«Образовательно-научный центр «Информационно-телекоммуникационные системы: физические основы и математическое обеспечение»

Вид материала

Доклад

Содержание Наблюдательный совет

Подобный материал:

• «Информационно-телекоммуникационные системы», 42.2kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «Основы схемотехники» для студентов обучающихся, 226.82kb.
• Учебная программа по дисциплине: информационные и телекоммуникационные системы по специальностям, 304.86kb.
• «Информационно-телекоммуникационные системы и управление», 312.8kb.
• Рабочая программа дисциплины мультимедийные технологии для студентов специальностей, 180.47kb.
• Зированные системы управления, исследование операций, системный анализ, математическое, 136.69kb.
• Подробное описание проекта, 241.93kb.
• Математическое и программное обеспечение систем оперативной оценки характеристик сложных, 247.51kb.
• Развитие региональной методической службы, 18.25kb.
• Совершенствование системы безопасности персонала аэс на основе информационно-измерительной, 235.16kb.

Доклад на заседании
Коллегии Рособрагентства

10 апреля 2007

Инновационная образовательная программа Нижегородского государственного университета им. Н.И.Лобачевского
«Образовательно-научный центр «Информационно-телекоммуникационные системы: физические основы и математическое обеспечение»

Инновационная образовательная программа ННГУ «Образовательно-научный центр «Информационно-телекоммуникационные системы: физические основы и математическое обеспечение» вошла в число победителей конкурса, проведенного в 2006 году в рамках ПНП «Образование». Основной целью центра, создаваемого в рамках указанной программы является проведение научных исследований и обеспечение высокотехнологичных фирм, предприятий и вузов региона высококвалифицированными специалистами по всему спектру проблематики информационно-телекоммуникационных систем. Для достижения указанной цели выполняемый проект обеспечивает развитие комплексной системы обучения, переподготовки и повышения квалификации кадров на базе интеграции образования, научной и инновационной деятельности для повышения качества и увеличения масштабов подготовки специалистов.

Отмеченная выше цель программы, реализуемой ННГУ, имеет государственную значимость. На заседании Президиума Государственного Совета России, проходившем в Нижнем Новгороде 16 февраля 2006 года, и на предшествовавшей ему встрече Президента России В.В.Путина с научной общественностью отмечалось, что «вектор мировой конкуренции сейчас переместился в сектор создания программного обеспечения. И это — большой шанс для России, выпускающей высококлассных специалистов в области прикладной математики и программирования».

На тех же совещаниях была подчеркнута и региональная значимость подготовки кадров в области информационных технологий. Губернатор Нижегородской области В.П.Шанцев отметил, что «Динамика развития сектора информационных технологий в экономике региона требует увеличения количества выпускников. Кадры сегодня являются критическим звеном развития информационных технологий. Поэтому поставлена задача увеличить количество квалифицированных кадров в области ИКТ в три раза к 2010 году».

Инновационная программа университета поддержана многими научными и производственными организациями-партнерами, с которыми ННГУ имеет договоры о сотрудничестве. В их числе все институты РАН в Нижнем Новгороде, Российский федеральный ядерный центр (г. Саров), НИИ измерительных систем им. Ю.Е.Седакова, Отдельное конструкторское бюро машиностроения им. И.И.Африкантова, НПО «Полет», НПО «Буревестник», НИИ радиотехники, ЗАО НПП «Салют-27», компании «Интел», «Майкрософт» и многие другие.

В рамках сотрудничества с российскими и зарубежными партнерами в университете (и при его участии) созданы:

• центр коллективного пользования оборудованием «Волновые и квантовые технологии» (грант ФЦНТП на приобретение уникального оборудования; 2005 г.);
  
• научно-образовательный центр «Физика твердотельных наноструктур» (в рамках программы «Фундаментальные исследования и высшее образование в России»);
  
• координационный центр по научному и технологическому сотрудничеству с Европейским Союзом в области информационных и телекоммуникационных технологий в Приволжском федеральном округе (2002 г.);
  
• авторизованные центры Образовательной Академии компании Microsoft, Сетевой Академии компании Cisco Systems, компании National Instruments;
  
• центры компетенции компаний IBM и Microsoft;
  
• центр превосходства и лаборатория беспроводных средств связи компании Intel;
  
• центр компьютерной подготовки инвалидов по зрению, поддерживаемый компанией Intel и нижегородским отделением ООО «Волга-Телеком»
  

и многие другие центры и лаборатории.

