2006-2015
Часть VIII. 2006-2015 гг.
В период 2006-2015 гг деканом факультета ВМК являлся Виктор Павлович Гергель. Он профессор кафедры математического обеспечения ЭВМ, руководитель Центра суперкомпьютерных технологий ННГУ, руководитель ряда научных, научно-технических, прикладных и образовательных проектов. Один из ведущих преподавателей университета в области программных и информационных технологий на факультете.
Он читает основной курс «Методы программирования» для студентов факультета ВМК. Является разработчиком принципиально нового курса «Многопроцессорные вычислительные системы и параллельное программирование».
Подготовленные под руководством В.П. Гергеля учебные материалы по параллельному программированию, представленные совместно с коллегами из Московского университета, были признаны лучшими на европейском конкурсе Curriculum Best Practices Award международной ассоциации университетов и научных организаций по компьютерным наукам и информационным технологиям Informatics Europe.
Область научных интересов В.П. Гергеля – математические модели, методы и программные системы принятия решений (проблемы глобальной и многократной оптимизации, распознавания образов и классификации); технология программирования и разработка сложного прикладного программного обеспечения; математические модели, методы и программные системы параллельных вычислений для
многопроцессорных компьютерных систем (суперкомпьютеров). В рамках данного направления им разработан уникальный подход по выполнению масштабных вычислительных экспериментов на суперкомпьютерных системах транспетафлопсного уровня производительности с использованием десятков и сотен миллионов вычислительных процессоров (ядер). Виктор Павлович автор нового научного направления в области математических моделей, методов и программных средств информационного обеспечения процессов поиска рациональных вариантов.
В.П. Гергель является одним из инициаторов открытия нового направления подготовки «Информационные технологии» в Нижегородском университете в рамках образовательного эксперимента, поддержанного Министерством образования России совместно с Московским и Санкт-Петербургским университетами. В 2014 г. по инициативе В.П. Гергеля открыто новое направление учебной подготовки по программной инженерии.
В.П. Гергель – координатор выполнения в ННГУ уникального образовательного проекта по созданию национальной системы суперкомпьютерного образования в стране. Он один из основных организаторов сотрудничества ННГУ и ведущих ИТ-компаний. Поступление в ННГУ быстродействующего вычислительного кластера, современных компьютерных классов, современного программного обеспечения и новейших технологий – результаты этого сотрудничества.
В.П. Гергель – координатор работ по выполнению стратегической инициативы по достижению лидирующих позиций в мире в области суперкомпьютерных технологий и высокопроизводительных вычислений Национальной программы повышения конкурентоспособности российских университетов. По его инициативе ННГУ вошел в число учредителей Суперкомпьютерного консорциума университетов России.
Продолжим рассмотрение событий, наиболее знаковых для факультета с 2006 года.
Открыт Центр компетенций в области высокопроизводительных вычислений
В 2006 году при поддержке компании Microsoft был открыт Центр компетенции в области высокопроизводительных вычислений. Именно тогда университет Лобачевского был назван Биллом Гейтсом одним из десяти лучших университетов мира в области высокопроизводительных вычислений.
Направление высокопроизводительных вычислений развивалось в ННГУ под руководством проф. В.П. Гергеля, а после его ухода из жизни – под руководством И.Б. Меерова, при поддержке ведущих ИТ-компаний (Intel, Microsoft, IBM, NVidia и др.). Направление надолго стало одним из ключевых на факультете ВМК и, далее, в институте ИТММ. Оно (в сочетании с базовой подготовкой по математике и ИТ в ННГУ) обеспечивало высококвалифицированными кадрами ННГУ, а также отечественные и международные ИТ-компании.
В настоящее время по данной тематике в ИТММ создана новая кафедра, работает Центр суперкомпьютерных технологий, Центр компетенций по гетерогенному программированию. Разработки ученых ННГУ признаны в России и за рубежом. В ННГУ и в других университетах совместно с партнерами проводятся крупные научные конференции и молодежные школы, программы повышения квалификации ППС.
Факультет ВМК отмечен Почетным дипломом
В 2006 году факультет ВМК был отмечен Почетным дипломом компании Intel за выдающиеся результаты в подготовке кадров в области ИТ.
Результаты исследований по проблематике параллельного программирования отмечены компанией Microsoft среди 10 лучших университетов мира в области высокопроизводительных вычислений.
Создана лаборатория компьютерной графики и мультимедиа
В 2006 году на факультете ВМК была создана лаборатория компьютерной графики и мультимедиа. Руководитель лаборатории: Турлапов В.Е., д.т.н., профессор кафедры математического обеспечения ЭВМ факультета вычислительной математики и кибернетики ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
Основная задача лаборатории – исследования в области компьютерной графики, научной визуализации, компьютерного зрения и обработки изображений. Основные направления учебно-научной деятельности лаборатории:
• Интерактивное моделирование виртуальной и дополненной реальности на системах с GPGPU и кластерах, рендеринг в реальном времени.
