BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYTEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR
A MÉRNÖK INFORMATKUS SZAK BSc TANTERVE (tervezet)
Budapest 2005. február
1
Tartalomjegyzék Képesítési követelmények Tantervi háló Szakmai törzsanyag Mikro- és makroökonómia Menedzsment és vállalatgazdaságtan. Üzleti jog Analízis Valószínűségszámítás Bevezetés a számításelméletbe Kódolástechnika Algoritmuselmélet Fizika Jelek és rendszerek Elektronika Szabályozástechnika Digitális technika Számítógép architektúrák Számítógép hálózatok Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mérés labor Programozás alapjai Szoftvertechnológia Szoftver technikák Információs rendszerek üzemeltetése Operációs rendszerek Adatbázisok Mesterséges intelligencia Szoftver labor Szakirányok Rendszerfejlesztési szakirány Informatikai technikák és eszközök szakirány Informatikai infrastruktúra tervezése szakirány Infokommunikációs rendszerek biztonsága szakirány Újgenerációs hálózatok szakirány Internet és infokommunikációs alkalmazásai szakirány Médiainformatika szakirány Autonóm rendszerek szakirány Integrált intelligens rendszerek szakirány
3. 5. 6. 6. 7. 9. 11. 11. 12. 12. 13. 14. 21. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 29. 31. 31. 32. 32. 33. 34. 35. 39. 39. 41. 44. 47. 49. 52. 55. 57. 60.
Integrált vállalatirányítási rendszerek szakirány Elosztott energetikai rendszerek információ-technológiája szakirány
62. 64.
2
MÉRNÖK INFORMATIKUS ALAPSZAK KÉPESÍTÉSI ÉS KIMENETI KÖVETELMÉNYEK 1.
Az alapszak megnevezése: mérnök informatikus
2.
Az alapszakon szerezhető végzettségi szint és a szakképzettség oklevélben szereplő megjelölése:
végzettségi szint: szakképzettség:
alapfokozat (baccalaureus, bachelor; rövidítve: BSc), mérnök informatikus
3.
Képzési terület:
informatika
4.
Képzési ág: informatikai
5.
A képzési idő félévekben: 7 félév
6.
Az alapfokozat megszerzéséhez összegyűjtendő kreditpontok száma: 210 kreditpont
6.1. A képzési ágon belüli közös képzési szakasz minimális kreditpontjai: - ; 6.2. A szakirányhoz rendelhető minimális kreditpont: 40 kreditpont; 6.3. A szabadon választható tantárgyakhoz rendelhető minimális kreditpontok: 10 kreditpont; 6.4. A szakdolgozathoz rendelt kreditpont: 15 kreditpont; 6.5. A gyakorlati ismeretekhez rendelhető minimális kreditpont: 63 kreditpont; 6.6. Intézményen kívüli összefüggő gyakorlati képzésben szerezhető minimális kreditpont: 7. Az alapszak képzési célja, az elsajátítandó szakmai kompetenciák: A képzés célja olyan mérnök informatikusok képzése, akik képesek műszaki informatikai és információs infrastrukturális rendszerek és szolgáltatások telepítésére és üzemeltetésére, valamint azok adat- és programrendszereinek tervezési, fejlesztési feladatainak ellátására, továbbá kellő mélységű elméleti ismeretekkel rendelkeznek a képzés második ciklusában történő folytatásához. Az alapfokozat birtokában a mérnök informatikusok képesek: – az informatikai módszereit igénylő műszaki alkotások tervezési, fejlesztési és létrehozási feladatainak ellátására; – informatikai és információs infrastrukturális rendszerek telepítési és üzemeltetési feladatainak ellátásához szükséges mérnöki gyakorlati módszerek alkalmazására; – programozásra objektum orientált és vizuális programozási környezetben; – szoftverfejlesztési metodikák alkalmazására, fejlesztési eszközök használatára; – információs rendszerek modellezésére, a teljesítmény és megbízhatósági jellemzők szimulációs vizsgálatára; – korszerű, általános célú operációs rendszerek telepítésére, konfigurálására, hibaelhárítására, üzemeltetésére, továbbfejlesztésére. Az alapfokozat birtokában a mérnök informatikusok alkalmasak: – számítógépes és távközlő hálózatok telepítésére, konfigurálására, hibaelhárítására, üzemeltetésére, továbbfejlesztésére; – kliens-szerver rendszerek programozására, WEB programozásra – vállalati információs rendszerek folyamatalapú funkcionális tervezésére és készítésére valamely „enterprise modeller” típusú eszköz segítségével; 3
–
döntéstámogató rendszerek tervezésére, készítésére, működtetésére.
8.
A törzsanyag (a szakképzettség szempontjából meghatározó) ismeretkörök: természettudományos alapismeretek:
matematika
(analízis,
algebra,
40-45 kreditpont
valószínûségszámítás,
matematikai
statisztika),
számításelmélet és algoritmuselmélet, fizika, egyéb természettudományos ismeretek gazdasági és humán ismeretek: 20-25 kreditpont közgazdaságtan, vállalat-gazdaságtan, jogi, államigazgatási, menedzsment ismeretek szakmai törzsanyag: 100-150 kreditpont rendszertechnika modul (mérés és szabályozástechnika, érzékelők és beavatkozó rendszerek;
elektronika,
digitális
rendszerek,
számítógép
architektúrák,
operációs
rendszerek, számítógépes és távközlő hálózatok); programozási modul (programozási paradigmák és programnyelvek, programtervezés, szoftvertechnológia); informatikai rendszerek
modul
(adatbázis-kezelés,
tudásreprezentáció,
informatikai
rendszerek
felépítése, modellezése és analízise, informatikai rendszerek megvalósítása, biztonsága); differenciált szakmai ismeretek.
9.
Nyelvi követelmények:
Az alapfokozat megszerzéséhez államilag elismert legalább középfokú A vagy B típusú, illetve azzal egyenértékű nyelvvizsga szükséges.
4
A mérnök-informatikus szak BSc mintatanterve
Tárgynév 1. Természettudományos alapismeretek (45 kreditpont) 1 Analízis 1 4/2/0/v/7 2 Analízis 2 3 Valószínűségszámítás 4 Bevezetés a szám.elméletbe 1 2/2/0/v/5 5 Bevezetés a szám.elméletbe 2 6 Kódolástechnika 7 Algoritmuselmélet 8 Fizika 1 9 Fizika 2 Gazdasági és humán ismeretek (20 kreditpont) 10 Mikro- és makroökonómia 4/0/0/f/4 11 Menedzs. és váll.gazd. 12 Üzleti jog 13 Köt.vál gazd és hum. 1. 14 Köt.vál gazd és hum. 2. 2/0/0/f/2 Szakmai törzsanyag (89 kreditpont) 15 Jelek és rendszerek 16 Elektronika 17 Szabályozástechnika 18 Digitális technika 1 2/2/0/v/5 19 Digitális technika 2 20 Számítógép architektúrák 21 Számítógép hálózatok 22 Távközlő hálózatok és szolg. 23 Mérés laboratórium 24 Programozás alapja 1 2/2/0/v/5 25 Programozás alapjai 2 26 Szoftvertechnológia 27 Szoftver technikák 28 Információs rendszerek üzemeltetése 29 Operációs rendszerek 30 Adatbázisok 31 Mesterséges intelligencia 32 Szoftver laboratórium 0/0/2/f/2 Differenciált szakmai ismeretek (40 kreditpont 33 Szakirány tárgyak 34 Szakirány tárgyak 35 Szakirány laboratórium 36 Önálló labor 37 Szakdolgozat Szabadon választható tárgyak (16 kreditpont) 38 Választható tárgyak 39 Választható tárgyak Kritériumtárgy 0/2/0/a/0 40 Testnevelés Összes heti óra (testnev. nélkül) Összes kredit-pontszám Vizsgaszám
26 30 4
2.
Szemeszter 4. 5.
3.
6.
7.
4/2/0/v/7 2/2/0/v/4 2/2/0/v/4 3/1/0/f/5 3/1/0/v/5 2/2/0/v/4 2/2/0/v/4
3/1/0/f/4 2/0/0/f/2 2/0/0/f/2
2/0/0/f/2 2/0/0/f/2
2/0/0/f/2
3/1/0/f/5 3/1/0/f/4 3/1/0/f/4 2/2/0/v/5 2/2/0/v/5 3/1/0/v/4 0/0/2/f/2
0/0/2/f/2
3/1/0/v/4 0/0/2/f/2
0/0/2/f/2
2/2/0/f/4 3/1/0/v/4 3/1/0/v/4 3/1/0/v/4 3/1/0/v/4
0/0/2/f/2
0/0/2/f/2
0/0/2/f/2
3/1/0/v/5 3/1/0/v/5 0/0/2/f/2 3/1/0/v/5 3/1/0/v/5 0/0/2/f/2 0/0/6/f/6
3/1/0/v/5 0/0/2/f/2 0/10/0/a/15
4/0/0/v/4
0/2/0/a/0 28 30 4
0/2/0/a/0 28 30 4
5
4/0/0/v/4
4/0/0/v/4 4/0/0/v/4
0/2/0/a/0 28 30 4
28 30 4
28 30 4
24 30 3
SZAKMAI TÖRZSANYAG
Makro-és mikroökonómia Tárgyfelelõs Dr. Meyer Dietmar A tantárgy keretében a hallgatók olyan, világszerte elfogadott és az oktatásban használt elméleti megközelítéssel ismerkednek meg, amely segít közgazdaságtani kérdésekben való tájékozódásban, ezen kérdések egyszerû elemzésében és a felmerülõ problémák megoldásainak kidolgozásában. Képesek lesznek a mindennapi gyakorlatban megfigyelhetõ jelenségek értékelésére, követni tudják gazdasági kérdésekre vonatkozó érveléseket, felismerik az érvelések belsõ logikáját, illetve éppen ennek hiányát. A tárgy elméleti jellegû, azaz igen absztrakt kategóriákat használunk az oktatás során az elemzésbe bevont jelenségek leírásához. Ez a modellszerû tárgyalás kiegészül a mérnökök számára ismert matematikai, illetve módszertani apparátussal. Így a képzés végén olyan strukturált képpel rendelkeznek a hallgatók a modellgazdaságról, amely a modern gazdasági élet elemeit egy szerves egységgé fogja össze. A képzés során az egyes részterületek bemutatásakor rámutatunk az elméleti összefüggések gyakorlati megjelenési formáira, illetve fordítva a valóságban megfigyelhetõ jelenségeket elhelyezzük az elméleti rendszerben. Ilyen módon az absztrakt tananyagot nem önmagáért, öncélúan adjuk át, hanem a mindenkori konkrét problémákra alkalmazva ismertetjük a hallgatókkal a gazdaságelmélettel. Az alkalmazott módszertan – az alapvetõen a klasszikus fizikától kölcsönzött elemzési eszközök – ellenére, illetve ezen módszertan alkalmazásával hangsúlyozzuk, hogy a gazdasági életet nem a gépként cselekvõ homo oeconomicus szabályozza, hanem a legfontosabb közgazdasági kategória, a gazdasági élet legfontosabb szereplõje az ember. A közgazdaságtan társadalomtudomány, emberek közötti viszonyok egy vetületével foglalkozik. Ezzel nem csak a jelenkor fejleményeire reflektálunk, vagyis azokra a tényekre, hogy napjainkban a humán tõke, a tudás a gazdasági fejlõdés és a társadalmi jólét legjelentõsebb tényezõje, hanem egyben tudatosítja a hallgatókban az egyéni kreativitás, kezdeményezõkészség fontosságát a társadalmi fejlõdés szempontjából. A nagyszámú egyéni szereplõnek, az elsõ pillanatra szinte kaotikusnak tûnõ – piaci rendszerének megértése éppen az absztrakt gazdaságelméleti modellek segítik. A másik oldalon viszont meg kell fogalmazni az ezen egyéni viselkedéseket szükségképpen korlátozó, a társadalom egészének stabilitását biztosító keretfeltételeket; nap mint nap látjuk ugyanis, hogy a piac nem képes vagy nem hajlandó az összes probléma megoldását felvállalni. Ez a kérdés, vagyis a piaci kudarc, elvezet bennünket a tanulmányok második részében az állam szerepvállalás tárgyalásához, amelynek keretében a hallgatók a gazdaságpolitika alapelemeivel ismerkednek. A tantárgy alapvetõen két részbõl áll: a egyes gazdasági szereplõket, illetve a köztük fennálló kapcsolatokat elemzõ mikroökonómiai, valamint az individuális gazdasági egységekbõl aggregált szektorok kapcsolatrendszerét bemutató makroökonómiai témákból. Mindkettõt nem csak a zárt gazdaságban vizsgáljuk, hanem kitérünk a külgazdasági kapcsolatokra is. Az egyes kérdéseket az alábbi felsorolás tartalmazza: Gazdálkodás fõbb alapelvei, a piac mûködése. A gazdaság fõbb szereplõi: háztartások (fogyasztó), vállalkozások, állam és külföld. Kereslet és kínálat alakulása: Marshall-kereszt.
