«Было интересно и даже захватывающе!»

Состоялась II летняя школа «Суперкомпьютерное моделирование и системы управления в инженерии»

Идея проведения летней школы магистерских программ Департамента прикладной математики для студентов бакалавриата и выпускников первый раз была реализована в прошлом году. Нынешний год внес уже привычные коррективы: школа прошла в режиме онлайн.

 

Сергей Артамонов
академический руководитель образовательной программы «Суперкомпьютерное моделирование в науке и инженерии»

 

Для нас было важно понять, насколько можно сохранить атмосферу школы, работая в дистанционном режиме. Сейчас уже можно с уверенностью сказать, что школа прошла с безусловным успехом.

Всего в программе школы приняли участие 33 студента бакалавриата из самых разных вузов страны, среди которых – НИУ ВШЭ (МИЭМ, Пермская Вышка, факультет физики, образовательная программа «Фундаментальная и компьютерная лингвистика»), МГТУ имени Баумана, МТУ, МАИ. В числе преподавателей школы были как ведущие специалисты департамента, так и приглашенные ученые крупных российских научно-исследовательских организаций и институтов.

В течение четырех дней интенсивной программы, наполненной лекциями, мастер-классами и практикумами, были представлены главные предметные области трех магистерских программ департамента:

• «Суперкомпьютерное моделирование в науке и инженерии»;
• «Математические методы моделирования и компьютерные технологии»;
• «Системы управления и обработки информации в инженерии».

Значительная часть лекций и практических занятий была связана с темой суперкомпьютеров и требуемых для работы с ними высокопроизводительных вычислений.

 

Программа «Математические методы моделирования и компьютерные технологии» была представлена двумя докладами. В лекции профессора Владимира Стегайлова было рассказано о проектах международной лаборатории суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа, ведущим научным сотрудником которой является докладчик. Им были представлены передовые проектные направления данной лаборатории: моделирование новых материалов, моделирование биологических систем, исследование эффективности различных суперкомпьютерных технологий: от оптимизации алгоритмов и настроек компиляторов до оптимизации архитектуры вычислительных кластеров. Кроме того, под руководством Владимира Стегайлова был проведен семинар, который позволил участникам школы познакомиться практикой решения задач на суперкомпьютере.

 

---

Доклад доцента департамента Ольги Вальбы был посвящен анализу сложных сетей, одному из самых динамичных направлений в прикладной математике. Эта область объединяет в себе как прикладное направление анализа реальных сетей - от сети Интернет до нейронных сетей головного мозга, так и фундаментальные математические задачи исследования свойств различных моделей случайных сетей (случайные графы, модель Эрдеша-Реньи, Барабаши-Альберта). Было рассказано о кластеризации, процессах активации и различных фазовых переходах в сложных сетях.

 

 

Евгений Выборный
академический руководитель образовательной программы «Математические методы моделирования и компьютерные технологии»

 

Суперкомпьютерное моделирование и анализ сложных сетей – это важные направления обучения и проектной работы в магистратуре «Математические методы моделирования и компьютерные технологии». К ключевым направлениям программы можно также отнести компьютерное и аналитическое моделирование квантовомеханических систем (квантовые вычисления и нано-электроника), биологических систем (мембраны клеток, системы белков, новых лекарств), нелинейные задачи тепло- и массопереноса (электронная эмиссия, нестационарные течения, задачи фильтрации) и другие направления.

Не менее интересные темы были представлены образовательной программой «Суперкомпьютерное моделирование в науке и инженерии», где студенты обучаются методике и алгоритмам вычислений, которые разрабатываются в настоящее время и которые будут применяться повсеместно в ближайшем будущем.

Научный руководитель программы профессор Лев Щур прочитал цикл лекций «Зачем нужны суперкомпьютеры и большие данные», посвященных истории развития вычислений, тому, как процесс развития науки привел к возникновению на наших глазах новой методики в исследованиях - извлечению знания из данных большого объема.

 

---

Заведующий базовой кафедрой «Интеллектуальные технологии системного анализа и управления» ФИЦ «Информатика и управление» РАН профессор Михаил Посыпкин и доцент базовой кафедры МИЭМ «Прикладные информационно-коммуникационные средства и системы ВЦ РАН» Андрей Горчаков посвятили свое занятие высокопроизводительным методам оптимизации и их применению в прикладных областях.

 

---

Как известно, ни одни разговор о суперкомпьютерах не обходится без упоминания компьютеров квантовых. Профессор базовой кафедры МИЭМ «Прикладные информационно-коммуникационные средства и системы ВЦ РАН» Аркадий Сатанин прочитал для участников школы лекцию «Квантовое превосходство»: суперкомпьютер Summit против квантового  компьютера Sycamore», посвященную популярному изложению эпохального события, которое произошло в конце прошлого года и широко освящалось в средствах массовой информации: квантовое превосходство состоит в том, что  Sycamore смог выполнить поставленную задачу за 200 секунд, тогда как  Summit'у потребовалось бы на её решение 10000 лет. В первой части лекции краткобыло рассказано о том, как можно физически реализовать классические биты. После этого внимание было уделено сверхпроводниковым кубитам и квантовой «запутанности».

 

---

Старший преподаватель департамента Лилия Зиганурова прочитала участникам лекцию «Синхронизация процессов при параллельном дискретно-событийном моделировании», где были освещены результаты изучения метода моделирования дискретных событий. Был представлен необычный подход к изучению алгоритмов синхронизации, в основе которого лежит моделирование роста локальных времен процессов. Модель роста локальных времен имеет сходство с физическими моделями роста поверхности, за счет чего можно применять хорошо разработанный аппарат статистической физики для ее изучения. «Представленные результаты были получены во время обучения мною в магистратуре на программе “Системы управления и обработки информации в инженерии” и в аспирантуре МИЭМ, поэтому представляют наглядный пример работы, которую можно выполнить за время обучения», - сообщила нам Лилия Фаилевна.

