Комп'ютерна фізика

Комп’ютерна фізика — високопрофесійна міждисциплінарна дослідницька сфера, яка останнім часом демонструє величезне зростання. Розроблення новітніх методів обробки експериментальних даних, зокрема зображень, є одним із найпопулярніших завдань сучасної науки.

Комп’ютерна фізика — це сучасна освітня програма, спрямована на підготовку висококваліфікованих спеціалістів з прикладної фізики, комп’ютерного моделювання, аналізу даних, оброблення зображень та керування експериментом. Такі фахівці здатні вирішувати весь спектр питань, пов’язаних, зокрема, зі складними фізичними системами, розробленням альтернативних джерел енергії, створенням програмного забезпечення та комп’ютерним моделюванням енергетичних систем, обробленням зображень у медичних та енергетичних застосуваннях задач прикладної фізики.

Освітня програма орієнтовна на засвоєння теоретичних знань і практичних навичок роботи із застосуванням сучасних комп’ютерних технологій у галузі оброблення зображень, що є необхідною умовою для проведення успішних досліджень складних фізичних, технічних та енергетичних систем. При цьому роль комп’ютерної техніки не зводиться тільки до проведення складних і громіздких обчислень, наприклад, обчислень інтегралів або чисельного розв’язання диференціальних рівнянь, а також для моделювання фізичних процесів, проведення комп’ютерного експерименту та керування складними системами.

Перевагою комп’ютерних методів є можливість проведення обчислювальних експериментів, що моделюють проектовані дослідницькі або промислові установки, дозволяючи тим самим не тільки визначити характеристики і параметри майбутніх установок, але й заощадити час і зменшити фінансові витрати.

Окремою, значною областю застосування комп’ютерних технологій є комп’ютерне забезпечення фізичних досліджень і керування фізичними процесами в різних технічних застосуваннях. Програмувальна електроніка дозволяє проводити автоматичний збір даних, керувати системами і механізмами з високою ефективністю, вирішуючи, наприклад, в енергетичних пристроях, проблему підвищення коефіцієнта корисної дії. Оброблення й аналіз даних експерименту також є одним із застосувань комп’ютерної фізики в енергетиці та медицині. При цьому все більшого значення набуває візуалізація оброблених результатів як у дослідницьких, так і в освітніх цілях.

Після проходження та засвоєння освітньої програми випускники кафедри інформаційних технологій у фізико-енергетичних системах отримують фундаментальні та прикладні знання в галузях моделювання процесів у фізичних та енергетичних системах, комп’ютерної візуалізації та оброблення даних, обчислювальної фізики. Випускники кафедри можуть працювати в дослідницьких інститутах, на підприємствах у сфері інформаційних технологій, на виробничих закладах та організаціях різної форми власності, а також на енергогенерувальних та енергорозподільних підприємствах України.

Студенти опанують фахові компетенції:

• здатність обирати методи та методики розв’язання типових спеціалізованих задач в галузі прикладної фізики та проведення дослідження відповідно до сформульованого завдання;
• знання сучасних уявлень про основні теоретичні чи експериментальні методи проведення наукового дослідження фізичних об’єктів та технологічного процесу їхнього створення;
• здатність використовувати чисельні методи для наближеного розв’язання прикладних задач;
• володіння методами математичної обробки результатів дослідження та математичного моделювання;
• здатність до теоретичного аналізу, зіставлення теоретичних результатів з експериментальним даними;
• здатність володіти навичками роботи з комп’ютером на рівні просунутого користувача, використовувати інформаційні технології та інтернет-ресурси для розв’язання теоретичних експериментальних і прикладних завдань у галузі професійної діяльності.

Розроблення нових методів оброблення експериментальних даних, зокрема зображень є одним з найпопулярніших завдань сучасної науки.

Велика кількість дослідницьких груп по всьому світу розробляють нові алгоритми оброблення зображень, розвивають та вдосконалюють наявні методи, створюють прикладні інструменти і впроваджують результати своїх розробок у прикладних пакетах, які знаходять застосування в багатьох галузях науки, медицини, енергетики та інформатики.

За бажанням випускники можуть продовжувати навчання в аспірантурі Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна або Інституті проблем машинобудування НАН України.