BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Villamosmérnöki és Informatikai Kar

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Konferencia

2007 NOVEMBER 16. Szekciók és helyszínek: Elektronikai eszközök és technológiák Energetika és irányítástechnika Hardver Hálózatszimuláció és teljesítményvizsgálat Hálózattervezés és -menedzsment Információs rendszerek Intelligens rendszerek Jelfeldolgozás és orvosbiológia Modellezés és szimuláció Protokollok Szoftver alkalmazások Szoftvertechnológia és modell alapú fejlesztés

V2.357 V2.716 IB.025 IE.220 IE.216 IB.017 IE.007 IB.026 IB.027 IE.213 IB.028 IB.018

Az előadások kezdete: 2007. november 16., péntek, 8.30 Eredményhirdetés és díjátadás este 20.00 órakor az Informatika épület Kozma László előadójában (Magyar Tudósok krt. 2., I.B.028).

2

Tartalomjegyzék A szekciók részletes programja....................................................................5 A dolgozatok egyoldalas kivonatai ............................................................29 Elektronikai eszközök és technológiák szekció................................31 Energetika és irányítástechnika szekció ...........................................42 Hardver szekció ................................................................................52 Hálózatszimuláció és teljesítményvizsgálat szekció ........................65 Hálózattervezés és –menedzsment szekció ......................................78 Információs rendszerek szekció........................................................88 Intelligens rendszerek szekció ..........................................................99 Jelfeldolgozás és orvosbiológia szekció .........................................112 Modellezés és szimuláció szekció ..................................................123 Protokollok szekció .......................................................................134 Szoftver alkalmazások szekció .......................................................142 Szoftvertechnológia és modell alapú fejlesztés szekció .................154 Szponzorok bemutatkozása......................................................................164

3

4

A SZEKCIÓK RÉSZLETES PROGRAMJA

5

Elektronikai eszközök és technológiák szekció Elnök: Dr. Zólomy Imre egyetemi tanár, Elektronikus Eszközök Tanszéke Titkár: Horváth Gyula tanársegéd, Elektronikus Eszközök Tanszéke Helyszín: V2.357 1. Baranyay Zsolt, Bátorfi Réka, Horváth Norbert A szelektív lézeres és újraömlesztéses ólommentes forrasztási technológiák összehasonlítása Comparing lead free reflow and selective laser soldering technologies Konzulens: dr. Illyefalvi-Vitéz Zsolt, Elektronikai Technológia Tanszék 2. Bonyár Attila DNS molekulákkal biofunkcionalizált arany vékonyréteg elektródok vizsgálata Investigation of gold thin film electrodes biofunctionalised with DNA molecules Konzulens: Sántha Hunor, Elektronikai Technológia Tanszék 3. Horváth Barbara Az RoHS direktívái és a tiltott anyagok vizsgálata XRF berendezéssel RoHS directives and the analysis of the restricted substances with XRF Konzulens: dr. Pinkola János, Elektronikai Technológia Tanszék 4. Horváth Eszter Prezentáció technológiai műveletekre Presentation for technological process Konzulens: Dr. Ripka Gábor, Elektronikai Technológia Tanszék 5. Márton Gergely Automatizálható technológia fejlesztése PDMS mikrofluidikai elemek kiöntéséhez Development of automatable technology for casting PDMS microfluidic elements Konzulens: Dr. Sántha Hunor, Elektronikai Technológia Tanszék 6. Nagynémedi Csaba Anyagösszetétel vizsgálatok röntgensugaras mikroanalízissel Measurement of composition by X-ray microanalysis Konzulens: Balogh Bálint, Elektronikai Technológia Tanszék 7. Opóczki Csaba Digitális hardver modulok tesztelése megosztott modellezéssel számítógépen és programozható logikán Testing of digital hardver modules with co-emulation modelling on PC and programable logic Konzulens: dr. Poppe András, Elektronikus Eszközök Tanszéke Oláh István, Duolog kft. 8. Papp Bence Pásztázó akusztikus mikroszkópia alkalmazása az elektronikai hibaanalítikába Application of Scanning Accoustic Microscopy in Electronics Failure Analysis Konzulens: Balogh Bálint, Elektronikai Technológia Tanszék 9. Szalai Albin Kapcsolt kapacitású szűrő tervezése orvosbiológiai alkalmazásokhoz Switched-capacitor filter design for medical applications Konzulens: Horáth Gyula, Elektronikus Eszközök Tanszéke

6

10. Nyakó András, Radvánszki Zoltán Pin-in-Paste gyártási technológiánál a felvitt forraszpaszta furatkitöltésének mérése röntgenképek automatizált elemzésével Measuring the hole-filling in Pin-in-Paste technology by automatic analysis of X-ray images Konzulens: Krammer Olivér, Elektronikai Technológia Tanszék

7

Energetika és irányítástechnika szekció Elnök: Dr. Horváth Tibor Professor Emeritus, Villamos Energetika Tanszék Titkár: Dr. Farkas László adjunktus, Villamos Energetika Tanszék Helyszín: V2.716 1. Barkóczi Gergely Attila, Becsjanszki Zsolt Mihály Újfajta, indukciós elven működő, háztartási olajsütő készülék kutatása és fejlesztése Investigation and development of a new type deep fat induction fryer Konzulens: Dr. Koller László, Villamos Energetika Tanszék 2. Buti András APC alkalmazások DCS rendszerekben - Egy háromtartályos rendszer irányítása APC applications in DCS systems - Control of a three-tank system Konzulens: D.Sc. Kovács Jenő, University Of Oulu Dr. Csubák Tibor, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 3. Hartmann Bálint Kiserőmű hálózati visszahatásának vizsgálata Examination of effects on line power caused by dispersed generator Konzulens: Dr. Dán András, Villamos Energetika Tanszék 4. Horvát Máté 20 kVA-es szupravezetős önkorlátozó transzformátor vizsgálata Investigation of 20 kVA HTS Self-Limiting Transformer Konzulens: Györe Attila, Villamos Energetika Tanszék 5. Jakus Gergely Lokális villám- és térerősségfigyelő eszközök alkalmazhatósága Usability of local lightning and electric field intensity monitoring devices Konzulens: Dr. Kiss István, Németh Bálint, Villamos Energetika Tanszék 6. Kupcsik András Nemlineáris rendszerek modell alapú prediktív irányítása Model Predictive Control of Nonlinear Systems Konzulens: Dr. Lantos Béla, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 7. Novák Mátyás A MÁV vontatási rendszereiben használt nagyobb teljesítményű konverterek The power converters used in the towage system of the Hungarian National Railways Konzulens: Kárpáti Attila, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 8. Regula Gergely Autonóm működésű négyrotoros helikopter irányítási algoritmusainak összehasonlítása Comparison of the Control Algorithms of an Autonomous Quadrotor Helicopter Konzulens: Dr. Lantos Béla, Irányítástechnika és Informatika Tanszék Dr. Gáspár Péter, MTA SZTAKI 9. Szabó Katalin Nehézfémek porszemcséken való bedúsulása a finom és az ultrafinom szemcsék tartományában villamosenergia-termelésnél Enrichment of heavy metals on fine and ultrafine fractions of solid particulates at electricity production Konzulens: Dr. Tajthy Tihamér, Villamos Energetika Tanszék

8

Hardver szekció Elnök: Dr. Eged Bertalan adjunktus, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék Titkár: Babják Benjámin doktorandusz, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék Helyszín: IB.025 1. Balázs István, Baranyi Norbert Erősáramú mérésekre alkalmas újfajta oszcilloszkóp és illesztőegység tervezése Designment of high-voltage mesurement capable oscilloscope Konzulens: Dr. Koller László, Villamos Energetika Tanszék Dr. Varjasi István, Automatizálás és Alkalmazott Informatika Tanszék 2. Czifra Dávid, Glisics Sándor Záróüzemű konverter tervezése műhold fedélzeti alkalmazásra Flyback converter for satellite Konzulens: Dr. Szabó József, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék 3. Dancsi György, Nagy Gyula István FPGA alapú D-osztályú erősítő direkt digitális szabályozással FPGA based Class-D amplifier with direct digital feedback Konzulens: Kimpián Tibor, Híradástechnikai Tanszék 4. Ender Ferenc Disztributiv figyelemvizsgáló berendezés fejlesztése Development of a distributive attention monitoring equipment Konzulens: Dr. Sántha Hunor, Elektronikai Technológia Tanszék 5. Erdős Csanád Gergely Digitális sporteredményjelző mikrokontrolleres megvalósítása Digital sport-result display realization with microcontroller Konzulens: Dr. Horváth István, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 6. Helfenbein Tamás, Tóth András Lézeres beltéri mobilrobot-pozícionáló rendszer és alkalmazásai Laser-based positioning system of indoor mobile robots and its applications Konzulens: dr. Vajda Ferenc, Kálmán Viktor, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 7. Kocza Gábor KLT-ACC, gyorsító célhardver tervezése a KLT képjellemző alogitmushoz KLT-ACC Special-purpose Accelerating Hardware Design to the KLT Feature Trascking Algorithm Konzulens: Dr. Arató Péter, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 8. Kovács Zoltán György, Marosy Gábor Elemér, Srp Ágoston Mihály Mobil robot szenzorfúzión alapuló követése Tracking of mobile robot with the aid of sensor fusion Konzulens: Horváth Gyula, Elektronikus Eszközök Tanszéke 9. Nyári Zoltán Cubesat műhold napelemes energiaellátásának fejlesztése Development of Cubesat power subsystem Konzulens: Szimler András, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

9

10. Sági Péter Heliotrex napelem-forgató berendezés tervezése és kivitelezése Design and building of the Heliotrex sun tracking system Konzulens: Timárné Horváth Veronika, Plesz Balázs, Elektronikus Eszközök Tanszéke 11. Varga László, Virág László Univerzális analóg gitáreffekt digitális vezérléssel Digitally controlled universal analog guitar effect Konzulens: Kimpián Tibor, Híradástechnikai Tanszék 12. Vékony Dávid Helymeghatározó rendszer fejlesztése autonóm robotokhoz Localizational system for autonomous robots Konzulens: Tevesz Gábor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

10

Hálózatszimuláció és teljesítményvizsgálat szekció Elnök: Dr. Vida Rolland docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Titkár: Bérces Márton doktorandusz, Hiradastechnika Tanszék Helyszín: IE.220 1. Babarczi Péter Kapcsolat rendelkezésre állás garantálása dedikált védelemmel Guaranteed connection availability with dedicated protection Konzulens: Tapolcai János, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 2. Gál József, Szabó Norbert GRID szolgáltatások optimalizálása áramkörkapcsolt optikai hálózatok fölött Optimizing GRID Services over Circuit Switched Optical Networks Konzulens: Dr. Cinkler Tibor, Ladányi Ákos, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 3. Gyarmati László Több-utas védelem szimulációs vizsgálata Examination of Multi-Path Protection with Simulation Konzulens: Cinkler Tibor, Szigeti János, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 4. Gyenge Ádám Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok vizsgálatára Statistical methods for the investigation of scale-free networks Konzulens: Dr. Telcs András, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék 5. Gyöngyösi László Technológiai áttörés a prímfaktorizációban A technical breakthrough in prime factorization Konzulens: Dr. Imre Sándor, Híradástechnikai Tanszék 6. Horváth Dániel, Kapitány Gábor, Plósz Sándor A címtanulás és a hiba utáni helyreállás hatásai Ethernet hálózatokban Effects of Address Learning and Restoration in Ethernet Networks Konzulens: Pallos Richárd, Ericsson Lukovszki Csaba, Moldován István, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 7. Kenyeres Péter Gábor Pontozás alapú ösztönző rendszer peer-to-peer hálózatokhoz Incentive system for peer-to-peer networks based on scores Konzulens: Szentgyörgyi Attila, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 8. Ketykó István RLC alapú HSPA transzport hálózati torlódásvezérlés RLC-based HSPA transport network congestion control Konzulens: Dr. Rácz Sándor, Ericsson Dr. Szabó Róbert, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 9. Mazroa Dániel Nagysebességű adatátvitel megvalósíthatósági vizsgálata multimódusú optikai szálak alkalmazásával Investigation of High Speed Transmission Over Multimode Optical Fiber Konzulens: Zsigmond Szilárd, Paksy Géza, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

11

10. Szabados Réka Az általános megosztott védelem teljesítményvizsgálata szimulációval Performance Analysis of Generalised Shared Protection by Simulation Konzulens: Németh Krisztián, Dr. Cinkler Tibor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 11. Tóth Zoltán, Lajtha András Balázs Gyors linkhibajavítás IP hálózatokban Fast resilience in IP networks Konzulens: Enyedi Gábor Sándor, Rétvári Gábor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Császár András, Ericsson 12. Divényi Dániel Péter Együttműködő vállalati hálózatok modellezése és szimulációja Modelling and simulation of collaborating enterprise networks. Konzulens: Monostori László, Csáji Balázs Csanád, MTA SZTAKI

12

Hálózattervezés és -menedzsment szekció Elnök: Dr. Telek Miklós egyetemi tanár, Híradástechnikai Tanszék Titkár: Horváth Ákos tudományos segédmunkatárs, Híradástechnikai Tanszék Helyszín: IE.216 1. Barcziová Melinda, Sándor Ádám Fizikai topológia felderítés feszítőfa protokoll segítségével Ethernet-alapú szolgáltatói hozzáférési hálózatokban: az Amőba algoritmus Physical topology discovery based on Spanning Tree Protocol in Ethernet-based provider networks: The Amobae algorithm Konzulens: Lukovszki Csaba, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 2. Illés Kornél, Viga Tibor Újgenerációs mobil rendszerek számlázási kérdéseinek vizsgálata Charging Problem's Analysis of the Next Generation Mobile Networks Konzulens: Windisch Zoltán, Dr. Imre Sándor, Híradástechnikai Tanszék 3. Kiss Attila Hibaterjedés általánosított modellezése és analízise Generalized modeling and analyzing of error propagation Konzulens: Kocsis Imre, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 4. Lengyel Zoltán ZigBee hálózat analizátor fejlesztése Development of a ZigBee Network Analyzer Konzulens: Bánky Tamás, Csörnyei Márk, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék 5. Makrai Gábor BGP gráf időbeni változásának vizsgálata An analysis of BGP graphs Konzulens: Dr. Do Van Tien, Híradástechnikai Tanszék 6. Mazroa Dániel 10 Gbit/s-os DWDM hálózatok optimalizálása az optikai szálban fellépő nemlineáris hatások függvényében Optimizing 10Gbps DWDM Networks Considering Nonlinearities Konzulens: Zsigmond Szilárd, Paksy Géza, Cinkler Tibor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 7. Zahoránszky László András Algoritmus elkülönülő és átfedő csoportok automatikus meghatározására kapcsolati hálózatokban Search Algorithm for Distinct and Overlaping Groups in Community Networks Konzulens: Dr. Katona Gyula, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Zahoránszky Gergely, ELTE TTK, Biokémiai Tanszék 8. Zákány Máté, Kőmives Gábor SIP-alapú integrált ügyfélszolgálati rendszer elérése NAT mögötti hálózatokból Accessing SIP-based integrated customer service system through NAT Konzulens: Szabó Sándor, Híradástechnikai Tanszék

13

9. Kántor Péter Diverziti módszerek vizsgálata BFWA hálózatokban Investigation of diversity techniques in BFWA systems Konzulens: dr. Bitó János, Héder Balázs, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

14

Információs rendszerek szekció Elnök: Dr. Juhász Sándor adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék Titkár: Hunyadi Levente doktorandusz, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék Helyszín: IB.017 1. Bognár Endre, Gál Tamás Zoltán, Szabó Lóránt A villamos energia nyomában (Vizualizációval támogatott operatív adatorientált döntéstámogatás) On the trail of electric energy (Visualization based data oriented operational decision support) Konzulens: Dr. Gajdos Sándor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Kaszás Árpád, MAVIR Zrt. 2. Csapó Tamás Gábor Beszédszintetizátor prozódiai változatosságának növelése Increasing Prosodic Variability of Text-To-Speech Synthesizers Konzulens: Dr. Németh Géza, Dr. Fék Márk, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 3. Eredics Péter Adatgyűjtő és vezérlő rendszer tervezése intelligens üvegházi szabályozásokhoz Data acquisition and controll system for an automated intelligent greenhouse Konzulens: Dobrowiecki Tadeusz, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 4. Petróczi Attila István Nyomkövetési adatokon végzett útvonal-predikció helyfüggő szolgáltatásokhoz Route Prediction on Tracing Data for Location Based Services Konzulens: Gáspár-Papanek Csaba, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 5. Szakács Balázs Nagy megbízhatóságú aláírás-hitelesítés vizsgálata adatbányászati eszközökkel On the High Confidence Signature Recognition by Data Mining Based Classifiers Konzulens: Kardkovács Zsolt Tivadar, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 6. Sztahó Dávid Érzelem érzékelése és gépi felismerése a magyar nyelvben Emotion perception and automatic emotion recognition in Hungarian Konzulens: Dr. Vicsi Klára, Tóth Szabolcs, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 7. Varga János Adattisztítási algoritmusok implementálása webes felhasználó-követéshez Implementing data cleaning algorithms for web access tracking Konzulens: Kovács Ferenc, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 8. Váncsa Ildikó Nagy rendelkezésreállású szerverkonfiguráció kialakítása virtualizált környezetben Construction of a virtualization-based high-availability server Konzulens: Kocsis Imre, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Kocsis Zsolt, IBM 9. Szili Dávid Információ technológiai rendszerek védelme fizikai (elektromágneses) támadások ellen Defense of information technology systems against physical (electromagnetic) attacks Konzulens: Dr. Berta István, Villamos Energetika Tanszék

15

10. Szombath István Informatikai infrastruktúra modell-alapú vizsgálata Model based evaluation of IT infrastructures Konzulens: Kocsis Imre, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Kocsis Zsolt, IBM

16

Intelligens rendszerek szekció Elnök: Dr. Baranyi Péter docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Titkár: Reskó Barna doktorjelölt, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Helyszín: IE.007 1. Dolgos Márton, Pocsaji Zsolt, Szőke Ádám Jármű-jármű ad-hoc kommunikációs keretrendszer a közlekedés biztonságáért Middleware for ad-hoc car-to-car communication to improve traffic safety Konzulens: Dr. Szabó Róbert, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 2. György András Aknakeresés neurális hálózat segítségével Landmine localization with neural network Konzulens: Dr. Barbarics Tamás, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék 3. Hajdu Jenő Imre Intelligens közlekedésirányítás fuzzy módszerekkel Intelligent traffic signal control using fuzzy techniques Konzulens: Dr. Kóczy T. László, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 4. Hajós Gergely Döntéstámogató keretrendszer SNP asszociációs kísérletek tervezéséhez Decision support system for design of SNP association studies Konzulens: Antal Péter, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Ungvári Ildikó, Prof. Falusi András, SOTE-DGCI 5. Kiss Domokos, Varga Dániel Autonóm robot fejlesztése az Eurobot verseny szabályai szerint Designing autonomous robot for Eurobot contest Konzulens: Dr. Tevesz Gábor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 6. Mezny Balázs Ad-hoc tempomat algoritmus megvalósítása Development and implementation of an ad-hoc tempomat algorithm Konzulens: Laborczi Péter, Dóczy Csaba, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány 7. Neu Gergely Mondatelemző tanulása inverz megerősítéses tanulással Learning to Parse by Inverse Reinforcement Learning Konzulens: Szepesvári Csaba, University of Alberta (CA) / MTA SZTAKI Györfi László, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék 8. Öllös Gergely Neurális hálón alapuló navigálás a gyakorlatban Neural network based navigation in practice Konzulens: Dr. Vida Rolland, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 9. Palotai Robin, Szalay Máté, Kovács István Új eljáráscsalád gráfok pontjainak átfedő klaszterezésére biokémiai, szociológiai, valamint távközlési alkalmazásokkal Novel methods for overlapping clustering of vertices of graphs, with biochemical, sociological and telecommunication applications Konzulens: Antal Péter, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Prof. Csermely Péter, SOTE

17

10. Prekopcsák Zoltán Valósidejű gesztusfelismerés gyorsulásmérő szenzor adatai alapján Accelerometer based real-time gesture recognition Konzulens: Gáspár-Papanek Csaba, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Halácsy Péter, Kitchen Budapest 11. Szabó András, Nagy Ákos Rendszerterv eltérő technológiájú szenzorhálózatok alkalmazás-orientált integrációjához Sytem Plan for Application-oriented Integration of Sensor Networks Based on Different Technologies Konzulens: dr. Vida Rolland, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Vajda Lóránt, BZAKA 12. Zombori Zsolt Hatékony rezolúció alapú következtetés leíró logikákhoz nagy adatdobozok mellett Efficient resolution based reasoning for description logics in the presence of large data boxes Konzulens: Szeredi Péter, Lukácsy Gergely, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék

18

Jelfeldolgozás és orvosbiológia szekció Elnök: Dr. Dobrowiecki Tadeusz docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Titkár: Kovács Dániel László tanársegéd, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Helyszín: IB.026 1. Bella Tamás, Kovács Andrea, Molnár Andrea Tüdőkörvonal keresése mellkasröntgen-felvételeken Lung contour detection in chest radiographs Konzulens: Dr. Horváth Gábor, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 2. Bicskei László, Simkó Gábor Mellkas röntgenfelvételeken megjelenő zavaró tényezők lokalizálása és eliminálása Localization and elimination of interfering factors on chest radiograph images Konzulens: Horváth Gábor, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 3. Bolvári Zsolt, Szeghi Krisztina Éberségi állapot vizsgálata szívfrekvencia változékonyság alapján Astimation of wakefullness through heart rate variablity Konzulens: Dr. Jobbágy Ákos, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 4. Czene Gábor, Szilágyi László Akusztikus visszacsatolás kompenzálása hangosító rendszerekben Acoustic feedback cancellation in public adress systems Konzulens: Dr. Sujbert László, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 5. Keszler Anita Orvosi felvételek szimmetriájának vizsgálata Analysis of Qualitative Symmetry in Medical Images Konzulens: Pataki Béla, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 6. Kovács Zoltán György, Marosy Gábor Elemér Optikai bankjegyfelismerő vakok és gyengénlátok számára Optical bank note recognition for blind and partially sighted Konzulens: Dr. Vajda Ferenc, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 7. Ladányi Gergő HRV jel kiértékelő módszerek vizsgálata Examination of HRV analysis methods Konzulens: Dr. Jobbágy Ákos, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 8. Mahsa Nemati Képelőfeldolgozó algoritmusok implementálása egy újrakonfigurálható FPGA alapú architektúrán Implementation of image preprocessing algorithms on a reconfigurable FPGA-based architecture Konzulens: Dr. Loványi István, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 9. Seyed Alireza Ahmadi Impulzusüzemű fluorométer alkalmazása alga és klorofill mérésekben Application of a pulsed fluorometer in algae and chhlorophyll measurements Konzulens: dr. Barócsi Attila, dr. Kocsányi László, TTK AFT

19

10. Szilvási Sándor Spektrumbecslés nem-egyenletesen mintavételezett adatokból DSP-n Spectral estimation on unevenly sampled data on a DSP Konzulens: Molnár Károly, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

20

Modellezés és szimuláció szekció Elnök: Dr. Recski András egyetemi tanár, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Titkár: Schlotter Ildikó doktorandusz, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Helyszín: IB.027 1. Bernek János, Glowinsky Janka Fertőzésterjedés és immunizáció skálafüggetlen hálózatokon Spreading of Infections and Immunization on Scale-Free Networks Konzulens: Dr. Telcs András, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék 2. Bilicz Sándor Roncsolásmentes, örvényáramú anyagvizsgálati módszer elektromágneses szimulációja Electromagnetic simulation of an eddy current non-destructive evaluation method Konzulens: Dr. Pávó József, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék 3. Bukuli Norbert, Torma Ákos Új minősítési módszerek és tervezési szempontok a teremakusztikai értékelésben használt szűrőbankokhoz New evaluation methods and design aspects of filter banks used in room acoustics evaluation Konzulens: Huszty Csaba, Híradástechnikai Tanszék 4. Csikja Rudolf Hiszterézises káoszgenerátor vizsgálata Study of chaosgenerator with hysteresis Konzulens: Tóth János, Analízis Tanszék Garay Barnabás, Differenciálegyenletek Tanszék 5. Gyöngyösi László Holografikus kvantum-másolásvédelem The holographic quantum copy-protection protocol Konzulens: Dr. Imre Sándor, Híradástechnikai Tanszék 6. Hercz János Mikrohullámú összeköttetések csillapítás modellezése Markov láncokkal Attenuation Modeling of Microwave Radio Links with Markov Chains Konzulens: Csurgai-Horváth László, Dr. Bitó János, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék 7. Horváth Péter, Illés Dávid Részecskealapú folyadékszimuláció elosztott környezetben grafikushardver-támogatással SPH-based Fluid Simulation in Distributed Environment Konzulens: Dr. Szirmay-Kalos László, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 8. Lux András Network neutrality gazdasági hatásainak vizsgálata számítógépes szimuláció segítségével Modelling and Simulation of Pricing of Internet Service Providers Konzulens: Biczók Gergely, Ericsson Kardos Sándor, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Trinh Anh Tuan, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 9. Püspöki Zsuzsanna Fotonikus kristályok vizsgálata TLM módszerrel Simulation of photonic crystals by transmission line matrix method Konzulens: Reichardt András, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

21

10. Vári Tamás Esőesemény detektálása földi mikrohullámú pont-pont összeköttetések vételi teljesítményszint adatbázisa alapján Rain event detection by received power level database of terrastrial microwave point-point connections Konzulens: Dr. Bitó János, Szládek Gábor, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

22

Protokollok szekció Elnök: Dr. Dibuz Sarolta docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Titkár: Erős Levente doktorandusz, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Helyszín: IE.213 1. Antal Mátyás Kölcsönös hitelesítési protokoll kis számítási kapacitású RFID rendszerekben Mutual Authentication Protocol for Low Computational Capacity RFID Systems Konzulens: Gódor Győző, Híradástechnikai Tanszék 2. Bóta Gergő, Khoór Bence, Lendvai Károly A Skype és SIP protokollok közötti átjárhatóság vizsgálata Examination of the conversion between Skype and SIP protocols Konzulens: Szabó Sándor, Híradástechnikai Tanszék 3. Buti Tamás Ütemező algoritmusok tervezése és vizsgálata performancia teszteléshez TTCN-3 környezetben Design and testing of scheduling algorithms for performance testing with TTCN-3 Konzulens: dr. Csöndes Tibor dr. Ziegler Gábor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 4. Cserbák Márton „Lightweight” biztonsági megoldás rádiófrekvenciás azonosítással támogatott elektronikus kereskedelmi környezetben Lightweight Security Scheme in RFID Enabled E-Commerce Environment Konzulens: Gódor Győző, Híradástechnikai Tanszék 5. Gergely Viktor A H.264 SVC skálázható videófolyam titkosítása Encryption of the H.264 SVC scalable video stream Konzulens: Dr. Fehér Gábor, Oláh István, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 6. Pintér Norbert Konszenzus protokollok szimbolikus szimulációval történő helyességbizonyítása Abstraction-Aided Scalable Model Checking of FT protocols Based on Majority Voting Konzulens: Bokor Péter, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 7. Ta Vinh Thong Biztonsági API analízis a spi-kalkulussal Security API analysis with the spi-calculus Konzulens: Dr. Buttyán Levente, Híradástechnikai Tanszék

23

Szoftver alkalmazások szekció Elnök: Dr. Goldschmidt Balázs adjunktus, Irányítástechnika és Informatika Tanszék Titkár: Sulyán Tibor doktorandusz, Irányítástechnika és Informatika Tanszék Helyszín: IB.028 1. Dudás Ákos Hash táblák adaptálása tömeges adatfeldolgozáshoz Adopting hash tables for mass data processing Konzulens: Dr. Juhász Sándor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 2. Gyarmati László Mobiltelefonnal készült videó publikációs rendszer Publication System of Videos Made With Mobile Phones Konzulens: Gulyás András, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék 3. Kis László Négyrotoros helikopter irányításának implementálása MPC555-ös mikroszámítógépre Implementing the control of a quad-rotor helicopter on MPC555 microcomputer Konzulens: Prohászka Zoltán, Irányítástechnika és Informatika Tanszék Soumelidis Alexandros, MTA SZTAKI Rendszer és Irányításelméleti Kutatólaboratórium 4. Kovács Tamás, Nagy Sándor Rádiós lokalizáló keretrendszer Radio localistaion framework Konzulens: Dipl.-Ing. Hans Holm Frühauf, PD Dr.-Ing. Kókai Gabriella, Fraunhofer FAU Dr. Számel László, Villamos Energetika Tanszék 5. Kővári Bálint Játék hardver és szoftver fejlesztés sporteszközre Game hardware and software development for a trainingdevice Konzulens: Kővári Bence, Rajacsics Tamás, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 6. Liktor Gábor Implicit felületek megjelenítése a GPU-n Rendering implicit surfaces on the GPU Konzulens: dr. Szirmay-Kalos László, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 7. Makkai Hunor, Tóth Lóránd Lehel Új megbízhatósági és keresési eljárás kifejlesztése és megvalósítása a Delfin fájlmegosztó rendszerben The Delfin community building software Konzulens: dr. Hosszú Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke 8. Sik András Ferenc, Gruber Kristóf Szoftver tervezése színtorzulások hatásainak vizsgálatára Software development for studying the effects of color disortions Konzulens: Dr. Schanda János, Dr. Lányi Cecília, Pannon Egyetem 9. Szatmári Zoltán, Urbanics Gábor Webszolgáltatások rendelkezésreállásának növelése és ennek konstruktív eszközei Constructive methods of the availability of webservices Konzulens: Kövi András, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

24

10. Tibori Tamás Tibold Grafikus I8085 szimulátor Graphical I8085 simulator Konzulens: Dr. Horváth István, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 11. Répás Gergő Biztonságkritikus beágyazott rendszerek szisztematikus tesztelése Systematic testing of safety critical embedded systems Konzulens: Dr. Majzik István, Pintér Gergely, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Piroska László, Robert Bosch kft.

25

Szoftvertechnológia és modell alapú fejlesztés szekció Elnök: Dr. Levendovszky Tihamér adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék Titkár: Kelényi Imre doktorandusz, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék Helyszín: IB.018 1. Balogh Zoltán Modelltranszformációs szabályok automatikus generálása példák alapján Model Transformation by Example Konzulens: Dr. Varró Dániel, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 2. Bergmann Gábor, Ökrös András Eseményvezérelt modelltranszformációk inkrementális mintaillesztés segítségével Event-based model transformations with incremental pattern matching Konzulens: Dr. Varró Dániel, Ráth István, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Varró Gergely, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék 3. Békési Zoltán Magasabb szintű vezérlési szerkezetek visszafejtése bináris kódból Decompilation of higher level program flow structures from binary code Konzulens: Kővári Bence András, Albert István, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 4. Déri Zsolt Szolgáltatás-orientált rendszerek modell alapú fejlesztése és analízise Model-driven development and analysis of service-oriented architectures Konzulens: Gönczy László, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 5. Héder Mihály Erlang nyelvű programok refaktorálása XML technológia segítségével Refactoring Erlang programs by using XML technology Konzulens: Dr. László Zoltán, Irányítástechnika és Informatika Tanszék 6. Kadlecsik Ferenc Péter Beágyazott rendszerek modell alapú fejlesztése Model Driven Development of Embedded Systems Konzulens: Balogh András, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 7. Kárer Győző Robusztusság tesztek modell alapú generálása Model-based generation of robustness tests Konzulens: dr. Majzik István, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 8. Varga Gergely Felügyelt szerelvények hatékony feldolgozása az ECMA-335 szabvány alapján Effecient processing of managed assemblies based on the ECMA 335 standard Konzulens: Albert István, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 9. Hámor Tamás Skálázható multi-modális felhasználói felületek Scalable Multimodal User Interfaces Konzulens: Dr. Németh Géza, Tóth Bálint Pál, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

26

27

28

A DOLGOZATOK EGYOLDALAS ÖSSZEFOGLALÓI

29

30

ELEKTRONIKAI ESZKÖZÖK ÉS TECHNOLÓGIÁK SZEKCIÓ

31

A szelektív lézeres és újraömlesztéses ólommentes forrasztási technológiák összehasonlítása Baranyay Zsolt, V. Vill., [email protected]; Bátorfi Réka, V. Vill., [email protected]; Horváth Norbert, V. Vill., [email protected] Konzulens: dr. Illyefalvi-Vitéz Zsolt, Elektronikai Technológia Tanszék, V2 ép. 230, [email protected] Az ólommentes forrasztási technológiára való áttérés legnagyobb problémája az új összetételű forraszanyagok magasabb olvadáspontja. A korábban elterjedten alkalmazott SnPb forraszötvözeteknél magasabb olvadáspont intenzívebb hevítést igényel, mely a forrasztás környezetében degradációt okozhat, csökkenhet a megbízhatóság és az élettartam. Ezen tulajdonságok megőrzése érdekében az un. szelektív forrasztási technológiákat alkalmazzák, melyek nem az egész lemezt, hanem csak a forrasztási helyeket melegítik. Fejlett szelektív forrasztási technológiai eljárás a lézeres forrasztás, melynek legnagyobb előnye, hogy a szükséges hőt igen kis pontba, kifejezetten a forrasztandó felületekre tudjuk fókuszálni. Ezzel igen gyorsan, minimális energiaveszteség mellett, a környező alkatrészek hevítése nélkül készíthetünk forrasztott kötéseket. A lézeres forrasztási kísérletekben flexibilis hordozókon készítettünk forrasztott kötéseket. Kihasználva a hordozók átlátszóságát mind a látható, mind az infravörös tartományban, egy érdekes és egyedi megoldást alkalmazva, a flexibilis fólia rétegén keresztül hevítettük a felületszerelt (SMD) ellenállások forrasztási felületeit. Előzetes méréseink alapján az alkalmazott háromféle alapanyagú hordozó közül az 1064 nm hullámhosszúságon sugárzott lézerfénynek, a poliimid (PI) és a poliészter (PET) hordozók kevesebb, mint 5 %-át, míg a polietilén-naftalát (PEN) hordozó körülbelül 30 %-át disszipálták. Az áteresztett lézerenergia elegendő volt az alkalmazott kétféle ólommentes forraszanyag megömlesztésére. A lézeres forrasztással készült tesztáramköröket ugyanolyan anyagú, de újraömlesztéses forrasztással készültekkel hasonlítottuk össze. A forrasztott kötéseket az alábbi változó paraméterek függvényében vizsgáltuk: hordozó alapanyaga, forraszfém anyaga, forrasztási technológia. A mechanikai és villamos tulajdonságokat és a megbízhatóságot optikai, valamint esetenként röntgenes vizsgálattal, ellenállás-méréssel és az alkatrészek letolóerőinek mérésével jellemeztük. Az áramköröket gyorsított élettartam-vizsgálatnak is alávetettük, hogy ennek függvényében is összehasonlíthassuk a két technológiát. Azt tapasztaltuk, hogy a vizsgált háromféle hőállóságú hordozó (270°C-PI; 180°C-PEN; 175°C-PET) esetén még abban az esetben is sikerült megfelelő kötéseket létrehozni lézeres forrasztással, amikor a hordozó hőállósága jóval alacsonyabb volt a forraszanyag olvadáspontjánál (217°C-SnAgCu; 138°C-SnBi). A kísérletsorozat eredményeiből azt a következtetést is levonhatjuk, hogy a lézeres forrasztással készült kötések tulajdonságai (elektromos ellenállása és mechanikai szilárdsága) legalább olyan jók, mint az újraömlesztéses technológiával készülteké, az élettartamvizsgálatok hatására viszont kissé gyorsabban romlott a minőségük. Irodalom: 1. Zsolt Illyefalvi-Vitéz; Olivér Krammer; Réka Bátorfi: Experimental Life-time Prediction of Pb-free Solder Joints, SIITME 2007, Baia Mare (Romania), 20-23 Sep, 2007, pp.115-118. 2. Zsolt Illyefalvi-Vitéz; Bálint Balogh; Zsolt Baranyay; Graham Farmer; Tom Harvey; Damien Kirkpatrick; György Kotora: Application of Laser Soldering for Flexible Boards, IMAPS Poland Conference, Rzeszów-Krasiczyn (Poland), 23-26 Sep, 2007, pp.437-440.

32

DNS molekulákkal biofunkcionalizált arany vékonyréteg elektródok vizsgálata Bonyár Attila IV. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Sántha Hunor, Elektronikai Technológia Tanszék, [email protected] A SAM (Self-Assembled Monolayer – önszerveződő monoréteg) egy elterjedt felületi technológia a biológiai érzékelő struktúrák létrehozási módszerei között. Az általam biofunkcionalizálásra használt anyag egy olyan ss-DNS (ss-single stranded: egyszálú), melynek egyik végén az immobilizációhoz szükséges tiol (-SH) csoport, másik végén egy biotin funkciós csoport (5-ös és 6-os gyűrűs molekula, C10H16N2O3S) helyezkedik el. Egy ilyen egyréteg alkalmas lesz egyrészt a komplementer ss-DNS, másrészt a biotin révén avidin vagy streptavidin detektálására. Utóbbi felhasználásával lehetséges pl. D-dimer érzékelése, mely vérösszetevőnek a mélyvénás trombózis rizikó megítélésében van fokozott jelentősége. Széles körben publikált tudományos tény, hogy az aranyfelületre tiol csoporton keresztül immobilizált ss-DNS teljes hosszában „letapad” az arany felületére negatív töltésű cukorfoszfát gerince miatt. Ez az „elfekvés” gátolja a monoréteg érzékelési célokra történő felhasználását, így a rögzített ss-DNS molekula komplementer DNS szállal való hibridizációját, illetve a rögzített ss-DNS szál átellenes végére funkcionalizált biotin avidinnel való összekapcsolódását. A problémát két úton próbálom kiküszöbölni: 1. Az előzetesen immobilizált ss-DNS egyréteget 11-es és 18-as szénláncú alkil-tiol szálakkal ‘támasztom ki’, erre irodalmi források ösztönöznek. 2. Olyan ss-DNS szálat állítunk elő, melyet a tiol csoport után megtoldunk egy egyszerű ’-TTTTTTTTTTT-’ szekvenciával, és az aranyra immobilizálás előtt ’AAAAAAAAAAA-’ szekvenciájú, szintén tiol végződésű komplementer DNS-el hibridizáljuk a szakaszt. Az eredmény egy dupla-spirálban megerősített tövű immobilizált “DNS-receptor” lesz, amivel reményeim szerint elkerülhető a szál további részének foszfát csoporton keresztül történő letapadása. A megoldás alkalmazásának előnye lenne, hogy a komplementer DNS szál vízben is oldható szemben a csak etanolban is nehezen oldódó és körülményesen kezelhető alkil-lánccal. A felépített egyréteg kimutatására és karakterizálására Ciklikus Voltametriát (CV) és Elektrokémiai Impedancia Spektroszkópiát (EIS), a DNS hibridizáció és a biotin-avidin összekapcsolódás kimutatására a fentieken túlmenően UV-spektroszkópiát használtam, a részben általam is továbbfejlesztett kísérleti platform segítségével. Az előállított mintákról AFM (Atom Erő Mikroszkóp) képek készültek a mért eredmények és állítások igazolására. A TDK munka az önálló probléma identifikálás, irodalomkutatás, elemzés, javaslat tétel, méréssorozat tervezés, kísérleti összeállításra vonatkozó részmegoldások fejlesztése/tesztelése, mérések végzése és kiértékelése teljes láncolatát lefedi. Végeredményben egy egyszerűen előállítható érzékelő felületet kapunk, ami egyszerre két típusú biomolekulára is érzékeny.

33

Az RoHS direktívái és a tiltott anyagok kimutatása XRF berendezéssel Horváth Barbara V. Vill., [email protected] Konzulens: dr. Pinkola János, Elektronikai Technológia Tanszék, [email protected]

2006. július 1.-től életbe lépett az RoHS direktíva (Restriction of Hazardous Substances) amely előírja, hogy az EU tagállamai korlátozzák az ólom, higany, kadmium, hat vegyértékű króm, polibrómozott bifenil (PBB) és polibrómozott difenil-éter (PBDE) alkalmazását azokban az elektromos és elektronikus berendezésekben, amelyek az EU tagállamaiban 2006. július 1.-től kerülnek forgalomba. Az RoHS kapcsán nem lehet eltekinteni a forraszok környezetre gyakorolt hatásaitól, amelyekbe nem csak a kész forraszanyag felhasználásával keletkező környezeti ártalmak tartoznak, hanem a forraszanyag teljes életciklusa során gyakorolt hatások, az alapanyagok kinyerésétől kezdve a hulladéklerakásig. Így 16 környezeti és egészségügyi szempont alapján összehasonlítottuk az ólomtartalmú és az ólommentes forraszötvözeteket újraömlesztéses, illetve hullámforrasztásos technológia esetén. Az RoHS egyik legfontosabb előírása a kereskedelembe kerülő termékek ellenőrzése, hogy azok megfelelnek-e a kritériumoknak. Azaz a fent említett tiltott anyagokból a megengedhető mennyiség alatt tartalmaznak-e. Erre az egyik legjobb megoldás a röntgenfluoreszencia spektrogáfiás (XRF) analízis, amely segítségével roncsolásmentes vizsgálatok végezhetők egy adott alkatrész anyagösszetételének meghatározására. Dolgozatomban megvizsgálom az RoHS által tiltott anyagok szerepét az elektronikai iparban, illetve azok kiváltására alkalmazható lehetőségeket. Foglalkozom a tiltott anyagok környezeti hatásaival - mind az élő szervezetekre gyakorolt közvetlen hatásokkal, mind az életciklusvizsgálatok által definiált 16 környezeti és egészségügyi faktorokkal. Dolgozatom második fő részében bemutatom az általam végzett XRF analízisek eredményeit. Ezek kiterjednek különböző bevonatokkal rendelkező nyomtatott huzalozási lemezek összetétel-analízisére, valamint különböző forraszpaszták és hordozók RoHS kompatibilitási vizsgálataira. Vizsgálataim célja a megengedettnél nagyobb mennyiségű tiltott anyagok kimutatása az elektromos és elektronikus berendezésekben, valamint az XRF készülék képességeinek vizsgálata.

Irodalom: 1. Jack R. Geibig, Maria Leet Socolof (University of Tennessee): Solders in Electronics: A Life Cycle Assessment, 2005.08., US Enviromental Protection Agency 2. Hartyáni Zsuzsanna: Anyagszerkezeti vizsgálatok - Röntgenanalitikai módszerek, jegyzet Veszprémi Egyetem 2006

34

Prezentáció technológiai műveletekre Horváth Eszter V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Ripka Gábor, Elektronikai Technológia Tanszék, [email protected] Napjainkban egyre jobban elterjed és szükségessé válik a tanulásnak valamilyen elektronikus eszközzel támogatott formája. Magyarország egyik vezető autó-elektronikai cégénél is bevezetésre kerül az oktatásnak ez az innovatív formája. Ez azzal magyarázható, hogy az autóiparban szükség van a pontosságra, gyorsaságra, precizitásra, ráadásul az új technológiákat rövid idő alatt kell elsajátítani az ott dolgozóknak. A minőségbiztosítás alapfeltétele, hogy a dolgozók a berendezéseket hibátlanul tudják kezelni. Mivel a gyártósorokon nincs lehetőség a munkások folyamatos ellenőrzésére és segítségnyújtásra, ezért szükség volt egy olyan oktatási anyag létrehozására, amely hálózaton keresztül mindig elérhető az alkalmazottak számára és segíti az önálló munkavégzést. Valamint a munkások gyors és megfelelő betanítását is elősegíti. A dolgozatomban vázolt megoldás a kezdő munkások számára is egy biztos kiindulópontot jelent, mert a betanítás után is bármikor újranézhetik. Célom a különböző gyártási folyamatok módszereiről és fontosabb lépéseiről egy összefoglaló anyag készítése, amely a laikus emberek számára is érthető módon vázolja a gyártási szekvenciákat. Az oktatási anyag a gyártósoron található ipari számítógépeken érhető el, ami szükség esetén azonnal rendelkezésre áll. A bonyolultabb lépéseknél animációk és rövid mozgófilm részleteket segítik az eligazodást. Minden eljáráshoz van egy áttekintő szöveges leírás valamint minden lépéshez magyarázó ábra tartozik, ami bemutatja a technológiai műveleteket. Ezen kívül megadja a gyártási művelet célját és a végterméket, így beavatja a munkást az egész folyamat lényegébe. A vizuális oktatás hatékony és szemléletes módszer, állandó információforrásul szolgál és kevesebb félreértésre ad lehetőséget. A fentebb említett cég közel 3000 gyártósori lépésről tervezi, hogy elektronikus oktatási anyagban megjelenjen, a dolgozatomban ebből néhány technológiai szekvencián keresztül bemutatom az oktatási anyag felépítését és használatát.

35

Automatizálható technológia fejlesztése PDMS mikrofluidikai elemek kiöntéséhez Márton Gergely IV. Vill., [email protected] Konzulens : Dr. Sántha Hunor, Elektronikai Technológia Tanszék, [email protected] Probléma felvetése A polydimethylsiloxane (PDMS) az egyik leggyakrabban használt szilikon bázisú szerves polimer. Előnyös tulajdonságai közé tartozik a biokompatibilitás, valamint az, hogy képes molekula szintű pontossággal kitölteni egy adott térrészt. Ezen tulajdonságai miatt előszeretettel alkalmazzák pl. Mikro-Total-Analízis renszerekben. A PDMS kétkomponensű anyag. A komponensek megfelelő mértékű összekeverése során a viszkózus folyadékba általában légbuborékok kerülnek. A buborékok eltávolításának legáltalánosabb módja a vákuumos kezelés, ugyanis a külső nyomás csökkenésével a légbuborékok nagyságrendekkel gyorsabban tudnak a folyadék felszínére törni. PDMS elemeket tartalmazó rendszerek nem készülnek tömeggyártással, mivel ezen elemek megfelelő minőségű kiöntése a fentiekből is következően egy viszonylag körülményes eljárást igényel. A TDK munka az önálló specifikálás, irodalomkutatás, tervezés, részmegoldások fejlesztése/tesztelése, deszkamodell építés teljes láncolatát lefedi. Kitűzött célok • Olyan gyártósorhoz illeszthető berendezés készítése, mely adott méretű és geometriájú lapkákat fogad be, helyez vákuum alá, majd továbbít. • Az alkalmazott nyomásprofil mérése, a mért adatok továbbítása számítógépre. Megvalósítási terv • A lapkák mozgatása mechatronikai eszközökkel. A lapkák tervezett pályáját az 1. ábra szemlélteti. A szeletek a szalagról átkerülnek egy forgó lemezre, ahol egy-egy légmentesen záródó búra fedi be őket. Egy kör megtétele során megtörténik a vákuumos kezelés, majd a lapkák visszatérnek a szalagra. • Vákuumrendszer fejlesztése: Vákuum előállítása vízlégszivattyúval, amely vízlégszivattyú elektronikusan vezérelhető szelepeken keresztül kapcsolódik a vákuumkamrákhoz. A szelepek és a vákuumkamrákban elhelyezett nyomásérzékelők egy mikrokontrollerrel kommunikálnak. A rendszer szerkezetét a 2. ábra szemlélteti.

1. ábra – felülnézeti kép a lapkák tervezett pályájáról

2. ábra – oldalnézeti kép a vákuumrendszer szerkezetéről

36

Anyagösszetétel vizsgálatok röntgensugaras mikroanalízissel Nagynémedi Csaba V. Vill., [email protected] Konzulens: Balogh Bálint, ETT, [email protected]

A röntgen-fluoreszcens anyagösszetétel meghatározás röntgensugaras gerjesztéssel történik és a mintából kilépő, a kémiai elemekre jellemző karakterisztikus röntgensugárzás mérésén alapszik. A dolgozatban ismertetem az Elektronikai Technológia Tanszék röntgenfluoreszcens mikro-analizátorának (SPECTRO MIDEX M) működési elvét, a mérés során a mintában lejátszódó fizikai kölcsönhatásokat és ezek detektálásából az anyagösszetétel meghatározásának folyamatát. A detektálható alkotóelemek gerjesztése ennél a berendezésnél – a nátrium és urán tartományban – két fázisban, különböző teljesítményű röntgensugárzással valósul meg. A vizsgálat eredményeként az összetevők arányát tömegszázalékban kapjuk (automatikus mérés) és lehetőség van a detektált sugárzás spektrumának kiértékelésére is. Saját munkám részeként bemutatom az általam elvégzett fontosabb mérések eredményeit, például felületi szennyeződések és bevonatok vizsgálata. Valamint azokat a gyakorlati tapasztalatokat, amelyeket munkám során szereztem, úgymint a mérési pontok helyes megválasztása a minta felületi tulajdonságainak figyelembe vételével, a berendezés tulajdonságait szem előtt tartva a mérési eredmények helyes értelmezése. Az említett berendezés használata során egy hibajelenséget is tapasztaltam, a minta összetételének elemzésekor a mért spektrumban az összetevőket jelölő csúcsok nem estek egybe az elméleti spektrális vonalakkal. A jelenség okának felderítésére szisztematikus mérés sorozatot végeztem, ismert összetételű mintákon a mérési paraméterek (gyorsítófeszültség, öblítő gáz, mérési idő) spektrum torzító hatásának felderítése érdekében. Az eredményekről és a kapott tanulságokról a dolgozatomban számolok be részletesen.

37

Digitális hardver modulok tesztelése megosztott modellezéssel számítógépen és programozható logikán Készítette: Opóczki Csaba V. Villamosmérnöki kar e-mail: [email protected] Konzulensek: Oláh István Duolog Kft., dr. Poppe András EET Az elkészített és bemutatásra kerülő eszköz egy fejlesztői környezet, amely digitális hardver modellek verifikációját segíti elő. A tervezés menetébe a logikai szimuláció után illeszthető be, funkcionális tesztelést tesz lehetővé egy programozható logikán. Ennek során tesztelendő áramkört egy FPGA–ra szintetizáljuk, míg a teszt vektorok csak később, szoftveresen hozzuk létre. Ezen szoftveres vezérlés előnye és az egész eszköz célja, hogy egyrészt egy egységes API -t nyújtson a felhasználó felé, ami alkalmas teszt vektorok fogadására és küldésére, interaktív módon, vagyis akár minden órajelre keletkező kimeneti vektor után saját, új vektort adhatunk a bemenetre; másrészt ezen API–ra építve a felhasználó specifikus programokat készíthessen, mellyel az áramköre végleges környezetét képes emulálni. A feladat célja még, hogy az eszköz bármilyen kialakítású digitális hardver modulhoz illeszkedjen, valamint a hardver oldali órajeleket, valamint az ezzel szinkronban lévő ki- és bemenetek adatait, a szoftver oldalról üzenet fogadás és küldés módszerrel, órajel függetlenül lehessen kezelni. A modell két fő részből áll. A hardver oldalból, amely szintetizálásra kerül a tesztelni kívánt áramkörrel együtt a programozható logikán. Ennek feladata az érkező üzenetek vektorainak órajelre történő áramkörbe kapuzása. És áll egy szoftver oldalból, amely egy programozható felületet nyújt. Itt generálhatjuk a tesztvektorokat. A hardver oldal viszonylagos bonyolultsága miatt szükségessé vált egy a hardver konfigurálását elvégző program. A program az előzőekben leírtaktól független eszköz. Egy kevés grafikus felszín segítségével VHDL hardverleíró nyelven automatikusan konfigurálja az eszköz hardver oldalát, feladat-specifikusan. Ez a rutin a hosszadalmas gépelés és a szintaktikai hibák elkerülése érdekében született, és szintén részletes bemutatásra kerül az előadás keretében. Felhasznált irodalom: Accellera: Standard Co-Emulation Modeling Interface (SCE-MI) Reference Manual, 2003 Xilinx: Spartan-III 2.5V FPGA Family: Complete Data Sheet Xilinx: Spartan-3 Starter Kit Board User Guide, 2004 Xilinx: ISE 8.2i Quick Start Tutorial, 2006 Hosszú Gábor – Keresztes Péter : VHDL alapú rendszertervezés ActiveState: ActiveTcl 8.4 User Guide, 2006

38

Pásztázó akusztikus mikroszkópia alkalmazása az elektronikai hibaanalítikában Papp Bence IV. Vill., [email protected]

Konzulens: Balogh Bálint, ETT, [email protected] Az elektronikai iparban nélkülözhetetlen a termékek minőségellenőrzése. Az általam bemutatott berendezés, illetve a hozzá kapcsolódó vizsgálati módszer nagyban hozzájárul ahhoz, hogy egy eszköz vizsgálatát minél szélesebb területen és minél pontosabban meg lehessen valósítani. Az akusztikus mikroszkóp segítségével roncsolás nélkül betekintést nyerhetünk az alkatrészek belsejébe, képet készíthetünk az alkatrészt alkotó különböző anyagok találkozási határfelületéről, vagy megvizsgálhatjuk a minta egy belső tartományát. Rétegek közötti delaminációkról, illetve műanyag tokozó anyagban lévő zárványokról történő képalkotás akusztikus mikroszkóp alkalmazása nélkül nem lenne lehetséges. Dolgozatomban bemutatok néhány fontosabb SAM (Scanning Acoustic Microscope – pásztázó akusztikus mikroszkóp) típust, és képalkotási módot. Néhány gyakori akusztikus lencsetípust is ismertetek, írok ezek előnyeiről, hátrányairól, összehasonlítom azokat egymással. Mivel az elektronikai technológiában való felhasználását részletezem, fontosnak tartom megemlíteni a leggyakoribb hibákat, és ezek detektálására szolgáló módszereket. Ezen kívül részletesen bemutatom, hogy hogyan lehet észrevenni a delaminációkat, hogyan kell az elkészült képet értelmezni. Részletes leírását adom az akusztikus mikroszkóppal történő vizsgálat teljes folyamatának, a minta helyes behelyezésétől, a fókusz állítás folyamatán és vizsgáló ablakok megfelelő megválasztásán keresztül egészen a laikusok által is értelmezhető kép elkészüléséig. A BME-ETT-n található SONIX HS-1000 típusú pásztázó akusztikus mikroszkóppal végeztem saját méréseimet. Bemutatom az általam is észlelt hibákat, az alkatrészhez kapcsolódó szerkezeti sajátosságokat. Egy rövid matematikai összefoglalón keresztül megpróbálom feltárni az analógiát az elektromágneses hullám ideális távvezetéken történő terjedése, és a hanghullám terjedése között. Kitérek arra, hogy ezen analógia milyen későbbi fejlesztéseket helyez kilátásba.

