Кафедра теоретичної кібернетики

До середини 1960-х років кібернетика набула вигляду чіткої наукової парадигми зі своєю методологією та структурою досліджень. Усвідомлюючи гостру необхідність підготовки в Україні висококваліфікованих наукових кадрів у галузі кібернетики, академік В.М.Глушков та теперішній академік НАНУ І.І.Ляшко у 1965 році ініціювали створення на першому курсі механіко-математичного факультету Київського державного університету ім. Т.Г.Шевченка (КДУ) групи теоретичної кібернетики. Її основу склали випускники Київської спеціалізованої школи-інтернату фізико-математичного профілю при КДУ (теперішній Український фізико-математичний ліцей Київського університету). Помітну допомогу в організації навчального процесу цієї групи було надано старшим науковим співробітником Інституту кібернетики АН УРСР Боднарчуком В.Г. і професором Калужніним Л.А.
У 1966 році завдяки зусиллям В.М.Глушкова та І.І.Ляшка на механіко-математичному факультеті було створено кафедру теоретичної кібернетики (ТК), до якої була прикріплена група теоретичної кібернетики. Першим завідувачем (за сумісництвом) цієї кафедри до дня своєї смерті був академік В.М.Глушков. У 1969 році було створено факультет кібернетики, і кафедру ТК було переведено на цей факультет.

В.М.Глушков – людина, чиє ім’я великими золотими літерами вписане в історію ХХ сторіччя, історію людства. Він стояв біля витоків кібернетичної науки, зробив визначальний внесок у її становлення і розвиток і з повним правом віднесений до піонерів і творців інформаційної ери і інформаційного суспільства.


В.М.Глушков розпочав свою діяльність в кібернетиці в 60-х роках ХХ століття вже після того, як заробив славу видатного алгебраїста, розв’язавши узагальнену п’яту проблему Гільберта і побудувавши теорію локально нільпотентних локально бікомпактних груп у цілому. Після переїзду в Київ у 1956 році він взявся за створення математичних засад проектування обчислювальних машин і систем, побудував загальну теорію цифрових автоматів, розробив основи математичної теорії проектування обчислювальних систем, відкрив нові шляхи застосування кібернетики та обчислювальної техніки в різних галузях науки та прикладних областях. В.М.Глушков був засновником вітчизняної наукової школи, яка на десятиліття визначила основні напрямки розвитку кібернетики та обчислювальної техніки в Україні та СРСР. Створений ним Інститут кібернетики, який зараз носить його ім’я, дуже швидко став провідним центром комп’ютерної науки світового рівня.
Велике значення приділяв В.М.Глушков підготовці кадрів для молодої кібернетичної науки, віддавав багато сил і часу викладацькій роботі. Він сам постійно займався підготовкою спеціалістів і мобілізував для цієї роботи провідних співробітників Інституту кібернетики. Потреба створення факультету, на якому б готувались кадри в галузі кібернетики, було велінням часу, об’єктивною необхідністю планової підготовки кадрів, які б працювали в інформаційному суспільстві, створювали і впроваджували нові інформаційні технології в різні сфери життя та діяльності людини. Але реалізувати цю потребу було насправді не таким легким і простим питання, як вдавалося на перший погляд.
Це сталося завдяки плідній співпраці і взаєморозумінню між академіками В.М.Глушковим і І.І.Ляшко, завдяки яким спочатку були створені кафедри теоретичної кібернетики, математичної лінгвістики (на філологічному факультеті) і кафедри економічної кібернетики (на економічному факультеті).
Кафедра теоретичної кібернетики була створена на механіко-математичному факультеті Київського державного університету ім. Т.Г.Шевченка (КДУ) в 1965 році, до якої була прикріплена студентська група теоретичної кібернетики. Її основу складали випускники Київської спеціалізованої школи-інтернату фізико-математичного профілю при КДУ (теперішній Український фізико-математичний ліцей Київського університету). Помітну допомогу в організації навчального процесу цієї групи було надано старшим науковим співробітником Інституту кібернетики АН УРСР В.Г. Боднарчуком. Першим завідувачем (за сумісництвом) кафедри теоретичної кібернетики до дня своєї смерті був академік В.М. Глушков.
