3. Научные направления работы кафедр факультета
Материалы с популярным изложением научных исследований на доступном для абитуриентов уровне с акцентом на перспективность получения специальности в данном направлении. Максимально возможное количество фотографий научных экспериментов, схем, графиков и т.п.
Описание новых лабораторий с фотографиями.
Научные специальности ФКТИ:
01.01.02 - Дифференциальные уравнения
01.01.09 - Дискретная математика и математическая кибернетика
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
05.13.12 - Системы автоматизации проектирования
05.13.13 - Телекоммуникационные системы и компьютерные сети
05.13.15 - Вычислительные машины и системы
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Научная деятельность кафедры ВТ
Замечание: Материал пока не согласован с кафедрой ВТ. Однако имеются фотографии учебно-научных лабораторий и кафедр.
(из сайта ЛЭТИ)
НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КАФЕДРЫ
Зам. зав. кафедрой по научной работе: д.т.н., проф. Куприянов Михаил Степанович.
Тел. (812) 234-23-97, (812) 234-23-05.
Факс: (812) 234-23-97, (812) 234-23-05.
Учеными кафедры проводятся исследования в области создания высокопроизводительных проблемно-ориентированных параллельных вычислительных систем, технологии и методов создания распределенных систем, интеллектуальных и агентных технологий, теории и принципов построения квантовых вычислительных устройств, защиты информации и информационной безопасности систем и сетей, цифровой обработки сигналов, аппаратного и программного обеспечения встроенных систем, микроконтроллеров и микропроцессоров, аппаратных средств реализации сложных алгоритмов, теории и методов построения функциональных преобразователей.
Теория, проектирование и реализация специализированных процессоров, машин и систем обработки информации
В. Б. Смолов, заслуженный деятель науки и техники РФ, д.т.н., профессор
Основатель научно-педагогической школы по созданию алгоритмических, структурных и аппаратных методов повышения эксплуатационно-технических параметров (точности, быстродействия, надежности, функциональных возможностей) специализированных средств вычислительной техники для любой физической природы и формы задания математических переменных.
Основные отдельные направления школы развивались учениками В.Б. Смолова - 20 докторами и 130 кандидатами технических наук, работающими в России и за рубежом. Начиная с 1952 г. результаты многолетних исследований разработанных методов для аналоговых, цифро-аналоговых, время-импульсных, цифро-импульсных и цифровых средств вычислительной техники опубликованы в более 40 монографиях, учебниках, учебных пособиях и брошюрах, 300 статьях и полных текстах научных докладов, 150 авторских свидетельствах СССР и РФ, причем около 100 печатных трудов - индивидуально, остальные в соавторстве с учениками.
Своими учителями считает д.т.н., проф. А.Н. Лебедева и д.т.н., проф. С.И. Панфилова.
Высокопроизводительные проблемно-ориентированные параллельные вычислительные системы
Д. В. Пузанков, д.т.н., профессор
А. И. Водяхо, д.т.н., профессор
В. К. Шмидт, д.т.н., профессор
В первой половине восьмидесятых годов работы проводились в области теории и практики построения высокопроизводительных функционально-распределенных вычислительных систем. Разработаны вопросы теории построения функционально-распределенных проблемно-ориентированных вычислительных систем. Выполнено ряд практических разработок по заказу НИЦЭВТа (Москва), СПИИРАНа (Ленинград), МНИИРСа (Москва) и ряда других организаций.
Начиная со второй половины восьмидесятых годов основные направления исследований, связаны с массивно параллельными распределенными вычислительными системами. Исследования и разработки ведутся в 3 основных направлениях:
- архитектуры, операционные системы, системное и прикладное программное обеспечение параллельных вычислительных систем;
- методы и средства надежности и безопасности функционирования параллельных и распределенных вычислительных систем;
- массивно параллельные распределенные вычислительные системы с открытыми архитектурами.