В рамках программы Темпус-ТАСИС Европейского Союза ННГУ выполняет проект «Всеобщий менеджмент качества для университетов» (контракт UM_JEP-24069-2003), в рамках которого в университете создан ресурсный центр по качеству образования в области информационных технологий. Еще один проект этой программы «Университетский трансфер знаний для устойчивого роста» (контракт UM_JEP-26017-2005) включает организацию центра превосходства в области трансфера знаний и подготовку соответствующих специалистов, в том числе в области информационных технологий. Весь этот опыт и поддержка партнеров способствуют успешной реализации инновационной программы.

Финансирование проекта и освоение средств отражены в таблицах (см. табл.1 и табл.2).


Таблица 1

Финансирование проекта (2006, 2007 гг.)
Направления расходования средств	Субсидия (млн. руб.)	Софинансирование (млн. руб.)
Приобретение лабораторного оборудования	465	22
Разработка и приобретение программного и методического обеспечения	59	5
Модернизация материально- технической базы	0	108
Повышение квалификации и переподготовка персонала	20	1
Всего	544	136

Таблица 2

Освоение средств по проекту в 2006 г.
Направления расходования средств	Субсидия (млн. руб.)		Софинансирование (млн. руб.)
	Планируемые объемы	Фактическое расходование	Планируемые объемы	Фактическое расходование
Приобретение лабораторного оборудования	224,300	224,300	18,000	20,053
Разработка и приобретение программного и методического обеспечения	39,700	39,700	4,000	4,527
Модернизация материально- технической базы	0,000	0,000	55,000	55,014
Повышение квалификации и переподготовка персонала	8,000	8,000	1,000	1,185
Всего	272,000	272,000	78,000	80,778

Создаваемый образовательно-научный центр ННГУ «Информационно-телекоммуника­ционные системы: физические основы и математическое обеспечение» включает три учебно-научных инновационных комплекса (УНИК), обеспечивающих охват тематики инновацион­ной программы:

• Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии (УНИК-1);
  
• Физические основы информационно-телекоммуникационных систем (УНИК-2);
  
• Модели, методы и программные средства (УНИК-3).
  

В составе указанных комплексов в исполнении программы участвуют все 7 естест­венно-научных факультетов (52 кафедры) и все НИИ ННГУ (см. табл.3).


Таблица 3

Подразделения ННГУ	Учебно-научные инновационные комплексы (УНИК)
	УНИК-1	УНИК-2	УНИК-3
Факультеты	Физический, Химический	Радиофизический, Биологический, Высшая школа общей и прикладной физики	Вычислительной математики и кибернетики, Механико-математический
НИИ	Физико-технический, Химический	Микробиологи и региональной экологии	Прикладной математики, Механики

Многие направления исследований и образовательные программы, предусмотренные проектом, являются междисциплинарными. В связи с этим в составе УНИКов образовательно-научного центра ННГУ создаются межфакультетские лабораторные комплексы. В целях иллюстрации, состав таких лабораторных комплексов, создаваемых в рамках УНИК-2, представлен в табл.4.


Таблица 4

	УНИК «Физические основы информационно-телекоммуникационных систем»
Межфакультетские лабораторные комплексы	Информационные системы новых частотных диапазонов	Информационные технологии для изучения живых систем и мониторинга окружающей среды	Современные системы передачи и обработки информации
Лаборатории в составе комплексов	Информационные и телекоммуникационные технологии в терагерцовом диапазоне длин волн. Волоконно-оптические системы связи и информационные технологии. Плазменные технологии.	Квантоавая медицина и биология, нейроимитирующие информационные системы и нейродинамика. Молекулярно-генетические и генно-инженерные исследования. Новые методы диагностики и мониторинга окружающей среды.	Лаборатория средств связи. Современные системы обработки сигналов. Безопасность информационных систем.

Как показывают данные, представленные в табл.5, число междисциплинарных лабораторий, оборудование которых в зависимости от его назначения вводится в состав различных подразделений, является значительным (24 лаборатории из 47 являются междисциплинарными). При этом сами учебно-научные инновационные комплексы, межфакультетские лабораторные комплексы и учебно-научные объединения коллективного пользования объединяют деятельность кафедр и лабораторий, административно входящих в состав различных факультетов и НИИ ННГУ.


Таблица 5

Основные подразделения учебно-научных инновационных комплексов (УНИК)	Число	Учебно-исследовательские лаборатории (число)
		Междисциплинарные (проектные)	Структурные
Межфакультетские лабораторные комплексы	5	15	4
Учебно-научные объединения коллективного пользования	6	9	19
Всего	11	24	23

В связи с этим для руководства программой использована схема проектного управления. В соответствии с этой схемой:

• Во главе междисциплинарной лаборатории ставится научный руководитель из числа ведущих специалистов. Научный руководитель каждой лаборатории непосредственно подчинен руководителю — координатору соответствующего УНИК.
  