• Научная визуализация и 3D-реконструкция в медицине, биологии, физике.
• Разработка виртуального анатомического стола.
• Автоматизация проектирования пространственных механизмов: моделирование кинематики и динамики; оптимизация шасси, манипуляторов и пр.
Создан филиал кафедры ИАНИ в РФЯЦ-ВНИИЭФ
В 2009 году создан филиал кафедры ИАНИ в РФЯЦ-ВНИИЭФ. Филиал был создан в 2009 году на основании Соглашения о создании филиала, подписанное ректором ННГУ Е.В.Чупруновым и директором РФЯЦ-ВНИИЭФ В.Е.Костюковым с целью повышения качества подготовки и переподготовки специалистов для РФЯЦ-ВНИИЭФ, профилирования части выпускников ННГУ в областях деятельности РФЯЦ-ВНИИЭФ, проведении совместных научных исследований и разработок в области создания математических моделей, методов и программных средств автоматизации проектирования и управления технологическими процессами сложных научно-технических комплексов. Цели создания филиала остаются актуальными и филиал продолжает активно работать под руководством директора РФЯЦ-ВНИИЭФ В.Е.Костюкова
Студенческая команда ННГУ завоевала серебряные медали на международном соревновании Microsoft Imagine Cup
Команда ННГУ с проектом ViVa заняла II место в финале конкурса «Imagine Cup-2009», проводимого компанией Microsoft, проходившего в Каире с 3 по 8 июля 2009 года. Темой конкурса была задача «Представьте себе мир, в котором информационные технологии помогают решать глобальные проблемы». Конкурс проходит в три этапа – региональный, национальный и мировой. Всего в 2009 году участие в конкурсе приняли свыше 200 000 человек из 70 стран.
Программисты из ННГУ вынесли на суд жюри проект ViVa – комплекс для борьбы с эпидемией, включающий в себя специальные датчики и особый алгоритм обработки информации.
Состав команды: Бовыкин Максим (III курс радиофизического факультета ННГУ); Гнатюк Денис (III курс факультета ВМК); Клишин Алексей (III курс факультета ВМК); Федоров Сергей (III курс факультета ВМК); Руководитель команды: Сергей Сидоров, аспирант кафедры математического обеспечения ЭВМ факультета ВМК.
Создан Приволжский научно-образовательный центр суперкомпьютерных технологий
В 2010 году создан Приволжский научно-образовательный центр суперкомпьютерных технологий (НОЦ «СКТ-Приволжье»)
О работе НОЦ «СКТ-Приволжье»
Научно-образовательный центр суперкомпьютерных технологий (НОЦ «СКТ-Приволжье») входит в состав национальной системы научно-образовательных центров по суперкомпьютерным технологиям, сформированной в стране в 2011-2012 гг. при выполнении проекта «Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения» комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России.Одним из основных направлений деятельности НОЦ является подготовка, переподготовка кадров в области в области суперкомпьютерных технологий и высокопроизводительных вычислений. Непосредственно при участии НОЦ проводится обучение студентов, магистров, аспирантов Нижегородского университета, реализуются программы повышения квалификации преподавателей вузов страны, организуются научно-образовательные школы для молодых ученых и специалистов. НОЦ «СКТ-Приволжье» выполняет инновационный проект «Интернет-университет суперкомпьютерных технологий». Всего ежегодно в различных программах подготовки, переподготовки и повышения квалификации принимает участие более 300 человек, подготовлено и опубликовано более 10 учебников по параллельному программированию.
В рамках НОЦ «СКТ-Приволжье» ведутся научные исследования и прикладные работы по широкому спектру направлений: от системного программирования до разработки сложного проблемно-ориентированного программного обеспечения для параллельных вычислений в рамках различных межгосударственных, федеральных, отраслевых и корпоративных научно-технических программ. Научные работы выполняются при тесном сотрудничестве с ведущими научными центрами страны и ведущими IT-компаниями. Результаты научных исследований имеют признание в стране и за рубежом. Реализуются различные формы сотрудничества с зарубежными коллегами из Великобритании, Германии, Дании, Норвегии, Италии, Швеции, Швейцарии.
При участии НОЦ «СКТ-Приволжье» регулярно организуются и проводятся научные конференции и семинары. Ежегодно, начиная с 2001 г., проводится Всероссийский форум «Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности». Результаты исследований представляются на многих известных научно-технических форумах и выставках – CeBIT (Германия), ISC High Performance (Германия), SuperComputing (США) и др. Важным направлением деятельности является сотрудничество с ведущими IT-компаниями (Intel, Microsoft, IBM, NVidia, Supermicro, РСК, Т-Платформы, Ниагара и др.).