6
Termelés – költségek – profit. Profitmaximalizálás rövid és hosszú távon. Piacszerkezetek: tökéletes piacok – monopolpiac – oligopolpiac – monopolisztikus versenypiac összehasonlítása. A termelési tényezõk piaca. Az állam szerepe a gazdaságban .Nemzetgazdasági teljesítmények mérése: GO, GDP, GNP, GNI, GNDI. A makrogazdaság Keynes-i modellje: egyensúly a makromodellben. Pénz szerepe a makrogazdaságban, a modern pénzügyi rendszer mûködése, a monetáris politika eszköztára, a pénzforgalom szabályozása. A kormányzat fiskális politikája és eszközei, a költségvetési kiadások hatása a makrogazdasági egyensúlyra. Árupiac és pénzpiac makroszintû összekapcsolása: az IS-LM modell. Az üzleti ciklus, munkanélküliség okai. Infláció szerepe, okai, hatásai a mai modern gazdaságban. Gazdasági növekedés. Külgazdasági kapcsolatok. Árfolyam – árfolyamrendszerek – az árfolyampolitika. Külsõ adósság. Az ikerdeficit. Gazdaságpolitika nyitott gazdaságokban. Tankönyvekként használjuk: dr. Kerékgyártó György: Mikroökonómia. Mûegyetemi Kiadó 2003 dr. Kerékgyártó György: Makroökonómia, Mûegyetemi Kiadó 2004
Menedzsment és vállalkozásgazdaságtan Tárgyfelelős: dr. Kövesi János egyetemi tanár, tanszékvezető Menedzsment Az üzleti vállalkozás, a vállalat, mint mikrogazdasági rendszer A vállalat alapvető erőforrásai. A vállalati folyamatok: anyagi és irányító, fő- és feltételi folyamatok. A vállalkozás kompetitív és általános környezetének összetevői. A vállalat, mint szervezet. Menedzsment funkciók. Menedzseri szerepek. A menedzsment hatásterületei. A mérnök szerepe és tevékenysége a szervezetben. Egyén és csoport. A csoportmunka sajátosságai. A kreativitás és együttműködés a feladatok megoldásában. Csoportmunka-fázisok. Státuszok és szerepek a csoportban. Csoportmunkamódszerek. Kommunikáció a szervezetben. A kommunikáció módszerei, a szóbeli és írásbeli kommunikáció sajátságai. A kommunikáció eszközei: utasítások, jelentések, elemzések, értékelések, prezentáció, interjú. A termék. Fogalma, többszintű modellje, funkciói. Életciklusa, az életciklusok menedzsment sajátosságai. A termékfejlesztés folyamata, szervezeti feltételei. A. vállalkozás üzleti terve (gyakorlati példa bemutatása). A mérnöki szakmai és társadalmi szervezetek szerepe és jelentősége a gyakorlatban.
Gazdaságtani elemzések A gazdasági elemzés - gazdasági számítások célja. Nettó jelenérték és a belső megtérülési ráta. A tőke alternatíva költsége, annak meghatározása. Pénzáramlások meghatározása. Gazdasági számítások. Költséggazdálkodási rendszerek. Költségek csoportosítási módjai, költségstruktúrák. Költségek felmerülés szerinti csoportosítása, költségnemek: anyagi jellegű ráfordítások, személyi jellegű ráfordítások, amortizáció. Költségek feloszthatóság szerinti csoportosítása: önköltségszámítás. Közvetett és közvetlen költségek fogalma, általános költségek felosztása, pótlékkulcs, pótlékolás, a kalkuláció szerkezete, hibái. Piac értékítéletének figyelembe vétele: 7
határköltség-számítás. A vállalkozás gazdasági helyzetének meghatározása: költség- és nyereség fedezeti számítás. A költségek reagálás szerinti csoportosítása, vállalati költségstruktúra (lineáris) ÁKFN modell. A vállalati rendszer nyereségének várható reagálása az ÁKFN-struktúra egyes komponenseinek változása esetén. Termékek gazdasági értékének meghatározása: fajlagos fedezetek számítása. A termékek gazdaságossági rangsora. Költségszámítási rendszerek kialakulását, fejlődését befolyásoló gazdasági változások. Költségszámítási rendszerek fejlődése, szintjei. Standardköltség-számítás célja, menete. Tevékenységalapú költségszámítás (ABC). Kihasználatlan kapacitás költsége. Bevezetés gazdasági és szervezeti kérdései. Termelésmenedzsment A termelőrendszer definíciója, fejlődése. A termelő- és szolgáltatórendszerek osztályozása. A termelőrendszerek működésének vizsgálati elvei. Történeti áttekintés. Az igény előrejelzésének szerepe és módszerei. Egyszerű előrejelzési modellek. Az előrejelzési hibák értelmezése. A kapacitásszámítás alapfogalmai. Egyszerű összefüggések a rendelkezésre álló kapacitás meghatározásához. A tanulási görbe hatása a kapacitásra. A készletek szerepe a termelésben. A készletekkel kapcsolatos költségek osztályozása. Egyszerű készletgazdálkodási rendszerek. Az optimális rendelési tételnagyság meghatározása. Az aggregált termeléstervezés feladata és adatbázisa. Egyszerű termeléstervezési modellek. A projektmenedzsment definíciója, fázisai. Projektszerű gyártás sajátosságai. Projektek ütemezésének módszerei. A hálótervezés alapjai: tevékenységélű és tevékenységcsomópontú hálók. Alapelemzések. Minőségmenedzsment A minőségmenedzsment fejlődésének fontosabb szakaszai és jellemzői. Minőségfilozófiák, minőségiskolák (USA, Japán, Nyugat-Európa).A menedzsment rendszerek és a minőségrendszerek kapcsolata. A vállalati minőségügyi rendszerek alapjai. A minőségügyi rendszerek áttekintése (ISO 9000, QS 9000, HACCP, ISO 14000 ).A vállalati minőségügyi rendszerek alapjai (ISO 9000:2000). A minőségügyi rendszerek alapelveinek áttekintése az ISO 9000:2000 előírásai alapján. A Total Quality Management alapelveinek összefoglalása. A TQM vezetési filozófia alkalmazási lehetőségei, azonosságok és eltérések a termelő és nem termelő szervezetekben és folyamatokban. A vevőközpontúság alapjai és módszerei. A vevő azonosítása. A vevők elvárásainak meghatározása. A vevők megértését szolgáló módszerek. A vevőközpontúság módszerei. QFD, Benchmarking. A folyamatos javítás elve és módszerei. A kulcsfontosságú folyamatok azonosítása. A folyamatos javítás módszereinek áttekintése (hat lépés, PDCA....). Folyamat képesség mutatók, SPC alapjai. A teljesítmények mérése. A folyamatos fejlesztés módszerei. A dolgozók felhatalmazásának és bevonásának elve és módszerei. A vezető szerepe a TQM rendszerekben. A team munka alapjai. A vállalati, intézményi minőségügyi rendszerek. Minőségmenedzsment rendszerek a szolgáltatásokban. Az ISO és TQM rendszerek összehasonlítása. A TQM és ISO rendszerek bevezetési módszerei és tapasztalatai. A minőségügyi rendszerek értékelésének módszerei. Minőségi díj modellek. Esettanulmányok, esetpéldák a fenti témakörökből.
Üzleti jog A tárgy oktatása során a gazdasági jogi alapképzés keretében a hallgatók megismerkednek a gazdasági jog alapjaival. A tematika ennek megfelelően alapvetően gazdasági státusjogot - a társasági- és cégjog és az érintkező főbb jogterületeket (bank- és értékpapírjog, versenyjog, 8
csődjog), és a gazdaság dinamikájának jogi területeit – kereskedelmi szerződések, kötelmi jog, tárgyalja, érintve esetlegesen alapvető iparjogvédelmi összefüggéseket is. A tárgy írásbeli kollokviummal zárul. Részletes tematikai bontás A) Érintett kérdések a gazdasági státuszjog alapvető ismeretei területén: Társasági jogi alapfogalmak, A magyar társasági jog fejlődésmenete, szabályozásának rendszere, társasági jog- cégjog. Vállalkozási formák. 1. A magyar társasági jog (A gazdasági társaságokról szóló 1997. évi CXLIV. törvény) általános szabályai, alapvetés. 2. A gazdasági társaságok létrehozása, A társaságok vezető szervei 3. Egyes társasági formák – személyegyesítő – és tőketársaságok 4. Az Európai Unió gazdasági joga 5. A versenyjogi szabályozás rendszere. Tisztességtelen verseny és a versenykorlátozások joga. B) Érintett kérdések a gazdaság dinamikájának joga területén 1. Kötelem. Jogügylet. Szerződés. Szerződési alapfogalmak 2. Szerződéskötés. A szerződés tartalma, szerződés módosulása és módosítása. A szerződés megszűnésének esetei. 3. A szerződés teljesítése. A szerződésszegés 4. Kártérítési felelősség 5. Az egyes szerződésekre vonatkozó különös szabályok. Az adásvétel és a csere. Az adásvétel különös nemei. Atipikus szerződések lízing, franchise. 6. Használati kötelmek. Bérlet, haszonbérlet, haszonkölcsön. A licencia. 7. Vállalkozási szerződés, megbízási szerződés. Fuvarozás, bizomány, szállítmányozás. A pénzvilág szerződései ;bank- és értékpapírügyletek. Hitel- és kölcsönszerződés, számlaszerződések. A Biztosítási szerződés. A tárgyhoz aktualizált, a hatályos szabályozási rendszernek szabatosan megfelelő egyetemi tankönyvet tudunk biztosítani. A tankönyvek szerkesztője a tárgyfelelős, szerzői döntő részben a tárgy oktatói és a tárgyfelelős tanszék oktatói közül kerültek ki. A tankönyveket folyamatosan fejlesztjük. Sárközy Tamás: Gazdasági jog I. Gazdasági státusjog, AULA Kiadó, 2003. Sárközy Tamás (szerk.): Gazdasági jog II. Gazdaság dinamikájának joga, AULA Kiadó, 2003. (átdolgozott kiadás)
9
Analízis Tárgyfelelős: Dr. Fritz Józsefné, egyetemi docens A tantárgy tematikája:
I. félév A matematikai analízis alapfogalmainak ismertetése. Alapfokú készség kialakítása feladatok megoldásában, kidolgozott példák alapján. Valós számsorozatok: Nevezetes határértékek, az e szám Mûveletek konvergens sorozatokkal. Monoton és korlátos sorozatok. Egyváltozós függvények folytonossága és differenciálhatósága: Elemi függvények és inverzeik. Differenciálható függvények tulajdonságai, középértéktételek, L’Hospital szabály. Függvényvizsgálat, paraméteresen és polárkoordinátákban adott függvények. Egyváltozós függvények integrálása: Az integrálás technikája, Newton-Leibniz formula, az integrálszámítás alkalmazása, impropius integrál. II. félév
A matematikai analízis alapfogalmának és technikáinak ismertetése az alábbi témákban: Differenciálegyenletek: szétválasztható változójú, lineáris elsőrendű, magasabbrendű lineáris állandó együtthatós differenciálegyenletek. Sorok: Numerikus sorok konvergencia kritériumai. Hatványsorok, Taylor sor. Többváltozós függvények. Határérték, folytonosság. Differenciálhatóság, iránymenti derivált, láncszabály. Magasabbrendű parciális deriváltak és differenciálok. Szélsőérték. Kettős és hármasintegrál kiszámítása. Integrál transzformáció, Jacobi mátrix. Komplex függvénytan Komplex függvények folytonossága, regularitása. Cauchy-Riemann parciális differenciálegyenletek. Komplex változós elemi függvények értékeinek kiszámítása. Komplex vonalintegrál. Cauchy-Goursat integráltétel és következményei. Reguláris komplex függvény és deriváltjainak integrál-előállításai (Cauchy integrál-formulák).
Irodalom: Analízis I. (BMETE921244)
Valószínûségszámítás Tárgyfelelős: A tantárgy tematikája: Alapfogalmak: véletlen kísérlet, elemi esemény, eseménytér, eseményalgebra, valószínűség. Példák valószínűségre: klasszikus valószínűség, geometriai valószínűség. Feltételes valószínűség, események függetlensége. Valószínűségi változók, eloszlásfüggvény. A diszkrét és folytonos eset. Nevezetes diszkrét eloszlások: binomiális, geometriai, Poisson, hipergeometriai. Nevezetes folytonos eloszlások: normális, exponenciális, egyenletes. Várható érték, szórásnégyzet, Csebisev- és Markovegyenlőtlenség. Együttes eloszlás, valószínűségi változók függetlensége. A konvolúció. Korrelációs együttható, kovariancia. A lineáris regresszió. Nagy számok törvényei, centrális határeloszlástételek. A matematika statisztika alapfogalmai: statisztikai minta, statisztika. Becsléselmélet: torzítatlanság, konzisztencia. Konfidencia-intervallum. Példák normális esetben. Statisztikai próbák alapfogalmai: nullhipotézis, alternatív hipotézis, próbastatisztika, kritikus- és elfogadási tartományok, kritikus érték, első- és másodfajú hibavalószínűség. Az u- és t-próbák. Irodalom: Ketskeméty Laszlo: Valószinűségszámítás, Műegyetemi Kiadó, 55050, 1999.