39

Kapcsolt kapacitású szűrő tervezése orvosbiológiai alkalmazásokhoz Szalai Albin IV. Vill., [email protected] Konzulens: Horváth Gyula, Elektronikus Eszközök Tanszék, [email protected] A mai elektronikus alkalmazások egy kiemelten fontos területe az orvosbiológia. Ez értendő az orvosi műszerekre és az emberi testbe ültetett implantátumokra egyaránt. A testbe ültetett implantátumok különös kihívások elé állítják a tervező mérnököt. Dolgozatomban egy extrém alacsony frekvencián vágó nagy meredekségű alul-áteresztő szűrő tervezésének problémakörét járom körül. Mivel a szűrőt szilíciumon kell megvalósítani, ezért a megvalósítható ellenállás és kapacitás értékek korlátozottak. Ezt a kapcsolt kapacitású technikával lehet kiküszöbölni oly módon, hogy a szűrő tervezésekor a kapacitások értékeit a megvalósítható tartományba csökkentjük. Az ekkor adódó nagy értékű, MΩ nagyságrendű ellenállásokat pedig kapcsolt kapacitásokkal szimuláljuk. A kapcsolt kapacitások lényege, hogy a kis értékű kondenzátor egyik oldalát földre kapcsolva, másik oldalát pedig két kapcsolóval a hálózatra két egymással át nem lapolódó impulzussal kapcsolgatva, nagy pontossággal tudjuk szimulálni az ellenállást. Látható, hogy ekkor már nem beszélhetünk klasszikus értelemben folytonos hálózattervezésről, figyelembe kell venni a kapcsolók frekvenciáját, így egy mintavételezett szűrőként kell megtervezni a kapcsolást, vagy a folytonosan megtervezett átviteli függvényt transzformálni kell a mintavételezés következtében fellépő prewarping jelenség miatt, amennyiben ennek hatása számottevő. A szűrőt két matematikai modell szerint terveztem meg (Csebisev, Caurer). Ezeket három lehetséges szűrőkapcsolásban realizáltam (Ackerberg-Mossberg, Thomas biquad, létrahálózatos). A modellek tulajdonságainak ismeretében valamint a kapcsolt kapacitású technika tulajdonságainak ismeretében vizsgáltam, hogy melyik a legmegfelelőbb az adott alkalmazáshoz. Irodalom: 1.P. V. Ananda Mohan: Switched capacitort filters. Prentice Hall, London, 1995. 2.Rolf Unbehauen: MOS Switched-Capacitor and Continuous-Time Integrated Circuits and Systems. Springer-Verlag, Berlin, 1989. 3.Wai-Kai Chen: The circuits and filters handbook second edition. CRC Press 2003.

40

Pin-in-Paste gyártási technológiánál a felvitt forraszpaszta furatkitöltésének mérése röntgen képek automatizált elemzésével Nyakó András V. Vill., Radvánszki Zoltán V. Vill., [email protected] Konzulens: Krammer Olivér, ETT, [email protected] A napjainkban elkészített hordozókon már csak kevés furatszerelt alkatrész van. Ezek az alkatrészek tipikusan csatlakozók, nagyobb kondenzátorok, induktivitások, tekercsek, ahol csak néhány alkatrészlábat kell beforrasztani. Ugyanakkor a felületszerelt alkatrészek szerelésére rendkívül gyors és pontos gyártósorok léteznek a nagyobb elektronikai gyárakban, melyeknél a legelterjedtebb gyártási technológia az újraömlesztéses forrasztás. Ezért rendkívül előnyős az a technológia, amelynél a furatszerelt alkatrészeket is újraömlesztéses forrasztással szerelik a szerelőlemezre. Ez a Pin-in-Paste technológia, melynél a furatszerelt alkatrészeket is újraömlesztéses technológiával forrasztják, együtt a felületre szerelhető alkatrészekkel. Így tehát a PIP technológia lépései megegyeznek az újraömlesztéses forrasztási technológia lépéseivel. Először a pasztafelvitel történik, ami elvégezhető cseppadagolással és stencilnyomtatással egyaránt. Ezután az alkatrészek elhelyezése történik a furatba, majd az alkatrészek elhelyezése után következik a forraszpaszta megömlesztése például újraömlesztő kemencében. A PIP technológiához sokkal nagyobb mennyiségű forraszpasztára van szükség, mint a felületszerelt alkatrészekhez, mert itt a felvitt paszta térfogatának elégnek kell lennie a forrasz-meniszkusz létrehozására mind a két oldalt és a furat kitöltésére is. Ezért a PIP technológia kulcsfontosságú kérdése a megfelelő mennyiségű forraszpaszta felvitele a hordozóra, melyet a pontos stenciltervezéssel lehet elérni. Ugyanakkor figyelembe kell azt is venni, hogy a forraszpaszta stencilnyomtatásánál a fémezett falú furatba is kerül paszta, amelynek mennyisége jelentősen befolyásolja az elkészített forrasztott kötések minőségét. Ezért az elektronikai gyártás során rendkívül fontos a paszta furatkitöltésének mérése, amely röntgengéppel lehetséges. Dolgozatomban bemutatom a Pin-in-Paste technológia ismérveit, és a hozzátartozó stenciltervezési irányelveket. A furatkitöltés mérésére eljárást dolgoztam ki, melynek alapja, hogy a röntgenkép árnyalata a minta sűrűségétől és vastagságától függ, így a röntgenkép elemzésével lehetőség nyílik a minta vastagságának mérésére, jelen esetben a fémezett falú furatban lévő paszta vastagságának mérésére. Dolgozatomban a mérési eljárást részletesen ismertetem. A röntgenképek elemzéséhez Matlab programot fejlesztettünk, melynek fontosabb jellemzőit szintén tárgyalom dolgozatomban. A mérési eljárás kidolgozása után a Pin-in-Paste technológia optimalizálása érdekében kísérleteket végeztem. Különböző stencilnyomtatási paraméterek mellett vizsgáltam a forraszpaszta furatkitöltését, illetve az elkészült forrasztott kötések minőségét. Az eredmények alapján elmondható, hogy a Pin-in-Paste technológiához a lassú nyomtatási sebesség (30 mm/s), és közepes késerő (90N – 30 cm-es penge esetén) ajánlott. Dolgozatomban az eredményeket részletesen ismertetem. Irodalom: Olivér Krammer, András Nyakó and Balázs Illés: “Measuring Methods of Solder Paste Hole-Filling in Pin-in-Paste Technology”, International Symposium for Design and Technology of Electronic Packages - 13th Edition, Sept. 20-23. 2007, Baia Mare, Romania, pp. 146-150 – Best Paper Award

41

ENERGETIKA ÉS IRÁNYÍTÁSTECHNIKA SZEKCIÓ

42

Újfajta, indukciós elven működő, háztartási olajsütő készülék kutatása és fejlesztése Barkóczi Gergely Attila V. Vill., [email protected] Becsjanszki Zsolt Mihály VII. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Koller László, Villamos Energetika Tanszék, [email protected] A jelenleg alkalmazott háztartási olajsütő készülékek legnagyobb hátrányai közé tartozik a sütőolaj viszonylag gyors elszennyeződése, és a gyakori olajcsere esetén az edény tisztítása is nehézségekbe ütközik. Az elöregedett sütőolaj a környezetre veszélyes, emellett az ilyen olajban való sütés közvetlenül is egészségügyi kockázatot jelent. Ezek a hátrányok a közvetett ellenállás-fűtési módból vezethetők le. A fűtőelemek kis felületen hevítenek, vagy az edényen kívülről, annak aljáról közölve hőt az edénnyel, vagy az olajba merítve. Az utóbbi megoldás ugyan gazdaságosabb hevítést jelent, de azzal a hátránnyal és kényelmetlenséggel jár, hogy az edényt csak a fűtőelem kiemelése és a villamos érintkezés megbontása után (érintésvédelmi probléma) lehet tisztítás céljából eltávolítani. Munkánk célja olyan háztartási olajsütő készülék kutatása és fejlesztése (tervezése) volt, amely az indukciós hevítés elvét felhasználva, gazdaságos energiafelhasználás mellett az eddigieknél nagyobb kényelmet, környezetkímélőbb és az egészséget kevésbé károsító sütési technológiát biztosít. Ezen készülék – még sorozatgyártás esetén is – drágább a hagyományosoknál, tekintettel arra, hogy az indukciós fűtési mód középfrekvenciás átalakító használatát igényli (amely nem képezte jelen vizsgálataink tárgyát, mert azt adottnak vettük, az indukciós főzőlapoknál használt tápforrás adaptációjaként). A készülék ára azonban csak annyival lehet nagyobb, amennyit még a vevők annak előnyei érdekében hajlandók megfizetni. Ez így volt az indukciós főzés esetében is, amelynek használata manapság már rohamosan terjed. Megjegyezzük, hogy indukciós elven működő olajsütő eddig még nem jelent meg a piacon, illetőleg az elv bemutatását a szakirodalomban sem találtuk. Több, a piacon fellelhető, hagyományos olajsütő tulajdonságai alapján felmértük a fogyasztói igényeket és megfogalmaztuk elvárásainkat az indukciós készülékkel szemben, valamint meghatároztuk annak fő paramétereit. A tápforráshoz illesztendő induktor-betét rendszer optimalizálása képezte kutatásunk fő vonalát. Erre vonatkozó vizsgálatainkhoz – kiindulva a tanszéken végzett indukciós főzési kutatási eredményekből – 2D számítási modelleket készítettünk, és végeselem-számításokat végeztünk. Az energia-átalakítás, hőátadás és kisugárzott mágneses tér szempontjából optimalizált elrendezést egy adott műanyagházba beépítve a tápforrással és a hűtőventillátorral együtt méreteztük. Ezáltal létrehoztuk a készülék prototípusának legyártásához szükséges terveket.

43

APC alkalmazások DCS rendszerekben – Egy háromtartályos rendszer irányítása Buti András, VII. Vill., [email protected] Konzulensek: D.Sc. Kovács Jenő, University of Oulu, [email protected] Dr. Csubák Tibor, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] Erasmus ösztöndíjjal egy félévet a University of Oulu (Finnország) egyetemen tanultam, ahol bekapcsolódtam az egyetemen működő Systems Engineering Laboratory munkájába és a félév során, önállóan, egy irányítástechnikai projekten dolgoztam. A laborban működő háromtartályos rendszer hőmérséklet- és vízszint szabályozását kellett megoldanom. Rendelkezésemre állt egy korszerű Emerson DeltaV folyamatirányító rendszer (DCS) és a hozzá csatlakozó intelligens terepi eszközök (beavatkozók és távadók), melyek Foundation Fieldbus-on és HART-on keresztül kommunikálnak a DCS-sel. A rendszer bár felépítését tekintve nagyon egyszerű – oktatási célra használt, laboratóriumi berendezés - mégis komoly szabályozástechnikai problémákat vet fel. Olyanokat, amelyek valós ipari alkalmazásokban is jelentkeznek: csatolt szabályzó körök, időfüggés, nemlinearitás. A kitűzött cél olyan irányítási módszerek alkalmazása volt, melyek képesek kezelni az előbb említett problémákat és ez által hatékonyan irányítják a technológiát. A korszerű folyamatirányítás (röviden APC = Advanced Process Control) többek között olyan irányítási módszereket foglal magába, mint: többváltozós modell prediktív szabályozás, adaptív szabályozás, fuzzy logika és neurális hálózat. A háromtartályos rendszer irányítására először PID szabályozókat alkalmaztam, melyek nagyon lassan, de ki tudták szabályozni a rendszert érő zavarásokat. Ezután a rendszer részletes analízise következett, mely során minden szabályozókörhöz kiválasztásra került a lehető legjobb szabályozási algoritmus: vízszint és hőmérséklet szabályozása fuzzy logika alapján, csatolt szabályozó körök kezelése többváltozós modell prediktív szabályozóval és vízszint figyelése szoftver szenzorral, mely neurális hálózat alapján máködik. Végül minden szabályzókörre összehasonlítottam a PID és a kiválasztott APC szabályozás működését. Az APC minden esetben sokkal jobb eredményt adott, mint a PID. Kitekintve a laborból az iparba, megfigyelhető, hogy az APC használata lassan terjed. Remélem, hogy az ilyen és ehhez hasonló munkák felhívják az irányítástechnikával foglalkozó mérnökök figyelmét arra, hogy van alternatíva a PID-re. Irodalom: 1. Enso Ikonen, Kaddour Najim: Advanced Process Identification and Control (Marcel Dekker, 2002) 2. Eduardo F. Camacho, Carlos Bordons: Model Predictive Control (Springer, 2000) 3. Retter Gyula: Fuzzy, Neurális, Genetikus, Kaotikus rendszerek (Akadémiai kiadó, 2006) 4. DeltaV Books Online

44

Kiserőmű hálózati visszahatásának vizsgálata Hartmann Bálint V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Dán András, Villamos Energetika Tanszék, [email protected] Az energiaipar történetének egyik legnagyobb átalakulása előtt áll. A fosszilis tüzelőanyagok mennyiségének csökkenése, a káros anyagok kibocsátásának mérséklése, az energiaárak folyamatos emelkedése a megújuló energiaforrások felé terelik a figyelmet. Az elosztott energiatermelés térhódítása már elkezdődött, a régi hálózati struktúrába való integrálása azonban még gyerekcipőben jár; a technológiai váltást egyelőre nem követi a szükséges szemléletváltás. A kiserőművekre hosszú távon egyértelmű szüksége van a villamosenergiarendszernek, azonban az ellátás biztonságának fenntartásához, a feszültségminőség szinten tartásához vagy javításához a bennük rejlő potenciál kiaknázására van szükség. Ehhez elengedhetetlen a hálózati csatlakozás feltételeinek kiterjedt vizsgálata. A kiserőművek hatásai igen sokrétűek lehetnek: az általuk termelt harmonikusok, a villogás, a kapcsolási események miatt bekövetkező feszültségváltozás mind-mind olyan jelenség, mely hatást gyakorol a hálózati feszültség minőségére. Az érvényben lévő szabványok a legtöbb ilyen mérhető paraméter megengedett határértékéről rendelkeznek, ugyanakkor jellemzően nem foglalkoznak szabályozási kérdésekkel. Pedig egy adott esetben negatív hatásúnak ítélt kiserőmű bizonyos feltételek teljesülése mellett gyakorolhat pozitív hatást is a hálózatra nézve! A legtöbb csatlakozási ponton korszerű teljesítményelektronikai eszközök állnak rendelkezésre, ezek szerepe azonban jelenleg a termelt energia hálózatra juttatására korlátozódik. A jövő egyik feladata, hogy megtalálja a megfelelő eszközöket ezek bevonására. Dolgozatom alanya a Mecsér község külterületén 2007 tavaszán felállított 800 kW teljesítményű szélerőmű. A típus teljesítménye, a hálózati csatlakozás sémája jól jellemzi a magyarországi szélerőműveket. A rendelkezésre álló mérések felhasználásával készült egy számítógépes modell a Power Factory programmal, ennek verifikációs folyamatát részletesen leírom. A munka alapját a mérnöki gyakorlatban sokszor használt harmonikus forrásanalízis képezi, ennek a méréstechnikai módszernek az ismertetését is elvégzem. Az így elkészült számítógépes modell valósághű leképezése az eredetinek, így további szimulációhoz használható. A dolgozat másik célja egy szabályozási probléma vizsgálata. Egy erőmű hálózatról való lekapcsolása, illetve a hálózatra való rákapcsolás a csatlakozási ponton jelentős állandósult feszültségváltozást okozhat. A kiserőmű árama a jelenlegi gyakorlat szerint tisztán hatásos, így a hálózati viszonyok és az erőmű teljesítmény függvényében a feszültségváltozás nagyobb is lehet, mint az engedélyezett, általában 2-3%-os érték. Ennek elkerülésére az erőművet be lehet vonni a helyi feszültségszabályozásba, felhasználva például annak teljesítményelektronikai berendezéseit. Általánosan elfogadott vagy ajánlott eljárás erre még nincs, így a dolgozat célja egy lehetséges irány kijelölése.

45

20 kVA-es szupravezetős önkorlátozó transzformátor vizsgálata Horvát Máté IV. Vill., [email protected] Konzulens: Györe Attila, Villamos Energetika Tanszék, [email protected] A növekvő villamos energia igények kielégítésére évről évre több energiát kell megtermelni és eljuttatni a felhasználókhoz. Ennek velejárója a zárlati áramok nagyságának növekedése is. A minőségi villamosenergia-ellátás alapja, hogy a szolgáltatás paraméterei (frekvencia, jelalak, feszültségszint) állandóak és pontosak legyenek. A zárlati áramok a szolgáltatás színvonalát csökkentik, rosszabb esetben a hálózat biztonságát is veszélyeztetik. A megnövekedett áramok megfelelő szintre való csökkentésére a konvenconális megoldások mellett alkalmasak lehetnek a még fejlesztés alatt álló szupravezetős technikák is. Ezek egyik képviselője a szupravezetős önkorlátozó transzformátor (Slimformer). A Slimformer működése normál üzemi körülmények között megegyezik egy transzformátoréval, szekunder oldali zárlat alatt viszont – a szupravezető állapotváltásának köszönhetően - lekorlátozza a túláramot. Előnye, hogy alkalmazásával nem szükséges zárlat alatt megszakítani a hálózat áramellátását, így folyamatossá tehető az energiaellátás. Megoldhatóvá válik a szobahőmérsékletű és alacsonyhőmérsékletű kábelek induktív úton való összekötése. Dolgozatomban bemutatom a szupravezetős áramkorlátozás módszereit, bővebben kitérve az induktív típusú zárlati áramkorlátozóra és az önkorlátozó transzformátorra. Megvizsgálom egy kísérleti 20 kVA-es Slimformer tulajdonságait és viselkedését különböző üzemállapotok, szupravezető-gyűrű kombinációk és gerjesztések esetén. Végeselemes szimulációt készítek az üzemállapotokról, melyeket összevetek a mérésekkel. Végül felvázolom a fejlesztési és továbblépési lehetőségeket. Irodalom: 1. Szupravezetők és közvetlen energiaátalakítók alkalmazása internetes egyetemi jegyzet, www.supertech.bme.hu 2. A. Gyore, S Semperger, I Vajda et al, “Investigation of High Temperature Superconducting Selflimiting Transformer with YBCO cylinder”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 17. No. 2, June 2007 pp. 1887-90

46

Lokális villám- térerősségfigyelő eszközök alkalmazhatósága Jakus Gergely V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Kiss István, Villamos Energetika tanszék, [email protected] Ma a globális villámfigyelő rendszerek szinte minden fejlett országban megtalálhatók, és fontos szerepük van villámvédelmi és meteorológiai előrejelzésben, védekezésben. A lokális villámfigyelés/előrejelzés célkitűzése, hogy a helyi viszonyokhoz, környezethez, idomított a globális villámfigyeléstől nem-függő, megbízható rendszert építsen ki. Dolgozatomban először át fogom tekinteni a lokális villámfigyelő eszközök működését, használhatóságát, elterjedtségét, és hibáit. Közben részletesebben kitérek a rotorvoltmérő működésére, és jelenlegi alkalmazására. A rotorvoltmérő a levegőben felépülő térerősséget méri, mely minden esetben bekövetkezik villámlás előtt. Az elve röviden: egy forgó és egy álló elektród hol takarja, hol felfedi egymást. Ennek következtében a köztük mérhető kapacitás folyamatosan változik, ennek eredményeként olyan váltakozó áram jön létre, amelynek csúcsértéke arányos a mérendő villamos térerősséggel. A mai rotorvoltmérők alkalmazásának előnye, hogy az esetek legnagyobb részében alkalmasak a villámcsapás kialakulásának előrejelzésére, ezért alkalmazhatók a későbbiekben bemutatott preventív villámvédelmi célokra. Ugyanakkor követelmény velük szemben, hgy megfelelően robusztusak legyenek. Több probléma is nehezíti azonban, hogy ennek a követelménynek megfeleljenek. Ilyenek például az, hogy az esőcseppek a mérőelektródokhoz közeledve töltött állapotuk miatt zavaró áramimpulzusokat eredményeznek, amelyeket megfelelően kell szűrni, vagy a térerősség polaritásának megállapításához szükséges kiegészítő mechanikai és elektronikai alkatrészek, amelyek bonyolultabbá teszik az eszközt, a robusztusság és a megbízhatóság. Célunk olyan egyszerű, kis darabszámban is gazdaságosan elkészíthető eszközt tervezni, ami ugyanakkor megbízható, és alkalmas a preventív villámvédelmi alkalmazásra. A robusztusság növelésére nyújt újfajta megoldást egy, a hagyományostól eltérő kialalkítású mérőelektród rebdszer, amely egyszerűbbé és megbízhatóbbá teszi a berendezés felépítését. Ezzel egyszerűbb lesz a kivitel, és reményeink szerint megbízhatóbb megoldás születik. A preventív villámvédelem elve a villámok előrejelzése, és a villámcsapásra való felkészülés (preventív intézkedések végrehajtása). Esetenként előfordul, hogy passzív védelmet nem is lehet, vagy nagyon drága alkalmazni, ilyen például egy toronydaru építkezésnél, vagy repülőgépek tankolásánál, de gyakran olyan gyárak, cégek is használnak preventív villámvédelmet, melyeknek jól tervezett, és működő passzív rendszerük van, hiszen igen nagy erősségű, vagy nagyfrekvenciás villámokkal szemben ők is védtelenek. Esetleg fel kell készülniük a külső világtól való elszakadásra (kommunikáció, vagy áramellátás szintjén), mert túlságosan rá vannak utalva. Ilyen cégek a passzív védelem mellett preventív módszereket is alkalmaznak. Az új rotorvoltmérőnek meg fogom vizsgálni az alkalmazhatóságát, előnyeit, és perspektíváit a preventív villámvédelemben.

47

Nemlineáris rendszerek modell alapú prediktív irányítása Kupcsik András V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Lantos Béla, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] A modell alapú prediktív irányítás (MPC) egy olyan fejlett irányítási módszer, amely széles körben elterjedt a folyamatirányítás és járműirányítás területén. Ennek egyik oka, hogy algoritmus szinten kezelni tud biztonsági kényszereket, valamint eszközhasználati előírásokat. Ez a politika nagyban elősegíti a hatékony és profitáló üzemeltetést. Könnyű megérteni az alapfilozófiáját, már SISO kényszermentes folyamatoknál is jobb szabályozási tulajdonságokat biztosít a hagyományos (PID, stb.) algoritmusoknál, továbbá egyszerűen alkalmazható MIMO rendszerekre. Munkám célja egy olyan egyszerűen használható eszköz kifejlesztése, mellyel nemlineáris MIMO folyamatok prediktív irányítását is könnyen meg lehet valósítani. Ehhez ad támogatást a Matlabhoz tartozó Model Predictive Control Toolbox. Ezzel a programcsomaggal egy egyszerűen áttekinthető szoftverstruktúrát lehet létrehozni, valamint a toolbox számos hasznos funkcióval is el van látva, amely nagyban elősegíti komplex rendszerek irányítását. Ilyen például a korlátozások kezelése, valamint a beépített QP (Quadratic Programming) függvény. A toolbox nagy hátránya viszont, hogy csak lineáris, időinvariáns rendszereket képes irányítani, így önmagában nemlineáris rendszerekre nem alkalmazható, továbbfejlesztése szükséges. A dolgozatban a toolbox szolgáltatásait továbbfejlesztettem nemlineáris mozgó horizontú prediktív irányítás (RHC, Receding Predictive Control) tervezésére. Ezáltal egy egyszerűen használható eszközt kapunk, mellyel már nemlineáris rendszereket is képesek vagyunk irányítani. Az irányítási módszer konkrétan három nemlineáris rendszerre lett kidolgozva, tesztelve. Az első ilyen rendszer a prediktív irányítással foglalkozó irodalomban gyakran vizsgált bepárló üzem, amely egy MIMO, nemlineáris, be- és kimeneti korlátozások betartását igénylő folyamat. A második nemlineáris rendszer egy kétszabadságfokú (2 DOF) robotkar, amely két rotációs csuklójával egy kör alakú munkatéren belüli előírt pálya mentén képes mozogni. A harmadik részterület pedig egy jármű pályakövető szabályzásának megvalósítása, egy előre megtervezett, akadályelkerülő pálya mentén, korszerű érzékelőkön (GPS, IMU) alapuló állapotbecslés bevonásával. Irodalom: 1. Maciejowski, J.M.: Predictive Control with Constraints. Pearson Education, 2002. 2. Lantos Béla: Robotok irányítása. Akadémia kiadó, Budapest, 1991. 3. A. Bemporad, M. Morari, N. L. Ricker: Model Predictive Control Toolbox for Matlab – User’s Guide. The Mathworks, Inc., 2004. 4. Lantos Béla: Pathdesign and control of collision avoidance system of cars. In Proceedings of 5th WSEAS Int. Conf. On System Science and Simulation in Engineering, 2006. 5. J. Ryu and J. C. Gerdes: Integrating Inertial Sensors with GPS for Vehicle Dynamics Control. In Journal of Dynamic Systems, Measuerement, and Control, June 2004. 6. Lantos Béla: Irányítási rendszerek elmélete és tervezése II. Akadémiai kiadó, Budapest, 2003.

48

A MÁV vontatási rendszereiben használt nagyobb teljesítményű konverterek Novák Mátyás V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Kárpáti Attila, [email protected] MÁV vontatásoknál egyre több és több korszerűsítést hajtanak végre, mivel az 1970-es évek technológiája már nem elégíti ki az újabb elvárásokat. A korszerűsítések fő iránya jelenleg a személykocsik energiaellátása. Az új személykocsiknak napjainkban már többféle szolgáltatást kell nyújtani az utasok számára, kezdve a klímarendszerekkel egészen a világítás automatikus vezérléséig. A bonyolultabb feladatokat ellátó elektronikák a tápfeszültségre érzékenyebbek. Mivel a személykocsik energiaellátását a mozdonyok biztosítják, a megnövekedett igényeknek megfelelően korszerűsíteni kell azok villamos rendszerét is, különös tekintettel arra, hogy kiépítetlen villamos vonal esetén a korszerűbb kocsikat régebbi tipusú diesel mozdonyok vontatják. Az ezek által szolgáltatott tápfeszültség nagysága és frekvenciája erősen változó. Problémát jelent még egyes motorvonatok esetében, hogy régebbi tipusúak, ezért a hibás alkatrészek beszerzése nehezen, vagy egyáltalán nem lehetséges. Ezért itt is folyamatos „korszerűsítéseket” hajtanak végre a vezérlőelektronikát és a konvertereket illetően. A kocsikon alkalmazott bemeneti átalakítók teljesítménytényező javítása nagyban hozzájárul a mozdonyon lévő generátor hatásfok növeléséhez. A probléma szinuszos áramfelvételű konverterek egyre nagyobb számú alkalmazásával oldható meg.

49

Autonóm működésű négyrotoros helikopter irányítási algoritmusainak összehasonlítása Regula Gergely VI. Vill., [email protected] Konzulensek: Dr. Lantos Béla, BME IIT, [email protected] Dr. Gáspár Péter, MTA SZTAKI, [email protected] A négyrotoros helikopter egy már régóta létező, de a gyakorlatban nem elterjedt típusa a helikoptereknek. Elterjedésének gátja a négy motor egymástól független, ugyanakkor összehangolt működtetésének bonyolultsága és költségessége volt. A technika fejlődésével azonban lehetővé vált ennek a problémának a megoldása. A helikopter négy rotorja egy négyzet négy csúcsában helyezkedik el. Minden rotor a szomszédjával ellentétes irányban forog, de mindegyik azonos irányba ható erőt fejt ki. A rotorok fordulatszámának változtatásával a helikopter különféle mozgásokra képes. A BME IIT és az MTA SZTAKI együttműködésében folyó kutatás célja egy ilyen beltéri miniatűr modell megépítése és irányítási rendszerének kifejlesztése. A dolgozat az utóbbihoz kapcsolódik. A négyrotoros helikopter egy 6 szabadságfokkal rendelkező, erősen nemlineáris rendszer, amely ráadásul alulaktuált is (a beavatkozó jelek száma kisebb a szabadságfoknál): a 4 beavatkozó jel a négy rotor szögsebessége. Ez megnehezti a pályatervezést és az irányítást. Alapvető célja az irányításnak, hogy a helikopter képes legyen egy adott pálya mentén minél kisebb hibával végighaladni. A dolgozatban három irányítási algoritmust vizsgálok, egy lineáris (PID) elvűt, továbbá két nemlineáris szabályozási algoritmust, egy csúszó szabályozáson és egy visszalépéses technikán (backstepping) alapulót. A PID szabályozás esetén a helikopter pályáját különböző előre definiált alapmozgások sorozatára (pl. emelkedés, valamelyik tengely körüli elfordulás) bontjuk, amelyek mindegyikéért külön alegységek felelnek. Az alegységeket koordináltan vezéreljük. A nemlineáris szabályozások esetében egy adott pályát úgy lehet bejárni, hogy azt egymáshoz közeli sarokpontjaira bontjuk, és a helikoptert ezeken vezetjük keresztül stabilitási garanciák teljesülésével, minél kisebb hibára törekedve. A dolgozatban rámutatok az egyes megoldások erősségeire és a gyakorlatban való alkalmazhatóságára, valamint a rendszer továbbfejlesztési lehetőségeire képfeldolgozás és inerciális érzékelők fúziójával. Irodalom: 1. Castillo P., Lozano R., Dzul A.E.: Modelling and Control of Mini-Flying Machines 2. Bouabdallah S., Murrieri P., Siegwart R.: Design and Control of an Indoor Micro Quadrotor (IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, New Orleans, April 2004) 3. Bouabdallah S., Siegwart R.: Backstepping and Sliding-mode Techniques Applied to an Indoor Micro Quadrotor (Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Barcelona, 2005) 4. Soumelidis A., Gáspár P., Bauer P., Lantos B., Prohászka Z.: Design of an embedded microcomputer based mini quadrotor UAV. (Proc. European Control Conference ECC Kos, 2007, pp. 2236-2241)

50

Nehézfémek porszemcséken való bedúsulása a finom és az ultrafinom szemcsék tartományában villamosenergia-termelésnél Szabó Katalin, V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Tajthy Tihamér, Villamos Energetika Tanszék, [email protected] A villamosenergia-szolgáltatás a mai ember életének nélkülözhetetlen része, nemcsak a háztartások, hanem az ipar, a mezőgazdaság, a különböző szolgáltatások és a közlekedés sem működhetnének nélküle. Ugyanakkor termelése, előállítása nagy veszteséggel és számottevő környezetszennyezéssel jár együtt. Az átalakítás folyamatába bevitt energiahordozó energiatartalmának ugyanis csupán mintegy harmada az átalakítás folyamatából kikerülő villamosenergia. Így a villamosenergia-termelés jelenleg az energetika legnagyobb veszteségforrása, illetve a gyenge minőségű tüzelőanyagok elégetése miatt környezetünket is nagymértékben terheli. A rendkívül népszerű téma, a globális felmelegedés kapcsán egyrészt szeretném bemutatni az éghajlatot befolyásoló tényezőket, a felmelegedés várható következményeit, a légköri szennyezőanyagok, és azon belül az üvegházhatású gázok felosztását, hatásukat a klímaváltozásra, a szennyezőanyagok egészségügyi hatásait, valamint részletezném a környezetvédő elektrotechnológiákat. A klímaváltozás egyik kulcs tényezője a szén-dioxid, amely a fosszilis tüzelőanyagok egyre növekvő mértékű felhasználása következtében kerül világszerte a légkörbe. A szén-dioxid mennyiségét lehet csökkenteni az energiahatékonyság növelésével, vagy a megújuló energiaforrások alkalmazásával, de talán a legérdekesebb a már légkörbe került gáz „összegyűjtése” és föld alatti elhelyezése. A tudósok kezdetben a nagy mennyiségben kibocsátott gázokat (SO2, NOX, CO2) vizsgálták, de újabban a figyelem középpontjába a kisebb mennyiségben kibocsátott szennyezőanyagok kerültek (POP, nehézfémek), amelyek azonban az emberi szervezetre károsak. A hetvenes évektől kezdődően főleg a széntüzelésű erőműveknél vizsgálták intenzíven a por kibocsátás alakulását, ezen belül is a pernye képződés mechanizmusát, a szemcseméret eloszlását, a nyomelemek a tüzelés alatti, illetőleg a tűztér elhagyása utáni viselkedését. A dolgozatban szeretném bemutatni, hogy a jellemző nehézfém vegyületek a tűztér elhagyása után hogyan kondenzálódnak a füstgázban lévő pernyére, illetve hogy ezen szennyezőanyagok légkörbe, majd emberi szervezetbe jutása esetén, azok milyen egészségkárosító hatásait tapasztalhatjuk.

Irodalom: [1] Dr. Tajthy Tihamér: Az energia felhasználáshoz kapcsolódó légköri környezetszennyezés (kézirat) [2] Dr. Tajthy Tihamér: A porszennyezés és annak különböző frakciói, a PM10 PM2,5 és a PM0,1 frakciók (kézirat)

51

HARDVER SZEKCIÓ

52

Erősáramú mérésekre alkalmas újfajta oszcilloszkóp és illesztőegység tervezése Balázs István V. Vill. , [email protected] Baranyi Norbert V.Inf. , [email protected] Konzulensek: Dr. Koller László, [email protected] Dr.Varjasi István [email protected]

A nagyfeszültségű és nagyáramú (pl. teljesítményelektronikai) környezetben sokszor gondot jelent a mérések kellő pontosságú elvégzése. Ezt a problémát még fokozza, hogy olyan, speciális méréstechnikai igények merülnek fel, amelyek csak igen költséges, és/vagy földfüggetlen mérésekhez alkalmas műszer segítségével végezhetők el, illetve például ezen funkciókat biztosító kompakt oszcilloszkóp a piacon nem is kapható. A munka előzményeként rendelkezésünkre állt egy 2002-es terv, melyből azonban a technológia fejlődése miatt csak a bemeneti osztót tudtuk felhasználni. Ennek kivételével minden más eredményünk saját kutatásainkból származik. Az elvárásoknak egy moduláris felépítésű, számítógép vezérelt digitális oszcilloszkóp tervezésével próbálunk eleget tenni, amely 2.5kV-ig, illetve telepes táplálás esetén akár 400kV -ig képes a mérendő áramkört galvanikusan elválasztani . A modulok egyenként egy csatornát valósítanak meg, a többcsatornás rendszer azok összekapcsolásával építhető fel. A galvanikus leválasztást úgy oldottuk meg, hogy a kártya fő áramkörei a mérendő áramkörrel megegyező potenciálon működnek, az adatátvitel és a trigger jelek továbbítása optikai csatolással történik. Meg kellett valósítani a tápáramkörök galvanikus elválasztását is. A mérendő jeleket analóg jelkondicionálás után 10 bites felbontást biztosító A/D átalakító digitalizálja, maximum 80 MSPS mintavételezési gyakorisággal. A digitális minták a 256 MB DDR RAM memóriába kerülnek. A trigger esemény bekövetkezése után a mintavételezés megáll. Ekkor a begyűjtött adatokat DSP dolgozza fel, majd továbbítja soros (illetve ZigBee) kommunikációs csatornán PC felé. A DSP feladatok elvégzését egy Spartan3E FPGA áramkör végzi. Az analóg részek sávszélessége 60 MHz -ig biztosít torzításmentes átvitelt. Az áramköri tervek kártyán belül is több részegységre oszlanak, így lehetséges a jelfeldolgozó részhez más mérőkártya csatlakoztatása is. A műszer kezelői felülete alapvetően PC program, a számítógép az USB portjához csatlakoztatott vezérlőmodulon keresztül tart kapcsolatot a mérőkártyákkal. Jelen verzióban a program a főbb paraméterek beállítását, az FPGA konfigurálását, valamint a mérési adatok megjelenítését és mentését kívánja támogatni. Jelenlegi munkafázisban elkészült az analóg jelfeldolgozó rész prototípusa, a digitális részek , és alapvető diagnosztikai célokat szolgáló PC program.

53

Záróüzemű konverter tervezése Műhold fedélzeti alkalmazásra Czifra Dávid III. Vill., [email protected] Glisics Sándor III. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Szabó József, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected]

Az Európai Űrkutatási Hivatal (European Space Agency, ESA) által indított, nemzetközi együttműködésen alapuló űrprogram keretein belül bekapcsolódtunk az ESEO (European Student Earth Orbiter) műhold fejlesztésébe. A program Európa mintegy 30 egyetemének közreműködésével zajlik, legfontosabb céljai között szerepel fényképek készítése a Földről és a Holdról, sugárzásmérés és a plazma összetételének vizsgálata, valamint új berendezések, alkatrészek tesztelése a későbbi missziók számára. A műhold fedélzetén a diákok által készített alaprendszerek és tudományos kísérletek kapnak helyet. Ez utóbbiak közé tartozik a Langmuir szonda (Langmuir probe, LMP).

Az LMP a plazma tulajdonságainak mérésére alkalmas eszköz. A szonda egy egyszerű, a műholdszerkezetből kilógó vezető rúd. A mérés során a rúdra különböző potenciálokat kapcsolhatunk, és mérhetjük a rajta folyó 100pA nagyságrendtől a mA-es tartományig terjedő áramokat. Az olyan nagy pontosságú méréseknél, mint az LMP is, a siker egyik feltétele a tápellátás megfelelő minősége. Az űrmissziókban a műholdfedélzeti kísérletek tápellátó-rendszerének tervezése során a megbízhatóság mellett igen fontos tényező a megfelelő hatásfok is mivel a rendelkezésre álló energia erősen korlatozott. Bár a lineáris tápegységek kimeneti zaja alacsony, mely alapvető feltétele a kísérlet sikerének, azonban alacsony hatásfokuk miatt nem alkalmazhatóak. Feladatunk egy magas hatásfokú (90%) kapcsolóüzemű tápegység megvalósítása, melynek kimeneti zaja rendkívül alacsony. A tápegység topológiájának kiválasztásakor figyelembe kellett venni, hogy egyenáramú fedélzeti tápellátás esetén csak kapcsolóüzemű tápegységgel tudunk galvanikus leválasztást biztosítani, mely szükséges szondánk helyes működéséhez. A zavarok további csökkentése érdekében az analóg és a digitális áramkörök földjét egymástól is függetlenítettük. A tervezésnél és építésnél továbbá figyelembe kellett venni a szélsőséges űrbeli körülményeket, melyek a hőmérséklet, sugárzás, vákuum, indításkor jelentkező terhelések és az erősen korlátozott méret. A dolgozat a feladat célkitűzését, a tápegység működési elvét, tervezését, a specifikációt igazoló termikus tesztek eredményeit tartalmazza.

54

FPGA alapú D-osztályú erősítő direkt digitális szabályozással Dancsi György V. Vill., [email protected] Nagy Gyula István IV. Vill., [email protected] Konzulens: Kimpián Tibor, Híradástechnika Tanszék, [email protected] A hagyományos hangfrekvenciás erősítők a kimeneti jelet a terhelés és a tápfeszültség között létrehozott feszültségosztással állítják elő, lineáris üzemben. Ennélfogva a teljesítményfokozat egységeinek a megfelelő kimeneti teljesítmény létrehozásához a lineáris működés alatt tetemes teljesítmény-disszipációt kell elviselniük, amely a rossz hatásfok mellett a végső méretet, és a minőségi jellemzőket is hátrányosan befolyásolhatja. Az eszközök egy másik csoportja a teljesítményfokozatot a lineáris üzem helyett gyors egymásutánban, kis periódusidővel kapcsolgatva vezérli. A hangfrekvenciás vezérlési információt a be- és kikapcsolások időtartamának aránya hordozza. Az így előállított impulzus-szélesség modulált jel spektrumából a kapcsolási frekvencia egésszerese körül megjelenő oldalsávokat kiszűrve visszanyerhető az impulzusok szélességét meghatározó hangfrekvenciás moduláló jel. A szűrő legtöbbször egy gyors, passzív, dinamikus aluláteresztő szűrő, amely kis kimeneti ellenállást biztosít, ezáltal lehetővé teszi a hangsugárzók határozott vezérlését, és dinamikus jellegénél fogva megoldja a kimenet felőli teljesítmény visszatáplálást. A hagyományos lineáris erősítők esetén a visszatáplált energia teljes mértékben hővé alakul. Ezen felül a kapcsolóüzemű erősítők a nagyáramú kimeneti fokozat egységein fellépő kis teljesítményveszteség miatt igen jó hatásfokkal működnek. Így elődjeikhez képest kis súllyal és méretben valósíthatóak meg. A teljesítményfokozat vezérlésére a korai szakasztól alkalmazott analóg impulzusszélesség moduláció mellett egyre nagyobb teret hódító digitális modulátorok jelenleg folyamatos fejlődésen mennek keresztül. Szinte havonta kerülnek bejegyzésre új szabadalmak, sokszor egymástól teljesen eltérő működési struktúrával. A digitális modulációhoz kínálkozó digitális belső jelfeldolgozással és összeköttetéssel igen pontos, nagy linearitású adatfeldolgozás érhető el, több kilowattos kimeneti teljesítmény mellett. Az ilyen kapcsolóüzemű erősítőket, amelyek kommunikációja és belső adatfeldolgozása is teljesen digitális, analóg jelektől mentes, röviden digitális erősítőknek nevezik. A digitális erősítő „lelke” a digitális impulzus-szélesség modulátor, amely stabil paraméterekkel csak órajelhez szinkronizált működéssel valósítható meg. Emiatt a modulátor bementi szóhosszúsága erősen korlátozott. Az általunk kidolgozott vezérlési struktúrában a modulátor szóhosszúsági korlátja miatt fellépő kimeneti hibajel befolyásolható, és a hibajel okozta zajspektrum a hangfrekvenciás sávban lényegében tetszőlegesen formálható, az elérhető SFDR (Spurious Free Dynamic Range) igen jó. A zajformálási módszer emellett a bemeneti hangfrekvenciás jelet nem késlelteti, és a digitális vezérléshez visszacsatolás alakítható ki közvetlenül az erősítő kimenetéről. A struktúra realizációját és kipróbálását FPGA áramkörön végeztük. Irodalom: 1. Jákó Péter: Digitális hangtechnika. Harmadik kiadás. Kossuth Kiadó 2005, Budapest.

55

Disztributív figyelemvizsgáló berendezés fejlesztése Ender Ferenc IV. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Sántha Hunor, Elektronikai Technológia Tanszék, [email protected] A modern pszichiátria alapvető igénye a megfigyelt jelenségek műszeres mérése, a vizsgált funkció megfigyelésére szolgáló eszközök pontos specifikálása. Az általános figyelem és reakcióidő, illetve a mozgásreguláció mérésének elterjedt eszköze a disztributív figyelemvizsgáló műszer, melyet egykor a pályaalkalmasság eldöntésére fejlesztettek ki, mára azonban az ilyen vizsgálatok számos klinikai-diagnosztikai illetve képességfejlesztő vonását fedték fel. Általánosan az ilyen eszköz ingereket bocsát ki, melyre a vizsgált személynek reagálnia kell, lehetőleg a legkevesebb tévesztéssel. Ennek egy tipikus megvalósításában fényfoltok villannak fel egy mátrixelrendezésű panelon, melyet a vizsgált személy elé helyeznek. A reakciók regisztrálására ugyanez a panel alkalmas, például gombok lenyomása által. Az egykor itthon is alkalmazott fix programtárcsás figyelemvizsgálón a felvillanó fényponthoz tartozó koordinátákat kellett lenyomni. A nyolcvanas évek végén ennek a készüléknek mikroprogramozott változata is megjelent, ám a kilencvenes évek közepétől egyeduralkodóvá váltak a számítógépes környezetben futó, rugalmas alkalmazások, ám ezek ennek ellenére sem pótolják a specifikus célhardvert. A rugalmasan konfigurálható, PC környezetbe illeszthető célhardver konkrét igénye fogalmazódott meg a SOTE II.sz Gyermekgyógyászati Klinika Neurológiai Osztályán, és hívta életre ezt a készülékfejlesztési munkát. A PsychObservo nevű disztributív figyelemvizsgáló felépítése alapvetően hasonló a fent bemutatott struktúrához, ám a fejlesztés során kiemelt szempontként szerepelt a rugalmas konfigurálhatóság és a hosszútávon megbízható működés. A készülékhez önálló parancsértelmező tartozik, így a figyelemvizsgálati program futását teljes mértékben a vezérlő PC szabja meg. Ezt a tulajdonságot kihasználva a PsychObservo rendszerhez olyan szoftverkörnyezetet készítettem, mely az eredmények sokrétű kiértékelése és rendszerezése mellett lehetővé teszi a figyelemvizsgálati program parametrikus konfigurálását, emellett egy egyszerű programnyelv segítségével teljesen egyedi figyelemvizsgálati próbák szerkesztését is támogatja. Az egészségügyből kikerülő felhasználói körre gondolva ezen egyszerű programok speciális varázslók segítségével szakirányú tudás nélkül is létrehozhatók. Emellett szakpszichiáter segítségével készített, előre beállított konfigurációk sora áll rendelkezésre. A gyermekpszichiátriai környezet kiemelt igénybevételt jelent a készülék kezelőszerveinek, ezért a vizsgált személy reakcióit regisztráló interaktív felületet a mechanikát szinte teljesen nélkülöző, saját fejlesztésű optikai érzékelőrendszerrel oldottam meg. A PsychObservo a klasszikus disztributív figyelemvizsgáló készülékek hardveres ergonómiai előnyeit a számítógépes rendszerek rugalmas adatfeldolgozási és paraméterbeállítási képességeivel kombinálva vonzó alternatívát jelenthet különféle figyelemvizsgálatok elvégzéséhez.

56

Digitális sporteredményjelző mikrokontrolleres megvalósítása Erdős Csanád Gergely II. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Horváth István, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] Két sportág, tíz hétszegmenses számjegy, hat státuszjelző, tizenegy gombból álló kézivezérlő, jelzőkürt, faburkolat és tápegység. Mindennek megvalósítása egy okleveles villamosmérnök számára vitathatatlanul közepes, de inkább kisebb nehézségű probléma. Miért készül mégis TDK dolgozat belőle? A TDK dolgozattal a célom, hogy egy ilyen, vagy ehhez hasonló bonyolultságú rendszer létrehozásának menetét az ötlettől és a megbízástól a készülék teszteléséig és üzembe helyezéséig bemutassam. Nem célom azonban a megvalósítás apró részleteiről beszámolni, éppen azért, mert abban semmi újdonság nincs egy szakmában jártas ember számára. Sokkal inkább szeretném kihangsúlyozni a feladat – elsőéves fejjel való - megoldása közben felmerülő problémákat, azok leküzdéséhez kapott mentő ötleteket, valamint az olyan összetett döntéshelyzeteket, amikor sok tényező (bonyolultság, ár, megvalósítási idő, stb.) által befolyásolva kellett az egyes alternatívák közül választanom. Tekintve, hogy ez a projekt nem tartalmaz tudományos okfejtéseket, sem bonyolult számításokat, nem volt szükségem más információforrásra (irodalmakra), mint az első év Digitális technika nevű tárgyából készült jegyzeteimre és nagymértékben az Internetre. Az utóbbiból tájékozódva mérhettem fel a mikrokontrolleres vezérlés előnyeit és sajátíthattam el annak felprogramozásához szükséges tudást. Ehhez azonban nélkülözhetetlenek voltak az assembly-programozásról az egyetemen tanult információk. Annak ellenére, hogy a szakmához nem tartozik túl szorosan hozzá az eredményjelző mechanikája (nyákkészítés, rögzítés, a készülék háza, stb.), mégis kitérek majd röviden rá, mert e nélkül nemcsak ez, de semmilyen más hasonló feladat sem valósulhat meg. Végeredményben tehát egy közepes bonyolultságú, de sok ötletet tartalmazó, működőképes berendezés bemutatására kerül sor a TDK dolgozat során. Irodalom: - http://www.avrbeginners.net - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/80247/ATMEL/ATMEGA8.html - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/125045/ETC/74LS00.html - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/4361/MOTOROLA/HCT273.html - AVR Studio® Software Manual

57

Lézeres beltéri mobilrobot-pozícionáló rendszer és alkalmazásai Tóth András V. Inf., [email protected] Helfenbein Tamás V. Inf., [email protected] Konzulensek: Vajda Ferenc, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] Kálmán Viktor, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] Napjainkban a robotok alkalmazása egyre szélesebb körben zajlik. A leggyakoribb ipari robotok mellett a mobilrobotok használata is elterjedt. Az autonóm helyváltoztatás egyik fontos feltétele az, hogy a mozgó robot képes legyen a saját abszolút vagy relatív helyzetének meghatározására egy adott környezetben. Erre a feladatra számos elméleti és gyakorlati megoldás született, de a kutatás még ma is tart. A dolgozat az általunk tervezett lézeres pozícionáló rendszer részletes leírását és elemzését tartalmazza. A tervezés és elkészítés során arra törekedtünk, hogy egy olyan rendszert tervezzünk és implementáljunk, mely megfelel az elé támasztott pontossági és alkalmazhatósági követelményeknek. A rendszer egy sík terepen mozgó, érzékelővel felszerelt mobilis eszköz abszolút koordinátáit és orientációját képes precízen megadni Descartes-féle koordinátarendszerben. A rendszerben jeladóként három egyszerű lézeres fényforrást és három hengerlencsét használunk. A vevő egységen egy 45 fokos kúp helyezkedik el, melynek felülete tükröződő. A kúpra egy CCD kamera néz, melynek képéből származtatjuk a pozíciót és az orientációt. A képfeldolgozási eljárás két fázisból áll. Az első fázis a rendszer indítása, amikor szükséges a kalibráció és inicializálás. A második fázis a működési fázis, amikor az eljárás a kialakult kameraképen a jeladók szögeit számolja ki. E szögadatokból származtatjuk az érzékelő egység középpontjának abszolút pozícióját, valamint egy az érzékelőn kijelölt irány és a koordináta-rendszer referenciairánya által bezárt szögét. A dolgozatban részletesen ismertetjük a működési elvet, illetve a résztvevő egységek kiválasztásának menetét. Összehasonlítjuk más rendszerekkel, melyek vagy hasonló elven működnek, vagy más elven operálnak, de hasonló feladatot látnak el. A lézeres beltéri pozícionáló rendszert elemezzük a felmerülő fontos szempontok alapján, mint a pontosság, a sebesség, a robusztusság és az ár. A rendszert általános felhasználásra terveztük, mely a pozíció visszaadásának módjában mutatkozik meg a legjobban. A kiszámolt értékek a sok területen használt, szabványos CAN buszon érhetők el, melynek köszönhetően bármely rendszerbe könnyen integrálható. A kialakításból következően felhasználható a rendszer mobilrobotok navigációjához és pályatervezéséhez is. Ezt egy olyan mozgó intelligens platformhoz történő illesztéssel szeretnénk megmutatni, mely az Eurobot nevű nemzetközi robotversenyre készül. Adunk példát marketingben történő alkalmazásra, valamint az egyéb lehetőségek mellett az „Informatika a Látássérültekért” Alapítvány közreműködésével egy látássérülteket segítő rendszer tervét is bemutatjuk. Irodalom: 1. J.Borenstein, H. R. Everett, and L. Feng Edited and Compiled by J. Borenstein : „Where am I?” – Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning (The Univestity of Michigan 1996) 2. L. Jones, Anita M. Flynn, Bruce A. Seiger: Mobile Robots: inspiration to implementation (A. K. Peters, Ltd. Natick, 1998, ISBN 1-56881-097-0) 3. Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods: Digital Image Processing (Prentice Hall, New Jersey, 2002, ISBN 0-201-18075-8)

58

KLT-ACC, gyorsító célhardver tervezése a KLT képjellemző követő (feature tracking) algoritmushoz Kocza Gábor IV. Vill. [email protected] Konzulens: Dr. Arató Péter egyetemi tanár, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] A KLT egy képfeldolgozó algoritmus, mely a bemenetére érkező képeket úgy dolgozza fel, hogy olyan éleket, sarkokat keres, melyeket könnyedén fel lehet ismerni és követni azok mozgását. Ebből adódik, hogy az algoritmust olyan területeken lehet eredményesen felhasználni, ahol a bejövő képek alapján a kamera mozgását, vagy több kamera egymáshoz képesti helyzetét kell meghatároznunk. Feladatom, hogy ezen algoritmus jellemző-kiválasztási részét pipeline módon működtethető célhardverrel valósítsam meg. A pipeline működés azért indokolt, mert a bejövő képek gyors feldolgozást igényelnek. Így a hardver általánosabb célokra pl. 3D navigációra is alkalmas lesz. A tervezéshez az IIT tanszék által rendelkezésemre bocsátott PIPE magas szintű logikai tervezőrendszert alkalmazom: A kiindulási specifikációt a KLT algoritmust leíró képletek alapján lehet megfogalmazni. Az elemi műveletekre való lebontás alapján létre kell hozni a PIPE rendszer bemenetét képező elemi műveleti gráfot (EMG). E gráfban a műveletek egy-egy csomópontot képeznek, paraméterük a végrehajtási idő. A gráf élei az adatkapcsolatokat jelentik. A PIPE tervező rendszer bemenete az EMG-n kívül az újraindítási idő (restart time, R), amely a bemenő adatok gyakoriságának a minimumát szabja meg. A PIPE rendszer a költség optimumot biztosítva puffereket illeszt be, és bizonyos műveleteket többszöröz, hogy a kívánt R szerint érkező adatokat fogadni tudja a megvalósítandó rendszer. Ez esetben ezt az időt a kamerák fps-e fogja meghatározni. Ezután a szinkronizáció következik, melynek során a műveletek időbeni elhelyezése, az ütemezés (scheduling) kerül sorra úgy, hogy ezáltal lehetőleg kedvező feltételek adódjanak minél több művelet közös konkrét műveletvégző egységgel (processzorral) történő megvalósítására (allokáció). A fentiek alapján a PIPE rendszer eredményül szolgáltat egy olyan gráfot, amely közel optimális strukturális tervet ad a megkívánt bemeneti adatgyakorisághoz. Az ilyen strukturális terveknek a hardver megvalósítás szempontjából az a hátránya, hogy rendszerint túl sok multiplexert tartalmaznak, melyek számát redukálni kell. E célból külön algoritmusok állnak rendelkezésre (MUXRED és BUSRED). A MUXRED és a BUSRED végrehajtása után kiadódó összeköttetések már a megvalósítandó hardver kapcsolási tervének tekinthetők. A feladat fontos része az eredmények általános analízise sebesség, költség, általános alkalmazás specifikus IP formájában történő megvalósításának szempontjából. Irodalom: 1. P. Arató, T. Visegrády, I. Jankovits: High-level Synthesis of Pipelined Datapaths. John Wiley & Sons, 2001 p.250. 2. Kandár Tibor: Hierarchikus rendszer szintű szintézis. PhD értekezés, BME Irányítástechnika és Informatika Tanszék, 2007 3. S. Brichfield. KLT: An implementation of the Kanade-Lucas-Tomasi feature tracker. http://vision.stanford.edu/~birch, 1998

59

Mobil robot szenzorfúzión alapuló követése Kovács Zoltán György Marosy Gábor Elemér Srp Ágoston Mihály

V. Vill., V. Vill., V. Vill.,

[email protected] [email protected] [email protected]

Konzulens: Horváth Gyula, EET, [email protected] Autonóm mobil robotok követésére, navigációjára sok módszer létezik. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei, de hátrányai is, legyen az a pontatlansága, nem elegendő sebessége, nem kellő robusztussága, vagy például túl magas ára. Dolgozatunk célja bemutatni, hogyan küszöbölhetők ki ezek a hátrányok, hiányosságok szenzorfúzió megvalósításával. Ezt az elképzelést alkalmazva több olcsó, de kis pontosságú eszköz kombinálásával egy pontos, megbízható, robosztus és a nagybonyolúltságú rendszerekhez képest olcsó eszköz valósítható meg. Úgy gondoltuk, hogy fontos volna az elméletben megszerzett tudást a való életben is megtervezni és kipróbálni. Ennek egy nem mindennapi formáját találtuk meg a „Magyarok a Marson” verseny keretében. Az első járművünk egy hernyótalpas alaprendszer volt, amely kicsi, olcsó és egyszerű volt. A gyakorlat azt mutatta, hogy a robot túl kicsi alapterülete és az emiatti túl nagy magassága mechanikailag instabillá tette. A verseny tapasztalatait összegezve a következő robotnál háromkerekű konstrukciót, differenciális meghajtást és bolygókereket alkalmaztunk. A rendszer képes volt a saját érzékelői által észlelt akadályok autonóm kerülésére. A helymeghatározást optikai visszacsatolással oldottuk meg. Az irányvektor meghatározására mágneses kompaszt alkalmaztunk. Ez a konstrukció 1 cm-es pontossággal volt képes autonóm módon megközelíteni az összegyűjtendő objektumokat. A mágneses kompasz a DC motorok közelsége miatt, a kommunikáció a frekvenciaütközések miatt bizonyult megbízhatatlannak. A verseny rámutatott arra, hogy az eddigi versenytapasztalatok felhasználásával a koncepció újra kell gondolnunk. Ezért mind a hardver, mind a szoftver újratervezésre került. Céljaink között szerepelt, hogy egy stabil, megbízható rendszert építsünk, illetve megismerjünk és megvalósítsunk olyan protokollokat (CAN, I2C, USB, UART, ZigBee, IR), amelyek széles körben elterjedtek. A rendszer iránymeghatározását optikai visszacsatolásra cseréltük. A pozíció meghatározást ultrahangos és infravörös (IR) távolságméréssel egészítettük ki. Átalakításra került a tápellátás is, amely során az akkumulátorok tömegét új típus választásával csökkentettük, a fogyasztást pedig DC/DC konverterek alkalmazásával minimalizáltuk. A kommunikációt is optimalizáltuk: ár, energiaigény, megbízhatóság valamit bővíthetőségi szempontok alapján. A megbízhatóságot a versenyen résztvevők által kevésbé használt 2,4 GHz-es frekvenciatartományban valósítottuk meg egy saját tervezésű adó-vevő egységgel. Továbbá a több szenzorral való együttműködés lehetőségét biztosítja a MiWi (ZigBee variáns) rádiókommunikációs protokollt használó általunk tervezett egység. Optikai pozíció és iránymeghatározás, mágneses iránytű, IR és ultrahangos távolságmérés fuzionálásával a robot pozíciójának és irányának meghatározása megbízhatóbbá és hibatűrőbbé vált. Az optikai és mágneses iránymeghatározás kombinálásával nem okoz gondot a mágneses kompasz bizonytalansága, sem pedig az optikai érzékelő kedvezőtlen fényviszonyok miatti befénylése. Az infravörös és ultrahangos távolságmérés 3 fixponttal már pontos helymeghatározást tesz lehetővé. Akkor is, ha a fényviszonyok az optikai követést akadályozzák. A távolságmérő egység CAN-es és infravörös kommunikációs lehetőséget biztosítanak. Ezek együttesen biztosítják a robot megbízható működését kedvezőtlen körülmények között is. Irodalom: 1. J. Borenstein, H. R. Everett, and L. Feng, „Where am I? - Sensors and Methods for Autonomous Mobile Robot Positioning” 1996. 2. Thomas C. Galluzzo: „Simultaneous Planning and Control for Autonomous Ground Vehicles” 2006.