На 1997 год получены следующие основные результаты. Разработана и реализована в ряде практических разработок концепция векторно-потоковых вычислений.
Предложена и разработана концепция интеллектуального диагностирования и управления распределенными массивно параллельными вычислительными системами.
Разрабатывается концепция массивно параллельных распределенных вычислительных систем с открытыми архитектурами.
Выполнено ряд прикладных разработок в области архитектур, системного и прикладного программного обеспечения.
Теоретические исследования в области физики вычислительного процесса
И. В. Герасимов, д.т.н., профессор
Н. М. Сафьянников, к.т.н., доцент
Интерес к теоретическим исследованиям в области физики вычислительного процесса вызван попыткой выяснения общих законов, которым удовлетворяет преобразование информации на атомно-молекулярном уровне. К физическим основам вычислительного процесса, прежде всего, относятся принципы, составляющие физическое содержание исходных положений, формулируемых в виде аксиом математической теории вычислений.
Аксиоматизация теории ставит в соответствие символьным переменным параметры физической системы. Таким образом, преобразование (обработка) информации является физическим процессом и, в конечном счете, подчинено общефизическим законам.
Изучаются уникальные возможности использования для обработки данных символьного типа физических явлений, сущность которых состоит не в законах термодинамики, а в особенностях квантовой логики.
Создается системологическая платформа нового более общего базиса компьютерного моделирования и соответствующей информационной технологии, обеспечивающего продвижение в фундаментальных и прикладных исследованиях в области естественных и технических систем.
Основным предметом исследования является сингулярно-волновой дуализм информационных процессов в дискретно-событийных системах. Рассмотрение проводится в рамках гипотезы о физической символьной системе. К числу ключевых отнесены вопросы организации обратимых вычислений.
По мере усложнения дискретно-событийных систем все большее внимание привлекают "неалгоритмические" волновые модели вычислительных систем с привлечением аналогии с квантовой механикой.
К числу ключевых отнесены вопросы построения управляющих пространств для асинхронных рекурсивных процессов в однородных средах с волновыми видами взаимодействия активных компонент.
Работа способствует развитию исследований по квантовой информатике, обеспечивая, тем самым, теоретический фундамент для волновых компьютерных технологий не столь отдаленного будущего.
Технология и методы построения распределенных систем
Г. В. Разумовский, к.т.н., доцент
М. Г. Пантелеев, к.т.н., доцент
Основные научные интересы сосредоточены в области создания распределенных программных систем, способных выполнять параллельную обработку в распределенных средах, а также в получении оценок эффективности выполнения такой обработки в условиях изменяющейся среды. Одним из важных направлений в этой области является исследование способов построение систем мобильных агентов, в том числе интеллектуальных, позволяющих выполнять обработку без постоянной связи с центральным компьютером и обладающих способностью миграции в области своего обитания.
Аппаратная поддержка реализации сложных алгоритмов
А. Х. Мурсаев, д.т.н., профессор
Р. И. Грушвицкий, к.т.н., доцент
И. А. Ильин, аспирант
В. В. Бакалов, аспирант
Реализуемые проекты:
1. Разработка методологии сопряженного проектирования аппаратных и программных средств (Software-hardware co-design).
2. Разработка методов и средств тестирования устройств, содержащих программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС).
3. Разработка семейства плат прототипизации (prototyping boards) на базе ПЛИС.
4. Реализация типовых задач обработки информации на ПЛИС.
- поиск и сортировка данных в сложных структурах данных;
- реализация интерфейсных функций и поддержка телекоммуникаций;
- обработка сигналов и изображений;
- кодирование и декодирование данных.