 

---

Недавно в НИУ ВШЭ открылась международная лаборатория статистической и вычислительной геномики, активно использующая возможности суперкомпьютеров. Заведующий лабораторией, PhD, доцент Владимир Щур прочитал две лекции «Модели популяционной геномики». В первой было рассказано об основных направлениях исcледований в геномике, дано представление о технологиях секвенирования и генотипирования, а также обсуждалась специфика области как науки о данных. Вторая лекция была посвящена математическим популяционным моделям, а в качестве примера было рассмотрено их применение к анализу пандемии Covid-19.

 

Высокопроизводительные вычисления являются предметной областью также и программы «Системы управления и обработки информации в инженерии». Доцент департамента, PhD, Евгений Буровский провел мастер-класс, посвященный применению языка Python в таких вычислениях. Кроме того, был проведен разбор задач вступительного экзамена по математике для поступающих в магистратуру департамента прикладной математики.

 

---

С нового учебного года уже все студенты магистратуры МИЭМ будут включены в проектную деятельность, являющуюся частью учебного процесса. Именно этой теме было посвящено выступление руководителя академической программы «Системы управления и обработки информации в инженерии» доцента Сергея Сластникова.

 

---

Финалом школы стал круглый стол «Чему, как и на кого учат в магистратуре!». «В рамках дискуссии мы обсудили, какие профессии будут наиболее востребованы через 10-15 лет, как нужно выбирать тему выпускной квалификационной работы и многое другое», - рассказал Сергей Артамонов. Кроме того, студенты получили возможность ознакомиться с деталями вступительных экзаменов в магистратуру: как формировать портфолио, что спрашивают на собеседовании, какие задачи могут быть на вступительных экзаменах.

Особенно хочется отметить, что в этом году к программе проявили внимание студенты младших курсов: более половины участников закончили первый или второй курсы бакалавриата.

 

 

Сергей Сластников
академический руководитель образовательной программы «Системы управления и обработки информации в инженерии»

 

Приятно видеть на летней школе много "молодых" студентов бакалавриата, только что закончивших 1-2 курсы. Очень важно, что ребята заблаговременно думают о продолжении своей образовательной траектории, серьезно изучая варианты. Это способствует максимально качественному набору в магистратуру. В этом году программа школы насытилась самыми разнообразными докладами с привлечением все большего числа коллег. У меня нет сомнений, что школа становится неотъемлимой частью магистерских программ департамента прикладной математики МИЭМ.

 

В заключение приведем некоторые отзывы участников школы.

Алексей Кувшинов, студент 2го курса образовательной программы «ИТСС»:
«Выражаю огромную благодарность за организацию II летней школы. В период обучения я не только получил подробную информацию о процессе обучения в магистратуре, но и узнал много нового о суперкомпьютерном моделировании и системах управления в инженерии. Думаю, нигде я не получил бы столько полезных и актуальных знаний в интересующей меня области. Несмотря на то, что я только перешёл на 2 курс, мне были понятны практически все материалы занятий и обсуждений. Программа школы, на мой взгляд, была выстроена очень сбалансированно и логично. Онлайн-формат нисколько не помешал усвоению нового материала в период летней школы. Отдельную благодарность выражаю преподавателям, которые провели с нами эти четыре дня. Все преподаватели готовы активно общаться и иметь дело со всеми заинтересованными студентами, как во время школы, так и после. Очень радует такое неравнодушие и даже забота со стороны преподавателей и организаторов. Большое спасибо за проведённое с Вами время, было интересно и даже захватывающе.»

 

---

Самоделкина Мария, студентка 3-го курса МИЭМ НИУ ВШЭ, ОП «Прикладная математика:

«Летняя школа добавила пользы и знания в летние будни. Летом мне как раз не хватает умственной нагрузки, а тут появилась такая замечательная возможность послушать о перспективных областях науки, поразмышлять над непростыми темами. После нескольких лекций казалось, что день прожит не зря - я уже узнала что-то новое и чему-то научилась. Кроме того, это замечательная возможность познакомиться с преподавателями магистратуры заранее, узнать о потенциальных темах для исследования».

 

---

Пономарев Илья, студент 3-го Пермского кампуса НИУ-ВШЭ, ОП «Бизнес -информатика»:

«Летняя школа «Суперкомпьютерное моделирование и системы управления в инженерии»– лучшая летняя школа образовательного трека. На сегодняшний день я закончил уже 3 школы в сфере информационных технологий, поэтому с уверенностью могу сказать, что ни одна из них не была настолько эффективна, как данная школа. ЛШ предоставила уникальную возможность познакомиться с профессорско-преподавательским составом магистерских программ, узнать о возможных темах научных исследований, войти в мир фундаментальной науки, современных информационно-коммуникационных технологий, услышать обзор современных научных и технических проблем, перспективных направлений развития как науки, так и рынка высококвалифицированных мест работы. За 4 дня преподаватели провели не только циклы лекций по разным направлениям подготовки, но и практические занятия, на которых была возможность поработать в группах и задать вопросы преподавателю напрямую. Это не просто Летняя школа – это уникальный феномен, заключающий в себе черты лекций, семинаров, вебинаров, дискуссионных совещаний. Нам подробно рассказали о тематике и принципах обучения в магистратурах Департамента прикладной математики МИЭМ НИУ ВШЭ, что дало общее представление о программах, проектной деятельности. Я уверен, что данная ЛШ, безусловно, оказалась полезной и помогла сориентироваться в выборе дальнейшей траектории обучения. Спасибо!»