60

Cubesat műhold napelemes energiaellátásának fejlesztése. Nyári Zoltán V. Vill., [email protected] Konzulens: Szimler András, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék Űrkutató Csoport, [email protected] A Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan tanszéken bekapcsolódtam egy úgynevezett cubesat típusú piko-műhold (1 dm³ térfogatú kocka alakú műhold, ami legfeljebb 1 kg tömegű lehet) napelemes energiaellátó rendszerének tervezésébe és megépítésébe. A feladat elég összetett, ugyanis ennek az igen kis felületű műholdnak lehetőleg minden ráeső fényt a lehető legjobb hatásfokkal és nagy üzembiztonsággal kell villamos energigiává alakítania. A műhold öt oldalán vannak napelemek a hatodik oldal más eszközök számára van fenntartva (antennák, kamerák stb). A napelemek méretéből és elhelyezéséből adódóan, valamint annak köszönhetően, hogy a műhold stabilizálatlan, a maximálisan kinyerhető teljesítmény igen csekély, mindössze 2-3 W, feltéve ha a napelemek mindig a maximális teljesítményű munkapontban üzemelnek. A korábbi megoldásoknál az egyes oldalak napelem tábláit soros diódákon keresztül párhuzamosan kötötték, az így kapott egység egy maximális teljesítményű munkapont követő (MPPT – Maximal Power Point Tracking) elektronika bemenetére csatlakozott. A kimenet egy akkumulátortöltőt és a fogyasztókat táplálta. Ezen hagyományos megoldáson több szempontból is lehet javítani: egyrészt a napelemekkel sorba kötött diódákon aránylag nagy teljesítmény alakul hővé, másrészt az egyes oldalak napelemei nem lesznek optimálisan kihasználva. Ezen felül, ha az MPPT elektronika tönkremegy, akkor a műhold is használhatatlanná válik. Az általam elképzelt rendszerben mind az öt napelemnek saját MPPT elektronikája van, amik közösen töltik az akkumulátort és/vagy a fogyasztókat. Az MPPT áramkör megvalósítására egy feszültségnövelő konvertert választottam, mikrovezérlős szabályzással. Ezzel az akkumulátor töltése külön áramkör nélkül is megvalósítható, növelve a rendszer hatásfokát. Az öt MPPT áramkör mindegyike saját mikrovezérlővel rendelkezik, melyek a napelemek optimális illesztésén kívül felügyelik a töltési folyamatot is. Az új megoldás üzembiztonság szempontjából is jóval kedvezőbb, mivel bármelyik oldal napelem táblájának, vagy MPPT áramkörének tönkremenetele a műhold energiaellátó képességét csak kis mértékben csökkenti.

61

„Heliotrex” napelem-forgató berendezés tervezése és kivitelezése Sági Péter V. Vill. Konzulens: Tímárné Horváth Veronika, Elektronikus Eszközök Tanszék Plesz Balázs, Elektronikus Eszközök Tanszék Napjainkban az energia kérdése egyre szorítóbb, így egyre nagyobb teret kapnak az alternatív energiaforrások, mint pl. a napenergia hasznosítása. A BME Elektronikus Eszközök Tanszékén egy olyan napelem-forgató berendezést készítünk, amely segítségével a napelem modulok többletenergiát termelnek a fix helyzetben állókhoz képest annak ellenére, hogy a forgatószerkezet is a megtermelt energiát használja. A szakirodalomban talált adatok alapján akár 30-40% többletenergiát nyerhetünk forgatással, saját számításaink szerint is égövünkön 34% körüli energiatöbblet érhető el. Céljaink elérése érdekében a rendszernek az alábbi követelményeknek kell megfelelnie: a berendezés legyen mikrokontroller vezérelt, teljesen automatikus működésű. Legyen kéttengelyes elmozdulású, amely lehetővé teszi a pontos pozícionálást egész évben. A Nap követése kétféle módon történjen: kövesse egy fényszenzor segítségével az égbolton lévő legfényesebb pontot, valamint időalap használatával egy előre kiszámított nappálya szerint is lehessen pozícionálni a napelemeket. A fénykövetés megvalósításához szükségessé vált egy saját tervezésű fényszenzor kialakítása, amelynek érdekessége, hogy a LED diódák másodlagos jelenségét használja fel a működéséhez. Az idő alapján történő pozícionálás pedig az adott földrajzi hely koordinátáihoz igazított, számított nappálya adatok alapján történik. Fontos követelmény még az alacsony fogyasztás biztosítása a fent említett energiamérleg eléréséhez. Ezért mind az elektronikai áramköri elemeknek, mind a működtető forgatási és vezérlési algoritmusoknak és a gépészeti kialakításnak is ehhez kell igazodniuk. Szerkezetünkben kis fogyasztású motorokat alkalmazunk, amelyekhez hatékony nyomatéknövelő hajtóműveket illesztünk. A rendszer ezen kívül még egy maximális munkapontot beállító áramköri egységet továbbá a távoli vezérlés és adatgyűjtés céljából egy rádiós kommunikációs egységet is tartalmaz. Feladatom volt a teljes rendszerterv kidolgozása valamint a forgató elektronika megtervezése és kivitelezése. A további elektronikai egységeket két villamos kari hallgató valósította meg, a gépészeti terveket és kivitelezést két gépész kari hallgató végezte. Jelen dolgozat a komplex rendszertervet és a forgatást végző elektronikai részegységek bemutatását tárgyalja A rendszer kivitelezése folyamatban van. Ha ipari termékké válik, elmondhatjuk, hogy hazai viszonylatban egyedülálló berendezést sikerült kifejleszteni, mely a tervek szerint mind egyedülálló, mind naperőműi alkalmazásban alkalmazható. Irodalom: 1. Solar Ltd., weboldal: http://www.solar-trackers.com/, megtekintve: 2006/10/12. 2. Larry Slominski: “Solar on Track for PBI Net Metering & Backup Power”, SOLAR CONFERENCE 2006, San Diego, CA, 2006 Szeptember 3. P. Roth et al.: “Cheap Two Axis Sun Following Device”, ELSEVIER, Energy Conversion and Management 46, 03/17/2005, pp. 1179-1192.

62

Univerzális analóg gitáreffekt digitális vezérléssel Varga László VI. Vill., [email protected] Virág László VI. Vill., [email protected] Konzulens: Kimpián Tibor, Híradástechnikai tanszék, [email protected] Amit gitárhangnak hallunk, az nem más, mint egy hosszú, főként nemlineáris elemekből álló lánc válasza a gitár jelére, mint gerjesztésre. A jelútba főként a következő elemek tartoznak, tartozhatnak: hangszedő, testbe épített passzív/aktív elektronika, gitár kábel, gitáreffektek, erősítő előfokozat, erősítő végfokozat, és végül a jellegzetes frekvenciamenettel és torzítással rendelkező gitárhangsugárzó. Ebben a láncban, vagyis a végleges hangzás kialakításában az egyik legnagyobb, ha nem a legnagyobb szerep a gitáreffektekre jut. A piacon számos fajtájuk ismeretes, ám széleskörű felhasználhatóságuk miatt népszerűek az úgynevezett digitális multieffektek, melyek könnyű kezelhetőség mellett digitális modellezéssel szimulálnak neves analóg erősítőket, valósítanak meg különböző effekteket (visszhang, késleltetés stb.). Mindemellett az analóg effektekre való igény a mai napig egyáltalán nem csökkent, annak ellenére, hogy a gyors állíthatóságukban a potenciométerekkel történő vezérlés és a statikus kábelezés meglehetős korlátozó tényezőként jelentkezik. Munkánkban egyesíteni próbáltuk a digitális multieffektek széleskörű felhasználhatóságát az analóg jelmódosítással. Így született meg egy digitálisan vezérelt univerzális analóg gitáreffekt, amely alkalmas az analóg hangzásvilág előállítására a korszerű digitális eszközök legfőbb kényelmi szolgáltatásainak megtartása mellett. A megvalósított eszköz egy széleskörben használható digitálisan vezérelt analóg torzítóáramkörből és két darab szintén digitálisan vezérelhető külső effektkörből áll, amelyek tetszőleges pozícióba sorosan illetve párhuzamosan is beköthetőek az effektláncunkba. Az effektkörök bemeneti és kimeneti jelszintjeit is digitálisan vezérelni tudjuk (ez distortion/overdrive típusú effekteknél szinte a teljes vezérlést magában foglalja), ha pedig effekt nélkül használjuk őket, akkor frekvenciafüggetlen állítható erősítési tényezőjű erősítőt valósítanak meg, amit gitáros körökben külön effektnek, boosternek neveznek. A legtöbb analóg gitáreffekt nemlineáris hálózattal modellezhető, melyekre igaz, hogy különböző összekapcsolási elrendezések mellett, különböző módon viselkedő nemlineáris rendszert, így eltérő hangzásvilágot hoznak létre. Ezért a könnyen kezelhető sorrend állíthatósági lehetőség effektünket igen nagy felhasználhatósági faktorral ruházza fel. Az eredmény egy olyan effekt, mellyel képesek vagyunk az analóg hangzásvilág feladása nélkül a multieffektek gyorsaságával váltani beállításaink között úgy, hogy mindemellett tetszőlegesen és egyszerűen használhatjuk meglévő külső effektjeinket, így biztosítva az analóg áramkörök jobb kihasználhatóságát. Irodalom: 1. Oboril, D., Balik, M., Schimmel, J., Smekal, Z., Krkavec, P.: Modelling digital musical effects for signal processors, based on real effect Proceedings of the COST G-6 Conference on Digital Audio Effects (DAFX-00), Verona, Italy, December 7-9, 2000 2. William E. Overton: Digital circuit-level emulation of transistor based guitar distortion effects In Partial Fulfillment Of the Requirements for the Degree Master of Science in Electrical Engineering

63

Helymeghatározó rendszer fejlesztése autonóm robotokhoz Vékony Dávid V. Vill., [email protected] Konzulens: dr. Tevesz Gábor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék, [email protected] Az évente megrendezésre kerülő EUROBOT versenyen egy előre közzétett szabályrendszer szerint autonóm működésű robotok versengenek egymással. A verseny eddigi tapasztalatai azt mutatták, hogy a gyors és pontos helymeghatározás elengedhetetlen a sikeres szerepléshez. Konzulensem javaslatára az ultrahang alapú pozíció-meghatározási módszerrel kezdtem foglalkozni. Az ultrahang alapú távolságmérés során – ismervén a hang terjedési sebességét – a távolságmérést időmérésre vezetjük vissza. Ezt általánosítva, a mozgó robotra egy adóegységet, a játéktér két sarkára egy-egy vevőegységet helyezve a mozgó egység keresett pozíciója háromszögeléssel meghatározható. Munkám során két vevőegységet és egy adóegységet terveztem, majd építettem meg, amelyek segítségével a téglalap alakú játéktéren folyamatosan meghatározható a mozgó egység pozíciója. Dolgozatomban kitérek az ultrahang segítségével történő távolságmérés és az ezen alapuló helymeghatározás elvére, a hang terjedési tulajdonságaira - különös tekintettel a hangsebesség hőmérsékletfüggésére és a csillapításra, valamint az adó- és vevőkapszula tulajdonságaira. Bemutatom a vevőegységek felépítését: a vevőkapszulák jelének kondícionálását, a hőmérséklet-mérési módszert, az adóegységgel kapcsolatot tartó és a szinkronizációért felelős RF-modult, a két vevőegység közötti kommunikációt, a vezérlési és szabályozási feladatokat ellátó mikrovezérlőt, és a nyomtatott huzalozású lemez speciális kialakítását. Kitérek az adóegység felépítésére, az adókapszula meghajtására, valamint annak iránykarakterisztikájának kiküszöbölésére. Bemutatom a vevőegység mikrovezérlőjén futó kóddal szemben támasztott időzítési követelményeket, valamint a távolságmérési algoritmust és a vett jel erősítésének szabályozását. Ismertetem a számolt és mért eredményeket, amelyek alapján következtetni lehet a mérési módszer korlátaira és pontosságára. Célul tűztem ki továbbá egy személyi számítógépes alkalmazás kifejlesztését is, aminek segítségével a helymeghatározó rendszeren konfigurációs és monitorozási feladatokat lehet megvalósítani.

64

HÁLÓZATSZIMULÁCIÓ ÉS TELJESÍTMÉNYVIZSGÁLAT SZEKCIÓ

65

Kapcsolat rendelkezésre állás garantálása dedikált védelemmel Babarczi Péter V. Inf., [email protected] Konzulens: Tapolcai János, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Napjaink infokommunikációs hálózataiban a megbízhatóság egyre fontosabb kérdéssé válik, ez fokozottan igaz a gerinchálózatokra, ahol egy esetleges hiba rengeteg felhasználót érinthet. A hálózatban a kapcsolatok rendelkezésre állásának növelésére több módszert dolgoztak ki [2], amelyek a meghibásodott hálózati elemeket védelmi utak segítségével kerülik ki. Egy hálózat rendelkezésre állásának modellezéséhez nagy segítséget nyújt az SRG (Shared Risk Group) [1] fogalmának bevezetése. Egy SRG a hálózati elemek egy csoportját tartalmazza. Minden SRG-hez meghatározzuk milyen valószínűséggel hibásodnak meg (egyszerre) a benne lévő elemek. Az útvonalválasztó algoritmus feladata minden egyszeres SRG meghibásodásának kivédése. Kellő számú SRG megválasztásával tetszőlegesen magas hálózat rendelkezésre állást garantálhatnánk. Ahhoz, hogy a meghibásodások egyre nagyobb halmazát (az esetek 9%-át, 99%-át, 99,9%-át, vagy akár 99,99%-át) fedjük le, az SRG-k száma nagyon megnőhet. Dolgozatom elsődleges célja megvizsgálni, hogy nagyszámú SRG védése hogyan oldható meg. A védelmi utakat vagy csak a meghibásodás észlelésekor, vagy már a kapcsolat létrehozásakor kiépítik. A mai működő hálózatokban leggyakrabban az utóbbi megoldást alkalmazzák, a kapcsolatok rövid helyreállási ideje és a módszer egyszerű és megbízható működése végett. A dolgozatban a vizsgálódásomat csak erre az esetre korlátozom, amikor a kapcsolat védelmi éleit hozzárendeljük – dedikáljuk – a kapcsolathoz. A dolgozatban dedikált védelmi útvonalak meghatározásához használt algoritmusok teljesítményét vizsgálom meg az üzemi és védelmi útvonalaik által lefoglalt sávszélességük alapján, különböző SRG halmazok és különböző forgalmak esetén, attól függően, hogy mekkora a hálózattól elvárt rendelkezésre állás. A dolgozat célja, hogy egy olyan dedikált védelmi algoritmust mutasson, ami a lehető legkevesebb védelmi él használatával képes egy előre definiált nagyszámú SRG egyszeres meghibásodásának kivédését, és ezzel egy előírt rendelkezésre állási szintet garantálni. A minimális számú védelmi él mellett további fontos szempont, hogy az algoritmus hatékonyan számolható legyen. Irodalom: 1. G. Ellinas, E. Bouillet, et al. “Routing and Restoration Architectures in Mesh Optical Networks,” Optical Networks Magazine, Issue 4:1, January/February 2003 2. G. Xue, W. Zhang, et al. “Establishment of Survivable Connections in WDM Networks using Partial Path Protection,” In Proc. IEEE ICC, pages 1756-1760, 2005.

66

GRID szolgáltatások optimalizálása áramkörkapcsolt optikai hálózatok fölött Gál József IV. Inf., [email protected] Szabó Norbert IV. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Cinkler Tibor, Ladányi Ákos Napjainkban egyre nagyobb igény van a számításigényes feladatok gyors elvégzésére. Ennek köszönhetően folyamatosan nő a GRID szolgáltatások iránti érdeklődés. Az elmúlt évtizedben rendkívüli változások zajlottak le a párhuzamos számítógépek felhasználásában. Technológiai változások és gazdasági okok nyomán az évtized elejét uraló különleges architektúrákat 5-6 év alatt felváltották a tömeggyártással előállított számítógépek. A hálózati technológia fejlődésének köszönhetően általánosan elfogadottá vált az olcsó személyi számítógépekből létrehozott párhuzamos rendszerek (klaszter) alkalmazása számításigényes feladatokra. Mára lehetővé vált szinte korlátlan méretű földrajzilag elosztott számítógépekből álló, virtuális párhuzamos számítógépek, úgynevezett metaszámítási (közkedvelt néven GRID) rendsezerek létrehozása. A gyors munkavégzéshez azonban nem elég az összekötött gépek számának, és számítási kapacitásának növelése, a hálózat minősége is nagyban meghatározza a sebességet. A távközlés terén napjaink egyik legmodernebb technikája az áramkörkapcsolt optikai hálózatok, amik tökéletesen teljesítik az általunk támasztott igényeket, mint például a nagy átviteli sebesség, könnyű konfigurálhatóság, valamint a nagy megbízhatóság. Munkákban mi is ezt alkalmazzuk, oly módon, hogy kétrétegű hálózatot alkotunk, melynek alsó szintjén az áramkörkapcsolt optikai hálózat, felső szintjén pedig a vezérlést segítő elektronikus hálózat jelenik meg. A szimuláció során ezen hálózatba véletlen helyen, időben, változó méretű feladatokat küldünk be, különböző módszerekkel vezetjük el őket, és nézzük a költségeket, és a késleltetéseket. Az egyes igények más és más követelményekkel rendelkeznek. Egyeseknél a legfontosabb, hogy a probléma megoldását minél előbb megkapjuk, még másoknál az idő annyira nem lényeges, annál inkább a végrehajtás költsége. Ezen ellentmondást próbáltuk feloldani az ILPnkben, valamint a kialakított heurisztikában. Lehetőségünk van időre, költségre, adott idő mellett költségre valamint adott költség mellett időre optimalizálni a rendszert. Az igények szétosztásánál figyelmbe vesszük a gépek teljesítményén túl a hálózat éppen aktuális állapotát is. Ezzel még jobb hozzárendelést kaphatunk, mint az eddig használt techológiáknál. A dolgozat elején bemutatjuk a GRID-ek kialakulását, főbb összetevőit. Ezután egy részletesebb leírást adunk az áramkörkapcsolt optikai hálózatok felépítéséről, működéséről. Ezt követik a modellek ismertetése, majd az elvégzett szimulációk, és ezek eredményeinek kiértékelése. Legvégül egy összefoglalást adunk az elért eredményekről, és az esetleges továbblépés lehetőségeiről.

67

Több-utas védelem szimulációs vizsgálata Gyarmati László V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Cinkler Tibor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Szigeti János, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Az Internet, illetve az internetes alkalmazások térnyerése az utóbbi évtizedben fokozatosan növekszik. A kezdetben szöveges információk mellett egyre inkább előtérbe kerülnek a multimédiás tartalmak. Ezek a felhasználóknak új, eddig nem látott szolgáltatásokat nyújtanak, a hálózatok üzemeltetőit pedig folyamatos kihívások elé állítják. A megnövekedett adatforgalom mellett az egyre nagyobb megbízhatóság biztosítása komoly mérnöki feladatot jelent. Ezen feladatok közül a forgalom elvezetése, annak védelmének megtervezése igen fontos, hiszen új eszközök telepítése nélkül lehet nagyobb rendelkezésre állást biztosítani. Dolgozatomban az általam kidolgozott több-utas védelmi eljárást (Multi Path Protection) vizsgálom meg. Az algoritmus újdonsága, hogy az igény elvezetését nem két, egymástól független útvonallal oldja meg, hanem igyekszik minél több független útvonalat felhasználni. Az algoritmus lineáris programozás segítségével formalizált, azaz polinomiális futási idejű, mégis képes független útvonalakat előállítani. A formula egyik érdekessége éppen ez, hiszen az útvonalak függetlenségének feltételét egész értékű lineáris programozással lehet megfogalmazni, ami csak nemdeterminisztikusan oldható meg polinom időben. Az MPP algoritmus olyan hálózatokban alkalmazható, ahol technológiailag megoldható az igény több különböző útvonalra történő szétválasztása. Ezt az igényt az ngSDH (Next Generation SDH), OTN (Optical Transport Network) hálózatok Virtual Concatenation (VCat) és Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) eljárásai, valamint az Ethernet rendszer Link Aggregation Control Protocol-ja (LACP) támogatja. A dolgozatban szimulációs eredmények segítségével összehasonlítom az MPP algoritmust további ismert megoldásokkal, vizsgálom a módszerek kapacitásigényét, biztosított rendelkezésre állását. A különböző hálózatok általában nem egyetlen szervezet fennhatósága alá tartoznak, emiatt különös jelentőségű megismerni, hogyan alkalmazható az eljárás több tartományos hálózatok esetén: szimuláció segítségével vizsgálom az igények rendelkezésre állását a többtartományos környezetben. További információt nyújt a módszerről a párhuzamos útvonalak száma, az egyes útvonalak hossza, valamint a kapacitások megoszlása az útvonalak között. Megvizsgálom, hogyan lehet kiterjeszteni a több-utas védelmet több hiba előfordulásának kezelésére. A dinamikus forgalomelvezetés mellett kitérek arra is, hogy statikus esetben hogyan teljesít az eljárás. Irodalom: 1. W. D. Grover: Mesh-Based Survivable Networks. Prentice Hall PTR, 2004. 2. T. Cinkler, J. Szigeti, L. Gyarmati: Multi-domain resilience: can I share protection resources with my competitors?, ICTON 2007, 9th International Conference on Transparent Optical Networks, Rome, Italy, 2007.

68

Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok vizsgálatára Gyenge Ádám IV. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Telcs András, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék, [email protected] Számos műszaki, szociológiai és egyéb tudományos területen figyelhetőek meg olyan jelenségek, melyek Pareto-, vagy másnéven hatványfüggvény eloszlású valószínűségi változókkal modellezhetők. Az egyik legfontosabb ilyen terület, az utóbbi években jelentős figyelmet kapó, nagyméretű skálafüggetlen gráfok [2]. Az ilyen gráfok fokszámeloszlása általában Pareto-eloszlást követ, és mint kiderült, rengeteg informatikai, telekommunikációs vagy társadalmi hálózat leírható velük. Ahhoz, hogy ezeket a gráfokat részletesebben tanulmányozni tudjuk, szükségünk van olyan statisztikai módszerekre, melyekkel lehetőségünk nyílik a megfigyelések elemzésére, ezen belül a fokszámeloszlás vizsgálatára, a struktúra „feltérképezésére'' [3]. A dolgozat bemutatja a hatványfüggvény eloszlások elemzése során felmerülő statisztikai feladatokat, és azok különböző megoldásait. Részletesen foglalkozik a paraméterbecslés témakörével, és bemutat egy újfajta becslési módszert, mely a csonkított várható értékek eloszlás-karakterizáló tulajdonságán alapul [4]. A modellillesztés ellőrzésére illeszkedésvizsgálatot is végzünk. Az elméleti kérdések tisztázása mellett számos kísérlettel és méréssel igyekszünk eldönteni, hogy a módszerek közül melyik használható a legjobban ezen gráfok vizsgálata során. Az eszközöket szimulált és valódi adatrendszereken is összevetjük, és felhasználásukkal a gráfok struktúrájának jobb megértése céljából azt is megvizsgáljuk, hogy a gráffejlődésre felállított modellek közül melyik mutat jobb egyezést a tényleges hálózatok statisztikai tulajdonságaival. Irodalom: 1.Bolla M., Krámli A., Statisztikai következtetések elmélete, Typotex, Budapest, 2005. 2.Barabási, A.-L., Albert, R.: Emergence of Scaling in Random Networks, Science 286, 509512, 1999. 3.Goldstein, M. L. et al.: Problems with fitting to the Power-Law Distribution, The European Physical Journal B 41, 255-258, 2004. 4.Glänzel, W.: A characterization theorem based on truncated moments and its application to some distribution families, Mathematical Statistics and Probability Theory B, 75-84, 1987.

69

Technológiai áttörés a prímfaktorizációban Gyöngyösi László V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Imre Sándor, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] Napjainkra az RSA algoritmus ismertté és elfogadottá vált az egész világon, a legfontosabb katonai, diplomáciai, kereskedelmi és bűnügyi adatokat mind az RSA-val védik. Az algoritmus biztonságának alapját az összetett számok faktorizálásának nehézsége jelenti, a szükséges lépésszám ugyanis a faktorizálandó szám jegyeinek számával exponenciálisan nő. Az RSA feltöréséhez így valamilyen új, hatalmas jelentőségű elméleti vagy technikai jellegű felfedezésre lenne szükség. Ilyen elméleti jellegű vívmány lenne a faktorizációhoz szükséges lépésszám lerövidítése, amelynek lehetőségét a matematikusok már évszázadok óta tanulmányozzák, azonban forradalmian új elméleti eredményekben, - jelenlegi tudásunk alapján - nem reménykedhetünk. A szilíciumchipek teljesítménye a Moore-törvény alapján másfél évente megkétszereződik, az RSA feltöréséhez azonban olyan eszközökre lenne szükség, amelyek több milliárdszor gyorsabbak a jelenlegieknél. A lehetséges technológiai áttörés a kvantumszámítógépek megjelenésével hamarosan valósággá válhat, amely esetben a faktorizáció – szemben a klasszikus implementációkban futtatott algoritmus exponenciális növekményű végrehajtási idejével – csupán négyzetes növekményű végrehajtási időt igényel. A Peter Shor által készített kvantumalgoritmus a faktorizálandó szám hatványainak maradékosztályainak periodicitási tulajdonságát kihasználva, kvantum-regiszterekben végzi el a prímtényezőkre bontást. A TDK dolgozathoz készített szimulációs program elsődleges célja egy valós kvantumhálózat modellezése, valamint a hálózat tulajdonságainak módosításával elérhető teljesítménybeli változások elemzése, illetve azok kiértékelése. A szimuláció alapját a Peter Shor nevéhez fűződő faktorizációs kvantumalgoritmus jelenti, amellyel egy mai, RSA alapú titkosítási rendszer feltörését szimuláltam. A szimulációs programmal kapott eredmények elemzésén keresztül bemutattam az egyes architektúrák közti alapvető, teljesítménybeli különbségeket, valamint sikerült rávilágítanom a nagyobb méretű hálózatok esetén megjelenő – kisebb komplexitású hálózatok esetén irreleváns – problémákra. A dolgozaton belül megvizsgáltam a faktorizációs algoritmus optimalizálási lehetőségeit is, a szimulációs programmal kapott eredmények pedig egyértelműen rámutatnak a kvantumhálózat teljesítményét alapvetően meghatározó elemi kvantum-összeadóegységek, valamint az alkalmazott hálózati topológia szerepének fontosságára. A szimulációs programban a faktorizálandó szám mérete mellett megadhatjuk a kvantumhálózatot alkotó kvantumszámítógépek számát, beállíthatjuk a csomópontok közti kommunikáció típusát, illetve a hálózati topológia tulajdonságait is magunk határozhatjuk meg. A kvantumhálózat jellemzőin túl, a hálózatot alkotó kvantumszámítógépek releváns paramétereit is beállíthatjuk, így a csomópontonkénti kvantumbitek számát, valamint a számítások teljesítményét alapvetően meghatározó elemi kvantumösszeadók típusát és azok tulajdonságait is szabályozhatjuk. A szimulációs programmal mért eredmények alapján, egy több ezer bites szám faktorizálásához szükséges időmennyiség is drámaian lecsökkenthető a csomópontokban alkalmazott elemi kvantum-összeadóegységek illetve kvantumhálózat topológiájának megfelelő megválasztásával. Irodalom: 1. P. W. Shor. Polynomial time algorithms for prime factorization and discrete logarithms on a quantum computer. SIAM J. Comp., 26(5):1484–1509, 1997.

70

A címtanulás és a hiba utáni helyreállás hatásai Ethernet hálózatokban Horváth, Dániel; V. inf.; [email protected] Kapitány, Gábor; IV. inf; [email protected] Plósz, Sándor; IV. inf; [email protected] Konzulensek: Pallos, Richárd; PhD. stud., Ericsson Research Hungary; [email protected] Lukovszki, Csaba; TMIT; [email protected] Moldován, István; TMIT; [email protected] Az Ethernet hálózatok fejlődésével a korábbi nagysebességű hálózatoknak egy olcsó és hatékony alternatívája jelent meg. Emellett az Ethernet technológia, menedzsment funkciókkal kiegészülve, megjelent a szolgáltatói hálózatokban is. Ez a környezet új követelményeket támaszt az Ethernet technológiával szemben azáltal, hogy megjelent az igény a valós-idejű forgalomtovábbításra, valamint a hiba- és forgalom-menedzsmentre. Ezek az elvárások miatt gyors fejlődésben van az Ethernet technológia. A jelenlegi Ethernet-alapú szolgáltatói hálózatokban a forgalom egy feszítőfára korlátozódik a Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP, IEEE802.1D) alkalmazásával, ami nem hatékony link kihasználtságot eredményez. Az Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP, IEEE802.1Q) [1] kiegészíti az RSTP-t azzal, hogy több feszítőfát épít, így biztosít jobb forgalom menedzselési lehetőségeket. Azonban az addícionális konfiguráció igénye miatt az MSTP-t használó rendszerek kevésbé flexibilisek, mint az RSTP-t használók. Ezért az IEEE javasolja a Shortest Path Bridging-et (SPB, IEEE802.1aq) [2], ami automatikusan konfigurálja a feszítőfákat, amelyek az Ethernet kapcsolók között elérhető legrövidebb útvonalat használják. A MAC (Medium Access Control) címek tanulása lehetővé teszi az üzenetszórási tartományok szétválasztását azáltal, hogy csak a célcímek felé továbbítja a kereteket. Üzenetszórás úgy fordulhat elő, hogy még a tanuló folyamat nem tárolta le a célcímet. A fizikai topológiában létrejövő változások miatt új feszítőfa topológia alakul ki, ami változást eredményez a továbbítási útvonalakban, újraindítva a tanulási folyamatot, ezáltal üzenetszórási vihart alakítva ki a hálózatban. A vizsgálatunk célja, hogy különböző hálózati helyzetekben összehasonlítsuk az RSTP- és az MSTP/SPB-alapú forgalom menedzsment esetén az újratanulási többletforgalmat és időbeli lefolyását. Alapvetően az újratanulási többletforgalom függ a hálózati topológiától, a hiba helyétől, a felhasználói forgalom karakterisztikájától és a hálózati eszközök implementációfüggő késleltetésétől. A kutatásunk fő célja, hogy meghatározzuk ezeknek a paraméterek hatását a többletforgalomra. Ezen szempontok vizsgálatához szükséges RSTP, MSTP és SPB szimulátort OMNeT++ környezetben implementáltuk. TDK munkánk során levonjuk a következtetéseket és rávilágítunk az SPB bevezetésének a potenciális alkalmazhatóságára. References: 1. LAN/MAN Standards Commitee of the IEEE Computer Society, „IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Virtual Bridged Local Area Networks – 802.1Q”, 2005 2. LAN/MAN Standards Commitee of the IEEE Computer Society, „Draft Standard for Loacal and Metropolitan Area Networks: Virtual Bridged Local Area Networks: Amendment 9: Shortest Path Bridging”, 2005 3. R. Pallos, J. Farkas, I Moldován and Cs. Lukovszki „Performance of Rapid Spanning Tree Protocol in Access and Metro Networks” in Proc. of Second International Conference on Access Networks, Ottawa, 2007.

71

Pontozás alapú ösztönző rendszer peer-to-peer hálózatokhoz Kenyeres Péter Gábor V. Info., [email protected] Konzulens: Szentgyörgyi Attila, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Manapság egyre gyakrabban találkozhatunk különféle peer-to-peer (P2P) számítógépes rendszerekkel. Az elmúlt néhány évben különösen az Internetes fájlcserélők (pl.: Torrent, Kazaa, DirectConnect) és üzenő programok (pl.: Skype) elterjedésével kerültek az ilyen típusú megoldások komolyan előtérbe. A P2P rendszerek esetén a működés elengedhetetlen feltétele a felhasználók együttműködése. Továbbá ahhoz, hogy igazságos rendszert kapjunk feltétlenül szükséges az olyan felhasználók kiszűrése, akik csupán használni kívánják a felkínált szolgáltatásokat (freeriderek), de ők maguk nem vesznek részt a működőképesség megőrzésében, a tartalom megosztásában. A fenti célt természetes módon az egyes említett rendszerekben eltérő módon valósítják meg, és így különféle ösztönző mechanizmusokat használnak fel. A céljuk ezzel, hogy a felhasználókat rábírják arra, hogy erőforrásaikat – amely lehet számítási kapacitás, tárhely vagy sávszélesség – megosszák, és így részt vegyenek a rendszer fenntartásában. Bizonyos P2P hálózatok ösztönző rendszereinek azonban nagy hátránya, hogy gyakran nem ösztönzik kellő mértékben a felhasználókat a rendelkezésre állásuk növelésére: ez pedig segíthetné a rendszerben tárolt információk hozzáférhetőségét, és így javíthatná a nyújtott szolgáltatás minőségét, és biztosíthatná a freeriderek kizárását. Dolgozatomban egy olyan pontozási technikán alapuló ösztönző rendszert mutatok be, amely P2P rendszerekben széles körben alkalmazható, és a hálózat fenntarthatóságára motiválja a felhasználókat még egy olyan környezetben is, ahol a magas rendelkezésre állás követelmény. További célkitűzésem, hogy a kialakított rendszer skálázható legyen, és minimalizálja a freeriderek számát. A kitalált rendszer helyes működésének ellenőrzését, valamint más hasonló rendszerekkel való összehasonlítását az általam írt szimulációs környezetben végzett mérések segítségével mutatom be. Irodalom: 1. Tanenbaum, Andrew S.: Számítógép-hálózatok 2. bővített kiadás, Panem Kft., Budapest, ISBN 9635453841, 2004 2. Seungjoon Lee, Rob Sherwood, Bobby Bhattacharjee: Cooperative Peer Groups in NICE, INFOCOM 2003, ISBN 0-7803-7752-4, 2003 3. Huu Tran, Michael Hitchens, Vijay Varadharajan, Paul Watters: A Trust based Access Control Framework for P2P File-Sharing Systems, 38th Annual Hawaii International Conference 2005 – HICSS 2005

72

RLC alapú HSPA transzport hálózati torlódásvezérlés Ketykó István VI. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Rácz Sándor, Ericsson, [email protected] Dr. Szabó Róbert, BME-TMIT, [email protected]

A 3G továbbfejlesztése, az ún. HSPA (High Speed Packet Access), a letöltési sebességet növeli meg. A HSPA-t használó szolgáltatások számára nem rögzített mennyiségű sávszélesség áll rendelkezésre, hanem a többi szolgáltatás által fel nem használt, folyamatosan változó mennyiségű erőforrás felhasználása is lehetséges. Ezért az Iub interfészen ún. torlódásvezérlő algoritmussal kell szabályozni a felhasználók által a rendszerben átküldhető adatok mennyiségét, figyelembe véve a rádiós interfészen rendelkezésre álló pillanatnyi kapacitást is. A dolgozatban először áttekintem a vizsgált architektúrát, és az alkalmazott protokollokat. Torlódásvezérlés elviekben, több rétegben és többféle megoldással is lehetséges. A jelenlegi architektúrában a 3GPP (3rd Generation Partnership Project) az Iub Framing Protokol szintjén kezeli az Iub interfészen történő lehetséges torlódás feloldását. Mivel az architektúrában meglévő RLC AM (Radio Link Control - Acknowledged Mode) protokoll flow control-ra felkészített, ezért egy alternatíva lehet a Framing Protokol helyett RLC szinten megvalósítani az Iub interfészen történő torlódásvezérlést. Megmutatom, hogy torlódásvezérlő mechanizmus nélkül a rendszer teljesítménye (hatékonysága) alacsony lesz, ha az Iub kapacitása kisebb, mint a rádiós kapacitás. Javaslok egy torlódásvezérlő algoritmust, amely az RLC funkcionalitását használja fel. Szimulátor segítségével ellenőrzöm, hogy egyáltalán lehetséges-e tisztán RLC AM protokoll felhasználásával az Iub-n történő torlódás hatékony kezelése. A torlódásvezérlő algoritmus finomításával próbálom hatékonyabbá tenni a rendszert erőforrás kihasználtság, fairség, robosztusság szempontjából. Irodalom: 1. Szilveszter Nádas, Sándor Rácz, Zoltán Nagy, Sándor Molnár: Providing congestion control in the Iub transport Network for HSDPA, Globecom Accepted Paper, 2007. 2. 3rd Generation Partnership Project, “UTRAN Iub Interface User Plane Protocols for Common Transport Channel data streams v7.5.0”, http://www.3gpp.org, 2007 Június, TS 25.435. 3. 3rd Generation Partnership Project, “Radio Link Control (RLC) protocol specification v7.2.0“, http://www.3gpp.org, 2006 Szeptember, TS 25.322.

73

Nagysebességű adatátvitel megvalósíthatósági vizsgálata multimódusú optikai szálak alkalmazásával Mazroa Dániel IV Vill., [email protected] Konzulens: Zsigmond Szilárd, Paksy Géza, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, {zsigmond, paksy}@tmit.bme.hu Napjaink nagysebességű kommunikációjának igényeit az elektromos vezetők sávszélessége nem tudja kielégíteni, ezért az optikai szálak alkalmazása általánossá vált a távközlésben. Az optikai szálaknak két alapvető típusát különböztetjük meg: a multimódusú, illetve az monomódusú szálakat. Monomódusú szálak alkalmazásával lényegesen nagyobb átviteli sebesség érhető el, mint multimódusúakkal – akár több tíz gigabit másodpercenként. Azonban ez utóbbiak is telepítve vannak még a távközlési szolgáltatók hálózatainak egyes részeiben. Ezek lecserélésénél sokkal költséghatékonyabb megoldást jelent, ha különböző technikákkal megpróbáljuk a rajtuk elérhető adatátviteli sebességet megnövelni. Reális cél a gigabit ethernet adatátvitel megvalósítása 10 km távolságig. Emellett az otthoni felhasználók szempontjából továbbra is nagy jelentősége lehet a multimódusú szálak alkalmazásának. Az előfizetők kisebb sávszélesség-igénye, és az általunk létrehozott hálózatok kisebb mérete miatt számukra megfelelő alternatívát nyújthat az elektromos kábelek kiváltására (mind az 1 Gbit/s, mind a 10 Gbit/s-os sebességű Ethernet szabványa tartalmazza lehetséges átviteli közegként a multimódusú optikai szálakat). A dolgozat célja a multimódusú szálakban fellépő diszperziós jelenségek bemutatása és matematikai leírása; majd az ezek alapján történő teljesítményvizsgálat különböző megvilágítási technikák (központi megvilágítás, eltolt megvilágítás) és elektronikus kompenzátorok alkalmazása mellett; illetve a multimódusú szálat átviteli közegként alkalmazó szabványok rövid bemutatása. Az adatok felvételére és értékelésére a VPI Transmission Maker szimulációs környezetet használjuk. Irodalom: 1. Stefano Bottacchi, Multi-Gigabit Transmission Over Multimode Optical Fibre, John Wiley and Sons, Chichester, 2006. 2. Veszely Gyula: Hírközlési üvegszálak elmélete, Műszaki kiadó, Budapest, 2007. 3. M. Duser and P. Bayvel, „2.5Gbit/s transmission over 4.5km of 62.5µm multimode fibre using centre launch technique”, Electronics Letters, Volume: 36, Issue: 1, 57-58, 2000. 4. VPI Transmission Maker www.vpisystem.com 5. G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, John Wiley and Sons, New York, 2002.

74

Az általános megosztott védelem teljesítményvizsgálata szimulációval Szabados Réka V. Vill., [email protected] Konzulensek: Németh Krisztián, dr. Cinkler Tibor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, {nemethk, cinkler}@tmit.bme.hu A távközlő hálózatok fejlődésével egyre fontosabb szemponttá vált a hálózatok megbízhatósága, meghibásodások elleni megfelelő védelme. Erre különböző védelmi megoldások alakultak ki. A hálózati védelmek közös jellemzője, hogy az adott igényt egy meghatározott üzemi útvonalon vezeti el, ezen az úton az igénynek megfelelő sávszélességet folyamatosan foglalja. Ezen kívül a teljes úthoz, vagy szakaszaihoz védelmi utat vagy utakat rendel, amelyre hiba esetén átirányítható a forgalom. Ezek a védelmi módszerek a hálózaton a minimálisnál sokszor jóval több erőforrást foglalnak, így áteresztőképességük alacsonyabb egy védetlen hálózaténál. A különböző védelmi algoritmusok azonos környezetben különböző áteresztőképességet, blokkolási arányt és gyorsaságot mutatnak. Reális elvárás a megfelelő védelem mellett optimális kihasználtságot és gyorsaságot biztosító védelmi mód alkalmazása. Munkám során az általános megosztott védelem (Generalised Shared Protection) teljesítményelemzését végeztem el, és hasonlítottam össze több különböző hálózatvédelmi algoritmussal, szimuláció segítségével. A szimuláció során a különböző algoritmusok összehasonlítása szempontjából kizárólag a hálózat topológiája fontos, ezért a hálózatot irányított gráffal modelleztem, a védelmi módszereket gráfelméleti szemszögből vizsgáltam. A hálózati forgalom elvezetésének vizsgálatához diszkrét esemény szimulációt alkalmaztam, melyet én magam írtam C programozási nyelven. A szimulációs környezet a LEMON gráfreprezentációs függvénykönyvtárra épül, a védelmi algoritmusok implementálásához egészértékű lineáris programozást (Integer Linear Programming) alkalmaztam. A szimuláció eredményei alapján az általános megosztott védelem az eddig alkalmazott különböző algoritmusoknál jobb hálózati kihasználtságot eredményez, azoknál jellemzően magasabb, de legalább ugyanolyan áteresztőképességgel bír azonos hálózat és hálózati forgalom esetén, azonban működése jóval lassabb a régebbi, egyszerűbb algoritmusoknál. Irodalom: 1. Lajtha György (főszerk.): Távközlő hálózatok és informatikai szolgáltatások (A Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület online könyve (http://www.hte.hu/onlinekonyv.html) 2. Wayne D. Grover: Mesh-Based Survivable Networks (Prentice Hall PTR, 2003) 3. Jean-Philippe Vasseur, Mario Pickavet, Piet Demeester: Network Recovery: Protection and Restoration of Optical, SONET-SDH, IP, and MPLS (Morgan Kaufmann Publishers, 2004) 4. Vizvári Béla: Egészértékű programozás (Typotex, 2006) 5. LEMON online dokumentáció: http://lemon.cs.elte.hu/pub/doc/0.6/main.html (2006) 6. GNU Linear Programming Kit online dokumentáció: http://www.gnu.org/software/glpk/ (2007)

75

Gyors linkhibajavítás IP hálózatokban Tóth Zoltán, V. Inf., Lajtha András Balázs, V. Inf., Konzulensek: Enyedi Gábor Sándor, TMIT, <[email protected]> Rétvári Gábor, TMIT, Császár András, Ericsson,

Napjainkban az Internet egyre bővülő szolgáltatásai szerves részévé váltak a gazdaságnak, tudománynak és a hétköznapi életnek. Azonban az utóbbi években megjelent és egyre nagyobb teret hódító valós idejű alkalmazások (IP telefónia, videotelefon, IPTV) olyan új követelményeket támasztanak az IP hálózatokkal szemben, melyeket a mai IP eszközök nem tudnak megbízhatóan teljesíteni. Ennek okai többek közt az IP alapú hálózatok hibajavítási mechanizmusainak elégtelenségében keresendők: a hálózat egyes szakaszainak meghibásodása esetén csomagvesztés és az elfogadhatónál nagyobb késleltetés léphet fel. Munkánk során arra a kérdésre kerestük a választ, hogy pusztán az IP lehetőségeit felhasználva megvalósítható-e valós idejű alkalmazások igényeit kielégítő hibajavítás. Pillanatnyilag több megoldás is vár a szabványosításra. Célunk volt, hogy ezen megoldásokat megismerjük, összehasonlítsuk, és a tanszéken rendelkezésre álló Linuxalapú tesztrendszeren implementáljuk. Végül, kiterjedt mérések segítségével azt vizsgáltuk, hogy az általunk implementált módszer, összevetve a hagyományos IP hibajavító metódusokkal, milyen gyorsan és milyen megbízhatósággal képes a fellépő meghibásodásokat kezelni. Dolgozatunkban először gyors áttekintést adunk az IP hálózatok felépítéséről és az útvonalválasztás általános szabályairól, majd bemutatjuk az IP hálózatokban hagyományosan használt, az útvonalválasztó protokollban implementált hibajavító metódusokat. Ezt követően ismertetünk és összehasonlítunk több megoldást, melyeket az IP hálózati hibák proaktív, gyors javítására terveztek. Az összehasonlítás alapján (figyelembe véve az implementálhatóság és a tesztkörnyezet adottságait) kiválasztottunk egy konkrét gyors hibajavító módszert, a Failure Insensitive Fast ReRouting (FIR) metódust. A bővíthetőség érdekében egy FIR keretrendszert készítettünk, és a keretrendszerhez implementáltuk az élhibák javítására alkalmas FIR algoritmust. Ezt követően alapos méréseket végeztünk, melyek során hálózati meghibásodást hoztunk létre valós hálózatokban, és összehasonlítva vizsgáltuk a FIR valamint az IP hagyományos hibajavító mechanizmusának képességét. Dolgozatunkat az elvégzett mérések eredményeinek értékelésével zárjuk és ajánlásokat fogalmazunk meg az IP gyors hibajavító módszerek megvalósítását illetve bevezetését illetően.

76

Együttműködő vállalati hálózatok modellezése és szimulációja Divényi Dániel IV. Vill., [email protected] Konzulens: Monostori László, tud. igh., MTA SZTAKI, [email protected] Csáji Balázs Csanád, tud. munk., MTA SZTAKI, [email protected] Komplex rendszerek modellezése, bonyolultságának osztályozása és kvantitatív mérése egyre fontosabb szerephez jut sok dinamikusan fejlődő tudományterületeken (matematika, fizika, kémia, vagy közgazdaságtan). De egy gyorsan változó, bizonytalansággal terhelt piacon a vállalati együttműködéseket is tekinthetjük ilyen rendszernek. Azonban a gyakorlatban az együttműködési hálózatok nehezen kezelhetők, ami miatt a sikertelen együttműködések aránya nagyon magas [3]. A dolgozat célja vállalati hálózatok együttműködésének modellezése és szimulációja. Egy hatékony vállalati modell és szimulációs környezet segíthet a különböző együttműködési struktúrák vizsgálatában, valamint a nem megfelelő hatékonyság okainak vizsgálatában. Későbbiekben, a szimuláció elősegítheti tervező és döntéstámogató rendszerek kialakítását is. Mivel a vállalati együttműködéseknek számtalan aspektusa van, a dolgozatban egy leszűkített modell szimulációs elemzése a cél. Ez elsősorban termelési hálózatokra koncentrál és a vállalatok termelési erőforrásainak hatékony kezelését, optimalizálását vizsgálja bizonytalan, változó környezetben. A vállalati hálózatok modellezésére a komplex adaptív rendszerek elméletét alkalmazzuk [2], amelyek egyik legfőbb jellemzője, hogy az (akár egyszerű) ágensek saját döntéseinek és tevékenységeinek következtében egy komplex, adaptív viselkedés realizálódik. Az ágensek önálló intelligens egységek, melyek a körülményeknek megfelelően próbálják optimalizálni döntéseiket, végzik el a feladataikat, kommunikálnak a többi ágenssel. Tanuló ágensek [1] alkalmazásával a vállalatok korábbi lépéseik következményét is figyelembe veszik az új döntések létrehozásakor. A vállalatokat, vagy azoknak kisebb egységeit ilyen megfelelően kialakított (szoftver) ágensekkel megtestesítve a hálózat működése szimulálható. A modell létrehozása előtt a későbbi bővítési lehetőségekre gondolva rendszertervet kell készíteni. A szimulációs programhoz JAVA nyelv illetve az ágensprogramozást segítő JADE programcsomag jó alapot nyújt. A kódoláshoz meg kell ismerni az alapvető lehetőségeket, és a szimuláció elfogadható sebességéhez mindig a legmegfelelőbb implementációt kell használni vagy létrehozni, minél hatékonyabb számítástudományi algoritmusokat szükséges alkalmazni. A futó programhoz végül megjelenítő felületet csatolunk, hogy a vállalatok viselkedését könnyen elemezhessük. Irodalom: 1. Csáji, B. Cs., L. Monostori and B. Kádár (2006). Reinforcement Learning in a Distributed Market-Based Production Control System. Adv. Engineering Informatics 20, 279–288. 2. Monostori, L. and B. Cs. Csáji (2007). Production Structures as Complex Adaptive Systems. In: Proceedings of the 40th CIRP International Seminar on Manufacturing Systems, May 30 - June 1, Liverpool, United Kingdom 3. Schuh, G., A. Sauer and S. Döring (2006). Modeling Collaborations as Complex Systems. In: Proceedings of the 4th International Industrial Simulation Conference (ISC), The University of Palermo, Italy, pp. 168–174.

77

HÁLÓZATTERVEZÉS ÉS -MENEDZSMENT SZEKCIÓ

78

Fizikai topológia felderítés feszítőfa protokoll segítségével Ethernet-alapú szolgáltatói hozzáférési hálózatokban: az Amőba algoritmus Barcziová Melinda VI. Inf., [email protected] Sándor Ádám VI. Inf., [email protected]

Konzulens: Lukovszki Csaba, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Az Ethernet hálózatok és az ezeken alapuló szolgáltatások térhódításával jelentősen megnőtt az igény menedzselhetőségük iránt. Hálózati adminisztrátorok részéről egyre lényegesebbé válik a fizikai topológia pontos ismerete. Ez egyrészt fontos a hálózati konfiguráció (vagy éppen a félrekonfiguráltság) meghatározása szempontjából, valamint az erőforrások hatékony menedzselése szempontjából. A hozzáférési szolgáltatói hálózatok nagy mérete miatt kihívást jelent a fizikai topológia ismeretére vonatkozó információk biztosítása, tehát a fizikai topológia felderítése. Holott a fizikai topológia felderítésre számos megoldást találhatunk az irodalomban ([1], [2], [3]), a mai napig nem létezik elterjedt és szabványos megoldásokon alapuló, minden hálózati eszköz által támogatott megoldás. Munkánk során egy olyan algoritmust dolgoztunk ki, ami az Ethernet-alapú szolgáltatói hálózatokban elterjedt szabványos protokollok segítségével deríti fel a hálózati eszközöket és a köztük levő fizikai kapcsolatokat. Alapja az STP (Spanning Tree Protocol) által kialakított forgalom továbbítására használt aktív topológiát felderítő algoritmus, ami a kapcsolók továbbítási tábláinak (Forwarding Database) kiolvasásával határozza meg az aktív topológiát. A fizikai topológia felderítő algoritmus a feszítőfa protokoll (STP) port költség paramétereinek állításával olyan aktív topológiák kiépülését idézi elő, melyek során legalább egyszer aktiválja az összes fizikai összeköttetést, így amőbaként bejárva a teljes fizikai topológiát lehetővé teszi a fizikai topológia pontos felderítését. A javasolt megoldás hátránya STP esetén, hogy a feszítőfa átkonfigurálások következtében a hálózat forgalomtovábbításra alkalmatlanná válhat, viszont MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) alkamazása esetén – mely egyszerre több egymástól független RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) működést engedélyez – egy feszítőfát fizikai topológia felderítésre használva nem befolyásolnánk a többi fán folyó hálózati forgalmat. TDK dolgozatunk célja az általunk kidolgozott fizikai topológia felderítő algoritmus – melynek az Amőba nevet adtuk – bemutatása és alkalmazhatóságának igazolása. Munkánk során algoritmust adunk az aktív topológia, és a teljes fizikai topológia bejárásához, valamint elkészítettük az algoritmus implementációját, melyet különböző gyártóktól származó eszközökből felépített hálózaton sikeresen teszteltük. A rendelkezésre álló teszthálózaton nagyszámú futtatást végezve a kapott eredmények elemzésével vizsgáltuk az algoritmus skálázhatóságát, illetve kiterjeszthetőségét jellemző paramétereket. [1] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Station and Media Access Control Connectivity Discovery, 802.1AB, May 2005. [2] A. Barthel: Analysis, Implementation and Enhancement of Vendor dependent and independent Layer-2 Network Topology Discovery, Diploma Thesis, April 2005. [3] B. Lowekamp, D. O'Hallaron, T. Gross: Topology Discovery for Large Ethernet Networks, In Proceedings of ACM SIGCOMM 2001 (San Diego, California), ACM Press, August 2001.