Теория и практика построения встраиваемых информационных систем
М. С. Куприянов, д.т.н., профессор
В. О. Молодцов, к.т.н., доцент
Г. А. Петров, к.т.н., доцент
Б. А. Курдиков, к.т.н., доцент
Н. И. Матвиенко, аспирант
Д. Б. Головкин, магистр
В рамках направления проводятся исследования и выполняются проекты в области систем сбора и обработки аналоговой информации, принципов построения аппаратного обеспечения и технологии программирования микроконтроллерных и микропроцессорных систем, систем цифровой обработки сигналов, интеллектуальных систем, безопасности и отказоустойчивости информационных систем, моделей мягких вычислений, основанных на нечетких и генетических алгоритмах, Интернет-технологий.
Информационная безопасность
А. И. Водяхо, д.т.н., профессор
М. С. Куприянов, д.т.н., профессор
А. Ф. Казак, к.т.н., доцент
А. С. Календарев, к.т.н., доцент
В рамках направления проводятся исследования по следующим разделам:
- средства контроля прав доступа пользователей;
- методы обеспечения информационной безопасности в системах телекоммуникаций;
- аппаратные средства контроля ошибок и шифрации данных;
- методы и средства обеспечения надежности алгоритмического и программного обеспечения;
- структурные и интеллектуальные методы обеспечения отказоустойчивости и живучести вычислительных систем.
Создание технических средств иммунобиотехнологии системы обеспечения безопасности железнодорожного транспорта, специализированные системы для автоматизации технологических этапов в производстве тканей, технологии обучения и применения программируемой логики, элементы и устройства систем автоматики и вычислительной техники
Научная группа Н.М. Сафьянникова, к.т.н., доцента
Научно-практические направления (по уровню внедрения разработок):
1. Создание технических средств иммунобиотехнологии. Десять лет назад в рамках Государственной программы борьбы со СПИДом под руководством Сафьянникова Н. М. был разработан и получил разрешение на производство и применение в медицинской практике первый отечественный автоматизированный иммуноферментный анализатор АИФ-Ц-01С. Выпуск этого анализатора по решению Министерства был освоен в 1989 г. на Одесском производственном объединении (ПО) медицинской лабораторной техники. В 1990 г. на ПО "Витязь" (г. Витебск) коллективом была внедрена модифицированная базовая модель анализатора АИФ-Ц-01С. Был освоен выпуск в 1994 г. на НПО "Хартрон" (г. Харьков) - первого украинского иммуноферментного анализатора "Сикар-иммуно"; в 1996 г. на ПО "Витязь" - первого белорусского иммуноферментного анализатора АИФ-М, а в 1998 г. получено разрешение на производство и применение в медицинской практике России анализатора второго поколения АИФ-340/620-01. В результате в 1994 г. был начат выпуск усовершенствованной базовой модели анализатора АИФ-Ц-01С на ГПО "Завод имени М. И. Калинина" (Санкт-Петербург). С 1997 г. начато внедрение в производство разработанного нами первого в мире портативного переносного иммуноферментного анализатора для спецприменения АИФ-П на ФГУП "Брянский электромеханический завод", выпуск которого начался в 2000 году. В результате было выпущено более 2500 иммуноферментных анализаторов нашей разработки.
На основе разработанных анализаторов в 1994 г. создан первый в России комплекс для иммуноферментного анализа (К-ИФА).
Для метрологического обеспечения К-ИФА в 1997 г. были разработаны технические средства контроля (патент РФ № 2079821), как первые в мире специализированные средства поверки иммуноферментных и биохимических анализаторов, которые внесены в Госреестр медицинских изделий и Госстандарта РФ. Развитие работы привело к созданию в 2000 г. первой в мире системы оперативного контроля качества измерительных средств иммунобиотехнологии. Система позволяет вести как внутрилабораторный контроль качества, так и дистанционный - по регионам и по всей стране из единого центра. Поставки системы выполнены уже в более чем в 150 организаций.
В настоящее время проводятся работы по созданию и внедрению других средств иммунобиотехнологии: биохимического, флуориметрического, турбидиметрического анализаторов, средств пробоподготовки.
Средства иммунобиотехнологии применяются для массовых обследований в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, при контроле окружающей среды, в пищевой и микробиологической промышленности.
