«Наука в Сибири»
№ 45 (2680)
20 ноября 2008 г.
ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ ИНФОРМАТИКОВ
28-30 октября в Кемерове прошла IX Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, организованная Институтом вычислительных технологий СО РАН и Кемеровским государственным университетом. В ее работе приняли участие более 70 молодых исследователей из 8 городов России.
В. Барахнин, к.ф.-м.н.,
заместитель председателя Совета научной молодежи СО РАН
Принципиальная позиция директора ИВТ СО РАН академика Ю. И. Шокина, возглавляющего программный комитет конференции, состоит в том, что молодежный форум должен проходить ежегодно в различных научных центрах Сибири, благодаря чему молодые исследователи из разных городов сибирского региона: Новосибирска, Красноярска, Кемерова, Иркутска — имеют возможность максимально широко представить результаты своих исследований, прослушать циклы лекций ведущих ученых, наконец, приобрести опыт организации и проведения научных мероприятий.
 |
| Председатель Программного комитета конференции академик Ю. И. Шокин и члены программного комитета |
Место проведения очередной конференции было выбрано не случайно: в КемГУ имеется несколько мощных научных школ в области математического моделирования, на базе которых совместно с ИВТ СО РАН организованы две научно-исследовательские лаборатории, а созданный проректором КемГУ профессором К. Е. Афанасьевым Центр новых информационных технологий является опорной точкой компьютерной сети телекоммуникаций образовательных и научных учреждений Кемеровской области.
И вот в конце октября в гости к молодым преподавателям, аспирантам и студентам КемГУ прибыли около 50 их коллег из Москвы, Новосибирска, Красноярска, Омска, Томска, Иркутска, Хабаровска. К сожалению, финансовые трудности не позволили принять личное участие молодым исследователям еще двух десятков городов России, представляющих все семь федеральных округов, — от Санкт-Петербурга до Петропавловска-Камчатского, а также Белоруссии, Украины, Узбекистана и Грузии, однако тезисы их докладов опубликованы в сборнике, а сами доклады — на сайте конференции http://www.ict.nsc.ru/ws/YM2008/.
По традиции конференция началась с лекций ведущих ученых, тематика которых охватывала широкий спектр современных задач математического моделирования и информационных технологий, причем большинство лекций наглядно продемонстрировало углубляющуюся интеграцию этих отраслей кибернетики.
Академик Ю. И. Шокин посвятил свой пленарный доклад вопросам создания информационной инфраструктуры для мониторинга социально-экономических и природных процессов в регионах Сибири и Дальнего Востока. Об этом проекте газета уже рассказывала довольно подробно (см. «НВС» № 39 от 2 октября 2008 г.), однако хотелось бы подчеркнуть, что в своей лекции академик Ю. И. Шокин сделал акцент на тех аспектах проекта, которые особенно интересны молодым исследователям. Это, прежде всего, ожидаемое создание большого количества новых рабочих мест для высококвалифицированных специалистов в области математического моделирования и информационных технологий. Важно подчеркнуть, что их работа будет приносить реальный экономический эффект, поскольку система мониторинга позволит, в частности, отслеживать факты незаконного недропользования, вырубки лесов и т.п. Лектор напомнил молодым слушателям схему правильного функционирования экономики государства. Создание новых рабочих мест, на которых производится общественно-полезный продукт, приводит к увеличению налогооблагаемой базы для пополнения государственного бюджета. В свою очередь, собранные средства возвращаются гражданам в виде дотаций и социальных льгот, которые позволяют широким слоям населения выступать в качестве потребителей произведенных продуктов. Нарушение функционирования любого блока этой системы чревато пагубными последствиями, о чем свидетельствует, в том числе, углубляющийся мировой финансовый кризис.