10
Bevezetés a számításelméletbe Tárgyfelelős: Dr. Recski András, egyetemi tanár
A tantárgy tematikája: I. félév Skalár- és vektormennyiségek, a sík és a 3-dimenziós tér analitikus geometriája, egyenes és sík egyenlete. Lineáris egyenletrendszerek megoldhatósága Gauss-eliminációval, egyértelmûség. Determináns fogalma, tulajdonságai. Komplex számok. Vektorterek, lineáris függetlenség, bázis, dimenzió. Lineáris leképezések és mátrixaik, rang, inverz. Lineáris transzformációk sajátértékei és sajátvektorai. Végtelen halmazok ekvivalenciája, számossága. Megszámlálható és kontinuum számosságú halmazok, tulajdonságaik. Hatványhalmaz. Alapvetõ kombinatorikai ismeretek (permutációk, variációk, kombinációk). Gráfelméleti alapfogalmak (pont, él, fokszám, izomorfia). Út, kör, összefüggõség, fák. Gráfok síkbarajzolhatósága, síkgráfok dualitása. Irodalom 1. Freud Róbert: Lineáris algebra, ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 1996 2. Katona Gyula Y., Recski András, Szabó Csaba: A számítástudomány alapjai, Typotex, Budapest, 2002. 3. Tanszéki munkaközösség: Feladatgyûjtemény (folyamatosan bõvül, a tanszéki honlapról elérhetõ, könyv formájában kb. 2006-ban jelenik meg. II. félév Gráfelméleti algoritmusok (optimális költségû fa, legrövidebb út, maximális párosítás keresése, folyamproblémák, topológiai rendezés, PERT-módszer). Menger tételei, gráfok magasabb összefüggõségi számai. Gráfok pont- és élszínezése, térképszinezés. Gráfok bejárásai, Euler- és Hamilton-körök. Számelméleti alapfogalmak (oszthatóság, prímek, kongruencia, Euler-Fermat tétel), számelméleti algoritmusok (prímtesztelés, nyilvános kulcsú titkosírások). Absztrakt algebrai alapfogalmak (mûvelet, struktúra), félcsoport. Csoportok, kapcsolatok transzformációkkal, nevezetes csoportok, faktorcsoport. Gyûrûk és testek. Irodalom 1. Katona Gyula Y., Recski András, Szabó Csaba: A számítástudomány alapjai, Typotex, Budapest, 2002. 2. Tanszéki munkaközösség: Feladatgyûjtemény (folyamatosan bõvül, a tanszéki honlapról elérhetõ, könyv formájában kb. 2006-ban jelenik meg). Idegennyelvű irodalom: L. Volkmann: Graphen und Digraphen, Springer, New York, 1991
Kódolástechnika Tárgyfelelős: Dr. Vajda István egyetemi tanár A tárgy célja: A tárgy célja az információk tárolása illetve továbbítása során felmerülő három alapvető kódolási feladat fontosabb algoritmusainak megismertetése. Ezen területek az információ kisebb méretben történő ábrázolásához (tömörítő kódolás), hibázó kommunikációs csatornán történő továbbításához illetve hibázó tárakon történő tárolásához (hibakontroll kódolás) valamint érzékeny információk intelligens támadók elleni védelméhez (biztonsági kódolás) kapcsolódnak:
11
A tantárgy tematikája: Tömörítő kódolás: Prefix kód, az átlagos kódszóhossz és az entrópia. Shannon-Fano kód. Bináris Huffmann kód. Lempel-Ziv kódok. Kvantálás. Egyenletes kvantáló. Lloyd-Max kvantáló. Kompanderes kvantáló. Transzformációs kódolás. Prediktív kódolás. Beszéd- és hangtömörítés algoritmusok. Kép- és video-tömörítési algoritmusok. Hibakontroll kódolás. Alapfogalmak: hibázás, javítás, detektálás, kódszó, kód, kódtávolság, kódparaméterek. Bináris lineáris kód, generátor mátrix, paritásellenőrző mátrix, szisztematikus kód. Hamming kód. Ciklikus bináris kód, generátorpolinom, paritásellenőrző polinom. CRC hibadetekciós technika. Nembináris lineáris kódok. Reed-Solomon kód. A CD kódolása. Kódkombinációs technikák: szorzatkód, kódátfûzés, kaszkádosítás. Konvolúciós kódolás és Viterbi dekódolás. Biztonsági kódolás: Alapfogalmak: érzékeny információ és támadása, rejtjelezés (szimmetrikus, aszimmetrikus), hitelesítés, integritásvédelem, hozzáférésvédelem, letagadásvédelem. Ideális rejtjelezés. Lineáris rejtjelezés. Nyilvános kulcsú titkosítás. Az RSA algoritmus és alkalmazása. Hash függvények alkalmazása. Biztonsági protokollok konstrukciós alapelvei: hozzáférésvédelem, integritásvédelem, digitális aláírás és a kulcstanusítvány. Biztonsági hibák kódolókban és protokollokban. Irodalomjegyzék: 1. Gyõrfi L., Gyõri S, Vajda I.: Információ és kódelmélet, Typotex 2002 2. Buttyán, L, Vajda I.: Kriptográfia és alkalmazásai, Typotex 2004
Nezetközi tankönyv: (Megjegyzés: A tematikát egészében átfogó nemzetközi tankönyv tudomásunk szerint nincsen. Ez a tematika három, de a tárgy célja szerint szorosan kapcsolódó terület, az információelmélet, a hibakontroll kódok, s az adatbiztonság tudományterületek gyakorlatából a 3. félév alaptárgyi elõkészültsége szintjén elsajátitható legfontosabb kontrukciós és elemzési technikákat tartalmazza. Ennek megfelelõen a nemzetközi egyetemi oktatásban is használt következõ kapcsolódó könyveket adjuk meg.) T.Cover, J.Thomas, Elements of Information Theory, Wiley-Interscience, 1990 Blahut R.: Theory and Practice of Error Control Codes, Addison Wesley, 1988 D.Stinson: Cryptography: Theory and Practice, CRC Press. 2002
Algoritmuselmélet Tárgyfelelős: Dr. Friedl Katalin egyetemi docens
A tantárgy tematikája: Lineáris és bináris keresés. Rendezõ algoritmusok és elemzésük: buborék algoritmus, beszúrásos rendezés, összefésüléses rendezés, kupacos rendezés. Alsó becslés a rendezéshez szükséges összehasonlitások számára. Kulcsmanipulációs rendezések: láda és radix rendezés. Rendezés külsõ táron. Batcher-féle párhuzamos rendezés. Alapvetõ adatszerkezetek és elemzésük: bináris keresõfa, kiegyensúlyozott keresõfa, kupac, B-fa, hash-tábla. Alapvetõ gráfalgoritmusok a megfelelõ adatszerkezetek felhasználásával. Mélységi és szélességi bejárás, összefüggõség és erõsen összefüggõség eldöntése, komponensek meghatározása. Algoritmusok legrövidebb utak meghatározására (Floyd, Bellman-Ford algoritmus), a Dijkstra-algoritmus megvalósitása kupac adatszerkezettel. Optimális költségû feszítõfa keresésére vonatkozó piros-kék eljárás és ennek változatai: Prim algoritmusa, Borùvka algoritmusa, Kruskal algoritmusa és ennek megvalósitása az unió-holvan adatszerkezet felhasználásával. Általános algoritmus-tervezési módszerek (oszd meg és uralkodj, elágazás és korlátozás, dinamikus programozás). Bonyolultságelméleti alapfogalmak: P, NP osztályok,
12
NP-teljesség, néhány nevezetes NP-teljes probléma. Közelítõ algoritmus a ládapakolás problémára, az utazóügynök feladat közelithetõsége. Véletlent használó algoritmusok. Irodalom: 1. Rónyai Lajos, Ivanyos Gábor, Szabó Réka: Algoritmusok, Typotex, Budapest, 1998. 2. Feladatgyűjtemény (a tanszéki honlapról elérhető) 3. T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. Stein: Új algoritmusok, Scolar Kiadó, Budapest, 2003. Idegennyelvû irodalom: T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. Stein: Introduction to Algorithms, 2001.
Fizika 1. Tárgyfelelős: Mihály György egyetemi tanár A tantárgy célkitűzése
A Fizika tantárgy célja a mérnökképzésben kettõs. Egyrészt meg kell ismertetni a hallgatóságot azokkal a fizikai törvényekkel és összefüggésekkel, amelyek a konkrét mûszaki problémák megoldásának az elvi hátterét adják. Másrészt ezek a törvények (és elvek) általánosságuknál fogva maghatározzák az adott kor modern természettudományos világképét is, így ennek kialakítása ugyancsak fontos feladat a mérnökképzés folyamatában. Mindez alapvetõen hozzájárul a mûszaki értelmiség társadalmi hitelének és tudományos presztízsének a magalapozásához. A Fizika 1 a „Hudson-Nelson: Útban a modern fizikához” tankönyv fejezeteit követi. A tantárgy keretében tárgyalt mechanika, a hõtan és az elektrodinamika csak az általános ismeretek közlésére szorítkozik. Itt elsõsorban az axiomatikus felépítést és annak tapasztalati megalapozását kell megtanítani. A jelenségcentrikus képzést valamennyi elõadásnál 15-20 perc, a tárgyhoz tartozó demonstráció segíti. A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban) 1. hét BEVEZETÉS: A fizika tárgya és módszerei. Elmélet és megfigyelés EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK: Tér és idő mérése. Mértékegységek átszámítása. Koordinátarendszerek és vonatkoztatási rendszerek. Hely, elmozdulás, sebesség és sebességvektor EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK: A gyorsulás. Az egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás kinematikai egyenletei. A kinematikai egyenletek levezetése diferenciálszámítással. Az elmozdulás, sebesség és gyorsulás közötti összefüggés grafikus értelmezése. A dimenzióanalízis Kísérletek légpárnás sínen (egyenes vonalú mozgások). Mikola cső. Galilei lejtő, Galilei ejtőzsinór. Rezgőmozgás megjelenítése. Kísérletek „Vektrorszkóppal” (tervezett beszerzés). 2. hét SÍKBELI ÉS TÉRBELI MOZGÁS: Kétdimenziós koordinátarendszerek és a helyzetvektor. Az elmozdulás vektor. A sík- és térbeli mozgás sebessége és gyorsulása. KÖRMOZGÁS: Síkbeli polár koordináták. A körmozgás sebessége és gyorsulása. Általános görbe vonalú mozgás A NEWTON-FÉLE MOZGÁSTÖRVÉNYEK: Megfigyelések és kísérletek a pontszerű részecskék mozgására vonatkozóan. Az impulzus. Newton második törvénye. Tömeg és súly. Newton második törvényének alkalmazása. Súrlódás. Newton harmadik törvénye A tehetetlenségi törvény szemléltetése (madzagtépés, diótörés fejen) Erők vektori összegezése. Fakírágy. 3. hét MUNKA, ENERGIA, TELJESÍTMÉNY: A munka. A kinetikus energia és a munkatétel. A helyzeti (potenciális) energia. A súrlódási erő és a súrlódási hő. A teljesítmény, a hatásfok
13
KONZERVATÍV ERŐK ÉS AZ ENERGIA MEGMARADÁS : Konzervatív erők és nem-konzervatív erők. A a potenciális energia. A mechanikai energia megmaradása. Az energia megmaradás súrlódásos rendszerekben AZ IMPULZUS MEGMARADÁS: Az impulzus megmaradás. Az erőimpulzus. Folytonosan változó impulzus. A rakétamozgás. ÜTKÖZÉSEK: Rugalmas és rugalmatlan ütközések. A tömegközéppont és a tömegközéppont tétel. Ütközések légpárnás sínen. Rakétamozgás (cseppfolyós nitrogénnal). Mérések „vektroszkóppal”(tervezés alatt). 4. hét PONTRENDSZEREK DINAMIKÁJA (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Pontrendszerek impulzusa. Pontrendszerek perdülete. Pontrendszerek energiája. Megmaradási tételek A MEREV TEST FORGÓ MOZGÁSÁNAK KINEMATIKÁJA: A forgás kinematikai leírása. Testek általános mozgása. A forgó mozgásra vonatkozó kinematikai összefüggések. Gördülés (csúszás nélkül) A FORGÓ MOZGÁS DINAMIKÁJA: A forgatónyomaték. A tehetetlenségi nyomaték. párhuzamos tengelyek tétele (Steiner tétel). Az impulzusmomentum (perdület). Rögzített szimmetriatengelye körül forgó merev test mozgása. Az impulzusmomentum (perdület) megmaradása. A forgó testen végzett munka és a forgási energia. Felületen való gördülés. A pörgettyű Kísérletek fogózsámolyon. Pörgettyűmozgás. Perdület vektor szemléltetése forgó kerekekkel (elkészítés alatt). Tehetetlenségi nyomaték mérése lengő asztalkán. 