Какие предметы изучают на факультете искусственного интеллекта

Какие предметы изучают будущие «спецы» по искусственному интеллекту

16 декабря 2025 г.

Математические методы анализа данных

Математические методы анализа данных — базовая дисциплина, которая формирует фундамент для работы с данными и алгоритмами ИИ с использованием математики и статистики.

В рамках предмета изучают:

основы теории вероятности и случайных процессов;
методы статистического анализа и проверки гипотез, в том числе градиентные методы;
линейную алгебру и матричные вычисления (метрики, матрицы);
оптимизационные алгоритмы;
основные модели машинного обучения (линейную и логистическую регрессию, SVM);
основы дискретной математики.

Математические методы анализа данных включены в программу обучения на 1 и 2 курсах бакалавриата.

Это интеллектуальная и информационная база для будущих специалистов по ИИ. Полученные знания помогают понять, как выстроена работа алгоритмов, интерпретировать результаты моделирования, корректно анализировать данные, разрабатывать собственные модели и уместно применять современные AI-технологии.

Теория вероятностей и математической статистики

Теория вероятностей и математическая статистика — это фундаментальная дисциплина, которая занимается изучением закономерностей случайных явлений и обработкой эмпирических данных.

Предмет изучают на 1 и 2 курсах бакалавриата, как правило, сразу после курса математических методов анализа данных.

Программа обучения включает такие темы:

основы теории вероятностей (аксиоматика, события, вероятность, условная вероятность, независимость событий);
случайные величины и их распределения;
закон больших чисел и центральная предельная теорема;
статистическое оценивание и проверка гипотез (А/В-тестирование);
регрессионный анализ и дисперсионный анализ;
принципы построения доверительных материалов.

Эти знания необходимы, чтобы выстраивать модели машинного обучения, оценивать качество, выбирать правильные подходы к обработке данных, правильно интерпретировать неопределённость и строить надёжные прогнозы в условиях неполной информации.

Введение в искусственный интеллект

Введение в искусственный интеллект знакомит студентов с базовыми понятиями, принципами и методами искусственного интеллекта, формирует общее представление об отрасли ИИ и его приложениях.

Концепция обучения:

История и философия ИИ: от истоков кибернетики до современных глубоких нейронных сетей.
Основные области, функции и задачи: интеллектуальный поиск, логический вывод, представление знаний, компьютерное зрение, обработка естественного языка (NLP), робототехника.
Базовые методы и алгоритмы: простейшие алгоритмы поиска (например, поиск в ширину/глубину), экспертные системы.
Современный контекст: место машинного и глубокого обучения в экосистеме ИИ, обсуждение возможностей и ограничений технологии.
Социально-этические аспекты: проблема смещения в данных (bias), доверие к AI-системам, влияние на рынок труда, вопросы ответственности.

Дисциплина обычно преподаётся на младших курсах бакалавриата (1 или 2 курс).

Курс формирует общую картину и словарь, позволяя студентам понять широту области ИИ и взаимосвязь между её разделами, освоить термины. Обучение помогает определить область интересов для последующей специализации (например, в NLP, Computer Vision или Robotics).

Машинное обучение (Machine Learning, ML)

Машинное обучение — научная дисциплина, направленная на разработку алгоритмов и методик, позволяющих компьютерам автоматически улучшать свою производительность путём накопления опыта на основе данных.

Курс охватывает:

Основные парадигмы обучения: с учителем (классификация, регрессия), без учителя (кластеризация, снижение размерности), с подкреплением.
Фундаментальные алгоритмы: линейное моделирование, метод опорных векторов (SVM), ансамбли (Random Forest, градиентный бустинг), базовые нейронные сети.
Полный жизненный цикл модели: от предобработки данных и Feature Engineering до оценки, валидации, подбора гиперпараметров и анализа ошибок.
Принцип работы с современными фреймворками, такими как Scikit-learn, PyTorch и TensorFlow.

Обучение проходит на средних курсах бакалавриата (2–3 курс) или на ранних этапах магистерской программы. Цель курса — научить студентов создавать умные проекты и реализовывать системы, способные учиться самостоятельно. Это основа всех узких специализаций в ИИ.