• Задачей руководителя лаборатории является реализация плана учебно-научной работы, утверждаемого Советом УНИК, в состав которого входят все деканы факультетов, директоры НИИ и ведущие специалисты УНИК.
  
• Указанный совет определяет и план работы самого учебно-научного инновационного комплекса, за реализацию которого отвечает руководитель УНИК, назначаемый из числа руководителей факультетов и институтов, входящих в комплекс.
  
• Председателем Совета УНИК является «профильный» проректор — куратор УНИК, подчиненный ректору университета (руководителю программы). Это позволяет административно разрешать затруднения (и конфликты интересов), которые могут возникать при реализации плана коллегиально принятого советом.
  
• Координаторы всех УНИК входят в состав дирекции программы, возглавляемой проректором ННГУ по развитию (директор программы — заместитель руководителя программы). Дирекция включает также специальную группу по организации закупок оборудования.
  
• Для управления программой в целом создан коллективный орган — Совет программы, включающий директоров НИИ ННГУ и деканов факультетов ННГУ, подразделения которых участвуют в выполнении программы. Совет программы возглавляет ректор университета.
  
• Для определения стратегии развития научно-образовательного центра создан также Наблюдательный совет программы. Совет возглавляют сопредседатели — крупные руководители, представляющие Российскую Академию наук, отраслевую науку и промышленность: академик А.Г.Литвак — директор института прикладной физики РАН и к.т.н. В.Е.Костюков — директор НИИИС им. Ю.Е.Седакова, вице-президент Нижегородской Ассоциации промышленников и предпринимателей.
  

Следует отметить, что использование принципов проектного управления в реализации проекта существенно облегчалось значительным опытом исследовательской и практической работы ННГУ по этой тематике. Университет успешно выполнил проект Европейской программы Темпус-ТАСИС «На пути к предпринимательскому университету» (контракт UM_JEP-22240-2001). При этом европейскими партнерами ННГУ выступили Лондонский столичный университет и Европейский центр по стратегическому управлению университетами (Брюссель). В ходе выполнения проекта в ННГУ создан центр проблем университетского управления, разработан учебный курс, проведена переподготовка управленческого состава, выработан и принят документ «Миссия ННГУ».

Созданные структуры образовательно-научного центра, полученное оборудование и программные средства, проведенное повышение квалификации обеспечили уже в 2006 году существенное улучшение образовательной и научной деятельности ННГУ в области информационных технологий. Отметим несколько примеров.

Межфакультетский лабораторный комплекс «Нанотехнологии», создан на базе подразделений физического факультета, физико-технического института и научно-образовательного центра физики твердотельных наноструктур. Тематика комплекса — МОС-гидридная эпитаксия и исследование полупроводниковых структур. В работе комплекса участвуют подразделения института физики микроструктур РАН (не финансируемые из средств проекта). В 2006 г. для оснащения комплекса были приобретены: установка водородной очистки “Infinity GPS-4H” (США), ближнепольный оптический микроскоп “Solver SNOM” (Россия), автоматический рентгеновский монокристальный дифрактометр с CCD детектором (Германия), растровый электронный микроскоп “JSM-6490” (Россия), спектрометр “Cary 6000i UV-Vis-NIR” (Нидерланды) и другое оборудование.

Новые возможности обеспечили получение опытных образцов наноразмерных структур на основе арсенида галлия со встроенными ферромагнитными слоями с магнитоуправляемой степенью поляризации света 81%, работающие при комнатной температуре. Это лучшее мировое достижение на начало 2007 года. Материалы предназначены для создания структур спинтроники, обеспечивающих новые высокоскоростные приборы в системах преобразования и передачи информации.

В этих работах активно участвуют многие молодые талантливые ученые ННГУ. В частности отметим А.Н.Михайлова — кандидата физико-математических наук, дважды лауреата стипендии Президента России, дважды лауреата стипендии имени академика Г.А. Разуваева. Отмечен премиями и дипломами международной конференции European Material Research Society Meeting (Strasbourg, France, 2003), 14th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (Kusadasi, Turkey, 2005) и др. Является ответственным исполнителем НИР в рамках программ BRHE (Минобрнауки РФ, CRDF), Развитие научного потенциала высшей школы (Минобрнауки РФ), Шестой рамочной программы Евросоюза, а также руководителем работ по индивидуальным грантам CRDF и Минобрнауки России.