5. hét A MOZGÁS LEÍRÁSA GYORSULÓ KOORDINÁTARENDSZERBEN: Egyenes vonalú gyorsuló koordinátarendszerek. Forgó koordinátarendszerek. A centrifugális erő és a Coriolis erő. A GRAVITÁCIÓ: A Kepler törvények. Newton tömegvonzási törvénye. Pontszerű és kiterjedt test között fellépő gravitációs erők. A gravitációs mező. A gravitációs potenciális energia. A szökési sebesség és a kötési energia. A mesterséges holdak mozgásának energiaviszonyai Centrifugál regulátor és szeparátor. Forgó rugalmas gyűrű torzulása. Forgó széken lengő inga. Coriolis erőhatás kimutatása kormozott forgó lappal. „Physics 2000” gravitációról szóló film. 6. hét REZGÉSEK: Egyszerű harmonikus rezgő mozgás. A harmonikus rezgő mozgás energiaviszonyai. Példák (fonálinga, torziós inga, fizikai inga). Csillapított és gerjesztett rezgések, rezonancia. Rezgések összeadása, Fourier spektrum. HULLÁMMOZGÁS (RUGALMAS ANYAGBAN ÉS GÁZOKBAN): A hullámegyenlet. A hullámegyenlet általános megoldása. A hullámegyenlet megoldása egy speciális esetben. Síkbeli és térbeli hullámok Szabad és gerjesztett csillapított rezgések bemutatása rugós rendszeren. Pohl- féle torziós inga. Torziós hullámok bemutatása. Hullámkádas kísérletek. Hangspektrum megjelelnítése (Fourier analízis). 7. hét HULLÁMMOZGÁS (RUGALMAS ANYAGBAN ÉS GÁZOKBAN): A hullámmozgás energiaviszonyai. Hullámok visszaverődése. A szuperpozíció elve, állóhullámok. A Doppler jelenség. A lökéshullámok. A lebegés. A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET . A Galilei-transzformáció. A speciális relativitáselmélet posztulátumai. Az órák szinkronizálása. A Lorentz-transzformáció. A nyugalmi hossz. A mozgó órák aszinkronitása. A sajátidő. Az ikerparadoxon. A kauzalitás abszolút volta. Állóhullámok kimutatása gázokban, Reubens-féle cső. Hullámok visszaverődése hullámkádban. Lebegés jelenségének a bemutatása hangvillával. Ultrahang lebegés (hallható). Chladni ábrák.. 8. hét A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET (dinamika): A relativisztikus impulzus. Nyugalmi tömeg. A relativisztikus sebesség összeadás. A relativisztikus energia. Az általános relativitás elmélet alapgondolata
14
HŐMENNYISÉG ÉS HŐMÉRSÉKLET: A hőmérséklet. A hőmennyiség. Hőfelvétel és fázisátalakulás. Hővezetés. Hőterjedés áramlással. Hőterjedés sugárzással. Az állandó térfogatú gázhőmérő. Gázhőmérő. Hüvezetés. Hőtágulás (gyűrű-tengely rendszer). Kaloriméterek. 9. hét, AZ IDEÁLIS GÁZ ÉS A KINETIKUS GÁZELMÉLET: Az ideális gáz. Az ideális gázmodell. A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE: Alapfogalmak. A hő, az energia, a munka és az első főtétel. Reverzibilis és irreverzibilis folyamatok. Speciális folyamatok és mólhőik. Szabadsági fokok és az ekvipartíció tétele. Szilárd testek fajlagos hőkapacitása Ideális gáz (film). Kinetikus gázmodell szimulációja (film). A Maxwell-eloszlás bemutatása sok golyóból álló mechanikai modellel. Adiabatikus expanzió gázzal töltött palackkal. 10. hét. A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE :A második főtétel. A Carnot körfolyamat. Hőerőgépek hatásfoka. Néhány hőerőgép típus. Az elérhető legnagyobb hatásfok, a Carnot körfolyamat hatásfoka. A Kelvin-féle abszolút hőmérsékleti skála. A termodinamika harmadik főtétele AZ ENTRÓPIA : Entrópia makroszkópikus szempontból. Entrópia vizsgálata mikroszkópikus szempontból. Az entrópia és a nem felhasználható energia. Entrópia és információ. Örökmozgók Kísérletek Stirling motorral (hőerőgép szemléltetés) (előkészület alatt). Joule kísérlet (hő munka egyenértékűség kimutatása). 11. hét A COULOMB TÖRVÉNY ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR: Elektrosztatikus erők.Vezetők és szigetelők. A Coulomb törvény. Az elektromos erőtér. Az elektromos dipólus. Folytonos töltéseloszlások által létrehozott elektromos erőterek GAUSS TÖRVÉNYE: Az elektromos fluxus. A Gauss törvény. A Gauss törvény és az elektromos vezetők Kísérletek elektroszkóppal. Dörzsöléses elektromosság. Elektromos megosztás. Töltések elhelyezkedése szigetelőkön és vezetőkön. Csúcshatás. Van de Graaff generátor. Elektromos mező kimutatása ricinusolajban lévő grízszemekkel. Coulomb mérleg. 12. hét AZ ELEKTROMOS POTENCIÁL: Az elektromos potenciál. A potenciál gradiense. Ekvipotenciális felületek KONDENZÁTOR ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR ENERGIÁJA: A kapacitás fogalma. Kondenzátorok kapcsolása. Dielektrikumok. A kondenzátor energiája. Az elektromos erőtér energiája. Töltött kondenzátor energiája. Erőhatások dielektrikumokban. Leideni palack. kölcsönhatása. Faraday motor. 13. hét AZ ELEKTROMOS ÁRAM ÉS AZ ELLENÁLLÁS: Az elektromotoros erő. Az elektromos áram. Az elektromos ellenállás. Az Ohm törvény. A Joule törvény. Az áramsűrűség és a vezetőképesség. Az RC-körök (kondenzátor feltöltése és kisütése). A MÁGNESES ERŐTÉR: A mágneses erőtér. Töltött részecskék mozgása mágneses erőtérben. A Lorentz-erő. A mágneses térben levő áramvezetőre ható erő Kondenzátor feltöltése és kisütése. Elektromos ellenállás hőmérsékletfüggése. Elektromos vezetés folyadékokban és gázokban. Olvadó üveg elektromos vezetése. Mágneses térben lévő áramjárta keretre ható erők. Párhuzamos vezetők mágneses A MÁGNESES ERŐTÉR (folytatás): Mágneses dipólusok. Alkalmazások A mágneses fluxus. Néhány megjegyzés a mértékegységekről A MÁGNESES ERŐTÉR FORRÁSA: A Biot-Savart törvény. Az Ampere törvény. Mágneses erővonalak kimutatása vasreszelékkel. Áramjárta egyenes vezető mágneses tere, Oersted kísérlet. TANKÖNYV A.Hudson - R.Nelson: ÚTBAN A MODERN FIZIKÁHOZ (LSI Budapest) Ez a könyv egy BSc standard-nek mondható, nemzetközileg használt tankönyv magyar fordítása, tartalmazza a tananyag döntő részét.
15
Fizika 2. Tárgyfelelős: Mihály György egyetemi tanár
A tantárgy célkitűzése A Fizika 2 tárgy tovább követi a „Hudson-Nelson: Útban a modern fizikához” tankönyv fejezeteit, de a konkrét szakmai ismeretek bővítésére is kísérletet tesz. A mindennapjaink elektronikus eszközeinkben lezajló fizikai folyamatok megismerése, a működési elvek megértése alapvető igény a VIK hallgatói számára. Ezekre a kérdésekre a tankönyvi anyagon túlmutató kiegészítések térnek ki, alapszinten. Mivel a modern fizika részletesebb tárgyalása sem része a BsC tanulmányoknak, így itt csak kvalitatív, szemléletes magyarázatok lehetségesek. Mindezen témák kifejtése a „KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ” címszók alatt találhatók. A „KIEGÉSZÍTÉSEK” nem tartalmaznak mély elméleti anyagot, sokkal inkább a jelenségek leírását és a konkrét alkalmazások bemutatását (sokszor csak ismeretterjesztő szinten). Céljuk a hallgatók érdeklődésének felkeltése, látókörük szélesítésére. A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban) 1. hét A FARADAY TÖRVÉNY ÉS AZ INDUKTIVITÁS: A Faraday törvény. A mozgási indukció. A Lenz törvény. Az örvényáramok. Az önindukció. A FARADAY TÖRVÉNY ÉS AZ INDUKTIVITÁS (folytatás): A kölcsönös indukció. Transzformátorok. Az önindukciós tekercs energiája. RL áramkörök (tekercs bekapcsolása és kikapcsolása). Faraday-féle törvény bemutatása, nyugalmi és mozgási indukció. Lenz törvény szemléltetése lengő gyűrűvel, fémcsőben mozgó mágnessel- Transzformátorok. Zenélő teáskanna. Elektromos jelek átvitele indukciós csatolással. 2. hét AZ ANYAG MÁGNESES TULAJDONSÁGAI: Az anyagok mágneses tulajdonságai. A mágneses térerősség és a mágneses indukcióvektor. A mágneses hiszterézis. KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ: A mágneses adattárolás, a spin-szelep elve, MRAM, szoftver úton állítható hardver (CPU). Cseppfolyós nitrogén diamágnessége, cseppfolyós oxigén paramágnessége. Mágneses hiszterézis. Klasszikus Ising modell szemléltetése mágnestűk rendszerével. Ferrimágneses domainek bemutatása. 3. hét ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK: Az eltolási áram. A Maxwell-egyenletek rendszere. Az elektromágneses hullámok, hullámegyenlet, polarizáció. ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK (folytatás): Elektromágneses hullámok keltése. Elektromágneses hullámok energiája és impulzusa Állóhullámok Lecher drótpáron. Dipólus antenna sugárzása. Fénysebesség mérése (videófelvétel). Fénysebesség mérésének élő bemutatása (előkészítés alatt). 4. hét ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) : A Fresnel egyenletek ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ( KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) (folytatás): Transzmisszió és reflexió merőleges beesés esetén. Teljes visszaverődés. Brewster szög. Brewster polarizátor és analizátor. Teljes visszaverődés. Kísérletek mikrohullámú sütővel. Mikrohullámú optika (beszerzése tervezett). 5. hét
16
GEOMETRIAI OPTIKA: Hullámfrontok és fénysugarak. A Huygens-elv. Fénytörés sík felületen. Teljes visszaverődés. Fénytörés gömbfelületen. Vékony lencsék. Optikai eszközök. FIZIKAI OPTIKA I (AZ INTERFERENCIA): Kétréses interferencia. Többréses interferencia. Interferencia vékony rétegeken. A Michelson-féle interferométer. Geometriai optikai kísérletek optikai padon. Interferencia laser fénnyel. Fresnel biprizma és Fresnel tükör. Michelson interferométer bemutatása. Newton gyűrűk. 6. hét FIZIKAI OPTIKA II. (A DIFFRAKCIÓ): Elhajlás résen. Elhajlás kör alakú nyíláson. Elhajlás rácson. A röntgen-diffrakció. A Fresnel-féle diffrakció. Kör alakú nyílások és akadályok A POLÁROS FÉNY: A polárszűrő. Polarizáció visszaverődéskor és szóráskor. A kettőstörés. A fázistoló lemezek és a cirkuláris polarizáció. Az optikai aktivitás. Interferenciaszínek és a feszültségoptika. Diffrakció bemutatása optikai padon. Polárszőrők. A polarizáció elforgatása. Kettős törés. Fényszóródás bemutatása. Szórt fény polarizációja. Feszültség optika. 7. hét A HŐMÉRSÉKLETI SUGÁRZÁS: A feketetest sugárzásának spektruma. A feketetest sugárzás különböző értelmezései. Planck elmélet. Termikus fényforrások A SUGÁRZÁS KVANTUMOS TERMÉSZETE: A fényelektromos hatás. A Comptoneffektus és a párkeltés. Az elektromágneses sugárzás kettős természete. Fényelektromos jelenség. Fényspektrum analizálás különböző fényforrások esetén. 8. hét KOHERENS FÉNYFORRÁSOK (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A lézerműködés alapjai. Lézertípusok. Holográfia. AZ OPTIKAI KOMMUNIKÁCIÓ ALAPJAI (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A fázis és csoportsebesség. A diszperzió. A hullámvezetés mechanizmusa. Egy és többmódusú optikai szálak. Nemlineáris jelenségek Hologramok bemutatása. Optikai szál modell. Lézertípusok bemutatása. Hullámvezetők és becsatolási kísérletek. 9. hét A RÉSZECSKÉK HULLÁMTERMÉSZETE: Az atommodellek. A korrespondencia-elv. A de Broglie-hullámok. A Davisson-Germer-kísérlet A RÉSZECSKÉK HULLÁMTERMÉSZETE (folytatás): A hullámmechanika. Az alagúteffektus. A határozatlansági elv. A komplementaritási elv Interferencia létrehozása elektronokkal. 10. hét ATOMFIZIKA: A Schrödinger-féle hullámegyenlet. A hullámfüggvény fizikai jelentése. A hidrogén-atom hullámfüggvényei. ATOMFIZIKA (folyatatás): A hidrogénatom kvantumállapotai. Az elektronspin és a finomszerkezet. Franck-Hertz kísérlet (az atomi energiaszintek kimutatása). 11. hét ATOMFIZIKA (folyatatás): A Pauli-féle kizárási elv és az elemek periódusos rendszere. A röntgensugarak. BEVEZETÉS A SZILÁRDTESTFIZIKÁBA (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Fémek szabadelektron elmélete. Fermi-Dirac statisztika. Kontakt potenciál. Seebeck effektus. Peltier effektus. Piezo effektus. 12. hét SZILÁRDTESTEK SÁVSZERKEZETE (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ )(kvalitatív leírás): Félvezetők, szigetelők. Fény kibocsátó diódák (LED). Félvezető lézerek. Optikai adattárolás.