Разработка на Python/С#/С++

Разработка программного обеспечения на языках Python, C#, C++ направлена на освоение практических навыков написания качественного и эффективного кода. Каждый изучаемый на курсе язык программирования востребован для развития промышленных систем искусственного интеллекта.

Курс сфокусирован на синтаксисе, парадигмах и экосистеме выбранных языков:

Python: базовый синтаксис, структуры данных, ООП, работа с библиотеками для анализа данных (NumPy, Pandas), основы асинхронного программирования. Это стандарт для прототипирования.
C++: управление памятью, компиляция, шаблоны, стандартная библиотека (STL), основы высокопроизводительных вычислений.
C#: платформа .NET, архитектура приложений, современные языковые возможности (LINQ, асинхронность), работа с базами данных через Entity Framework.
Общие принципы: алгоритмы и структуры данных, отладка, тестирование, работа с системами контроля версий (Git), стиль кодирования.

Это один из первых профильных предметов, изучаемый с 1 курса бакалавриата. Каждая лекция и каждое практическое занятие помогают специалистам ИИ осваивать инструменты реализации любых алгоритмов и систем.

Анализ больших данных (Big Data Analysis)

Анализ больших данных — прикладная дисциплина, посвящённая методам, технологиям и инструментам для обработки, хранения и анализа чрезвычайно больших (объёмом от терабайта), сложных и быстрорастущих наборов данных, которые невозможно обработать традиционными способами.

Курс охватывает:

Архитектуры и платформы для распределённой обработки данных: экосистемы Hadoop и Apache Spark, принципы парадигмы MapReduce.
Специализированную систему хранения: распределённые файловые системы (HDFS), NoSQL (например, Cassandra, MongoDB) и колоночные базы данных.
Методы и инструменты для инженерии данных: создание конвейеров (pipelines) ETL/ELT, организацию Data Lakes, потоковую обработку (Apache Kafka, Apache Flink).
Принципы облачных вычислений для работы с большими данными (на примере сервисов AWS, Google Cloud, Yandex Cloud).

Предмет изучают на 3 или 4 курсе бакалавриата или в магистратуре, так как он требует знаний по информатике, программированию, алгоритмам, базам данных и основам машинного обучения.
Навыки важны для реализации промышленных AI-решений, в частности для эффективного обучения моделей, особенно глубоких нейронных сетей, требующих огромных вычислительных ресурсов и датасетов, а также для построения целостных ML-продуктов.

Анализ графов

Анализ графов (Graph Analysis) — дисциплина, в рамках которой изучают методы представления, обработки и анализа данных, имеющих структуру графа — множества связанных между собой объектов (вершин) и их связей (рёбер). Это ключевой инструмент для работы со сложными сетями и взаимосвязями.

Курс охватывает:

Основы теории графов: типы графов (ориентированные, неориентированные, взвешенные), основные понятия (пути, циклы, связность).
Классические алгоритмы: поиск в ширину и глубину (BFS/DFS), алгоритмы нахождения кратчайших путей (Дейкстры, Флойда-Уоршелла), обходы и топологическая сортировка.
Методы анализа графов: выявление сообществ (community detection), расчёт центральности вершин, анализ свойств сетей (коэффициент кластеризации, «шесть рукопожатий»).
Прикладные технологии: графовые базы данных (Neo4j), фреймворки для распределённой обработки графов (Apache Giraph).

Предмет включён в программу обучения на 3 курсе бакалавриата, после освоения дискретной математики, алгоритмов и структур данных и основ программирования.

Поскольку графы — универсальная модель для описания связей, критичная во многих передовых областях ИИ, специалистам нужны эти знания для анализа социальных сетей, обработки естественного языка (NLP), а также в компьютерном зрении, биоинформатике и химии.

Обработка текстов на естественном языке (Natural Language Processing, NLP)

Обработка текстов на естественном языке (Natural Language Processing, NLP) — прикладная дисциплина на стыке лингвистики, машинного обучения и компьютерных наук. Она изучает методы и алгоритмы, позволяющие компьютерам понимать, интерпретировать, генерировать и манипулировать человеческим языком.