79

Újgenerációs mobil rendszerek számlázási kérdéseinek vizsgálata Illés Kornél VII. Inf., [email protected] Viga Tibor VI. Inf., [email protected] Konzulensek: Windisch Zoltán, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] Dr. Imre Sándor, Híradástechnikai Tanszék, [email protected]

A következő generációs mobil rendszerek számlázása számtalan problémát vet fel, amelyek megoldása az eddigiektől eltérő szemléletet igényel. A szolgáltatások körének bővülése és a mobil hálózatban is megjelenő IP forgalom következtében merőben új típusú adatok szállíthatók vezeték nélküli környezetben. A hagyományos beszéd- és üzenetforgalom mellett kétirányú adatforgalomra, streaming tartalmakra, letöltött és hozzáfért elemekre kell felkészülni. Szélesedik az elszámolás alapját jelentő mennyiségi leírók köre is, mivel az adott forgalmak esetenként nem jellemezhetők ugyanazokkal a mérőszámokkal. Az idő- és eseményalapú számlázás mellett számtalan egyéb paraméter alapján is számlázhatunk, mint például a szolgáltatás minősége (QoS), az effektív sávszélesség, vagy az adott tartalom „hasznossága” szerint. Fontos észrevenni, hogy az új számlázási információk generálása és összegyűjtése is már komoly technológiai problémákat vet fel, hiszen az értékes információk nagy pontosságú mérése és az eredmény adott időn belül a számlázó központba juttatása hatalmas overhead-et jelent, így magasabb lehet a szolgáltatás számlázási költsége, mint maga a szolgáltatás értéke. Előfordulhat, hogy az újonnan bevezetett paraméterek szerinti számlázás esetén a paraméterek mérése nem csak a szolgáltató által felügyelt hálózati komponensekben elengedhetetlen, hanem a tartalomszolgáltató oldalán, vagy a felhasználói végkészülékekben is. Munkánk során létrehoztunk egy keretrendszert, melynek segítségével lehetőségünk nyílt a különböző számlázási módszerek vizsgálatára, kiemelt hangsúlyt fektetve azok pontosságára, hatékonyságára és bonyolultságára. Ezen szempontok szerint az általunk elemzett megoldások meglehetősen eltérő jellemzőkkel rendelkeznek, így a különböző forgalmaktól függően más és más használata az optimális. Ezen dolgozat célja az alkalmazott számlázási módszerek összehasonlítása, valamint azok előnyeinek és hátrányainak bemutatása.

80

Hibaterjedés általánosított modellezése és analízise Kiss Attila V. Info, [email protected] Konzulens: Kocsis Imre Méréstechnikai és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] TDK dolgozatomban nagy bonyolultságú informatikai rendszerek hibaterjedésének modellezési és analízis kérdéseivel foglalkozom. A XXI. század informatikai infrastruktúrái egyre komplexebbé válnak. Ezen rendszerek bonyolultságának okai a kiterjedt és heterogén fizikai és szoftverrendszerek; és az ezekre ható progresszívan gyorsuló változási kényszer, a nagyobb hasznosság érdekében. A komplex, gyorsan fejlesztett infrastruktúrák sajátja, hogy gyakoriak benne a hibák, melyeknek hatása, fajtájukból és a környezettől függően, a jelentéktelentől a katasztrofálisig terjedhet. Ennek következtében napjaink egyik legnagyobb kihívása, hogy képesek vagyunk-e informatikai infrastruktúrák viselkedését és robosztusságát hibaterjedés szempontjából modellező és elemző módszerek kifejlesztésére és alkalmazására. Egy ilyen megoldásnak opcionálisan olyan kérdésekre is választ kell adnia, mint az elvárt szolgáltatásbiztonsági szint teljesülése; vagy hogy egy élő rendszerben előforduló valós hiba detektálásának hatására kvázi real-time információt szolgáltasson a várható hatásokkal – hibaterjedéssel kapcsolatban ezzel minimálisra csökkentve a károkat, költségeket és a helyreállítás idejét. Komplex rendszereket feltételezve a hibák részletes modellezésére nincs lehetőség a véges erőforrások következtében; ezért egy magasabb absztrakciós szinten a hibákat hibaosztályokban reprezentáljuk, ezeknek nemdeterminisztikus módon való terjedését kényszerhálók segítségével megoldva jutunk el az egyes hibaterjedési szenáriók megoldásaihoz. A hibaterjedés analízisinél –a fentiek alapján- az általam használt modell a Korlát Kielégíthetőségi Problémák (Constraint Satisfaction Problem - CSP) matematikai modellje. A dolgozat első témája ennek a modellnek az áttekintése és ezt megoldó eszközök összehasonlítása. A dolgozatban második lépésként részletesen bemutatok egy általam implementált lehetőséget az adott problémakörre. Ebben a megvalósításban az infrastruktúra definiálható egy editorban, majd analízishez használt folyamat logika a mérnöki modellből készül modell alapú automatikus kódgenerálás segítségével; ezek után demonstrálja, hogyan működik a hibaterjesztés analízise az adott rendszerben. Következő témám a fent említett rendszer finomításának algoritmikus átgondolása és megvalósítása folyamat logikai szinten. Ennek keretében lehetőség nyílik a tervezés közben strukturális modellfinomítás alkalmazására, és magának a hibamodellnek a finomítására.

81

ZigBee hálózat analizátor fejlesztése Lengyel Zoltán V. Vill., [email protected] Konzulensek: Bánky Tamás, Csörnyei Márk, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected], [email protected] Ahogy a vezeték nélküli szenzorhálózat technológia fejlődik, alkalmazások egyre szélesebb körének elkészítésére kerül sor. A hatékony fejlesztés, a különböző gyártók eszközeinek együttélése és egymással kompatibilis termékek létrehozása szabványosítással érhető el. A ZigBee Alliance cégek szövetsége, mely az IEEE 802.15.4 WPAN szabványában specifikált fizikai (PHY) és közeghozzáférési (MAC) rétegekre építve létrehozott egy nyílt szenzorhálózat szabványt. A ZigBee szabvány alkalmazásának robbanásszerű terjedését érzékelteti, hogy 2005-ben már mintegy 1 millió ZigBee eszköz készült el, becslések szerint 2010-re ez a szám több mint 160 millióra növekedhet. Az alkalmazások megalkotásához elengedhetetlen olyan eszközök használata, melyekkel a fejlesztés alatt álló hálózat működése folyamatosan tesztelhető, valamint az elkészült és még megfigyelést igénylő rendszer felügyelhető egy távol elhelyezkedő számítógépen is. Az elmúlt fél évben egy ZigBee hálózat fejlesztését segítő és azt monitorozó rendszert terveztem és valósítottam meg. A munkát a tanszéken folyó szenzorhálózatok fejlesztése ösztönözte. Szenzormezőbe kihelyezett adatgyűjtő hardver eszközöket terveztem és valósítottam meg, melyekkel a hálózaton folyó vezeték nélküli kommunikáció rögzíthető és USB kábelen egy számítógép felé továbbítható, melyen egy saját fejlesztésű monitor program fut. Az elkészített szoftver a hálózati monitor adatkoncentráló, analizáló és megjelenítő rétegeinek felel meg: így elvégzi az üzenetek szűrését, az IEEE 802.15.4 és ZigBee szabványú csomagok dekódolását és archiválását, statisztikát készít, feltérképezi a hálózat struktúráját, ábrázolja a hálózati forgalom és az egyes hálózati csomópontok aktivitásának változásait, tesztek elvégzését segíti elő. A program adatait egy távoli, ismert IP című szerverre küldheti tovább, így a hálózat felügyelhető egy szerveren futó monitor programmal a vizsgált szenzorhálózattól távol is. A tervezett adatgyűjtő hardver egységek a Freescale Semiconductors MC13213-as ZigBee kompatibilis SoC IC-it tartalmazzák, melyekre C nyelven írtam szoftvert. A PC-n futó monitor program fejlesztésére Visual C++-ban történt. Dolgozatom készítése során a megfigyelt hálózati csomópontokon saját fejlesztésű, egyszerű példa alkalmazások futottak. A ZigBee hálózat analizátor segít következtetéseket levonni a fejlesztett csomópontokon levő hálózati protokoll stack és applikációk működéséről, a node-ok terhelésének eloszlásáról, a hálózat teljesítőképességéről. Megkönnyíti az egységek minősítését RF szempontból és fizikai helyzetük optimalizálását a hálózat telepítésénél. Mindezzel a szenzorhálózat megbízhatóságának és az alkalmazás minőségének javítására nyújt hatékony megoldást. Irodalom: 1. IEEE 802.15.4 – 2006: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs) 2. ZigBee Specification – 2006

82

BGP gráf időbeni változásának vizsgálata Makrai Gábor III. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Do Van Tien, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] Az Internet napjaink meghatározó elemévé nőtte ki magát, amely különféle hálózatok óriási hálózataként értelmezhető [6]. Ezen hálózatok (autonóm rendszerek) közötti adatáramlás a BGP (Border Gateway Protokol), az egyik legfontosabb útvonal irányító protokoll, segítségével történik [1]. 1959-ben Erdős Pál és Rényi Alfréd bevezették a véletlen hálózatok fogalmát [7], melyek segítségével a valóságban előforduló hálózatok többségét le lehetett írni. Negyven évvel később Barabási Albert-László csapata és megalkotta a skála-mentes hálózatok fogalmát, amelyekben sűrűn összekötött csomópontok és kevés éllel rendelkező csomópontok egyaránt megtalálhatóak [3, 4]. Kutatásunk témáját Barabási Albert-László és csapatának munkája és eredménye ihlette [5], amelyben a routereket összekötő linkekből és routerekből létrehozták a hálózatot leíró gráfot. Ebben a munkában felhasználjuk a RIPE NCC Európa Regionális Internet Hivatalának nyílt adatbázisát [2], amely az AS-ek közt fennálló BGP kapcsolati viszonyt tartalmazza. A BGP gráf skála-mentes tulajdonságának időbeli változását vizsgáljuk. Arra a kérdésre keressük a választ, hogy a BGP gráf az idő múlásával milyen változáson megy keresztül? Irodalom: [1] Y. Rekhter, T. Li, S. Hares: A Border Gateway Protocol, Internet draft standard RFC 4271, January 2006. [2] João Luis Silva Damas, Andrei Robachevsky: RIPE Database Reference Manual, 2002 Augusztus [3] Albert-László Barabási, Réka Albert, Hawoong Jeong: Scale-free characteristics of random networks: The topology of the world-wide web, Physica A;281;69-77; 2000 [4] Albert-László Barabási, Eric Bonabeau: Scale-free Networks; Scientific American 288;6069;2003 [5] Soon-Hyung Yook, Hawoong Jeong, and Albert-László Barabási: Modeling the Internet’s large-scale topology, PNAS 2002; 99;13382-13386; 2002 október 4. [6] Andrew S. Tanenbaum: Számítógép hálózatok, Panem Könykiadó, Budapest, 2004 [7] Rónyai Lajos, Ivanyos Gábor, Szabó Réka: Algoritmusok, Typotex Könykiadó, Budapest 2005

83

10 Gbit/s-os DWDM hálózatok optimalizálása az optikai szálban fellépő nemlineáris hatások függvényében Mazroa Dániel IV. Vill., [email protected] Konzulens: Zsigmond Szilárd, Paksy Géza, Cinkler Tibor Távközlési és Médiainformatika Tanszék, {zsigmond, paksy, cinkler}@tmit.bme.hu A felhasználók által igényelt nagysebességű kommunikáció kielégítése érdekében a távközlési szolgáltatók szinte kizárólag optikai rendszereket alkalmaznak a gerinchálózatokban. Ezek általában sűrű hullámhosszosztásos multiplexálást alkalmazó (DWDM) rendszerek. Napjainkban a csatornánkénti 10 Gbit/s-os átviteli sebesség alkalmazása a legelterjedtebb. Ezen a bitsebességen 10 dBm feletti adóteljesítmények alkalmazása esetén már nemlineáris hatások lépnek fel a szálban (önfázis-moduláció, keresztfázis-moduláció, négyhullámkeverés, stimulált Raman-szóródás, stimulált Brillouin-szóródás), amelyek az átvitel minőségét nagyban rontják. Mivel a korábban korlátozó tényezőként fellépő diszperziós jelenségeket (kromatikus diszperzió, polarizáció módusdiszperzió) már hatékonyan tudjuk kezelni, ezért gyártók figyelme a nemlineáris hatások felé fordult, és megnőtt az ezekre való optimalizálás jelentősége. Mivel ezen hatások kezelésére legelterjedtebben még ma is azt a módszert alkalmazzák, hogy az adóoldali teljesítményt a nemlinearitások várható fellépési tartományánál jóval kisebbre választják, ezért a jelenlegi hálózatokban a pontosabb optimalizálással jelentős teljesítménynövekedés érhető el. A fejlesztés lehetőségei a csatornánkénti bitsebesség változatlanul hagyása mellett az adólézer teljesítményének növelése (a nagyobb átviteli távolság, a kevesebb szükséges erősítő, vagy a vevőoldali jel/zaj viszony növelése érdekében), illetve a csatornaszám növelése (a hálózat kapacitásának növelése érdekében). Ezen változtatásokkal úgy lehet növelni a hálózat teljesítményét, hogy közben nincs szükség a csatornánkénti bitsebesség emelésére, ami csak jelentős változtatások (általában új csomóponti berendezések beszerzése) árán lenne megvalósítható. A dolgozat célja a fent említett lehetőségek részletes elemzése a nemlineáris hatások leírására alkalmazott modellek felhasználásával. Célunk a gyakorlatban is alkalmazható eredmények bemutatása. A matematikai modellek implementálásához a Maple illetve a Matlab matematikai programokat használjuk, a nagyobb számításigényű műveletekhez a C programozási nyelvet alkalmazzuk. Az eredményeket VPI szimulációs környezetben ellenőrizzük. Irodalom: 1. G. P. Agrawal: Nonlinear Fiber Optics, CA: Academic press, 1989. 2. G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, New York: Wiley, 1997. 3. Mazroa Dániel, Zsigmond Szilárd, „Maximális optikai jelszint meghatározása DWDM rendszerekben”, Híradástechnika, 62. évf., 6. szám, 26-33. old., 2007 4. R. Ramaswami, K.N. Sivarajan, Optical Networks: A Practical Perspective, San Francisco, CA, USA: Morgan Kaufmann Publishers. 2000. 5. Mazroa Dániel, Optimális jelszint meghatározása optikai szálakban, TDK dolgozat, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, Hálózattervezés és –menedzsment szekció, 2006. november 17.

84

Algoritmus elkülönülő és átfedő csoportok automatikus meghatározására kapcsolati hálózatokban Zahoránszky László András V. Inf., [email protected] Konzulensek: Dr. Katona Gyula, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék, [email protected] Zahoránszky Gergely, ELTE TTK, Biokémiai Tanszék, [email protected]

Napjaink egyik legérdekesebb informatikai kutatási területe az adatbányászat, amely segítségével adatbázisokban általános szabályszerűségeket, összefüggéseket keresünk. A feltárt eredményekre támaszkodva célul tűzhetjük ki jövöbeli események, nem ismert tulajdonságok előrejelzését a tudomány és a mindennapi élet számtalan területén. A dolgozatban ismertetett algoritmus e módszerek közé tartozik, működését szerves molekulák hasonlóságuk alapján történő csoportosításán keresztül szemléltetjük. Az általunk kidolgozott algoritmus újdonsága, hogy egy kapcsolati hálózatból képes „különc” és „nagy” csoportok felderítésére egyaránt, valamint a hagyományos, felosztó csoportosítási eljárásokkal szemben egy elemnek egyszerre több közösséghez való tartozásának kifejezésére. Működése során az általunk lefektetett kohéziós szabályrendszer szerint automatikusan állnak elő a csoportok, amelyek jel-zaj aránya várhatóan a lehető legjobb lesz. A csoportosítás, mint általában, egy hasonlósági függvény definiálásával kezdődik, aminek a segítségével egy hasonlósági gráfot építünk. Az általában alkalmazott, hierarchikus klaszterező technikákkal szemben algoritmusunk az elemek összevetésekor nem csupán a közöttük mérhető hasonlóságot értékeli, hanem környezetüket is figyelembe veszi a csoportok kialakítása során. Eljárásunk különlegessége, hogy a tagok közötti távolság mérése mellett az élek sűrűségét és szerkezetét is vizsgáljuk a k-clique algoritmusra támaszkodva. E módszer korábbi kutatások eredménye, amely teljes-gráfok segítségével összefüggő entitáshalmazokat keres.

Irodalom: 1.Derényi, I., Palla, G., Vicsek, T.: Clique percolation in random networks. Phys. Rev. Lett. 94, 160202 (2005). 2.Palla, G., Derényi, I., Farkas, I., Vicsek, T.: Uncovering the overlapping community structure of complex networks in nature and society. Nature 435, 814 (2005).

85

SIP-alapú integrált ügyfélszolgálati rendszer elérése NAT mögötti hálózatokból Zákány Máté V. Inf., [email protected] Kőmives Gábor VIII. Inf., [email protected] Konzulens: Szabó Sándor, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] A vállalatoknak törekedniük kell arra, hogy a vásárlóiknak, előfizetőiknek, felhasználóiknak minél könnyebben használható, naprakész információkat nyújtó ügyfélkapcsolati rendszereket alakítsanak ki. Erre azért van szükség, hogy a klienseik megfelelő on-line támogatást kaphassanak az egyre bonyolultabb és egyre több lehetőséget kínáló termékek hatékony felhasználásához. Fontos, hogy minél könnyebben kaphassanak választ a termékekkel kapcsolatos kérdéseikre, és hogy a vállalat egy ügyfélcentrikus, segítőkész szervezetként elnyerje az ügyfelek bizalmát. A dolgozat bevezető részében bemutatjuk egy multimédiás képességekkel rendelkező IPalapú IVR (Interactive Voice Response) rendszer tervét, a későbbiekben külön kiemelve a hívásátirányító funkciókat, amelyek az ügyfélszolgálatosokat kapcsolják össze az ügyfelekkel. Ez az alrendszer a jelenleg elfogadott, szabadon hozzáférhető és szabványosított hívásvezérlő protokollt, a SIP-et használja a kapcsolatok kezelésére. A továbbiakban az említett modul kialakításával és az eredményekkel foglalkozunk. A CallCenter felépítéséből adódóan sok különálló kliensből áll (az ügyfélszolgálatosok), amelyek mindannyian saját állomással (címmel) rendelkeznek. Azonban az IPv4 tartomány kimerülőben van, az IPv6 pedig még nem elterjedt, ezért a kiterjedt céges hálózatok privát tartományokként, NAT-on keresztül kapcsolódnak az Internethez – hasonlóan, mint az otthonról, vagy távmunkában dolgozó alkalmazottak munkaállomásai. A probléma az, hogy a NAT és a hozzá kapcsolt tűzfalak a sokportos alkalmazások működését nehezítik. A multimédia kapcsolatok (ilyen pl. az IP telefónia) tipikusan több portot használnak párhuzamosan, akár több szálon futó audió, és videó kapcsolatok kiépítéséhez. Az IVR-tól elvárt funkciókat – pl. visszahívás, hívásszétosztás, integrált médiakapcsolatok felépítése, stb. – a hívásirányító modulnak kell megoldania, mindezt úgy, hogy az NAT-on keresztül is működjön. Ennek megvalósítása jelenti a fő feladatot. A részletes terv ismertetése mellett felsoroljuk a felmerült problémákat és az ezekre talált, illetve tervezett megoldásokat. A dolgozat végén pedig szeretnénk megmutatni egy új technológiát, melyet IMS-nek hívnak, és azért hozták létre, hogy segítségével könnyen kialakíthatóak és továbbfejleszthetőek legyenek sokféle szolgáltatást nyújtó IP alapú távközlő rendszerek. Az IMS támogatja a meglévő távközlő hálózatok összekapcsolását, azok megszokott tulajdonságainak megvalósítását IP alapú hálózatokon, miközben széleskörű szolgáltatásokat nyújt a felhasználók számára.

86

Diverziti módszerek vizsgálata BFWA hálózatokban

Kántor Péter VI. Vill., [email protected] Konzulensek: Dr. Bitó János, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected] Héder Balázs, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected] Egyre növekszik az igény a nagy sebességű Internet hozzáférésre, valamint videó és hang gyors, lehetőség szerint valós idejű továbbítására, olyan területeken is, ahol a kábelek lefektetése nehézséget okozna. Ezen igények kielégítésére is jó lehetőséget kínálnak a mikrohullámú pont-multipont (PmP) rádióhálózatok, melyek túl azon, hogy kielégítik a szélessávú előírást, a vezetékes alternatívánál olcsóbban, gyorsabban és könnyebben működésbe hozhatók. A BFWA (Broadband Fixed Wireless Access, szélessávú, fix telepítésű, vezeték nélküli hozzáférés) rendszerek cellás PmP hálózatok, melyben mind a bázis-, mind a terminálállomások fixen telepítettek. A 20-40 GHz-es működési frekvencián a jelenlévő zajon és interferencián kívül problémát okoz a csapadék, főleg az eső csillapító hatása. Ilyen esetben lényegesen javíthatók a hálózatok SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio, Jel-Interferencia plusz zaj viszony) értékei diverziti eljárások alkalmazásával, így a vett jel bithiba aránya (BER, Bit Error Ratio) különböző diverziti technikák alkalmazásával. Munkám során különböző diverziti módszereket vizsgáltam egy saját fejlesztésű szimulációs program segítségével. A különböző diverziti módszerek hatékonyságát szimulált esőcella szimulált BFWA hálózat feletti átvonulása esetén hasonlítottam össze. A bázisállomás terminálállomás összerendelést a downlink irány SIR (Signal to Interference Ratio, JelInterferencia viszony) értékei alapján végeztem el. Vizsgálat tárgyát képezte, hogy a hálózat különböző pontjain elhelyezkedő terminálállomások számára melyik az optimális diverziti algoritmus. A dolgozat várható eredménye a különböző diverziti módszerek okozta nyereség számszerűsítése. Irodalom: 1. Héder Balázs: Szélessávú, fix telepítésű, vezeték nélküli hozzáférési hálózatok vizsgálata Diplomaterv (Budapest, 2004) 2. Hongchuan Yang and Mohamed-Slim Alouini: Analysis and Comparison of Various Switched Diversity Strategies (Proceedings of IEEE 56th Vehicular Technology Conference, VTC 2002, vol. 4, pp. 1948–1952, 2002.)

87

INFORMÁCIÓS RENDSZEREK SZEKCIÓ

88

A villamos energia nyomában (Vizualizációval támogatott operatív adatorientált döntéstámogatás) Bognár Endre V. Inf., [email protected] Gál Tamás Zoltán V. Inf., [email protected] Szabó Lóránt V. Inf., [email protected] Konzulensek: Dr. Gajdos Sándor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Kaszás Árpád, MAVIR ZRt. ny. igazgató, [email protected] Mindannyiunk számára természetes, hogy a havonta kiegyenlített számla fejében gyakorlatilag akkor és annyi villamos áramot használunk fel, amikor és amennyit csak szeretnénk. De ha jobban belegondolunk, ennek a biztosítása egy ország valamennyi fogyasztója számára korántsem egyszerű feladat. Magyarországon a villamosenergia-ipari rendszerirányítás a MAVIR Zrt. feladata, ahol a fő cél a mindenkori fogyasztáshoz minél gazdaságosabban igazodó villamos-energia termelés szabályozása. A MAVIR Üzemi Szabályzata [1] szerint a rendszerirányító feladatköre rendkívül sokrétű. Döntéseihez számos szempontot, mérési adatot kell figyelembe vennie, miközben ezeken a döntéseken gyakran nagyon sok múlik. A MAVIR-nak törvényben rögzített kötelezettsége, a piaci résztvevőknek pedig üzletileg is érdeke, hogy a rendszerirányítás hatékony, ill. ennek megfelelően a rendszerirányítók napi munkája különféle technológiákkal támogatott legyen. Erre a célra már bevált technológia az adatorientált döntéstámogatás. Alkalmazásaként a MAVIR-ban működik az első magyarországi közel valós idejű adattárház-alapú rendszer, amely jelenleg a villamosenergia hálózat számos paraméterének folyamatos előrejelzésére szolgál [2]. A sokféle adattal dolgozó nagy rendszerek és/vagy nagy adatmennyiségek átláthatóbbá tételére alakultak ki az adatvizualizációs technikák, amelyek úgy jelenítik meg a felhasználó előtt a vizsgált adatokat, hogy a bennük rejlő lényeges információt az ember agya minél hatékonyabban legyen képes felfogni [3]. Ezeket a megoldásokat az iparban már széles körben alkalmazzák a repülésirányítástól kezdve a teáskanna-tervezésig. (Magyarországon például a HungaroControl Zrt. repülésirányító központjában az adatvizualizációs technológiák széles palettáját alkalmazzák.) A feladatot a MAVIR esetében különösen érdekessé teszi, hogy az adatok viszonylag nagy sebességgel változnak is. Dolgozatunkban a legutóbbi évek technológiai lehetőségeinek függvényében gondoltuk újra a MAVIR rendszerirányítási feladatainak támogatását. Ennek érdekében részleteiben ismertük meg a rendszerirányító diszpécserek munkáját, áttekintettük az adatvizualizáció legmodernebb lehetőségeit, megismertük a megvalósításuk legújabb technológiáit. A MAVIR-ban összefutó, az adattárház alapú döntéstámogatási folyamat eredményeként előálló adatok fölé egy olyan adatvizualizációs réteget terveztünk, amely hatékonyabbá és biztonságosabbá teszi a rendszerirányítók munkáját. A dolgozatban a rendszerirányítás egyik részproblémájára, az ú.n. napon belüli menetrendváltozás kezelésére összpontosítottunk, ennek példáján mutatjuk be a lefektetett elvek és a technológia gyakorlati használhatóságát. Irodalom: 1. http://www.mavir.hu, „Hivatalos” menüpont 2. Consumers benefit from reduced power costs thanks to HP/Oracle http://h71028.www7.hp.com/ERC/downloads/4AA1-3504EEW.pdf , 2007. 3. Robert Spence: Information Visualization. ACM Press, 2001.

89

solution,

Beszédszintetizátor prozódiai változatosságának növelése Csapó Tamás Gábor, V. Info., [email protected] Konzulensek: Dr. Fék Márk, TMIT, [email protected] Dr. Németh Géza, TMIT, [email protected] Napjainkban közösen éljük meg az információs társadalom kialakulását. Ehhez elengedhetetlen az ember-gép kapcsolat folyamatos fejlesztése, ugyanis széles rétegek számára kell elérhetővé tenni az új technológia által kínált lehetőségeket. Ebbe a folyamatba illeszkedik a beszédtechnológiai alkalmazások, ezen belül is a beszédszintézis elterjedése. A felhasználó és a gép között beszéd segítségével megvalósuló kommunikáció nélkülözhetetlen, ha a felhasználó keze és látása lekötött (pl. autóvezetés közben), illetve sérülés miatt nem használható (pl. látássérültek esetében), továbbá ha az igénybe vett szolgáltatás telefonvonalon keresztül érhető el. A beszédszintézis rendszerek minőségét az alapján ítélik meg, hogy az általuk keltett beszéd mennyire hasonlít az emberi beszédre. A jelenlegi rendszerek többsége egy szabályrendszer segítségével a nyelvi elvárásoknak megfelelő, adott szöveghez mindig azonos prozódiát (intonáció, hangsúlyozás, ritmus) rendel. Ugyanakkor ahhoz, hogy a gépi megoldás ne tűnjön monotonnak, az emberhez hasonlóan változatosságot kell létrehozni, azaz ugyanazt a mondatot nem mindig ugyanúgy kell bemondania a rendszernek. Az elmúlt év során jelentős kezdeti eredményeket értünk el a beszédszintetizátorok prozódiájának változatosabbá és természetesebbé tétele területén nagyméretű természetes beszédkorpusz felhasználásával. A jelen dolgozatban először a témához tartozó szakirodalmat tekintjük át, majd a korábban kidolgozott módszer továbbfejlesztési irányait ismertetjük. Egyrészt finomítottunk a távolságmértéken, amelyet a bemeneti szöveg és a beszédkorpuszban szereplő természetes mondatból származó prozódia társításához használunk, Másrészt a korábbi módszerek eredményességét nagyobb beszédkorpuszon is vizsgáltuk. Érdekes kérdés az is, hogy természetes prozódia egy az egyben történő másolásához képest javít-e a rendszeren egy absztrakciós szint bevezetése. Az ily módon természetesebb hangzásúvá tett szövegfelolvasó rendszer számos gyakorlati alkalmazásban használható, mint például SMS-, email-, könyv-felolvasó, vagy telefonos tudakozó. A változatosabb prozódia főleg hosszú szövegek felolvasása esetén előnyös, hiszen ekkor zavaró lenne a beszédszintetizátor monotonitása. Feldolgozott irodalom: 1. Olaszy, G., Kovács, M., Nikléczy, P., Gósy, M., Magyar nyelvi beszédtechnológiai alapismeretek. (600 oldal CD-ROM-on). Szerk.: Olaszy G., Nikol Kiadó, Budapest, 2002, http://alpha.tmit.bme.hu/pub/beszinf/start.html 2. Raux, A., Black, A., „A Unit Selection Approach to F0 Modeling and its Application to Emphasis”, ASRU 2003, pp. 700-705. 3. Dong, M., Lua, K., T., „An Example-based Approach for Prosody Generation in Chinese Speech Synthesis”, International Symposium on Chinese Spoken Language Processing, Beijing, 2000, pp. 303-307.

90

Adatgyűjtő és vezérlő rendszer tervezése intelligens üvegházi szabályozásokhoz Eredics Péter IV. Inf., [email protected] Konzulens: Dobrowiecki Tadeusz, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] A dísznövénytermesztés területén elterjedten alkalmazott üvegházak működési elve látszólag egyszerű: a napfény formájában besugárzott energiát az üvegfalak beengedik, míg az így felmelegített levegő kiáramlását meggátolják. Segítségükkel költséghatékonyan hozható létre a növények számára a szabadtéri hőmérsékletnél kedvezőbb klíma. Hátrányuk azonban, hogy a nyári időszakban a ház könnyen túlmelegedhet, míg télen a falak közel sem tökéletes hőszigetelése jelenthet problémát. A nemkívánatos hatások kompenzálására az üvegházak számos beavatkozó szervvel rendelkezhetnek, mint például motorizált ablak, árnyékoló ernyő, fűtés vagy párásító rendszer. A piacon kapható vezérlőrendszerek legtöbbször összehangolatlan set-point szabályozókból épülnek fel: a mért adatokat a beállított értékekkel összevetve, az egyes szervekre függetlenül jön létre a beavatkozási döntés. A dolgozatban egy új, intelligens, modell alapú szabályozási rendszer fejlesztésének alapozó lépéseit mutatjuk be. Az üvegház kielégítően pontos modelljét a belső és külső folyamatok heterogenitása, dinamikája, nonlinearitása és számos egyéb hiányos kvantitatív információ miatt lehetetlen előre elkészíteni. A házon belüli körülmények a növények fejlődésével, a kihasználtság ingadozásával, sőt a napsütés évszakonként változó beesési szöge miatt is folyamatos változásban vannak. Megfelelő mennyiségű mérési adat begyűjtése után lehetőségünk nyílik az üvegház számítási modelljét dinamikusan megalkotni, illetve működés közben tovább pontosítani. A létrehozott modell segítségével becsülhető a beavatkozások hatása, tehát a döntések már nem a személyzettől érkező paraméterek alapján, hanem előrelátható hatásukat mérlegelve jöhetnek létre. Az üzemeltetőnek csak célokat kell specifikálnia – egyébként is csak ezeket ismeri pontosan –, melyek alapján a rendszer a beavatkozások közül mindig a legmegfelelőbbet választja ki. A fent ismertetett módszer alkalmazását a viszonylag olcsón elérhető jelentős számítási kapacitás teszi lehetővé, azonban a megvalósítás számos fontos kérdést vet fel. Ezek közül az egyik legégetőbb, hogy milyen pontosan lehet, illetve kell meghatározni a ház modelljét? E kérdés megválaszolásához számos mérési adat szükséges. Szimuláció segítségével nincs lehetőségünk ezek előállítására, mivel az ilyenkor elengedhetetlen egyszerűsítések miatt nem tudjuk az üvegházi környezetet kellően pontosan modellezni. A már bemutatott intelligens, magas szintű szabályozás alá szükséges tehát a mérési adatok begyűjtésére a szabályozó rendszerben egy alsó szint. Ennek feladata a szenzorok periodikus lekérdezésén túl, a beavatkozó szervek működtetése, valamint a magas szint kiesése esetén kielégítő működés biztosítása az üvegház növényállományának megóvása érdekében. Az adatok tárolásáról és megfelelő felhasználói felületről is gondoskodnunk kell, hogy az üzemeltetők figyelemmel kísérhessék a ház állapotát, és az alacsony szint paramétereit igényeik szerint módosíthassák. További elvárás egy csatlakozási felület biztosítása a későbbiekben kifejlesztendő magas szint számára, ezáltal lehetővé téve annak valós környezetben történő felügyelt tesztelését. A dolgozat részletesen ismerteti a szabályozó rendszer alsó szintjének tervezési folyamatát és bevezetésének tapasztalatait.

91

Nyomkövetési adatokon végzett útvonalpredikció helyfüggő szolgáltatásokhoz Petróczi Attila István IV. Vill., [email protected] Konzulens: Gáspár-Papanek Csaba, TMIT, [email protected]

A közelmúltban megjelentek a világban a különböző helyfüggő tartalomszolgáltatások, melyek biztosítják számunkra, hogy a minket leginkább érintő tartalom jelenjen meg számítógépünkön, mobiltelefonunkon. A távközlési cégek érdeklődése megnőtt ezen szolgáltatás mobiltelefonokon alkalmazható implementációi iránt, ennek megvalósítása azonban komoly kihívásokat rejt magában. Az első ilyen még megoldásra váró probléma az eszköz mozgásából adódik. A felhasználó nem fix helyen tartózkodik, hanem mozog. A helyfüggő szolgáltatás abban az esetben lehet hasznos, ha az nem csupán jelenlegi pozíciójára, hanem egy rövidebb-hosszabb időintervallumra vonatkozó mozgásával kapcsolatos. Ehhez szükség van mozgásának előrejelzésére, melyet mi adatbányászati eszközökkel valósítunk meg. Az útvonalpredikciónál számos tényezőt számításba kell venni, mint például az eszköz mozgását, ezen belül sebességét; az eszközt használó egyén szokásait, tulajdonságait, igényeit; ez kapcsolatban van a napszakkal, azzal, hogy a hét mely napjáról van szó, vagy akár az évszakokkal, időjárással, és még számos egyéb tényezővel. A probléma technikai oldalról is több kérdést vet fel. A helymeghatározó rendszerek vizsgálatánál megfigyelhető, hogy a különböző rendszerek (GPS, WiFi, GSM, RFID, LPM) különböző módszereket használnak a helymeghatározásra, így mind a hatótávolságuk, mind a pontosságuk különböző, ezáltal alkalmazási területük is eltérő, felhasználhatóságuk is korlátozott. A helyfüggő tartalomszolgáltatás iránt fokozottan érdeklődő másik csoport, a vállalatok – főként nagyáruházak – marketing szakemberei. Szeretnék megtudni, hogy a vásárlók milyen útvonalon járják be a területet, és ezáltal célzott, direkt-marketing üzeneteket küldhetnének a vásárlók telefonjaira. A dolgozat a helymeghatározó rendszerek alkalmazhatóságát, pontosságát vizsgálja, majd egy szimulált áruház modelljén útvonalpredikcióra tesz kísérletet. A modell RFID bélyegeken és olvasókon alapuló nyomkövetési rendszert valósít meg, melyben a különböző egyének viselkedését tárolja egy gráfmodellben, és ezen minták alapján az új egyének mozgását próbálja előre jelezni adatbányászati algoritmusokkal, majd az algoritmusok hatékonyságát vizsgálja.

92

Nagy megbízhatóságú aláírás-hitelesítés vizsgálata adatbányászati eszközökkel Szakács Balázs József V. Info., [email protected] Konzulens: Kardkovács Zsolt Tivadar, [email protected] Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Az aláírás az egyik leggyakrabban használt hitelesítő eszköz, így különösen fontos a minél pontosabb felismerése. Az aláírás hitelességének, az aláírás adott személyhez való kapcsolatának felismerése sok esetben csak grafológiai szakismerettel oldható meg, ami döntően függ az emberi tényezőktől – fáradtságtól, látási viszonyoktól, képzettségtől. Dolgozatomban egy sokak által használt megközelítést használok új szempontok és módszerek alapján, összekötve két, közvetlen kapcsolatba nem hozható ún. idősor-elemzés és adatbányászat gyakorlatát. Az adatbányászat nagy adathalmazokból újszerű, hasznos és nem triviális összefüggések kinyerésére törekszik; tehát kiválóan alkalmas bizonyos osztályozási feladatok ellátására. Az aláírások hitelességének vizsgálata is lényegében egy osztályozási feladat, hiszen azt kell eldöntenünk, hogy az adott aláírás egy adott személyé vagy sem. Az idősorelemzés nevéből is következően időben változó értékek, események értékelését végzi – gondoljunk csak a tőzsdei árfolyamváltozásokra, meteorológiai adatokra, vagy éppen egy EKG-diagramra. Dolgozatom egyik lényeges meglátása, újdonsága, hogy az idősor-elemzés nem csak idő, hanem képi jellegű információk esetében is alkalmazható megfelelő transzformáció segítségével. Megmutatom, hogy hogyan lehet egy aláírást leképezni idősor jellegű adatokká, majd ezeken az adatokon osztályozási algoritmusok segítségével hitelességi vizsgálatokat végzek. Munkámban a legismertebb adatbányászati módszertan, a CRISP-DM (CRoss Industry Standard Process for Data Mining) lépéseit követve több algoritmust megvizsgálva keresem a választ arra a kérdésre, hogy adatbányászati megközelítéssel milyen pontosság érhető el. Bemutatom, hogy hogyan lehet leképezni az aláírásokat idősoros jellegű adatokká, milyen előfeldolgozási lépések szükségesek az így kapott adatsorokon. Az idősorokat ezután különböző algoritmusokkal osztályozom. Részletesen kitérek arra, hogy milyen távolságmetrikákat érdemes használni a nagyobb pontosság eléréséhez. Minden előfeldolgozást és algoritmust MATLAB környezetben implementáltam. Az eredményeket értékeltem és kitértem a módszer továbbfejlesztési lehetőségeire. Az általam kifejlesztett módszertanok vegyítésével kapott algoritmus az ACM (American Computing Machinery) 2007. évi idősor-elemzési versenyén 4. helyezést ért el aláírás-hitelesítési problémák területén.

93

Érzelem érzékelése és gépi felismerése a magyar nyelvben Sztahó Dávid V. Inf., [email protected] Konzulensek: Dr. Vicsi Klára, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Tóth Szabolcs, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] A beszélőben végbemenő lelki folyamatok tükröződnek a beszélő által kialakított beszédben. Köztudottan a szupraszegmentális paraméterek megfelelő beállításával igyekszünk érzelmeinket kifejezni, de a hangképző szerveket működtető izmok feszítettsége, és egyéb szegmentális tényezők is hozzájárulnak egy érzelem kifejezéséhez. Az érzelmek akusztikai megnyilvánulásának kutatása igen összetett probléma. A kifejezés eszközei még egy nyelven belül is, beszélőnként is változhatnak [1]. Mind a számítástechnikában és a távközlési alkalmazásokban, mind a gyógyításban egyre jobban előtérbe kerül az érzelmek vizsgálatának szükségessége. A dolgozat témája az emberi beszéd érzelmi töltetének vizsgálata, gépi felismerésének előkészítése. Kisérletek megkezdése elött a beszédjelek vizsgálatára egy adatbázist állítottunk össze a laboratórium dolgozóinak ismeretségi köre, illetve külsős emberek bemondásaiból. Munkánk első felében percepciós vizsgálatokat végeztünk, amelyben összehasonlítottuk színészek, valamint köznapi emberek irányított érzelmi kifejezéseik valamint spontán párbeszédekből kiválasztott érzelmek percepcióját. Továbbá szintén percepciós vizsgálatokkal arra kerestük a választ, hogy egy adott beszélő semleges érzelmű mondatának elhangzása az érzelmet kifejező mondat előtt segíti-e az adott érzelem felismerését. Munkánk második felében az érzelemmel töltött beszédjelekből megfelelő paramétereket gyűjtünk ki, majd ezen paramétereket statisztikailag vizsgáljuk. A paramétereket ismert jelfeldolgozó szoftverekkel gyűjtjük ki: Matlab [2], Praat [3], Wavesurfer [4], HTK [5], a paraméterek pedig a következők: a beszéd alaphang-frekvenciájának és energiájának egy bemondásra vizsgált átlaga, maximuma, minimuma és az átlag maximumtól, illetve minimumtól való eltérése, valamint alaphang-frekvenciájának és energiájának első és második deriváltja. A felsorolt paramétereken kívül vizsgálandó a szavak és szótagok energiájának időbeli változása, továbbá a magánhangzók mondatokra, szavakra, illetve szótagokra vonatkoztatott hossza, ezek mondaton belüli változása és a 3kHz feletti frekvenciatartomány energiája. Az elemzést a Matlab program 2006a verziójával végezzük, majd mRMR (minimal-redundancy-maximal-relelvance) módszerrel kiválasztjuk az érzelmeket legjobban meghatározó paramétereket. Miután az érzelmekre általunk legjellemzőbbnek tartott paramétereket megkapjuk, ezekkel neurális hálózatot tanítunk be, illetve a Beszédakusztikai Laboratóriumban kifejlesztett Rejtett Markov modell alapú prozódiai felismerőt [6] használjuk a bemondott mondatok érzelmeinek felismerésére. Irodalom: 1. Vladimir Hozian, Zdravko Kacic: Context-Independent Multilingual Emotion Recognition from Speech Signals. International Journal of Speech Technology 6. 2003. 311-320. 2. http://www.mathworks.com/

3. http://www.fon.hum.uva.nl/praat/ 4. http://www.speech.kth.se/wavesurfer/ 5. http://htk.eng.cam.ac.uk/ 6.

Albino Nogueiras, Asunción Moreno, Antonio Bonafonte, José B. Marino: Speech Emotion Recognition Using Hidden Markov Models. Eurospeech 2001.

94

Adattisztítási algoritmusok implementálása webes felhasználó-követéshez Varga János, V. inf., [email protected] Konzulens: Kovács Ferenc, BME-VIK AUT, [email protected] Az internetes oldalak látogatottságának mérése több szempontból fontos kérdéssé vált. A reklámozók tudni szeretnék, hirdetésüket valójában hány élő személy látta, a weboldalak készítő pedig arra kíváncsiak, hogyan navigál a felhasználó a site-on. Előbbi vizsgálatához az ún. hosszútávú viselkedésminták, utóbbi elemzéséhez rövidtávú viselkedésminták nyújtanak segítséget. Ilyen minták felállítása a célja a webhasználat bányászat (web usage mining vagy web access tracking) kutatási területnek. A kutatás nyersanyaga lehet egy, a weboldalak valamilyen módon jegyzett látogatottságáról készült logfájl-gyűjtemény. Esetünkben a Medián Közvélemény- és Piackutató Intézet által készített webaudit logok azok, amelyek a vizsgálatok alapjául szolgálnak. Ezek a fájlok darabonként 5 millió bejegyzésből állnak, mely bejegyzések, mint rekordok, adatokat tartalmaznak az éppen meglátogatott weboldalról, a látogatóról, stb. Forgalomtól függően egy nap akár 40 GB-nyi log is összegyűlhet. Ekkora adatmennyiség feldolgozása nem triviális feladat. A tanszéken folyó kutatási munka (WAT = Web Access Tracking) részeként került megvalósításra az adattisztító (szűrő) modul. A végső cél, minden szükséges modul megszületése után, ezek közös rendszerbe illesztése. Az így összeálló WAT rendszer végső kimenetei lesznek azok a naplófájlok, amelyeken már egyszerű eszközökkel lesznek végezhetők pl. statisztikai vizsgálatok. A szűrést az adatok esetenkénti helytelensége teszi szükségessé. Előfordul, hogy tévesen került bejegyzésre a meglátogatott weboldal URL-je, az oldal cookie-azonosítója, stb. A modul célja, hogy az ilyen, a további vizsgálatok eredményét jelentősen befolyásoló hibákat eltávolítsa a logfájlokból. Bemenete egy, az előző egység által tömörített, de adataiban sértetlen állomány, kimenete ezzel megegyező formátumú, de a hibás rekordoktól megtisztított naplófájl. A hibák detektálására több algoritmus készült, ezeket hatékonyság szerint rangsoroltam. Az egyes implementációk különböző adatszerkezetek és módszerek összehasonlítására és mérésére adtak lehetőséget. A hibafelderítés helyességét valószínűség-értékek verifikálták. Mind az implementáció, mind a tesztelés (és mérés) során valós adatokon dolgoztam, melyeket a Medián Intézet bocsátott a Tanszék rendelkezésére, adatbányászati kutatáshoz. Irodalom: 1. Dr. Juhász Sándor – Dr. Iváncsy Renáta – Kovács Ferenc – Babos Attila – Legány Csaba: Valós személyek identifikálása internetes naplóbejegyzések alapján 2. Bamshad Mobasher, Robert Cooley, and Jaideep Srivastava: „Automatic Personalization Based on Web Usage Mining”, Communications of the ACM, Vol.43, Issue: 8, 2000, pp. 142-151. 3. Massimiliano Albanese, Antonio Picariello, Carlo and Lucio Sansone: „A Web Personalization System based on Web Usage Mining Techniques”, Proceedings of the 13th international World Wide Web conference on Alternate track papers & posters, 2004, pp.288-289.

95

Nagy rendelkezésreállású szerverkonfiguráció kialakítása virtualizált környezetben Váncsa Ildikó V. évf.

Konzulens: Kocsis Imre, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Kocsis Zsolt, IBM Magyarország Kft. Dolgozatom témája hibatűrő, optimalizált terhelés elosztású szerverkonfiguráció kialakítása virtualizáció segítségével. Napjainkban az informatikai rendszerek egyre nagyobb méretűek és az általuk nyújtott szolgáltatás biztonsága egyre kritikusabbá válik. Az ilyen szolgáltatást nyújtó alkalmazások infrastruktúrájával szemben támasztott követelmények egyike a magas rendelkezésreállás. A rendelkezésreállás biztosításához előre fel kell készülni a hibákra, amelyek lehetnek akár szoftver akár kezelési vagy hardver eredetűek, és az azok felléptekor előre tervezett reakcióval kell biztosítani a szolgáltatás helyreállítását. Ennek hagyományos eszköze például a nagy rendelkezésreállású klaszter technika, de ezt a célt szolgálja a replikáció (többpéldányos futtatás lehetősége) és a robosztus partícionálás (példányok elhelyezése különböző hardvereken) is. Ezek elengedhetetlen velejárója nemcsak a fokozott erőforrás igény, hanem speciális, esetenként drága megoldások alkalmazása. A nagy rendszerek esetében ugyanakkor a virtualizáció ma nagyon hatékony és dinamikus feladat allokációt támogat. A virtualizált környezetben egyik nagy előnye az, hogy könnyedén létrehozhatóak látszólag önálló gépek, amelyeket aztán különböző fizikai szerverekre lehet telepíteni. Kívülről nézve egy ilyen konfiguráció úgy viselkedhet, mint egy hibatűrő klaszter, azzal a különös előnnyel, hogy az egyes alkalmazások kópiái dinamikus módon hozhatók létre és szűntethetőek meg aszerint, hogy épp szükség van-e rájuk. A cél a költségek minimalizálása, amely visszavezethető egy optimalizálási problémára. A peremfeltételeket a rendszerrel szemben támasztott követelmények - mint a rendelkezésreállás és az átbocsátóképesség - és a rendszer fizikai korlátai adják. A probléma matematikai modellje általánosságában fogalmazza meg a hibatűrő telepítés problémáját. A modell paramétereinek meghatározása mérések, valamint becslés útján történik. Ennek megfelelően a tervezés során három problémát kell megoldani. Először a mért folyamat érzékelése, amely eszközéül a mintarendszerben az IBM Tivoli Monitoring szolgál. Ezt követi az érzékelt paraméterek bevezetése a matematikai modellbe, majd az optimalizálás az ILOG OPL Studio segítségével. Végül, mint végrehajtó egység, az IBM Tivoli Provisioning Manager hajtja végre az alkalmazások és esetleges kópiák telepítését. A fenti három lépés kombinációja így együtt, hangolható módon garantálja a rendszer hibatűrő viselkedését.

96

Információ technológiai rendszerek védelme fizikai (elektromágneses) támadások ellen Szili Dávid, IV. Műszaki Inf., II. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Berta István, Villamos Energetika Tanszék, [email protected] A komplex információ technológiai rendszerek többsége már kismértékű zavarra és a működés kiesésére is érzékeny. Mindemellett e rendszereknek számos fenyegetéssel szemben ellenállónak kell lenni az adatok biztonsága és az ügymenet folytonossága érdekében mind logikai, mind fizikai biztonság területén. Korunk gazdasági, politikai és vallási ellentétei eddig nem tapasztalt gyakoriságú és szervezettségű terrorakciókat hívtak életre. A World Trade Center elleni támadás, a madridi és a londoni robbanássorozatok egyértelművé tették a terrorszervezetek összehangoltságát és technikai felkészültségét. A robbantásos merényleteken túl új fenyegetést jelent az elektromágneses terrorizmus, mely mind a fejlett civil, mind a katonai infrastruktúrát veszélyezteti, és nehezen detektálható, illetve nehezen elhárítható jelentős kár okozására ad lehetőséget. A terrorizmus jelentette veszély mellett a szervezett bűnözés is egyre gyakrabban veti be a lehető legkorszerűbb technikát, beleértve az elektromágneses támadásokat. E fenyegetésekkel szemben a rendőri szervek felkészültsége jelenleg csekély, azonban veszély valós, hiszen ilyen bűncselekményekre számos példa adódik a közelmúltból. Dolgozatom rendszerezi, és részletesen bemutatja a fontosabb elektromágneses alapú támadások jelentette veszélyeket és a potenciális célpontokat. Példákat hozok az egyes támadásokra, melyekből láthatjuk majd, hogy a támadások jelentette kockázat magas, a hozzá szükséges támadási potenciál azonban alacsony. Áttekintem a lehetséges szervezési és technikai védelmi megoldásokat, és sorra vesszem a jelenlegi szabványokat. Irodalom: 1. Markus G. Kuhn: Compromising emanations: eavesdropping risks of computer displays. Technical Report, University of Cambridge Computer Laboratory, Cambridge, 2003. december. 2. William A. Radasky, Carl E. Baum, Manuem W.: Introduction to the Special Issue on High-Power Electromagnetics (HPEM) and Intentional Electromagnetic Interference (IEMI). IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibily, 2004 augusztus. 3. Munzert, R.: Targeting the Human with Directed Energy Weapons. Erlangen, Germany, 2002.

97

Informatikai infrastruktúra modell-alapú vizsgálata Szombath István V. Inf. Konzulensek: Kocsis Imre, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, Kocsis Zsolt, IBM Magyarország Kft. A cél az informatikai infrastruktúra megfelelőségének vizsgálata a szolgáltatásbiztonság szempontjából. Ehhez szükséges egy rendszermodell automatikus létrehozása a futó alkalmazások megfigyelésével, abból egy olyan matematikai modell származtatása, melyen lehetőség válik a megfelelőség, illetve akár az optimalitás vizsgálata is formális verifikáció útján. Napjainkban egyre nagyobb az igény az informatikai infrastruktúra költség- és erőforrás hatékony menedzsmentjére. Azonban a menedzselendő rendszer méretének növekedésével robbanásszerűen nő a feladat komplexitása, ezért egy nagy infrastruktúrát, melyben együttműködő heterogén rendszerek adják a funkcionalitást, manuálisan, ad hoc módszerekkel már nem lehet kézben tartani. Az ipari szereplők mára már egyetértenek abban, hogy ilyen rendszereket csak költséges humán erőforrást kímélve, egységes, igazolt eljárások segítségével lehet üzemeltetni és karban tartani. Az elmúlt években kidolgozásra került egyfajta bevált gyakorlat gyűjtemény, az IT Infrastructure Library (ITIL), mely az informatikai infrastruktúra menedzsmentjéhez nyújt eljárásokra és eszközrendszerre vonatkozó ajánlást. Minden IT menedzsment folyamat jellemző bemenete az informatikai infrastruktúrára vonatkozó eszköztérkép. Tehát szükséges egy konzisztens adatforrás, ahol hozzáférhetünk az informatikai infrastruktúra modell egy adott nézetéhez, mely kellő mennyiségű és kellő mélységű adatot szolgáltat az adott folyamat megfelelő működéséhez. Megállapítottam a főbb ITIL folyamatok helyes elvégzéséhez nélkülözhetetlen informatikai infrastruktúrára vonatkozó információt, azaz összegyűjtöttem, a folyamatokat alkotó feladatok elvégzéséhez szükséges eszköztérkép-nézeteket. Létrehoztam az eszköztérképet egy valós fizikai infrastruktúra alapján, azaz ún. felderítést végeztem. Az így keletkezett automatikusan generált modell birtokában a rendszer megfelelősége, illetve akár optimalitása is vizsgálhatóvá válik, valamint javaslatot lehet kidolgozni az egyes alkalmazások és futtató környezetek átrendezésére. Tehát amennyiben rendelkezésre áll a rendszer naprakész automatikusan generált modellje, valamint ismert a modelltér felépítése, továbbá az automatikusan generált modell összhangban van a matematikai modellel, lehetőség válik a megfelelőség-vizsgálatra, mely kiterjed egyszerű IT eszközök konfigurációjának ellenőrzésre ugyanúgy, mint összetettebb kapcsolat alapú környezet-megfelelőségre, valamint magában foglalja az érzékenységvizsgálatot és a hatásanalízist is.

