Харківський національний університет імені Василя Назаровича Каразіна

Історія кафедри

Одним із перших і найбільш відповідальних завдань, які виникли в перший рік існування кафедри, стало відкриття нового в університеті напряму навчання студентів. Менше ніж за рік колектив кафедри ТПС під керівництвом завідувача кафедри С. І. Шматкова провів велику роботу з підготовки документів для ліцензування напряму підготовки бакалаврів «Системна інженерія». Системна інженерія покликана забезпечити підготовку фахівців в області розробки та впровадження комп’ютеризованих інформаційно-управляючих систем. Вона охоплює процеси опису, проектування, реалізації, тестування, впровадження та підтримки складних розподілених систем, в цілому. Результатом роботи стало отримання ліцензії в 2005 році з обсягом у 30 осіб.

Перші роки підготовки студентів, зростаюча популярність Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна та напрями навчання, а також сучасні тенденції розвитку IT-технологій продиктували необхідність подальшого розвитку кафедри та збільшення набору студентів. Державна акредитаційна комісія, провівши аналіз роботи ВНЗ та кафедри, прийняла рішення продовжити дію ліцензії та збільшити ліцензійний обсяг до 55 осіб.

У 2009/2010 навчальному році почався процес акредитації напряму підготовки бакалаврів «Системна інженерія», а паралельно з ним кафедра займалася ліцензуванням спеціальності з підготовки магістрів та спеціалістів «Комп’ютеризовані системи управління та автоматика». Даний фах є базовою в області інтелектуальних систем управління, вона дає міцні та  універсальні знання в таких областях як:

  • проектування систем управління різними об’єктами за допомогою сучасних інформаційних технологій;
  • розробка архітектури комп’ютерних систем і використання комп’ютера в галузі управління будь-якими об’єктами в реальному часі;
  • створення програмного забезпечення комп’ютерних інтелектуальних систем управління;
  • використання принципів управління в технічних і людино-машинних системах.

Результати роботи експертної комісії показали, що матеріально-технічний, науковий і кадровий потенціал Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна знаходиться на високому рівні і дає реальні можливості підготовки фахівців світового рівня за спеціальністю. Аналіз необхідності фахівців східним регіоном України, існуючий практичний досвід, рівень стану матеріально-технічної бази, науково-педагогічний рівень і кваліфікація викладачів кафедри «Теоретичної та прикладної системотехніки» факультету комп’ютерних наук ХНУ імені В. Н. Каразіна свідчать про можливість і необхідність підготовки на її базі магістрів в обсязі 10 осіб, і фахівців в обсязі 15 осіб на рік.

Таким чином, в 2010 році кафедра випустила перших бакалаврів, а далі кількість випускників тільки збільшувалася. До закінчення 2014/2015 навчального року, кафедра теоретичної та прикладної системотехніки випустила 91 бакалавра, 28 магістрів, 36 спеціалістів.

Після 6 успішних випусків бакалаврів, магістрів та спеціалістів на кафедрі піднімається питання про необхідність відкриття другого напрямку підготовки, з метою забезпечення міждисциплінарного підходу, що охоплює всі технічні зусилля з розвитку та верифікації інтегрованої та збалансованої безлічі системних рішень. Колектив кафедри під керівництвом Шматкова С. І. в короткий термін готує всі необхідні документи і в червні 2015 отримує ліцензію на новий напрям підготовки «Комп’ютерна інженерія» в обсязі 50 осіб, яке об’єднує в собі теорію побудови комп’ютерів та комп’ютерні мережеві технології, з метою навчання студентів розподіленим обчислювальним системам і технологіям їх використання.

Таким чином визначився головний напрям роботи кафедри –  забезпечення проведення наукових досліджень та підготовка висококваліфікованих фахівців у галузі розробки, управління та експлуатації розподілених комп’ютерних систем.