Сотрудниками УНИК-2 при участии ИПФ РАН и ВНИИЭФ-РФЯЦ создан прототип лазерной системы для обеспечения безопасности воздушных судов, а также для обеспечения мониторинга окружающей среды, для дистанционного обнаружения утечек из трубопроводов и для других приложений. По своим характеристикам система, созданная на базе элементов отечественного производства, не уступает лучшим зарубежным образцам, создаваемым в США и в Западной Европе.

Центр разработки и создания комплексов обработки сигналов в системах связи вышел на новое поколение систем, обладающих терафлопной производительностью и обеспечивающих распараллеливание работы. Достигнуто сокращение сроков работ за счет использования современных систем управления разработками типа “Rational Clear Case”. Обеспечено повышение универсальности за счет приобретения и освоения современных сред разработки микроконтроллеров для всех основных типов сигнальных процессоров и процессоров с программируемой логикой.

Вычислительные мощности центра компетенции Майкрософт (УНИК-3) усилены приобретением первого в России настольного персонального 16 процессорного миникластера “T-Forge Mini 4” с пиковой производительностью 70 GFlops. Новое оборудование, приобретаемое по проекту (64 двухпроцессорных сервера), обеспечит пиковую производительность более 3 терафлоп и выводит лабораторию высокопроизводительных компьютерных систем ННГУ на 3 место в России. Эти мощности позволяют сотрудникам университета решать задачи особо высокой вычислительной сложности и трудоемкости. Отметим работы по моделированию динамических процессов в сердечной ткани. Предложенный модели, позволяющие рассматривать такие явления как одиночные спиральные волны, ведущие центры и хаос спиральных волн, включают 55 миллионов переменных. Анализ таких процессов с использованием супервычислителей позволяет предложить щадящие подходы к борьбе с основными сердечными аритмиями. Взаимодействие с лабораторией информационных технологий института прикладной физики РАН привело к созданию Нижегородского распределенного центра суперкомпьютерных вычислений.

Проект позволил усилить разработку методов социальной адаптации лиц с глубокими нарушениями зрения на основе тифлоинформационных (компьютерных) технологий. Руководитель тифлоинформационного центра М.А.Рощина, относящаяся к указанной категории лиц, защитила в 2006 году кандидатскую диссертацию по тематике центра.

В течение 2006 года выполнен значительный объем работ по учебно-методическому оснащению учебного процесса. Основные результаты характеризуются данными, представленными в табл.6. В рамках проекта в ННГУ создан зал научных демонстраций, позволяющий использовать новые формы взаимодействия с удаленными объектами. Новое оборудование позволяет не только проводить видеоконференции и осуществлять показы удаленных лабораторий, но и управлять удаленными работами и т.п. Отметим также, что по тематике проекта в 2006 году защищены 51 кандидатская и 5 докторских диссертаций.


Таблица 6

	УНИК-1	УНИК-2	УНИК-3	Итого
Новые и модернизированные магистерские программы	4	5	14	23
Новые и модернизированные специальности	2	1	6	9
Модернизация учебных рабочих программ общих курсов, специальных курсов	25	22	38	85
Разработка новых специальных курсов	36	21	18	75
Разработка новых лабораторных работ	12	12	14	38
Модернизация существующих лабораторных работ	19	9	3	31
Учебники и учебные пособия	5	9	9	23
Кандидатские диссертации по тематике проекта	21	18	12	51
Докторские диссертации по тематике проекта	2	2	1	5

Выполненные учебно-методические разработки отличаются высоким качеством. Для иллюстрации отметим новые учебные курсы:

• «Технологии программирования» (на базе Microsoft Solutions Framework) — победитель конкурса “Microsoft Software Engineering Contest 2006”.
  
• «Методы и средства построения распределенных программных систем с использованием технологии “Java”» — победитель конкурса “Sun Microsystems Teaching Grants 2006”.
  
• «Теория и практика вычислений для высокопроизводительных кластерных систем» — победитель Всероссийского конкурса образовательных программ 2006 г. для современных многоядерных систем» (проведен компанией «Интел»). Курс представлен на Международной конференции SuperComputing 2006 (США) и на Международной выставке CeBIT 2007 (Германия).
  

В методическое обеспечение курса входит программная система «Параллельная Лаборатория», обеспечивающая проведение вычислительных экспериментов на различных моделях многопроцессорных вычислительных систем (задаются топология, латентность, пропускная способность и способ передачи сообщений, другие характеристики сети, число и характеристики процессоров).

