История кафедры

Резкий подъем уровня внедрения персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ), компьютерных сетей, микроконтроллеров, встраиваемых в различные устройства управления технологическими процессами, привел к необходимости создания новой профилирующей кафедры «ЭВМ и системы» для подготовки специалистов по данному направлению. Кафедра была открыта в 1989 г. Ее возглавил д. т. н., профессор Е. И. Духнич, приглашенный для работы из Таганрогского радиотехнического института.

 

Одним из основных научных направлений работы коллектива кафедры стало развитие и изыскание новых методов цифровой обработки информации для создания высокопроизводительных аппаратно-реализуемых узлов. В начале 90-х годов под руководством проф. Е. И. Духнича было реализовано устройство быстрого вращения сложных изображений объектов любой конфигурации в реальном масштабе времени. Устройство было внедрено в комплексной работе НИИ «Импульс» в интересах геологоразведочных организаций. Это устройство и ряд других подобных ему устройств, разработанных на следующих этапах, были построены на принципах дискретных линейных преобразований (ДЛП).

 

Работы в области исследования алгоритмов геометрических преобразований непосредственно проводили сотрудники кафедры А. А. Серов, С. В. Мурашов. Результатом их научных исследований стала защита ими кандидатских диссертаций соответственно в 1994 и 1995 гг. Коллектив, представляющий научную школу проф. Е. И. Духнича, развивая принципы ДЛП, проводит приоритетные исследования в области построения быстрых алгоритмов для аппаратной реализации методов решения задач линейной алгебры. В результате был создан новый класс аппаратурно-ориентированных алгоритмов для решения систем линейных алгебраических уравнений, преобразования к треугольному или диагональному виду действительных и комплексных матриц, нахождения собственных значений матриц. Эти алгоритмы позволяют решать важные практические задачи, связанные с созданием устройств обработки информации в реальном времени, недоступном при использовании известных методов цифровой обработки.

 

Создание высокоскоростных систем цифровой обработки сигналов, в том числе согласованных цифровых фильтров, специализированных устройств быстрого преобразования и сжатия изображений, решения для навигационных систем на базе GSM — вот некоторые области практического применения ДЛП. Работы по исследованию аппаратурно-ориентированных алгоритмов решения систем алгебраических уравнений и выполнения многомерных пребразований  проводили молодые преподаватели — первые выпускники кафедры С. О. Деревенсков, В. А. Егунов. В 1995—1996 гг. ими были защищены кандидатские диссертации, в настоящее время В.А. Егунов успешно работает в должности доцента кафедры.


Последующие исследования А. Е. Андреева расширили области применения ДЛП для выполнения унитарных (в том числе многомерных)  преобразований комплексных матриц, по результатам исследований он в 1998 г. защитил кандидатскую диссертацию. Работы, проводимые Г. В. Силантьевым, были направлены на аппаратурно-ориентированную реализацию алгоритмов дискретного преобразования Фурье, в том числе в рамках подхода ДЛП. Защита кандидатской диссертации состоялась в 1999 г. В 2002 году Стрельниковым О.И. защищена кандидатская диссертация, посвященная применению подхода ДЛП для нахождения собственных значений матриц.

 

В настоящее время данное научное направление имеет развитие в работах коллектива кафедры. В частности, в рамках ряда НИР, проводимых на кафедре, разрабатываются и исследуются алгоритмы для аппаратурной реализации вычислительных задач, находящих широкое применение при цифровой обработке изображений (ЦОИ), а также при обработке 3D изображений. Исследуемые алгоритмы существенно повышают производительность вычислительных устройств на различных этапах обработки изображений как за счет их ориентации на аппаратурную реализацию, так и за счет снижения операционной сложности алгоритмов и особенностей их реализации в вычислительных устройствах. Особое внимание уделяется особенностям реализации аппаратурно-ориентированных алгоритмов на современной элементной базе микросхем программируемой логики (ПЛИС).

 

С 2007 года направление исследования высокопроизводительных вычислительных систем на кафедре помимо исследования и разработки аппаратурно-ориентированных алгоритмов, решений на их основе  расширено за счет построения, изучения и применения на практике неоднородных гибридных многопроцессорных вычислительных систем и комплексов, создания параллельных программ для них. Данная работа, в частности, велась и ведется сотрудниками кафедры в рамках ряда НИР, проводимых совместно с кафедрой ВМ ВолгГТУ, а также в рамках хоздоговорной НИР совместно с ЗАО «Топ Системы» (г. Москва). В ходе работ по данному направлению на кафедре создан и поддерживается вычислительный кластер факультета ЭВТ, в учебный процесс внедрен ряд курсов по многопроцессорным вычислительным системам и параллельному программированию, издан ряд научных работ, монография. С 2010 года ВолгГТУ участвует в программе «Университетский кластер».

 

Одним из основных направлений работы кафедры является исследование и создание компьютерных сетей и сетевых технологий. В 1969 г. инженером НИИ, а затем сотрудником кафедры к. т. н., доц. В. С. Лукьяновым впервые была предложена локальная сеть со случайным множественным доступом. Сетевая тематика развивалась в различных НИР кафедры.