98

INTELLIGENS RENDSZEREK SZEKCIÓ

99

Jármű-jármű ad-hoc kommunikációs keretrendszer a közlekedés biztonságáért Middleware for ad-hoc car-to-car communication to improve traffic safety Dolgos Márton V. Vill., [email protected] Szőke Ádám V. Inf., [email protected] Pocsaji Zsolt V. Inf, [email protected] Konzulens: Dr. Szabó Róbert docens, Távközlés és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Az ambiens intelligencia a távközlés, számítástechnika és szenzorika új interdiszciplináris paradigmája. Lényege, hogy intelligenciával, érzékelőkkel és aktuátorokkal rendelkező „AmI” rendszer-elemek egymással ad-hoc (spontán) kommunikációs kapcsolatot létesítenek. Ha ilyen rendszerelemeket, pontos helymeghatározással fölruházva, járművekre telepítünk, a közlekedés biztonsága nagymértékben javítható a rendszer nyújtotta szolgáltatások segítségével. Ilyen szolgáltatások a teljesség igénye nélkül: ráfutásos baleset-megelőzés, autópályára rossz irányba való felhajtás esetén figyelmeztetés, autópályán konvojban való haladás támogatása, aktuális közlekedési információk terjesztése. Egy fent említett rendszer prototípusát valósítottunk meg kommerciális, napjainkban elterjedt eszközökkel: PDA-kal (Personal Digital Assistant), GPS helymeghatározó vevőkkel (Global Positioning System). Egy PDA és egy GPS vevő alkot egy rendszerelemet, melyek WLAN (Wireless Local Area Network) segítségével kommunikálnak egymással. Kifejlesztettünk egy olyan szoftver-keretrendszert, melyre ráépíthetőek közlekedést segítő alkalmazások az előbbiekben leírt környezetben. Szoftverünk megvalósít egy intelligens, pozíció-alapú, ad-hoc információ terjesztő mechanizmust, mely nélkülözhetetlen az alkalmazott rövid-hatótávú rádiós kommunikáció (Wi-Fi) hatékony kihasználáshoz, valamint egy grafikus felhasználói felületet is. A rendszer rétegelt és moduláris, ebből kifolyólag különböző specifikus alkalmazásokkal könnyen bővíthető. Dolgozatunkban részletesen bemutatjuk alkalmazásunk felépítését, működését; megvizsgáljuk a megvalósított információ terjesztő algoritmus hatékonyságát a leírt környezetben; továbbá bemutatunk alkalmazási lehetőségeket is. Végül pedig foglalkozunk a hatékonyság javításának, a bővítés lehetőségeinek és a tématerület várható fejlődésének a kérdéseivel.

100

Aknakeresés neurális hálózat segítségével György András IV. Vill., [email protected] Konzulens: dr. Barbarics Tamás, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected] A kutatómunka célja egy olyan eljárás kidolgozása, amely segítségével a tűzszerészalakulatok biztonságosabb módon végezhetik munkájukat, azaz a főleg lakott területeken levő aknák lokalizációja nem igényelne a továbbiakban emberi közreműködést. A cél egy olyan robot alakfelismerő szoftverének kifejlesztése, amely képes meghatározott típusú aknák geometriai paramétereinek ismeretében megtanulni, a mesterséges neurális hálózatok technikáját felhasználva, az eredményes felismerést, ezáltal elsajátítva a szükséges tudást. A végeredmény egy olyan intelligens robot alakfelismerő algoritmusának bemutatása, amely egy terület aknamentesítésének első lépését, a lokalizációt képes megvalósítani emberi élet veszélyeztetése nélkül. A dolgozat célkitűzése annak demonstrálása, hogy a probléma eredményesen és könnyen alkalmazható módon megoldható neurális hálózatok segítségével, amit egy szemléletes példán keresztül illusztrál. A dolgozat alapvetően 4 részre osztható. Az első egységben a probléma ismertetése kerül sorra, nemzetközi és hazai vonatkozásai kerülnek kifejtésre. A második rész a mesterséges neurális hálózatok alapfogalmait, tervezési eljárásait foglalja magában a teljesség igénye nélkül, azaz alapvetően a megoldás megértéséhez szükséges fejezetek kerülnek kifejtésre a témakörön belül. Ezután következik magának a programnak az ismertetése, azaz a tervezési eljárások és lépések, valamint az egyes programrészletek működésének feltárása. Végül a módszer és ezáltal a megoldás értékelése következik, kitérve a valós környezetben való alkalmazhatóság kérdésére, illetve a jövőbeni fejlesztési lehetőségekre. A megoldással szembeni elvárások igen szigorúak, hiszen az alakfelismerő-algoritmus minden akna helyét pontosan kell jelezze (egyébként alkalmazása értelmetlen lenne), a falspozitív jelzések számát pedig minimálisra kell csökkentse a felesleges munka elkerülése végett. Ezek a követelmények egy soft computing megoldás számára különösen nagy kihívást jelentenek. A kutatás eredményeképpen a dolgozat bemutatja egy adott geometriájú aknatípussal telepített virtuális aknamező eredményes átvizsgálását az aknák különböző térbeli helyzete mellett és zavarok jelenléte esetén a megadott kritériumoknak eleget téve. A megoldás MATLAB R2006b fejlesztői környezetben készült, ezen belül pedig elsősorban a Neural Network Toolbox által nyújtott lehetőségek kerültek előtérbe. Irodalom: 1. Dunay R., dr. Horváth G., dr. Pataki B., Strausz Gy., Szabó T., Várkonyiné K. A.: Neurális hálózatok és műszaki alkalmazásaik. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1998. 2. Altrichter M., dr. Horváth G., dr. Pataki B., dr. Strausz Gy., Takács G., Valyon J.: Neurális hálózatok. Panem Kiadó, Budapest, 2006. 3. Berta M., Dunay R., Fazekas I., Gáll J., Gergó L., Gyurkovics É., Jeney A., Kollár I., Kuczmann M., Molnárka Gy., Román Gy., Simon Gy., Gisbert, S.: MATLAB. Typotex Kiadó, Budapest, 2005.

101

Intelligens közlekedésirányítás fuzzy módszerekkel Hajdu Jenő Imre V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Kóczy László Tamás, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Az utóbbi években egyre inkább előtérbe kerül az intelligens rendszerek bevonása a közlekedésbe, ezzel javítva a közlekedés hatékonyságát. Az intelligens megközelítés számos részterületen lehetséges, melyek közül e dolgozat az intelligens közlekedésirányítással foglalkozik. Az intelligens közlekedésirányítás lényege, hogy a forgalom helyzetéről különböző szenzorokkal információkat gyűjtünk, majd ezek alapján a helyzetnek megfelelően avatkozunk be. (Szenzor lehet például kamera vagy az úttestbe épített induktív hurok is, míg beavatkozó szervek a jelzőlámpák.) Ez lehetővé teszi a hagyományos, előre programozott megoldással szemben, hogy a rendszer az aktuális forgalomnak megfelelően adaptív módon viselkedjen. Ennek a megközelítésnek a hátránya, hogy komoly komplexitási problémák adódhatnak ilyen módszerek alkalmazása esetén, ezért nagy számítási kapacitásra lehet szükség. A dolgozat alapjául egy korábbi kutatási projekt és annak eredményei szolgáltak [2]. Ennek során az egyes sávokban várakozó autók számát és a sáv első autójának várakozási idejét felhasználva történt az irányítás fuzzy irányítórendszerrel, hierarchikus és interpolatív fuzzy módszerek felhasználásával [3][4]. Ebben az esetben a vizsgálatok csupán egy-két kereszteződésre vonatkoztak. Munkám során a korábbi szimulátort tovább fejlesztettem, nagy részét újraírtam, hogy nagyobb, realisztikusabb úthálózat és forgalom modellezésére is képes legyen, különféle forgalmi helyzetekben az egyes irányítási megközelítések vizsgálhatóak legyenek vele. A szimulátor lehetővé teszi mind az interaktív vizsgálatot, mind a programozott szimulációkat, és ezekről megfelelő mérési adatokat is szolgáltat. A szimulátort felhasználva megvizsgáltam a fuzzy irányítást nagyobb hálózatban is, összevetettem azt a hagyományos megközelítésekkel. A felmerült problémákra megoldásokat kerestem, és a korábbiaknál lényegesen intelligensebb irányítást alkottam. A nagy hálózatból adódó komplexitásnövekedést kisebb irányítókra (egy vagy néhány kereszteződés irányítónként) való dekomponálással kezeltem, a hatékonyság növelése végett pedig az egyes irányítók egymással információt osztanak meg. Irodalom: 1. Kóczy T. L., Tikk D, (2000). Fuzzy rendszerek, Typotex Kiadó, Budapest. 2. T. Tari, L. T. Kóczy, Cs. Gáspár, J. Hontvári, (2006). Control of Traffic Lights in High Complexity Intersections Using Hierarchical Interpolative Fuzzy Methods. Proc. IEEE International Conference on Fuzzy Systems 2006, pp 5965-5968. 3. L. T. Kóczy, K. Hirota, (1993). Approximate inference in hierarchical structured rule bases. Proc. of 5th IFSA World Congress, Seoul, 1993, pp 1262-1265. 4. L. T. Kóczy, K. Hirota, L. Muresan, (1999). Interpolation in hierarchical fuzzy rule bases. International Journal of Fuzzy Systems, vol.1, no.2, pp 77-84.

102

Döntéstámogató keretrendszer SNP asszociációs kísérletek tervezéséhez Decision support system for design of SNP association studies Hajós Gergely VI. Inf., [email protected] konzulensek: Antal Péter, BME-MIT, [email protected] Ungvári Ildikó, SOTE-DGCI, [email protected] Prof. Falus András, SOTE-DGCI, [email protected] Ma már az orvosbiológiai kutatások előterében túlnyomó részt az orvosi, klinikai folyamatok molekuláris biológiai alapjainak megismerése áll. Betegségek okainak keresése során a környezeti és életmódbeli tényezők mellett megpróbálják feltárni a lehetséges genetikai faktorokat. Azonban a keletkezett adatmennyiség és a problématerület bonyolultsága olyan mértékű, hogy a kutatók szűk területre koncentrálva is csak nehezen képesek a számukra szükséges információkat összegyűjteni. Ehhez az is hozzájárul, hogy a nyilvánosan elérhető adatbázisok közül – a probléma terület bonyolultságánál fogva – sok igen specializált, míg más források ezeket az információkat nem tartalmazzák. Ezért a kutatók rá vannak kényszerülve, hogy összetett kereséseket végezzenek széttagolt adathalmazokon és ezek együtteséből vonják le a kutatásaikhoz szükséges következtetéseket. A Semmelweis Egyetem Genetika, Sejt-, és Immunbiológiai Intézetének genomiális SNP (Single Nucleotide Polymorphism) Core Facility laboratóriuma is a fentiekhez hasonló problémákkal szembesül. A megrendelt mérések elvégzése mellett az itt dolgozó kutatók többek között az asztma és allergia genetikai hátterét is vizsgálják. Munkájuk során egy betegség kialakulásában közrejátszó okok között szeretnék meghatározni a genetikaiakat, amelyhez szükség van a betegséghez potenciálisan kötődő SNP-k kiválasztására. A bemutatott rendszer egy olyan döntéstámogató eszköz, amely a háttérinformációk egységes kezelésével segíti az orvosbiológiailag releváns SNP-k kiválasztását egy előre meghatározott betegséghez, a kutató által könnyen befolyásolható, és átlátható módon. A program része egy nagyobb rendszernek, amely statisztikai, méréstechnikai és orvosbiológiai aspektusokat is figyelembe vevő kísérlettervező döntéstámogató eszköz. Irodalom: 1.Sean Mooney: Bioinformatics approaches and resources for single nucleotide polymorphism functional analysis, Briefings in Bioinformatics, vol. 6, no. I. 4456. (2005) 2.Eran Halperin et al.: Tag SNP selection in genotype data for maximizing SNP prediction accuracy, Bioinformatics, vol. 21, no. 195-203. (2005) 3.F.Pradi et al.: SNP selection for association studies: Maximizing Power across SNP Choice and Study Size, Annals of Human Genetics, vol. 69, no. 733-746 (2005)

103

Autonóm robot fejlesztése az Eurobot verseny szabályai szerint Kiss Domokos V. Vill., [email protected] Varga Dániel V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Tevesz Gábor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék, [email protected]

Az EUROBOT verseny1 egy fiatal műszaki érdeklődésű embereknek, mérnökhallgatóknak vagy ifjú mérnököknek évente megrendezésre kerülő nemzetközi verseny, melyen előre meghatározott szabályrendszer alapján autonóm működésű robotok versengenek egymással, és különböző feladatokat oldanak meg. Az idei, 2007-es EUROBOT versenyre készített robotunk képezi TDK dolgozatunk tárgyát. A robotoknak fizikai, elektronikai és egyéb biztonsági előírásnak eleget kell tenniük, és működésüket tekintve teljesen autonómnak kell lenniük. Ezeket az előírásokat és az idei évre kitűzött feladatrendszert (szelektív szemétgyűjtés a kb. 2 x 3 m-es pályán) figyelembe véve konstruáltuk meg saját robotunkat. A robot irányítását egy nagyteljesítményű integrált számítógép végzi, amely egy hozzá illesztett jelprocesszoros interfészkártyán keresztül vezérli a robot szervomotorjait és mozgató kerekeinek meghajtását. Aktuális pozícióját kisméretű kamerák segítségével megvalósított látórendszer határozza meg. Az irányító számítógép LINUX operációs rendszer alatt futtatja a navigáláshoz és látáshoz szükséges programrendszert. A robot az adott méretű és alakú pályán mozogva tárgyakat („szemetet”) gyűjt össze, majd a megfelelő helyre mozogva szortírozza azokat – tevékenysége során nem zavarhatja szándékosan az ellenfél csapatnak ugyanezen a pályán mozgó, hasonló feladatot ellátó robotját. Dolgozatunkban kitérünk a robot mechanikai felépítésére, a meghajtás teljesítményelektronikájára, a külső érzékelők illetve szervomotorok illesztésére az irányító számítógéphez, valamint az ehhez tervezett elektronikai eszközök felépítésére. Bemutatjuk az elképzelt irányítási stratégiát, az irányító szoftver rendszer felépítését, a belső kommunikáció filozófiáját. Vázoljuk a robot optikai, illetve mechanikai helymeghatározási módszereit.

1

Részletesen ld. www.eurobot.org

104

Ad-hoc tempomat algoritmus megvalósítása Mezny Balázs V. Vill., [email protected] Konzulens: Laborczi Péter, Dóczy Csaba {laborczi, doczy}@ikti.hu

A közúti forgalomban gyakran előfordul az igény, hogy hosszabb ideig közel állandó sebességet kell fenntartani, illetve a jármű sebességét az előtte haladó jármű sebességéhez kell igazítani. Ez tipikusan autópályán, autóúton fordul elő, de városban is lehetséges, elsősorban főutakon. A sebesség megtartására, illetve szabályozására jelenleg is vannak megoldások, amik tartanak egy előre beállított sebességet, vagy valamilyen radaros vagy kamerás rendszerrel követnek egy másik autót. Ezeknek a működésében több hiányosság is van és bizonyos helyzetekben (például beláthatatlan kanyarokban) használhatatlanok. A dolgozatban egy ad hoc sebesség szabályozó rendszer működését mutatom be, mely GPS (Global Positioning System) koordináták, és az autók közötti vezeték nélküli ad hoc kommunikáció segítségével valósítja meg a sebesség szabályozását. Ilyen eszközökkel megvalósított tempomat rendszer nem ismert az irodalomban. Megvizsgálom, hogy milyen információkat, milyen gyakorisággal kell eljuttatni a környező járműveknek, hogy biztonságosan hozhassanak döntést a saját sebességük beállításáról, és bemutatom a kidolgozott és megvalósított algoritmust, ami a döntést végzi. Ezen kívül megvizsgálom a használt vezeték nélküli technológia (IEEE 802.11b) lehetőségeit és korlátait ebben az alkalmazásban. Az algoritmus működését először egy korábbi TDK dolgozatban bemutatott járművek közötti kommunikációs hálózat szimulációjára készített környezetben teszteltem, majd a programot az e célra elkészített hardverben megvalósítva és autókba szerelve valós környezetben is megvizsgáltam. Irodalom: 1. Maziar Nekovee: ”Sensor networks on the road: the promises and challenges of vehicular ad hoc networks and grids”, Mobility Research Centre, BT Research, Polaris 134, Adastral Park, Martlesham, Suffolk IP5 3RE, United Kingdom 2. P. Laborczi, A. Török, L. Vajda, S. Kardos, G. Gordos, G. Gerháth: ”Vehicle-to-Vehicle Traffic Information System with Cooperative RouteGuidance”, accepted for presentation at the 13th World Congress onIntelligent Transport Systems, London, United Kingdom, 812 October 2006 3. Gerháth Gábor, Mezny Balázs: ”Intelligens közlekedési rendszerek szimulációja”, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Tudományos Diák Konferencia, 2006

105

Mondatelemző tanulása inverz megerősítéses tanulással Neu Gergely V. Vill., [email protected] Konzulens:

Szepesvári Csaba, MTA SZTAKI / University of Alberta (CA) Györfi László, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék

A dolgozatban egy újszerű módszert javasolunk jobb minőségű mondatelemzések elérése. Az új módszer az ún. inverz megerősítéses tanulást alkalmazza sztochasztikus környezetfüggetlen nyelvtanok súlyainak tanítására. A téma jelentőségét az adja, hogy az ember-gép kapcsolatok egyik legfontosabb eszköze a természetes nyelv, s a természetesnyelv-feldolgozás a számítástudományon belül napjaink egyik legfontosabb kutatási területe. Bár természetesnyelv feldolgozást használó kereskedelmi szoftverek léteznek, a bennük használt módszerek, algoritmusok még messze nem tökéletesek. Egy valódi előrelépés csak kifinomult, intelligens eszköztár alkalmazásával érhető el: A dolgozatban erre teszünk kísérletet. A dolgozatban a gépi szövegelemzésre koncentrálunk. Egy szöveg értelmezésének magas szintű részfeladata a szöveget alkotó mondatok értelmezése, ennek egyik fontos eszköze a mondatok szintaktikai elemzése. A mondatelemzés során a bemenet egy szósorozat. A feladat az egyes szavak mondattani szerepének és a közöttük fennálló összefüggéseknek a megállapítása. Az egyik lehetséges megközelítésben a természetes nyelv nyelvtanát környezetfüggetlen nyelvtannal közelítjük. Ezzel számos alkalmazásban (pl. gépi fordítás) sikerült meglepően jó eredményt elérni számos nyelv, mint pl. az angol, a kínai, vagy a spanyol esetében. A környezetfüggetlen nyelvmodell rugalmasságát nagymértékben növelhetjük ún. sztochasztikus környezetfüggő nyelvtan (probabilistic context-free grammar, PCFG) használatával. Egy PCFG-ben minden egyes szabályhoz egy bizonyos súlyt, költséget rendelünk és a mondatelemzés során azt az elemzést választjuk, amelyben a szabályok összköltsége minimális. A súlyokat gyakran az egyes nyelvtani szabályok relatív gyakoriságából számolják, feltételezve, hogy rendelkezésre áll egy elemzett korpusz. A probléma ezzel a megközelítéssel, hogy az így kapott súlyok nem feltétlenül vezetnek a lehető legjobb minőségű elemzésekhez. Ebben a dolgozatban azt vizsgáljuk, hogy lehetséges-e jobb minőségű elemzőt tanulni, ha a súlyokat az inverz megerősítéses tanulás (inverse reinforcement learning, IRL) módszerei segítségével állítjuk be. Az IRL alapfeladatban a bemeneti adat egy ismeretlen optimális vezérlő által bejárt trajektóriák sorozata és a feladat annak a költségfüggvénynek a megtalálása, amelyikre nézve a megfigyelt vezérlő optimális. A dolgozat alapötlete, hogy az elemzést egy legrövidebb út keresésének feladataként fogjuk fel, ahol a költségek ismeretlenek és a látott elemzési mintákat egy optimális vezérlő trajektóriáinak tekintjük. A dolgozatban több ismert IRL algoritmust (köztük az általunk kidolgozott, ld. [1]) alkalmazunk erre a feladatra. A kísérleti eredmények alapján megállapítható, hogy az új eszköz felhasználásával valóban hatékonyabbá tehető a mondatelemzés. Irodalom: [1] Neu, G. & Szepesvári, Cs.: Imitation Learning using Inverse Reinforcement Learning and Gradient Algorithms. In „Proceedings of the 23th Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence (UAI)”, pp. 295-302, July 2007.

106

Neurális hálón alapuló navigálás a gyakorlatban Öllös Gergely V. évfolyam

Konzulens: Vida Rolland, TMIT Napjainkban a technológia odáig fejlődött, hogy lehetőség nyílt kisebb nagyobb intelligenciával felruházott, autonóm rendszerek építésére, melyek képesek környezetünk zord és zajos világában funkcionálni. Legyen szó egy automata járművezetőről, veszélyes hulladékgyűjtőről, vagy egy robotpilóta tervezéséről, két alapvető mérnöki kihívással biztos szembe kell majd néznünk: a rendszer tervezésével és gyakorlati kivitelezésével. Ezért lett hát e dolgozat célja egy számos témakört felölelő több lépcsős mérnöki munka bemutatása, illetve az alkalmazott számítási modellek ismertetése, majd a gyakorlati tapasztalatok átadása. A dolgozat élő példát mutat egy teljes mértékben saját fejlesztésű többrétegű előrecsatolt neurális hálóval szabályozott akadálymentesítő robot megvalósítására, melyet Gravo névre kereszteltem. Gravo képes pályakövetésre és akadálymentesítésre, így a modell egy lehetséges alkalmazása a közutak karbantartása, avagy autonóm akadálymentesítése. Gravo beépített akkumulátorral, precíz léptetőmotoros meghajtással, több optikai szenzorral, illetve manipuláló és beavatkozó szervekkel rendelkezik. A robot vezérlése két alapvető modulra oszlik. Az első az optikai szenzorok panelje ahol a szenzorjelek hardveres előfeldolgozása történik. A második a vezérlő rendszer panelje, ahol a processzor és a léptető motorok vezérléséhez szükséges teljesítmény tranzisztorok találhatók. A teljes kiértékelést és vezérlést RISC típusú mikrokontroller végzi, ami teljes mértékben egy neurális hálót emulál. Az implementált háló topológiáját a MATLAB matematikai szoftvercsomag segítségével kísérleteztem ki, ahol a felhasznált tanító mintákat, a robot emberi távirányításának illetve a mikrokontroller mintagyűjtő programjának segítségével, valós környezetből nyertem. Az elkészült háló a mikrokontrolleren belül mátrixszorzásokra van visszavezetve, így a kiértékelő algoritmus megfelelő teljesítményű lehet. Fontos megemlíteni, hogy az esetünkben a pályakövetés a közutakon is megtalálható folytonos peremvonalak segítségével, megfelelően nagy biztonsággal történik. Gravot felszereltem két beavatkozó szervvel, melyek segítségével két lépésben képes az akadályt saját gyűjtő területére helyezni. Így amennyiben pályája mentén akadályt észlel, legyen az hó vagy összegyűjtendő minták, képes azt begyűjteni, illetve továbbszállítani. A neurális hálón alapuló navigálásnak számos előnye van. Mivel általában a valós környezetből vett minták - például képkockák - túl sok, és ráadásul zajos információt tartalmaznak, továbbá egy konkrét feladat esetén, az elvben elérhető összes információ kinyerése nem is szükséges, valamilyen módon szűrést kell végeznünk. Sajnos sokszor előfordul, hogy nem tudjuk elég jó minőségben kinyerni a navigáláshoz szükséges információt, vagy ha mégis, az eljárás túl bonyolult, nem teljesen ismert, esetleg intuitív vagy túl költséges lehet. Ilyen és ehhez hasonló esetekben jó gondolat a neurális számítástechnika alkalmazásának megfontolása, feltéve, hogy elegendően nagy és megfelelő minőségű tanító halmaz áll a rendelkezésünkre. Irodalom: 1. Neural Networks, A Comprehensive Foundation (second edition), Simon Haykin, Pearson Prentice Hall 1999, Mc Master University, Hamilton, Ontario, Canada 2. Neurális Hálózatok és műszaki alkalmazásaik, Horváth Gábor (szerkesztő), Strausz György, Dunay Rezső, Pataki Béla, Várkonyiné K. Annamária, Műegyetemi kiadó 1998, Budapest 3. Artificial Neural Networks In Real-Life Applications, Juan R. Rabunal, Julian Dorado, IDEA group publishing Hershey 2006, London, Melbourne, Singapore 4. Mesterséges Intelligencia Modern Megközelítésben, Stuart Russel, Peter Norvig, Pearson Education Inc 2003 (Hungarian translation Panem kiadó 2005)

107

Új eljáráscsalád gráfok pontjainak átfedő klaszterezésére biokémiai, szociológiai, valamint távközlési alkalmazásokkal Palotai Robin V. évf., Szalay Máté IV. évf. BME VIK műszaki informatikusok, Kovács István ELTE TTK V. évf. fizikus ([email protected], [email protected], [email protected])

Konzulensek: Antal Péter, BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Prof. Csermely Péter, SE Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Pathobiokémiai Intézet ([email protected], [email protected])

Adott gráf pontjai által alkotott klaszterek, sűrűbb csoportok, más szóval modulok azonosítása igen intenzíven kutatott terület. Az eddigi eljárások többnyire nem tudják megoldani az óriáskomponensproblémát, azaz nem képesek a kis és nagy modulokat is egyszerre meghatározni. Széles alkalmazási lehetőségei miatt egyre fokozódik az igény az olyan eljárások iránt, amik a gráf élei alapján egy pontját, azaz a „hálózat” „kapcsolatai” alapján egy „elemét” több klaszterbe is be tudják sorolni, ílymódon egymással átfedő modulokat eredményezve. Az eddigi eljárások gyakori hiányossága, hogy nem sorolják be az összes kapcsolatot és elemet modulokba. A dolgozatban bemutatott ModuLand eljárás-család alapja egy általunk kidolgozott, új elméleti alapokon nyugvó eljárás-rendszer átfedő modulok meghatározására. A ModuLand eljárás-család feltárja mind irányított, mind irányítatlan súlyozott és súlyozatlan gráfok átfedő moduljainak finomszerkezetét, megoldja az óriáskomponensproblémát, miközben minden hálózatbeli elemet modulokba sorol. Az új eljárásunk alapja, hogy az élek súlyait kölcsönhatási erősségként kezeli. Ennek megfelelően a közvetlen kapcsolatok alapján a szükséges pontossággal szimulálja az indukált indirekt kölcsönhatások erősségeit a gráf élei mentén. Az ezek eredőjeként előálló centralitás-felület hegyei definiálják a modulokat. Az általunk megalkotott hegydefiníciókkal igény szerint változtatható részletességgel kiszámolt átfedő modulszerkezetet kapunk eredményül. A ModuLand eljárás-család jelenlegi konkrét implementációinak futásideje O(n3), és szükség esetén tovább optimalizálható. Az eljárás-család különböző tagjait megvalósító alkalmazásainkat többek között nagy méretű valós biokémiai, szociológiai, és elektromosenergia-ellátó hálózatokon, valamint egy mesterségesen felállított távközlési problémán alkalmaztuk. A ModuLand eljárás-család által feltárt átfedő modulszerkezet alapján mérőszámokat dolgoztunk ki, melyek hatékonyan képesek a hálózat egyes elemeinek szükségszerűségét megjósolni véletlen meghibásodás vagy külső támadás esetén. Módszerünk hatékonynak bizonyult többek között elektromosenergia-ellátó hálózaton alkalmazva. Egy amerikai iskola diákjai közötti kapcsolati hálózat átfedő moduljait gráfpontoknak tekintve, ezen pontok klasztereinek megkonstruálásával sikerült kvantitatívan is alátámasztani a csoportokra vonatkozó eddigi szociológiai megfigyeléseket, miközben több új jelenségre is rámutattunk. Annak ellenére, hogy az élesztő fehérje-fehérje kölcsönhatásainak hálózata számos mérési hibával terhelt, az eljárásunkkal talált átfedő modulok funkcionálisan relevánsnak bizonyultak, így kvantitatív jóslatot adtak ismeretlen funkciójú fehérjék szerepére. A ModuLand eljárással kapott átfedő modulok segítségével mindezidáig egyedülálló módon és hatékonysággal sikerült a sok kapcsolattal rendelkező fehérjék dinamikai viselkedését is megjósolni, annak ellenére, hogy a kölcsönhatási adatok statikus értékek. Híradástechnikai alkalmazásként ágensek útvonal-választásának optimalizálására adunk javaslatot, az egyes ágensek, mint gráf-pontok modulba tartozása alapján.

108

Valósidejű gesztusfelismerés gyorsulásmérő szenzor adatai alapján Prekopcsák Zoltán V. Inf., [email protected] Konzulensek: Gáspár-Papanek Csaba, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Halácsy Péter, Kitchen Budapest, [email protected] A különféle szenzorok árának és méretének gyors csökkenése lehetővé tette, hogy olcsón és egyszerűen rengeteg adatot gyűjthessünk környezetünkről. Gyorsulásmérő szenzorok már néhány éve jelen vannak laptopokban a merevlemez védelmére, de az utóbbi időben egyre több más eszközben is megjelentek, mint mobiltelefonok, beviteli eszközök, játékvezérlők. A gyorsulásmérő segítségével az egyes karmozdulatok felismerhetők, ami egy új interfészt nyújthat különböző eszközökhöz. A gesztus egy természetes kifejezési mód az emberek számára, azonban felismerése a beszédfelismeréshez hasonlóan nehéz feladat. Dolgozatomban áttekintem a gesztusfelismerés eddigi eredményeit, azok előnyeit és hátrányait, valamint a lehetséges alkalmazási területeket. A valósidejű felismeréshez egy saját megoldást javaslok, mely a folytonos szenzor-adatokból kiemeli a lényeges mozdulatot, majd egy osztályozó segítségével a megfelelő gesztushoz rendeli azt. Az osztályozó létrehozására több alternatíva is létezik. Ezek közül részletesen elemzem a beszédfelismerésben is használt Rejtett Markov Modelleket (Hidden Markov Models) és egy konkrét megvalósítást mutatok, amely nagy pontosságú gesztusfelismerést tesz lehetővé. A második módszerem Szupport Vektor Gépet (Support Vector Machine) használ, és a mozdulat fontos paramétereinek kiemelésével határozza meg a megfelelő gesztust. Az osztályozók pontosságára az adatbányászati világban elfogadott kereszt-validációs módszer segítségével adok mérési eredményeket. A felismerés pontossága lehetővé teszi, hogy kevéssé kritikus környezetben gesztusokkal irányíthassuk a közelben lévő számítógépet, mobiltelefont, vagy bármely más elektromos készüléket. Ez különösen az apró eszközöknél jelent előrelépést, ahol a méret eddig jelentősen korlátozta az interfészt. Irodalom: 1.Pylvänäinen, T.: Accelerometer Based Gesture Recognition Using Continuous HMMs. Lecture Notes in Computer Science (IbPRIA 2005 Proceedings), 639-645 (2005).

109

Rendszerterv eltérő technológiájú szenzorhálózatok alkalmazás-orientált integrációjához Szabó András V. Vill., [email protected] Nagy Ákos V. Vill., [email protected] Konzulensek: Vajda Lóránt, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Alapítvány, [email protected] Dr. Vida Roland, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected]

Fejlődő világunkban egyre nagyobb hangsúlyt fektetünk környezetünk minél pontosabb megismerésére, megfigyelésére. Inteligens szenzorhálózatok fejlesztése kezdődött meg számos helyen a világban, melyek napjaink felhasználóinak elvárásai szerint vezeték nélküliek. A széles körű érdeklődés, és a sok gyártó- ill. kutatóintézet szimultán fejlesztése következtében számos szabvány, specifikáció jött létre. Ugyan a gyártók saját fejlesztéseik mellé többnyire elérhetővé tesznek bizonyos szoftvereket is, melyek képesek az adott rendszerben rejlő lehetőségek kihasználására, konkrét alkalmazások elérhetővé tételére, ám ezek többnyire zárt forráskódúak, rugalmatlanok, ez pedig a különböző szenzorhálózatok közös rendszerben való alkalmazás-orientált egyesítésének komoly akadálya. Jelen dolgozatban egy olyan rendszer-architektúrát javaslunk és mutatunk be, amely hatékonyan kezel különböző, akár nagyon nagyszámú szenzorhálózatot, adatgyűjtési, hálózatmenedzsmenti, riasztási, biztonsági, stb. funkciókkal ellátva. A kidolgozott architektúrában olyan szabványokat alkalmazunk, amelyek már elterjedtek a távközlési piacon, és amelyek valószínűleg a közeljövőben számos pozitív tulajdonságaik miatt fennmaradnak a rohamosan változó távközlési területen. Dolgozatunkban először bemutatunk két eltérő technológiájú szenzorhálózatot, melyeket munkánk alapjául vettünk, majd ismertetünk már meglevő integrációs architektúrákat és rámutatunk azok előnyeire, hibáira, hiányosságaira. Ezt követően ismertetjük az általunk javasolt rendszer-architektúrában szereplő új technológiákat, majd részletesen bemutatjuk a javasolt architektúra-modellt, a modellelemeket külön-külön, illetve a saját demonstrációs célból megépített rendszerünket. A dolgozatot végül egy összefoglalóval zárjuk, amiben kitérünk a jövőbeni munka tervezetére is.

110

Hatékony rezolúció alapú következtetés leíró logikákhoz nagy adatdobozok mellett Kivonat A leíró logikák nyelvcsaládját különböző alkalmazási területek háttértudásának kényelmes leírására fejlesztették ki. Manapság széles körben elterjedt, ezért nagy jelentősége van a hatékony, automatizált következtetésnek leíró logikákon. A jelenlegi módszerek többnyire az úgynevezett tabló algoritmusra épülnek, melynek fő hátránya, hogy bár az általános szabályszerűségek együtteséből következő újabb szabályszerűségeket nagyon jól felfedezi, általában kivárhatatlanul lassú nagy adattömegek esetén. A gyakorlati alkalmazásokban pedig tipikusan hatalmas adatbázisokból kell információt kinyernünk. A tabló algoritmus alternatívájaként próbálkozhatunk különböző rezolúciós módszerekkel. Mivel a rezolúció általános tételbizonyító eljárás elsőrendű logikához és a leíró logikai nyelvek többnyire ennek résznyelvei, akár közvetlenül le is fordíthatnánk tudásbázisunkat olyan alakra, amin a rezolúció értelmezhető. Sajnos azonban ezáltal könnyen elveszíthetjük a leíró logikákban oly fontos eldönthetőséget. Ahhoz, hogy garantáljuk a következtető véges futását, összetett átalakításokra van szükség. Ezen dolgozatban azt vizsgálom, hogy hogyan lehetne hatékony rezolúció alapú adatkövetkeztetést végezni SHIQ nyelvű tudásbázison. Ez a nyelv talán a legelterjedtebb leíró logikai nyelv, mely jó kompromisszumnak tűnik kifejezőerő és bonyolultság között. Különös hangsúlyt kap a kétfázisú következtetés, melynek lényege, hogy először végezzünk el előre minden olyan következtetést, ami nem függ a konkrét adatoktól, csak a - tipikusan nem változó - tárgyterületre jellemző szabályszerűségektől. Ettől a szétválasztástól azt várjuk, hogy egy kérdés beérkezésekor már csak azt kelljen vizsgálni, hogy pillanatnyi adataink milyen választ támogatnak, avval nem kell töltenünk az időt, hogy eldöntsük milyen adatokat is kell megvizsgálni. Boris Motik doktori disszertációjában mutat egy módszert rezolúció alapú következtetésre. Munkám jelentős részében ezt a módszert tanulmányoztam, és megoldást kerestem két nagy hiányosságára. Egyrészt nem valósul meg teljesen a kétfázisú következtetés. Mikor tudásbázisunkat átalakítjuk elsőrendű klózokká, bevezetünk új függvényjeleket, melyeknek tehát nem szerepelnek az adatok között. Azt várjuk, hogy az első következtetési fázis végére ezek a függvényjelek eltűnjenek. Motik azonban mindössze annyit tud garantálni, hogy a függvényjelek nem fordulhatnak elő egymásba ágyazottan. A másik probléma, hogy az első fázis során végig kell néznie a teljes adatbázist, ami a gyakorlatban nem reális követelmény. Motik módszerét továbbfejlesztettem és kiküszöböltem a függvényjeleket még az adatok felhasználása előtt. Ennek köszönhetően a második, működés közbeni fázisra lényegesen kevesebb feladat marad. Végezetül bemutatom a SHIQ-Dlog nevű, Prolog programozási nyelvben megírt programot, melyben megvalósítottam a következtetési feladatot. A program értékeléséhez bemutatok néhány futási eredményt, összehasonlítva mind a Motik által készített KAON2-vel, mind a saját programom elődjének tekinthető DLog következtetővel. Zombori Zsolt NO9EYP 2007. szeptember 26.

111

JELFELDOLGOZÁS ÉS ORVOSBIOLÓGIA SZEKCIÓ

112

Tüdőkörvonal keresése mellkasröntgen-felvételeken Bella Tamás V. Inf., [email protected] Kovács Andrea V. Inf., [email protected] Molnár Andrea V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Horváth Gábor, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] A mellkasröntgen-felvételeken számos kóros folyamat diagnosztizálható, ezek közül talán a legfontosabbak a tüdő jó- és rosszindulatú daganatai. Ma a daganatos megbetegedések közül a tüdőrák szedi a legtöbb áldozatot. Az Európai Unióban mind a férfiak, mind a nők körében a leggyakrabban előforduló halálozási okok egyike. A magas halálozási ráta összefüggésbe hozható a szűrés és a korai felismerés hiányával. A szűrőberendezések elavultsága és a képek rossz minősége is nehezíti a megfelelő diagnosztizálást. Ma már egyre inkább elterjedtek a digitális felvételt készítő berendezések, melyek nagyobb felbontású, elemzésre alkalmasabb képet adnak. Mint sok más területen, itt is felmerült az igény arra, hogy szoftveresen is segítsük a tüdőgyógyászok és a radiológusok munkáját. A hosszú távú cél egy döntéstámogató rendszer megalkotása, mely megfelelő biztonsággal megtalálja a képeken a kóros elváltozásra utaló jeleket, ezáltal segíti, megkönnyíti az orvosok munkáját. A rendszer megvalósításához rendkívül alapos előfeldolgozás szükséges. Ennek fontos lépései a tüdőterület kiemelése, illetve a tüdőterületen a csontok meghatározása és a csontárnyékok eltávolítása. Ehhez a tüdőterületen belül egyéni intenzitás-korrekciókat kell végeznünk és így „beláthatunk” a csontok mögé, az eddig eltakart területekre is. Fontos, hogy olyan eljárás kell, mely a – fentebb említett – különböző eljárásokkal készült képeken hasonlóan jó eredményeket ad. Dolgozatunk a tüdőterület kiemelésével foglalkozik. A szakirodalom tüdőkörvonal-keresésre elsősorban modell alapú megközelítést ajánl. Az általunk tanulmányozott hivatkozások csak az eredmények jóságát mutatták be, így szükséges volt a megismert alapmódszer implementálása Matlab környezetben. Ezután következett a módszer módosítása és javítása. Eredményeinket egy hivatalos, szakértők által kézzel bejelölt képekből álló adatbázison teszteltük. Ezen módszer csak részleges eredményt hozott, így szükséges volt egy másik úton elindulni. Az újabb módszer a saját ötletünkön alapul. Morfológiai eljárásokkal közelítőleg kijelöljük a tüdő területét, majd az így generált maszk segítségével intenzitáskülönbségek alapján keressük a pontos körvonalat. A korai implementációs fázis és a módszer újdonsága ellenére az eredmények felülmúlják a korábbiakat. Irodalom: 1. Bram van Ginneken: “Computer Aided Diagnosis in Chest Radiography”. http://www.isi.uu.nl/~bram/thesis 2. Bram van Ginneken, Mikkel B. Stegmann, Marco Loog: „Segmentation of anatomical structures in chest radiographs using supervised methods: a comparative study on a public database” Medical Image Analysis, vol. 10. pp. 19-40. 2006.

113

Mellkas röntgenfelvételeken megjelenő zavaró tényezők lokalizálása és eliminálása Bicskei László V. Inf., [email protected] Simkó Gábor V. Inf., [email protected] Konzulens: Horváth Gábor, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék [email protected] Hazánkban a tüdőrák népbetegség. A halállal végződő eseteket tekintve világelsők vagyunk. Nem csoda hát, hogy a pulmonológiai intézetek országszerte nagy lelkesedéssel fogadnak minden informatikai segítséget, ami könnyíti munkájukat a betegség diagnosztizálásában. Közvetve több szakorvossal is konzultálva, így született dolgozatunk témája, mely a mellkas röntgenfelvételeken megjelenő zavaró tényezők lokalizálása, majd a megfelelő körültekintés mellett azok eliminálása. Ilyen zavaró tényezők a csontok, a szív és a hörgők árnyékai, valamint a felvétel készítő eljárás során keletkezett zajok. A dolgozat e problématerület egyik legnagyobb darabját harapja ki, a csontok árnyékának eltüntetését. Ezt a feladatot a szerzők maguk közt, két egyértelműen elhatárolható, egyformán komplex részre osztották fel: egyikük a két kulcscsontra, másikuk a bordarendszerre fókuszál. Első lépésben a kép minőségén javítottunk, ami önmagában is sokat jelent egy radiológus számára. Egy olyan kód született, mely adaptívan generál egy gamma-függvényt minden kép számára. A függvény az egyes pontokban annál meredekebb, minél több az adott ponthoz közel azonos színű pixel. Ezáltal az emberi szem számára is és az algoritmusaink számára is könnyebben vizsgálható képeket kapunk. Majd egy nagyon speciális – a felvevő készülék detektorában elhelyezkedő kondenzátorok kisülése okán keletkezett – zaj kiszűrése következett. A kulcscsont keresését egy teljesen új megközelítésen alapuló algoritmussal két lépésben oldottuk meg: első körben egyenessel közelítettük a kontúrját, ezután pedig pixel szinten pontosítottuk a találatot. A közelítő megoldást a Radon transzformáció segítségével, illetve speciális szűrők használatával kaptuk meg. Az eredményt aktív kontúr modellezéssel finomítottuk, hogy a csontok eltűntetéséhez szükséges pixel pontosságú lokalizációt kapjunk. Ezzel a módszerrel az esetek többségében valóban sikerült nagyon pontosan detektálni a csontot. A bordarendszer határait először a jól ismert Canny élkereső algoritmus alapötletén nyugvó saját eljárással közelítettük. Majd a bordáktól elvárható normákat kihasználva szűrtük ki a felesleges pixeleket, illetve toldottunk be hiányzókat lokális élkeresési metódusok segítségével. Komoly problémát jelentett a távolabbi bordaívek árnyéka, mely nem olyan jelentős, hogy el kéne tüntetni őket, viszont kontúrjuk könnyen félrevezetheti az algoritmusainkat. Ezen eljárás eredményei is komoly bizakodással töltenek el bennünket. A probléma fontosságát igazolja, hogy nem mi vagyunk az elsők, akik kísérletet tesznek a megoldására. A szektor egyik vezető vállalatának nemrég sikerült olyan röntgen készüléket gyártania, ami hardveres úton képes olyan kép készítésére, melyen a csontok nem látszanak. Ám ez a készülék olyan drága, hogy a magyar közegészségügy számára megfizethetetlen. Legjobb tudomásunk szerint szoftveres úton a problémát még senkinek sem sikerült megoldania.

114

Éberségi állapot vizsgálata szívfrekvencia változékonyság alapján Bolvári Zsolt VI. Vill., [email protected] Szeghi Krisztina VI. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Jobbágy Ákos, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] Egy személy éberségi állapota illetve stressz-szintje szorosan összefüggő fiziológiai paraméterek. Ez a szimpatikus és paraszimpatikus hatások arányára engednek következtetni [1]. Napjainkban ezek még csak szubjektív paraméterek, elterjedt objektív mérési elrendezés még nem létezik, holott számos alkalmazás igényelné egy ilyen mérési módszer meglétét. Kutatásunk fő célja az éberségi állapot és stressz-szint megállapítása EKG jel feldolgozása alapján. Feladatunk a célnak megfelelő EKG felvevő készülék építése és az EKG jelet feldolgozó szoftver megvalósítása, ami alkalmas a páciens éberségi szintjének megállapítására. A HR(Heart Rate) a szívösszehúzódások frekvenciája. Ez nem más, mint két, egymást követő R hullám időbeli távolságának a reciproka. A HRV (Heart Rate Variability, szívfrekvencia változékonyság) a szívfrekvencia értékének változékonyságát jellemzi. Az EKG jelek felvételéhez saját, kisméretű és moduláris felépítésű készüléket terveztünk, amely lehetővé teszi, hogy laborkörülményeken túl is végezhessünk méréseket. Az EKG analóg jelét egy 12 bites ADC segítségével digitalizáljuk. A digitális jel kezelését és az EKG vezérlését egy 32 bites mikrokontroller végzi. Mérési elrendezésünkhöz egy nagysebességű kommunikációs modul is csatlakozik melynek feladata, hogy a felvett regisztrátumokat USB porton keresztül PC-re vagy PenDrive-ra rögzítse. A megépített EKG felvevő készülékkel különböző körülmények között készített számos felvételt. Ezek között szerepel nyugalmi, terheléses, speciális zenei aláfestés mellett készített, illetve egész éjszakás (alvás alatti) felvétel. A jelfeldolgozás során ezeket a felvételeket feldolgozva számos jellemzőt számítunk az EKG jelből. Ilyen jellemző többek között a szívfrekvencia változékonysága, ennek szórása, középértéke, a Poincare diagram transzverzális és longitudinális szórása. A készített felvételek feldolgozása során azt tapasztaltuk, hogy az éberségi szint megállapításához a Poincare diagram segítségével számított jellemzők sikeresen felhasználhatók. A Poincare diagram lényege, hogy az EKG jelen egymást követő QRS komplexek között eltelt időt minden időpillanatban az azt megelőző időpillanatban számított QRS komplexek közti időkülönbség függvényében ábrázoljuk. A Poincare diagramból számított transzverzális és longitudinális szórások vizsgálatának eredménye, hogy nem-nyugalmi állapotban a szórások értéke kisebb a nyugalmi állapothoz képest, ami a transzverzális szórásnál jobban megfigyelhető. A kapott eredmények megfelelnek a fiziológiai működésnek, miszerint stressz helyzetben lecsökken a szívfrekvencia változékonysága. A Poincare diagram alapján történő az éberségi szint megállapításához új felvételeket készítünk, ahol a páciens elalvása során rögzítjük az EKG jelet mellkasra helyezett elektródák segítségével. Irodalom: 1. European Heart Journal (1996) 17, 354–381: Heart rate variability 2. Juha-Pekka Niskanen, Mika P. Tarvainen: Software for advanced HRV analysis, Computer Methods and Programs in Biomedicine (2004) 76, 73—81

115

Akusztikus visszatolás kompenzálása hangosító rendszerekben Czene Gábor IV. Vill., [email protected] Szilágyi László IV. Vill., [email protected] Konzulens: Sujbert László, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] Akusztikai hangosító rendszereknél gyakran fellépő probléma, hogy a hangforrás jelét felfogó mikrofon és a felerősített jelet kisugárzó hangrendszer egy hangtérben helyezkedik el. Ebben az esetben akusztikai visszacsatolás van a hangsugárzó és a mikrofon között. Ez a visszacsatolás egy átviteli karakterisztikával is jellemezhető. A hangsugárzó rendszer maximális erősítését ez a karakterisztika határozza meg, ugyanis ha a teljes rendszer hurokerősítése egy adott frekvencián egységnél nagyobb, fázisa 360° többszöröse lesz, gerjedés lép fel. Ebben az esetben a hangmérnök csökkenti a teljes rendszer erősítését, jobb esetben a hangosító rendszer részét képező equalizer segítségével a gerjedés frekvenciáján csökkenti az erősítést. Ezen hagyományos módszerek nyilvánvalóan nagyon merevek, sok múlik a hangmérnök hozzáértésén, az első eset pedig közvetlenül a elérhető maximális hangerőt korlátozza. Ha valamilyen módon az akusztikai rendszer visszacsatolásának hatása csökkenthető, az adott rendszer gerjedésmentes hangereje növelhető. Dolgozatunkban a fenti probléma digitális jelfeldolgozó eszközöket felhasználó megoldásait vizsgáljuk. Tisztázzuk a gerjedés kialakulásának feltételeit, majd a kínálkozó megoldásokat vizsgáljuk részletesen. Ezen megoldások off-line, illetve on-line csoportokra oszthatók. Az off-line módszereken azon megoldásokat értjük, melyek a műsor előtt megmért, statikus akusztikai út esetén próbálják a kiadható hangteljesítményt maximalizálni. A megvalósítás adaptív algoritmusokon alapuló valamint lyukszűrőket felhasználó lehetőségeit részletesen elemezzük. Az adaptív transzverzális szűrők (FIR-LMS) megvalósításának számítási igényből adódó korlátai szükségessé teszik az adaptív rekurzív (IIR-LMS) szűrők megvalósítási lehetőségeinek vizsgálatát. Ezen megoldások csak a visszacsatolás karakterisztikájának viszonylagos változatlansága esetén nyújtanak kielégítő eredményt. A dinamikusan változó feltételek esetén (pl. mozgó mikrofon) is működőképes rendszer megvalósításához on-line módszerek vizsgálata is szükséges. Egy gerjedést on-line detektáló, lyukszűrőket felhasználó megoldást elemzünk, valamint ezen megoldás kombinálási lehetőségeit a vizsgált off-line módszerekkel. Az irodalomkutatási munka eredményeinek bemutatása után ismertetjük a tárgyalt megoldások egy részének implementációját ADSP-BF537 16 bites fixpontos processzort tartalmazó fejlesztőkártyán. Az implementációkat teszteljük, hatékonyságukat elemezzük.

116

Orvosi felvételek szimmetriájának vizsgálata Keszler Anita V. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Pataki Béla, Méréstechnika és Információs RendszerekTanszék, [email protected] A dolgozatom témája orvosi felvételek szimmetriájának kvalitatív elemzése, amelyhez a tanszéken hozzáférhető mammográfiás felvételekből álló adatbázist használtam fel. A mammográfiás vizsgálatok során minden betegről négy röntgenfelvétel készül; mindkét emlőről egy-egy oldal-, illetve felülnézeti kép. A jelenlegi döntéstámogató rendszerek főként külön-külön, egymástól függetlenül kezelik az egyes képeket. Az orvosok által végzett elemzéseknél azonban fontos szerepet játszik a felvételek együttes vizsgálata. Daganat legtöbbször csak az egyik emlőben alakul ki, de ha mindkét oldalon látható is tumorárnyék a felvételen, rendszerint akkor sem szimmetrikusan. Ezen esetek felismerésében segít a két oldal- illetve felülnézeti kép eltéréseinek felmérése. Az elemzéshez többdimenziós Expectation-Maximization (EM) algoritmust használtam. Ez egy, a maximum likelihood becslés kétlépéses iterációból álló számítására alkalmas nemellenőrzött tanulási módszer. Elterjedten használják hiányzó vagy rejtett adatok esetén. Legismertebb változatában a rendelkezésre álló mintahalmazt előre definiált számú, Gauss-eloszlású csoportok halmazaként fogja fel, ahol a rejtett változó az, hogy melyik mintapont melyik eloszláshoz tartozik. Az első - expectation - lépésre tekinthetünk úgy, mint a hiányzó adatok kitöltésére; a második – maximization – lépéssel pedig az algoritmus paramétereit becsüljük. Esetemben azt tekintettem rejtett változónak, hogy a röntgenkép melyik pixele melyik szövethez tartozik. Az EM algoritmus ígéretes megoldás, de tudomásom szerint eddig még nem használták mammográfiás képek szegmentálására. A fejlesztéseket MATLAB környezetben végeztem. Az általam kidolgozott módszer alapgondolata, hogy a pixeleket fényességük és helyzetük alapján csoportosítsam háromdimenziós halmazokba, ezzel területekre osztva a felvételt. Mivel a tapasztalatok azt mutatják, hogy ezek a halmazok nem tökéletes Gauss-eloszlások, az eredeti EM algoritmus önmagában nem alkalmazható eredményesen, ezért azt a képpontok eloszlásának figyelembevételével módosítottam. A módszer segítségével előrelépés mutatható fel a daganatok felismerésében, ugyanakkor a kvalitatív hasonlóság miatt nem alkalmas a jóval kisebb méretű elváltozások (például mikrokalcifikációk) megtalálására. Az eljárás az eddigi tesztek során kb 75%-os találati arányt ért el az aszimmetriák detektálásában; a módszer finomítása és tesztelése még folyik. Irodalom: 1. 2. 3.

Stuart Russel – Peter Norvig: Mesterséges intelligencia modern megközelítében (2. kiadás, Panem Könyvkiadó, 2005.) 20.3 fejezet, 831-836. oldal. Tóth Norbert, Pataki Béla: Foltok detektálása mammogrammokon textúra-analízis segítségével: Detecting Lesions in Mammograms Using Texture Analysis, Híradástechnika 22-24 (2005) Tóth Norbert, Takács Gábor, Pataki Béla: Mass Detection in Mammograms Combining Two Methods, In: Proc. of the 3rd European Medical & Biological Engineering Conference (EMBEC'05), Prága, Csehország 2005.11.20.-11.25,

117

Optikai bankjegyfelismerő vakok és gyengénlátók számára Kovács Zoltán György Marosy Gábor Elemér

V. Vill., V. Vill.,

[email protected] [email protected]

Konzulens: Dr. Vajda Ferenc, IIT, [email protected]

Korunk rohamos technikai fejlődése lehetővé tette, hogy számos olyan problémára találjunk megoldást, amelyek segítségével életszínvonalunk jobbá tehető. Ennek ellenére figyelmesen végig gondolva számos olyan területet találhatunk, ahová a korszerű technikai megoldások még nem jutottak el. Célunk, hogy egy ilyen hiányterületet bemutassunk, és a felmerülő problémákra megoldást keressünk, ezáltal megkönnyítve a vakok és gyengénlátók hétköznapi életét. A bankjegyek értékének felismerése komoly problémát okoz számukra, mert a magyar bankjegyek méretre teljesen egyformák. Felméréseink alapján kiderült, hogy az emberek tudják, hogy a magyar bankjegyeket ellátták Braille-írással. Azzal azonban már sokkal kevesebben vannak tisztában, hogy ezek a jelek csak úgynevezett „optikai” Braille írásjegyek. Mit is jelent ez? Egyszerűen kifejezve a bankjegyen szereplő jelzések vakok és gyengén látók számára nem érzékelhetőek, így nem is tudják megállapítani azok értékét. Olyan kézenfekvő és olcsó megoldást szerettünk volna kidolgozni, amely segítségével lehetővé válik számukra a bankjegyek értékének azonosítása, mert tapasztalataink azt mutatták, hogy ez jelenti a fő problémát. A megoldás során számos lehetőséget megvizsgáltunk, de rá kellett jönnünk, hogy olyan megoldásra van szükségünk, amely nem függ az adott országok pénzeinek specifikumaitól. Így jutottunk el arra a következtetésre, hogy valamiféle optikai megoldást kell keresnünk. A rendszer tervezése során, továbbra is fontos szempont volt az ár és az egyszerű használhatóság. Nagy áttörést jelentett számunkra annak az információnak a megismerése, hogy a vakok és gyengén látók széles körben használnak mobiltelefont. A téma alaposabb kutatása során az is kiderült, hogy számukra nem jelent különösebb problémát a különböző gyártók készülékeinek használata. Kézenfekvő megoldásként tárulkozott fel annak lehetősége, hogy az egyébként is kéznél levő mobiltelefonokba ültessük át a feladat megoldását. Felméréseink szerint a piacon levő telefonok igen nagy százalékban tartalmaznak kamera egységet, így a megoldás többletköltsége szinte elenyésző. Mindezek ismeretében kezdtük el egy olyan algoritmus fejlesztését, amely lehetővé teszi a bankjegyek értékének azonosítását. Kutatásunk alapvetően arra irányult, hogy olyan vektorkészletet tudjunk találni, amely segítségével egy rögzített képrészletet minél nagyobb valószínűséggel azonosítani tudjunk egy referencia adatbázis alapján. A vektorkészlet meghatározásának segítségével olyan döntési rendszer építhető fel, amely biztosítja a nagy megbízhatóságú döntéshozatalt. A vektorkészlet helyes megválasztása esetén a képi tartalom meghatározható és azonosítható. Az eljárás alapját klaszterezés biztosítja, és ezt kombináljuk további azonosítási valószínűséget növelő eljárásokkal. Irodalom: 1. 2.