17
A SZUPRAVEZETÉS (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Szupravezetés jelenségei: perzisztens áram, Meissner-effektus, fluxus kvantálás. Szupravezető alkalmazások. Kísérletek LED-el: energia sávszélesség mérése, hőmérsékletfüggés. Kísérletek szupravezetőkkel: lebegtetés, ideális diamágnesesség kimutatása. 13. hét KVANTUMMECHANIKA A MODERN ELEKTRONIKÁBAN (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Az alagút-effektus az elektronikában: flash-memória, STM. Spintronika, kvantum számítógépek. ATOMMAGFIZIKA: Az atommag leírása. Az atommag tömege és kötési energiája. Az atommag cseppmodellje (kiegészítés a könyvhöz). Demonstrációs filmek bemutatása (beszerzés alatt) 14. hét ATOMMAGFIZIKA (folytatás): Radioaktív bomlás és felezési idő. A radioaktív bomlás fajtái. A atommag hatáskeresztmetszete. Magreakciók. Az atomenergia jelentősége (atomerőművek, Paks). A RÉSZECSKEFIZIKA TÖRTÉNETE ÉS JELENLEGI ÁLLÁSA: Új korszak kezdete. Színek (Colors). Ízek (Flavors). QED és QCD. Színkorlátok Gyenge folyamatok, generációk, leptonszám. Egyesítés és a jövő. Kozmikus összefüggések (Részecskefizika és kozmológia) Működő ködkamra bemutatása. TANKÖNYV A.Hudson - R.Nelson: ÚTBAN A MODERN FIZIKÁHOZ (LSI Budapest) Ez a könyv egy BSc standard-nek mondható, nemzetközileg használt tankönyv magyar fordítása, tartalmazza a tananyag döntő részét. A VIK szakmai egyediségét azok a speciális témakörök jelentik, amelyek a „KIEGÉSZÍTÉSEK”-ben jelennek meg. Ezekhez a tárgy oktatói írásos segédanyagot készítenek, amely az intraneten keresztül a hallgatóság számára szabadon hozzáférhető lesz.
18
Jelek és rendszerek Tárgyfelelős: dr. Pávó József, egyetemi docens A tantárgy célkitűzése: A tantárgy célja, hogy a hallgatót megismertesse a jel- és rendszerelmélet legfontosabb fogalmaival, összefüggéseivel és matematikai eszköztárával. A tananyag gerincét a folytonos és diszkrét idejű, lineáris, invariáns rendszerek analízise alkotja, amelynek módszereit az idő-, a frekvencia- és a komplex frekvencia-tartományban tárgyaljuk. Az elméleti anyag illusztrálásaként gyakorlati példák bemutatására kerül sor. A tantárgy tematikája: A jel, a rendszer, a hálózat fogalma, fontosabb típusok. Műveletek diszkrét idejű és folytonos idejű jeleken. Az impulzusválasz fogalma, a válasz kifejezése. Gerjesztés-válasz stabilitás. A rendszer állapotváltozós leírása, az állapotegyenlet megoldása az idő-tartományban, sajátértékek, aszimptotikus stabilitás. Jelfolyam hálózat komponensei, az állapotváltozós leírás előállítása, a hálózat regularitása. Szinuszos jel leírása valós és komplex alakban. Átviteli karakterisztika meghatározása. Periodikus jelek Fourier-sora, a gerjesztett periodikus válasz Fourier-sorának előállítása. Általános jel spektrális előállítása, a Fourier-transzformáció. Sávkorlátozott és időkorlátozott jelek. A válasz spektruma és időfüggvénye. Torzítatlan jelátvitel, sávszélességek. Jelek leírása a komplex frekvencia-tartományban, a Laplace- és a z-transzformáció. A rendszer átviteli függvénye. Pólus-zérus elrendezés. Gerjesztésválasz stabilitás. Válasz számítása az átviteli függvénnyel. Speciális rendszerek: véges impulzusválaszú, mindentáteresztő, minimálfázisú rendszer, szűrők. Hálózatanalízis a komplex frekvencia-tartományban. Az átviteli függvény realizálása: direkt és kaszkád realizáció. Irodalom: Dr. Fodor Gy.: Jelek, rendszerek és hálózatok I-II. (Tankönyv 55030, 55031). angol nyelven: G. Fodor, Signals, Systems and Networks, Akadémiai Kiadó, Budapest 2003. Nemzetközi tankönyvek: Oppenheim, A.V.-Willsky, A.S.: Signals and Systems. Prentice Hall., 1989. Papoulis, A.: Signals and Systems. McGraw Hill, 1974. Papoulis, A.: Signal Analysis, McGraw-Hill, 1977. Unbehauer, R.. Systemtheorie, Oldenbourg, 1993. Schüssler, H. W., Netzwerke, Signale und Systeme 1-2, Springer-Lehrbuch, 1991
Elektronika Tárgyfelelős: Kerecsenné Dr Rencz Márta egyetemi docens Bevezetés, tematika, az elektronika története. A mikroelektronika mai helyzete. Fizikai bevezető: Thevenin, és Norton helyettesítőképek, RC hálózatok számítása, Bode diagram Félvezető anyagok tulajdonságai, töltéshordozó koncentrációk számítása. Az áramok számítása, folytonossági egyenletek. Helyfüggő adalékolás, pn átmenet. A dióda alkalmazásai, SPICE modellezés, kézi analízis módszerek. Diódás logikai áramkörök, egyenirányítás. Feladatok megoldása. Vezérelt források működése, a bipoláris tranzisztor, működésének lényege, üzemállapotok, karakterisztikák. A tranzisztor munkapontjának meghatározása, kisjelű erősítés, kisjelű modellek, másodlagos effektusok. Egy tranzisztoros erősítő kapcsolások számítása. Térvezérelt tranzisztorok. A MOS kapacitás, a CCD kamerák működése. A MOS tranzisztor működése, típusai, karakterisztikái, modelljei.
19
Integrált áramkörök, VLSI áramkörök és elõállításuk alapfogalmai. Roadmap-ek. A MOS áramkörök alkatrészkészlete. A vezetékek tulajdonságai. A bipoláris technológia, alkatrészkészlete, tulajdonságai. Digitális alapáramkörök. Az inverterek jellemzése, tulajdonságai. MOS inverter konstrukciók, NAND, NOR, komplex kapuk. CMOS áramkörök, inverter, kapuk, komplex kapuk. Transzfer kapuk, transzfer kapus áramkörök. Kombinációs logikai elemek különbözõ CMOS megvalósításokkal, meghajtó, I/O áramkörök. Digitális integrált áramkörök tesztelése, a boundary scan áramkör. MOS impulzusadó és tároló elemek szekvenciális hálózatokhoz, regiszterek, aritmetikai elemek. Félvezetõ memóriák. Maszk programozott ROM, EPROM, EEPROM, FLASH memóriák, statikus és dinamikus RAM. Analóg integrált áramköri elemek, ideális és valós erõsítõ, mûveleti erõsítõ, mûveleti erõsítõs alapkapcsolások. A/D és D/A konverterek. ASIC (Application Specific Integrated Circuit) áramkörök fajtái és tervezési módszereik. Egy integrált áramkör számítógépes tervezésének bemutatása. Képi megjelenítõ eszközök, CRT, LCD, plazma display. MEMS (Micro Electro Mechanical System) struktúrák. Irodalom: A tárgyhoz jegyzet készül. Tankönyv: L.J.Herbst, Integrated Circuit Engineering, Oxford Science Publications
Szabályozástechnika Tárgyfelelős: Dr. Lantos Béla egyetemi tanár A tantárgy célkitűzése: A technológiai, élettani, gazdasági és környezeti folyamatok irányítása a mérnöki tevékenységek fontos, széleskörű ismereteket, absztrakciós és alkalmazói képességeket egyaránt igénylő feladatai közé tartozik. A tárgy az irányítástechnika alapjaival, szabályozási rendszerek működési elveivel, analízisével, szintézisével, valamint a számítógépes támogatás nyújtotta eszközök alkalmazástechnikájával ismerteti meg a hallgatókat, miközben alapvető mérnök informatikusi szemléletformáló szerepet tölt be. Felkészít az analóg és digitális szabályozási körök vizsgálatára, a különböző műszaki informatikai alkalmazásokban, valósidejű beágyazott rendszerekben megjelenő leggyakoribb szabályozási feladatok megértésére és megoldására, irányítástechnikai szoftver rendszerek, gyors prototípusok fejlesztésére, valamint a további speciálisabb ismeretbővítésre a szakirányú képzések keretében.
A tantárgy tematikája: Folyamatok modellezése és rendszertechnikai leírása: Nemlineáris rendszerek egyensúlyi helyzete, linearizálás. Dinamikus rendszerek állapotegyenlete, a tranziensek számítása. Átviteli függvény, pólus és zérushely, frekvenciafüggvény, Nyquist és Bode diagram. Szabályozástechnikai alapfogalmak: Az irányítás, szabályozás és vezérlés fogalma. Blokkdiagram algebra, hatásvázlat átalakítások. Értéktartó és követő szabályozások, a negatív visszacsatolás szerepe. A beavatkozó szervekkel és érzékelőkkel szemben támasztott elvárások, szabványos jeltartományok. Szabályozási körök minőségi jellemzői. Stabilitás kritériumok. A gyökhelygörbe fogalma és alkalmazása. Általános algebrai (polinomiális) tervezési módszerek: A Youla parametrizálás. Közelítõ inverzek. Stabilis és labilis folyamatok szabályozása. A Diofantoszi egyenlet alkalmazása. Két szabadságfokú szabályozási struktúrák különbözõ fajtái (IMC: internal model control).
20
Folytonosidejű szabályozási rendszerek tervezése: Zárt szabályozási kör, felnyitott kör, körerősítés, típusszám. A PID szabályozó. Szabályozóbeállítás tervezése előírt statikus pontosság és fázistöbblet esetén. Holtidős rendszer szabályozása. Szabályozási körök robusztussági vizsgálata, érzékenységi függvények. Korlátozások hatása és kezelése. Mintavételes szabályozási rendszerek: Shannon-féle mintavételi törvény, tartószervek. Az impulzusátviteli függvény. Tipikus tagok impulzusátviteli függvényei, pólus-zérus konfigurációi. Mintavételes PID algoritmusok. Diszkrétidejű szabályozás tervezése folytonosidejű módszerekkel. Korlátozások kezelése. Szabályozási rendszerek az állapottérben: Irányíthatóság és megfigyelhetőség. Pólusáthelyezés állapotvisszacsatolással, állapotmegfigyelő tervezése folytonos és diszkrét időben. Az ekvivalens zárt szabályozási kör és tulajdonságai. Kétlépcsős tervezés. Kitekintés: Folyamat identifikáció; optimális és robusztus tervezés; adaptiv szabályozás. A tárgy előadásokból (heti 3 óra) és hat gyakorlatból (kéthetente 2 óra) áll. A gyakorlatokon számítógép, a MATLAB™ (Control System Toolbox™) felhasználásával tipikus szabályozástechnikai analízis és tervezési alkalmazott feladatok megoldására kerül sor. Irodalom: Lantos Béla: Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I. Egyváltozós szabályozások. Akadémia Kiadó, Budapest, 2001. Tuschák Róbert: Szabályozástechnika. Jegyzet, Műegyetemi Kiadó, 55020.
Digitális technika I. Tárgyfelelős: Dr. Selényi Endre egyetemi tanár A tárgy célkitűzése a hallgatók megismertetése a digitális technika alapjaival. Gyakorlat szerzése a kombinációs és sorrendi hálózatok tervezésében és analízisében, alapvetően SSI elemek felhasználásával.
A tantárgy tematikája: A digitális építőelem készlet és a logikai rendszerek felépítésének átfogó jellemzése. Kódolás alapjai, számrendszerek, logikai tervezés célja. Kombinációs és sorrendi hálózatok fogalma, szerepük a logikai rendszereken belül.
A Boole-algebra axiómái és tételei. Logikai függvények fogalma, két és többértékû logikák. Függvényosztályok és tulajdonságaik. Kombinációs hálózatok tervezése. Logikai függvények minimalizálása. Hazárdjelenségek okai és kiküszöbölési módjaik. Két és többszintû hálózatok. Sorrendi hálózatok csoportosítása (szinkron - aszinkron, Mealy - Moore), a leírásukhoz használt eszközök: állapottábla és állapotgráf.
Elemi sorrendi hálózatok: flip-flopok. Szinkron és aszinkron sorrendi hálózatok tervezése. Állapotminimalizálás, állapotkódolás. Számítógépes tervezőrendszerek használatának alapjai.
