ННІ "Комп’ютерних наук та штучного інтелекту"

Історія кафедри

  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: теорія інформації та кодування, комп’ютерні мережі, основи патентознавства, системний аналіз складних систем управління, аналіз комп’ютерних систем, математичне моделювання складних систем, математичне моделювання комп’ютерних систем, багатопроцесорні та розподілені системи автоматизації, багатопроцесорні та розподілені обчислювальні системи, проектування комп’ютеризованих систем управління, технології проектування комп’ютерних систем, управління проектами, комп’ютеризовані системи управління, адміністрування комп’ютерних систем, інструментальні засоби управління проектами, оптоінформатика, інформаційні технології, пакети прикладного програмування, робототехнічні системи, пакети прикладного програмування, технології розподілених систем та паралельні обчислення, аналіз даних, діагностика комп’ютерних систем, методи і технології комп’ютерної інженерії, розробка та супровід проблемно-орієнтованих комп’ютерних систем, комп’ютерні основи, обробка інформації, моделі та методи прийняття рішень, комп’ютерні системи підтримки прийняття рішень, системи штучного інтелекту, нейрокомп’ютерінг, сучасні методи аналізу комп’ютеризованих систем управління, методи машинного навчання, теоретичні основи методології Big Data processing, інтелектуальні комп’ютерно- інтегровані технології управління виробничими процесами, комп’ютерніінформаціїні технології Stream Data Mining, технології розподілених систем та паралельні обчислення, сучасні методи розробки ПЗ паралельних і розподілених систем, математичні методи дослідження операцій, чисельні методи, сучасний числовий аналіз, системний аналіз складних систем управління, системи штучного інтелекту, основи інноваційного менеджменту 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 і науки України.

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:

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», 2013 р.

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

Бабаджан В. Д., Бакуменко Н. С.,Кадикова О. І. та ін. Навчальний посібник «Методологія наукових досліджень в медицині», 2020 р.

Бакуменко Н. С., Трофимова І. О. Навчальний посібник «Розв’язання завдань студентської олімпіади з інформатики» [Електронний ресурс], 2020 р.

Мірошник М. А., Курцев М. С. Навчальний посібник «Автоматизація проектування вбудованих систем і програмних засобів на ПЛІС мовою опису апаратури», 2021 р.

Мірошник М. А., Клименко Л. А., Корольова Я. Ю. Навчальний посібник «Технології та автоматизація проєктування цифрових пристроїв складних комп’ютерних систем на ПЛІС», 2021 р.

Мірошник М. А., Клименко Л. А. Навчальний посібник «Комп’ютерна електроніка», 2021 р.

Толстолузька О. Г., Бакуменко Н. С., Лабенко Д. П. Методичні вказівки та завдання для виконання на лабораторних роботах з навчальної дисципліни «Технології розподілених систем та паралельні обчислення», 2021 р.

Мірошник М. А., Мойсеєнко В. І., Доценко С. І., Павленко Є. П. Методичні вказівки до кваліфікаційної роботи бакалавра: підготовка, оформлення та захист для студентів освітнього рівня 1 (бакалавр) галузь знань 12–ІТ, освітня
програма СКС, 2021 р.

Крім навчальної й методичної роботи професорсько-викладацький склад кафедри веде велику наукову роботу в області інформаційних технологій. 

 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.
 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, Німеччини, 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. та Лосевим Ю. І. отримано стипендії видатних науковців в галузі інформаційних технологій ім. Г. Ф. Проскури, що була призначена Харківською обласною державною адміністрацією згідно рішення Комітету по призначенню іменних стипендій в науці.
Постійно виконуються науково-дослідні роботи.
2012 – 2014 рр.
Тема НДР: «МАТЕМАТИЧНЕ ТА КОМПЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ СКЛАДНИХ ПРИРОДНІХ ТА ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ»
Керівник – д.т.н., професор Жолткевич Г.М.
Відповідальний виконавець – к.т.н., доцент Толстолузька О.Г.
Метою роботи було дослідження динамічних процесів, які описуються системами звичайних диференціальних рівнянь, інтегро-диференціальних рівнянь та диференціальних рівнянь з частинними похідними. А саме:
створення аналітичних методів розв’язання задач керованості, оптимального та допустимого синтезу керувань, задачі синтезу інерційних керувань, задачі стабілізації та ідентифікації систем диференціальних та інтегро -диференціальних рівнянь.
01.01.2016 – 31.12.2020 рр.
Тема НДР: «МОДЕЛІ ІНФОРМАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ ТА МЕТОДИ ЇХ ОБРОБКИ»
Керівник – д.т.н., професор Жолткевич Г.М.
Відповідальний виконавець – к.пед.н. Кучук Н.Г.
Мета роботи – дослідження моделей та методів інформаційних процесів у розподілених системах, що забезпечують інформаційну та обчислювальну підтримку у різних галузях людської діяльності.
У роботі були розвинені наукові напрямки, спрямовані на удосконалення методів і засобів математичного та комп’ютерного моделювання, обчислювальних методів, призначених для дослідження, удосконалення та подальшого розвитку інформаційних процесів у розподілених системах.
01.03.2021 – 31.12.2023 рр.
Тема НДР: «МОДЕЛЮВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ У СКЛАДНИХ І РОЗПОДІЛЕНИХ СИСТЕМАХ»
Керівник – д.т.н., професор Шматков С.І.
Відповідальний виконавець – к.т.н. Стрілець В.Є.
Мета роботи – аналіз і моделювання інформаційних процесів у складних і розподілених системах, що забезпечують інформаційну та обчислювальну підтримку у різних галузях людської діяльності.
Робота спрямована на розвиток наукових напрямків, пов’язаних з розробкою й удосконаленням математичних і комп’ютерних моделей, обчислювальних методів і засобів, призначених для дослідження інформаційних процесів у складних і розподілених системах.
Виконавці: д.т.н., професор Угрюмов М.Л., д.т.н., с.н.с. Толстолузька О.Г., к.т.н., доцент Бакуменко Н.С., к.т.н. Стрілець В.Є., ст. викладач Мороз О.Ю., аспірант Донець В.В.

За результатами проведених дослідженнь опубліковано монографії.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. Монографія Чуб О.І., Новожилова М.В., Мележик Р.С. «Прогнозування параметрів надзвичайної ситуації техногенного характеру в умовах мегаполісу» (2019), в якій подано результати досліджень авторів щодо різних аспектів інформатизації управління великим містом. Реалізовано цілісний системний підхід, що включає розробку інструментальних засобів моделювання та розв’язання оптимізаційних задач ресурсозабезпечення функціонування міста, проектування та впровадження комп’ютерних технологій на об’єктах міського господарства з використанням баз даних,
баз знань та методів штучного інтелекту.

5. Монографія В.Є. Стрілець, С.І. Шматков, М.Л. Угрюмов, Є.С.Мєняйлов, С.В. Черниш, К.М. Угрюмова «Методи машинного навчання у задачах системного аналізу і прийняття рішень» (2020), що присвячена узагальненню особливостей, властивостей, структурі та етапам системного аналізу. Окремо розглянуті задачі та методи прийняття рішень із точки зору системної методології. Сформульовані постановки задач прийняття рішень і багатокритеріальної оптимізації в умовах невизначеності вхідних даних. Запропоновані методи машинного навчання під час розв’язання
задач прийняття рішень, багатокритеріальної стохастичної оптимізації на основі штучних нейронних мереж та еволюційних алгоритмів. Наведені результати застосування розглянутих методів під час робастного оптимального проектування й інтелектуального діагностування систем і процесів.
 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.