Член-корреспондент РАН директор Института вычислительного моделирования СО РАН В. В. Шайдуров рассказал о численном решении уравнений Навье-Стокса для вязкой теплопроводной жидкости, с помощью которых описываются глобальные геодинамические процессы в ядре и мантии Земли. Тем самым становится возможным моделировать разнообразные геофизические и астрономические явления: от процесса остывания нашей планеты до периодических изменений длительности земных суток.
 |
| На лекции проф. К. Е. Афанасьева. |
В лекции проректора КемГУ профессора К. Е. Афанасьева были рассмотрены актуальные проблемы высокопроизводительных параллельных вычислений, в частности, адаптация известных вычислительных алгоритмов на архитектуру многопроцессорных систем с распределенной памятью, требующая создания программных продуктов для автоматического распараллеливания алгоритмов при большом числе процессоров, ибо «ручное» решение этой задачи уже при 32 процессорах становится крайне затруднительным. Таким образом, возникает тесная связь программирования и прикладной математики, которая требует подготовки специалистов высшей квалификации, сочетающих в себе глубокие знания в области прикладной математики, программирования, математического моделирования.
Заместитель директора ИВТ профессор М. П. Федорук рассказал о применении параллельных алгоритмов для решения сложных задач математической физики. Спектр таких задач, как правило, имеющих важные практические приложения, чрезвычайно широк: это и параметрическая оптимизация оптических линий связи и волоконных лазеров, и внутриобъемный синтез оптических структур, используемый, например, при записи в нанокомпозитных средах, и различные аспекты взаимодействия плазмы с лазерными импульсами, и оптимизация формы рабочего колеса гидротурбины, и, наконец, моделирование процесса распыления и зажигания частиц алюминия с помощью газогенератора.
В лекции профессора Московского государственного университета печати М. В. Ульянова речь шла о новом подходе к оценке сложности компьютерных алгоритмов на основе доверительной трудоемкости. Классические подходы характеризуют сложность алгоритмов в известном смысле «ухудшенными» оценками, поскольку на практике максимальные значения таких оценок достигаются в редких случаях, при исключительно «неудачных» наборах входных данных. Обычно же характер зависимости сложности алгоритма от входных данных подобен гауссовой кривой, что и позволило выработать методологию получения оценок вида «в 95 % случаев сложность алгоритма не превосходит определенного значения» (которое существенно меньше максимального значения сложности).
Огромный интерес участников конференции вызвала проведенная в режиме реального времени видеоконференция с Каталонским политехническим университетом (Испания), во время которой руководитель Международного центра по численным методам в прикладных науках (CIMNE) профессор Е. Оньята рассказал о научной и инновационной деятельности центра CIMNE. В частности, им был представлен программный пакет GiD, который предназначен как для подготовки начальных данных для программ-решателей, так и визуализации результатов расчетов в задачах теории упругости, динамики жидкости, теплообмена, геомеханики и др. при использовании методов конечных разностей, конечных элементов, конечных объемов, граничных элементов, а также бессеточных численных методов. Следует отметить, что в возглавляемой профессором К. Е. Афанасьевым совместной лаборатории ИВТ и КемГУ была проведена русификация интерфейса и документации пакета GiD, благодаря чему он стал более доступным для отечественных исследователей.
Обобщая рассказ о научно-инновационной деятельности испанских ученых, профессор Е. Оньята изложил схему развития инновационных разработок в области информатики: идея — научный результат — программа-прототип — готовый продукт, который, в свою очередь, замыкая схему, позволяет генерировать новые идеи. Слушатели сразу же обратили внимание, что в России представленная схема нередко реализуется при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, организующего проведение конкурсов инновационных проектов в рамках программ «У.М.Н.И.К.» и «СТАРТ».
Конкурс молодежных научно-инновационных проектов «У.М.Н.И.К» прошел, в частности, и на данной конференции. Так как автор статьи, выполняя поручения академика Ю. И. Шокина, являющегося куратором конкурса по СибФО в номинации «Информационные технологии», неоднократно входил в жюри конкурсов, проходивших в течение этого года в академических институтах и ведущих вузах Сибири, представляется возможным сделать некоторые обобщения относительно реализации программы «У.М.Н.И.К.».
Следует отметить большой положительный эффект программы: молодые исследователи — победители конкурса получили возможность продолжать свои научные разработки, не думая о необходимости поиска дополнительного заработка. Вместе с тем в процессе подготовки первых научных и финансовых отчетов победителей выявилась тревожная тенденция: большинство молодых людей, всерьез решивших посвятить свою жизнь науке, не умеет (и, самое главное, зачастую, увы, просто не желает) заниматься научно-организационной деятельностью. В этой связи особая ответственность ложится на плечи научных руководителей, которые должны не просто «помочь» своим ученикам в написании отчетов, но и убедить их в важности приобретения опыта самостоятельного решения научно-организационных вопросов.