Таким чином, залишалося об’єднати ці кафедри, а також кафедру обчислювальної математики механіко-математичного факультету в одне ціле, тобто в факультет кібернетики, що і було зроблено в 1969 році. Спочатку В.М.Глушков поставив питання на Президії Академії наук України про підготовку спеціалістів з кібернетики в вузах України, як того вимагало життя і отримав рішення Президії про надання права передовим вузам України розпочати підготовку кадрів з кібернетичних напрямків.
Того ж дня разом з І.І.Ляшком вони заручилися підтримкою керівництва КДУ – ректора І.Т.Швеця і першого проректора О.М. Маринича – про створення в КДУ факультету кібернетики. За тиждень був отриманий наказ в Міністерстві вищої освіти стосовно відкриття нового факультету кібернетики і почався процес кадрового формування. Були залучені найкращі аспіранти з механіко-математичного факультету, молоді вчені з Інституту кібернетики. Почав роботу факультет з близько 30 викладачами, хоча потреба була в них близько ста. В.М.Глушков залучив до роботи на факультеті таких видатних вчених як В.С. Михалевич і І.В. Сергієнко (майбутні академіки і директори Інституту кібернетики НАН України). Останній плідно працює і зараз (за сумісництвом) на кафедрі обчислювальної математики факультету.
Прихід в університет В.М.Глушкова вніс нову динаміку в життя університету. Він спочатку читав курси з алгебри, потім з кібернетики, проводив диспути, і таким чином привернув увагу і до себе, і до своїх оригінальних ідей. Його асистенти з Інституту кібернетики вели практичні заняття в університеті. Особливо багато уваги В.М. Глушков приділяв всіляким семінарам, був доступним для студентів і слухачів, володів вродженим даром охоплювати все одразу, масштабно, вичленовуючи з максимальною точністю головне і другорядне. З появою В.М. Глушкова на механіко-математичному факультеті, а згодом і на факультеті кібернетики, з’явилися нові навчальні курси, яких у той час не було в інших вузах країни. Це були курси із сучасних проблем кібернетики, теорії автоматів, дискретної математики, теорії алгоритмів, програмування, сучасної алгебри, сучасного математичного аналізу, які згодом стали традиційними. Регулярно з’являлися нові навчальні курси, які відображали нові тенденції в розвитку кібернетики: автоматизація проектування ЕОМ, теорія дискретних перетворювачів і формальних мов, розпаралелювання обчислень, використання імовірнісних методів для розрахунку якісних характеристик технічних та кібернетичних пристроїв.
Для викладання на факультеті кібернетики нових курсів у 1966–1970 роках запрошувалися викладачі КДУ та відомі вчені АН УРСР: професори Є.М. Вавілов, Л.А. Калужнін, Ю.В. Ка-питонова, В.С. Чарін, доцент Л.М.Прокопенко, теперішні член-кореспонденти НАНУ В.В. Анісімов, О.А. Летичевський, В.Н. Редько та К.Л. Ющенко, академіки НАНУ В.С. Королюк і Б.М. Пшеничний. Деякі з них потім перейшли на викладацьку роботу на факультет кібернетики (В.В. Анісімов, В.Н. Редько, В.С. Чарін). У 1970 році на кафедрі теоретичної кібернетики відбувся перший випуск спеціалістів, які отримали дипломи за спеціальністю “математика” та кваліфікацією “теоретична кібернетика”. Випускники кафедри А.В. Анісімов, Б.І. Бойко, В.В. Биць одержали направлення в аспірантуру при кафедрі, після закінчення якої пов’язали свою трудову діяльність з факультетом кібернетики. З 1983 року на кафедрі почав працювати випускник кафедри 1970 року О.В. Лялецький.
