Detail předmětu

Systémy odolné proti poruchám

SOD Ak. rok 2020/2021 letní semestr

Principy odolnosti, struktury, techniky. Kódy pro zabezpečení a opravu informace. Konečná tělesa. Cyklické kódy, Fireovy kódy, Galoisova konečná tělesa. kódy BCH a RS. Modelování, odhady a řízení spolehlivosti. Bezpečné systémy. Architektura odolných systémů. Odolnost na úrovni VLSI. Odolnost proti radiaci. Odolnost v jednotkách počítačů, pamětech, v počítačových systémech a komunikačních sítích. Odolné a bezpečné řídicí systémy. Distribuované odolné systémy, odolnost programového vybavení.

Okruhy otázek  k SDZ

  1. Principy, metody a parametry bezpečných a odolných systémů.
  2. Paritní kódy, vícerozměrné paritní kóody, řídké paritní kúody LDPC, aritmetické kódy. Kódy Raptor.
  3. Hammingovy kódy včetně slabikových, maticový popis kódování a dekódování.
  4. Cyklické kódy, základní a rychlý výpočet CRC.
  5. Konstrukce konečného tělesa GF(n), minimální polynomy.
  6. Konstrukce a použití BCH a RS kódů.
  7. Časová redundance, radiační odolnost.
  8. Odolnost ve VLSI strukturách (paměti a multiprocesory), rekonfigurace, izolace poruch a chyb.
  9. Odolnost v komunikačních strukturách.
  10. Základní přístupy k tvorbě odolného software, Byzantská shoda.

 

Garant předmětu

Zástupce garanta předmětu

Bidlo Michal, Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)

Jazyk výuky

český

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

70 zkouška, 30 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Zvládnuté přístupy k vytváření odolnosti proti poruchám obvodovými a kódovými prostředky, hledat nové techniky a jejich aplikace.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

Zvládnutí nových přístupů k zabezpečení provozuschopnosti a bezpečnosti technických prostředků.

Cíle předmětu

Seznámit studenty s různými formami redundance a jejich využitím k vytvoření schopnosti počítačových systémů pracovat správně i za přítomnosti poruch nebo chyb v datech. Poskytnout studentům literární zdroje a principy nejnovějších tématických okrihů v disciplíně odolnosti proti poruchám a chybám pro výběr aktuálních výzkumných témat.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Výstavba počítačů a jejich programového vybavení.

Literatura studijní

  • Dubrova E.: Fault-Tolerant Design, Springer, 2013
  • Jang Y.: A Practical Guide to Error-Control Coding Using MATLAB, Artec House, 2010
  • Szefer J.: Principles of Secure Processor Architecture Design, Morgan & Claypool, 2019
  • Nicolaidis M.: Soft Errors in Modern Electronic Systems, Spribger, 2011
  • Shokrollahi A., Luby M.: Raptor Codes, NOW Publishers, 2011
  • Lin S. - Costello D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, Prentice-Hall, Second Edition, 2004

Literatura referenční

  • Dubrova E.: Fault-Tolerant Design, Springer, 2013
  • Jang Y.: A Practical Guide to Error-Control Coding Using MATLAB, Artec House, 2010
  • Szefer J.: Principles of Secure Processor Architecture Design, Morgan & Claypool, 2019
  • Nicolaidis M.: Soft Errors in Modern Electronic Systems, Spribger, 2011
  • Shokrollahi A., Luby M.: Raptor Codes, NOW Publishers, 2011
  • Lin S. - Costello D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, Prentice-Hall, Secobd Edition, 2004

Osnova přednášek

  • Principy odolnosti, struktury, techniky.
  • Kódy pro zabezpečení a opravu informace, paritní a Hammingovy kódy, řídké paritní kódy, vícerozměrná parita,  residuální kódy. Raptor kódy.
  • Cyklické kódy, Fireovy kódy.
  • Konečná tělesa GF(n) a jejich konstrukce, kódy BCH a Reed-Solomonovy kódy.
  • Časová redundance, alternující logika.
  • Spolehlivostní modey, odhady a řízení spolehlivost, MIL-HDBK-217. Markovské spolehlivostní modely.
  • Bezpečné systémy.
  • Architektura odolných systémů.
  • Odolnost na úrovni VLSI. Radiační odolnost.
  • Odolnost v jednotkách počítačů, v pamětech, v počítačových systémech, v komunikačních sítích.
  • Odolné a bezpečné řídicí systémy.
  • Distribuované odolné systémy.
  • Softwarově implementovaná odolnost proti poruchám a chybám.

Osnova ostatní - projekty, práce

Zpracování vlastní tématické práce.

Průběžná kontrola studia

Výběr tématu projektu a průběžné konzultace při jeho vupracování. Použití náhradních termínů po konzultaci s přednášejícím.

Kontrolovaná výuka

Zkouška, prezentace a odevzdání projektu.

Podmínky zápočtu

Zpracování, odevzdání a prezentace projektu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
Nahoru