З метою методичного забезпечення підготовки студентів за заявленими напрямом і спеціальністю викладачі кафедри вперше в університеті поставили цілий ряд спеціальних дисциплін, зміст яких постійно оновлюється, крокуючи в ногу з часом і технологіями. Основними спецкурсами навчання є: системний аналіз, системи управління складними комп’ютерними мережами, математичне моделювання складних систем, паралельні обчислення, системи штучного інтелекту, теорія інформації, проектування КСУ, обробка графічної та текстової інформації, комп’ютерні основи, комп’ютерні мережі, основи теорії передачі інформації, системний аналіз, системи штучного інтелекту, пакети прикладного програмування, оптоінформатика, засоби програмування для багатопроцесорних систем, паралельне програмування з Open MP, сучасні мережеві технології , управління проектом, моделювання КСУ,  супроводження і експлуатація складних ІУС, ухвалення рішень при управлінні СКС і т.д.

І цей список можна продовжувати, так як дисциплін, розроблених на кафедрі, більше 30. Для кожної навчальної дисципліни розроблені тексти лекцій, лабораторні практикуми та інші матеріали навчально-методичного комплексу, які виконані з урахуванням всіх вимог Міністерства освіти України.

  1. Андреев, Феликс МихайловичБердников, Анатолий Георгиевич «Методические рекомендации по проектной оценке надежности». (6-Фев-2017)
  2. Бердніков, Анатолій Георгійович, «Методические указания по оформлению документации на программные продукты (изделия) при выполнении дипломных работ, курсовых работ и практических заданий по дисциплинам кафедры теоретической и прикладной системотехники» (2-Фев-2018)

Одним з ключових аспектів роботи кафедри та її викладачів є видавнича діяльність. Розроблено та опубліковано цілий ряд навчальних та навчально-методичних посібників, і методичних рекомендацій з навчальних дисциплін, що читаються на кафедрі. Серед них:

Лосев Ю.І., Шматков С.І.   Навчальний посібник «Теорія інформації», 2007р.

Добринін С.В.  Навчальний посібник «Комп’ютерні основи», 2008р.

Добринін С.В.  Методичні рекомендації та завдання до лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Обробка графічної та текстової інформації», 2008р.

Добринін С.В.  Методичні рекомендації та завдання до лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Комп’ютерні основи», 2008р.

Лосев Ю.І., Шматков С.І.   Навчальний посібник «Основи теорії інформації», 2009р.

Добринін С.В.  Навчально-методичний посібник «Обробка графічної та текстової інформації», 2010р.

Лосев Ю.І., Шматков С.І. Навчальний посібник «Основи теорії передачіінформації», 2011р.

Булавін Д. О., Шматков С. І., Мороз О. Ю. Навчально-методичний посібник «Пакети прикладного програмування»      2013

Булавін Д. О., Шматков С. І.      Навчально-методичний посібник «Інтернет-комунікації та web-дизайн», 2013р

Ю. І. Лосев, С. І. Шматков та ін. Навчальний посібник «Комп’ютерні мережі», 2013р.

Крім навчальної й методичної роботи професорсько-викладацький склад кафедри веде велику наукову роботу в області інформаційних технологій. Наукові дослідження виконуються відповідно до Закону України «Про Концепцію Національної програми інформатизації» від 4 лютого 1998р. № 75/98 – ВР, планами наукової й науково-технічної діяльності Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна (2006–2015 роки). Співробітниками кафедри проводяться активні наукові дослідження із цілого ряду напрямків.

У 2007 році в Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна була створена і почала роботу спеціалізована Вченої рада з спеціальності 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. Головою Ради було призначено доктора технічних наук, професора Сороку Л. С., вченим секретарем — доцента Шматкова С. І. До складу спеціалізованої Вченої ради від факультету увійшли доктор технічних наук Лосев Ю. І., доктор технічних наук Доля Г. М., кандидат технічних наук Руккас К. М. При безпосередній участі викладачів кафедри У  2011 році відкрито аспірантуру за фахом 05.13.06 Інформаційні технології.

Професори кафедри є членами спеціалізованих вчених рад по захисту докторських і кандидатських дисертацій.

За останні п’ять років на кафедрі захищено три докторські (Шматковим С. І., Толстолузькою О. Г. і Руккасом К. М.) та п’ять кандидатських дисертацій.