Надо сказать, что некоторые крупные академические институты и вузы, в которых количество победителей программы достаточно велико, организуют централизованную работу по оформлению необходимой документации. Однозначную оценку этому явлению дать сложно. Конечно, при таком подходе решение многих организационных проблем, связанных с ведением конкурсной документации, значительно упрощается, но навык самостоятельного оформления научных и финансовых отчетов приобретается при этом далеко не всегда.
Что же касается данной конференции, то на конкурс было подано 9 заявок. Победителем стал проект молодых сотрудников ИТПМ С. Кириловского и к.ф.-м.н. И. Цырюльникова, разрабатывающих модель управления гиперзвуковым ударным слоем, которая может оказаться весьма перспективной при создании современных летательных аппаратов.
Однако основная задача конференции заключалась, как обычно, в представлении молодыми исследователями новых научных результатов, обсуждаемых в ходе разворачивающихся дискуссий. По уже сложившейся традиции работа конференции проходила в рамках трех секций: вычислительной математики, математического моделирования и информационных технологий, задач поддержки принятия решений. Тематика представленных на каждой секции докладов вполне адекватно отражает текущее состояние соответствующей отрасли науки, поскольку задачи, решаемые молодыми учеными, как правило, лежат в русле больших исследовательских программ, возглавляемых их научными руководителями — ведущими учеными СО РАН, других исследовательских центров и вузов.
На секции вычислительной математики большой цикл докладов молодых исследователей из Кемеровского и Томского государственных университетов был посвящен различным аспектам применения параллельных алгоритмов, в том числе вопросам отладки производительности параллельных программ, а также использованию автоматических средств распараллеливания.
Новые вычислительные алгоритмы для задач механики сплошной среды были представлены в докладах А. Базовкина (ИВТ), изложившего алгоритм расщепления для решения уравнений пространственных течений вязкой несжимаемой жидкости с учетом температуры среды, и А. Кириенко (Омский государственный университет), исследовавшего метод кубической сплайн-интерполяции для функций одной переменной с погранслойной составляющей.
Задачи оптимизации были рассмотрены в докладах С. Пержабинского (Институт систем энергетики СО РАН, Иркутск), рассказавшего о применении методов внутренних точек для оценки надежности электроэнергетических систем, а также А. Разумова (НГУ), представившего многоветвевой алгоритм ветвей и границ для решения задач целочисленной оптимизации.
Участники секции математического моделирования уделили большое внимание различным задачам гидродинамики. В частности, Б. Бондаренко (Дальневосточный государственный университет путей сообщения) провел численное моделирование эволюции профиля канала с песчаным руслом, Т. Рейн (КемГУ) исследовала задачу об обрушении пластины, а Е. Полторацкая (КемГУ) — задачу волнения в закрытых бухтах.
Задачи аэродинамики рассматривались в докладах М. Ефимовой (ИВМ СО РАН), численно исследовавшей устойчивость возвратного течения в слое со свободной границей с учетом термокапиллярного эффекта, А. Говоровой (ОмГУ), промоделировавшей начальную стадию отрывного обтекания пластинки, и Н. Воробцовой (Институт гидродинамики СО РАН), исследовавшей трехмерное автомодельное решение уравнений газовой динамики.
Е. Седова (Новокузнецкий филиал КемГУ) исследовала волновые процессы в оболочках вращения при обтекании потоком жидкости, Е. Кокин (СибФУ, Красноярск) описал методику прогнозирования прочности композитного материала на основе имитационной модели, а Е. Туч (Институт физики прочности и материаловедения СО РАН) провела численное моделирование ударного нагружения металлических анизотропных преград.