Курси, які читав В.М.Глушков та його учні, втілювались в монографії та наукові праці, що були значними подіями в комп’ютерній науці. Так, монографія „Синтез цифровых автоматов” була написана на основі загального курсу, прочитаного на факультеті кібернетики в 60-х роках, монографія „Автоматизация проектирования вычислительных машин”, написана ним разом з Ю.В. Капітоновою та О.А. Летичевським (1975), використовувала матеріали спецкурсів та досліджень, виконаних на кафедрі теоретичної кібернетики. Під керівництвом В.М. Глушкова та за його ідеями було виконано багато визначних піонерських проектів з обчислювальної техніки та математичного забезпечення ЕОМ. Серед них найвідоміші – це машини серії МИР, що випередили майбутні персональні комп’ютери (Державна премія СРСР 1968 року), та макроконвеєрний обчислювальний комплекс. В теоретичних розробках, пов’язаних з цими проектами, брали участь співробітники і студенти факультету кібернетики.
В.М. Глушков вважав, що підготовка дослідників в кібернетиці і розробників засобів обчислювальної техніки повинна включати в себе всі ланки підготовки кадрів, починаючи з середньої школи і закінчуючи інститутом підвищення кваліфікації і підготовки старших наукових співробітників. За ініціативою В.М. Глушкова Інститут кібернетики виступив з багатьма започаткуваннями в цьому напрямку, які були схвалені і підтримані іншими академічними установами і навчальними закладами.
В.М. Глушков брав активну участь в організації фізико-математичних шкіл на Україні, зокрема, спеціалізованої школи-інтернату фізико-математичного профілю при Київському державному університеті ім. Т.Г.Шевченка (1963 р.), яка вже багато років веде цілеспрямовану підготовку абітурієнтів для відповідних вузів країни. Він постійно читав лекції для школярів, запрошуючи для цього й інших співробітників інституту. Сам В.М. Глушков і його учні брали участь в роботі Малої академії наук Криму “Пошуковець”, яка щорічно організовувала збори школярів 7-8 класів для відбору найбільш здібних до математики, фізики, астрономії. Співробітники інституту і університету вели під керівництвом В.М. Глушкова велику шефську роботу з школярами.
В.М. Глушков викладав в КДУ з 1957 р. Лекції, які він читав, завжди приваблювали слухачів багатством фактичного матеріалу, новизною розглянутих проблем та їх оригінальним рішенням. Ось далеко не повний перелік курсів, прочитаний В.М. Глушковим в університеті: “Теорія автоматів”, ”Гомологічна алгебра”, “Теорія і методи проектування ЕОМ”, “Теоретичні проблеми кібернетики”, “Теорія автоматів і проблеми штучного інтелекту”, “Системний аналіз і макроекономічні моделі”, ”Введення в АСУ”, “Сучасні проблеми кібернетики” та інші. Окрім читання курсів лекцій, Віктор Михайлович використовував і інші форми навчання.
За його ініціативою в Інституті кібернетики щорічно (за домовленістю з рядом кафедр факультету кібернетики КДУ, МФТІ і КПІ) було організовано виробниче навчання студентів старших курсів. Мета такого навчання – ознайомлення студентів з проблемами реальних розробок та відбір з числа студентів найбільш здібних до наукових досліджень. Коли на роботу в Інститут кібернетики приходив випускник вузу, який вже пройшов таку підготовку, то значно зменшувалися складності періоду адаптації молодого спеціаліста в науковому колективі, оскільки він уже в загальних рисах був ознайомлений з сучасним апаратом наукових досліджень. Часто виконані студентами дипломні роботи були фрагментами наукових досліджень, які проводилися в Інституті кібернетики.
Як науковий керівник робіт аспірантів Віктор Михайлович відрізнявся багатством ідей, пропонованих для реалізації, їх актуальністю, уважним ставленням до наукових результатів, отриманих аспірантами.
Велике значення для поширення наукових ідей, їх взаємозбагачення і впровадження в конкретні практичні розробки мали наукові конференції, в яких брали участь викладачі і студенти університету і, зокрема, факультету кібернетики. Активну участь в організації цих конференцій брав В.М. Глушков, який був бажаним почесним гостем і плодовитим учасником. Беручи в них участь, викладачі і студенти університету мали прекрасну нагоду обмінятися думками з визначним вченим зі світовим ім’ям.
