Home » Príručka zástupcu pre pedagogickú činnosť » Im – obsahová náplň

Im – obsahová náplň

  • Kód: ÚINF/MSSI/15
  • Názov: Informatika II.
  • Podmieňujúce predmety:
    ((ÚINF/KRP1/15 alebo ÚINF/ARP1/15) a ÚINF/OPS1/15) alebo
    (ÚINF/LAD1/15 a ÚINF/AIS1/15) alebo
    ((ÚINF/VYU1/15 alebo ÚINF/STU1/16) a (ÚINF/NEU1/15 alebo ÚINF/VKN/15)) alebo
    (ÚINF/KKV1/15 a ÚMV/KOA/10)

Obsahová náplň štátnicového predmetu:

Predpokladom k štátnej skúške je absolvovanie všetkých povinných predmetov v bloku A a aj odpovedajúce vedomosti z nich. Otázky nie sú formulované cielene na tieto predmety, ale pri skúške v záujme komplexného pohľadu na problematiku komisia môže žiadať vysvetlenie niektorých pojmov a vzťahov. Štátna skúška je orientovaná na jednu z nasledujúcich oblastí, výber oblasti študent oznámi pred skúškou predsedovi (pripadne členom komisie). Otázka bude pozostávať z dvoch častí zameraných na predmety odpovedajúce danej oblasti.

Oblasti:

  1. Počítačové systémy a siete. Bezpečnosť počítačových systémov – ((ÚINF/KRP1/15 alebo ÚINF/ARP1/15) a ÚINF/OPS1/15).
    • ÚINF/KRP1/15 – Kryptografické protokoly
    • ÚINF/ARP1/15 – Architektúry počítačov
    • ÚINF/OPS1/15 – Bezpečnosť počítačových sietí
  2. Informačné a znalostné systémy – (ÚINF/LAD1/15 a ÚINF/AIS1/15)
    • ÚINF/LAD1/15 – Logické aspekty databáz
    • ÚINF/AIS1/15 – Architektúry informačných systémov
  3. Základy umelej inteligencie ((ÚINF/VYU1/15 alebo ÚINF/STU1/16) a (ÚINF/NEU1/15 alebo ÚINF/VKN/15))
    • ÚINF/VYU1/15 – Výpočtové učenie – už sa neučí
    • ÚINF/STU1/16 – Strojové učenie
    • ÚINF/NEU1/15 – Neurónové siete
    • ÚINF/VKN/15 – Výpočtová a kognitívna neuroveda
  4. Výpočtová zložitosť, výpočtové modely – (ÚINF/KKV1/15 a ÚMV/KOA/10)
    • ÚINF/KKV1/15 – Klasické a kvantové výpočty
    • ÚMV/KOA/10 – Kombinatorické algoritmy

Podrobnejšia náplň jednotlivých oblastí

1. Počítačové systémy a siete. Bezpečnosť počítačových systémov.

Kryptografické protokoly:

Znalosti základných pojmov a princípov z predmetu Kryptografické systémy a ich aplikácie. Autentifikácia a distribúcia kľúčov pomocou symetrickej a asymetrickej kryptografie. Protokoly dohody na kľúči. Formalizácia protokolu, analýza splnenia bezpečnostných cieľov, automatické dokazovanie. Elektronický podpis, význam, spôsoby implementácie, problémy použitia, distribúcia dôvery, certifikácia. Autentifikačné protokoly pomocou zdieľaného hesla. Protokoly bez prenosu tajomstva. Skupinová autentifikácia a dohoda na kľúči. Anonymizované prenosy, potvrdzovacie schémy.

Architektúry počítačov:

Logické funkcie a ich realizácia pomocou kombinačných logických obvodov. Efektívne metódy zjednodušovania kombinačných schém. Základné typy sekvenčných obvodov a možnosti ich využitia. Realizácia konečnostavových automatov. Obvodové a programovateľné radiče, programovateľné logické polia, realizácia základných funkčných a riadiacich prvkov počítača. Pamäťová bunka, organizácia pamäťovej matice, typy pamätí. Architektúra procesora na úrovni digitálnej logiky, časová synchronizácia, strojový cyklus. Mikroinštrukcie, riadenie inštrukčného cyklu. Typy strojových inštrukcií, adresovacie režimy, postup pri ich spracovaní. Jednoduché konštrukcie jazyka Assembler, začlenenie kódu do zdrojových textov vyšších programovacích jazykov. Urýchlenie spracovania inštrukcií zreťazením, viacvláknové spracovanie, paralelizácia, superskalárne systémy. Vstupnovýstupné brány, mechanizmus prerušenia, priamy prístup do pamäte. Moderné univerzálne zbernice pre komunikáciu so vstupno-výstupnými zariadeniami. Funkcia radiča, ovládače a ich začlenenie do jadra operačného systému.

Bezpečnosť počítačových sietí:

Mechanizmy zabezpečenia IS, systémové a sieťové bezpečnostné hrozby. Bezpečnostná politika, analýza rizík, kritériá hodnotenia bezpečnosti informačných systémov. Selektívna ochrana sieťovej komunikácie filtrami – princíp činnosti, položky filtrovacej tabuľky, rozšírené a reflexívne filtre. Zástupné (proxy) servery – princíp činnosti, typy, spôsoby využitia v bezpečnostných bránach (firewall). Pravidlá konfigurácie netriviálnej bezpečnostnej brány s demilitarizovanou zónou. Možnosti autentifikácie pri nadväzovaní sieťovej komunikácie. Autentifikačný systém Kerberos – princíp a popis činnosti. Bezpečnosť komunikácie v sieti Internet na aplikačnej úrovni. Varianty zabezpečenia elektronickej pošty (S/MIME, PGP), princíp a možnosti použitia protokolu SSH. Riešenie bezpečnosti komunikácie v sieti Internet na transportnej úrovni. Princíp a možnosti použitia protokolu SSL/TLS. Tunelovanie komunikácie cez zabezpečené porty. Bezpečnosť komunikácie v sieti Internet na sieťovej úrovni. Princíp, režimy práce a možnosti použitia protokolu IPsec. Obsah a použitie databázy bezpečnostných asociácií, tvorba bezpečnostných politík. VPN siete, zabezpečené protokolom IPsec.

2. Informačné a znalostné systémy.

Logické aspekty databáz:

Formalizácia vzájomných vzťahov databáz, predikátového počtu a logického programovania.

Základné pojmy logiky – symboly, termy, formuly. Základné pojmy logiky – interpretácia. Formalizácia tabulky a databázy. Konjunktívne dopyty. Rovnostno-konjunktívne dopyty. Konjunktívny kalkulus. Vztah konjunktívneho kalkulu a konjunktívnych dopytov. SPC (relacná) algebra. SPCJ (relacná) algebra. SPJR (relacná) algebra. Vztahy rôznych typov relacných algebier a konjunktívneho kalkulu.

Architektúry informačných systémov:

Klasické metodológie vývoja informačných systémov. Základné pojmy MDA. Tvorba modelov. Metamodelovanie a transformácia modelov. Konceptuálne modelovanie. Entitné typy. Relačné typy. Integritné obmedzenia. Taxonómie. Doménové udalosti.

3. Základy umelej inteligencie

Strojové učenie:

Učiace algoritmy, koncepty, hypotézy. Tréning a učenie, učenie konštrukciou a očíslovaním.

Booleovské formuly a ich reprezentácia. Učiace algoritmy pre monočleny. Reprezentácia hypotézového priestoru. Pravdepodobnostné učenie. Odhad počtu potrebných príkladov pre dosiahnutie určitej presnosti a dôveryhodnosti. Pravdepodobnostné učenie a konzistentné algoritmy. VC (Vapnik – Cervonenkis) dimenzia jej vzťah k perceptrónom.

Vzťahy medzi množinami atribútov a predikovanými premennými. Regresia. Lineárne modelovanie použitím metódy najmenších štvorcov odchýlok. Lineárne modelovanie, zovšeobecnenie, nelineárne odozvy z lineárneho modelu, validácia dát. Klasifikácia.

Bayesovský prístup k učeniu. SVM.

Neurónové siete:

Prahové jednotky a ich vlastnosti. Perceptróny, ich výpočtové schopnosti, algoritmy (pravidlá) adaptácie. Dopredné a rekurentné neurónové siete, back-propagation algoritmus pre adaptáciu sietí, schopnosť neurónových sietí byť univerzálnym aproximátorom, Kolmogorovova veta. Kohonenov model neurónovej siete. Neurónové siete vo vzťahu k iným výpočtovým modelom, neuromaty. Fuzzy neurónové siete. Hlboké neurónové siete a ich trénovanie.

4. Výpočtová zložitosť, výpočtové modely.

Klasické a kvantové výpočty:

Úvod do klasickej teórie zložitosti. Turingove stroje. Boolovské okruhy. Pravdepodobnostné algoritmy. Základné princípy kvantového počítania. Elementárne kvantové algoritmy. Groverov algoritmus. Shorov algoritmus.

Kombinatorické algoritmy:

Úvod do orientovaných i neorientovaných grafov. Úvod do algoritmov. Algoritmická zložitosť. Triediace algoritmy. Vyhľadávacie algoritmy. Pažravé algoritmy. NP-úplnosť. Stromy, kostry, koreňové stromy. Vyhľadanie všetkých kostier grafu. Úloha o minimálnej kostre. Vzdialenosť v grafoch. Úloha o najkratšej ceste. Úloha o najspoľahlivejšej ceste. Úloha o najširšej ceste. Úvod do sieťovej analýzy. Rozmiestňovacie úlohy. Úlohy o maximálnych tokoch. Úloha o najlacnejších tokoch. Párovacie a priraďovacie problémy. Eulerovské grafy. Úloha čínskeho poštára. Problém obchodného cestujúceho. Dopravné úlohy.