Как Международный университет Ала-Тоо готовит hardware-инженеров

О развитии hardware-направления в вузе

Hardware-направление активно развивается в Международном университете Ала-Тоо с 2021 года. За это время вуз сформировал широкопрофильную экосистему для подготовки специалистов в области проектирования, разработки и внедрения аппаратных решений: информатика и вычислительная техника, прикладная математика и информатика, управление качеством и электроника и наноэлектроника.

Основную роль в подготовке hardware-инженеров играет факультет инженерии и информатики, а также профильные кафедры, такие как кафедра информатики и вычислительной техники и кафедра прикладной математики и информатики.

Цель университета — формировать поколение лидеров в области программной инженерии, способных создавать инновационные решения, интегрировать их в индустриальные процессы и развивать технологическое предпринимательство. Вуз делает ставку на практико-ориентированное обучение, взаимодействие с индустрией и поддержку студенческих инициатив.

Лаборатории и учебные классы

В распоряжении студентов — лаборатория электроники и прототипирования, четыре компьютерные лаборатории для работы над программными решениями, Apple лаборатория, а также Центр инноваций и исследований с четырьмя мощными компьютерами, способными тренировать модели ИИ на основе компьютерного зрения и глубокого обучения, CISCO Academy Support Center — сертифицированный центр для поддержки Академий обучения по стандартам Cisco, Oracle Strategeast образовательная инициатива.

Чаще используются современные платформы — Arduino, Raspberry Pi, NVidia Jetson Nano, STM32, FPGA-модули, 3D-принтеры и лазерные граверы, Meta Quest 2, беспилотные летательные аппараты Clover 4, но также и классические инструменты, например паяльные станции. Студенты также работают с CAD/CAM-системами и средами разработки встроенного ПО.

Можно выделить следующие категории ПО, наиболее релевантные для работы с hardware и низкоуровневыми системами:

Анализ и диагностика оборудования:

— CPUID CPU-Z — инструмент для мониторинга характеристик процессора, памяти и других компонентов ПК
— Microsoft Azure Compute/Storage Emulator — эмуляция облачных сервисов для тестирования распределенных систем
— VirtualBox — виртуализация для тестирования разных ОС и конфигураций
— Kali Linux — специализированный дистрибутив для тестирования безопасности и сетевого оборудования.

Разработка и программирование для встроенных систем:

— Cisco Packet Tracer — симулятор сетевого оборудования для проектирования и тестирования сетевых конфигураций
— Intel C++ Redistributables — библиотеки для разработки под архитектуру Intel
— Python, Java SE Development Kit, Git — инструменты для написания и отладки кода, в том числе для микроконтроллеров и встраиваемых систем
— Android Studio, Unity Hub – разработка приложений под мобильные и IoT-устройства. Разработка игр и приложений виртуальной реальности.

Работа с микроконтроллерами и FPGA:

— Autodesk Fusion 360 — CAD/CAM-система с поддержкой проектирования электронных компонентов
— PyCharm, Visual Studio Code — среды разработки с поддержкой языков, используемых в embedded-системах
— DBeaver, PostgreSQL — работа с базами данных, актуальными для систем сбора данных с датчиков.

Тестирование и отладка:

— OBS Studio — запись и анализ работы систем в реальном времени
— Wireshark — анализ сетевого трафика
— 7-Zip, Torrent — вспомогательные утилиты для работы с прошивками и образами.

В лабораториях представлен широкий спектр ПО, подходящего для работы с hardware, embedded-системами, сетевым оборудованием и низкоуровневой разработкой. Наиболее важные инструменты:

— Cisco Packet Tracer, сети
— CPUID CPU-Z, диагностика железа
— VirtualBox & Kali Linux, тестирование и безопасность
— Autodesk Fusion 360, проектирование
— Python/C++/Java, программирование для микроконтроллеров.

Для более узкоспециализированных задач может потребоваться дополнительное ПО, но текущий набор покрывает базовые потребности hardware-направления.

Учебный процесс и проекты студентов

Учебный план включает профильные курсы по схемотехнике, цифровой электронике, микроконтроллерам, встраиваемым системам, промышленной автоматике, IoT, робототехнике и прототипированию. Особое внимание уделяется междисциплинарности — студенты также изучают основы стартапов и проектного менеджмента, публичные выступления и межперсональные коммуникации. В рамках учебного процесса и индивидуальных проектов, каждый студент развивает свое направление по одному из четырех ключевых векторов:

1. Стартапы — создание собственных продуктов и команд, участие в акселераторах и привлечение инвестиций.
2. Патентование — разработка уникальных технических решений и оформление патентов.
3. Научная деятельность — участие в исследованиях, публикация статей и работа над научными грантами.
4. Внедрение готовых решений в производство — сотрудничество с предприятиями для адаптации студенческих разработок к реальному производству.

Активно поддерживаются студенческие проекты как внутри вуза, так и за его пределами. Студенты участвуют в исследовательских программах, акселераторах Accelerate Prosperity  и стартап-конкурсах Student Startup. Университет предоставляет менторскую поддержку и инфраструктуру для реализации проектов на всех стадиях.

Международный университет Алa-Too сотрудничает с отечественными и международными технологическими компаниями EPAM, JICA, Кыргыз Индустрия, НурТелеком, Мегаком. Благодаря такому сотрудничеству студенты имеют возможность проходить стажировки и практику.

Будущее и перспективы

В университете уже запланировано открытие лаборатории киберфизических систем и компьютерного зрения и обработки изображения посредством ИИ и робота руки для выполнения точных процессов в области электроники и микроэлектронки. Также планируется внедрение образовательных модулей, связанных с применением ИИ в hardware-системах и цифровым моделированием производственных процессов.

Успешные выпускники и студенты устраиваются в высокотехнологичные компании, открывают собственные стартапы, патентуют изобретения и участвуют в научных проектах. Университет активно старается содействовать трудоустройству и продвижению выпускников на рынок на самых ранних этапах их образовательной траектории.