Национальный Исследовательский Университет
Высшая школа экономики
Московский институт электроники и математики
(МИЭМ)
Направление: Прикладная математика и информатика
010400.68
Магистерская программа
«Математические методы естествознания и компьютерные технологии»
Концепция
Москва 2013
Актуальность, цели и задачи МП
Современные естественно-научные разработки и высокие технологии, которые активно и чрезвычайно широким фронтом развиваются во всем мире, требуют от молодых исследователей овладения новейшими эффективными математическими теориями и методами моделирования, методами алгебраической и вероятностной информатики, высокопроизводительными методами компьютерного расчета, программного симулирования сложных объектов и процессов, а также навыками представления информации с использованием новейших сетевых и мультимедийных возможностей. Удовлетворение этому комплексу объективных требований является основной целью вообще университетского образования по направлению «Прикладная математика и информатика».
Данная магистерская программа «Математические методы естествознания и компьютерные технологии» обеспечивает студентов очень широким спектром самых современных математических методов естествознания, а также новейшими методами высокопроизводительных вычислений на суперкомпьютерах в приложении к задачам моделирования физико-биологических, а также механических объектов и процессов, как для микро или нано масштабов, так и для космических масштабов. Программа сопровождается обучением специальным разделам алгебраической и вероятностной информатики, методам научного Интернет-программирования. Тем самым, данная программа радикально расширяет рамки бакалавриата по прикладной математике и информатике, доводя объем и качество образования по этому направлению до объективно необходимого для включения выпускника-магистра в активную работу в области современных технологий на конкурентоспособном мировом уровне, а также обеспечивая его необходимой универсальностью, долгоживущей актуальностью полученных знаний и мобильностью их применения.
Одной из главных задач магистерской программы является представление обучаемым в ней студентам широкого спектра современных теорий и методов мирового уровня из разных областей математики с демонстрацией их актуальных приложений и с применением эффективных компьютерных технологий, что должно существенно облегчить выбор направления дальнейшей академической или исследовательско-технологической карьеры.
Магистерская программа служит необходимым подготовительным этапом перед поступлением в аспирантуру. Она позволяет эффективно и на высоком уровне вести подготовку и отбор студентов, проявляющих интерес и способности к самостоятельной научной работе. Программа существенно упрощает дальнейшее обучение в аспирантуре и обеспечивает более гарантированный итог такого обучения.
Выпускники магистерской программы получают подготовку достаточную для продолжения учебы или исследовательской работы в ведущих российских и мировых университетах, научных институтах, технологических центрах и предприятиях, специализирующихся на научных исследованиях и разработках высоких технологий, использующих новейшие методы математического и компьютерного моделирования.
Целевая аудитория МП, критерии набора студентов
Обучение по настоящей программе могут проходить выпускники бакалавриата или специалитета естественно-научных факультетов российских и зарубежных вузов.
Для освоения программы абитуриенту нужны знания на уровне стандартного университетского четырехлетнего списка дисциплин с математической или физической специализацией.
Иностранный язык, которым должны владеть абитуриенты, - английский.
Абитуриенты должны, прежде всего, иметь склонность к математике и хорошую подготовку в ней, а также интерес к математическому моделированию систем и процессов естествознания, новых технологических устройств, к применению новых компьютерных методов в исследованиях или в научной информатике.
Способ отбора абитуриентов: по содержанию их портфолио и по результатам собеседования.
Cравнительные преимущества МП
Чем дальше вглубь малодоступных масштабов и сложных многокомпонентных процессов проникают технологии, тем более передовой уровень математических моделей и методов их исследования необходим для эффективного развития. Технологии сегодняшнего и, тем более, завтрашнего дня требуют от подготавливаемых специалистов-прикладников владения математикой уже не на уровне стандартных курсов 50-60-х годов прошлого века, как это сейчас имеет место даже в ведущих университетах мира. Качество и содержание математического образования по прикладным специальностям с необходимостью должны преодолеть некий порог, чтобы соответствовать задачам развития современных высоких технологий. Именно и только достигнув определенного порога, математическое и компьютерное моделирование начинают работать как самостоятельный двигатель и как катализатор, способствуя ускоренному развитию и естественнонаучных и инженерных областей. Поэтому программа «Математические методы естествознания и компьютерные технологии» насыщена новой математикой и новыми эффективными методами. Программа содержит уникальные и широкие по охвату курсы с кристаллизованной и актуальной информацией, отражающей новейший научный прогресс математического и компьютерного естествознания.