 

В конце 80 — начале 90-х годов под научным руководством В. С. Лукьянова проводились работы по договорам с НИИ ЭТУ (Ленинград), ПНИЭИ (г. Пенза) по созданию комплекса вычислительных средств для управления процессами коммутации информации в автоматических станциях телефонной связи. Обоснование выбираемых технических решений и режимов работы проводилось на основе созданных программных имитационных моделей работы станций. Программные модели использовались затем в других работах кафедры по сетевой тематике.

 

На их основе в 90-х годах были проведены НИР по созданию алгоритмов, программного обеспечения, автоматизированной системы проектирования технологических структур распределенных проводных сетей связи большой размерности по договорам с Федеральным агентством правительственной связи и информации. В этих работах на основании эвристических методов впервые были решены задачи по оптимальным способам подключения дополнительных участков, станций, абонентов к существующей сети, организации передачи информации различных ведомств по единым кабельным каналам, решение задач управления, контроля кабельной сети за счет передачи дополнительных технологических сигналов.

 

В настоящее время на кафедре ведутся интенсивные работы как в части теоретического обоснования и выбора оптимальных решений, так и в части проведения прикладных работ в области создания сетей и сетевых технологий. По результатам этих исследований В. С. Лукьяновым в 1999 г. была защищена докторская, а В. Н. Крымовым, Д. М. Кривоносовым, А. Ю. Белогородским, А. Н. Земцовым — кандидатские диссертации (работа А.Н. Земцова выполнялась на стыке двух научных направлений кафедры: исследование и разработка новых алгоритмов обработки изображений и сетевых технологий).

Под руководством В.С. Лукьянова также ведутся работы по созданию аппаратно-программных комплексов для защищенных компьютерных сетей на основе отечественных ГОСТов шифрования и электронной цифровой подписи, удостоверяющих центров сертификации и регистрации информации с использованием публичных ключей. По результатам этих исследований защищены кандидатские диссертации Черковским И.В., Скакуновым А.В., Быковым Д.В.,  Македонским С.А.

 

Одним из направлений исследований и разработок на кафедре также является создание и использование интеллектуальных информационных систем для промышленности, энергетики, базирующихся на методах принятия решений, концептуального проектирования, теории надежности. В 2002 г. в рамках данного направления защищена докторская диссертация О.Н. Андрейчиковой, в 2007 и 2012 -  кандидатские диссертации И.А. Коптеловой и А.А. Шилина. Кандидатская диссертация Кирносенко С.И., защищенная в 2012 году, посвящена вопросам надежности и качества при итеративной разработке программного обеспечения.

 

На кафедре сложился достаточно квалифицированный состав специалистов по разработке узлов и устройств вычислительной техники, сетевых продуктов. Под руководством к. т. н., доц. В. Н. Скакунова был проведен ряд исследований, связанных с проектированием управляющих вычислительных комплексов и локальных сетей для управления технологическими процессами, созданием современных встраиваемых в ПЭВМ и внешних микроконтроллеров, нашедших применение на предприятиях Волгограда и Санкт-Петербурга. Разработаны отдельные функциональные устройства на программно-логических интегральных схемах и флэш-памяти. В последние годы на кафедре ведутся работы в области создания микропроцессорных систем управления в робототехнике и транспорте совместно со специалистами АТФ, кафедры ВМ.

 

За сравнительно короткий срок существования кафедры было подготовлено более 1000 высококвалифицированных специалистов. На базе теоретических и прикладных исследований, выполняемых на кафедре, сотрудниками и преподавателями кафедры было издано 35 учебных пособий, защищены две докторских (В. С. Лукьянов, О. Н. Андрейчикова) и 18 кандидатских диссертаций (А. А. Серов, С. В. Мурашов, С. О. Деревенсков, В. А. Егунов, А. Е. Андреев, Г. В. Силантьев, В. Н. Крымов, О. И. Стрельников, А. В. Тесленко, И. Ю. Королева, Д. М. Кривоносов, Н. В. Попов, А. Ю. Белогородский, А. Н. Земцов, И. В. Черковский, А. В. Скакунов, И. А. Коптелова, Д. В. Быков, С.А. Македонский, С.И. Кирносенко, А.А. Шилин). Научные работы сотрудников кафедры издавались в центральных журналах, докладывались на международных, союзных, общероссийских конференциях. Коллектив кафедры получил свыше 50 авторских свидетельств и патентов на изобретения, свои разработки и прикладные программы внедрил на предприятиях Волгограда и Волгоградской области: «Ахтуба», «Аврора», Волжском заводе ВТ, НИИ «Штиль», НИИ «Импульс», Волгоградском заводе электронного машиностроения.

 

Сотрудниками кафедры подготовлены и изданы 10 монографий.

 

 
Яндекс.Метрика
Besucherzahler
счетчик посещений