Викладачі кафедри публікують статті у наукових виданнях України, Росії, Польщі, Чехії та інших країн. Щорічно беруть участь у зарубіжних, міжнародних та українських наукових конференціях. Отримано понад 70-ти патентів на корисні моделі. Шматковим С. І. отримано стипендію видатного науковця в галузі інформаційних технологій ім. Г. Ф. Проскури, що була призначена Харківською обласною державною адміністрацією згідно рішення Комітету по призначенню іменних стипендій в науці.

У 2008 р. викладачами кафедри виконувалась науково-дослідна робота  «Створення експериментального зразка обчислювального комплексу (ОК) КЗОПІ, розробка матеріалів ескізного проекту». Керівник – завідувач кафедрою теоретичної та прикладної системотехніки, доктор технічних наук, професор Шматков С. І., відповідальний виконавець – викладач Артюх О. А. Метою проектування було обґрунтування структурної схеми комплексного алгоритму обчислювального комплексу знімання та обробки первинної інформації (ОК КЗОПІ), принципів побудови часткових алгоритмів, що входять до його складу, для підвищення точності оцінок елементів орбіт космічних об’єктів. Обґрунтовані принципи побудови нових часткових алгоритмів та тих, що модернізуються.

У 2009 р. викладачами кафедри за рахунок видатків Фонду розвитку і модернізації наукового та навчально-наукового обладнання Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна виконувалася науково-дослідна робота «Розробка макету, що забезпечує аналіз основних характеристик комп’ютерних мереж та її елементів». Керівник – декан факультету комп’ютерних наук, доктор технічних наук, професор Сорока Л. С. У розробці теми брали також участь: д.т.н., професор Лосев Ю. І., к.т.н., доцент, завідуючий кафедри теоретичної та прикладної системотехніки Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна Шматков С. І., к.т.н., докторант Харківського національного університету радіоелектроніки Дуравкін Є. В., завідуючий лабораторії кафедри Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна Артюх О. А. Метою роботи була розробка макетного зразка, що забезпечує можливість експериментального аналізу ймовірносно-часових характеристик комп’ютерних мереж та її елементів, таких як пропускна спроможність, час доставки інформації, джиттер, ймовірність втрати інформації в різних умовах функціонування. Практичні задачі, на вирішення яких було спрямовано проект: тестування нових версій протоколів та програм; тестування характеристик для підбору оптимального мережного обладнання; емуляція впливу прикладних програм на мережі користувачів та прогнозування впливу росту використання прикладних програм, а також взаємодію з прикладними програмами, що уже існують та мереними інфраструктурами.

У 2011–2014 pp. викладачами кафедри разом з викладачами механіко-математичного факультету виконувалася науково-дослідна робота «Математичне та комп’ютерне моделювання інформаційних процесів в складних природних та технічних системах Керівник – декан механіко-математичного факультету, доктор технічних наук, професор Жолткевич Г. М., відповідальний виконавець – доцент кафедри, доктор технічних наук, старший науковий співробітник Толстолузька О. Г. У розробці теми брали також участь: доктор технічних наук, професор С. І. Шматков, викладачі Мороз О. Ю., Артюх О. А.

Метою роботи була розробка математичних і комп’ютерних моделей інформаційних процесів в складних природних і технічних системах, розвиток обчислювальних методів і методів комп’ютерного експерименту для аналізу таких моделей, спрямованого на верифікацію моделей та дослідження властивостей інформаційних процесів в системах, що моделюються. У роботі були розвинуті методи дослідження інформаційних процесів в складних системах та керування ними за рахунок поєднання статичного та динамічного аналізу цих процесів, спираючись на уніфікацію їх моделей на різних фазах життєвого циклу системи. Як платформа для уніфікації моделювання складних систем був використаний мультиагентний підхід до розв’язання задач ідентифікації, синтезу та аналізу (статичного і динамічного) систем, що досліджуються, а також задач керування ними. Для забезпечення інструментарію моделювання у межах проекту були розроблені логіко-алгебраїчні та стохастично-алгебраїчні каркаси для забезпечення формалізованої специфікації моделей інформаційних процесів в складних системах та методи верифікації таких моделей. Для з’ясування загальних характеристик інформаційних процесів у різних системах були розглянуті:

  • моделювання інформаційних процесів у фізичних системах як класичних, так і квантових;
  • моделювання інформаційних процесів в обчислювальних системах, зокрема інформаційно-комунікаційних;
  • моделювання процесів розробки великих програмних систем.