В.М. Глушков багато зусиль доклав для видання різних матеріалів, необхідних для підготовки висококваліфікованих кадрів. Він активно пропагував науки досягнення країни. Його курси лекцій суттєво впливали на підготовку спеціалістів з кібернетики для галузей промисловості, які випускали обчислювальну техніку. Під керівництвом В.М.Глушкова була проведена величезна робота зі створення і випуску в світ двотомного видання “Энциклопедия кибернетики” (1973 р.), яка була відзначена Державною премією УРСР. Монографічні праці В.М. Глушкова фактично стали першими в нашій країні навчальними посібниками з основ кібернетики, теорії самонастроюваних систем обробки даних, теорії і практики побудови АСУ, автоматизації і проектування обчислювальних машин. В.М.Глушков багато часу приділяв удосконаленню процесу навчання, завдяки чому були розроблені засоби програмованого навчання.
За результатом багатосторонньої наукової, організаційної і педагогічної діяльності В.М. Глушкова була створена київська школа кібернетики. Під його керівництвом було захищено понад 200 кандидатських і 50 докторських дисертацій. Багато його учнів стали видатними спеціалістами в теоретичній та прикладній кібернетиці.
В різні роки на кафедрі ТК працювали професори А.В. Анісімов, В.В. Анісімов, В.С. Донченко, О.К. Закусило, доценти Є.О. Іванов, В.П. Шевченко.
Після смерті В.М. Глушкова в 1982 році завідувачем кафедри теоретичної кібернетики був обраний професор М.Ф. Кириченко, який працював на кафедрі до кінця 1986 року. Під його керівництвом на кафедрі проводилися дослідження та викладалися спецкурси з питань розпізнавання образів, моделювання та інтелектуалізації робототехнічних комплексів.
В кінці 1987 році завідувачем кафедри (за сумісництвом) був обраний видатний учений, академік В.С. Михалевич, директор Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова.
З проміжний період з кінця 1986 року до кінця 1987 року обов’язки завідувача кафедри виконував доцент П.В. Горшков, під керівництвом якого викладачі і співробітники кафедри продовжували поглиблювати та розвивати закладені його попередниками традиційні для кафедри напрямки науково-викладацької діяльності.
Ще під керівництвом М.В. Михалевича викладачі кафедри почали читати потокові лекції з математичної логіки та спецкурси з пошуку логічного виведення та декларативного програмування. Значне перевантаження на основній роботі змусило його передати керівництво кафедрою своєму колезі.
З 1991 до 1994 року кафедру очолював (за сумісництвом) член-кореспондент НАНУ О. А. Летичевський, завідувач відділом рекурсивних обчислювальних машин Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова. Він організував викладання нових спецкурсів із сучасних парадигм програмування, приділяючи головну увагу питанням алгебричного та логічного програмування.
З 1994 року і по теперішній час кафедру очолює професор Ю. А. Бєлов. Під його керівництвом у науково-викладацькій роботі кафедри продовжується розвиток традиційних напрямів, закладених В.М.Глушковим та його послідовниками: дискретної математики, теорії дискретних перетворювачів, автоматів та формальних мов, а також розвиток сучасних парадигм програмування – алгебраїчного, логічного, декларативного, паралельного констрейнтного програмування, автоматизація пошуку доведень теорем та інші питання штучного інтелекту. За останні роки цей список поповнився напрямами, пов’язаними із застосуванням сучасних інформаційних технологій: інформаційна та програмна підтримка керування та обміну фінансовими ресурсами і цінними паперами у банках, акціонерних товариствах; математичні методи й алгоритми інтерпретації вимірювань при проектуванні вимірювально-обчислювальних систем надвисокої точності; сучасні мережеві технології, зокрема INTERNET- технології.
 На поточний момент на кафедрі працює 7 штатних викладачів: професор Бєлов Ю.А., доценти Ставровський А.Б., Трохимчук Р.М., Бичков О.С., Карнаух Т.О., асистенти Потієнко М.В., Коваль Ю.В. та член-кореспондент НАНУ Летичевський О.А. (за сумісництвом). Методичну роботу по кафедрі виконують інженер Пирогова О.Б. і старший лаборант Трощенко К.Д. Значний внесок в організацію навчального процесу на кафедрі внесли Проценко В.С., Чаленко П.Й., які працювали доцентами на кафедрі.