Студенческая команда ВМК ННГУ победила на соревновании Student Cluster Competition
В 2011 году студенческая команда ВМК ННГУ победила на соревновании Student Cluster Competition (номинация - наилучшая производительность на тесте Linpack) на крупнейшей международной конференции Supercomputing (Сиэтл, США)
В 2011 г. команда ННГУ стала победителем одного из направлений конкурса Student Cluster Challenge, который проводится в рамках крупнейшей в мире ежегодной конференции по HPC SuperComputing (США). В конкурсе приняли участие 8 отобранных по всему миру студенческих команд, участники которых пытаются на ограниченных вычислительных мощностях (в первую очередь ограничена потребляемая энергия) продемонстрировать максимум производительности на наборе предложенных организаторами программных пакетов.
В списке команд 2011 года были 4 команды из университетов США, 1 из Коста-Рики, 1 из Китая, 1 из Тайваня, 1 команда из России – команда ННГУ.
В течение предварительной подготовки к конкурсу команда ННГУ вместе со спонсором – компанией Microsoft – пыталась добиться максимально возможной производительности программных пакетов, решающих сложные научные задачи, отобранные организаторами конкурса, а также получить максимум производительности собранной вычислительной системы на общепризнанном тесте Linpack. В результате, на тесте Linpack наша команда сумела показать результат в 1.9 Tflops, обойдя остальных участников.
Ментор команды: Анна Лабутина. Состав команды: Динар Ахматнуров, Сергей Белоусов, Анатолий Вильдеманов, Роман Котельников, Илья Крылов, Борис Розенштейн.
Победа на международном конкурсе образовательных материалов по параллельным вычислениям
В 2011 г. объединенный коллектив ВМК ННГУ (В.П. Гергель, К.А. Баркалов и И.Б. Мееров) и НИВЦ МГУ победил на международном конкурсе образовательных материалов по параллельным вычислениям, проводимом ассоциацией Informatics Europe.
Студенческая команда ННГУ получает серебряные медали на чемпионате мира по программированию ACM ICPC
Также в 2011 г. – студенческая команда ННГУ получает серебряные медали на чемпионате мира по программированию ACM ICPC
Под руководством тренера доцента ВМК ННГУ В.Д. Лелюха студенты ННГУ впервые завоевали награды в финале престижного международного командного соревнования по программированию. В составе команды выступили студенты ВМК ННГУ Владислав Епифанов, Алексей Шмелев и Василий Вадимов, которые заняли 5 место и завоевали серебряные награды финала чемпионата мира.
Компанией NVIDIA открыт “CUDA research center”
1 марта 2011 г. компанией NVIDIA открыт “CUDA research center” (научн. руководитель В.П.Гергель, директор В.Е.Турлапов) при ВМК ННГУ, первый такой центр в России.
Создана кафедра Биоинформатики
В 2012 г. – создана кафедры Биоинформатики. Зав.каф. Биоинформатики – д.ф.-м.н. Иванченко Михаил Васильевич.
Биоинформатика – молодая междисциплинарная наука, широко понимаемая как исследование биосистем с использованием математического и компьютерного анализа, занимает одну из лидирующих позиций в науках о живых системах. Для современных проблем биоинформатики характерны трудоемкие вычисления, что обусловливает необходимость суперкомпьютерных решений.
Исследования, ведущиеся на кафедре биоинформатики, покрывают широкий спектр задач: от фундаментальных основ молекулярной динамики низкоразмерных систем до анализа кросс-уровневых регуляторных сетей (геномных, эпигеномных и протеомных) и клеточной динамики в синтетической биологии.
Создана лаборатория Робототехники
Лаборатория Робототехники была создана на факультете ВМК в 2012 году по инициативе Виктора Павловича Гергеля. Целями создания были организация занятий по робототехнике для студентов ВМК ННГУ и школьников Нижнего Новгорода, а также развитие спортивной робототехники и участие в робототехнических соревнованиях различного уровня.
Руководителем лаборатории стал доцент кафедры МО ЭВМ Н.А. Борисов. В работе лаборатории принимали участие студенты различных специальностей, обучавшиеся на ВМК. Первые соревнования, где наши студенты заняли призовое третье место в номинации «Лабиринт», был «Робтех-Ковров» в ноябре 2012 г. В дальнейшем студенты ННГУ неоднократно становились победителями областных робототехнических соревнований, а в номинации «Футбол автономных роботов» наша команда в течении ряда лет принимала участие во Всероссийской робототехнической олимпиаде как сильнейшая в Нижегородской области.