2. Создание в стране принципиально новой системы обеспечения безопасности железнодорожного транспорта. Серийный выпуск анализаторов состояния железнодорожного пути и подвижного состава организован нами на ФГУП "Брянский электромеханический завод" в 2000 году.
3. Создание специализированной системы для автоматизации технологических этапов в производстве тканей. Созданный комплекс программ автоматизированного проектирования тканей ориентирован на традиционные технологии и позволяет ускорять процесс подготовки и выпуска ткани, делать ее производство более экономичным и ресурсосберегающим.
4. Работы в области технологии обучения и применения программируемой логики. В 1999 г. создан комплекс средств для ускорения разработки и отладки разнообразных плат расширения для ПК класса IBM PC (наибольшая эффективность для плат, реализованных на базе схем PLD фирмы Altera). Применение комплекса средств обеспечивает контроль работоспособности проекта на всех этапах его изготовления и внедрения, включая отладку образцов, входящих в состав конечной аппаратно-программной системы.
5. Разработка отдельных элементов и устройств систем автоматики и вычислительной техники: контроллеров, аналого-цифровых преобразователей, систем тестирования и отдельных программных продуктов.
Еще шесть оригинальных научно-технических направлений пока не доведены до практического внедрения и находятся в стадии развития:
1) измерение высоких температур (работа проводится с 1992 г. и базируется на запатентованном способе);
2) структуры для программируемых аналоговых матриц и отдельных практических задач (базируются на большом числе изобретений по традиционной тематике преобразователей с различными формами представления информации);
3) инвариантное топологическое проектирование МОП БИС (с 1992 г.);
4) кодированные ткани (запатентованы в 1999 г.);
5) структуры и организация волновых вычислений (развиваются традиционные для кафедры подходы по структурной организации вычислительных процессов);
6) компьютерные психотехнологии (новое научное направление).
Проводимые научно-технические работы под руководством Сафьянникова Н. М., автора 51 изобретения, отличаются оригинальностью, причем к настоящему времени внедрено 12 изобретений.
Разработки коллектива только в 1995-99 гг. демонстрировались на 48 выставках, в том числе 20 международных. В частности, в ноябре 1999 г. на самой крупной и престижной всемирной выставке-ярмарке медицинского оборудования и материалов "Медика-99" (г. Дюссельдорф, Германия) демонстрировался анализатор АИФ-340/620-01 и комплекс на его основе. Результаты работ докладывались только в 1995-99 гг. на 59 конференциях, в том числе 30 международных.
Теория и методы построения функциональных преобразователей
Е. П. Угрюмов, заслуженный деятель науки и техники РФ, д.т.н., профессор
Разработан новый для своего времени класс вычислительных устройств время-импульсного типа. В рамках этого класса устройств предложен ряд принципов их построения (с усреднением импульсных потоков, фиксацией мгновенных значений сигналов, спектрально-импульсного типа и других), предложены структуры для воспроизведения всех математических операций, выполняемых при решении практических задач. Полученные результаты оказались применимыми и для построения функциональных преобразователей иных типов - цифро-импульсных, пневматических, цифровых, частотно-импульсных и других, основанных на концепциях построения цепей с элементами, имеющими управляемые параметры, независимо от их физической природы. В итоге разработан класс функциональных преобразователей гибридного типа и даны некоторые решения для реализации преобразователей цифрового типа.
За время работы по указанному направлению (начиная с 60-х годов) индивидуально и в соавторстве опубликовано свыше 200 печатных работ, в том числе две монографии "Время-импульсные вычислительные устройства" (в изд-ве "Энергия" в 1968 г. и в изд-ве "Радио и связь" в 1983 г.), свыше 60 авторских свидетельств СССР и РФ. Защищены 3 докторских и 35 кандидатских диссертаций. Несколько разработок внедрены в производство и отмечены медалями ВДНХ.
|
