Detail předmětu

Systémy odolné proti poruchám

FIT-SPPAk. rok: 2022/2023

Principy odolnosti proti poruchám, datové a obvodové struktury, techniky kódování. Kódy pro zabezpečení a opravu informace, informační redundance. Lineární blokové kódy: Hammingovy kódy, paritní kódy. Maticový popis kódů. Princip a konstrukce konečných těles. Cyklické kódy: principy a vlastnosti, CRC, BCH a Reed-Solomonovy kódy. Architektury kódů pro paměti Flash a CDROM. Úvod do kvantového počítání, kvantově inspirované kódy pro opravy chyb. Odolnost na úrovni VLSI. Zabezpečení v komunikačních sítích, odolné distribuované systémy.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Výsledky učení předmětu

Zvládnuté přístupy k vytváření odolnosti proti poruchám obvodovými a softwarovými prostředky.

Způsob a kritéria hodnocení

Vypracování projektu v podobě studia zvoleného článku a jeho presentace.

Učební cíle

Seznámit studenty s různými formami redundance a jejich využitím k vytváření počítačových systémů pracujících správně i za přítomnosti poruch nebo chyb v datech.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vypracování a prezezntace projektu, závěrečná zkouška.

Základní literatura

Dumas, J.-G., Roch, J.-L., Tannier, E., Varrette, S.: Foundations of Coding: Compression, Encryption, Error Correction. Wiley-Blackwell, 2015
Jiang, Y.: A Practical Guide to Error-Control Coding Using MATLAB. Artech House, 2010
Koren, I., Krishna, C. M.: Fault-Tolerant Systems, 2. vyd., Morgan Kaufmann, 2020
Lin, S., Costello, D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2. vyd., PEARSON, 2010
Sanvicente, E.: Understanding Error Control Coding. Springer, 2019

Doporučená literatura

Dumas, J.-G., Roch, J.-L., Tannier, E., Varrette, S.: Foundations of Coding: Compression, Encryption, Error Correction. Wiley-Blackwell, 2015
Jiang, Y.: A Practical Guide to Error-Control Coding Using MATLAB. Artech House, 2010
Koren, I., Krishna, C. M.: Fault-Tolerant Systems, 2. vyd., Morgan Kaufmann, 2020
Lin, S., Costello, D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2. vyd., PEARSON, 2010
Sanvicente, E.: Understanding Error Control Coding. Springer, 2019

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBI , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MGM , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIN , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MMM , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MPV , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MSK , 0 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NADE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NBIO , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NCPS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NEMB , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NGRI , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NHPC , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NIDE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NISD , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NISY do 2020/21 , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NMAL , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NMAT , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NNET , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NSEC , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NSEN , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NSPE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NVER , 0 ročník, letní semestr, povinný
    specializace NVIZ , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NISY , 0 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program RRTES_P magisterský navazující

    specializace RRTS , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NEMB do 2021/22 , 0 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.
doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

  1. Úvod, základní pojmy, struktury a techniky systémů odolných proti poruchám. Třídy aplikací.

  2. Způsoby dosažení odolnosti proti poruchám: obvodová, datová a smíšená redundance.

  3. Základní kódy pro zabezpečení dat a jejich vlastnosti: paritní kódy, kontrolní součet, kódy m z n, aritmetické kódy, zbytkové kódy.

  4. Lineární blokové kódy: Hammingovy kódy, řídké paritní kódy. Maticový popis kódů.

  5. Cyklické kódy: principy, obvodová realizace. Kódy CRC.

  6. Konečná tělesa pro pokročilé cyklické kódy.

  7. Pokročilé cyklické kódy: BCH kódy, Reed-Solomonovy kódy.

  8. Odolnost proti chybám v pamětech: Flash, CDROM. Kódy pro digitální vysílání DVB-T2. Princip RAID.

  9. Úvod do kvantového počítání: základní pojmy, matematické struktury, operátory, kvantová hradla a obvody.

  10. Oprava chyb v kvantových výpočtech.

  11. Programování a simulace kvantového výpočtu a kvantově inspirované opravy chyb.

  12. Odolnost na úrovni VLSI, radiační odolnost. Zabezpečení v komunikačních sítích, odolné distribuované systémy.

Projekt

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

Studium a prezentace odborného článku formou přednášky v rozsahu cca 15 minut.