Systémy odolné proti poruchám

• 26 hod. přednášky
• 26 hod. projekty

• 70 bodů závěrečná zkouška
• 30 bodů projekty

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.

Motivace:

Pokud bychom měli zvolit matematický objev s největším dopadem za posledních 50 let, samoopravný kód by byl jistým kandidátem. Takový kód chrání digitální informace, které jsou přenášeny nebo ukládány, před náhodnými chybami. Předmět SPP mimo jiné ukazuje, že řada objektů abstraktní algebry - např. matice, prvočísla, polynomy, grupy nebo konečná tělesa - mají významné praktické aplikace, protože se používají při návrhu a analýze kódů pro opravu chyb. Bez nich by zařízení jako CDROM, paměti Flash nebo prostředky digitální komunikace, nefungovala.

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

• 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

• 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

1. Úvod, přehled a kategorie systémů odolných proti poruchám.
2. Techniky zajištění odolnosti systémů proti poruchám.
3. Detekce a oprava chyb v datech. Paritní kódy. Kontrolní součet.
4. Lineární blokové kódy: Hammingovy kódy a řídké paritní kódy.
5. Maticová algebra pro popis kódů.
6. Cyklické kódy: princip, obvodová realizace, CRC.
7. Algebra pro pokročilé kódy: Galoisova tělesa.
8. Pokročilé cyklické kódy: BCH a Reed-Solomonovy kódy.
9. Zabezpečení v reálných systémech: paměti Flash a CDROM.
10. Úvod do teorie kvantového počítání.
11. Kvantové operátory, kvantová hradla, kvantové obvody.
12. Základní principy zabezpečení kvantových výpočtů.
13. Programování a simulace kvantového výpočtu.

Individuálně zadávaná témata projektů.

Vypracování projektu a dosažení minimálního hodnocení 10 bodů za jeho prezentaci pro získání zápočtu a připuštění ke zkoušce. Složení závěrečné písemné zkoušky a dosažení celkového minimálního hodnocení v součtu za hodnocené aktivity předmětu 50 bodů.

Vizte kontakty na osobní www stránce a konzultační hodiny s možností rezervsace termínů.