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
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 26 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 70 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
- 30 bodů projekty
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
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
- Principy odolnosti, datové a obvodové struktury, techniky.
- Způsoby dosažení odolnosti proti poruchám: obvodová, datová a smíšená redundance.
- Základní kódy pro zabezpečení a opravu informace. Paritní kódy. Kontrolní součet.
- Lineární blokové kódy: Hammingovy kódy, řídké paritní kódy. Maticový popis kódů.
- Cyklické kóody: obvodová realizace, CRC.
- Galoisova tělesa pro pokročilé kódy.
- BCH a Reed-Solomonovy kódy.
- Kódy pro paměti Flash a CDROM. RAID - RAIM.
- Úvod do kvantového počítání: základní pojmy a matematické struktury.
- Kvantové operátory, kvantová hradla, kvantové obvody.
- Kvantové opravné kódy.
- Programování a simulace kvantového výpočtu.
- 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.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program IT-MGR-2, obor MBI, MGM, MIN, MIS, MMM, MPV, MSK, libovolný ročník, volitelný
- Program IT-MGR-2, obor MBS, libovolný ročník, povinně volitelný skupina B
- Program MITAI, obor NADE, NBIO, NCPS, NEMB, NEMB do 2021/22, NGRI, NHPC, NIDE, NISD, NISY, NISY do 2020/21, NMAL, NMAT, NNET, NSEC, NSEN, NSPE, NVIZ, libovolný ročník, volitelný
- Program MITAI, obor NVER, libovolný ročník, povinný