З метою аналізу зазначених моделей у роботі були розвинуті обчислювальні методи, що базуються на некласичних логіках, «м’яких» обчисленнях та статистичних моделях.

За результатами проведених дослідженнь опубліковано монографії.

  1. Монографія Ю. І. Лосев, С. І. Шматков, К. М. Руккас «Методи й моделі обміну інформацією в розподілених адаптивних обчислювальних мережах з часовою параметризацією паралельних процесів» (2011р.), що присвячена висвітленню результатів обґрунтування принципів побудови, розробки математичного апарату й методів обміну інформацією в розподілених обчислювальних мережах з часовою параметризацією паралельних процесів. Розглянуто концепції побудови системи динамічного керування інформаційним обміном у таких мережах, математичні моделі й методи мультимаршрутной передачі інформації. Представлені результати направлені також на розв’язання проблеми підвищення ефективності паралельного апаратно-програмного забезпечення відомих і перспективних обчислювальних мереж.
  2. Монографія Г. О. Поляков, С. І. Шматков, О. Г. Толстолузька, Д. О. Толстолузький «Синтез та аналіз паралельних процесів в адаптивних часопараметризованих обчислювальних системах» за редакцією професора Полякова Г. О. (2012р.). Монографія присвячена викладу результатів обґрунтування принципів побудови, розробки математичного апарату та методів формального синтезу та аналізу часопараметризованих паралельних програмно-апаратних процесів для перспективних паралельних обчислювальних засобів XXI століття – адаптивних обчислювальних систем, що сомо організуються, та розподілених обчислювальних мереж. Розглядаються концепції побудови систем; методи паралельної обробки даних; апарат просторово-часової дискретної математики; методи синтезу, верифікації та оцінки ефективності часопараметризованих паралельних моделей алгоритмів, часових паралельних програм і процесів.
  3. Колективна монографія Доля Г. М. та ін. «Фрактальный анализ процессов, структур и сигналов» под ред. Р.Э. Пащенко (2006 р.), присвячена деяким фізичним аспектам фрактальності в кінетиці, статистичній фізиці й радіофізиці. На основі фізичних проявів фрактальності показані моделі понять, пов’язаних із фрактальністю в області нових радіопоглинаючих покриттів – радіоізотопних композитних покриттів. Розглянуті нові напівпровідникові сенсори з нанодисперсною фрактальною структурою поверхні. На основі поняття фракталу введено визначення фрактального сигналу. Досліджено фрактальні сигнали, що були отримані за допомогою гармонійних, лінійно-частотно-модульованих і кодо-фазо-манштульованих опорних коливань. Розглянуто особливості обробки фрактальных радіосигналів. Розроблено методи аналізу зображень із використанням поля фрактальних размірностей, що дозволяють автоматизувати обробку аерокосмічних зображень. Дані методи реалізовано в програмному комплексі фрактального аналізу зображень. Розглянуто можливість застосування фрактальной обробки для розв’язку задач дистанційного зондування Землі, а також використання фрактальної розмірності для діагностики газового потоку за результатами лідарних вимірів.
  4. Довідник Ширман Д. Я., Лосев Ю. І. і ін. «Радіоелектронні системи. Основи побудови й теорія» за редакцією Ширмана Д. Я. (2007р.), присвячений основам побудови, загальним питанням оптимізації й статистичної теорії радіоелектронних (радіо-, оптичних, акустичних) систем локації, навігації, передачі інформації, керування, радіоелектронної боротьби, основам поширення хвиль і елементам загальної системотехніки.

Науковці кафедри підтримують творчі зв’язки з комп’ютерними факультетами вищих навчальних закладів м. Харкова: рецензують монографії, кандидатські та  докторські дисертації, виступають опонентами на їх захисті, беруть участь в наукових семінарах та «круглих столах» а також проводять спільні дослідження з викладачами біологічного, історичного та психологічного факультетів Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна.

Це тільки перші 10 років. Ми не збираємося зупинятися на досягнутому і сподіваємося наступний ювілей кафедри зустріти більш вражаючими успіхами.

Розділи

Сторінки