Irodalom: 1. Dr. Arató Péter: Logikai rendszerek tervezése TKV 44452 1985. vagy 55013 2. Dr. Selényi- Benesóczky: Digitális technika példatár, 55005, 1991. 3. dr. Szittya- dr. Hunwald: Logikai elemek adatgyûjteménye J5-1042, 1973. 4. John F. Wakerly: Digital Design. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, 1990.
Digitális technika II. Tárgyfelelős: Dr. Selényi Endre egyetemi tanár
21
A tárgy célkitûzése a hallgatók megismertetése a digitális technika alapvetõ sajátosságaival. Gyakorlat szerzése digitális áramkörök tervezésében és analízisében, alapvetõen MSI elemek felhasználásával, jártasság szerzése a processzoros rendszerek felépítésében. A tantárgy tematikája: Az összetett funkciókat megvalósító (MSI) alkatrészek áttekintése. Multiplexerek, demultiplexerek, dekódolók, kódátalakitók, aritmetikai elemek. Számlálók, regiszterek. Tervezés MSI alkatrészekkel. Adatstruktúra és vezérlés szerepe. Hardver leíró nyelvek. A vezérlési feladat áramköri megvalósítása. A fázisregiszteres számláló típusú vezérlő általános jellemzése. A mikroprogramozás fogalma, mikroprogramozott vezérlő egység tervezése. A különböző felépítési módok összehasonlítása. Általános számítógép modell, alapvető funkciók és fogalmak: tárolt program elve, utasítástípusok, címzési módok, stack, sin, programmegszakítás, DMA. Mikroprocesszorok, mikroprocesszor családok. Belső felépítés, utasításkészlet.
Mikroszámítógép felépítése: CPU, memória, be-kiviteli egységek, buszrendszer szerepe, mûködésük, megvalósítási módjaik. A mikroszámítógép-elemek összekapcsolása, illesztõ áramkörök és kiszolgáló programok. Tipikus adatbeviteli és adatkiviteli eljárások szervezése. Digitális adatfeldolgozási - vezérlési feladat megoldása mikroszámítógéppel. Irodalom: 1. Dr. Benesóczky: Digitális tervezés funkcionális elemekkel és mikroprocesszorokkal. Mûegyetemi Kiadó. 55033. 2. Dr. Selényi- Benesóczky: Digitális techn. példatár. J5-5005, 1991. 3. Dr. Szittya- dr. Hunwald: Logikai elemek adatgyûjteménye. J5-1042, 1973. 4. John F. Wakerly: Digital Design. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, 1990.
Számítógép architektúrák Tárgyfelelõs: Dr. Németh Gábor egyetemi docens A számítógép architektúrák alapfogalmainak, analízisének, alkalmazási és tervezési módszereinek olyan tárgyalása, mely az elõismeretek felhasználásával kellõ elvi és gyakorlati alapot ad a további speciálisabb ismeretbõvítésre és az alapvetõ hardver és szoftver feladatok gyakorlati realizálására. A tantárgy tematikája: Architektúra fogalma; hardver és szoftver kapcsolata. Hagyományos számítógép architektúrák. Jellegzetes processzor családok. Tárolókezelési módszerek: Tömb kapcsolás, indexelt leképzés, virtuális tárkezelés, cache tároló. Csökkentett utasításkészletû számítógép (RISC). Szuperskalár architektúra. Perifériakezelési módszerek. Eszközszintû kezelés, logikai kezelés. Multiprocesszoros struktúrák. Lazán csatolt rendszerek. Szorosan csatolt rendszerek. Társprocesszoros rendszerek. Események sorrendezése. Logikai órák, részleges és teljes sorrendezés, rendellenes viselkedés. Fizikai órák, szinkronizálási feltételek. Multitasking. Task kezelés, védelmi mechanizmus, a felhasználói task és az operációs rendszer együttmûködése. Kisléptékû párhuzamosítás. Harvard architektúra. Utasítás és adat pipeline. Tömbprocesszorok. Információáramlás vezérlési elvek: vezérlésáramlásos, adatáramlásos, igényvezérelt és információ-vezérelt feldolgozás. Utasításszintû és eljárásszintû adatáramlásos architektúra. Intelligens hálózatok. Neurális hálók. Asszociatív számítógépek. Funkcionális specifikációs módszerek. Orthogonalitás. Öröklõdési szabályok. Modell strukturálása funkcionális, információ elrejtési és design-for-test alapon. Irodalom: Németh Gábor - Horváth László, Számítógép-architektúrák, Akadémiai Kiadó, 1993, 2. kiadás.
Garside, R.G., The Architecture of Digital Computers, Clarendon Press, 1980.
22
Németh, G., Distributed System Design Methodology - From Informal, Incomplete and Inconsistent Specifications to Formal Model, Informatik-Bericht TU Clausthal, vol. 94/1, 1994, pp. 110-125. Németh, G., Formal treatment of time, Trends in Theoretical Informatics, R. Oldenbourg, Wien München, 1996, pp. 145-158. Németh, G., Scheduling, timing and intractability in massively parallel systems, Int. Journal of Computer Systems, vol. 11, No. 4, July 1996, pp. 245-254. Teuvo Kohonen: Self-Organization and Associative Memory, Springer-Verlag, 3rd. edition, 1989. Nemzetközi tankönyv: Computer Architecture: A Quantitative Approach, 3rd Edition, by David Patterson and John Hennessy, Morgan Kauffman.
Számítógép-hálózatok Tárgyfelelõs: Dr. Harangozó József egyetemi docens A tárgy célja: elméleti és gyakorlati ismeretek nyújtása számítógép-hálózatok témakörébõl, azaz a hálózatok belsõ mûködésének, a nyújtott szolgálatoknak a megismertetése, a kiválasztáshoz, alkalmazáshoz, rendszertechnikai tervezéshez, üzemeltetéshez szükséges legfontosabb alapismeretek elsajátíttatása. Témakörök: Számítógép-hálózati alapismeretek. A számítógép-hálózatok osztályozása. Történeti áttekintés. Szabványosítás. Konvergencia. Távoli folyamatok kommunikációja. Távoli folyamatok kommunikációjának modellezése. Hivatkozási modellek: ISO-OSI és TCP/IP. Fizikai szintű adatátvitel. A jelgenerálás, a jelátvitel és a jelfelismerés problémái. Analóg átvitel: modemek és soros interfészek. Digitális átvitel: vonali kódolás, kodek. Nyalábolás. Aszinkron, szinkron átvitel. Magán és nyilvános adathálózatok. ISDN. ADSL. Kábeltévé. Adatkapcsolati szintű adatátvitel. Szolgálat típusok. Megoldandó feladatok: keretezés, hibajavítás, forgalomszabályozás, kapcsolatkezelés. Használatos protokollok. Lokális hálózatok adatkapcsolati szintű adatátvitele. Lokális hálózati jellemzők. A LAN hivatkozási modell jellegzetességei. Versengéses és versengés nélküli, véletlen és determinisztikus elérésű MAC protokollok. LLC protokoll. Vezetékes, vezeték nélküli és virtuális LAN-ok. Hálózati szintű adatátvitel. Csomagkapcsolt szolgálati típusok: datagram és virtuális áramkör. Forgalomirányítás. Torlódásvédelem. Hálózatok összekapcsolása. Átjárók. Internet protokollok. Szállítási szintű adatátvitel. Szolgálat típusok. Protokoll elemek. Címzés. Kapcsolat felépítése és bontása. Forgalomszabályozás. Nyalábolás. TCP és UDP. Magasabb szintű szolgálatok. Viszony és megjelenítési szintű szolgálatok. Alkalmazási szintű szolgálatok és protokollok. A TCP/IP hivatkozási modell alkalmazási szintje. DNS. E-mail. Web. Hálózatok menedzselése. A hálózat felügyelet szerepe és szereplői. Elvégzendő feladatok. SNMP. Irodalom: A. Tanenbaum: Számítógép-hálózatok. Második kiadás. Panem Kiadó, Budapest, 2004.
23
Távközlő hálózatok és szolgáltatások Tárgyfelelős: Dr. Henk Tamás egyetemi docens A távközlés alapismeretei. A távközlés felhasználási területei, elterjedési trendek. Gyártás, szolgáltatás és szabályozás. Távközlési szabványosítási szervezetek. Adat-, beszéd-, és képátvitel követelményei. Távközlő hálózatok felépítése. Hálózati funkciók. Hálózat hierarchiák, számozás, jelzésrendszerek és protokollok. Távközlő technológiák áttekintése: vezetékes és rádiós hozzáférés, vezetékes és rádiós gerinchálózati technológiák. Részletesebb ismertetés: PDH, SDH, ATM, optikai hálózatok. Tipikus topológiák hozzáférői és gerinc hálózatokban, gyakorlati példák. Távközlési rendszerek áttekintése: PSTN, GSM, VoIP. Távközlő-, számítógép-, és műsorszóró-hálózatok összehasonlítása, együttműködése, konvergenciája, infokommunikáció. Távközlési rendszerek szoftver és hardver elemei. Távközlési szoftverek jellemzői. Távközlési szoftver technológia eszközei: a specifikálás, a tesztelés, az adatleírás és az erőforrás-megosztás. Részletezés: SDL. Távközlési rendszerek telepítése, megbízhatósága, konfigurálása, hangolása, hibabehatárolása, hibaelhárítása, üzemeltetése, továbbfejlesztése. Infokommunikációs szolgáltatások. Bérelt és kapcsolt, magán és közcélú, rögzített és mozgó szolgáltatások. Hálózati szolgáltatások: bérelt hálózati, hordozó hálózati, összekapcsolási és virtuális magánhálózati szolgáltatások. Távszolgáltatások: üzenet, adat, párbeszéd és konferencia típusú szolgáltatások. Tartalom-szolgáltatások: videó igény szerint, Internet szolgáltatások, szolgáltatás felderítés, Web portálok és szolgáltatások, médiainformációs alkalmazások, elektronikus kereskedelem, elektronikus üzletvitel, elektronikus közigazgatás. Elsődleges, másodlagos, integrált és emelt szintű szolgáltatások. A szolgáltatás-minőség, -elérhetőség, -biztonság jellemzői és megvalósításuk eszközei. A szélessávú integrált szolgáltatás osztályai. A díjszabás alapelvei. Hitelesség, jogosultság és számlázás. Irodalom: Henk Tamás, Németh Krisztián: Távközlő hálózatok, elektronikus jegyzet, BME-TMIT, http://leda.tmit.bme.hu/th/, 2005. Lajtha György főszerkesztő: Távközlő hálózatok és informatikai szolgáltatások, http://www.hte.hu/onlinekonyv.html; és Telecommunication Networks and Information Services, http://www.hte.hu/onlinebook.html; Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület, HTE, 2002. Géher Károly főszerkesztő: Híradástechnika, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 2002. Házman István: Távközlés, LSI Oktatóközpont, 2001. Referencia könyvek: J. C. Bellamy: Digital Telephony. Wiley, New York, 2000. S. S. Jones, Editor: The Basics of Telecommunications, International Engineering Consortium, Chicago, 2004.
Mérés labor Tárgyfelelős: Dr. Hainzmann János egyetemi adjunktus A tárgy célkitűzése a számítástechnikában használatos alapvető mérési eszközök és vizsgálati módszerek megismertetése és alkalmazásának gyakoroltatása, komplex rendszerek önálló vizsgálatához szükséges készségek kifejlesztése. A tárgy mérései a Digitális technika, Számítógép architektúrák, Elektronika és Szabályozástechnika c. tárgyakban tanultakhoz kapcsolódnak. A mérések a hallgatók aktív közreműködését igénylik, a laboratóriumi gyakorlatokhoz általában otthoni felkészülési feladata tartozik.
A tantárgy tematikája: 1. félév
24
Logikai hálózatok vizsgálata oszcilloszkóppal és logikai analizátorral. Logikai áramkörök fontosabb paraméterei. Hibakeresés egyszerű digitális készülékben Digitális egységek viselkedésének leírása HDL nyelven, a működés ellenőrzése szimulációval és modellezéssel. Házi feladatként egy egyszerű digitális egység tervezése HDL nyelvű működési leírással, a laboratóriumi gyakorlaton történik a feladat implementálása FPGA áramkörbe, és az implementált egység működésének ellenőrzése. 2. félév Egy korszerű mikrokontroller és jellegzetes perifériáinak megismerése. Integrált fejlesztő rendszer használata. Hardver közeli assembly programozás. Programozott perifériakezelés alapjai. Megszakítási rendszer megismerése, megszakításos perifériakezelés vizsgálata. Egyszerű be/kimeneti egységek assembly és C nyelvű kezelésének összevetése. Egy egyszerű real-time operációs rendszer (pl. MikroC/OS-II) szolgáltatásainak vizsgálata.
3. félév Jelátviteli csatornák paramétereinek mérése. A/D és D/A átalakítók alapvetõ jellemzõinek vizsgálata. Egyszerû adatátviteli protokollok vizsgálata. Személyi számítógép felprogramozása hálózatba kapcsoláshoz. Számítógépes hálózat létrehozása menedzselhetõ switch segítségével, a kialakított hálózat vizsgálata. 4. félév Analóg illesztő elemek (jelkondicionáló és védelmi elemek, műveleti erősítők, mérőerősítők) vizsgálata. Érzékelők és beavatkozók valamint PLC vezérlő vizsgálata. Távadó áramkörök paramétereinek ellenőrzése. Virtuális műszerek. Mérésadatgyűjtő rendszer kialakítása programozható mérőegységekkel. Grafikus programozási nyelv használata a műszerezésben.