R. Addison-Wesley-Gonzales: Digital Image Processing, 2001, ISBN 0-201-50803-6 Kristian Kroschel: Statistische Nachrichtentheorie. Signal- und Mustererkennung, Parameter- und Signalschätzung, 1999, ISBN 978-3540613060

118

HRV jel kiértékelő módszerek vizsgálata Ladányi Gergő III. Eü. mérnök, [email protected] Konzulens: Dr. Jobbágy Ákos, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] A HRV angol betűszó a heart-rate variability rövidítéséből származik, magyar megfelelője szívfrekvencia változékonyság. Azt a jelenséget értjük alatta, hogy az egymást követő szívütések között eltelt idő nem állandó, a pillanatnyi szívfrekvencia változékonyságot mutat. Szűkebb értelemben a HRV egy időfüggvényt jelent, amelyet úgy kaphatunk meg, hogy az egymást követő szívütések között eltelt időintervallumokat ábrázoljuk az idő függvényében. A szívfrekvencia változékonyság vizsgálata napjainkban viszonylag intenzíven kutatott terület. Ennek oka, hogy noha egy gyakorlott szakorvos az EKG jel alapján a szív számos elváltozását képes diagnosztizálni, feltehető, hogy az EKG jelből még további információt lehetne kinyerni. Ennek egyik lehetséges útja a HRV analízis. A megfigyelések szerint a szívfrekvencia változékonyságának csökkent mértéke számos betegségre utalhat, például szív és érrendszeri betegségekre, cukorbetegségre, szorongásos betegségekre. Más megfigyelések arra mutatnak, hogy a vizsgált személy pillanatnyi érzelmi állapota is hatással van rá, valamint az éberséggel, a figyelmi állapottal is mutat kapcsolatot. Munkám a Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Orvostechnika laboratóriumában zajló szívfrekvencia változékonysággal foglalkozó kutatáshoz kapcsolódik, melynek célja a vizsgálati alany nyugodtságának felmérése a HRV jel alapján. A szívfrekvencia változékonyságának kvantitatív jellemzésére több módszer lelhető fel a vonatkozó irodalomban. Dolgozatomban megvizsgálom, hogy mely eljárások, és milyen paraméterekkel lehetnek alkalmasak a számszerű jellemzésre. Elterjedtek a HRV jel spektrumából származtatott paraméterek. A kielégítő frekvenciabeli felbontás eléréséhez legalább 100-200 másodperc hosszú regisztrátumok feldolgozása szükséges. Megvizsgálom, hogy ilyen időintervallumban a HRV jel stacionáriusnak tekinthető-e. Néhány perces felvételek esetében a jel autokorrelációs függvénye közel időfüggetlen, a stacionaritás feltételezése a spektrumbecslés szempontjából elfogadható. A következő feldolgozó eljárásokat hasonlítom össze: spektrumbecslés Welch módszerrel, frekvenciaspektrum időbeli változásának megjelenítése csúszóablakos FFT-t (short time FFT) és egy AR modellillesztésen alapuló eloszlás segítségével. Az időtartománybeli feldolgozó módszerek közül a leginkább elterjedt Poincaré diagram szerepel a vizsgálatokban. Az a kérdés, hogy a különböző elterjedten használt származtatott jellemzőkben a HRV jel különféle változásai hogyan jelentkeznek, alig feldolgozott. Ezért a választott algoritmusokat mesterségesen előállított tesztjeleken futtatva megvizsgálom, hogy a tesztjel tulajdonságai hogyan mutatkoznak meg az egyes módszerekkel kapott eredményekben. A szerzett tapasztalat a HRV analízis során kapott eredmények jobb megértését szolgálja, közvetve pedig segíti, hogy a HRV-vel foglalkozó kutatások megfelelő módszert válasszanak céljaik ismeretében. A dolgozatban javasolt módszereket valós EKG felvételekből képzett HRV jeleken futtatva demonstrálom azok gyakorlati alkalmazhatóságát. Munkám során a MATLAB® környezetet használtam. 119

Implementation of image preprocessing algorithms on a reconfigurable FPGA-based architecture Mahsa Nemati; 4th year of Electrical Engineering Consultant: Dr.Lovanyi Istvan, Dep. Control Engineering and Information Technology Since we live in a complex world, a combination of knowledge and technologies from diverse fields is needed to be able to solve the complex problems. Image Processing often plays a key role in these interdisciplinary problems. In the field of computer vision the determination of camera motion from image sequence and to find application in visually based navigation, the construction of augmented reality and scene understanding has been one of the active research areas. These systems must provide both highly accurate and extremely fast processing of large amounts of image data. For these applications a large amount of computing power is required, especially when operating on digital video streams. To make the available information in the scene, more manageable and more useful a common approach is to reduce this set of pixels to a list of features. The effective strategies to solve the problem of balancing application needs and the constraints of the real-time processing would be the degrading algorithms or using dedicated hardware architecture like FPGA or GPU. Within the framework of research I examined the different aspects of an image processing unit, which would result in a reconfigurable system. This calls for more flexible systems with the capability to continually update features and algorithms over the equipment's lifetime. The main aim is to make a scalable system platform with significant increases in image processing performance which can be applied for any application by using the specified algorithm in an accessible portable equipment. The chosen algorithms are relatively simple such as SSD texture tracking, KLT corner detection, optical flow and the contour tracking, but the main advantage of this system is that they are built into each other so the implementation of a great number of computations is done by a less costly set of algorithms with a small range of local data. To accelerate integration of these algorithms into FPGAs, the Xilinx Virtex-4 ML403 Embedded Platform is chosen. Reference: 1. Loványi István: Functional description of a real-time image preprocessing unit – oral communication 2. Loványi István: Fast extraction and higher level interpretation of Fourier transform based robust visual macro properties– oral communication 3. Real-time tracking and estimation of plane pose, Jose Miguel Buenaposada, Luis Baumela http://www.dia.fi.upm.es/~pcr/publications/icpr2002.pdf

4. Xilinx Virtex-4 ML403 Embedded Platform (HW-V4-ML403-UNI-G) http://www.xilinx.com/xlnx/xebiz/designResources/ip_product_details.jsp?s%3bSecondaryNavPick=BOARDS&s% 3bGlobalNavPick=PRODUCTS&iLanguageID=1&key=HW-V4-ML403-UNIG&BV_SessionID=@@@@2139488222.1190926715@@@@&BV_EngineID=ccceaddllkgejjecefeceihdffhdfjf.0

120

Application of a pulsed fluorometer in algae and chlorophyll measurements Seyed Alireza Ahmadi 4th year of Electrical Engineering Instructors: dr. Attila Barocsi and dr. Laszlo Kocsanyi, Dep. Atomic Physics The Department of Atomic Physics of the Budapest University of Technology and Economics participated in the development of a family of modular, field-portable instruments (fluorometers, referred to as FMM) within the framework of a GVOP 3.1.1. research and development program in cooperation with Opti-Sens Co., Hungary. The driving force of the development has been an increasing demand for non-destructive plant health monitoring systems, as the role of green plants in environmental protection and remediation activities are expanding. Two configurations were developed, each for a suggested application area: 1) configuration for measuring a CW laser induced chlorophyll fluorescence of plants and 2) configuration for quantitative determination of pulsed Xe-lamp induced fluorescence of liquids. Its target application is the monitoring of the algae production in natural waters but it can also be used to detect fluorescence and quantify the concentration of solutions containing chlorophyll or other organic or inorganic materials. The present TDK report is focusing on the applicability tests of the pulsed (2) configuration. The main feature of the system is that utilizes a pulsed light source for inducing fluorescence and a photomultiplier with a gated (boxcar) integrator to detect the pulsed fluorescence signal. As a part of a research team, the following activities were done by me: • • •

Learning and testing the capabilities of the built-in gated boxcar integrator. Testing the FMM system by measuring chlorophyll extracts of different concentrations (including sample preparation and evaluation of results). Testing the FMM system by measuring living algae samples with the intention to determine their time evolution (in progress at the time of writing the abstract).

Resources: 1. Barocsi, A. et al.: Two-wavelength, multipurpose, truly portable chlorophyll fluorometer and its application in field monitoring of phytoremediation, Meas. Sci. Technol., vol. 11, 717-729 (2000) 2. Dieleman, J.A. et al.: CLOSYS Final Report, http://library.wur.nl/way/bestanden/clc/1764419.pdf 3. Optimizing Phytoremediation of Heavy Metal-Contaminated Soil by Exploiting Plants Stress Adaptation, Int. J. Phytoremadiation Vol.5,No.1 pp.13-12 (2003) 4. PhotonSystems SCGID User’s Manual and other internal documents from PhotonSystems (www.photonsystems.com) 5. E.J. Arar and G.B. Collins, Method 445.0 In Vitro Determination of Chlorophyll a and Pheophytin a in Marine and Freshwater Algae by Fluorescence, National Exposure Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio 45268 (1997)

121

Spektrumbecslés nem-egyenletesen mintavételezett adatokból DSP-n Szilvási Sándor V. Vill., [email protected] Konzulens: Molnár Károly, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] A spektrumanalízis a digitális jelfeldolgozás egyik alapfeladata, amelynek megoldására kiforrott módszerek léteznek. Ezek nagy része abból a feltételezésből indul ki, hogy az analóg jel egyenletes időközönként mintavételezett mintái állnak rendelkezésre. Sokszor azonban ez a feltételezés nem igaz, elsősorban beágyazott vagy hálózatba kötött szenzorok esetén, a szűkös erőforrások vagy a hálózati kommunikáció bizonytalanságai miatt. Ekkor a hagyományos, jól bevált megoldások (pl. FFT) nem alkalmazhatók közvetlenül, de ha a mintákhoz pontos időbélyegek állnak rendelkezésre, akkor más módszerrel megoldható a feladat. A dolgozatban erre a Continous Discrete Fourier Transform (CDFT) módszert használom, amely az FFT-vel szemben nem blokkosan, hanem mintánkét frissítve ad becslést a spektrumról. A megoldás alapötlete egy szabadalomból [1] származik, amelyet több ponton továbbfejlesztettem. Munkám három szakaszból állt. Először MATLAB környezetben végeztem szimulációkat, majd megépítettem egy demonstrációs rendszert, végül implementáltam a szimuláció eredményeképpen előállt alkalmazást. Először a lehetséges eljárásokat hasonlítottam össze becslési pontosság és műveletigény szempontjából, majd bemutattam a CDFT algoritmus javítási lehetőségeit, azaz nulladrendű tartó helyett magasabbrendű interpoláció használatát és a spektrum kompenzációt. Végül a DSP-s implementáció tesztelésére készítettem néhány különálló szimulációt. Kialakítottam egy demonstrációs rendszert, amely egy Analog Devices BF-537 EZ-KIT Lite fejlesztőkártyából, egy PC-ből és az ezeket összekötő Ethernet hálózatból áll. A DSP kártya és a PC így lazán csatolva, az Interneten keresztül is kapcsolódhatnak egymáshoz. A kártya felszereltsége a rajta futó valós idejű operációs rendszerrel (Visual DSP Kernel, VDK) olyan környezet kialakítását tette lehetővé, ahol külön hardverfejlesztés nélkül sikerült megvalósítani a jel mintavételezését, feldolgozást és a PC-vel történő kommunikációt. Az DSP kártyát és VDK real-time operációs rendszert használtam a korábban MATLAB környezetben tesztelt algoritmusok valós környezetben történő kipróbálására, míg a PC szolgált a DSP-n futó program paramétereinek állítására és a számított eredmények monitorozására. A mintavételezést, a kommunikációt és a spektrumbecslést számító szoftverrészeket VisualDSP fejlesztői környezetben, C++ nyelven írtam meg. Ennek elkészítésekor külön figyelembe vettem a DSP architektúráját, számábrázolását, és ennek megfelelően optimalizáltam a kódot. Továbbá elkészítettem a források egy olyan változatát, amellyel a DSP kártya Interneten lekérdezhető szenzorként, vagy adatgyűjtő és feldolgozóként használható. Irodalom: 1. Lee A. Barford: Fourier transform for timestamped network data, U.S. Patent, Nr. 6735539

122

MODELLEZÉS ÉS SZIMULÁCIÓ SZEKCIÓ

123

Fertőzésterjedés és immunizáció skálafüggetlen hálózatokon Bernek János V. Inf., [email protected] Glowinsky Janka V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Telcs András, Számítástudományi és Információelmáéleti Tanszék, [email protected] Életünk nélkülözhetetlen tényezőjévé vált a számítógép és az Internet. Az Internet megjelenésével a számítógépes fertőzések egyre nagyobb problémát jelentenek, hiszen jóval könnyebben tudnak terjedni. A felhasználó számára előnyösebb előre elkerülni a fertőzést, mint utána az okozott károkat orvosolni. Erre egy lehetséges megoldás a számítógép rezisztensé tétele az adott rosszindulatú programokkal szemben. Tanulmányunkban egy új immunizációs megoldást javasolunk. Ismeretes, hogy rácsokon a járványterjedésnek ( terjedési rátájának) van kritikus küszöbértéke, amely alatt kihal a „vírus”, és amely felett „járvány” alakulhat ki. Ugyanakkor skálafüggetlen gráfokon e küszöbérték nulla. Ismert ugyanakkor, hogy az Internet, a peer-to-peer hálózatok és a weblapok, levelezési kapcsolatok logikai hálózata jól modellezhető skálafüggetlen gráfokkal. Ezért olyan immunizációs stratégiát keresünk, amelynek segítségével megakadályozhatóak a „járványok” e kommunikációs hálózatokban. Lényeges különbség az eddig publikált módszerekhez képest, hogy az immunizációt úgy képzeljük el, mint a fertőzésterjedést, azaz az immunizáló ágens is osztódhat és bolyonghat, mint a „vírus”. Különböző hálózatokra végzünk számításokat úgynevezett mean-field modell felállításával (igen jó közelítést adó módszer), amellyel célunk az immunizáló módszer hatékonyságának vizsgálata, a kritikus érték meghatározása. Bizonyos esetekben zárt formula adható a kritikus értékre, más esetekben numerikus eljárással, illetve csak szimulációval határozható meg. A javasolt módszert véletlenül generált skálafüggetlen gráfokon teszteltük. Becslést adtunk a kritikus értékekre és a terjedés, illetve a kihalási sebességre. Irodalom: R. Pastor-Satorras, A. Vespignani: Epidemics and immunization in scale-free networks Hu Ke, Tang Yi: Immunization for scale-free networks by random walker

124

Roncsolásmentes, örvényáramú anyagvizsgálati módszer elektromágneses szimulációja Bilicz Sándor V. vill., [email protected] Konzulens:

Dr. Pávó József, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected]

Roncsolásmentes anyagvizsgálati módszer minden olyan eljárás, mellyel célunk valamely anyag tulajdonságainak vizsgálata – bármilyen visszafordíthatatlan elváltozás okozása nélkül. Mivel ez a gyakorlatban széleskörűen felmerülő igény, ezért ma már számos roncsolásmentes anyagvizsgálati technika létezik. Nagy csoportot alkotnak az elektromágneses elvű módszerek, ezen belül pedig igen jelentősek az örvényáramokat felhasználó eljárások. A dolgozatban egy egyszerű, ám igen elterjedt örvényáramú technika szimulációjával foglalkozunk. A módszer vezető anyagból készült lemezekben előforduló, a fajlagos vezetőképességet lokálisan megváltoztató anyaghibák (pl. korrózió, repedés) detektálására és osztályozására szolgál. Gyakran használják ezt a módszert többek között atomreaktorok hőcserélőinek ellenőrzésére valamint repülőgépek külső borításának és a turbinák egyes részeinek vizsgálatára. A vizsgálat során egy váltakozó árammal táplált tekercset mozgatnak a vizsgált lemez felszíne felett, azzal párhuzamos síkban. A tekercs által létrehozott időben változó mágneses mező a lemezben örvényáramokat kelt – ezek mágneses tere is befolyásolja a tekercsben kialakuló eredő mágneses teret. Ha a lemezben anyaghiba van, akkor az örvényáramok eloszlása megváltozik a hibamentes esethez képest, így a vizsgáló tekercs impedanciája – melyet a vizsgálat során mérnek – is változik, ez a hibadetektálás elve. Általában igen hasznos, ha a mérési eredmények ismeretében nem pusztán az anyaghiba létét tudjuk kimutatni, hanem ezen túlmenő kvantitatív megállapításokat is tehetünk – ezt nevezik inverz feladatnak. Nyilvánvaló, hogy az inverzióhoz ismernünk kell megfelelően sokféle anyaghiba által okozott impedancia jelet. Az adott paraméterekkel rendelkező anyaghibához tartozó impedanciaváltozás meghatározása az ún. direkt feladat. A direkt feladat megoldása térszámítási módszerekkel igen komoly kihívás, napjainkban is intenzíven kutatott kérdéskör. A vizsgálati módszer elektromágneses jelenségeinek mélyebb megismerése elősegítheti az eljárások, vizsgáló eszközök továbbfejlesztését. A fenti anyagvizsgálati módszer direkt feladatának megoldására számítógépi programot készítettünk Matlab nyelven. A dolgozatban bemutatjuk a tekercs-anyaghiba kölcsönhatás általunk alkalmazott matematikai modelljét és ismertetjük a szimulációt végző program főbb elemeit. Modellünket ellenőrizzük – eredményeit összevetjük mért adatokkal. A direkt problémára vonatkozó alapegyenletek és a megoldás során alkalmazott módszerek egy része természetesen megtalálható a szakirodalomban, de a rendelkezésre álló eszközök célszerű használatának kidolgozása, hasznos egységbe olvasztása és a számítógépes implementáció elkészítése saját eredmény. Az elektromágneses modell alapgondolata, hogy a tekercs által keltett ún. beiktatott teret és az anyaghibát reprezentáló másodlagos források terét egymástól függetlenül, különböző módszerekkel számítjuk ki. A beiktatott tér az általunk vizsgált egyszerű tekercsgeometria esetén kifejezhető analitikus formulák segítségével, a másodlagos források terét pedig a térbeli Fourier-transzformáció alkalmazásával kapjuk meg. Az inverz transzformációt numerikusan végezzük el. A két tér kölcsönhatását diadikus Greenfüggvények segítségével integrálegyenlet alakjában írjuk fel. Az integrálegyenletet numerikusan oldjuk meg a momentum-módszer felhasználásával – eredményül az anyaghibát reprezentáló másodlagos források térbeli eloszlását kapjuk. Végül ezen eloszlás és a beiktatott tér ismeretében a tekercs impedanciaváltozását a reciprocitási elv alapján számítjuk ki.

125

Új minősítési módszerek és tervezési szempontok a teremakusztikai értékelésben használt szűrőbankokhoz Bukuli Norbert V. Vill, [email protected] Torma Ákos V. Vill, [email protected] Konzulens: Huszty Csaba, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] A teremakusztikai mérések minősége és módszerei ma már lehetővé teszik az akusztikai kiértékelésen túl a mérési eredmények közvetlen zenei célú felhasználását is. Legyen szó bármelyikről is, a mért impulzusválaszok feldolgozása során a szélessávú paramétereken túl sokszor az emberi halláshoz igazodó, részletes frekvenciafelbontást is alkalmaznak, a felbontást biztosító szűrőbank tulajdonságai azonban jelentősen befolyásolhatják a számított paramétereket. Míg korábban a nagy jel-zaj viszonyú mérések módszereinek kidolgozása volt hangsúlyos, ma időszerűnek tűnik a feldolgozás szűréssel kapcsolatos lépéseit is részletesebben megvizsgálni, mert a teremakusztikai paraméterek a kiértékelés eltérő módszereitől is bizonytalanná, vagy megtévesztővé válhatnak. Dolgozatunk célja a bizonytalanság mértékét megvizsgálni többféle szűrőbank és szisztematikus módszerek segítségével, összehasonlítani a szűrőbank-típusokat és kiválasztani a mérési eredményeket legkevésbé befolyásoló változatokat, valamint kidolgozni az egyes szűrőbankokra egy teremakusztikai célú objektív minősítési paraméterrendszert. Irodalom: 1. Brian F. G. Katz: International Round Robin on Room Acoustical Impulse Response Analysis Software 2004. Acoustics Research Letters Online Published Online (23 August 2004) 2. ISO 3382:1997: Acoustics—Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters. 3. ANSI S1.11-2004: Specification for octave-band and fractional-octave-band analog and digital filters 4. A. Lundeby, T. E.Vigran, H. Bietz, and M. Vörlander: Uncertainties of measurements in room acoustics, Acustica 81, 344–355 (1995).

126

Hiszterézises káoszgenerátor vizsgálata Csikja Rudolf V. Vill., [email protected] Konzulens: Tóth János, Analízis tanszék, [email protected] Garay Barnabás, Differenciálegyenletek tanszék, [email protected] A számítógépek kezdetének idején Neumann János még azt remélte, hogy megfelelő számítási kapacitással előrejelezhető lesz az időjárás. Mára már teljesen világossá vált, hogy ez még elméletileg sem lehetséges, mivel az időjárás, illetve az azt modellező egyenletek kaotikusak. A káosz felfedezése óta eltelt jó pár évtized, de a mérnökök körében való alkalmazása napjainkban még csak a kezdeti szakaszát éli, bár már számos területen megjelentek és jelennek meg alkalmazások. A legjelentősebb terület ezek közül a hírközlés [1, 2], mivel a determinisztikus, kaotikus rendszerekkel előállított jelek megfelelő statisztikai tulajdonságokkal rendelkeznek a híradástechnikában való alkalmazhatósághoz. A jövőben jelentősebbé válhat a káosz irányítási rendszerekben és az energiaátvitelben való alkalmazása is. Mivel a káosz egyre nagyobb hangsúlyt kap a mérnöki tudományokban, ezért ma már nem szoríthatjuk ki azt a gondolkodásmódot, amit a kaotikus rendszerek megkövetelnek, és semmiképp nem tagadhatjuk meg ezen rendszerek létét, ismeretét és felhasználását. A dolgozatban egy szakaszonként lineáris síkbeli leképezéssel modellezett káoszgenerátort vizsgálok meg. A vizsgálat előtt áttekintést adok a káosz kombinatorikus megfogalmazásáról, és annak prototípusáról: a Smale-patkóról. Ezután a káosz meglététére elégséges feltételt kimondó tételt ismertetek [3], amelynek feltételei véges sok lépésben ellenőrizhető intervallumaritmetikai módszerekkel. Az intervallumaritmetika alkalmazásával a számítások minden esetben megbízható eredményt adnak (feltéve, hogy egyáltalán adnak), így ez szigorú matemaikai bizonyításnak is tekinthető (és ma már az ilyen módszerek elfogadottak), hiszen ezzel kezelhetővé válnak a lebegőpontos számítások során felhalmozott kerekítési hibák. Irodalom: 1. Hasler, M.: Engineering chaos for Encryption and Broadband Communication. Royal Society of London Philosophical Transactions Series A, vol. 353, 111-125 (1995). 2. Manuel D. R.; Angel, R. V.; Veikko, P.: Integrated circuit blocks for a DCSK chaos radio. Circuits and Systems, vol. 4, 473-476 (1998). 3. Zgliczynski, P.: Computer assisted proof of the horseshoe dynamics in the Hénon map. Random & Computational Dynamics vol. 5, no. 1 (1997) 1-17.

127

Holografikus kvantum-másolásvédelem Gyöngyösi László V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Imre Sándor, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] A napjainkban alkalmazott másolásvédelmi megoldások csupán az információ lemásolásának megnehezítését képesek garantálni, így ezen technikáktól nem remélhetjük az illegális másolások készítésének megakadályozását. Az illegális szoftverterjesztés és felhasználás, illetve fájlletöltés mára már világméretű problémává vált, több száz milliárd dolláros kárt okozva az előállítóknak. A klasszikus rendszereken belüli analóg, illetve digitális jelek másolása a rendszer megzavarása nélkül, tetszőleges alkalommal végrehajtható, az illegális információlopáskor nem keletkezik tényleges hiány a rendszeren belül. Egy kvantumrendszerben azonban a kvantumállapotok tökéletes lemásolására a klónozhatatlansági-tétel értelmében nincs lehethetőségünk, az adatok ellopása csak az információhordozó kvantumállapot tényleges, fizikai eltávolításával és bemérésével lehetséges. A kvantumállapotok lemásolásához szükséges mérések pedig minden esetben irreverzibilis változásokat okoznak a kvantumrendszerben, így az esetleges másolási próbálkozások egyértelműen detektálhatóak. A TDK dolgozatban bemutatott protokoll biztonságának alapját a kvantumelmélet jelenti, az információkat hordozó kvantumállapotok lemásolását így fizikai törvények teszik lehetetlenné. A protokollon belül adatainkat, - a gyakorlati feltörhetetlenséget nyújtó digitális kódok helyett - az elméleti feltörhetetlenséget garantáló, fizikailag realizált kvantumállapotok védik. A TDK dolgozat célja az abszolút értelemben tökéletes másolásvédelemi eljárás megvalósításának kidolgozása, holografikus adattárolási eszközökre, illetve összefonódott kvantumállapotokra építve. A protokoll alapvetően a kvantumkriptográfia működési elvére épül, azonban adataink védelméhez nincs szükség sem nyilvános kulcselosztó rendszer használatára, sem pedig előre eltárolt kulcsokra. A protokoll működéshez szükséges feltételek már a mai holografikus eszközökkel is megvalósíthatóak, az információ tárolásának alapját a reflektált transzmissziós polarizációs hologramra épülő optikai lemez jelenti. Az EPR-állapot analízisre épülő koincidencia vizsgálat eredményeképpen egyértelműen meghatározhatóak a kvantumállapotok minőségében, illetve a kommunikációra jellemző késleltetési időtartamokban bekövetkezett változások. A protokollban alkalmazott kvantumállapotok közül kiemelt szerep jut a sajátos önkölcsönhatással rendelkező, kitüntetett Bell-állapotnak, amely állapot különbözősége a bozon részecskék szimmetriájával magyarázható. A TDK dolgozatban a protokoll működési elvét egy kvantumáramkörökből felépített, absztrakt logikai modellen keresztül, majd egy holografikus elemekből álló, optikai modellen keresztül mutatom be. A dolgozathoz készített szimulációs programmal többféle kvantumállapot klónozási, illetve kvantumállapot-rekonstrukcióra épülő támadási stratégiát vizsgáltam, így a protokoll abszolút biztonságáról is meggyőződhetünk. A kapott eredmények alapján egyértelműen kijelenthető, hogy a protokollon belüli EPR-kvantumállapotok klónozása a gyakorlatban megvalósíthatatlan, a kvantumállapotok lemásolása csak drasztikus mértékű minőségromlás mellett hajtható végre. A szimulációs program eredményei ugyanakkor arra is rávilágítanak, hogy az EPR-állapotok visszaállításához szükséges mérések száma exponenciális sebességgel nő a rekonstruált állapot minőségének lineáris mértékű javulása mellett, így az összefonódott kvantumállapotok gyakorlati rekonstruálása sem lehetséges. Irodalom: 1. C.H.Bennett, G.Brassard, N.D.Mermin, Phys.Rev.Lett. 68, 557 (1992).

128

Mikrohullámú összeköttetések csillapítás modellezése Markov láncokkal Hercz János V. Vill., [email protected] Konzulensek: Csurgai-Horváth László, dr. Bitó János Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected] A vezetéknélküli kommunikáció az elmúlt pár évtizedben nagyon sokat fejlődött. Azért, hogy megbízhatóak legyenek a kommunikációs csatornáink, folyamatosan mérjük és modellezzük őket és a kapott eredmények alapján próbáljuk meg minél megbízhatóbbakká tenni. A földi és a műholdas rádiós csatorna tervezése során az átviteli úton fellépő csillapítások meghatározása és leküzdése nagyon fontos feladat. A különböző típusú csapadékok, a többutas terjedés, az interferenciák vagy a szcintilláció hosszú és rövid idejű csillapításokat okozhatnak. Az új rendszerek tervezésekor a mesterségesen generált csillapítási idősorokat felhasználhatjuk arra, hogy az első és másodrendű statisztikákból következtetéseket vonjunk le, meghatározhatjuk a rendszer rendelkezésre állási idejét, azt hogy milyen módon osszuk el a rendszer erőforrásait, vagy hogy hogyan védekezzünk a csillapítások ellen, milyen kódolást válasszunk. Ez a dolgozat egy módszert szeretne mutatni arra, hogy hogyan lehet egy vezetéknélküli mikrohullámú rádiócsatornán csapadék hatására fellépő vételi jelszint ingadozást modellezni és csillapítási idősorokat generálni. A modellezés Markov láncok felhasználásával történik. A munka során megvizsgáljuk egy mikrohullámú összeköttetés vételi jelszintjének mérési adatsorát, különös tekintettel a jelsorozat stacionaritását, mivel homogén, elsőrendű Markov láncok csak stacionárius idősorok modellezésére használhatóak. Megállapítható, hogy a modellezendő folyamat hosszú időszakaszon nem stacionárius, ezért nem lehet egyetlen Markov lánccal modellezni. Ezért a dolgozatban bemutatott eljárás egy kétállapotú, fading/interfading Markov modell valamint egy rejtett Markov modell kombinációjából áll. A kétállapotú modell az összeköttetés hosszútávú viselkedését modellezi, ez állítja elő az egyes fading és interfading események hosszait, a rejtett Markov modell pedig az idősor finom szerkezetét határozza meg. A dolgozatban bemutatjuk a homogén, elsőrendű Markov láncok főbb fajtáit, majd megvizsgáljuk, hogy milyen esetekben lehet Markov folyamattal modellezni sztochasztikus folyamatokat. Ezután bemutatásra kerül a két Markov modellel dolgozó idősor generátor, majd megvizsgáljuk, hogy a rádiócsatorna fizikai jellemzőinek változása (frekvencia, szakaszhossz, polarizáció) hogyan befolyásolja a Markov modell paramétereit. Végül a dogozat a kapott eredmények értékelésével zárul. Irodalom: 1. Woyczynski: A First Course in Statistics for Signal Analysis, Birkhauser, 2006 2. L. Castanet, Deloues T., J. Lemorton : “Methodology to simulate long-term propagation time series from the identification of attenuation periods filled with synthesized events”, COST 272-280 International Workshop on Satellite Communications from Fade Mitigation to Service Provision, Noordwijk, The Netherlands, May 2003. 3. L. R. Rabiner: “A Tutorial on Hidden Markov Models and Selected Applications in Speech Recognition”, Proceedings of the IEEE, vol. 77, no. 8, Feb 1989 4. László Csurgai-Horváth, János Hercz, János Bitó: “Rain Attenuation Time Series Synthesis with Combined Two-State and Hidden Markov Models for Microwave Terrestrial Links”, 12th Microcoll Conference, Budapest, Hungary, 14-16 May 2007

129

Részecskealapú folyadékszimuláció elosztott környezetben grafikushardver-támogatással Horváth Péter V. Inf., [email protected] Illés Dávid V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Szirmay-Kalos László, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] Fizikai jelenségek hatékony szimulációja és vizualizációja a ma elérhető számítási kapacitás mellett is költséges feladat. A természeti jelenségek modellezése (víz, füst, homok), és az eredmények megjelenítése mérnöki és művészeti szempontból is kihívásnak számítanak. Dolgozatunkban bemutatjuk a folyadékszimuláció alapegyenleteit, annak lehetséges megoldási módjait. A Smoothed Particle Hydrodynamics módszert alkalmazva vázoljuk a részecskealapú szimuláció lehetőségeit CPU-n, és egy általunk fejlesztett algoritmust, ami a grafikus hardveren végzi a fizikai számításokat. Az algoritmust kiterjesztjük elosztott környezetű felhasználásra, melynek lényege a domain-alapú particionálás, azaz a szimulálandó térrész feldarabolása a számítási egységek között. A résztérfogatok közötti áramlás hálózati kommunikációval biztosított. A témához kapcsolódóan elvégeztük az eljárás integrációját egy speciális effektusok készítését támogató szoftverbe, mivel a jelenleg kapható 3D-s grafikai trükkszoftverek nem adnak megfelelő támogatást kiterjedt térfogatú folyadékok szimulációjához. Az elkészült modul széleskörűen paraméterezhető, a szimulálandó folyadék a szoftverbe betöltött virtuális világ modelljeivel interakcióba tud lépni (ütközés, áramlás). A párhuzamos működést a trükkszoftver vezérli, a kliensek önálló alkalmazásként socket-interfészen kapcsolódnak hozzá. A módszer egy másik felhasználása az eredmény gyors vizualizációja, esetleg interaktív szemlélése. A támogató szoftvert grafikus klaszteren valósítottuk meg. A klaszter elemei az adott térfogatrészt dolgozzák fel, majd jelenítik meg egy párhuzamos kompozitálószoftver segítségével. Az egyes számítógépek ebben a megoldásban egyenrangúan viselkednek. Az elemek kommunikációja MPI-interfésszel történik. Irodalom: 1.G. K. Batchelor. An Introduction to Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 1967. 2.D. Pnueli and C. Gutfinger. Fluid Mechanics. Cambridge Univ. Press, NY, 1992. 3.M. Müller, D. Charypar, M. Gross. Particle-Based Fluid Simulation for Interactive Applications. Eurographics/ SIGGRAPH Symposium on Computer Animation

130

Network neutrality gazdasági hatásainak vizsgálata számítógépes szimuláció segítségével Lux András IV. Vill., [email protected] Tanszéki Konzulens: Dr. Trinh Anh Tuan, BME-TMIT, [email protected] Ipari konzulensek: Biczók Gergely, Ericsson Traffic Lab, [email protected] Kardos Sándor, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány, [email protected] Az utóbbi időkben újra aktuális lett a network neutrality kérdése. A network neutrality fogalma azt az elvárást takarja, hogy egy hálózat legyen semleges a különböző felhasználók, az általuk használt alkalmazások és a hálózatra csatlakoztatott eszközök szempontjából, vagyis az ezek által küldött adatokat mindenféle diszkrimináció nélkül, beérkezési sorrendben továbbítsa. A kérdés aktualitásának legfőbb kiváltója természetesen az egyik legnagyobb, napjainkban létező, üzenettovábbításra alkalmas hálózat: a globális Internet. Az Internetnek, mint minden fejlett technológiájú rendszernek, a fenntartása és fejlesztése jelentős anyagi forrásokat igényel, amelyeket nagyrészt profitorientált cégek nyújtanak. Ezen cégek egy részének viszont nem áll érdekében a semlegesség biztosítása, emiatt az általuk üzemeltetett hálózatokban az ezredforduló környékén különböző korlátozásokat kezdtek bevezetni, amely korlátozások a fenti elvet megsértették. A bevezetett változások természetesen jelentős tiltakozásokat váltottak ki az érintett felhasználók részéről, ami hatására az utóbbi években világszerte komoly társadalmi, szakmai és politikai vita alakult ki a témával kapcsolatban. Az Amerikai Egyesült Államokban és az Európai Unióban is központi kérdéssé vált, hogy kell-e, és ha igen, akkor milyen jellegű szabályozásokat bevezetni, amik a szolgáltatókat rábírják a net neutrality elvének betartására. Az Egyesült Államokban már több tervezetet is benyújtottak a törvényhozásnak, azonban ezek részben szakmai, részben politikai okokból megbuktak. A sikertelenség ellenére most ismét egy, a network neutralityt erősen támogató és előíró törvény van a megfelelő szakbizottság előtt, aminek az elfogadása az eddigiekénél esélyesebbnek tűnik, és komoly hatással lenne az internetszolgáltatók és így az egész Internet világára. A tervezetek körüli viták egyik kiváltója az, hogy nehéz megbecsülni, hogy milyen következményei lesznek ha a szolgáltatók szabályozását szigorítják. Mivel az államnak mind a gazdasági társaságok, mind a magánemberek érdekeit figyelembe kell vennie, ezért nem egyszerű megtalálni a választ a felmerült kérdésekre. Jól jár-e a fogyasztók többsége? Milyen hatással lesz szabályozás az internetszolgáltatók piacára, nem okoz-e nekik aránytalan plusz költségeket, amiket esetleg a felhasználókra hárítanak át? Az én dolgozatom ezeket a kérdéseket igyekszik megválaszolni. Célom meghatározni, hogy a mai, differenciált termékeket nyújtó piacon mi történik a végfelhasználói árakkal, hogy ha a network neutrality előretörésének hatására az addig különböző árakon különböző szolgáltatást nyújtó internetszolgáltatók (ISP-k) kénytelenek termékpalettájukat csökkenteni. Valóban jó ötlet a felhasználók szempontjából a megkülönböztetés eltörlése, vagy pedig egy szűk réteg igényeinek kielégítése érdekében a többség érdekeit jelentősen megsértjük vele? A kérdések megválaszolására felállítok egy, az ISP-k optimális viselkedését leíró egyszerűsített játékelméleti modellt, aminek alapján feltételezéseket teszek a szabályozás várható hatásaira, majd számítógépes szimulációval támasztom alá állításaimat. A kapott eredmények pontosságának figyelembevételével megvizsgálom, hogy a net neutrality a mostaninál erőteljesebb szorgalmazása milyen hatással lenne az Internet világára. Végül felvázolok pár irányt a kutatás folytatására. 131

Fotonikus kristályok vizsgálata TLM módszerrel Püspöki Zsuzsanna III. Vill., [email protected] Konzulens: Reichardt András, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, Villamosságtan Csoport, [email protected] Különböző dielektromos állandójú közegek periodikus elhelyezése esetében az elektromágneses hullámok szokatlan viselkedést mutatnak. Ezen hullámok terjedési vizsgálatának segítségével - az elrendezéstől függően - a szilárdtesteknél megszokott kristálytani jellemzőket figyelhetünk meg. Az ilyen elrendezéseket fotonikus kristályoknak nevezzük. Ezen “kristályok” segítségével a félvezető elektronikához hasonló működési elvű, fotonikus eszközök készíthetőek. A fotonikus kristályokban lezajló folyamatokat az elektromágneses tér szimulációjával lehet vizsgálni. A szimulációhoz TLM módszert (Transmission Line Matrix method) használtam. Ennek alkalmazhatósága az elektromágneses tér hullámszerű megoldásainál implementálható, s bár a gyakorlatban viszonylag ritkán használt, ezen elrendezés mellett számos előnye van. A TLM módszer alkalmazásánál az egyenleteket ekvivalens áramköri modellek segítségével lehet felírni és megoldani. Ezen ekvivalens áramköri modell adaptációjával felépített összetett hálózat szimulációjára általános megoldó algoritmust használva áramkörszámító programot készítettem, amelynek segítségével az elektromágneses probléma megoldhatóvá vált. Az így felépített hálózat állapotváltozós leírását generálva a különböző összetételű hálózatokra a megoldást már egy viszonylag jól kezelhető parciális differenciál egyenletrendszer adja. A program alkalmazása során veszteséges és veszteségmentes áramköri helyettesítő képet is felhasználátam. A kifejlesztett szimulációs eszközt egydimenziós és kétdimenziós periodikus elrendezések szimulációjára alkalmaztam, a fotonikus kristályok alapvető tulajdonságait és lehetséges elrendezéseit vizsgáltam meg. Felhasznált irodalom : 1. W.J.R. Hoefer : The Transmission-Line Matrix Method – Theory and Applications, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-13, no. 10., pp 882, 1985 2. Stoyan Gisbert: MATLAB (TypoTEX Kiadó, 2005) 3. Fodor György: Hálózatok és rendszerek analízise 2. és 3. kötet (Műegyetemi Kiadó, 1998) 4. http://ab-initio.mit.edu/photons/tutorial/

132

Esőesemény detektálása földi mikrohullámú pont-pont összeköttetések vételi teljesítményszint adatbázisa alapján Vári Tamás V. Vill., [email protected] Konzulensek: Bitó János, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected] Szládek Gábor, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, [email protected] A mikrohullámú pont-pont összeköttetések földi, illetve műholdas kapcsolatok létesítésére széleskörűen alkalmazhatóak. Az egyik legfontosabb felhasználási terület a mobiltelefon rendszerek esetében a bázisállomások gerinchálózatba való becsatlakoztatása, ahol e megoldás néhány szempontból előnyösebb az optikai kábel hálózat létesítésénél, mivel egyszerűbben és gyorsabban kivitelezhető, illetve olcsóbb, ugyanakkor hátrányos a kisebb adatsebesség és az átviteli csatorna kisebb megbízhatóságának szemszögéből. Az ilyen összeköttetések tervezésénél a szokásos szempontokon kívül nagy hangsúlyt kell fektetni a 10GHz feletti hullámterjedési jelenségekre, különösen a csapadék – azon belül legfőképp az eső - hatására. Az eső által előidézett időben változó csillapítás (fading) többletcsillapításként jelentkezik, amire a megfelelő fading tartalékot kell biztosítani a vevő számára, hogy esőzéskor is hibamentesen lehessen kommunikálni. Méretezéséhez ismerni kell az eső okozta csillapítás mechanizmusát és az adott terület esőzési statisztikáit. A MilliProp projekt keretein belül folynak mérések az időjárási viszonyok és az okozott csillapítás kapcsolatáról, majd statisztikai elemzések után összevetésre kerülnek az ITU-R által ajánlott modellekkel. Az adatgyűjtés során többek között a vett teljesítményszint adatok kerülnek tárolásra, így minden előforduló csillapítás rögzül, de az elemzés során csak az eső által okozottakat kellene figyelembe venni, ezért fontos az esőesemények detektálása. A rendelkezésre álló meteorológiai, legfőképp az esőintenzitás adatok alapján könnyen megállapítható, hogy az adott időintervallumban eső illetve csapadék okozta-e a jelszint csökkenését, de ezek nem mindenhol és mindig állnak rendelkezésre, ezért a cél, hogy csupán a jelszint illetve csillapítás adatok alapján megállapítható legyen, hogy a csillapítást eső, más csapadék, a rádióhullámot akadályozó tárgy vagy más okozza. Több éven keresztül, több linken rögzített jelszint, és több helyen mért meteorológiai adatok alapján kellene megtalálni az eső okozta csillapítási esemény olyan tulajdonságát, mely vizsgálatával lehetőleg nagy valószínűséggel megállapítható, hogy az adott esemény esőesemény-e. Elsősorban szükséges a jel zavarok okozta nagyfrekvenciás komponenseinek szűrése, mely után a definiálható csillapítási esemény (azon időtartam, mely alatt a csillapítás adott érték feletti), majd vizsgálhatóak a jel dinamikus, statisztikai, spektrális tulajdonságai. Másik módszer lehet a mozgó időintervallumok időpillanatonkénti vizsgálata hasonló eszközökkel. Végül összegezve a technikákat, és az azok által elért eredményeket megmutatkozik melyik lehet a legmegfelelőbb az esőesemények detektálására, esetleg azok klasszifikációjára. Irodalom: 1. Ingvar Henne, Per Thorvaldsen: „Planning of line-of-sight radio relay systems” ABB Nera 1994 2. ITU-R recommendation P.530-10,”Propagation data and prediction methods required for the design of terrestrial line-of-sight systems” ITU, Geneva, 2001.

133

PROTOKOLLOK SZEKCIÓ

134

Kölcsönös hitelesítési protokoll kis számítási kapacitású RFID rendszerekben Antal Mátyás V. Inf., [email protected] Konzulens: Gódor Győző, Híradástechnikai Tanszék, [email protected] Az RFID (rádió frekvenciás azonosítás) technológiát mára már rendkívül széles körben használják: logisztikai és beléptető rendszerek, orvosbiológia – páciens szervezetébe ültetett jeladó –, közúti forgalommérés, stb. Ugyanakkor a rádió, mint közvetítő közeg – hasonlóan a vezetéknélküli-és mobiltelefon-hálózatokhoz – új, megoldandó biztonsági problémákat vet fel. Ennek oka az, hogy a rádiós közeg harmadik fél számára is könnyedén hozzáférhető: a küldött jelek lehallgathatóak vagy tetszés szerint módosíthatóak. A legfőbb megoldandó kérdés tehát a kommunikáló felek azonosítása és hitelesítése. Az RFID rendszerek három fő elemből épülnek fel: egyrészt az ún. RFID tag-ből, mely egy nagyon kis számítású kapacitású és rendszerint saját energiaforrással nem rendelkező kisméretű "processzor", beépített, speciális rádiós antennával. Másrészt áll egy, a tag-ekkel kommunikáló RFID leolvasóból, amely a háttérrendszerhez (backend) kapcsolódik, rendszerint szabványos IP hálózaton keresztül. A számítási kapacitás szempontjából a rendszer szűk keresztmetszetét jól láthatóan az RFID tag-ek adják. Olyan kis számítási kapacitást igénylő hitelesítésre van tehát szükség, amely a lehető legkevesebb és legrövidebb üzenettel, legkevesebb számítással – ilyenek például az egyirányú hash függvények – a leghatékonyabb módon elvégzi a felek azonosítását és hitelesítését a rendszerben. Munkám során megvizsgáltam több, korábbi megoldást a témában [1] [2], majd azok hibáit kielemezve és a következtetéseket levonva egy olyan, ún. lightweight hitelesítési protokollt dolgoztam ki, amely kizárólag hash függvények és egyszerű logikai műveletek végrehajtását igényli a tag-ek részéről. Az általam fejlesztett hitelesítési algoritmus továbbá tömörebb üzeneteket alkalmaz, és kevesebb számításra van szüksége, de a fenti kritériumokat továbbra is teljesíti. Ezután az elkészült protokollt biztonsági szempontból vizsgálat alá vetettem, továbbá formális GNY logikai módszerekkel [3] bebizonyítottam, hogy a kitűzött célokat valóban teljesíti. Irodalom: 1. Weis, S. A., Sarma, S. E., Rivest, R. L., Engels, D. W.: Security and Privacy Aspects of Low-Cost Radio Frequency Identification Systems. Security in Pervasive Computing, LNCS 2802, 201-212 (2004). 2. Luo, Z., Chan, T., Li, J. S.: A Lightweight Mutual Authentication Protocol for RFID Networks. Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on e-Business Engineering (ICEBE'05), IEEE (2005). 3. Gong, L., Needham, R., Yahalom, R.: Reasoning about belief in cryptographics protocols. Proceedings of the 1990 IEEE Symposium on Security and Privacy, IEEE Computer Society Press, 234-248 (1990).

135

A Skype és SIP protokollok közötti átjárhatóság vizsgálata Bóta Gergő V. Vill., [email protected] Khoór Bence V. Vill., [email protected] Lendvai Károly V. Vill., [email protected] Konzulens: Szabó Sándor, HIT Tanszék, [email protected] Ipari partnerünk egy olyan telefonos ügyfélszolgálatot kíván megvalósítani, ahol a bejövő hívások Skype-on keresztül érkeznek, de az ügyintézők már SIP protokollt használó klienseken fogadják azokat. Ezen kéréssel kapcsolatban a legnehezebb feladatot a Skype-SIP konverzió jelentette. A Skype napjaink egyik legelterjedtebb VoIP protokollja. Legnagyobb hátránya azonban, hogy zárt forráskódot és saját, nem szabványosított protokollt használ, ezért a Skype alapú fejlesztések kizárólag a korlátozott lehetőségeket biztosító SkypeAPI-n keresztül valósíthatók meg. A SIP protokoll hálózat üzemeltetői szempontból sokkal kézenfekvőbb megoldás: könnyebben implementálható a saját hálózati környezetbe, és nyílt protokoll lévén mindenki által hozzáférhető, így szinte bármilyen alkalmazás kifejlesztését lehetővé teszi. Az általunk létrehozott megoldás fő eleme egy szerverként működő személyi számítógép, amely a Skype-SIP protokollkonverziót megvalósítja, és az üzenetek átalakításán túl kapcsolóközpontként is működik. A hívó fél webes felületen kezdeményezhet hívást Skype klienst használva, majd a szerver számítógép az általunk elkészített szoftver segítségével elvégzi a jelzésüzenetek konverzióját, a hangcsatornák megfelelő helyre történő átirányítását, és SIP/RTP protokollokra továbbítja a hívást. A rendszer része egy hívásátirányítás (calltransfer) modul is, mely lehetővé teszi, hogy a hívó fél egyetlen behívó számon (Skype felhasználó név) keresztül lépjen kapcsolatba az ügyfélszolgálattal. Alapvető követelmény volt, hogy a rendszer egyszerre több párhuzamos hívás kezelésére is alkalmas legyen. Terhelés vizsgálataink során megállapítottuk, hogy egy korszerű személyi számítógép egyszerre akár 8-10 kapcsolatot is tud szimultán kezelni, így a kisebb méretű ügyfélszolgálatok számára egyszerű, gazdaságos megoldást nyújt. Rendszerünk további előnye az iparban megtalálható többi rendszerhez képest, hogy külön hardver nélkül, bármilyen Windows-os környezetben futtatható. Irodalom: 1. S.A Baset, H. Schulzrinne: “An Analysis of the Skype Peer-to-Peer Internet Telephony Protocol”, Technical Report. Columbia University, 2004 2. Skype API és Skype4COM Reference, https://developer.skype.com/Docs/ApiDoc/src, https://developer.skype.com/Docs/Skype4COMLib 3. Szabó Sándor: „Távközlési szolgáltatások migrálása IMS rendszerre, és SIP alapú megvalósításuk”, Projekt Riport, TCT Hungary Kft., Mobil Innovációs Központ, 2006

136

Ütemező algoritmusok tervezése és vizsgálata performancia teszteléshez TTCN-3 környezetben Buti Tamás V. Inf., [email protected] Konzulensek: dr. Csöndes Tibor, ERICSSON / TMIT ([email protected]) dr. Ziegler Gábor, ERICSSON / TMIT ([email protected]) A feladat speciális operációs rendszer környezetben, több szálon futtatandó, távközlési forgalomgenerátor programhoz ütemező algoritmusok tervezése és vizsgálata. A cél az ütemező algoritmus pontosságát biztosítani minimális számítási igény és változó időzítési követelmények mellett, miközben az algoritmus futását befolyásolja az is, hogy a többszálú programunkat futtató „TTCN-3 virtuális gépünk” maga is elosztott módon fut, heterogén környezetben, POSIX kompatibilis platformok felett. A platformok esetünkben Solaris, Linux, Win32/Cygwin, FreeBSD rendszerek tetszőleges keverékét jelentik. Forgalomgenerátoraink „futtató környezete” kötött, a TTCN-3 nyelv dinamikus szemantikáját követi. Ennek lényege, hogy a TTCN-3 motor úgynevezett Parallel Test Component-ekből (PTC) áll össze. A környezet egy speciális többszálú modell, ahol a PTC-k egy-egy virtuális egyszálú számítógépnek felelnek meg, saját virtuális processzorral, kommunikációs interfészekkel és időzítőkkel, de fontos az, hogy a PTC-k egymással csak üzenetváltással kommunikálhatnak, nincsen osztott memória. Az időzítő algoritmus által kezelendő tartomány kb. 101..10-7 sec tartományig terjed, amibe sajnálatos módon beleesik (és ezért a pontosságot befolyásolja) az elosztott futtató környezetben tapasztalható üzenetterjesztési késleltetések (pár msec tartomány) és a POSIX rendszeridőzítők tipikus felbontása, ill. pontossága (1..10msec). A mérési feladat a különböző algoritmusok összehasonlítása egymással, és a tipikus operációs rendszer ütemezőkkel. Az érdekes mérőszám elsősorban a CPU terhelés a generáló gépen, az ütemező paramétereinek függvényében (a szimulált állapotgépek száma, elérhető legnagyobb forgalom/cps). Irodalom: 1. Colin Willcock, Thomas Deiß, Stephan Tobies, Stefan Keil, Federico Engler, Stephan Schulz: An introduction to TTCN-3, John Wiley & Sons, 0470 01224 2 (2005) 2. The Testing and Test Control Notation version 3; Part 1: TTCN-3 Core Language, ETSI, ES 201 873-1 3. User guide for TITAN TTCN-3 Test Executor, ERICSSON, 198 17-CRL 113 200 (2007)

137

„Lightweight” biztonsági megoldás rádiófrekvenciás azonosítással támogatott elektronikus kereskedelmi környezetben Cserbák Márton V. Inf., [email protected] Konzulens: Gódor Győző, Híradástechnikai Tanszék, Mobil Távközlési és Informatikai Labor A rádiófrekvenciás azonosítás gondolata korántsem újkeletű. Miután 1901-ben Guglielmo Marconi elküldte az első rádiójeleket az Atlanti Óceán túlpartjára, a rádiótechnológia rohamos fejlődésbe kezdett. Ez a fejlődés olyannyira gyors volt, hogy már 1935-ben Alexander Wattson-Watt bemutatta a legújabb találmányát, az objektumok jelenlétét rádióhullámokkal érzékelő radart. Innen már csak pár lépés vezetett a boltokban a termékek azonosítására szolgáló, bélyeg méretű matricákra integrált chipeket használó technológia kifejlesztéséig. Sajnos az új technológia terjedése olyannyira gyors, hogy az Egyesült Államokban már rengeteg helyen alkalmazzák is, mielőtt még a felmerülő biztonsági kérdésekre a megoldások megszülethettek volna. Dolgozatomban ismeretem az RFID-technológiával támogatott elektronikus kereskedelmi környezetben felmerülő biztonsági kérdéseket, és az ezekre eddig adott megoldási javaslatokat. Ismertetek továbbá egy általam kidolgozott biztonsági megoldást, mely a felmerülő biztonsági hiányosságok közül a raktárkészlet jogosulatlan felderítése, a termékek átadásánál jelentkező nehézségek, a termékek eltulajdonítása, illetve a vevők vásárlási szokásainak kikémlelése ellen nyújt védelmet. A megoldásom nem használ kriptográfiai primitíveket – ezért kaphatta a „lightweight” jelzőt –, a leolvasó hitelesítését a rádiós interfészről a rendszer másik pontjára (a leolvasási pont és az adatbázisszerver közé) delegálva éri el a kitűzött biztonsági célokat. Ezen kívül az RFID-technológia által nyújtott építőelemek közül is csak a legegyszerűbbeket és egyben a legolcsóbbakat használja fel. Ismertetem a séma felépítését, a felhasznált elemeket, továbbá a szükséges algoritmusokat. Elemzem, hogy a séma implementálása az erőforrásigény növekedése árán a biztonság terén milyen javulást eredményez. Irodalom: [1] Melanie R. Rieback, Bruno Crispo, Andrew S. Tanenbaum, „The Evolution of RFID Security”, IEEE Pervasive Computing, January-March, 2006, p. 62-69. [2] Xingxin Gao, Zhe Xiang, Hao Wang, Jun Shen, Jian Huang, Song Song, „An approach to security and privacy of RFID system for supply chain”, 2004. IEEE International Conference on E-Commerce Technology for Dynamic E-Business, 13-15 Sept. 2004, p. 164-168. [3] Mulmuley, K., Vazirani, U. V., and Vazirani, V. V. 1987. Matching is as easy as matrix inversion. In Proceedings of the Nineteenth Annual ACM Conference on theory of Computing (New York, New York, United States). A. V. Aho, Ed. STOC '87. ACM Press, New York, NY, 345-354.