Силами руководителя лаборатории и занимающихся в ней студентов были организованы занятия по робототехнике в различных образовательных учреждениях Нижнего Новгорода: лицее-интернате «Центр одаренных детей», Лицее № 82, Лицее № 40, Школе № 113, Поволжском Центре аэрокосмического образования, МБУ ДО ЦРТ «Созвездие» Приокского района. За время существования Лаборатории робототехники были проведены занятия для 400+ школьников, из них 100+ приняли участие в различных областных робототехнических соревнованиях. Наилучшим достижением школьников можно считать успех команды из Лицея № 82 (Авдей Беспалов, Данила Ефремов), занявших 7 место на Финальных соревнованиях Всемирной робототехнической олимпиады в Катаре в 2015 г. в свободной категории с проектом «Лунная Одиссея».
Со временем лаборатория развивалась и в ней студенты стали заниматься проектированием и изготовлением квадрокоптеров. Один из активных участников Лаборатории студент ВМК Даниил Кукушкин разработал собственную конструкцию квадрокоптера, его аппаратную часть и программное обеспечение. После окончания бакалавриата и магистратуры он продолжил разработку квадрокоптеров и сегодня является сооснователем и директором нижегородской компании «Минибот».
Все годы существования Лаборатории ее участники помогали в реализации учебного процесса по робототехническим дисциплинам для студентов факультета ВМК, а позже – ИИТММ. Сегодня на первом курсе студенты, обучающиеся по направлению «Программная инженерия», изучают дисциплину «Программирование роботов» на платформах Лего и Ардуино, а на первом курсе магистратуры – «Введение в робототехнику» в среде Robot Operating System, являющейся стандартом де-факто для современных робототехнических проектов.
Запущен суперкомпьютер Лобачевский
13 марта 2013 г. произошло знаковое для факультета ВМК событие, был запущен суперкомпьютер Лобачевский, построенный компанией «Ниагара Компьютерс».
Для создания суперкомпьютера использованы процессоры Intel® Xeon® E5-2660v2 10C (10 ядер) архитектуры IvyBridge с тактовой частотой ядра 2.2GHz, а общее количество ядер основного процессорного блока равняется 5310
Суперкомпьютер в ННГУ
Везде, где необходимо анализировать поведение сложных объектов и выбирать наилучшие варианты, невозможно обойтись без вычислительного эксперимента с применением высокопроизводительных вычислительных систем. Исследования с использованием суперкомпьютеров не ограничиваются факультетом ВМК — это направление является одним из ключевых для всего университета.Роль ВМК здесь, помимо собственных исследований, состоит в обеспечении надежного функционирования суперкомпьютерного комплекса, де-монстрации его потенциала, реализации программ повышения квалификации сотрудников ННГУ, участии в совместных междисциплинарных работах, где необходима разработка параллельных программ.
В качестве примеров проектов с применением суперкомпьютерных вычислений можно назвать задачи глобальной оптимизации, многомасштабное моделирование лазерной плазмы, разработку новых высокопроизводительных технологий для приложений биоиндустрии, ранней диагностики и терапии в медицине, моделирование сердечной деятельности, вычислительные эксперименты при проектировании скоростных судов на воздушной подушке.
В 2020 г. суперкомпьютер ННГУ «Лобачевский» расширен двумя серверами с современными графическими ускорителями NVidia A100, обеспечивающими высокую производительность в задачах искусственного интеллекта, анализа данных и высокопроизводительных вычислений. Суперкомпьютер используется для численного моделирования в задачах вычислительной математики, физики, химии, биологии, медицины и в других предметных областях. Наличие суперкомпьютера позволяет готовить высококвалифицированные кадры для нужд индустрии и академических организаций, проводить ежегодные научные конференции и школы для молодых ученых.
Суперкомпьютеры используются во всех сферах, где для решения задачи применяется численное моделирование - там, где требуется огромный объём сложных вычислений, обработка большого количества данных в реальном времени, или решение задачи может быть найдено простым перебором множества значений множества исходных параметров. Сначала производится математическое моделирование, а потом вычисления на компьютере. Моделирование сложных систем на суперкомпьютере позволит избежать лишних затрат на проектные работы, уменьшить время на производство образцов и повысить надежность продукции, которой могут стать самолеты, поезда и космические корабли.
В рамках программы повышения конкурентоспособности Нижегородского университета планируется ряд важных работ, среди которых разработка наукоемкого ПО для суперкомпьютеров экзафлопсной производительности, расширение использования суперкомпьютеров научными коллективами из разных областей, разработка системы облачных высокопроизводительных вычислений, расширение возможностей подготовки кадров.
Вернуться назад