Какие алгоритмы нужны программисту – в ЛЭТИ знают и научат

Какие алгоритмы нужны программисту – в ЛЭТИ знают и научат

В Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» основой подготовки будущих программистов является алгоритмическая математика.

12.09.2020 1645

12 сентября 2020 года, в 256-й день года, программисты СПбГЭТУ «ЛЭТИ» вместе с программистами всего мира отмечают свой профессиональный праздник. Факультет компьютерных технологий и информатики, на котором готовят будущих программистов, – самый большой и один из самых востребованных среди абитуриентов факультет ЛЭТИ.

На кафедре алгоритмической математики (АМ), которая дает базовые знания в области программирования, будущих программистов вовлекают в исследовательскую работу начиная с первого курса. В первые два года обучения у студентов много разных математических курсов – математика в ЛЭТИ является своеобразным «разгонным блоком» для вхождения студентов в науку.

«Почему математика стала приоритетной областью? В качестве ответа предлагаю несколько парадоксальное утверждение известного математика, специалиста в области эффективности вычислений Димы Григорьева: «Поскольку искусственный интеллект – никакой не интеллект, а алгоритмы, то их и нужно изучать». Далее перечисляются области математики и алгоритмы, которые должен изучить студент, чтобы работать в области, которая получила название «искусственный интеллект». Также это объясняет причину создания кафедры алгоритмической математики в ЛЭТИ», – рассказывает заведующий кафедрой алгоритмической математики СПбГЭТУ «ЛЭТИ», профессор Сергей Николаевич Поздняков.

Образовательный процесс организован так, чтобы студенты с разных потоков и курсов собирались вместе вокруг инициативных ученых и преподавателей. Формы работы с будущими программистами в ЛЭТИ самые разные. В их числе – альтернативный экзамен в форме проекта, выполняемого под руководством одного из преподавателей кафедры или привлеченного эксперта.

«Мне кажется, альтернативный экзамен – это очень эффективная методика. Свой проект позволяет лучше разобраться в различных областях. У него есть существенное преимущество по сравнению с самообучением: контакт со специалистами. Пусть он и минимальный – например, указание темы и подбор материалов, но для студента первого или второго курса это огромная помощь. Альтернативный экзамен – система очень гибкая. Для того, чтобы студенты разобрались в сложных темах, в прошлом семестре были созданы лаборатории, что показывает гибкость системы как по темам, так и по возможным формам организации».

Студент 2 курса ФКТИ Максим Олифер

По инициативе студентов сформировался семинар по тропической математике и нейронным сетям, на котором студенты самостоятельно разбирали последние научные статьи по теме, а когда математика оказалась слишком трудной, к ведению семинаров подключился талантливый молодой ученый, доцент кафедры АМ Алексей Николаевич Медведев. «Для Алексея Николаевича первоначально эта область была новой, но именно это и придало работе важную педагогическую особенность – возможность разбираться с новыми идеями вместе со студентами, что для вхождения в новую область крайне значимо», – отмечает С.Н. Поздняков.

Еще одна группа студентов увлеклась алгоритмами работы со звуком. Этим направлением руководит доцент кафедры АМ Сергей Владимирович Рыбин, который является известным специалистом в этой области и ведет на одном из потоков курс дискретной математики. 

«Главной особенностью таких преподавательско-студенческих образований является их устойчивость. Семинар по нейронным сетям и тропической математике успешно проходил в дистанционной форме во время карантина и даже продолжил свою работу летом в форме совместной с преподавателем подготовки курса по графовым вероятностным моделям».

Заведующий кафедрой алгоритмической математики СПбГЭТУ «ЛЭТИ», профессор Сергей Николаевич Поздняков

Лаборатория, организованная доцентом кафедры АМ Дмитрием Алексеевичем Павловым, занимается построением алгоритмов для вычислений с большой точностью, а также и такими привлекательными для студентов темами, как моделирование движения робота-пылесоса.

Очень интересное сообщество сформировалось вокруг старшего преподавателя кафедры Василия Сергеевича Дужина: он увлек ребят вычислительной комбинаторикой – работой с такими огромными числами, для которых нужно разрабатывать свои алгоритмы и использовать мощные компьютерные кластеры. Василий Сергеевич готовится к защите диссертации, но и его ученики уже опубликовали несколько статей и выбрали направление прикладной математики для обучения в магистратуре.

«В лаборатории алгоритмической математики, которой руководит магистрант Фарид Михайлов, студентов объединила идея изучить алгоритмы, которые используются в командных соревнованиях по программированию, однако цель они себе поставили иную: привести задачи в систему так, чтобы очередной курс по дискретной математике – теорию графов – можно было изучать, решая задачи по программированию. На занятиях по вычислительной комбинаторике студенты ведут работу с такими огромными числами, для которых нужно разрабатывать свои алгоритмы и использовать мощные компьютерные кластеры. Именно здесь возникают идеи новых проектов и студенческих объединений. И это далеко не исчерпывающий перечень лабораторий, занятий, групп, где студенты совершенствуют свои навыки в программировании».

Заведующий кафедрой алгоритмической математики СПбГЭТУ «ЛЭТИ», профессор Сергей Николаевич Поздняков

Постепенно формируется группа вокруг направления «квантовые вычисления». Второй год молодой преподаватель – ассистент кафедры АМ – Ярослав Юрьевич Коптелов предлагает интересующимся этой темой студентам проекты, связанные с изучением статей. Эта область оказалась пока наиболее сложной для студентов, но кафедра уверена, что через некоторое время и это направление превратится из отдельных проектов альтернативного экзамена в семинар или лабораторию.

Также сформировался курс по компьютерной алгебре, предложенный профессором кафедры Николаем Николаевичем Васильевым. Он совмещает работу в математическом институте РАН с работой на кафедре и уже около 5 лет ведет семинар по алгоритмической математике, на который с большим интересом приходят студенты.

К подготовке студентов привлекаются известные зарубежные ученые. Например, курс по квантовым вычислениям в этом учебном году прочитает энциклопедически образованный ученый, работающий в США, Владислав Крейнович. Такие связки «ученый-преподаватель-студент» создают на кафедре академическую атмосферу.

Подобные креативные подходы к обучению приносят свои плоды: программисты из ЛЭТИ становятся победителями различных соревнований, хакатонов и олимпиад. Так, одной из недавних крупных побед лэтишников стала победа команды с участием аспиранта кафедры МОЭВМ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Константина Чайки в Международной олимпиаде по применению технологий искусственного интеллекта в управлении беспилотным транспортом AI Driving Olympics, которая прошла в мае 2019 года в Ванкувере (Канада).