138

A H.264 SVC skálázható videófolyam titkosítása Gergely Viktor V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Fehér Gábor, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Oláh István, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Az utóbbi években elterjedt H.264 SVC skálázható videókódolás fő jellegzetessége, hogy egy adott videó egyszeri kódolásával az különböző számítási képességű és sávszélességigényű eszközön lejátszható. Ugyanakkor a kódolás jellege okozza a legfőbb problémákat a médiafolyam titkosításában, ugyanis a különböző rétegekhez tartozó kulcsok hatékony generálása, valamint a kulcskezelés kérdése még nem megoldott. Annak megoldására, hogy a videót venni kívánó felhasználó mely rétegekhez férhessen hozzá egy adott típusú skálázhatóság esetén, a szabványon túlmutató megoldások szükségesek. Ennek fontos alkalmazása lehet például, hogy a felhasználó csak olyan minőségben tudja dekódolni az adást, amilyen szintű szolgáltatásra előfizetett. A dolgozat célja az egyes rétegekhez tartozó titkosító kulcsok hatékony generálása olyan algoritmus segítségével, amellyel a vevő oldalon is előállíthatók a felhasználó számára vehető rétegek kulcsai minimális kulcsinformáció átvitelével. Az adó és a vevő is olyan közös kulcsokkal rendelkezik, amelyek segítségével egy adott rétegtípusból egy adott szint alatti összes réteghez tartozó kulcsot generálni tudja, de a felsőbb szintű rétegekét nem. Mivel a kódoló szabványában még nem szerepel, hogy az egyes csomagokat miként kell átvinni a hálózaton, ezért az egyes részek RTP csomagokba történő illesztése is feladatom volt. Az RTP csomagok által tartalmazott többletinformáció pedig megoldást adott arra a kérdésre is, hogy a kulcscsere során hogyan kapja meg a vevő az új kulcsot, hogy az szinkronban maradjon a folyam átvitelével. Irodalom: 1. Bin B. Zhu, Mitchell D. Swnson, Shipeng Li: Encryption and Authentication for Scalable Multimedia: Current State of the Art and Challenges. Microsoft Research, General Dynamics Advanced Systems, Bloomington, 2004. 2. Heiko Schwarz, Detlev Marpe, Thomas Wiegand: Overview of the Scalable Extension of the H.264/MPEG4-AVC Video Coding Standard, IEEE Transactions, 6 October 2006 3. JSVM Reference Scalable Video Coder & Software Manual. http://ftp3.itu.ch/avarch/jvt-site

139

Konszenzus protokollok szimbolikus szimulációval történő helyességbizonyítása Pintér Norbert V. Inf. , [email protected] Konzulens: Bokor Péter, MIT Tanszék, [email protected] Elosztott hibatűrő protokollok automatikus verifikációja során fellépő állapottér robbanás azt jelenti, hogy a bejárandó állapotok száma a bemenő paraméterek függvényében exponenciálisan nő. Egy természetes megoldás a problémára absztrakció alkalmazása, amellyel jelentősen csökkenthető a bejárt állapottér mérete. Az absztrakció lényege, hogy a rendszert leíró tulajdonságok közül csak a verifikáció szempontjából releváns információt tartjuk meg a rendszer modelljében és azok segítségével modellezzük a rendszerünket. Az úgynevezett szemantikus absztrakciós technikák a rendszerek egy osztályának valamely jellegzetes tulajdonságát kihasználva érik el a redukciót. A hibatűrő protokollok egy általános osztálya többségi szavazást alkalmaz a hibás csomópontok hatásának kiküszöbölésére. Egy klasszikus példa a Bizánci generálisok problémája, ami egy szinkron konszenzus feladat elosztott rendszerben, úgy, hogy a hibák minőségére semmilyen megkötést nem tehetünk. Ilyen protokollok esetén többféle szimmetrián alapuló absztrakciós technikát lehet alkalmazni az állapottér csökkentésére. Egyes absztrakciók a probléma permutációs szimmetriáját használják ki. Ez azt jelenti, hogy a többségi szavazás kimenetét nem befolyásolja a bemeneti értékek sorrendje. Egy másik jelenlévő szimmetria a kompenzációs szimmetria, amely esetén helyes üzenetek kompenzálják a hibás csomópontok által küldötteket. Ennek természetesen előfeltétele, hogy az egészséges csomópontok többségben legyenek, amit tipikusan a protokoll hiba hipotézise definiál. A TDK dolgozatban bemutatásra kerülő szemantikus absztrakció a kompenzációs szimmetriát kihasználva képes az állapotér jelentős redukciójára azáltal, hogy a csomópontok által küldött üzenetek tényleges tartalmát elfedi és azokat csakis szimbolikusan reprezentálja. A szimbólumok közötti kapcsolatok leírása pedig matematikai kényszerekkel valósul meg. A szimbolikus változók kiértékelése ”on-demand” jellegű, azaz amikor arra szükség van a verifikáció során. A dolgozatban az elért eredményeket a klasszikus Bizánci generálisok problémáján keresztül ismertetem – mint demonstratív esettanulmány -, amikor az (esetleges rosszindulatú) generálisok „szóbeli” üzeneteken keresztül kommunikálnak egymással. Az ismertetett absztrakció, azonban, alkalmazható minden üzenetekkel működő és a hibatűrést újraküldéssel megvalósító (ún. kör-alapú) protokoll esetén. A Bizánci generálisok problémája esetében a skálázhatóság jelenti a kihívást, ami azt jelenti, hogy a körök, illetve a hibás csomópontok száma okozza az állapottér robbanását. A választott verifikációs technika a modellellenőrzés, amely kimerítő keresést (szimulációt) hajt végre a rendszer állapotmodelljén. A modellellenőrző bemenete a rendszer formális leírása, illetve a vizsgálandó kifejezés, kimenete pedig a kifejezés helyessége, vagy pedig egy ellenpélda. A technika legfőbb előnye, hogy teljesen automatikus, azaz nem igényel felhasználói interakciót, mint például tételbizonyítás esetén. A modelleket SAL nyelven implementálom, amely egy általánosan használt modellellenőrző eszköz.

140

Biztonsági API analízis a spi-kalkulussal Ta Vinh Thong, VI. inf., [email protected] Konzulens: Dr. Buttyán Levente, HíradásTechnikai tanszék, [email protected] Napjainkban a hardver biztonsági modulok (Hardware Security Module, vagy röviden HSM) nélkülözhetetlen szerepet játszanak számos alkalmazásban, mint a banki ATM hálózatokban a nyílvános kulcs infrastruktúrákban (Public Key Infrastructure, vagy PKI), a tömegközlekedési elektronikus díjbeszedési rendszerekben, és általában az elektronikus kereskedelem területén. HSM alatt olyan hardver eszközt értünk (a rajta futó förmver és szoftver komponensekkel együtt), amely bontás-ellenálló (tamper resistant) tulajdonságokkal rendelkezik, s ezáltal alkalmas kriptográfiai kulcsok biztonságos tárolására, valamint különböző biztonság-kritikus kriptográfiai algoritmusok (pl. digitális aláírás generálás, PIN-kód generálás) végrehajtására. A HSM-ek elleni támadások elsődleges célja a tárolt titkos adatok kinyerése a modulból. A támadások hosszú sora a klasszikus támadási módszerekkel, a fizikai támadásokkal kezdödött. Ezek lehetnek a hardver modul fizikai megbontásával, esetleg roncsolásával járó behatolásos támadások, vagy a HSM működési környezetének (pl. időzítéseinek, áramfelvételének) megfigyeléséből és manipulálásából származó támadások. A fizikai támadások hatékonyak, ám amiatt, hogy a legujabb generációs HSM-ek magas szintű fizikai védelemmel rendelkeznek, nagyon költséges berendézeseket igényelnek. A közelmúltban azonban napvilágra kerültek a jóval kisebb költséggel járó szoftver alapú támadások, melyek a HSM alkalmazás programozói interfészének (Application Programming Interface, vagy röviden API) az óvatlan tervezéséből származó gyengeségeket használják ki a titkos adatok megszerzéséhez. Számos elterjedten használt (s különben erős fizikai védelmet biztosító) HSM ellen találtak API szintű támadást. Szükség van tehát az API-ban rejlő biztonsági lyukak felfedezésére és foltozására, ideálisan még az adott HSM széleskörű telepítése előtt. Az API analízis egyik igéretes iránya a szoftverfejlesztés területén használt formális verifikációs módszerek alkalmazása. Követve ezt az írányt, egy processz-algebra alapú API verifikációs módszert javaslunk, mely különösen alkalmasnak látszik a biztonsági API-k működésének formális leírására és a biztonsági követelmények precíz definiálására. Konkrétan, az itt bemutatott módszer a spi-kalkulusra épül, melyet eredetileg kulcscsere protokollok analízisére fejlesztettek ki. Ismereteink szerint mi használtuk először a spikalkulust biztonsági API-k analízisére. Jelen dolgozatunkban egyrészt szeretnénk ismertetni az olvasóval az ismertebb API támadásokat, a támadások megértéséhez pedig az őket implementáló hardver biztonsági modulok müködéséről is adunk egy rövid áttekintést. Másrészt bemutajuk a spi-kalkulust, majd ennek segítségével formálisan leírunk egy támadást egy példa API ellen. Végül az API javított változatának biztonságát bizonyítjuk be a spi-kalkulussal.

141

SZOFTVER ALKALMAZÁSOK SZEKCIÓ

142

Hash táblák adaptálása tömeges adatfeldolgozáshoz Dudás Ákos IV. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Juhász Sándor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék, [email protected] A jelenleg rendelkezésre álló korszerű számítógépek használatával is komoly kihívást jelenthet a mindennapi életben gyakran előforduló több száz milliós vagy milliárdos rekordszámmal jellemezhető adatmennyiségek feldolgozása és abból a szükséges hasznos információk kinyerése. Az ilyen feladatok megoldásához olyan módszerek és algoritmusok kidolgozására van szükség, mely mind teljesítmény, mind üzemeltethetőség szempontjából megfelelnek az elvárásoknak. A rendelkezésre álló adattömeg értelmes információk kinyerése során számos tömörítési, átkódolási, szűrési és egyéb transzformációs lépéseken megy keresztül. A fenti lépések hatékony megvalósításánál kulcskérdés hogy egyszerre milyen adatokat, és milyen formában tartunk a memóriában, valamint hogy hogyan valósítjuk meg ezeken az olyan egyszerű műveleteket, mint a keresés és beszúrás és törlés. Kisebb adatmennyiség esetén ezek triviális feladatok, de mint azt a dolgozat bemutatja, nagy mennyiségű adatokon valós környezetben használva, komoly kihívásokat rejtenek magukban. Nem használhatók az olyan tárolási és keresési módszerek, amelyek valamilyen módon szekvenciálisan vizsgálják végig az összes rekordot, vagy az adatok rendezettségét használják ki, hiszen nagy mennyiségű, több 100 milliós rekordszám, valamint a gyakori ismétlődés következtében hamar használhatatlanná válnak. A dolgozat célja egy olyan tárolási és keresési módszer megtalálása, bemutatása és teljesítmény szempontú elemzése, amely a fent említett feladatokra alkalmas, és nem utolsó szempontból egy alkalmazás egyedi igényeihez szabható. Ennek megoldására különféle hash tábla struktúrákat mutat be, és hasonlít össze a dolgozat, és bemutatunk egy olyan megoldást, melyet kellő előismerettel könnyen lehet egy konkrét célra optimalizálni, de általános esetben is jó eredményeket biztosít a különféle környezetekben. A dolgozat kitér a hash táblák alkalmazásának okaira, tervezésük kritikus pontjaira, egyes hash tábla implementációk teljesítmény szempontú optimalizálására és a teljesítményük mérésére, valamint egy valós környezetben történő használat bemutatására. A vizsgálat kérdései többek között, hogy milyen belső adatábrázolási módszereket érdemes használni, melyeknek milyen előnyei illetve hátrányai vannak, hogyan érdemes a hash tábla egyes paramétereit (elsődlegesen vödrös hash esetén a vödrök méretét és számát) megválasztani; milyen tényezők befolyásolják a futási sebességet, és milyen módon lehet mérni és figyelembe venni őket. A bemutatott megoldás egy valós környezetben is kipróbálásra került. Az általunk javasolt megoldás előnyeit egy web logok feldolgozási feladaton keresztül mutatjuk be, és hasonlítjuk össze más módszerek eredményeivel. A web logok nagy mennyiségű és folyamatosan keletkező rekordok, melyek a további összetett, statisztikai jellegű feldolgozási lépések előtt tömörítésen esnek át a feldolgozás gyorsítása, és a tárolás helyigényének csökkentése érdekében. A tömörítés során a hash tábla az adatok veszteségmentes átkódolásánál kerül alkalmazásra, ahol milliárdos rekordszámokkal dolgozunk, és a tömörített mezők különféle értékei 10 milliós nagyságrendbe is eshetnek.

143

Mobiltelefonnal készült videó publikációs rendszer Gyarmati László V. Inf., [email protected] Konzulens: Gulyás András, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék A mobiltelefon készülékek kezdetben csak hang, illetve szöveges üzenet átvitelt biztosítottak használóiknak. A technológia fejlődésével megjelentek a kamerás készülékek, melyekkel fényképeket, valamint rövid videókat lehet rögzíteni. Az elmúlt években bekövetkezett mobil hálózat átalakítások következtében ma már videó-telefonáláshoz megfelelő adatsebesség érhető el. Ennek ellenére mind a mai napig nem terjedt el a kommunikáció ezen ága, aminek több oka is van: mindkét félnek megfelelő készülékkel kell rendelkeznie, mindkét fél helyszínén megfelelő hálózat szükséges. A mobiltelefon gyártók a készülékekbe különböző tulajdonságú kamerákat integrálnak, azonban a videó kódolására többnyire egy szabványos formátumot, a 3GP-t használják. A mobillal készített videófelvételek sajátossága, hogy kis felbontásúak, emiatt minőségük nem tökéletes, azonban a méretük is kicsi. A kis méretből adódik, hogy a mobilhálózaton rövid idő alatt továbbítható. A dolgozatomban bemutatom az általam fejlesztett, megvalósított és működő spOtmob rendszert, amely segíthet a videós információközlés elterjedésében. A spOtmob működése során már meglévő, eddig kihasználatlan eszközöket használ, hiszen a kamera, illetve az email küldés is minden mai készülékben megtalálható. A rendszer működése a következő: a felhasználó mobiltelefonnal készít egy rövid feltételt és azt a telefonról elektronikus levélben azonnal elküldi az internetre. A spOtmob portál fogadja a beérkező üzeneteket, majd a beküldött videó megjelenik a honlapon. A videókban mindenki megmutathatja, hogy éppen mit csinál, merre jár. Az emberek nap, mint nap járnak érdekes helyeken, látnak olyan eseményeket, melyeket saját telefonjukkal eddig is rögzítettek. Azonban ezeket az élményeket eddig igen nehezen lehetett azonnal megmutatni az ismerősöknek, főleg egyszerre többnek. A spOtmob lehetővé teszi, hogy akár a világ különböző pontjain élő ismerősök, barátok figyelhessék, amint éppen egy koncerten vagyunk, mi történt kenuzás közben, vagy éppen milyen ruhában megyünk este szórakozni. A spOtmob nyílt forráskódú, illetve ingyenesen elérhető szoftverek felhasználásával készült, a honlap alapját a Drupal tartalom kezelő rendszer alkotja. A dolgozatban kitérek rá, hogy milyen szolgáltatásokat biztosít a Drupal rendszer, hogyan lehetett benne a spOtmob működéséhez szükséges részeket összehangolni, milyen funkciókat érhetnek el a felhasználók. Kitérek a dolgozatban arra is, hogy milyen felhasználási lehetőségek léteznek, ilyen például a gyors hírközlés. Ezen felül ismertetem a rendszer további fejlesztésének lehetséges irányait. Irodalom: 1. Drupal Content Management System, http://www.drupal .org 2. spOtmob, http://www.spotmob.com

144

Négyrotoros helikopter irányításának implementálása MPC555-ös mikroszámítógépre Kis László V. Inf., [email protected] Konzulens: Prohászka Zoltán, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected] Soumelidis Alexandros, MTA SZTAKI Rendszer és Irányításelméleti Kutatólaboratórium, [email protected] A négy függőleges rotorral ellátott helikopter koncepciója már a huszadik század eleje óta ismert. A gyakorlatban mégis a hagyományos kétrotoros elrendezésnek jut nagyobb szerep. Ennek a modellnek azonban az a hátránya, hogy beltéri repülésre csak korlátozottan alkalmas. Ezért felmerül az igény arra, hogy a hagyományos koncepciótól eltérő elrendezéseket próbáljunk ki és valósítsuk meg ezek irányítását. Az Irányítástechnika és Informatika Tanszék és az MTA SZTAKI Rendszer és Irányításelméleti Kutatólaboratóriuma közös projektjének céljául tűzte ki egy autonóm repülésre képes négyrotoros helikopter elkészítését. A dolgozat a fejlesztés során használt központi egység programozásának problémáit, a helikopter inerciális szenzorainak kalibrálását, valamint ezeknek a rendszerbe való illesztését tárgyalja. A projekt egyik célja, hogy egy olyan eszközt alkossunk, melyen a különböző irányítási algoritmusok egyszerűen kipróbálhatók. Azonban a repüléshez szükséges számítási műveleteket szigorú időkorlátokon belül kell elvégezni, ezért fontos, hogy képet kapjunk arról, hogy melyek azok az algoritmusok, amiket valós időben lehet futtatni a központi egységen. Ezért a dolgozat első részében ezen egység, egy Freescale MPC555 mikrokontroller, programozásának sajátosságait mutatom be. Az önálló működéshez megfelelő szenzorokra van szükség. Esetünkben ezek egy Crossbow MNAV100 jelzésű szenzorpanelon találhatók. Azonban az innen kapott értékek közvetlen felhasználása a nagy pontatlanság miatt nem lehetséges. Ezen hibák okai a zaj mellett a hibás kalibrálásra vezethetőek vissza. Ezért a dolgozat második felében olyan, kifejezetten a hibaforrásokhoz fejlesztett algoritmusokat mutatok be, melyek megvalósítják a helyes kalibrálást. Ez után fontos feladat még a kinyert adatokkal kapcsolatban az, hogy ezekből olyan információt állítsunk elő, melyeket a későbbi irányítási algoritmusok közvetlenül használhatnak. Végül az előzőekben említett két egységet összeköttetésbe kell hozni a helikopter többi alkatrészével. Ezért a dolgozat utolsó részében azt mutatom be, hogy hogyan kell az egységek közti kommunikációt úgy megvalósítani, hogy a szállított információ megfelelő időben elérje a célját. Irodalom: 1. MPC555 / MPC556 User’s Manual, revised 15 October 2000, Freescale Semiconductor, Inc. 2. MNAV100CA User’s Manual, Document 7430-0198-01, Revision A, July 2005, Crossbow Technology, Inc. 3. Target for Freescale MPC5xx – Documentation : http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/mpc555dk/

145

Rádiós lokalizáló keretrendszer Kovács Tamás V. Inf., [email protected] Nagy Sándor V. Inf., SZTE, [email protected] Konzulensek: Dipl.-Ing. Hans Holm Frühauf, Fraunhofer IIS, [email protected] PD Dr.-Ing. Kókai Gabriella, FAU Informatik 2, [email protected] Dr. Számel László, Villamos Energetika Tanszék, [email protected]

A mobil telefonok és a WLAN eszközök terjedésével felmerül az igény ezen eszközök térbeli követésére, lokalizációjára, mégpedig az általuk kibocsátott rádióhullámok segítségével. Ezek mérésére számos eszköz létezik. Mivel a mért adatok többféle forrásból (Direction of Arrival (DoA), GPS, WLAN, szenzorhálózatok) származhatnak, ezért szükséges egy keretrendszer, amely a különböző adatokat kombinálja (fusion), a terület geometriája által nyert előismeretek segítségével. A rádiós mérésekből származó adatok sokszor zajosak, esetenként hibásak, ezért különleges figyelmet kell fordítani a keretrendszerben ezek szűrésére (filtering). A további kutatást megkönnyítendő, ezeknek a szűrőknek kicserélhetőeknek kell lenniük. Célunk egy keretrendszer kifejlesztése volt, amely a fenti problémákra nyújt megoldást. Ennek első lépéseként különböző megoldási javaslatokat vizsgáltunk, és a kiértékelés alapján választottunk közülük. A két fontos koncepció, amit megvizsgáltunk, a processz-központú megközelítés – ahol a mért adatok állnak a középpontban, és ezek transzformálódnak az egyes feldolgozási lépésekben – és az objektum-központú megközelítés – ahol az objektumok (adó, antenna) mint a valós világ modelljei állnak a középpontban, és ezek végzik az adatok feldolgozását – volt. Végül az objektum-központú megközelítés mellett döntöttünk. A keretrendszer létrehozásánál fontos szempont volt a testreszabhatóság, a modularitás és a skálázhatóság; valamint hogy az egyes komponensek minél könnyebben újra felhasználhatóak legyenek. Így sikerült egy igen flexibilis rendszert létrehozni, amelyben a feladatok jól darabolhatóak, eloszthatóak több számítógépre, valamint új programok készítése is gyorsan végezhető. Konkrét tesztelést DoA iránybecslésből származó adatokkal végeztünk, valamint az adónak egy spot-lámpás követését is megvalósítottuk. A vizsgálatokat és a megvalósítást az erlangeni Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungennél végeztük, ahol a létrehozott keretrendszer várhatóan további kutatás, illetve fejlesztés alapjául szolgál majd az előrelátó tervezésnek köszönhetően.

146

Játék hardver és szoftver fejlesztése sporteszközre Kővári Bálint VI. Inf. [email protected] Konzulensek: Phd. Kővári Bence, AUT, [email protected] Phd. Rajacsics Tamás, AUT, [email protected] A játékszoftverek sikerességének egyik kulcs tényezője, az azok által nyújtott játékélmény, vagyis, hogy a felhasználót mennyire kötik le és mennyire éli bele magát a játékos az adott játékba. Ennek fokozását a fejlesztő cégek többsége a látványosság fokozásával próbálja elérni, ez azonban közel sem mindig célra vezető, mivel ennek következtében több, szintén fontos tényező a háttérbe szorul (pl. irányíthatóság, kihívás, hibamentesség). Dolgozatom témája egy játék hardver és szoftver rendszer kifejlesztése, mely egyedi interface-ének köszönhetően nem csak a játékélményt fokozza, hanem egyedi kialakítása testedzésre is alkalmassá teszi. A játékvezérlő hardverek elsődleges célja, hogy a játékos segítségükkel minél jobban beleélhesse magát a játékba. Ezeknek egy érdekessége, hogy minél nagyobb interaktivitást igényelnek a felhasználótól, annál élvezetesebb a használatuk. A gombok puszta nyomogatása ( billentyűzeten vagy gamepad-en) egy idő után teljesen reflex szerűvé válhat, így a reflex kialakulásával az élmény is fakul. Ezt a hibát felismerve az új generációs vezérlők a játékosok minél aktívabb megmozgatását tűzik ki célul (Nintendo WII, PS3, Dancepad ). A törekvések ellenére azonban még egy játék sem készült mely teljes mértékben sportnak lett volna felfogható. Ennek egy valószínűsíthető oka, hogy a sport sokak szemében nem köthető össze a felhőtlen szórakozással. Célom munkámmal bebizonyítani, hogy ez igenis lehetséges. A fent leírt rendszer megvalósítása szoftver oldalról .NET platformon DirectX támogatással történik, a hardver oldal megvalósítása pedig valószínűleg kész játékvezérlők átalakításával fog történni.

147

Implicit felületek megjelenítése a GPU-n Liktor Gábor IV. Inf., [email protected] Konzulens: dr. Szirmay-Kalos László, BME IIT, [email protected] A ma elterjedt 3D modellező eszközök felületeket definiálnak, és azokat megjelenítés előtt háromszöghálóval közelítik. Bár napjaink grafikus hardverei az ilyen felületek megjelenítésére vannak optimalizálva, a nagyszámú poligon, és a háromszögesítéssel fellépő számítási veszteség miatt szükség lehet más módszerre is. Gondoljunk például egy gyorsan változó folyadékra, ahol a háromszögesítést minden képkockára újra el kell végezni, vagy egy végtelen tájra, ahol a részletezettséget a távolság szerint kell változtatni! Az implicit modellezés különlegessége, hogy valódi, tömör testeket ír le. A tér minden pontjáról egy függvény kiértékelésével eldönthető, hogy belül van-e a testen, vagy kívül. Legnagyobb előnye hatalmas kifejező ereje: már egyszerű függvényekkel is olyan komplex formákat adhatunk meg, melyek jól közelítik a természetes jelenségeket. „Cserébe” viszont maga a képkiszámítás nem triviális. Dolgozatomban implicit felületek modellezésének és megjelenítésének kérdéseivel foglalkozok. Saját programomban a felületeket a kamerából indított sugarak követésével jelenítem meg, így elkerülve a háromszögesítést, és biztosítva a dinamikus részletgazdagságot is (smooth level of detail). Fontos, hogy a sugárkövetés teljes egészében a grafikus processzoron (GPU) történik, így a „hagyományos” módszereknél szebb eredmények érhetőek el interaktív sebességgel. A sugárkövetés miatt számos metszéspontszámításra van szükség, ami legtöbbször csak közelítő, gyökkereső eljárással lehetséges. Részletesen ismertetek egy algoritmust, ami képes a felülettől való távolságra alsó korlátot adni, ha ismerjük a függvény értékét az adott pontban, ezáltal igyekszik a lehető leghatékonyabbá tenni a keresést. Az eljárás speciális, ún. Lipschitz-tulajdonsággal rendelkező függvényekre működik, de mint látni fogjuk, a gyakorlatban használtak jelentős része ebbe a kategóriába sorolható. Az ismertetett módszerrel időben deformálódó felületek megjelenítése is megoldható megfelelő sebességgel. Előfeldolgozással kiegészítve a módszer teljesen általános függvényekre is kiterjeszthető (pl. magasságmező), ezért bemutatok egy ilyen alkalmazást is. Hátránya, hogy sok CPU számítást igényel, de például merev testekre elég csak egyszer elvégezni. A dolgozat végén olyan további feladatok megoldására is kitérek, mint például az implicit felületek textúrázása, árnyalása. Legfontosabb források: 1. John C. Hart: Sphere tracing: a geometric method for the antialiased ray tracing of implicit surfaces. The Visual Computer, vol. 12, 527-545 (1996) 2. William Donnelly: Per-Pixel Displacement Mapping with Distance Functions. NVIDIA GPU Gems, 123-136 (2005) 3. dr. Szirmay-Kalos László, Umenhoffer Tamás: Displacement Mapping on the GPU – State of the Art. Computer Graphics Forum, 2007. 4. Jules Bloomenthal: Implicit Surfaces. Article on implicit surfaces in the Encyclopedia of Computer Science and Technology (2000)

148

Új megbízhatósági és keresési eljárás kifejlesztése és megvalósítása a Delfin fájlmegosztó rendszerben Makkai Hunor V. évf. Vill. ([email protected]) és Tóth Loránd Lehel VI. évf. Vill. ([email protected]) Konzulens: Dr. Hosszú Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke, [email protected]

A Peer-to-Peer (P2P) kommunikációs modellt követő szoftverek jelentős részt képviselnek a mai közösségi, kapcsolattartó rendszerek területén. Ennek okait, illetve a P2P alapú kapcsolattartó szoftverek belső szerkezetét, elvárt funkcionalitását és ezekhez képesti működésüket megvizsgálva a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy egyes, viszonylag lehatárolt alkalmazási területeken, ahol azonban még így is jelentős felhasználói táborra lehet számítani, a P2P alapú közösségi rendszerek hatékonysága jelentősen növelhető [1], [2]. Az általunk kifejlesztett Delfin közösségépítő és fájlmegosztó rendszer megbízhatóságát és keresési hatékonyságát növelő eljárásokat fejlesztettünk ki. A megbízhatóságot növelő módszer lényege, hogy a rendszer elemei által alkotott virtuális hálózat (overlay) szétszakadása esetén az egyes hálózatrészek továbbra is működőképesek maradnak, majd a helyreállás után a teljes rendszer együtt tud működni. Az általunk kidolgozott új fájlnyilvántartási eljárás lényege, hogy az egyes megosztott fájlokat „intelligensen” kezeli, ami azt jelenti, hogy a fájlhoz tartozó metaadatok felhasználásával igen gyors keresés és erőforrás-takarékos fájlkezelés valósítható meg. A fájlok metaadatait elsődlegesen azok a felhasználók határozzák meg, akik ezeket a fájlokat feltöltik a rendszerbe. Dolgozatunkban egy olyan, általunk kifejlesztett szoftver első változatát mutatjuk be, amely alap feladatköröket már megvalósít és kezdeti vizsgálatokra is alkalmas. Ugyanakkor a megvalósított rendszernél összetettebb változata is kidolgozásra került, melynek részletes szerkezetét és tervezett építményét szintén ismertetjük. A szoftver Windows alapú, Delphi 2006 nyelven készült. Az azt futtató egyedek P2P modell szerint működő átfedő hálózatba szerveződnek. A kifejlesztett szoftver jelenlegi változatának helyes működését próbafuttatások igazolják. Irodalom: [1] Hiroshi Sunaga, Michiharu Takemoto, Takashi Nakata: „Application of an Advanced Peer-to-Peer Platform,” Proceedings of the Third International Conference on Peer-toPeer Computing (P2P’03), September 01-03, 2003, ISBN:0-7695-2023-5, Publisher: IEEE Computer Society Washington, DC, USA, page: 210. [2] Pawel Garbacki, Alexandru Iosup, Dick Epema, Maarten van Steen: „2Fast: Collaborative Downloads in P2P Networks,” Proceedings of the Sixth International Conference on Peer-to-Peer Computing (P2P’06), Publisher: IEEE Computer Society Washington, DC, USA, pp. 23-30.

149

Szoftver tervezése színtorzulások hatásainak vizsgálatára Sik András Ferenc IV. inf. [email protected] Gruber Kristóf IV. inf. [email protected] Konzulens: Dr. Schanda János, Pannon Egyetem Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszék [email protected] Dr. Lányi Cecília, Pannon Egyetem Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszék [email protected] Manapság egyre jobban előtérbe kerülnek a színharmóniával kapcsolatos kérdések. Ezek a kérdések sokszor nem csak kényelmi tényezőket jelenthetnek, ennél sokkal többről van szó, akár baleseti kockázatról is. Dolgozatunkban egy olyan szoftver tervezését és fejlesztését tűztük ki célul, mely az egyes színtorzulások hatásait vizsgálja. JAVA nyelven készítjük el a szoftvert, mely olyan számításokat végez, melyre az RGB színtérben nem lenne lehetőség. A színeket áttranszformáljuk a CIE Technical Committee TC8-02 által kidolgozott CIECAM02-es modellbe, így lehetőségünk nyílik színjellemzők olyan megváltoztatására, mely RGB színtérben nem lenne lehetséges. Mivel egy nonlineáris transzformációt használunk, ezért a módosított adatokat visszaalakítjuk az RGB színtérbe, ahol elvégezzük a kapott eredmények kiértékelését és a képernyőn való megjelenítését. A dolgozat elkészítése során nagy hangsúlyt fektetünk a humán kísérletekre. A számítások során kapott eredményeket kísérletek segítségével értékeljük ki, melyek során emberi tesztalanyoknak kell véleményt alkotniuk az eredményül kapott színekről. A kísérletek folyamán előre megadott színekkel dolgozunk, melyek valamely színjellemzőjét (pl. színességi szög) azonos irányban, illetve véletlenszerű irányokban azonos értékkel változtatjuk meg. A kísérletekben részt vevő felhasználóknak pedig meg kell állapítaniuk a nagyobb hasonlóságot a különböző formában manipulált, és az eredeti szín között, néhány statisztikai adat tárolása mellett. A kísérleteket CRT monitor segítségével végezzük, mivel LCD kijelzők még kevésbé megbízhatóan jellemezhetőek (pl. az észlelt színek a nézési iránytól függenek). Magát a monitort, melyet a vizuális kísérletekhez használni fogunk, a kísérletek előtt gondosan kalibrálni fogjuk. Ehhez a monitor kalibrációs mátrixát színmérő műszer segítségével fogjuk meghatározni, és az átviteli karakterisztikáját felvenni. A dolgozat lehetséges végcélja különféle ipari számítások megkönnyítése. Néhány példa a teljesség igénye nélkül: színharmónia vizsgálata gépkocsik, illetve ruhák tervezésénél, fényforrások színátvitelének (színvisszaadásának) jellemzése. Irodalom: Janos Schanda: Colorimetry: Understanding the CIE System ISBN: 978-0-470-04904-4. 2007 August.

150

Webszolgáltatások rendelkezésreállásának növelése és ennek konstruktív eszközei Szatmári Zoltán V. Inf., [email protected] Urbanics Gábor V. Inf., [email protected] Konzulens: Kövi András, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected]

Dolgozatunk témája a felhasználó számára kritikus webszolgáltatások rendelkezésreállásának növelése tisztán a futtatórendszer redundánssá tételével, a zártnak feltételezett alkalmazás módosítása nélkül. Napjainkban a bonyolult szoftver alkalmazások jellegzetesen szolgáltatás alapú komponensintegrációval valósulnak meg, mindezek mellett például az üzleti életben, a tervezőrendszerekben vagy a beavatkozó rendszerekben történő használat esetén a szolgáltatásbiztonság is kritikus kérdés. Ezen valamely futtatórendszer felett szabványos interfészeken kommunikáló, elosztott alkalmazások, amelyek szolgáltatás orientált architechtúrát (SOA) valósítanak meg. A szolgáltatásokat a SOA egyik megvalósításában webszolgáltatásokként implementálják. Dolgozatunkban általános sémát adunk a webszolgáltatás interfészek változtatás nélküli nagy rendelkezésreállásúvá tételéhez, így lehetővé téve egy webszolgáltatásokat használó komponens-integráció alapú rendszer szolgáltatásbiztonságának növelését és skálázását. Ilyen architechtúra alkalmazása esetén a szolgáltatások rendelkezésreállásának megnövelése a szolgáltatást nyújtó alkalmazások kódjának módosítása nélkül, csupán az alkalmazás replikálásával érhető el. Megoldásunk alapelve az, hogy több példányban futó szolgáltatás mellé egy univerzális megoldást kerestünk a kliens és különböző replikák közötti kommunikáció lebonyolítására. Ennek a megvalósítása során egy "láthatatlan" köztesréteg formájában integráltuk ezeket a szolgáltatásokat, így transzparens módon, változatlan alkalmazáslogika mellett egy elhanyagolható mértékű futásidő növekedés árán valósul meg a rendelkezésreállás növelése. A kód és az algoritmusok hordozhatóságának növelése és az alkalmazás nagy rendelkezésre állásának érdekében prototípusunkat egy nemzetközi szabványosító szervezet, a Service Availability Forum (SA Forum) szabványos szolgáltatás interfészeire építve valósítottuk meg. Végezetül bebizonyítottuk, hogy az alkalmazott technológia segítségével a hibatűrés paraméterein javítottunk, a megoldás értékeléséhez és helyességének bizonyításához hibamodellezést, hibaanalízist és hibaszimulációt használtunk. Vizsgálatainkkal megmutattuk, hogy a proxy által igényelt erőforrástöbblet elenyésző a megnövelt rendelkezésreállás jelentőségéhez képest.

151

Grafikus I8085 szimulátor Tibori Tamás Tibold III. Vill., [email protected] Konzulens: Dr. Horváth István, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, [email protected]

A program az Intel 8085-ös processzor működésének oktatási célú illusztrálására szolgál. A hasonló célú termékek kipróbálása alapján meghatároztam a program célfelhasználói körét és specifikációját. Szemben az interneten fellelhető hasonló témájú programokkal, a hangsúlyt nem a kód szintaktikai helyességének ellenőrzésére vagy a szemantikus hibák felderíthetőségére (debug) helyeztem, hanem a működés részletes grafikus ábrázolására. A szimulátor azok számára készült, akik most ismerkednek a 8085 működésével, így nagy segítség számukra az információ topológikus elrendezése (memória, címbusz, adatbusz, processzor), valamint a színkódok alkalmazása, például a memóriatérképen, ahol más szín jelöli az utasításként, az adatként és a stack-ként használt byte-ot. Tekintettel a vizuális élmény hangsúlyosságára, a programot Adobe Flash környezetben készítettem. Ennek további előnye, hogy platformfüggetlen, mivel a Flashplayer ingyenesen letölthető mind Windows, MacOS és Linux operációs rendszerekre. Windows alatt player nélkül, önállóan is futtatható. A program ugyancsak alkalmas a megszakításkezelés bemutatására, a megszakításkérő bemenetek állapota a kezelőfelületen állítható. Külső megszakításkezelő eszköz használatát azonban nem támogatja, e funkció implementálása egy lehetséges továbbfejlesztési lehetőség. A dolgozatban egyéb továbbfejlesztési lehetőségekre is kitérek. Mivel a memóriában lévő és a síneken áramló bináris adat önmagában nem túl szemléletes, a kód ablakban figyelemmel kísérhetjük, hogy programunknak épp melyik utasítása hajtódik végre. Érdekességképpen a számítógépek erőforrásainak utóbbi időben történt nagymértékű bővülésére mutat rá az a tény, hogy ma egy kis program „magába foglalhat” egy teljes virtuális 8085-ös rendszert, annak teljes memóriájával együtt. Irodalom: Grantner János, Horváth István, László Zoltán: Mikroprocesszor alkalmazási segédlet (Műegyetemi kiadó, 2005) Adobe Actionscript 2.0 Language Reference {http://livedocs.adobe.com/flash/9.0/main/flash_as2_language_reference.pdf} Using Actionscript 2.0 components {http://livedocs.adobe.com/flash/9.0/main/flash_as2_components_help.pdf} Actionscript 2.0 components language reference {http://livedocs.adobe.com/flash/9.0/main/flash_as2_components_reference.pdf}

152

Biztonságkritikus beágyazott rendszerek szisztematikus tesztelése Répás Gergő V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Majzik István, MIT, [email protected] Pintér Gergely, MIT, [email protected] Piroska László, Robert Bosch Kft., [email protected] A biztonságkritikus beágyazott rendszereken futó szoftverekkel szemben kivételesen magasak a minőségi elvárások. Ezek vonatkoznak a tesztelési folyamatra is: a fejlesztési szabványok (pl. IEC 61508, EN 50128) által is rögzített alapvető elvárás, hogy a teljes funkcionalitás le legyen tesztelve, valamint a kód minden utasítását végrehajtsák a tesztelés során. A megoldásunkkal ezen elvárások alapján a szoftver tesztelési folyamathoz járulunk hozzá két módszer és az azokat támogató eszközök kidolgozásával. Az első módszer és eszköz a tesztesetek automatikus, formális modell alapú generálását támogatja, a másik pedig az így generált tesztesetek végrehajtását hivatott ellenőrizni kétféle forráskód fedettségi mérték meghatározásával. Ezek a kódfedettségi mértékek azt adják meg, hogy a kód mekkora hányada került végrehajtásra a tesztek futtatása során. A tesztesetek automatikus generálása kiküszöböli a kézi teszt tervezés hibalehetőségeit és költséghatékonyabb is. A költséghatékonyság fokozottan igaz modell alapú fejlesztés esetén, mikor a formális modell már az implementáció előtt rendelkezésre áll. A teszteset generáló eszköz a szoftver véges-automata modelljéből (mint formális specifikációból) indul ki, mely a rendszer funkcionális viselkedését írja le, megadva annak állapotait és a külső események hatására bekövetkező állapotátmeneteit. Az eszköz ebből a modellből olyan teszteseteket állít elő, melyek végrehajtása során a rendszer összes állapotában minden lehetséges esemény bekövetkezésének hatása szisztematikusan tesztelhető. Ez biztosítja, hogy a szoftver teljes funkcionalitása tesztelésre kerüljön. A modell alapján generált teszteseteket a konkrét tesztelő eszköz formátumára képezzük le, így ezek a megvalósított rendszerben futtathatók. A teszt generátor eszköz futási ideje jól skálázható a modell méretével, a generált tesztesetek összesített hossza pedig minimális. A szoftver teljes funkcionalitása gyakran több lépésben kerül tesztelésre, ezért eszközünk képes a funkcionalitás egy részére is teszt eseteket készíteni, mikor egyes események bekövetkezése nem elvárt, ezáltal a generált teszt esetek hossza is csökken. A beágyazott rendszerek tesztelése során a kódfedettség mérése a kevés rendelkezésre álló erőforrás, a nehéz hozzáférhetőség (pl. fájlrendszer hiánya) miatt jelent kihívást. Az elterjedt kódfedettség mérő eszközök (pl. ggcov) nincsenek felkészítve ezen korlátok figyelembevételére, ezért készítettük el az alacsony memória és CPU igényű, beágyazott kódfedettség mérő megoldásunkat. A kódfedettséget mérő eszköz C nyelven írt szoftverekhez készült, és a fordító-láncba épül be a C előfeldolgozó és fordító közé. Az eszköz a forráskód felműszerezésével utasítás- illetve döntési ág fedettségi mértékek mérésére készíti fel a programot. Az egyes utasításblokkok illetve ágak végrehajtását jól konfigurálhatóan a lokális memóriába naplózza, amely a tesztelés után off-line módon kiolvasható és elemezhető. A tárfoglalás mértéke jól skálázható a tesztelés többlépéses végrehajtásával. A felműszerezés a program funkcionalitását változatlanul hagyja, valamint a kódméret kis mértékű növekedése árán az is garantálható, hogy a tesztelt és a működő program időzítési viszonyai azonosak lesznek. A felműszerező eszköz mellett a kód fedettséget a kódsorok színezésével megjelenítő alkalmazás is elkészült.

153

SZOFTVERTECHNOLÓGIA ÉS MODELL ALAPÚ FEJLESZTÉS SZEKCIÓ

154

Modelltranszformációs szabályok automatikus generálása példák alapján Balogh Zoltán V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. Varró Dániel, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] Napjainkban a modelltranszformáció egyre nagyon szerephez jut az informatika számos területén. A szoftvertervezésben egy nagyon jó példa erre az MDA (Model-driven architecture, Modell vezérelt architektúra), ugyanis ezen a területen kiemelten fontos lépés a különböző absztrakciós szinteken lévő modellek automatikus egymásba átalakítása. A modelltranszformáció terjedésével a szabályok megadásának módja egyre nagyobb szerephez jut és egyben nagy kihívást jelent hatékony megvalósítása. Egy modelltranszformáció specifikációjához meg kell adnunk a forrás- és célnyelv leírását, a kiinduló forrásmodellt és a transzformációs szabályokat. A tervezőnek tehát jól kell ismernie az adott környezet transzformációkat leíró nyelvét, ami azért problematikus, mert a transzformáció tervezője legtöbbször csak a forrás és a célnyelvet ismeri, a transzformációs technológiában való jártassága azonban csekély. E probléma megoldására kidolgozásra került egy olyan újszerű megközelítés, amely a transzformációs szabályokat automatikus (vagy félautomatikus) módon állítja elő, amihez elegendő néhány összekötött forrás- és az annak megfelelő célmodellt megadni, melyek lefedik a transzformáció kritikus eseteit. A megközelítés a Model Transformation by Example (MTBE) elnevezést kapta, ami onnan ered, hogy a transzformációs szabályokat a példaként megadott összekötött modellpárokból gyártjuk le. A transzformáció tervezőjének általában rendelkezésére állnak összetartozó forrás- és célmodellek, így az MTBE használatával az egyetlen feladata, hogy kézzel megalkossa a modellek közti összekötést. Ebből következően a transzformáció megadását nagy mértékben meg lehetne gyorsítani az által, ha megfelelő támogatást biztosítanánk az összekötés megalkotására. A dolgozatban az induktív logikai programozás (Inductive Logic Programming, ILP) paradigmájára és eszközkészletére építve automatikus módszert adok az MTBE megközelítésre. Az ILP az elsőrendű logikai programozást és az induktív gépi tanulást felhasználva képes hatékonyan hipotéziseket kikövetkeztetni, amelyek lefedik az ILP bemenetére adott példákat, megadott háttértudást feltételezve. Ezen felül kiterjesztem a módszert azáltal, hogy bemenetnek elegendő csupán összetartozó forrás- és célmodelleket megadni, amelyekből ezek után a modellben tárolt értékek mintaillesztéses alapon történő terjesztésével létrejön egy javaslat a modellek közti összekötésre. A dolgozatban esettanulmány segítségével igazolom a módszerem gyakorlati alkalmazhatóságát, megállapítom a koncepcionális, ill. gyakorlati korlátokat.

155

Eseményvezérelt modell transzformációk inkrementális mintaillesztés segítségével Bergmann Gábor V. Inf., [email protected] Ökrös András V. Inf., [email protected] Konzulensek: Dr. Varró Dániel (Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected]), Ráth István (Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected]), Varró Gergely (Számítástudományi és Információelméleti Tanszék, [email protected]) Napjainkban a modellbázisú rendszerfejlesztési paradigma térhódítása figyelhető meg. Gyakorlati megvalósításainak legfontosabb eleme a tervezett rendszer modelljeinek különböző absztrakciós szintű megjelenítésére és azok közötti leképezésre alkalmas modelltranszformációs rendszer. A modelltranszformációs feladatra többféle technológiát alkalmazhatunk; a gráftranszformációra (gráf-átírásra) alapuló módszerek széleskörű alkalmazhatósága és vizuális jellege mára ipari és akadémiai eszközök sokaságát hívta életre. A dolgozatunkban bemutatott VIATRA2 keretrendszer a Méréstechnika és Információs Rendszerek tanszéken fejlesztett és több kutatási projektben alkalmazott transzformációs eszköz. Mára a modellbázisú tervezési munkafolyamat szerves részét képezik a domain-specifikus modellezési környezetek is, melyek segítségével megkönnyíthető az értékes szakterületspecifikus tudással rendelkező szakértők bevonása a rendszerfejlesztésbe. Ezek lehetővé teszik, hogy a rendszerünket többféle aspektusból, azokat logikai egységben tartva tervezhessük meg, figyelembe véve az egyes aspektusokhoz tartozó speciális szabályokat. A koherens modellezés legfontosabb kihívása a modellek közötti szinkronizáció, melynek automatikus és hatékony megoldása a jelenleg elérhető eszközökkel nem lehetséges. Ennek oka az, hogy az általános gráftranszformációs megoldások az ilyen interaktív, a változások folyamatos követését megkövetelő alkalmazásokban nem hatékonyak, ugyanis a naiv módszer szerint a modell minden megváltozása után meg kell keresni a transzformációs szabályok feltétel részének (és általában minden gráfmintának) az illeszkedéseit, amely költséges művelet. Az általunk alkalmazott megközelítésben inkrementális mintaillesztéssel kívántuk a hatékonyságot javítani, vagyis a minták illeszkedéshalmazát a modelltér minden megváltoztatásakor lépésről lépésre karbantartjuk. Az újfajta mintaillesztés lehetőséget nyitott a VIATRA2 rendszerben egy új, eseményvezérelt transzformációs paradigma alkalmazásához. Az adatbáziskezelő rendszerek mintájára bevezettük a trigger fogalmát; a mi kontextusunkban a trigger gráfmintákkal meghatározott feltételek bekövetkezéséhez elvégzendő cselekvéseket társít. Ilyen eseményvezérelt szabályok segítségével nemcsak a szinkronizációs, hanem arra visszavezethető jónéhány gyakori probléma hatékonyabb megoldása is elérhetővé vált. Az új megoldásokat a VIATRA2-re alapuló ViatraDSM grafikus domain-specifikus modellező eszközhöz illesztve kidolgoztuk az új generációs domain-specifikus modellezési nyelvek technológiai hátterét, amely lehetőséget biztosít az absztrakt és konkrét szintaxis teljeskörű szétválasztására, valamint a domain-ek közötti megfeleltetés és kódgenerálás egyszerű és hatékony megvalósítására. Ezen technológiákat a SENSORIA Európai Uniós kutatási projekthez készített workflow szerkesztő és kódgenerátor esettanulmányán keresztül demonstráljuk.

156

Magasabb szintű vezérlési szerkezetek visszafejtése bináris kódból Békési Zoltán V. Inf., [email protected] Konzulensek: Kővári Bence, BME-AAIT, [email protected], Albert István, BME-AAIT, [email protected] Minden elkészült programban, programrészben találhatóak hibák, amik megbújnak a háttérben. Felmerül a kérdés, hogyan találhatunk meg hibákat a mások által készített modulokban, ha nem áll rendelkezésre a forráskód, csak a bináris forrás? Kicsit továbbgondolva: lehetséges lenne-e az eredeti kóddal ekvivalens forráskódot előállítani? Erre a problémára próbál megoldást mutatni az elkészült program. A BME Automatizálási és Alkalmazott Informatika Tanszékén az ez irányú kutatás körülbelül 3 éve folyik, ami olyan célokat tűzött ki maga elé, hogy olyan .NET-es szerelvényeket tudjunk feltérképezni, analizálni és visszafejteni, melyeknek nem áll rendelkezésre a forráskódja. Persze a kód vizsgálatával foglalkozó szolgáltatásnak az alapja a kódvisszafejtés. Az elmúlt egy évben rengeteg algoritmikus problémával szembesültem, amiknek a forrása az, hogy a vezérlési szerkezetek felismerése NP teljes probléma [1] és ezek tetszőlegesen bonyolíthatóak, egymásba beágyazhatóak és kombinálhatóak. Az előző verziójú algoritmusok legfőbb gyengesége az volt, hogy a bináris kódból (Common Intermediate Language (CIL)Közös Köztes Nyelv [2]) azonnal CodeDom [3] fát (forráskódot ebből a fából generálunk) próbált építeni és emiatt a nagyobb komplexitású vezérlési szerkezeteket nem ismerte fel. Erre a problémára egy köztes fát építek, majd ebben a fában keresem meg a vezérlési szerkezetekhez tartozó különböző – nem mindig egy-egy a megfeleltethetőség, mert például a switch nyelvi elemnek három alapmintája van, amikből kettő tetszőlegesen kombinálható a végtelenségig – mintázatokat vagy azok kombinációit. Az elmúlt egy év alatt sikerült olyan algoritmusokat kifejlesztenem, amik felismerik azokat a vezérlési szerkezeteket és nyelvi elemeket, amiket az előző visszafejtő nem tudott értelmezni, ilyen például a foreach és a ?: . Ezenfelül sikerült elkészítenem egy sokkal strukturáltabb, átláthatóbb, könnyebben módosítható illetve a 3.5-ös Framework újdonságaira egyszerűbben felkészíthető modult. Több hasonló céllal készült program létezik, közülük is a legnépszerűbb a .NET Reflektor. Nagyon jól fejti vissza a kódokat, ugyanakkor hibák is találhatóak benne. Például az összetett feltételeket rosszul ismeri fel és indokolatlanul fejt vissza goto-s szerkezetre switch esetén, célom volt, hogy az általam készített feldolgozó ne kövesse el ezeket a hibák. Irodalom: [1]

Woods 96 Woods S. and Yang Q., “The program understanding problem: analysis and a heuristic approach”, Proceedings of the 18th International

[2]

Standard ECMA-335 Common Language Infrastructure (CLI) 4th edition (June 2006) http://www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-335.htm

[3]

http://www.15seconds.com/issue/020917.htm

157

Szolgáltatás-orientált rendszerek modell alapú fejlesztése és analízise Déri Zsolt, V. Inf., [email protected] Konzulens: Gönczy László Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, [email protected] Dolgozatom témája szolgáltatás-orientált rendszerek modell alapú tervezésének, ellenőrzésének és kódgenerálásának támogatása. Napjainkban az egyik legfontosabb kérdés a meglévő informatikai rendszerek integrációja, az elérhető szolgáltatások kombinációjával összetett üzleti szolgáltatás építése. Ennek gyakran használt technológiája a webszolgáltatások, és az ehhez kapcsolódó szabványok, melyek célja, hogy heterogén, megbízhatatlan környezetben is tervezhető minőségű szolgáltatást biztosítsunk. Emellett napjainkban egyre nagyobb szerephez jutnak a modell-alapú fejlesztő eszközök, melyek a szoftver életciklusának egyre nagyobb hányadában vesznek részt, a beépített ellenőrzési lehetőségekkel támogatott tervezéstől a kezdeti implementációig (kódgenerálás). Természetes igény mutatkozik egy olyan fejlesztői környezetre, mely támogatja a rendszertervezés különböző aspektusait. Dolgozatomban egy olyan rendszert mutatok be, mely UML modellekből kiindulva támogatja • A rendszer modell szemantikus leírásának elkészítését (OWL nyelven) és modell funkcionális helyességének vizsgálatát • a rendszer várható teljesítményének kiértékelését és SLA analízist valamint érzékenységvizsgálatot • A rendszer kódvázának generálását szabványos leíró nyelvekre (WSDL, SCA) • A rendszerrel szemben támasztott nem-funkcionális követelményeket leíró, alkalmazásszerverek által értelmezhető telepítési konfigurációk generálását (pl. IBM RAMP környezet) Munkám során a tanszéken kifejlesztett, hivatalos Eclipse projektként elérhető VIATRA2 rendszer használom a létező eszközök integrálására. A TDK munka a SENSORIA EU kutatási projekthez kapcsolódik.

158

Erlang nyelvű programok refaktorálása XML technológia segítségével Héder Mihály V. Inf., [email protected] Konzulens: Dr. László Zoltán, Irányítástechnikai és Informatikai Tanszék, [email protected] Napjainkban az IT ipar egyik legnagyobb problémája a hatalmas mennyiségű, régen készült, de ma is használatos programok karbantartása, minőségének javítása. A refaktorálás az a mérnöki tevékenység, amelynek célja a program kódjának szisztematikus átalakítása, transzformálása oly módon, hogy közben a program funkcionalitása változatlan marad. A különböző nyelveken készült programok refaktorálására számos – gyakran vitatható minőségű - eszköz áll rendelkezésre. Ezek többnyire az adott nyelv néhány tipikus refaktorálási feladatának (pl.: változók átnevezése) megoldását támogatják; felhasználói szintű bővítésük, testreszabásuk – ha egyáltalán lehetséges - óriási munkát igényel. Egy refaktoráló program elkészítését megnehezíti, hogy maga a refaktorálási feladat nem egyszerű szöveghelyettesítés, hanem egy, a program szemantikáját is figyelembe vevő átalakítás. A feladat megoldásához el kell készíteni a program modelljét, azon kell végrehajtani a transzformációs lépéseket, majd a modell alapján a kódot újra kell generálni. A funkcionális programnyelvek világában is egyre nagyobb az igény refaktorálást elvégezni képes eszközökre. Többféle eszköz készült vagy áll fejlesztés alatt ezekhez a nyelvekhez (pl.: Haskel, Clean, Erlang). A dolgozatban egy, az Erlang nyelvhez készített refaktoráló keretrendszert mutatok be. A keretrendszer architektúráját úgy definiáltam, hogy az egyes részfeladatok megoldásához már meglévő komponenseket használhassak fel. Az Erlang forrást értelmező fordítóprogramot a SableCC compiler generátor segítségével készítettem el. A fordítóprogram kimenete egy XML dokumentum, amely az Erlang forráskód szintaxisfáját tartalmazza. A refaktorálás ezen XML dokumentum átalakítását jelenti, ezt a feladatot XSL transzformációk végzik el. Végül az új Erlang forráskódot is egy XSL transzformáció generálja le az átalakított XML dokumentumból. A refaktorálást végző XSL transzformációk elkészítéséhez egy módszertant dolgoztam ki. Ebben definiálok egy munkafolyamatot és számos XSL kódrészletet adok meg, amelyek egy-egy tipikus probléma megoldásában segítenek. Végül a módszertan és a keretrendszer használhatóságát egy bonyolultabb példán mutatom be.