Науково-дослідну роботу на кафедрі очолює завідувач науково-дослідної лабораторії теоретичної кібернетики та дослідження операцій, старший науковий співробітник Касьянюк В.С. До складу лабораторії від кафедри входять наукові співробітники: старші наукові спіробітники Гаркуша Н.І. та Лялецький О.В., молодший.науковий співробітник. Заворотний А.Л, провідний інженер-програміст, що проводить НТР Вольчина І.І., провідний інженер-програміст, що проводить НТР Малютенко Л.М., інженер 1-ої категорії Польща М.В.


Кафедра ТК: сидять зліва направо – Трощенко К.Д., Карнаух Т.О., завідувач кафедри Бєлов Ю.А., Касьянюк В.С., Малютенко Л.М., стоять – Ставровський А.Б., Бичков О.С., Вольчина І.І., Трохимчук Р.М. Гаркуша Н.І.


Основним науковим напрямком кафедри теоретичної кібернетики в останні роки є розробка математичних та інформаційних технологій, що пов’язані з міждисциплінарними підходами, зокрема – побудова математичних і комп’ютерних моделей мислення та пам’яті, ранньої комп’ютерної діагностики та моделювання серцево-судинних, онкологічних захворювань, дослідження динаміки, відновлення аеродинамічних параметрів літаків та інші (наукові керівники – доктор фізико-математичних наук, професор Ю.А. Бєлов, кандидат фізико-математичних наук, доцент О.С.Бичков).
В цілому міждисциплінарний аналіз та синтез природно-наукових дисциплін дозволяє впритул підійти до розв’язання проблеми створення комп’ютерної віртуальної людини. Центральним стратегічним напрямком досліджень є розробка концептуальних кібернетичних уявлень про пам’ять людини і процеси мислення в неї, а також про методи біонічного використання цього уявлення для високо розвинутих систем штучного інтелекту.
Також ведуться наукові дослідження за такими напрямками: методи нелінійної динаміки та детермінованого хаосу в природничих та гуманітарних науках; гібридні моделі неперервно-дискретних процесів; автоматизація пошуку доведень; конструктивний аналіз; методи розпізнавання образів та теорія автоматів; розробка основ математичної теорії вимірювально-обчислювальних систем надвисокої розмірності; розробка основ математичної теорії можливостей та її застосування, в тому числі для розв’язання задач комп’ютерної обробки, аналізу, інтерпретації та розпізнавання образів; моделювання та дослідження сенсорних систем; комп’ютерне моделювання генних та ієрархічних нейронних сіток; розробка нових методів моделювання та дослідження складних динамічних систем, на базі гібридного підходу.
Особливу увагу викладачі кафедри приділяють науковій роботі студентів. За останні роки студентами кафедри теоретичної кібернетики ведуться роботи за такими тематиками: “Математичні моделі фокусу зорової уваги людини”, “Нейросітковий підхід до комп'ютерної імітації процесів роботи пам'яті”, “Створення тривимірної фрактальної моделі серцево-судинної системи людини та моделювання геодинаміки”, “Нейронна сітка змінної структури для моделювання психоемоційних процесів”, “Побудова комп’ютерної моделі спірального серця”, “Побудова моделі простору можливостей із застосуванням дуальних мір” та багато інших цікавих прикладних робіт. Кращі студенти та аспіранти кафедри проходять навчання в школах НАТО (International Summer School Marktoberdorf NATO Security Trough Science Committee) в галузі інформаційних технологій, виступали з доповідями в провідних наукових установах: у Великобританії (Гінгстон, Європейська молекулярна біологічна лабораторія – Європейський інститут біоінформатики), в Росії (м. Пущіно, Інститут біофізики), у Німеччині (м. Дрезден, Інститут Макса Планка). Їх роботи нагороджені грамотами Президії НАН України та опубліковані у фахових виданнях.
За ініціативою кафедри для виступів перед студентами, викладачами кафедри і факультету запрошувались представники транснаціональних комп’ютерних фірм Digital, IBM, Compaq, Oracle, Sequent, а також директор Інституту інформатики Майнцського університету професор Г. Геттлер, доктор фізико-математичних наук професор Московського університету, завідувач кафедри комп’ютерних методів фізики Ю.П. Пит’єв, віце-президент KSB Bank Austria Gruppe У. Кестенбауер, професори Т. Мроцовскі (Американський університет, м. Вашингтон, США) та Й.Мар’янович (Oracle, США).