Irodalom: [1] Műszerismertető segédlet a Mérés labor I. c. tárgy méréseihez, Műegyetemi Kiadó, 2004, azonosító szám 15502. [2] Az egyes mérésekhez készülő útmutatók elektronikus formában lesznek elérhetők.
25
Programozás alapjai I. Tárgyfelelős: Dr. Poppe András egyetemi docens
A tantárgy célkitûzése: A tantárgy célkitűzése, hogy hallgatók megfelelő jártasságot szerezzenek a számítógépes problémamegoldás módszereinek és alapvető eszközeinek használatában annak érdekében, hogy a megszerzett ismereteket és készségeket további tanulmányaik során hatékonyan legyenek képesek alkalmazni. A tárgy további célkitűzése a hordozható programok készítésének bemutatása. A célkitűzés teljesítését egy magas szintű programozási nyelv, a C megismerése teszi lehetővé. A gyakorlatok anyaga folyamatosan követi az előadások tematikáját, azok megértését, az algoritmusok részletes megismerését támogatja.
A tantárgy tematikája: A számítógépes problémamegoldás alapfogalmai: program, algoritmus, specifikáció, algoritmizálás, kódolás, dokumentálás, tesztelés, programbelövés. Gépi kódú ill. magas szintű programozás. Szintaktika, szemantika. A folyamatábra, struktogram. Integrált fejlesztői környezet használata (pl. Visual Studio). Az első C példaprogram. C nyelvi elemek: kulcsszavak, azonosítók, deklaráció és definíció. Tárolási egységek, jobbérték, balérték, hatás, mellékhatás. Deklarációs utasítások, végrehajtható utasítások. Adattípusok, adatstruktúrák, számábrázolás: egész típusok, valós, karakter típusok. Logikai értékek reprezentációja a C nyelvben. A void típus. Kifejezések, operátorok, precedenciák, kiértékelési sorrend. Kifejezés-utasítások. Vezérlési szerkezetek, ciklusok. Programszegmentálás. Függvények. Függvények eljárásszerű és függvényszerű használata. Formális és aktuális paraméterek. Globális és lokális változók, láthatóság. A függvények deklarációja és definíciója, prototípus. Érték és hivatkozás szerinti paraméterátadás. A stack fogalma, lokális értékek életciklusa: tárolási osztályok (auto, register, static). Egyszerűbb algoritmusok, pl: legnagyobb közös osztó, négyzetszámok, kiválasztások C programja. Pointerek, indirekció. Összetett adattípusok: tömbök, struktúrák. Tömbalgoritmusok: rendezések, lineáris és bináris kereső algoritmusok. A többszörös elágazás (switch). Állapotgép. Szabványos input és output, fájlkezelés. Rekurzió, rekurzív algoritmusok, pl. sorrend megfordítás, Hanoi tornyai, kifejezések infix-postfix átalakítása. Pointerek, indirekció újra. Dinamikus adatok létrehozása, a dinamikus tárkezelés eljárásai: memóriaallokáció és felszabadítás. Pointerek és tömbök kapcsolata. Pointer-aritmetika. Pointereket tartalmazó struktúrák: önhivatkozó adatszerkezetek deklarációja. Tipikus, önhivatkozó adattípusokkal felépített dinamikus adatszerkezetek: láncolt listák, bináris keresőfa. Típusok definiálása, a typedef. Típusmódosító operátorok: pointer-, tömb- és függvénytípust képző operátorok (indirekció, indexelés, függvényaktivizálás). Egy alkalmazói program készítésének menete a specifikációtól a dokumentálásig. Egy program, mint termék (ergonómiai, marketing, karbantartási megfontolások, termékkövetés).
Irodalom B. W. Kernighan, Ritchie: A C programozási nyelv: az ANSI szerint szabványosított változat (Műszaki Könyvkiadó, 1994) Benkő Tiborné, Benkő László, Tóth Bertalan: Programozzunk C nyelven! (ComputerBooks, 1996) Benkő Tiborné - Poppe András: "Együtt könnyebb a programozás" sorozat: C (CompuerBooks, 2004)
Referencia B. W. Kernighan, D. M. Ritchie: The C Programming Language, Second Edition (Prentice Hall, 1988)
26
Programozás alapjai II. Tárgyfelelős: Dr. Poppe András egyetemi docens
A tantárgy célkitûzése: A tárgy alapvető célja, hogy alapozó tárgyként folytassa számítógépes problémamegoldás módszereinek és alapvető eszközeinek előző félévben megkezdett megismertetését olyan szinten, hogy azt a hallgatók további tanulmányaik során képesek legyenek hatékonyan alkalmazni. Ezen félév alapvető célkitűzése, hogy további gyakorlatokkal mélyítse a C programozási nyelv ismeretét, megismertesse a nagyméretű programozási feladatok megoldásának lépéseit, és bevezessen az objektum-orientált programozásba. Célkitűzését a tárgy az előző félévben megszerzett C nyelvi tudásra alapozva, a C++ nyelv megismertetésével éri el. A gyakorlatok anyaga folyamatosan követi az előadások tematikáját, azok mélyebb megértését teszi lehetővé.
A tantárgy tematikája: C++ nyelv származtatása a C-ből Makró (inline), konstans megvalósítás, típusértékű struct, enum; prototípusok, default argumentumok és függvény overload. Memória allokáció, new, delete, new_handler; referencia típus, függvény paraméterek és visszatérési érték, cin, cout, cerr objektumok; adatok láthatóság és érvényessége. Objektum-orientált programozás alapjai a C++ által Objektum-orientált programozás alapfogalmai, elvei, objektum fogalma. Osztály, fogalma, egységbezárás, védelem és információtakarás. Tagfüggvények típusai, védelem enyhítése, friend mechanizmus. Konstruktor, destruktor, adatok (objektumok) inicializálása, this pointer használata. Operátorok értelmezésének kiterjesztése: operátor overload fogalma. Dinamikusan allokált mezővel rendelkező objektumok értékadása és inicializásása, másoló konstruktor. Operátorok értelmezésének kiterjesztése tagfüggvénnyel és friend mechanizmussal. Referencia típussal visszatérő függvény mint balérték (index operátor). Az öröklés szerepe az objektumorientált programozásban. Öröklés, származtatott osztály, alaposztály. Védelem öröklés alatt. Virtuális függvények, fordítási és késői összerendelés, inicializálás; többszörös öröklés. Virtuális alaposztály. Objektumok mint más objektumok attribútumai. Objektum tömbök. Generikus adatszerkezetek jelentősége. Dinamikus adatstruktúrák, generikus osztályok. Az STL és fontosabb osztályai Alapvető operációs rendszer ismeretek és fejlesztést támogató eszközök
Irodalom B. Stroustrup: A C++ programozási nyelv (Kiskapu, 2001) Tóth Bertalan: Programozzunk C++ nyelven (ComputerBooks, 2003) Kondorosi Károly - László Zoltán - Szirmay-Kalos László: Objektum-orientált szoftverfejlesztés C és C++ nyelven (CompuerBooks, 2004) Benkő Tiborné - Poppe András: "Együtt könnyebb a programozás" sorozat: Objektum-orientált C++ (CompuerBooks, 2004)
Referencia
Bjarne Stroustrup: The C++ Programming Language, 3rd edition (Addison-Wesley, 1997)
Szoftvertechnológia Tárgyfelelős: Dr. László Zoltán egyetemi adjunktus A tárgy célkitűzése, hogy áttekintő ismereteket adjon a szoftver, mint termék teljes életciklusáról mind technikai oldalról, mind a menedzsment oldaláról, valamint alkalmazási készséget alakítson ki az objektumorientált fejlesztés, a Unified Modeling Language (UML) modellezésben és tervezésben való használata és a Rational Unified Process (RUP) fejlesztési folyamat tekintetében.
27
A tantárgy tematikája: A tárgy a nevében szereplő két szó definíciójából kiindulva végighalad a szoftver fejlesztésének fő lépésein, követve a szoftver életciklusát, érintve az üzemeltetés és a karbantartás kérdéseit. Megismerteti a hallgatósággal a követelmények rögzítését, elemzését, a specifikációs módszereket és technikákat. Bemutatja a fontosabb szoftver architektúrák mintáit és a fontosabb tervezési módszereket. Mindeközben tárgyalja a szoftver projekt fogalmát, tervezésének végrehajtásának, kiértékelésének kérdéseit, a minőség és a verifikáció problémáira is rámutatva. Súlyponti tananyag az UML grafikus leírás és a diagramok felvételének elsajátítása. A tárgy érzékeltetni kívánja a szakterület fejlődésének dinamikáját. Helyet kap ezért a technológia várható továbbfejlődésének irányai közül jelenleg - a komponens alapú fejlesztés, és kitekintő jelleggel az aspektus-orientált programozást bemutató anyagrész. Esettanulmány jelleggel a fejlesztés egy-egy korszerű eszközének tárgyalására is sor kerül. A készségfejlesztést a tárgyra épülő, következő félévben esedékes labor teszi teljessé, ahol 3-4 fős csoportokban egy egyszerű, de komplett fejlesztő projektet kell a hallgatóknak megvalósítaniuk. Irodalom: Kondorosi, László, Szirmay-Kalos: Objektum orientált szoftver fejlesztés, ComputerBooks, Bp., 1997 Sommerville, I. – Szoftver rendszerek fejlesztése (Software Engineering, 6th ed) Panem kiadó, Debrecen, 2002 Booch, G., Rumbaugh, J., Jacobson, I.: The Unified Modeling Language User Guide, AddisonWesley, 1999.
Szoftver technikák Tárgyfelelõs: Dr. Charaf Hassan egyetemi docens A tárgy keretében a hallgatók megismerik az objektum-orientált szoftver készítés technikáit, valamint az eseményvezérelt programozás legfontosabb módszereit. A hallgatók elsajátítják a grafikus felhasználói felület (GUI - Graphical User Interface) és az automatikus kódgeneráláson alapuló gyors alkalmazás-fejlesztés (RAD - Rapid Application Development) struktúráit és programozási alapjait. A szoftver technikák sorát a Windows/Linux programozási ismeretek lehetõségeinek bemutatása, ehhez kapcsolódóan a szabványos osztálykönyvtárak szerepének és jelentõségének elemzése, az ismert osztálykönyvtárak összehasonlítása folytatja. A fejlesztési koncepciók körébe tartozó technikákon túlmenõen a tematika a szoftver életciklusban több alkalommal is szerephez jutó forráskód menedzselés fontosabb (SourceSafe, ClearCase, CVS, és egyéb eszközök) elveit is tartalmazza. A tárgy hangsúlyt fektet a különbözõ kliens oldali alkalmazások fejlesztésére (vastag, webes). A tárgy hallgatása során elsajátított ismereteket esettanulmányok reprezentálják. Összefoglalva a tárgy megadja az alapokat ahhoz, hogy a hallgatók képesek legyenek a mindenkori legelterjedtebb platformokon (pl. Windows, Linux) az aktuális eszközökkel és technológiákkal szoftverek készítésére. Irodalom: Charaf Hassan, Benedek Zoltán, Levendovszky Tihamér: Szoftver technikák egyetemi jegyzet elektronikus formában. Bányász Gábor, Levendovszky Tihamér: Linux Programozás. Szak kiadó, 2003. Buschmann et al.: A System of Patterns, Willey, 1996 Tom Pender, Tom Pender, UML Bible, Wiley, 2003, ISBN: 0764526049. Gamma, Helm, Johnson, Vlissides: Design Patterns, Addison-Wesley, 1994.
