ИНСТИТУТ ЕВРОПЕЙСКИХ КУЛЬТУР

Основы информационных технологий: нейроинформатика

А.С. Строгалов, кандидат физ.-мат. наук, профессор
 

Аннотация

Лекционный курс "Основы информационных технологий: нейроинформатика" рассчитан на преподавание в течение одного учебного семестра: 18 часов лекционных занятий; в конце семестра проводится зачет. Лекции читаются в первом семестре слушателям 1 курса ИЕК (специальность 020600 "Культурология").

Настоящий курс является пропедевтическим курсом и ставит целью знакомство слушателей с современными методами дискретного моделирования и теории алгоритмов как важнейших теоретических основ компьютерных информационных технологий. Особое внимание уделено главным понятиям, выработанным и уточненным наукой в ХХ веке - понятию алгоритма, управляющей системы и распределенным вычислительным сетям.

Настоящий курс опирается на имеющуюся научную литературу (как специального так и научно-популярного характера), которая включена в рекомендуемый список литературы и в списки, прилагаемые к отдельным лекциям.

Учитывая, как правило, слабое знакомство специалистов-гуманитариев с тематикой курса, предполагается активное участие слушателей в обсуждении вопросов лекционного материала на основе предварительного знакомства слушателей с читаемой тематикой по рекомендованной литературе.

Целью курса является знакомство с современными теоретическими моделями и методами дискретной математики лежащими в основе компьютерных информационных технологий, в том числе и с историей идей их создания.

Задача: предварительное знакомство с процессами дискретного моделирования и с возможными путями их применения в различных областях знаний. Приобретенные знания достаточны для понимания общих вопросов дискретного моделирования.
 

Требования к уровню освоения содержания курса

Студент, прослушавший курс должен знать:

1. Исторический аспект возникновения и развития ключевых понятий, обсуждаемых в лекционном материале (дискретное и непрерывное, алгоритм, формальная система и т.д.).
2. Общие характеристики и свойства дискретных управляющих систем и дискретных моделей.
3. Особенности моделей нейросетевого характера и способы их применения в различных областях знания.

Содержание курса

Часть первая

Тема 1. Вводная лекция. Дискретные и непрерывные объекты в математике. Апории Зенона. Что такое точка, линия, число? (от Евклида до современности). Вера и красота в математике.

Тема 2. Предистория информатики. Кибернетика и ее роль в точных и гуманитарных науках конца ХХ века.

Тема 3. Развитие вычислительной техники: от компьютера К. фон Цузе до современных ПК и суперкомпьютеров. Архитектура Дж. Фон Неймана и ее "узкое" место. Параллельные вычисления.

Тема 4. Понятие управляющей системы (структура и функционирование). "Черный" ящик. Дискретные функции, автоматы, сети из автоматов (клеточные автоматы).

Тема 5. Модели алгоритмов: А.Тьюринг, Э.Пост, А.Марков. Тезис Черча. Игра "Жизнь" как одна из универсальных моделей алгоритма.

Тема 6. Последовательные и параллельные вычисления. Формальные модели нейронов У. Мак-Каллока, У. Питтса. Нейронные сети. Нейрокомпьютеры.

Тема 7. Персептроны и распознавание образов.

Тема 8. Что могут нейронные сети: от решения простейших задач к промышленному их применению.

Тема 9. Обучение с "учителем" и без "учителя". Архитектура нейронных сетей. Механизмы обучения нейронных сетей.