Кафедра підтримує творчі зв’язки з різними науковими установами, співробітники кафедри беруть активну участь у виконанні генеральної угоди про творче співробітництво із Інститутом кібернетики НАНУ. Співробітники кафедри беруть участь у виконанні міжнародних ІNТАS-проектів.
Активно співробітники кафедри співпрацюють з МДУ ім. М.В. Ломоносова (Росія), зокрема з кафедрами комп’ютерних методів фізики фізичного факультету, дослідження операцій факультету обчислювальної математики та кібернетики, вищої нервової діяльності біологічного факультету, математичної кібернетики, обчислювальних методів факультету обчислювальної математики і кібернетики, комп’ютерних методів фізики фізичного факультету, а також Університетом “Париж-12” (Франція), Інститутом серцево-судинної хірургії ім. М.М. Амосова АМН України, Українським науково-дослідний інститутом онкології АМН України, Авіаційним науково-технічним комплексом імені О.К. Антонова.


Зустріч у Штутгарті (ФРН, 1989): професори Бєлов Ю.А., Клімантович Ю.Л. (фіз. фак. МДУ) та Герман Хакін – директор інституту теоретичної фізики і синергетики Штутгартського університету.


Метою такого наукового співробітництва є координація зусиль студентів, аспірантів, професорсько-викладацького складу кафедри і лабораторії у розробці нових наукомістких і комп’ютерних технологій як в традиційних (фізика, математика, синергетика), так і в нових нетрадиційних областях (біоінформатика, медична інформатика, нейроінформатика та інші), а також оперативне впровадження і використання корисних спільних наукових досягнень і наукомістких технологій в навчальний процес на кафедрах і факультетах Київського національного університету імені Тараса Шевченка.
Основні результати наукових досліджень доповідаються на наукових семінарах “Сучасні аспекти кібернетики”, науковий керівник – професор Ю.А. Бєлов, “Міждисціплінарні комп’ютерні технології”, науковий керівник – доцент О.С. Бичков.
При кафедрі працює неприбутковий фонд молекулярної біології і інформатики, якому в 2008 році виповнюється 14 років (президент фонду член-кореспондент НАНУ Самойленко Ю.І.).
Протягом усього свого існування кафедра бере активну участь в організації та проведенні олімпіад різного рівня з інформатики та підготовці команд студентів і школярів до участі у міжнародних олімпіадах. Учасниками міжнародних і всеукраїнських олімпіад з інформатики були студенти кафедри Шевченко О., Зновяк Ю., Аксьонов П., Ягіяєв Ш., Грушецький О., Рибак М., Ткачук С., Яковенко Б., Вєтров В., Ямборак Р., Пантелеймонов О., Гончаренко С., Жук С., Трегубенко А., а команда факультету, яку готують співробітники кафедри, традиційно посідає високі місця на міжнародних змаганнях у Південно-східному Європейському регіоні (півфінал світу: 2002, Румунія, 1 місце; 2004, Румунія, 3 місце; 2005, Румунія, 1 місце; 2007, Румунія, 3 місце; фінал світу: 2002/2003, США, бронза; 2007, Корея, 2 місце). Студенти, які спеціалізуються на кафедрі, впродовж усього терміну навчання мають середній бал вище 4,5.
Випускники кафедри, студенти та аспіранти мають рівень підготовки, достатній для перемоги у конкурсах на отримання престижних посад як в українських, так і в іноземних компаніях, працюють практично в усіх провідних банках України.
За період існування кафедри її викладачами і науковцями було опубліковано понад 1000 наукових праць, серед них біля 20 монографій та 50 навчальних посібників та методичних розробок, захищені 1 докторська і 9 кандидатських дисертацій. Члени кафедри виступали з доповідями на численних міжнародних і вітчизняних конференціях, семінарах, робочих групах, брали участь у виконанні багатьох держбюджетних та господарсько-договірних тем.