Detail předmětu

Systémy odolné proti poruchám

SPP Ak. rok 2023/2024 letní semestr 5 kreditů

Principy odolnosti, struktury a techniky pro zvýšení odolnosti systémů proti poruchám. Kódy pro zabezpečení a opravu informace. Lineární blokové kódy. Řídké paritní kódy. Maticový popis kódů. Cyklické kódy. Konstrukce Galoisových těles pro cyklické kódy. BCH a RS kódy. Kódy pro zabezpečení informace v pamětech typu Flash a CDROM. Úvod do kvantového počítání, oprava chyb v kvantových systémech. Odolnost na úrovni VLSI. Odolnost v počítačových systémech a komunikačních sítích. Radiační odolnost. Odonost v distribuovaných systémech.

Garant předmětu

Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)

Koordinátor předmětu

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 26 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 70 bodů závěrečná zkouška
  • 30 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Přednášející

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)

Cvičící

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)

Cíle předmětu

Seznámit studenty s různými formami redundance a jejich využitím k vytváření počítačových systémů pracujících správně i za přítomnosti poruch nebo chyb v datech. Zvládnuté přístupy k vytváření odolnosti proti poruchám obvodovými a softwarovými prostředky.

Proč je předmět vyučován

Odolnost systémů vůči chybám je nepostradatelným prvkem pro zajištění požadované spolehlivosti a použitelnosti moderních počítačových a komunikačních systémů ve všech důležitých oblastech běžného života (např. zdravotnictví, doprava, finanční služby). Teoretické i praktické základy konstrukce odolných systémů pomohou absolventům k lepšímu uplatnění v různých oborech.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy lineární algebry a diskrétní matematiky, základy návrhu číslicových systémů.

Literatura studijní

  • Lin, S., Costello, D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2. vyd., PEARSON, 2010
  • Koren, I., Krishna, C. M.: Fault-Tolerant Systems, 2. vyd., Morgan Kaufmann, 2020
  • Sanvicente, E.: Understanding Error Control Coding. Springer, 2019
  • 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

Literatura referenční

  • Lin, S., Costello, D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2. vyd., PEARSON, 2010
  • Koren, I., Krishna, C. M.: Fault-Tolerant Systems, 2. vyd., Morgan Kaufmann, 2020
  • Sanvicente, E.: Understanding Error Control Coding. Springer, 2019
  • 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

Osnova přednášek

  1. Principy odolnosti, datové a obvodové struktury, techniky.
  2. Způsoby dosažení odolnosti proti poruchám: obvodová, datová a smíšená redundance.
  3. Základní kódy pro zabezpečení a opravu informace. Paritní kódy. Kontrolní součet.
  4. Lineární blokové kódy: Hammingovy kódy, řídké paritní kódy. Maticový popis kódů.
  5. Cyklické kóody: obvodová realizace, CRC.
  6. Galoisova tělesa pro pokročilé kódy.
  7. BCH a Reed-Solomonovy kódy.
  8. Kódy pro paměti Flash a CDROM. RAID - RAIM.
  9. Úvod do kvantového počítání: základní pojmy a matematické struktury.
  10. Kvantové operátory, kvantová hradla, kvantové obvody.
  11. Kvantové opravné kódy.
  12. Programování a simulace kvantového výpočtu.
  13. Odolnost na úrovni VLSI. Distribuované odolné systémy.

Osnova ostatní - projekty, práce

Individuálně zadávaná témata projektů.

Průběžná kontrola studia

Vypracování projektu, jeho prezentace a dosažení min. hodnocení 10 bodů.

Podmínky zápočtu

Vypracování projektu, jeho prezentace a dosažení min. hodnocení 10 bodů.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
Po přednáška 1., 2., 3., 4., 5., 6., 8., 10., 11., 12., 13. výuky G202 11:0012:5080 1MIT 2MIT NVER xx Bidlo
Po zkouška 2024-06-03 E104 13:0014:50 3. termín
Út zkouška 2024-05-07 E104 09:0010:50 1. termín
St zkouška 2024-05-22 E104 09:0010:50 2. termín

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru