовательный центр (НОЦ) «Супервычислительные технологии и системы». НОЦ обеспечивает выполнение на мировом уровне проектов по высокоточному математическому моделированию сложных объектов и процессов, системному анализу и прогнозированию поведения сложных многопараметрических систем. В 2008 году кафедра ЭВМ участвовала по заказу Министерства образования РФ в создании учебно-методических ресурсов образовательных программ по направлению «Аппаратно-программное обеспечение высокопроизводительных вычислений». Преподаватели кафедры постоянно выступают с докладами на Всероссийских и Международных конференциях, участвуют в совещаниях и семинарах. На базе кафедры ЭВМ создано Кировское отделение Российской ассоциации искусственного интеллекта (РАИИ). Ежегодно в трудах конференций по искусственному интеллекту публикуются статьи ведущих преподавателей и аспирантов кафедры ЭВМ.

Сегодня кафедра ЭВМ продолжает готовить высококвалифицированных специалистов в области вычислительной техники и информационных технологий, адаптируясь к новым условиям и наращивая свой потенциал.

Руководство кафедры

Заведующий кафедрой ВТ, д.т.н., профессор

Заместитель заведующего кафедрой по учебной работе, к.т.н., доцент

Заместитель заведующего кафедрой по научной работе, к.т.н., доцент

1. История создания. Направления и специальность подготовки. Группы.

С 2011 года кафедра ведет прием по направлению «Информатика и вычислительная техника» (230100), профиль «Системы автоматизированного проектирования» , ежегодно набирая одну группу с номером А-6. Бакалавры получают подготовку по указанному профилю, магистры обучаются по программе с тем же названием

В 1951 году в МЭИ создается специальность «математические и счетно-решающие приборы и устройства». В том же году состоялся первый выпуск инженеров, поскольку соответствующая подготовка уже проводилась в рамках специальности «автоматика телемеханика». Тогда, же в 1951 году была создана кафедра «Счетно-решающие приборы и устройства» - прародительница кафедры вычислительной техники (ВТ). Ее заведующим стал Григорий Митрофанович Жданов (1898-1967. Нужно сказать, что в то время это была одна из первых кафедр в СССР, которая начала подготовку инженеров-вычислителей.

В 1955 году была организована объединенная кафедра автоматики, телемеханики и математических машин, а в 1958 году выделена кафедра ВТ, которой до 1967 года бессменно руководил ее основатель - Г.М. Жданов. Тематикой вычислительных машин он занимался с 1937 года, в 1956 году издательство Гостехтеориздат выпустило его учебник «Математические машины и приборы непрерывного действия».

Г.М. Жданов хорошо понимал, что для будущих специалистов по вычислительной технике необходима углубленная подготовка по математическому и программному обеспечению, схемотехнике и конструированию ЭВМ. Поэтому с момента основания кафедры ВТ и в дальнейшем к преподаванию привлекались ведущие ученые и специалисты: С.А. Лебедев, М.А. Карцев, П.И. Китов, Н.Я. Матюхин, Б.И. Рамеев, И.М. Тетельбаум и др. Некоторые из них, например, Н.Я. Матюхин и М.А. Карцев, были выпускниками радиотехнического факультета МЭИ.

Огромная роль в становлении и развитии школы вычислительной техники МЭИ принадлежит академику Сергею Алексеевичу Лебедеву (1902-1974).

В 1945 г. С.А. Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах энергетики. Деятельность Сергея Алексеевича всегда была тесно связана с МЭИ. Довольно долго он работал на кафедре релейной защиты и автоматизации энергосистем, в 50-е годы он читал в МЭИ курс лекций «Вычислительные машины дискретного действия».

В первом же выпуске МЭИ инженеров-вычислителей в 1951 году были В.А. Мельников и В.С. Бурцев.

Владимир Андреевич Мельников (1928-1993) свой трудовой путь начал, еще будучи студентом МЭИ, в ИТМ и ВТ АН СССР под руководством академика С. А. Лебедева. В 1986 г. В.А. Мельников был избран действительным членом АН СССР по Отделению математики.

Большая и плодотворная работа В.А. Мельникова была отмечена высокими наградами - орденом Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени и медалями. В.А. Мельников - дважды лауреат Государственных премий (1969 и 1980 гг.), лауреат премии им. С.А. Лебедева Президиума АН Украины.

Академик РАН Всеволод Сергеевич Бурцев (1927-2005) был крупнейшим специалистом в области создания высокопроизводительных вычислительных машин и комплексов. Всеволод Сергеевич Бурцев удостоен Ленинской и Государственной премий, награжден орденами Ленина, Октябрьской революции, Трудового Красного Знамени и медалями. За цикл работ «Теория и практика создания высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных машин» ему присуждена премия АН СССР им. С.А. Лебедева.

Член-корреспондент РАН Юрий Иванович Митропольский является выпускником кафедры Вычислительной МЭИ 1958 года. Еще до окончания Московского энергетического института Всеволод Сергеевич начал научную и инженерную деятельность в ИТМ и ВТ под руководством академика С.А. Лебедева. Темой его дипломной работы была система управления БЭСМ АН СССР. Уже на дипломном проектировании он стал одним из ведущих разработчиков.

Отсчетом хронологии вычислительной техники в МЭИ принято считать 1951 год, когда была открыта специальность «математические и счетно-решающие приборы и устройства» и состоялся первый выпуск инженеров-вычислителей (группа ВП-1-45). У истоков создания вычислительного направления в МЭИ стояли энергичные и талантливые люди.

Работая в Киеве в Институте энергетики АН УССР, С.А. Лебедев еженедельно приезжал в Москву и читал лекции в МЭИ. Такой режим длился полтора года, затем дисциплину «Вычислительные машины дискретного действия» стал вести Анатолий Георгиевич Шигин (1922-1997). Он сделал очень много для создания лабораторной базы, а в 1952 году защитил одну из первых в СССР кандидатских диссертаций, посвященных созданию устройств ЭВМ.

Исследования в области вычислительной техники в МЭИ с начала 50-х годов прошлого столетия начинают динамично развиваться.

В 1953 году организуется подготовка аспирантов по соответствующим специальностям. В 1957 году приобретается массово выпускавшаяся в стране ЭВМ «Урал-1». Быстрый рост объема заявок привел к необходимости приобретения еще нескольких машин и к созданию в 1958 году нового подразделения - вычислительного центра МЭИ. С 1965 года кафедра ВТ, наряду с инженерами по ЭВМ, начинает выпуск специалистов по прикладной математике.

С 1967 по 1982 год кафедру ВТ возглавлял Юрий Матвеевич Шамаев (1922-1998). С его приходом на кафедре начинаются исследования, связанные с проектированием устройств памяти.

В 60-е - 70-е годы одной из самых больших по составу на кафедре ВТ была научная группа А.Г Шигина.

По инициативе Ю.М. Шамаева в 1971 году кафедра ВТ начинает подготовку инженеров по конструированию и производству электронно-вычислительной аппаратуры. В 1976 году на базе отдела математического обеспечения создается кафедра прикладной математики (ПМ). В начале 80-х годов часть сотрудников кафедры ВТ была переведена на реорганизованную кафедру системотехники (впоследствии ставшую называться кафедрой вычислительных машин, систем и сетей - ВМСС).

С 1982 по 1996 год кафедрой ВТ руководил Гурам Семенович Чхартишвили, а начиная с 1996 года заведующим кафедрой является Топорков Виктор Васильевич.

Кафедра осуществляет подготовку бакалавров, магистров и специалистов по направлениям Бакалавр, 230100* Информатика и вычислительная техника, Магистр, 230100* Информатика и вычислительная техника, Специалист, 230104* Системы автоматизированного проектирования. Выпускники кафедры ВТ, благодаря фундаментальной подготовке в области аппаратных средств и программного обеспечения, могут:

• разрабатывать, сопровождать, эксплуатировать прикладные и системные программы;
• разрабатывать, настраивать, модифицировать электронно-вычислительную технику, в том числе технические средства современных САПР;
• пользоваться современными большими САПР и разрабатывать алгоритмы, закладываемые в основу методов проектирования, сопровождения сложных наукоёмких изделий и продуктов в различных областях.

Наши студенты осваивают реальные программные системы автоматизированного схемотехнического, высокоуровневого логического, машиностроительного и совместного проектирования программ и аппаратуры.

Кафедра оснащена современными компьютерами и рабочими станциями. Подготовка осуществляется на базе передовых образцов САПР ведущих мировых компаний.

На кафедре работает 24 преподавателя, в том числе 5 профессоров и 16 доцентов.

Кафедра ежегодно набирает одну группу.

2. Основные курсы лекций, читаемые кафедрой.

Дисциплины САПР:

• Модели и методы анализа проектных решений, разработка САПР;
• Компьютерная графика, графические системы;
• Графическое программирование;
• Геометрическое моделирование в САПР;
• Моделирование;
• Имитационное моделирование дискретных систем, модели дискретных процессов в САПР;
• Интеллектуальные подсистемы в САПР;
• Автоматизация проектирования динамических систем;
• Методы оптимизации, теория принятия решения;
• Автоматизация конструкторского и технологического проектирования;
• Промышленная логистика.

Технические и программные средства САПР:

• Проектирование баз данных, объектно-ориентированные технологии, базы данных;
• Сети ЭВМ и телекоммуникации, сетевые технологии;
• Автоматизация проектирования цифровых устройств;
• Лингвистическое и программное обеспечение САПР;
• Операционные системы;
• Методы и средства защиты компьютерной безопасности.

Общепрофессиональные дисциплины:

• Схемотехника ЭВМ;
• Функциональные узлы и процессоры, микропроцессорные системы;
• Проектирование процессоров на СБИС.

3. Связи кафедры и места работы выпускников.

• Российская академия наук
• Объединенный институт ядерных исследований (Дубна)
• Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН)
• Компания Intel
• Лаборатория TIMA, г. Гренобль, Франция
• ФГУП «НИИ «Квант»
• Межведомственный суперкомпьютерный центр
• Компания PTC
• Предприятия Министерства обороны РФ

4. Краткий перечень научных работ.

Топорков В.В. Потоковые и жадные алгоритмы согласованного выделения ресурсов в распределенных системах // Известия РАН. Теория и системы управления. 2007. № 2. С. 109-119.

Рыбаков Р.А. Спецификация распределенных систем управления реального времени в рамках автоматного подхода // Информационные технологии. 2007. № 6. С. 37-41.

Чжао Цзюньцай, Шарапов А.П. Разработка и аппаратная реализация алгоритма заполнения пустот для построения трехмерного изображения по нерегулярным сечениям // Вестник МЭИ. 2007. № 5. С. 102-108.

Курдин В.А., Шарапов А.П. Позиционирование абонентов в системах микросотовой связи DECT // ИнформКурьер-Связь, 2007. № 11. 4 с.

Логинов В.А., Антонов Д.Ю., Комлев О.С. Точность алгоритмов сшивки изображений в системах дистанционного зондирования // Информационные технологии. 2007. № 7. С. 7-10.

Топорков В.В. Многоуровневые стратегии согласованного выделения ресурсов в распределенных вычислениях с контрольными сроками // Автоматика и телемеханика. 2007. № 12. С. 131-146.

Toporkov V. Multicriteria Scheduling Strategies in Scalable Computing Systems // Proc. of the 9th Int. Conf. on Parallel Computing Technologies, PaCT 2007. LNCS. Vol. 4671. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2007. P. 313-317.

V.V. Toporkov. Dataflow Analysis of Distributed Programs Using Generalized Marked Nets // Proc. of the Int. Conf. on Dependability of Computer Systems, DepCoS-RELCOMEX’07. IEEE CS. 2007. P. 73-80.