Электронная версия методического комплекса, поддерживающего данный курс, включена в состав учебно-методического обеспечения операционной системы MS Windows Compute Cluster Server для кластерных вычислений компании Майкрософт.

Указанный курс используется в 20 университетах России: МГУ, СПбГУ, СПбГПУ, ПермГУ, УГАТУ, ЮУрГУ, НГТУ, СарФТИ и др. Он используется при повышении квалификации сотрудников в ИПФ РАН, ОКБМ им. И.И.Африкантова, в лабораториях компании «Интел» и др., а также в работе молодежных школ «Высокопроизводительные вычисления на кластерных системах» (Нижний Новгород, Самара, Санкт-Петербург) и др.

Значительное место в реализации проекта занимают приобретение современного оборудования, обеспечивающего развитие работ молодых талантливых исследователей, и предоставление им возможности повышения квалификации в ведущих отечественных и зарубежных научных центрах. Одновременно предусматривалась возможность получения ими фирменных сертификатов, дающих право эксплуатации сложного оборудования поставляемого в университет в соответствии с заключенными контрактами.

Данные, характеризующие объемы работы по повышению квалификации научно-педагогического и инженерного состава, участвующего в реализации программы, представлены в табл.7. Кроме того, 56 преподавателей и сотрудников прошли стажировки в России и за рубежом.


Таблица 7

Вид повышения квалификации	Тема программы (семинара)	Количество слушателей
Программы центра дополнительного образования ННГУ (72 часа)	Информационные технологии в управлении учебным и научным процессом	52
	Применение современных информационных технологий в вузе	44
	Информационные технологии и компьютерная математика	24
	Технологии высокопроизводительных вычислений для обеспечения учебного процесса и научных исследований	24
	Компьютерные сети и администрирование на базе операционной системы Windows	24
	Обучение технологиям National Instruments	53
Обучающие семинары	Информационные системы и технологии в радиофизике и телекоммуникациях — научные исследования и образование	25
	Новые материалы электроники и оптоэлектроники для информационно-телекоммуникационных систем	47
	Информационные системы в математике и механике	25
Обучающие семинары в Центре “National Instruments”	Модульные приборы фирмы “National Instruments”	5
	Системы сбора данных и обработки сигналов на базе программно-аппаратных средств фирмы “National Instruments”	15
Обучающие семинары в Сетевой академии «Ланит»	Система управления электронными документами “LansDocs”	6
	Система финансово-экономического анализа «АБФИ»	6

В ходе выполнения проекта его цели и результаты, а также важность всей программы ПНП неоднократно освещались в региональной и центральной печати (журнал «Высшее образование сегодня», газеты «Поиск НН», «Земля Нижегородская» и др.), на различных каналах регионального и центрального телевидения, выпускались соответствующие брошюры.

Опыт реализации инновационной образовательной программы в 2006 году показал необходимость совершенствования системы управления вузом, организации эффективного подразделения, специализирующегося на вопросах закупки оборудования на условиях конкурса, модернизации системы повышения квалификации научно-педагогического и инженерного состава. Фактически, в ходе реализации проекта формируется новая единая система менеджмента и финансового мониторинга.

В этой связи следует отметить важную роль учебы и семинаров по указанным вопросам, проведенных Рособрагентством и НФПК. Желательно расширить работу по изданию соответствующих материалов, что значительно ускорит освоение вузами новых подходов к управлению масштабными проектами развития.

Реализация проекта в 2006 году позволила университету оснастить высококлассным и в том числе уникальным оборудованием и современными математическими средствами все направления, составляющие комплекс ННГУ в области информационно-телекоммуникаци­онных систем. Организация создаваемой лабораторной базы в форме тематических центров коллективного пользования обеспечивает возможность ее эффективного использования не только сотрудниками университета, но и партнерами ННГУ в регионе и в округе. Одновременно расширяются возможности прохождения в ННГУ послевузовской целевой подготовки. Все это усиливает системообразующую роль инновационной образовательной программы ННГУ.

Все это создает условия для ускоренного развития научно-педагогических школ в области информационных технологий, обеспечивающего современный уровень, расширяет масштабы подготовки кадров высокой квалификации и создает реальные предпосылки интенсивного развития опытных производств по разработке информационного, программного, аппаратного и технологического обеспечения, превосходящего зарубежные аналоги или не имеющего аналогов.

В целом, выполнение проекта повышает инвестиционную привлекательность города Нижнего Новгорода и Нижегородской области и, в конечном счете, усиливает роль Нижегородского региона как одного из ведущих центров информационных технологий в России.