В рамках курса студенты осваивают:

Основные задачи NLP: токенизация, лемматизация, определение части речи (POS-теггинг), распознавание именованных сущностей (NER), анализ тональности, машинный перевод, вопросно-ответные системы, суммирование текстов.
Ключевые архитектуры и модели: от классических методов (Bag of Words, TF-IDF) и статистических моделей до современных нейросетевых подходов, включая рекуррентные сети (RNN), архитектуру Transformer и предобученные языковые модели (BERT, GPT и их аналоги).
Работу с библиотеками и фреймворками, такими как NLTK, spaCy, Hugging Face Transformers, для практической реализации пайплайнов обработки текста.
Комплекс лингвистических основ: синтаксис, семантика, работа с многозначностью и контекстом.

Предмет проходят на 4 или 4 курсе бакалавриата или в магистратуре. Студенты формируют технологические навыки работы с state-of-the-art технологиями, такими как большие языковые модели (LLM), которые становятся базовой инфраструктурой для многих инноваций в ИИ.

Компьютерное зрение (Computer Vision, CV)

Компьютерное зрение (Computer Vision, CV) — дисциплина, которая изучает методы и алгоритмы, с помощью которых компьютеры могут получать, обрабатывать, анализировать информацию на изображениях и видео.

Студенты проходят такие темы:

классификация, обнаружение, сегментация, свойства объектов;
архитектура нейросетей (свёрточные CNN, трансформеры);
работа с фреймворками (OpenCV, PyTorch);
обработка видеопотоков.

Предмет углублённого уровня, изучается на 3–4 курсе или в магистратуре после основ машинного обучения.

Темы направлены на освоение навыков для создания автономных систем, медицинской диагностики, систем распознавания лиц, дополненной реальности и промышленной автоматизации.

Глубокое обучение (Deep learning)

Глубокое обучение (Deep Learning) — продвинутый раздел машинного обучения. Основой выступает использование многослойных искусственных нейронных сетей. С их помощью возможно автоматически извлечь сложные признаки из данных.

Направления лекций и практики:

Архитектуры нейросетей: свёрточные (CNN) для изображений, рекуррентные (RNN) и трансформеры для последовательностей, генеративные состязательные сети (GAN).
Обучение с использованием фреймворков TensorFlow/PyTorch.

Предмет проходят на 3 и 4 курсе или в магистратуре, после освоения основ ML, линейной алгебры и программирования.

Смысл обучения для будущих специалистов заключается в освоении ключевых технологий для прорывных задач ИИ: компьютерного зрения, NLP, создания генеративных моделей (текст, изображение, звук) и автономных систем.

Теория статистических решений

Теория статистических решений посвящена изучению методов принятия рациональных решений в условиях неопределённости и риска. Дисциплина объединяет элементы теории вероятностей, математической статистики и оптимизации для разработки алгоритмов оптимального выбора действий.

Процесс обучения включает темы:

оптимальные стратегии принятия решений;
байесовский подход к принятию решений;
критерии выбора решений (средняя ошибка, минимаксный критерий);
риск и выгода в принятии решений;
применение статистических критериев для проверки гипотез.

Дисциплину часто включают в учебные планы 3 и 4 курсов бакалавриата или магистратуры. Она служит основой для построения многих алгоритмов машинного обучения.

Управление производственным процессом разработки ПО

Управление производственным процессом разработки ПО — прикладная дисциплина об организации и методологиях эффективной командной разработки программного обеспечения, включая AI-проекты.

Основные темы: гибкие методологии (Agile, Scrum), DevOps-практики, инструменты управления проектами (Jira, Git), принципы CI/CD, характеристики и жизненный цикл ML-решений (MLOps).

Предмет включают в программу на старших курсах или в магистратуре, параллельно с курсами по проектной деятельности. Будущие специалисты ИИ развивают когнитивные способности, получают навыки работы в команде, управления реальными проектами и промышленной эксплуатации AI-решений.

Английский для IT-специалистов

Английский для IT-сферы — специализированный языковой курс, направленный на формирование навыков профессионального общения, чтения технической документации и участия в международной IT-среде.

Это непрерывная параллельная дисциплина на 1–3 курсах. Студенты кратко изучают и совершенствуют техническую терминологию в области ИИ, речевые навыки, курс о компьютерах и письменности.

Английский — основной язык, которым пользуется мировая наука и IT-индустрия. Он открывает доступ к актуальным исследованиям, фреймворкам, работе в международных компаниях и на open-source проектах.