Программа дает возможность выбора индивидуальной специализации по одной из целого ряда возможных траекторий (подпрограмм) обучения в диапазоне от математики, прикладной механики, алгебраической и вероятностной информатики до компьютерного моделирования и научного Интернет-программирования. Программа в очень большой степени универсальна, т. е. не специализирована в узком секторе приложений математики, а, напротив, охватывает широкий спектр актуальных областей исследования и обладает ярко выраженной мультидисциплинарностью. В ней сочетается изучение глубоких и оригинальных математических методов с интенсивным компьютерным моделированием, с использованием современных вычислительных, сетевых и мультимедийных технологий. Тематика учебных курсов данной программы будет интересна выпускникам сразу многих направлений бакалавриата и специалитета.
Содержание программы «Математические методы естествознания и компьютерные технологии» насыщено математическими методами, ориентированными на исследование актуальных и перспективных физических, механических и молекулярно-биологических систем, в частности, - наносистем и космических систем, или на важные, широко востребованные научно-информационно-технологические приложения.
Структура учебного плана
Учебный план магистерской программы представляет собой не имеющий аналогов комплекс дисциплин по ключевым разделам современного математического естествознания и информатики, в том числе, общие дисциплины:
- линейные операторы в задачах математической физики,
- асимптотический анализ и многомасштабное осреднение,
- математические методы исследования нелинейных систем,
- современные методы вычислительной математики,
- компьютерное симулирование в задачах естествознания,
- вероятностные методы в компьютерном моделировании,
- интегрированные компьютерные системы математических расчетов,
- высокопроизводительные вычисления на суперкомпьютерах,
дисциплины по профилю «Новые методы прикладной математики»:
- некоммутативный анализ и алгебраические преобразования,
- алгебраическая информатика: конечные поля, коды и алгоритмы,
- квантовые вычисления, представления групп и инварианты,
- идемпотентная и тропическая математика, и приложения,
- модели биофизики и термодинамики макромолекул; самосборка,
- математическая биоинженерия и биоинформатика,
- математическое моделирование молекулярных машин,
- специальные эффекты и методы квантовой механики,
- наноструктуры; основы конструирования наноустройств,
дисциплины по профилю «Вычислительная и космическая механика»:
- оптимальное управление динамическими системами,
- астромеханика; моделирование движения многих тел,
- модели планетарной защиты,
- математические модели механики сплошных сред,
- компьютерное проектирование в прикладной механике,
- 3D графика и визуализация сложных систем,
- разработка прикладных вычислительных систем.
Учебный план нацелен на обучение студентов широкому спектру самых современных математических методов, применяемых в разных областях естествознания и высоких технологий. Это обеспечивает универсальность программы с точки зрения применимости изучаемого комплекса методов и востребованности выпускников в сегментах экономики.
В целом, учебный план разработан на основе общей идеологии оригинальных образовательных стандартов НИУ ВШЭ. Он включает в себя большое число курсов по выбору, что дает возможность студенту выбрать различные траектории обучения и, таким образом, специализироваться в желаемом поднаправлении программы. Студентам обеспечивается возможность посещения курсов магистерских программ других факультетов НИУ ВШЭ по смежным направлениям.
Особый акцент делается на участии студентов в регулярных исследовательских семинарах, на научной работе со своим руководителем, что позволит им по окончании программы иметь заготовку материалов для диссертации (PhD) и научные публикации. Обучающиеся по данной программе будут привлекаться к работе в научно-исследовательских проектах, им предоставляется возможность участия в российских и международных научных школах-семинарах и конференциях.
