Detail předmětu

Systémy odolné proti poruchám

SOD Ak. rok 2021/2022 letní semestr

Aktuální akademický rok

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

Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc.

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky

Bodové hodnocení

  • 100 bodů závěrečná zkouška

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Přednášející

Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc.

Cvičící

Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc.

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Zvládnuté přístupy k vytváření odolnosti proti poruchám obvodovými a kódovými prostředky, hledat nové techniky a jejich aplikace.
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
  • Nicolaidis M.: Soft Errors in Modern Electronic Systems, Spribger, 2011
  • Shokrollahi A., Luby M.: Raptor Codes, NOW Publishers, 2011
  • Szefer J.: Principles of Secure Processor Architecture Design, Morgan & Claypool, 2019
  • Lin S. - Costello D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, Prentice-Hall, Second Edition, 2004
  • Lin S. - Costello D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, Prentice-Hall, Secobd Edition, 2004

Osnova přednášek

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

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 DIT, libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program DIT, libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program DIT-EN (anglicky), libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program DIT-EN (anglicky), libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
  • Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
  • Program VTI-DR-4 (anglicky), obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
  • Program VTI-DR-4 (anglicky), obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
Nahoru