Топорков В.В., Целищев А.С., Бобченков А.В., Рычкова П.В. Проект метапланировщика: генерация сценариев распределенной обработки // «Научный сервис в сети Интернет: многоядерный компьютерный мир. 15 лет РФФИ»: Труды Всероссийской научной конференции (24-29 сентября 2007 г. г. Новороссийск). - М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2007. С. 27-30.

Фомина М.В. Методы распознавания объектов при наличии шума в массивах данных // Вестник МЭИ. 2008. № 5. С.75-81.

Toporkov V.V., Tselishchev A.S. Safety Strategies of Scheduling and Resource Co-allocation in Distributed Computing // Proc. of the Int. Conf. on Dependability of Computer Systems, DepCoS-RELCOMEX’08. IEEE CS. 2008. P. 152-159.

Vagin V.N., Fomina M.V. Kulikov A.V. The Problem of object recognition in the presence of noise in original data // Tenth Scandinavian Conference on Artifical Intelligence SCAI 2008, IOS Press. P. 60-67.

Топорков В.В. Опорные планы согласованного выделения ресурсов при организации распределенных вычислений на масштабируемых системах // Программирование. 2008. № 3. С. 50-64.

Вагин В.Н., Головина Е.Ю., Загорянская А.А., Фомина М.В. Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах / Под ред. В.Н. Вагина, Д.А. Поспелова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 712 с.

Куликов А.В., Фомина М.В. Алгоритмы обобщения при наличии шума в исходных данных // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием (КИИ-2008, 28 сентября - 3 октября 2008 г., г. Дубна, Россия): Труды конференции. Т. 2. М.: ЛЕНАНД, 2008. С. 148-156.

Куликов А.В., Фомина М.В. Методы распознавания объектов при наличии шума в исходных данных // Труды международных научно-технических конференций «Интеллектуальные системы (AIS’08)» и «Интеллектуальные САПР (CAD-2008)». Научное издание в 4-х томах.М: Физматлит,2008 г. Том 1. С. 361-369.

Топорков В.В. Стратегии согласованного планирования и выделения вычислительных ресурсов в распределенных средах // Труды Четвертой междунар. конф. «Параллельные вычисления и задачи управления» PACO’2008. Москва, 27-29 октября 2008 г. Ин-т проблем управления РАН. М.: ИПУ РАН, 2008. 11 с.

Топорков В.В., Топоркова А.С. Иерархические стратегии выделения распределенных ресурсов // Тр. Междунар. научно-техн. конф. «Интеллектуальные системы (AIS’07)» и «Интеллектуальные САПР» (CAD-2007). М.: Изд-во «Физматлит», 2007, Т.3. 9 с.

Ермолов А.А., Фомина М.В. Обзор и сравнение методов обучения сетей Байеса для решения задачи классификации объектов // Тр. Междунар. научно-техн. конф. «Интеллектуальные системы (AIS’07)» и «Интеллектуальные САПР» (CAD-2007). М.: Изд-во «Физматлит», 2007, Т.2. С. 32-41.

Куликов А.В., Фомина М.В. Алгоритм обобщения для обработки данных с «шумом» // Тр. Междунар. научно-техн. конф. «Интеллектуальные системы (AIS’07)» и «Интеллектуальные САПР» (CAD-2007). М.: Изд-во «Физматлит», 2007, Т.2. С. 326-334.

5. Учебники и учебные пособия.

Топорков В.В. Модели распределенных вычислений. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004. 320 с.

Топорков В. В. Поведенческий анализ систем. М.: Изд-во МЭИ. 2001

Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.: Энергоатомиздат. 1988

Огнев И.В., Шамаев Ю.М. Проектирование запоминающих устройств. М.: Высшая школа. 1979

Поспелов Д.А. Введение в теорию вычислительных систем. М.: Сов. радио. 1972

Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах (в соавторстве с коллективом сотрудников кафедр ВТ и ПМ МЭИ (ТУ)). М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004