О кафедре алгоритмической математики
на факультете компьютерных технологий и информатики Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета “ЛЭТИ”
Презентация ко дню открытых дверей
Факультета компьютерных технологий и информатики СПбГЭТУ “ЛЭТИ”
Что такое алгоритмическая математика?
Академик А.Д.Александров уже в конце прошлого века отмечал такие особенности современной математики:
“Возрастание роли алгоритмов и алгоритмических решений вплоть до проникновения их в самые основы математики, когда главные ее понятия определяются алгоритмически.
Математика становится абстрактной инженерной наукой, конструирующей аппараты для решения задач других наук и практики.”
Дейкстра о Computer Science
“... где разместить компьютерную науку на мировой карте интеллектуальных дисциплин: �в направлении формальной математики и прикладной логики, ... поскольку компьютерная наука заинтересована в эффективном использовании формальных методов и в гораздо большем масштабе, чем мы видели до сих пор.”
Примечание. Эдсгер Вибе Дейкстра - один из основоположников дисциплины программирования
История создания кафедры АМ
В 2015 году в ЛЭТИ с визитом приезжает известный и авторитетнейший ученый из Австрии Бруно Бухбергер, один из создателей направления “Алгоритмическая математика”.
Он подготовил проект создания Санкт-Петербургской лаборатории по алгоритмической математике и логике на базе ЛЭТИ (Petersburg Laboratory of Algorithmic Mathematics and Logic)
Это интересно
Бруно Бухбергер в возглавляемом им исследовательском институте символьных вычислений (RISK) читает курс для студентов университета им. Кеплера (г. Линц, Австрия). Конспект (на немецком языке) по просьбе инициативных студентов был передан в ЛЭТИ. Несмотря на сложности с переводом студенты (Елизавета Карпова, Елизавета Козлова, Элина Гумерова, Дмитрий Братковский, Артём Щербаков, Efimenko, Влад Грабнюк, Глеб Масюк, Михаил Любарец, Хатбуллина Лейла, Почанин Роман, Васильев Анатолий, Сергей Стафеев) не пали духом и перевели его на русский язык. Конечно при современных технологиях перевода сделать подстрочник было нетрудно. Но чтобы сделать смысловой перевод, понадобилось досконально разобраться в материале. Бухбергер высоко оценил работу и встретился с группой студентов-переводчиков.
Теперь эта книга находится в открытом доступе на русском языке. Этот пример показывает главный принцип: �студентам младших курсов можно общаться с учеными, даже мирового уровня, если общаться по существу и в профессиональной области.
Лаборатория алгоритмической математики
В 2016 году на основе плана Бухбергера была создана лаборатория. Её руководителем стал ведущий специалист в области компьютерной алгебры, сотрудник института математики Российской академии наук Николай Николаевич Васильев. Он начал с того, что прочел студентам небольшой цикл лекций по компьютерной алгебре
Семинар по алгоритмической математике
Со следующего - 2017-го - года Н.Н.Васильев ведет городской семинар по алгоритмической математике в ЛЭТИ, в котором участвуют студенты разных курсов, преподаватели, ученые. �На него приезжают ученые из других университетов и стран. В 2019 году состоялись доклады ведущих ученых в области Computer Science из Франции и Великобритании (подробнее дальше)
Приглашенные ученые
С 2018 года c кафедрой сотрудничает крупнейший специалист в области теории сложности алгоритмов - Дмитрий Юрьевич Григорьев. Его доклады на семинаре были посвящены глубоким результатам в новой области науки - тропической математике. Эта область, несмотря на новизну, уже нашла многочисленные применения. Например, в теории нейросетей, на основе которых строятся системы искусственного интеллекта.
Идущие проекты по лекциям и статьям Д.Ю.Григорьева
Как начинается вхождение в науку
Ученый из Великобритании прочитал лекцию по приложениям Computer Science в биоинформатике, в которой он рассказал о различных применениях разработанной им теории “водорослей” (к настоящим водорослям они отношения не имеют). Студент 1 курса Владислав Рожков заинтересовался этой теорией и уже общается напрямую с её автором
Первые научные успехи
Студент 2 курса Артём Кузьмин заинтересовался реализацией алгоритмов комбинаторики на высокопроизводительных кластерах и улучшил существующий алгоритм. Он уже сделал несколько докладов на конференциях различного уровня и является соавтором статьи в научном журнале
Исследование начинается в процессе обучения
Пока кафедра алгоритмической математики не имеет выпускных групп, поэтому поддерживает индивидуальную работу со студентами всего факультета ФКТИ.
Первый опыт командной работы по реализации эффективных алгоритмов математики студенты получают уже на 1 курсе при создании систем компьютерной алгебры, которые позволяют работать с натуральными, целыми и рациональными числами произвольной длины и многочленами с такими коэффициентами.
Проект вместо экзамена
Оказывается, можно так организовать учебную работу, что за один семестр научишься вдвое большему, чем пассивно слушая лекции. У студентов, изучающих алгоритмическую математику, такую возможность предоставляет альтернативный экзамен. Если студент успевает разбираться с текущим материалом и заинтересован подключаться к проектной деятельности, он выбирает одну из трех форм работы: изучение нового материала с решением задач, программирование, исследование. Итоговая часть работы - двухдневная сессия, на которой студенты обучают друг друга тому, в чем разобрались сами. Работают командами по 2-3 человека.
Перспективы
Взаимодействие с учеными, участие в проектной и исследовательской работе дает (кроме удовольствия общения с профессионалами высочайшего уровня, которые на пальцах могут объяснить новые идеи, не вошедшие пока в учебники) возможность выбрать серьезную тему для будущих дипломов и порой даже диссертаций уже на 1-2 курсе.�В следующем учебном году 7 студентов 3 курса (Стрельников Вячеслав, Побежимов Александр, Кинзябаева Гульназ, Силинский Александр, Белоусов Евгений, Тарасова Анна, Cоковых Петр) будут работать по индивидуальным планам, в которые входит и дистанционное общение с зарубежными учеными. Так, например, по курсу “Компьютерная алгебра с приложениями” консультировать будет А. Акритас, который написал первый учебник по этой теме.
Приглашение
Мы будем рады видеть студентами тех абитуриентов, которые в будущем хотят стать специалистами в области “математика и компьютерные науки”.
Интересное замечание. На этой неделе состоялся визит в ЛЭТИ декана математического факультета одного из самых известных университетов Канады - Университета Ватерлоо - Стивена Уотта. С ним заключен договор о сотрудничестве. В разговоре он упомянул, что их университет необычен и в нем чередуются по 4 месяца практика и учеба.
Немедленно его спросили, а как же студенты начнут работать, если ещё ничего не знают. Ответ был - на простых работах. Второй вопрос: а почему они не останутся работать, если уже устроены? Ответ: за малоквалифицированную работу мало платят. А чтобы стать квалифицированным IT-специалистом нужна хорошая фундаментальная подготовка.