159

Beágyazott rendszerek modell alapú fejlesztése Kadlecsik Ferenc Péter IV. Inf., [email protected] Konzulens: Balogh András, MIT tanszék, [email protected] A beágyazott rendszerek, mint speciális számítógépes rendszerek fejlesztése napjainkban az informatika és elektronika egy kiemelten aktív területe. Autókban, vonatokban, repülőgépekben, speciális érzékelő rendszerekben és a legkülönfélébb háztartási eszközökben lehet találkozni beágyazott rendszerekkel. A jelenlétük jobb használhatóságot, nagyobb megbízhatóságot, több funkciót tesz lehetővé környezetükkel való szoros információs kapcsolatuk révén. Ilyen eszközök fejlesztése komplex feladat, mert funkcionális és nem-funkcionális (biztonságosság, időbeliség) követelményeknek egyaránt meg kell felelni. Az előbbiek főként biztonság-kritikus területeken mérvadó tényezők. Napjainkban a beágyazott rendszerek területén is teret nyer a modell-alapú fejlesztési módszertan, melynek lényege, hogy a tervező mérnök inkább magas absztrakciós szinten feladatot specifikál, modellez, mintsem egy alacsony szintű programozási nyelven implementál. A specifikáció és modellezés egy vagy több modellező keretrendszer segítségével történik, ami többféle aspektusból támogatja a tervezést. Más szisztematikus módszerekkel ellentétben lehetőség van a modell és a tervezési lépések módszeres és automatikus ellenőrzésére, a tervezési dokumentumok és a forráskód nagy részének automatikus generálására. További előnye még, hogy lényegesen nagyobb hordozhatóságot és az újrafelhasználhatóságot biztosít. A TDK dolgozat keretében részben megismerhető egy modell-alapú tervezést támogató keretrendszer, amely egy DECOS (Dependable Embedded Components and Systems, Megbízható Beágyazott Komponensek és Rendszerek) keretrendszer. Az előbbi egy moduljának kidolgozása is része lesz a dolgozatnak, amely feladata platform specifikus modellből forráskód és konfigurációt leíró fájlok generálása. A célplatform ezen esetben egy egyszerű, mindenki számára elérhető mót, a MITMÓT lesz. A beágyazott elosztott alkalmazás alrendszer (Distributed Applycation Subsystem, DAS) üzenetküldési kommunikációja CAN buszon keresztül fog megvalósulni. A fenti modul a VIATRA modelltranszformációs keretrendszerben kerül implementálásra, amely megfelelően támogatja és segíti a kódgenerálást. A kódgenerálás tervezői döntései bemutatásra kerülnek egy példaalkalmazáson keresztül, ahol láthatóak a modelltranszformáció lépései és megfigyelhetőek a platform sajátosságai.

160

Robusztusság tesztek modell alapú generálása Kárer Győző V. Inf., [email protected] Konzulens: dr. Majzik István, MIT, [email protected] Napjaink szoftvereinek komplexitása miatt a fejlesztés során igen sok a hibaforrás. A helyes szoftver iránti igény kielégítésére a fejlesztési idő és költségek nagy hányadát (akár 40%-át is) tesztelésre fordítják Ezt a nagy időigényt a tesztek kézi előállítása és végrehajtása indokolja, ennek csökkentése többek között a tesztek automatikus, már a szoftver fejlesztés kezdeti szakaszától induló generálásával történhet. Az automatikus tesztgenerálásra lehetőséget ad a modell alapú szoftverfejlesztés, hiszen ennek során megtörténik az alkalmazás funkcióinak és interfészeinek modellezése, pl. UML diagramok segítségével. A tesztelés egyik specifikus területe az úgynevezett robusztusság tesztelés. A robusztusság teszteléssel az alkalmazásnak azt a képességét kívánják felmérni, hogy mennyire stabil működést tud garantálni extrém bemeneti paraméterek (pl. szélső értékek illetve a specifikáció által rögzített normál működési tartományból kilógó értékek) és környezeti feltételek (pl. túlterhelés, hibák bekövetkezése) esetén. Ennél a tesztelési módnál alapvetően azt vizsgáljuk, hogy a specifikációban rögzített funkciókat el tudja-e látni a szoftver (ennek része lehet megfelelő hibajelzések adása is) összeomlás illetve nem megengedett leállás nélkül. A robusztusság olyan tulajdonság, ami eseményvezérelt beágyazott rendszerek, felhasználói felületek, köztesrétegek és operációs rendszerek esetén különösen fontos. A napjainkig kidolgozott, elérhető robusztusság teszt generátorok nem illeszkednek a modell alapú fejlesztés folyamatába: a robusztusság teszteket nem a specifikáció, hanem az elkészült alkalmazás forráskódja alapján generálják. Ezenkívül általában csak egy-egy interfészre koncentrálnak, és az összetett hívási szekvenciákat (használati forgatókönyveket) nem kezelik. Dolgozatomban egy általam fejlesztett módszert és eszközt mutatok be robusztusság tesztek modell alapú generálására. Az eszköz bemenetként UML osztály diagramokat és szekvencia diagramokat fogad (a tesztelendő interfészek illetve a hívási szekvenciák megadására), kimenete pedig a C++ szintaxist követő végrehajtható teszt hívások sorozata. Az elkészült eszköz mint Eclipse plug-in illeszkedik az Omondo EclipseUML modellező környezethez, főbb feladatai a következők: • Teszt hívásokat generál az osztály diagramból kiválasztott metódusokhoz. A használt tipikus illetve extrém paraméter értékek egyszerű típusonként illetve metódusonként is testre szabhatók, az extrém és a normál értékek kombinálásáról az eszköz gondoskodik. • A szekvencia diagramban megjelenő hívási sorrenden többféle mutációt hajt végre. A teszt hívások generálása során azok a metódushívások, amelyek nem vesznek részt a mutációban, tipikus bemeneti értékekkel szerepelnek. A paraméterek testre szabása itt három szinten történhet, ebből kettő az előző pont szerinti, a harmadik szinten pedig adott üzenetekhez közvetlenül rendelhetőek paraméterek. Robusztusság tesztelés esetén az elvárt viselkedés ellenőrzése nem a teszt hívások eredményeinek precíz vizsgálatával, hanem csak a nem elfogadható állapotok illetve az időtúllépés vizsgálatával történik. Ezen elvárások (mint elérhetőségi követelmények) hatékonyan leírhatók lineáris temporális logika segítségével, amelyek alapján (egy már meglévő technológia felhasználásával) a teszt végrehajtást monitorozó alkalmazás kódja is automatikusan generálható. A dolgozatban a módszerek és az eszközök bemutatása mellett a robusztusság tesztek generálását gyakorlati modelleken is demonstrálom.

161

Felügyelt szerelvények hatékony feldolgozása az ECMA-335 szabvány alapján Varga Gergely VI. Inf., [email protected] Konzulens: Albert István [[email protected]] Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 2001 decemberében az ECMA (European Computer Manufacturers Association) ratifikálta a a CLI (Common Language Infrastructure - Közös Nyelvi Infrastruktúra) szabványát, mely egy új, nemzetközi szabvány lett. Ezen szabványra épül a Microsoft .NET keretrendszere. [1] 3 éve indult egy kutatás a Budapesti Műszaki Egyetem Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszékén, mely a .NET keretrendszerben fejlesztett alkalmazások szerkezetének feltérképezését, elemzését, illetve azok forráskódjának visszafejtését tűzte ki célul. Immáron két éve vagyok tagja ennek a kutatócsoportnak, és számos eredményt értünk el a célkitűzéseink közül. A vizsgálatok alapja a CLI szabvány által egyértelműen meghatározott struktúrájú szerelvények feldolgozása. A feldolgozás során felépített struktúrával a későbbi vizsgálatok például egy alkalmazás szerkezetének (rétegek) feltérképezése; különböző, programozók által elkövetett hibák felismerése (pl. végtelen ciklusok) - hatékonyan elvégezhetők. Természetesen ezek a struktúrák lehetőséget nyújtanak arra is, hogy mindezeket vizualizáljuk – így sokkal hatékonyabban lehet a fejlesztőket ösztönözni arra, hogy jobb, gyorsabb és hibamentes alkalmazásokat fejlesszenek. A dolgozatomban részletesen kifejtem a .NET-es szerelvények beolvasásának és feldolgozásának módszereit, valamint azok memóriabeli reprezentációjához szükséges struktúrákat. Fontos megjegyezni, hogy a feldolgozás az ECMA-335 szabvány által definiált szabályok alapján történik. Bemutatom, hogy milyen egy .NET-es szerelvény szerkezete, mennyire megoldott a különböző verziók közötti együttműködés és bővíthetőség. A kutatás során számos alkalommal problémát jelentett néhány hiányosan dokumentált rész a szabványban, melyekre rávilágítok. Bemutatom a feldolgozás technikai megvalósítása során felmerült problémákat, és azok megoldási javaslatait. Irodalom: 1. Standard ECMA-335 Common Language Infrastructure (CLI) http://www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-335.htm

162

Skálázható multi-modális felhasználói felületek Hámor Tamás V. Inf., [email protected] Konzulensek: Dr. Németh Géza, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Tóth Bálint Pál, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék, [email protected] Napjainkban a mobil számítástechnikai eszközök elterjedésével arányosan nő azok funkcionalitása, és az igény képességeik minél hatékonyabb kiaknázására. Ez újabb kihívások elé állítja azokat a fejlesztőket, akiknek szoftverei ezeket az eszközöket célozzák meg futtatási környezetként. Ennek megfelelően iparilag is egyre elfogadottabbá, elterjedtebbé válnak a különböző modalitások, például a beszéd alapú és a grafikus felhasználói felületek összehangolása a programok és a mobileszközök kényelmesebb, egyszerűbb kezelhetősége érdekében. Munkám fő irányvonala is ezeknek a kezelési módoknak a vizsgálatából áll, az ilyen kezelőfelületek lehetséges kialakításainak feltárásával foglalkozom. Mivel a mobilkommunikációs eszközök fő jellemzője a kis méret és az alacsony fogyasztás, azok teljesítménye messze elmarad a személyi számítógépeknél megszokottól, így a hozzájuk készített szoftvermegoldásokban külön figyelmet kell szentelni a számítási- és tárkapacitás igények kordában tartására, mely újfajta, kompromisszumos megoldások kialakítására serkenti a fejlesztőket. Szintén fontos szem előtt tartani a mobileszközök fizikai kezelőszerveinek változatosságát, tehát fontos, hogy a grafikus felületek megfelelően legyenek kialakítva a mobiltelefonokon megtalálható gombok segítségével, vagy a manapság egyre népszerűbb PDA-k (Personal Digital Assistant) érintőképernyőjén keresztül. Ezen kívül az alkalmazott kijelzők kis mérete is odafigyelést igényel a grafikus környezet kialakításakor. Ezeknek, és egyéb, kevésbé feltűnő tényezőknek a figyelembevételével áttekintettem a mobil eszközökön és személyi számítógépeken használható felhasználói felületeket és több példaalkalmazás készítésén keresztül elemeztem azok használhatóságát, hatékonyságát. A legfontosabb alkalmazás ezek közül egy demonstrációs céllal készített oktatóprogram, mely grafikus és beszéd alapú felhasználói felületei segítségével képes a vakok és gyengén látók számítástechnikai ismereteinek bővítését elősegíteni, hiszen fejlesztése a célközönség aktív bevonásával történt, egy, a vakok és gyengén látók informatikai lemaradása ellen küzdő alapítvány tagjai közreműködésével. A program C# nyelven íródott, minden részmodulja pontosan definiált, szabványos felületeken kommunikál egymással, és képes mind a futtató eszközön, mind pedig egy távoli szerver segítségével beszédet előállítani, mely lehetőségek kiaknázása sarkalatos pontját jelenti a hatékony és ergonomikus beszéd alapú felhasználói felületek kialakításának. Dolgozatom a különböző elterjedtebb megoldások feltárásával és az azok alapján kifejlesztett példarendszer működésének taglalásával foglalkozik.

163

SZPONZOROK BEMUTATKOZÁSA

164

AITIA International Informatikai Zrt. Artificial Intelligence, Information Technology, Intelligent Agents Magyar tulajdonú K+F cég. Piacközeli fejlesztéseiben high-tech megoldásokat alkalmaz. Többek között a következőkkel foglalkozik: távközlő hálózati mérőrendszerek és szolgáltatások, mobil hálózati berendezések és szoftverek, hangportálok és beszédfelismerés alapú interaktív rendszerek, mesterséges intelligencia és alkalmazásai, szimulációs rendszerek, munkafolyamat és tartalomkezelő rendszerek. Részletesebb információkért böngésszen a honlapunkon (www.aitia.ai) vagy keressen minket az alábbi címen: e-mail: [email protected] beszédvezérelt központi telefon: (1) 453-8085 cím: 1039 Budapest, Czetz János u. 48-50. A cég stratégiai együttműködésre törekszik a vezető magyar egyetemekkel, különös tekintettel a BME-re. Ezen kívül szoros a kapcsolat az ELTE-vel és több külföldi egyetemmel-kutatóintézettel is, hogy a cég a high-tech megoldásokat alkalmazhassa, versenyelőnyét fenntartsa.

Legfontosabb kutatás-fejlesztési részterületeink: SGA – távközlési berendezések Az SGA (Signaling Generator and Analyzer) termékcsalád első tagja egy egyszerű jelzésprotokoll analizátor volt, mára már országos GSM és GPRS hálózatok működésének felügyeletére és különböző szolgáltatások nyújtására alkalmas eszközök állnak rendelkezésre. A saját fejlesztésű hardver-szoftver elemekből integrált rendszerek minden magyar mobil és a nagyobb fix hálózati szolgáltatóknál megtalálhatóak. Ezekkel valósult meg számos, jól ismert szolgáltatás is, mint az üdvözlő SMS-ek, távszavazás, "ki hívott" értesítés stb. VOXENTER – beszédvezérelt alközpont A Voxenter beszéddel vezérelt telefon alközpont, mely lehetőséget ad az egyszerűbb és hatékonyabb híváskezelésre és ezáltal a költségek csökkentésére. A beszélőfüggetlen felismerőmotor az AITIA és a BME közös fejlesztése. WEBRA - munkafolyamat és tartalomkezelő rendszer A WEBRA 3.0 a sokoldalú és megvalósítható megoldást nyújt honlapok és munkafolyamatok menedzseléséhez. Egyedülálló a modularitása és flexibilitása. A WEBRA intelligens információ feldolgozó eszközei egyszerűsítik a napi hírportálok vagy a vállalati intranet rendszerek kezelését. Számos minisztérium és cég munkáját segíti, és ezt használja többek között a Hallgatói Információs Központ is. Szimulációs eszközök Szimulációs keretrendszer (MASS) és speciális programnyelv ágens alapú szimuláciok futtatására és komplex rendszerek modellezésére. Az elsősorban gazdasági és társadalmi rendszerek felhasznalóbarát modellezésére kifejlesztett eszközök, egyéb komplex folyamatok szimulálására és oktatási célokra is alkalmasak.

BotCom – beszélgető robotok A chatbotok mesterséges intelligencia módszerek alkalmazásával beszélgetnek a felhasználóval. Ezt a folyamatosan tökéletesített technológiát használja például a vBroker virtuális tőzsdeügynök és a PRince Award díjas EURéka (európai tudásbázissal és beszédfelismeréssel felszerelt robot), és jelenleg folyik több kioszk alkalmazás fejlesztése vásárlói, utazási és egyéb tájékoztatási célra. Agent Portal –mesterséges intelligencia portál Az Ágens Portál (www.agent.ai) az első magyar mesterséges intelligencia portál. A portálon népszerű formában jelennek meg hírek, cikkek, tanulmányok, továbbá részletes szakmai cikk-, szakkönyvmutató, eseménynaptár. AITIA Design Studio – igényes grafikai tervezés Az önálló grafikai műhely tevékenységei: weboldalak, flash site-ok, 2d és 3d animációk, cégspotok, demoreel tervezése-kivitelezése, logók, hirdetések, plakátok, cégbrosúrák, látványtervek, illusztrációk, művészeti kiadványok grafikai tervezése.

A műszaki világ az ipari forradalom óta töretlenül fejlődik. Gondoljunk csak a híradástechnikára, információtechnológiára, közlekedésre és persze az autóiparra. Egy járműipari vállalat előtt olyan kihívások állnak korunkban, mint az alternatív üzemanyagok bevezetése, újabb és újabb karosszéria anyagok fejlesztése, a káros anyag emisszió redukálása, illetve a vásárló komfortérzetének fokozása. A piac egyre gyorsabb akciókat és reakciókat vár el, mely maga után vonja az információ megszerzésének felgyorsulását. Korunk kihívásainak olyan szakemberek tudnak megfelelni, akik törekszenek munkájuk és saját maguk kiválóságára. Egy nagyvállalat szemszögéből a személyes kiválóság nem jelent mást, mint nyitottságot, kíváncsiságot, saját, önálló értékítéletet, szakmai –vagy vezetői karriervágyat, az adott szakmához kapcsolódó ismereteket pedig ki kell egészítenie egy általános gazdasági tájékozottságnak is. Egy nagyvállalatnak nagy szerepet kell vállalnia ezen kiválóság fejlesztésében, kezdve a felnövekvő ifjú generáció tehetséggondozásától egész a szakma kiválóságaival történő kooperációig. Olyan befektetések ezek, melyek megtérülését nem lehet stopperórával mérni. Meggyőződésem, hogy egy modern nagyvállalat költségei közt az ilyen irányú törekvések és ráfordítások akár 1-2 % -ot is elérhetik. A TDK program is olyan, mely kétségkívül igényt tarthat erre a támogatásra. Véleményem szerint a TDK olyan verseny, melyben az indulók megtanulhatják, miként kell egy problémát strukturáltan a megrendelő igényeinek megfelelően megoldani. A TDK túlmutat a tudományos eredmények prezentálásán és kiegészül a gyakorlati hasznosíthatóság igényével, ezáltal válik egy igen értékes lehetőséggé az ifjú szakemberek számára. A TDK –t tekinthetjük egy megmérettetésnek, és minden megmérettetés magában rejti siker és sikertelenség lehetőségét egyaránt. Természetes, hogy a cél a siker, ugyanakkor nem szabad elfelejteni, hogy a kudarcnak is fontos szerepe van jellemünk formálásában és továbbfejlődésében. Sikerek és kudarcok közt egészséges arány kell ahhoz, hogy képessé váljunk önmagunk értékelésére, és az élethosszig tartó tanulásra. Kívánok tehát minden indulónak tanulságokban gazdag versenyt!

Czingráber Tibor az Audi Hungaria Intézet vezetője

AZ ENERGETIKAI SZAKKOLLÉGIUM BEMUTATÁSA Az Energetikai Szakkollégium 2002. október 17-én alakult, az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület (ETE), a Magyar Elektrotechnikai Egyesület (MEE) és a Magyar Energetikai Társaság (MET) támogatásával, gépész- és villamosmérnök hallgatók együttműködésében, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kármán Tódor Kollégiumában. Célunk, hogy az energetika, mint sokrétű és szerteágazó tudományterület iránt érdeklődő, illetve szakirányú tanulmányokat folytató fiatalok számára biztosítsuk az egyetemi, főiskolai tananyagot meghaladó ismeretek megszerzésének lehetőségét, az energiaiparban dolgozó és az egyetemeken oktató szakemberekkel együttműködve. Igyekszünk a jelenkor energetikai problémáiról minél szélesebb képet adni. Szakmailag elismert előadókat hívunk meg a hallgatók körébe, színvonalas előadások, fórumok, és üzemlátogatások szervezésével igyekszünk a fiatalok elméleti és gyakorlati ismereteit gyarapítani. Az energetika és kapcsolódó területeinek megismerését tagjaink részére az egyéni igényeknek megfelelő konzultációs lehetőségek és konferencia részvételek biztosításával, TDK és diplomaterv pályázatainkkal is segítjük. Lehetőséget teremtünk kapcsolatfelvételre az energetikában élen járó cégekkel, nyári szakmai gyakorlati lehetőséget biztosítunk, állásajánlatokat

közvetítünk.

Részt

veszünk

szakmai

egyesületek

munkájában.

Tevékenységünket a hallgatók érdeklődési körével és az ipar elvárásaival összhangban folyamatosan bővítjük. Nemzetközi kapcsolataink erősítése érdekében 2006-ban megalapítottuk az Association of Energy Engineers nemzetközi, energetikai menedzsmenttel foglalkozó mérnöki egyesület magyarországi diáktagozatát, továbbá 2007. május 31. és június 2. közt Nemzetközi Ifjúsági Konferenciát szerveztünk. A Szakkollégiumban lehetőséget nyújtunk cégek bemutatására, szakmai előadás tartására. Az egyetemi oktatókkal együttműködve megszervezzük önálló hallgatói feladatok keretében

energetikai feladatok megoldását ill. kidolgozását. Lehetőséget teremtünk egyetemistákkal történő kapcsolat felvételre jövőbeli munkatársak kiválasztására. Az elmúlt években több szakmai fórumon (pl.: A/C szakest, MEE, MET Vándorgyűlés, ETE konferencia), folyóiratban (Elektrotechnika, Energiagazdálkodás), újságokban (Impulzus, Műhely), TV-ben (MTV), internetes portálon (Index) mutattuk be a Szakkollégium munkáját. A visszajelzések alapján azt mondhatjuk, hogy az Energetikai Szakkollégiumot az iparban és az egyetemen elismerik, munkánkat segítik. Internetes oldalunk, melyen a legaktuálisabb információk olvashatóak, a korábbi rendezvényeink összefoglalóival, ill. sok egyéb információval egyetemben. Az oldal elérhetősége: www.eszk.org Budapest, 2007. november 1. Hárfás Zsolt Energetikai Szakkollégium Elnöke

AZ ERICSSON MAGYARORSZÁGON Az Ericsson közel 130 éve a távközlés meghatározó szereplője: korszerű berendezései és rendszerei megtalálhatók a vezetékes és mobil, nyilvános és magánhálózatokban egyaránt. Az 1911-ben Budapesten alapított Ericsson-érdekeltség a harmincas évekre kivonult az országból, majd 1991-ben új korszak kezdődött: létrejött az Ericsson magyarországi leányvállalata. Az első hazai mobiltelefon hálózat (NMT 1990), a Matáv Rt. hálózatának közel fele, a Westel 900 Rt. digitális hálózata, a T-Mobile és a Pannon GPRS és UMTS (3G) hálózatai a legfontosabb ericssonos infrastruktúrák. 2002 tavaszán világpremier MMS rendszer indításával, 2003 novemberében pedig Magyarországon elsőként EDGE szolgáltatás az Ericsson technológiájával. In 2005, T-Mobile (former Westel) and Pannon charged Ericsson Hungary with implementing and installing UMTS/3G network. A magyar informatikai szolgáltató ipar legjelentősebb képviselőinek partnereként az Ericsson Magyarország a 2G és a 3G infrastruktúra vezető szállítója. A vállalat kiváló és proaktív szakmai teljesítménye a hosszú távú üzleti kapcsolatok fenntartásának garanciája. Az Ericsson Magyarország folyamatosan fejlesztett professzionális szolgáltatásokat szállít, melyek kiváló minőségét az Ericsson ügyfelei világszerte elismerik. A vállalat küldetésének tekinti az emberek közötti kommunikáció technológiai feltételeinek megteremtését. Innovatív megoldásaival lehetővé teszi a ritkán lakott területek bekapcsolását is a szélessávú vezetékes telekommunikációs rendszerekbe, és hangsúlyt fektet a harmadik generációs mobil technológia elterjedésére is. A cég több mint egy évtizedes magyarországi működésének eredményeképpen ma már a hazai telefon-előfizetők közel fele valamelyik vezetékes, vagy mobil Ericsson központhoz csatlakozik. A vállalat újító, jövőbe tekintő szemléletével elő kívánja segíteni csakúgy, mint eddig, a hazai gazdaság fejlesztését és a modern technológia meghonosításával vonzóvá kívánja tenni a magyar piacot a külföldi befektetők számára is. Az Ericsson Magyarország az ország legnagyobb telekommunikációs és informatikai kutatással és szoftverfejlesztéssel rendelkező vállalata. A cég ezt a tevékenységet – amely az Ericsson globális K+F programjának keretén belül zajlik - már közvetlen a vállalatalapítás után, 1991-ben elkezdte. A jelenleg közel 800 fős cég munkatársai közül 400 fő foglalkozik kutatás-fejlesztéssel, amelynek középpontjában a mobil távközlés, az Internet, a telefonhálózatok forgalmi struktúrájának, minőségének kérdései állnak. A fölhalmozott tudás és tapasztalat a Budapesten 2004 nyarán létrehozott ún. Globális Szolgáltatási Központ keretében hasznosul. A központ jelenlegi létszáma 200 fő, a magasan képzett mérnökök a környező országok, Afrika és a KözelKelet számos országában vesznek részt a távközlő rendszerek létrehozásában, kiszolgálásában. Az Ericsson Magyarország kutatás-fejlesztési és regionális központjába is keres pályakezdő mérnököket. A megpályázható állásokról az alábbi url címen talál információkat: www.ericsson.com/ericsson/careers

Ericsson Magyarország 1037 Budapest, Laborc u. 1. Tel: 06 1 437 7100 Fax 06 1 437 7467 E-mail: [email protected] www.ericsson.com/hu

GE Healthcare

A General Electric (GE) sokoldalú technológiai, szolgáltató és pénzügyi cég, melynek rendkívül széles gyártási-tevékenységi köre átfogja a repülőgép-hajtóművek, az áramfejlesztő, víztisztító, biztonság-technológiai és egészségügyi képalkotó berendezések gyártását, a vállalati és lakossági pénzügyi szolgáltatásokat, vagy akár a televíziós műsorkészítést. A GE 6 üzletága közül a GE Healthcare jelenleg a betegellátásban új korszakot nyitó transzformációs egészségügyi technológiák fejlesztésével és gyártásával foglalkozik. Az egészségügyi képalkotás, információ-technológiai rendszerek, egészségügyi diagnosztika, betegfelügyelő rendszerek, betegség-kutatás, gyógyszerkutatás és bio-gyógyszerészet területén szerzett szakértelmét a GE Healthcare a betegségek korábbi stádiumban történő felfedezésének, és az egyénre szabott kezelések kidolgozásának szolgálatába állítja. Az egészségügyi üzletág 1998-ban kezdte meg működését Budapesten az üzletág magyarországi kereskedelmi képviseleteként, majd 1999-ben elindult a klinikai alkalmazások kutatása és fejlesztése is; azóta a bővítés folyamatosan zajlik. A GE Healthcare három budapesti telephelye 2005. augusztusában költözött át új modern zöldmezős beruházás keretében létesített közel 10.000 m2-es területen fekvő telephelyére Budaörsre. Az orvosokkal való napi kapcsolat kiépítésének segítésére 2007-ben megnyitottuk új K+F irodánkat a szegedi klinikaparkban. Mérnökeink - mintegy 160 fő - elsősorban az ér- és szívdiagnosztikai területen (pl.: érszűkületkezelés, szívmozgás diagnosztika, műtét nélküli gyógyítás) valamint az onkológiai problémák kezelése (pl.: sugárterápia) során használt szoftverek fejlesztésén dolgoznak. Gyártósorunkon szakembereink – kb. 50 fő - mammográfiai, valamint ér- és szívdiagnosztikai berendezések egyes elemeit gyártják. Munkatársaink napi kapcsolatban vannak francia, amerikai és indiai fejlesztőkkel és gyártási szakemberekkel. Magyarországi részlegünkön arra törekszünk, hogy a cég belső innovációs kezdeményezései az oktatási és egészségügyi intézményekkel kiépített kapcsolatainkkal párosítva technikailag megvalósítható és klinikailag hasznosítható termékekben öltsenek formát. A Budapesti Műegyetemmel és a Szegedi Tudományegyetemmel 2001-ben kezdtük meg szorosabb együttműködésünk. Tehetséges fiataloknak biztosítottunk ösztöndíjat és szakmai konzultációt diplomamunkájuk megírásához, és olyan tudományos rendezvényeket támogattunk, mint az évenként megrendezésre kerülő Képfeldolgozó Nyári Iskola (SSIP) vagy a TDK konferenciák. A két egyetemmel való kapcsolatunkat a 2005-ös évben tovább mélyítettük. A Dél-alföldi Élet és Anyagtudományi Kooperációs Kutatóközpont (DEAK) keretében közös kutatásokat végzünk az Orvosi képalkotási módszerek című programon belül. Még ugyancsak 2005-ben elindítottuk Öveges József ösztöndíj-programunkat is, mely jelenleg a Budapesti Műegyetem mellett 5 másik hazai egyetem graduális és PhD hallgatóinak GE tevékenységeihez kapcsolódó kutatófejlesztői munkáját támogatja.

GE Healthcare

A GE Healthcare divizióval kapcsolatos további információkért keresse fel honlapunkat: www.gekarrier.hu vagy a www.gehealthcare.com/huhu.

CÉGTÖRTÉNET A GREPTON Informatikai Zrt. a magyar számítástechnikai piac egyik meghatározó szereplője, jelenleg a legnagyobb olyan hazai IT cég, amely professzionális szolgáltatásokkal ilyen mértékben foglalkozik. A minőség iránti elkötelezettségünket bizonyítja ISO 9001:2000 szerint tanúsított minőségirányítási rendszerünk, az ötszörös Microsoft Gold Certified Partneri cím – Internetalapú Üzleti Megoldások, a Speciális Infrastruktúra Megoldások, az Infomunkás Termelékenységgel Kapcsolatos Megoldások, az Integrált Elektronikus Kereskedelmi Megoldások és a Biztonsági megoldások kategóriákban. Emellett Oracle Certified Partner, Symantec Enterprise Solutions Partner, HP Preferred Partner, Veritas Sales Partner, Fenestrae Value Added Reseller, CheckPoint Bronze Partner, RSA Select Partner, MCafee Partner címmel és "NATO Beszállításra Alkalmas" határozattal rendelkezünk. A Nemzetbiztonsági Hivatal felvette cégünket a biztonsági követelményeknek előzetesen megfelelt ajánlattevők jegyzékébe. A Közbeszerzések Tanácsa a Grepton Zrt.-t 2006. január 4-től „Számítógép és azzal kapcsolatos szolgáltatások” besorolásban bejegyezte a minősített ajánlattevők hivatalos jegyzékébe.

KOMPETENCIÁNK RENDSZERFEJLESZTÉS, BEVEZETÉS Az elmúlt évek tapasztalatára alapozva az alábbi területeken rendelkezünk magas szakmai kompetenciával, és gyakorlati tudással:

• • • • • • • • •

Adatbázis fejlesztések, konszolidáció; Workflow alkalmazások; Telekommunikációs megoldások; Mobil eszközökre épülő megoldások; Dokumentumkezelő, információközlő rendszerek, irodaautomatizálás; Folyamatfelmérés, tanácsadás; Szerver, adatbázis, alkalmazás migráció; Infrastruktúra és hálózati biztonság; Levelezőrendszer, vírusvédelem, tűzfalak, PKI.

ÜZEMELTETÉS, SUPPORT, OUTSOURCING Ügyfeleink az alábbi területeken elégedettek munkánkkal:

• • • • • •

Alkalmazástámogatás HelpDesk, Desktop Support Felhasználó és rendszeradminisztráció, szerverüzemeltetés Hibaelhárítási tanácsadás, Hotline Rendszeres karbantartás és távfelügyelet SLA alapú szolgáltatás, szakember kihelyezés

1/2

TERMÉKÉRTÉKESÍTÉS Jelenleg az alábbi gyártók és termékeik forgalmazásával foglalkozunk:

•

Szoftverek: Adobe, Aladdin, ARJ, Borland, CheckPoint, Clearswift, Computer Associate, Fenestrae Value Added Reseller, GFI, IBM/Lotus, IP Thermo, IrfanView, Microsoft, Macromedia, MCafee, MEditor, NetIq, Nokia, Novell, Oracle, PL SQL, RedHat Linux, RSA Security, Symantec szoftver és hardver, StaKeLc, TextPad, UTIMACO, Veritas, WebSpy, Winmagic, WinZip

•

Hardverek: Cisco, DELL, D-Link, DTK, EICON, Epson, Fujitsu Siemens, HP, IBM, LG, Logitech, Panasonic, Samsung, Samsung, Xerox

2/2

Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület /HTE/ ismertető Az 1949-ben alapított HTE hagyományosan a híradástechnika (Híradástechnikai Tudományos Egyesület), majd a távközlés és informatika konvergenciájának előtérbe kerülésével mindinkább az infokommunikáció civil szakmai szervezete, amelyet 1998-ban, rövidítésének megtartása mellett névváltozással is követett: Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület. (A HTE angol neve: Scientific Association for Infocommunications). A HTE alapszabálya szerint: „az információs társadalom kialakulása és fejlődése érdekében egymással szorosan együttműködő és összefonódó távközlés, műsorszórás, számítástechnika, informatika, elektronika, elektronikus média, tartalomkezelés és további rokon szakmák – együtt: az infokommunikáció – területén működő kutató, fejlesztő, gyártó, szolgáltató, üzemeltető, oktató, szabályozó, forgalmazó és alkalmazó műszaki, gazdasági és jogi szakemberek, valamint hazai és külföldi szervezetek önkéntes és autonóm közössége”. Az Egyesület küldetése szerint: – – – – –

segíti az információs és kommunikációs technológiák konvergenciáját, a szinergikus alkalmazások megjelenését és megvalósítását; bővíti tagjai szakmai felkészültségét a hazai és nemzetközi műszaki és tudományos eredményekről szóló tájékoztatással, valamint szakmai kapcsolatok létrehozásával; elősegíti az infokommunikációs terület tervezési, szolgáltatási, gyártási, szabályozási és vezetési tapasztalatainak és elképzeléseinek cseréjét, eredményeinek terítését; képviseli a szakterület társadalmi jelentőségét és érdekeit, segíti a szakmai alkotómunka társadalmi elismerését; összehangolja a csoportérdekekből és szakmai fejlesztésekből származó, gyakran eltérő szakmai véleményeket és feladatokat.

Az Egyesület közhasznú szervezet, saját szaklappal (Híradástechnika) és honlappal rendelkezik, rendszeresen szervez szakmai rendezvényeket, klubeseményeket, konferenciákat, évente Kongresszust. Az Egyesületben az ipari és szolgáltatói szféra, az akadémiai szféra (felsőoktatás, kutatás) és a szabályozás képviselői egyaránt jelen vannak, párbeszédet, rugalmas együttműködési és munkavégzési formákat téve lehetővé. Az Egyesület szervezeti egységei (szakosztályok, klubok, területi szervezetek), jórészt önszerveződéssel, lefedik szakterületünk zömét és az ország nagy részét. Törekvésünk minden fontosnak ítélt szakmai területen, illetve minden régióban való megjelenés, igény szerint bővülő rendezvényeinken a tovább szélesedő konvergencia és az információs társadalom (összekapcsolt tudástársadalom) gondolatának képviselete. Célunk, hogy az állami és civil szervezetekkel együttműködve az Egyesület a tagság mozgósításával aktív szerepet vállaljon a magyar társadalom, a nemzetgazdaság és az infokommunikációs szektor fejlődését szolgáló feladatok megoldásában.

Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület 1055 Budapest, Kossuth tér 6-8. Tel.: 353-1027; fax: 353-0451 Honlap: www.hte.hu E-mail: [email protected]

A Magyar Telekom Műszaki Fejlesztéséért Alapítványt 1998 decemberében alapította Ulrich Schaumann úr, aki 1993-1998 között a műszaki vezérigazgatóhelyettesként vezette a műszaki területet. Az alapítót azon elhatározás vezérelte, hogy a MAGYAR TELEKOM keretében folyó fejlesztő munkát és ennek eredményeként egy olyan tudásbázis létrejöttét támogassa, mely tovább növeli a MAGYAR TELEKOM versenyképességét és erősíti a hazai és nemzetközi távközlési piacon elfoglalt pozícióját. Az alapítvány nem csak pályázatokat, hanem a MAGYAR TELEKOM innovációs folyamatában alkotó módon résztvevő, tehetséges, fiatal szakemberek közül is díjaz, azzal a szándékkal, hogy alkotókészségüket még inkább ösztönözze. 2001-től ezt a törekvést terjesztettük ki a teljes MAGYAR TELEKOM csoportra, azzal hogy a vállalat szempontjából fontos témakörökben évente külön pályázatot hirdetünk, melyen a leányvállalatokban dolgozó munkatársak is részt vehetnek. A Magyar Telekom jövője szempontjából meghatározó fontosságú a jól képzett, fiatal szakemberekből álló utánpótlás. Az alapítvány ehhez a programhoz kívánt csatlakozni azzal a kezdeményezésével, hogy 2002.-ben bekapcsolódott a Budapesti Műszaki és Gazdasági Egyetemen működő Tudományos Diákköri pályázatok kiírásának és elbírálásának rendszerébe. Az alapítvány kuratóriumának elnöke: Kozma Béla – Pro-M Zrt. vezérigazgató (tel: 62/402-700) A kuratórium tagjai: Szász Attila – Magyar Telekom HI igazgató (tel: 457-4228) Baranyai József – Magyar Telekom EF ágazat igazgató (tel: 458-7220) Sallai László – Magyar Telekom KTI igazgató (tel: 431-1610) A kuratórium titkára: Mokos Katalin - PKI (tel: 481-7403) Az alapítvány székhelye és levelezési címe: Budapest. 1117 Magyar Tudósok krt. 9. sz. A5.27

A MicReD Kft. 1997-ben alakult a BME Elektronikus Eszközök Tanszéke "spin-off" cégeként. A cég a mikroelektronika termikus problémáival foglalkozik: termékei között több eredeti termikus szimulációs és modellező program, ún. termikus teszt chip-ek és termikus mérőműszerek találhatók. A cég legfontosabb terméke a T3Ster (triszter) nevű termikus tranziens tesztelő berendezés, amellyel tokozott félvezető eszközök hőmérsékleti tranziensei mérhetok. A cég 2005-ben az angliai FLOMERICS csoport tagja lett. A MicReD ügyfelei között számos egyetem, kutató intézet és a világ vezető mikroelektronikai gyártói is megtalálhatók, így pl. az Intel, az IBM, a Philips, a Samsung, az ST Microelectronics, az LG, az Infineon, stb. A cég a BME-vel ma is szoros kapcsolatban van. Az Elektronikus Eszközök Tanszékkel jelenleg is egy közös projekten dolgoznak, amelynek a célja nagy teljesítményű, világítástecnikai célú LED-ek kombinált termikus és optikai vizsgálata.

MicReD – The Cool Company European Headquarters Budapest XI, Etele út 59-61 H-1119 Hungary Fax: +36-1-481 1369

Bemutatkozás | 2007.11.13. Kezdetek A MultiSoft Kft. 1991-ben alakult hét munkatárssal, a szoftverfejlesztő, illetve szoftverexport tevékenységre koncentrálva. Az alapítók informatikai tapasztalata adta a garanciát arra, hogy kiemelkedjünk a hasonló profillal rendelkező, egyre nagyobb számú cég közül. Nem pusztán szakmai tudásunk eladására törekedtünk, hanem már a kezdetektől megpróbáltunk nagyobb részfeladatokat saját hatáskörben megoldani és felelősséget vállalni a projektek kimeneteléért, illetve különálló termékeket fejleszteni és kész megoldást kínálni a megrendelőknek. Nemzetközi sikerek Ezeknek az egyedi célkitűzéseknek nagy szerepük van abban, hogy az elmúlt 4-5 évben munkatársaink száma 40 fölé emelkedett, éves forgalmunk évente 20%-kal nő, és olyan multinacionális cégeket sorolhatunk eddigi partnereink közé, mint a Siemens és a Philips. Szakembereink kiváló munkáját immár Ausztriában, Németországban, Svájcban és Olaszországban is igen nagy elismerés övezi. Kezdetben a (Unix alatti) hálózati megoldásokat tartottuk erősségünknek, mára azonban a súlypont máshová került, elsősorban MS Windows alatt dolgozunk. Fő területeink: a grafikus felhasználói felületekhez kapcsolódó fejlesztések, az adatbázis-alkalmazások, a döntéstámogató rendszerek és a beszédfelismerés köré épülő megoldások. Egyedi szoftverfejlesztés Fejlesztőink az alábbi egyedi szoftverek kialakításán dolgoznak: - Philips Speechdoc (kliens-szerver alapú diktálási workflow rendszer integrált beszédfelismerővel); - SpeechExec (file-alapú diktálási workflow rendszer), Speechflow (beszédfelismerő nélküli, kliens-szerver alapú diktálási workflow rendszer), HWSDK (Philips audio driverek és más alacsonyszintű modulok fejlesztése): fejlesztés, tesztelés és dokumentáció is nálunk zajlik; - PKE (autópálya section controll rendszer, mely lehetővé teszi a két vagy több ponton mért adatokból történő sebesség-számítást).

1 MultiSoft Kft. 1112 Budapest, Kőérberki út 36. Levélcím: 1506 Budapest, Pf. 5. Tel.: +36 1 310 1492 Fax: +36 1 310 1497 E-mail: [email protected] Web: www.multisoft.hu

Bemutatkozás | 2007.11.13.

ERP-megoldások A MultiSoft Kft. 2000 májusa óta tevékenykedik a Microsoft Dynamics NAV (korábban Navision) vállalatirányítási rendszert forgalmazó partnerként, feladatunk a szoftver testreszabása és az ezzel kapcsolatos támogatási, oktatási és követési tevékenység lehető legmagasabb színvonalon való ellátása. Mára több, mint 90 ügyfélnél vezettük be sikeresen a rendszert. A Microsoft Dynamics NAV moduljaihoz kifejlesztettünk egy teljesen integrált magyar bér- és munkaügyi, valamint házipénztár bővítményt, illetve lokalizáltuk a controlling-, az ExSION jelentéskészítő, valamint az iReady portál-, tartalomkezelő- és webáruház megoldását. Iparági megoldást fejlesztettünk a könyveléssel, számviteli szolgáltatásokkal foglalkozó vállalatok számára, továbbá lokalizáltuk az Incadea dealer management rendszert, melyet kifejezetten a gépjárműkereskedők részére fejlesztettek ki.

Philips digitális diktálási rendszerek 2003 óta hivatalos viszonteladóként magas színvonalú szolgáltatást nyújtunk a Philips digitális diktálási rendszerekhez is, melyet hazánkban több megyei bíróság, ügyvédi iroda és kórház használ megelégedéssel.

2 MultiSoft Kft. 1112 Budapest, Kőérberki út 36. Levélcím: 1506 Budapest, Pf. 5. Tel.: +36 1 310 1492 Fax: +36 1 310 1497 E-mail: [email protected] Web: www.multisoft.hu

A Digitális Esélyegyenlőség! programról A DE! programot az NJSZT civil társadalom iránti felelősségvállalásának tudatában indította, s célja, hogy rövid időn belül mindenki teljes értékű tagja lehessen az információs társadalomnak, hiszen a digitális esélyegyenlőség megteremtése az életminőség és a versenyképesség jelentős javulását eredményezi. A cél össztársadalmi program megvalósításával érhető el. A programnak tartalmaznia kell egyrészt az ország területének a versenyszféra által biztosan nem érintett legalább 10%-án történő állami finanszírozású infrastrukturális beruházásokat; másrészt figyelembe kell vennie azt is, hogy a fogalom alatt nem csak a PC- és internet-használathoz szükséges tudást, képességeket értjük ma már. Ide tartozik a kritikai gondolkodás, az információk különböző forrásból való összegyűjtése, rendezése, más emberek több csatornán való elérhetőségének kezelése, az önkifejezés lehetőségei egy digitális környezetben, a hagyományos tartalmak digitális formában való támogatása, kiegészítése is. Egy hálózatra kapcsolt számítógép önmagában nagyon kevés ahhoz, hogy valaki megtalálja a számára releváns információkat, szolgáltatásokat a világhálón, ehhez sok gyakorlás, és az ezáltal elsajátítható új tudások, készségek szükségesek. Az NJSZT a Digitális Esélyegyenlőség program keretében saját kezdeményezéseinek továbbvitele mellett szövetséget ajánl minden ez irányba mutató kezdeményezésnek, beleértve az időskorúak, a fogyatékkal élők és a szociálisan hátrányos helyzetűek felzárkóztatását célzó programokat is.

I. Digitális Esélyegyenlőség konferencia 2007. december 7., Budapest, Aranytíz Művelődési Központ Felhívás részvételre A Digitális Esélyegyenlőség (DE!) konferencia az Neumann János Számítógép-tudományi Társaság által indított, azonos címet viselő országos programsorozat idei évzáró-értékelő rendezvénye. A konferenciát Vizi E. Szilveszter, a Magyar Tudományos Akadémia elnökének fővédnökségével 2007. december 7-én az Aranytíz Művelődési Központban a témakör jeles szakértőinek közreműködésével tartjuk. Az elhangzó előadások széles ívű áttekintést adnak az információs társadalom aktuális helyzetéről, technológiai, szociális, lélektani és életviteli folyamatairól, és vázolják a lehetséges kitörési pontokat is. Helyzetértékelésükben az előadók beszámolnak az országos DE! program már zajló projektjeiről is, köztük az egy napos e-ügyintézés képzés országossá tételéről; az életvitelt segítő eszközök beágyazott rendszerekre alapozott nemzetközi kutatásfejlesztési és népszerűsítési projektjéről; az ECDL program, illetve több, az időskorúak, fogyatékkal élők és szociálisan hátrányos helyzetűek felzárkóztatását célzó programról is. Felkért és visszaigazolt előadók: Csepeli György (GKM), Dr. Detrekői Ákos (NHIT), Dessewffy Tibor, Z. Karvalics László (ITTK), Pléh Csaba (MTA), Somody Imre (Somody Befektetési és Vagyonkezelő Kft.), Simó György (T-Online), valamint Alföldi István (NJSZT). A záró kerekasztal beszélgetés moderátora Baló György. A konferencia a résztvevők számára ingyenes, a részvétel azonban regisztrációhoz kötött. A DE! konferencián kerül majd sor a 2007. évi NJSZT-díjak ünnepélyes átadására is. Bővebb információ és jelentkezési lap a www.njszt.hu honlapon található

Péceli Gábor NJSZT elnöke

Alföldi István Programbizottság elnöke

Facts on Nokia Siemens Networks Nokia Siemens Networks is a leading global enabler of communications services. The company provides a complete, well-balanced product portfolio of mobile and fixed network infrastructure solutions and addresses the growing demand for services with 20,000 service professionals worldwide. Nokia Siemens Networks is one of the largest telecommunications infrastructure companies with operations in 150 countries. The company is headquartered in Espoo, Finland. Visit us at www.nokiasiemensnetworks.com

Chairman of the Board Olli-Pekka Kallasvuo Chief Executive Officer Simon Beresford-Wylie Operational Headquarters PO Box 1 FI-02022 Nokia Siemens Networks Visiting address Karaportti 3 02610 Espoo Finland Telephone Finland +358 71 400 4000 Germany +49 89 5159 01 Incorporated Nokia Siemens Networks B.V. Netherlands Financial reporting Consolidation by Nokia Equity accounting by Siemens

Market Position No. 2 in Wireless Network No. 2 in Operator Services No. 3 in Wireline Networks Customer base 600 customers in 150 countries 75 of top-100 operators are our customers. Over 1 billion people connect through our switches. Business Units Radio Access Broadband Access Service Core & Applications IP Transport Operations and Business Software Services

Worldwide Presence Business in some 150 countries. Seven Regions: North America, Latin America, West & South Europe, North East, Middle East & Africa, Greater China and APAC. Manufacturing sites in China, Finland, Germany, India, Italy and Spain. Slightly under 60,000 employees. Research and Development Our R&D team is present in all the world’s technology hotspots. Major R&D sites are in Finland, Germany, India, China and US.

Cég neve: Pannon GSM Távközlési Zrt. Honlap: http://www.pannon.hu Fő működési terület: telekommunikációs szolgáltatások Foglalkoztatottak száma: 1100 fő Felsőfokú végzettségűek aránya: 80%

Szívesen dolgoznál a Pannonnál? A Pannon a Telenor csoport tagja. A Telenor a világ egyik legnagyobb mobilszolgáltatója, mely Európában és Ázsiában is rendelkezik tulajdonosi érdekeltséggel. A norvégiai (oslói) központtal rendelkező Telenor csoport világszerte több mint 22 000 főt foglalkoztat. A Telenor az oslói és New Yorki (Nasdaq) tőzsdén is jelen van. A Telenor Globális méreteket öltő vállalkozásán keresztül egységesen egyetlen, közös cél megvalósításán dolgozik: azon, hogy a Telenor ügyfelei mindennapi életük során maximálisan ki tudják használni a kommunikációs szolgáltatások nyújtotta előnyöket. Vállalatunk is erre törekszik a hazai telekommunikációs piacon, olyan értékeket képviselve, mint: ¾ ¾ ¾ ¾

Ébresszünk új gondolatokat Tartsuk be ígéreteinket Egyszerűsítsünk Tiszteljük környezetünket

Törekvéseink eredményét pedig ügyfeleink elégedettsége és a nemzetközi Investor In People díj elnyerése tükrözi. Állásajánlatainkról a http://www.pannon.hu/pannon/karrier címen tudsz bővebben tájékozódni. A több fordulós kiválasztási rendszer jellemző elemei: több körös interjúk, szakmai és/vagy pszichológiai tesztek, Assessment Center Önéletrajz és motivációs levél nyelve: magyar, pozíciótól függően magyar és angol Egyéb juttatások: mobiltelefon-használat; étkezési hozzájárulás; sportolási lehetőség; Pannonbusz-járat; élet-, baleset- és egészségbiztosítás; egészségügyi és orvosi ellátás; banki szolgáltatás Alsóbbéveseknek: Felkínált lehetőségek: gyakornoki munkakörök, kooperatív képzés Elvárások: angol nyelvismeret, felhasználói szintű számítógép-használat, szakmai háttér: meghirdetett szakterülettől függően Felajánlott juttatások: gyakornoki fizetés, szűkebb körű juttatási csomag Személyzeti ügyekben illetékes személyek: Kertész Rita/ HR generalista Zádori Beáta/ Szervezetfejlesztő specialista Cím: 2040 Budaörs, Baross u. 165/2. Telefon: +36 (20) 930 4000 E-mail: [email protected]

Megatrendek: kihívások és lehetőségek 2025-re a Földet közel nyolc milliárd ember fogja lakni. Két milliárddal leszünk többen, mint ma, és a legtöbben városokban élnek majd. Ráadásul a várható élettartam is növekszik mind a fejlődő országokban, mind az ipari társadalmakban. Holnapunk világát nagy mértékben ez a két megatrend: az urbanizáció és a demográfiai változás fogja alakítani. Ilyen körülmények között az energiával, vízzel és más, mindennapi szükségletekkel való megfelelő ellátás biztosítása nagy kihívást jelent, csakúgy, mint a mobilitás, a biztonság, az egészségügy, az ipari termelés és a környezetvédelem kérdéseinek garantált megoldása. A Siemens – szektorokon átívelő portfóliójának, technológiai vezető szerepének és az egész világra kiterjedő jelenlétének köszönhetően – minden más vállalatnál jobb helyzetből kínálhat megoldásokat a világ jövőbeli igényeinek kielégítésére. Cégünk innovatív és „jövőálló” megoldásai ügyfeleinket is versenyelőnyhöz juttatják, és megteremtik számukra a nyereséges növekedés alapjait. Siemens. Innovációk világhálózata.

A Siemens PSE Kft. A vállalat

A több mint 40 évvel ezelőtt alapított Siemens PSE jelenleg Európa hét országában foglalkoztatott 6 500 szakemberével évente mintegy 500 millió eurós forgalmat realizál. A magyarországi létszám az elmúlt évtizedben több mint tízszeresére növekedett, és jelenleg meghaladja a 700 főt. A 1993 és 2003 között Sysdata néven működött vállalat, egy budapesti és egy több mint 100 főt foglalkoztató szegedi telephellyel rendelkezik.

Projektek

A fejlesztések legnagyobb részét a Siemens PSE hálózatában elvégzett szoftverfejlesztési és kutatásfejlesztési feladatok jelentik. A magyarországi tevékenységek között említhető számostelekommunikációsszoftver fejlesztése és karbantartása: kiemelendők a Siemens intelligens hálózati (IN) alkalmazásai, valamint a mobiltelefon-hálózatok bázisállomásait menedzselő rendszer fejlesztése. Folyamatos megrendelést jelent a Siemens által fejlesztett távközlési berendezések és eszközök szoftvereinek biztosítása, például a Siemens vezetékes telefonközpontjához és telefonalközpontjához történő szoftverek fejlesztése. A fenti feladatok mellett egyre nagyobb jelentőséget kapnak a vállalati szektor számára készülő megoldások és az Internettechnológiára alapuló fejlesztések.

Itthon

A világ sok országában hasznosítják a Siemens PSE magyar mérnökeinek

munkáját, amely az utóbbi években egyre több magyarországi projektben is megjelenik. 2003-tól például milliók kerültek kapcsolatba a Matáv számára kifejlesztett automatizált távszavazási rendszerrel. Az Easy-Voting elnevezésű kiértékelő szoftvert a Matáv a kereskedelmi televíziók interaktív műsorainál, például a valóság-show-k és más, a nézők pillanatnyi véleményét tükröző műsoraihoz beérkezett szavazatok rögzítésére, kiértékelésére és a csatornákon keresztül a nézők azonnali tájékoztatására használja.

Programnyelvek

Technológiai értelemben a Siemens PSE a világ élvonalához tartozik: Siemens szoftverfejlesztési módszertanok használatával, Unix és Windows környezetben, elsősorban JAVA, C++ és C programnyelveken folynak a fejlesztések. Az objektum orientált és webes technológiák mellett egyre több IP alapú fejlesztést végzünk. Amennyiben cégünk felkeltette érdelkődését, látogasson el honlapunkra. A jelentkezéseket magyar és idegen nyelvű, fényképes önéletrajzzal és referenciaszám megjelölésével folyamatosan várjuk az alábbi elérhetőségek egyikén:

Kontakt: Siemens PSE Program- és Rendszerfejlesztő Kft. 1143 Budapest, Gizella u. 51-57. [email protected] www.pse.siemens.hu/allas