Немало докладов было посвящено вопросам безопасного функционирования промышленных объектов, а также предотвращению природных и антропогенных катастроф. А. Кузнецов (Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники) построил оригинальную модель шахтных датчиков метана. С. Журавлев (Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН) представил автоматизированную систему контроля и управления технологическими объектами горно-шахтного предприятия. К.ф.-м.н. Н. Барановский (ТГУ) представил детерминировано-вероятностную модель прогноза и мониторинга лесной пожарной опасности, а также провел моделирование зажигания хвойного дерева наземным грозовым разрядом.
Моделирование в задачах биологии было представлено в докладах М. Краюшкиной и О. Малышенко (КемГУ), исследовавших задачу взаимодействия популяций одного вида хищника и двух видов жертв, и С. Лашина (Институт цитологии и генетики СО РАН), предложившего новый метод моделирования эволюции сообществ бактерий и программу «Эволюционный конструктор», реализующую этот метод.
А. Романовская (Институт математики СО РАН) исследовала различные модели оптимизации функционирования банков.
Одним из основных направлений работы секции информационных технологий, стали, как обычно, различные вопросы создания программных систем информационного обеспечения научной, образовательной и производственной деятельности. А. Чурбанова (ИВТ) рассказала о развитии справочно-информационной системы «Портал СО РАН», А. Адаманский (НГУ) изложил технологию активных документов в системе электронного документооборота, к.т.н. С. Завозкин (КемГУ) и В. Осипова (Томский политехнический университет) рассказали о создании информационной среды своих вузов, Д. Гордеев (ООО «Сервисные технологии», Новосибирск) описал информационную систему НИИ травматологии и ортопедии, включающую в себя как электронные истории болезней, так и данные административного учета, а М. Бодров (Институт теплофизики СО РАН) представил информационную систему для автоматизированного контроля нефтедобычи.
Аспиранты ИВТ СО РАН выступили с серией докладов о создаваемых в институте технологиях обработки спутниковых данных (эти исследования связаны, в частности, с упоминавшейся системой мониторинга социально-экономических и природных процессов). Д. Добротворский рассказал об использовании технологий распределенных вычислений для обработки спутниковых данных, А. Скачкова — о подсистеме индексирования и экспорта метаданных информационной системы спутниковых данных, а И. Дубров представил интерфейс доступа к этой системе.
Цикл докладов молодых сотрудников Института систем информатики СО РАН был посвящен вопросам теоретического программирования, прежде всего, применительно к распределенным и параллельным системам. Так, И. Сокольский представил распределенную версию системы моделирования и верификации коммуникационных протоколов SPN, а Р. Дубцов провел теоретико-категориальные исследования одной из моделей параллелизма — временных систем переходов с независимостью. И. Волженин описал предназначенный для верификации C#-программ алгоритм трансляции языка C#-light в промежуточный язык C#-kernel.
Среди других докладов этой секции хотелось бы отметить сообщение Н. Боброва (Московский государственный лингвистический университет) об экономичном методе амплитудной фильтрации, позволяющем уменьшить информационную избыточность речевого сигнала, что особенно важно при разработке сверхмалых устройств анализа, кодирования и передачи речевой информации, а также выступления В. Мазура (Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, Омск) и М. Кон Фан Сана (СКТБ «Наука» Красноярского научного центра СО РАН), рассказавших о работах по созданию систем управления транспортными потоками в Омске и Красноярске.
На заключительном заседании конференции доклады, отобранные руководителями секций, были отмечены почетными грамотами. В принятом решении особо отмечен высокий уровень докладов и квалификации молодых участников конференции, среди которых было 19 кандидатов наук. С другой стороны, в конференции приняли участие 30 студентов и магистрантов, 25 аспирантов, что свидетельствует о хороших перспективах развития науки в сибирском регионе.
Успешному проведению конференции способствовала слаженная работа оргкомитета, который возглавил замдиректора ИВТ СО РАН профессор М. П. Федорук, и технического комитета под руководством ученого секретаря конференции доцента И. В. Григорьевой. Юбилейную, десятую конференцию молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям решено провести летом 2009 под эгидой ИДСТУ СО РАН на Байкале. Планируется, что часть заседаний пройдет в Монголии, поэтому молодым исследователям, желающим принять участие в юбилейной конференции, следует заранее позаботиться о получении загранпаспортов.
стр. 6-7