Információs rendszerek üzemeltetése Tárgyfelelős: Dr. Magyar Gábor egyetemi docens
28
A tárgy rendszerszemléletű áttekintést ad az információs rendszerekről és konkrétan foglalkozik a széles értelemben vett rendszergazdai feladatok körével.. Bemutatja a stratégiai, tervezési, megvalósítási és üzemeltetési feladatok összefüggéseit, áttekinti az információs rendszerek életciklusát; ezen belül az információs rendszerek üzemeltetésének legfontosabb feladataira fókuszál, kiemelve a rendszerüzemeltetés támogatására szolgáló IT eszközrendszer feladatait és jellemzőit. A tantárgy tematikája: Az információs rendszerek tipikus architektúrái. Centralizált, kliens-szerver, háromrétegű felépítések. Szoftver és hardver skálázhatósági alapelvek és gyakorlati megvalósításuk. Rendszerméretezés. A szolgáltatásbiztonság és a minőségbiztosítás fogalma. Az informatikai rendszerek üzemvitelének és karbantartásának mérnöki feladatai. Hálózatmenedzsment, hálózatfelügyelet. Szerver menedzsment. Kolokáció, hosting. Adatmenedzsment, mentés és visszaállítás. Forgalomnaplózás, eseményfelügyelet, hibafelügyelet. Karbantartás. Szoftvertelepítés és konfigurálás. Szoftver upgrade. Felhasználómenedzsment. Kataszrófatervezés. Irodalom: 1. Enterprise Software Trends and Adoption by IDC (Author) Publisher: IDC; ISBN: B00006IGZU; (July 1, 2002) 2. Corporate Information Strategy and Management: Text and Cases by Lynda M. Applegate, Robert D. Austin, F. Warren McFarlan, Rob Austin, Lynda Applegate, Robert Austin Publisher: McGrawHill/Irwin; 6th edition (October 11, 2002) ISBN: 0072456728
Operációs rendszerek Tárgyfelelős: Dr. Várkonyiné Dr. Kóczy Annamária egyetemi docens A tárgy célja az operációs rendszerek funkcióinak, működési elveinek, fő típusainak, valamint a konkurens és elosztott rendszerek programozási modelljeinek megismertetése, az elvek szemléltetése példákon, az operációs rendszer választás szempontjainak bemutatása. A tárgy és a hozzá tartozó laboratóriumi gyakorlat során komoly hangsúlyt kap a számítógép hardver és rendszer szoftver összefüggése illetve egymásra hatása, így a kurzus elvégzése elvezet az operációs rendszerek használatának mérnöki, készségszintű elsajátításához is. A tantárgy tematikája: Bevezetés. Az operációs rendszerek története. Napjaink operációs rendszerei. Az operációs rendszerekről általában: feladatok, csatlakozási felületek, funkciók, szerkezet, működés. Folyamatok és szálak. Folyamatokból álló rendszerek. Folyamatok együttműködése, szinkronizáció és kommunikáció. Holtpont. Multiprogramozott operációs rendszerek. Sorállási és állapotmodell. CPU ütemezés. Tárkezelés. Virtuális tárkezelés. Háttértár kezelés. Állománykezelés. Periféria kezelés. Kezelői felületek. Védelem és biztonság. Felhasználói ismeretek. Az operációs rendszer kiválasztásának szempontjai. A UNIX operációs rendszer. A UNIX belső szerkezete. Ütemezés. Signal kezelés. Folyamatok közötti kommunikáció. Állománykezelés. Elosztott rendszerek alapjai. Bevezetés. Hálózati kommunikáció. Elosztott állományrendszerek. Elosztott operációs rendszerek. Időkezelés és koordináció elosztott rendszerekben. Elosztott rendszerek biztonsági kérdései. A gyakorlatokon az előadásokon ismertetett elveket szemléltető példák, valamint további esettanulmányok szerepelnek elsősorban Windows és LINUX megoldások bemutatásával és gyakorlati felhasználói ismertek átadásával. Irodalom: Kóczy Annamária-Kondorosi Károly (szerk.): Operációs Rendszerek Mérnöki Megközelítésben. Panem, 2000 ISBN 963-545-250-0
29
Adatbázisok Tárgyfelelős: Dr. Katona Gyula egyetemi docens
Adatbáziskezelõ rendszerek használatával, mûködtetésével és készítésével kapcsolatos alapvetõ ismeretek, módszerek elsajátítása. A tanult ismeretek alkalmazása gyakorlati problémákra. A tantárgy tematikája: Az adatbázis fogalma, fontosabb összetevõi, felhasználási módjai (meghatározás, rendszerkomponensek, nyelvi felületek, adatfüggetlenség, felhasználói szintek). Az entitásrelációs modell (tárgyak, tulajdonságaik, kapcsolatok, kapcsolatok függvényjellege, diagrammok, átalakításaik). A relációs megközelítés elvi alapjai (a reláció fogalma, nézõpontja, a Codd-féle alapmûveletek, leszármaztatott mûveletek, illesztések, relációs teljesség). Relációs lekérdezõ nyelvek (algebra- és kalkulus típusú nyelvek, sor- és oszlopkalkulus). SQL (alapvetõ lekérdezések, adatbázis létrehozása és kezelése, kényszerek megadása). Funkcionális és többértékû függések, (függések tulajdonságai, logikai következmény, levezethetõség, Armstong-axiómák). Relációs sémák tervezése (felbontások, hûségesség, BCNF, 3NF, 4NF, normalizálás). Fizikai tárolási szerkezetek és használatuk (szekvenciális tárolás, tördelõtáblák, B-fák, indexek). Relációs lekérdezések kiértékelése. Tranzakciókezelés (sorosíthatóság, zárolási protokollok, idõbélyegek). Sikertelen tranzakciók és rendszerhibák kezelése (naplózás, visszaállítás, ellenõrzési pontok). Az XML alapjai (alapfogalmak, használata az adatbázisok terültén, lekérdezések). Irodalom: 1.Gajdos: Adatbázisok, Mûegyetemi Kiadó 2000. 2.Ullman-Widom: Adatbázisrendszerek, alapvetés, Panem, 1998. 3.Garcia-Ullman-Widom: Adatbázisrendszerek megvalósítása, Panem, 2001.
Mesterséges intelligencia Tárgyfelelős: Dobrowieczki Tadeusz
A tantárgy célkitûzése: A tantárgy célkitűzése a mesterséges intelligencia területének rövid, ám igényes bemutatása. A felvezetés lépései (1) az intelligens viselkedés számítási modellekkel való kifejezés problémaköre, (2) a mesterséges intelligencia formális és heurisztikus módszereinek elemzése és alkalmazása, (3) a gyakorlati megvalósítások módszerei és problémái. A tárgy az informatikus hallgatók azon képességeit fejleszti, melyek révén képesek lesznek: - tanulmányozni számítógép újszerű használatát, - fejleszteni hatékony módszereket számítási problémák megoldására, - megérteni számítástechnika technológiai/koncepcionális korlátait - intellektuálisan megérteni az algoritmus központi szerepét az informatikai rendszerekben.
A tantárgy részletes tematikája: Ágens modellezési paradigma: Intelligens rendszer és a környezete. Komplex feladatok formalizálása és megoldása az ágens paradigmán belül. Problémamegoldó módszerek (keresési stratégiák) összehasonlítása. Komplexitáscsökkenő heurisztikák. A komplexítás és a tudásintenzív tervezés. Kísérletezés egy ütemezési feladat paradigmába való ágyazásával és megoldásával keresési algoritmusok segítségével. Tervkészítés: Tervkészítés problémamegoldó szerepe. A tervkészítés alapvető reprezentációi. Modern tervkészítési algoritmusok alapjai. Hierarchikus, feltételes tervkészítés. Erőforrás kényszerek kérdése. Összevont tervkészítés és végrehajtás. Kísérletezés egy szerelési feladat tervének készítésével különböző bonyolító szempontok figyelembevételével.
30
Tudásintenzív rendszerek. Tudás formális ábrázolása és manipulálása. Logikai módszerek áttekíntése. Az elsőrendű logika felhasználása problémák leírására és a megoldások kinyerésére. Szabály alapú rendszerek alap működése. Bizonytalan tudás és következtetés módszerei. Valószínűségi következtető rendszerek. Homályos jelentés reprezentálása fuzzy halmazokkal. Kísérletezés egy diagnosztizálási feladattal különböző szilárdságú ismeretek mellet, az azokhoz illeszkedő eszközökkel, ill. kísérletezés egy fuzzy rendszer építésével (szabályalapú nyelvek, fuzzy csomagok, stb.). Tanulás. Tanulás ágens paradigmán belül. Induktív logikai tanulás (döntési fák, általános logikai kifejezések tanulása). Tanulás neurális és valószínűségi hálókban. Megerősítéses tanulás. Genetikus algoritmusok és evolúciós programozás. Kísérletezés többféle tanulási feladatottal, megfelelő szoftvercsomagokkal.
Irodalom: Stuart Russell és Peter Norvig: Mesterséges intelligencia korszerû megközelítésben, Panem Kiadó, Budapest, 1999 Stuart Russell és Peter Norvig: Mesterséges intelligencia korszerû megközelítésben (2. átdolgozott kiadás, Panem Kiadó, Budapest, 2005.)
Szoftver labor 1. félév Tárgyfelelős: Dr. Poppe András egyetemi docens A tantárgy célkitûzése: A tantárgy célkitűzése, hogy a hallgatók megfelelő gyakorlati jártasságot szerezzenek az előadáson és gyakorlaton megismert módszerek kipróbálása által, annak érdekében, hogy a megszerzett ismereteket és készségeket további tanulmányaik során hatékonyan legyenek képesek alkalmazni. Az anyag jobb elsajátítása érdekében a hallgatóknak egy nagyobb házi feladatot is meg kell oldaniuk. • •
• • • • • • •
A tantárgy tematikája: A HSZK bemutatása, az IBM PC-k használatának szabályai. Az egyetemi hálózat bemutatása. Az egyetemi hálózaton elérhető szolgáltatások ismertetése. Integrált fejlesztői környezet használata. Az operációs rendszerekkel kapcsolatos alapismeretek áttekintése. Az első egyszerű C program megírása. A program szövegének szerkesztése, fordítása, linkelése, futtatása. Számábrázolási problémák tisztázása. Műveletek egész számokkal. Valós számok számábrázolási kérdései. Hibakeresési lehetőségek (lépésenkénti futtatás, watch definiálása, Debugger használata). Egyszerű elágazás gyakorlása, precedenciák átismétlése. Barátságos számok keresése. A másodfokú egyenlet megoldása megoldóképlet alapján. Az eredmények diszkussziója. A programszegmentálás fogalmainak tisztázása. Lokalitás, globalitás. Paraméterátadás. LNKO, négyzetszám, Fibonacci. Tömbkezelés és rendezés gyakorlása: beszúrásos rendezési algoritmus. A buborék és beszúrásos rendezések implementálása egy programban, amelyik számolja a cserék és összehasonlítások számát és összehasonlítja a két eljárást. Házi feladat kiadása. Állapotgépes modell gyakorlása: Ly számláló, komment-szűrő. Mintafelismerés. Fájlkezelés. Adatbeviteli minták. Nagy házi feladat megoldásával kapcsolatos egyéni konzultációk. Rekurzív algoritmusok kipróbálása, nyomkövetése. Lokális változók élettartama. 31
• • • •
Lineáris lista készítése és rendezett építése. Strázsa alkalmazása. Beszúrás, törlés. Beszúrás, törlés másolással. Többszörös lánc, fa. HF előrehaladásának ellenőrzése. Előző téma folytatása, integrálása a fájlműveletekkel. Egy nagyobb program durva kidolgozása (adatstruktúrák és a funkciók megtervezése). A program keretének kidolgozása. Házi feladat beszedése. Irodalom B. W. Kernighan, Ritchie: A C programozási nyelv: az ANSI szerint szabványosított változat (Műszaki Könyvkiadó, 1994) Benkő Tiborné, Benkő László, Tóth Bertalan: Programozzunk C nyelven! (ComputerBooks, 1996) Benkő Tiborné - Poppe András: "Együtt könnyebb a programozás" sorozat: C (CompuerBooks, 2004) Referencia B. W. Kernighan, D. M. Ritchie: The C Programming Language, Second Edition (Prentice Hall, 1988) 2. félév Tárgyfelelős: Dr. Poppe András egyetemi docens A tantárgy célkitûzése: A tantárgy célkitűzése, hogy a hallgatók megfelelő gyakorlati jártasságot szerezzenek az előadáson és gyakorlaton megismert módszerek kipróbálása által, annak érdekében, hogy a megszerzett ismereteket további tanulmányaik során hatékonyan, készség szinten legyenek képesek alkalmazni. Az anyag jobb elsajátítása érdekében a hallgatóknak egy nagyobb házi feladatot is meg kell oldaniuk.
• • • • • • • • • • • •
A tantárgy tematikája: Overload gyakorlása (dátum kiírása sztringből, speciális dátum struktúrából). Default argumentumok (dátum struktúra inicializálása alapértelmezésben a mai napra) Dátum struktúra beolvasása cin-ről. Dátum struktúra formázott kiíratása cout-ra. Referencia gyakorlása: függvény, ami a paraméterben megkapott dátum struktúrát beállítja az aktuális időre. Előkészületek az objektumok és osztályok megértéséhez: stack struktúra és hozzá tartozó globális függvények, melyek megkapják a stack struktúrát. A Dátum struktúrából Dátum osztály. Téglalap és Pont osztály készítése. Dinamikusan létrehozott tömb Pont objektumokból. Exception a függvényekből való hibajelzésre (pl. Point létrehozása érvénytelen pozícióban, vagy mozgatása érvénytelen területre). Házi feladat kiadása. Stack osztály elkészítése. Complex osztály. Lista különböző típusú objektumokból (Különböző árucikkek közös listában). Az előző példa folytatása (közös attribútum: alapár; árucikk kategóriánként különböző eladási ár számítása virtuális függvényekkel) Többszörös öröklés: Comparable absztrakt ős bevezetése. Egy többlevelű Composite tervezési mintának megfelelő osztálystruktúra implementálása Házi feladat beszedése.
32
Ajánlott irodalom B. Stroustrup: A C++ programozási nyelv (Kiskapu, 2001) Tóth Bertalan: Programozzunk C++ nyelven (ComputerBooks, 2003) Benkő Tiborné - Poppe András: "Együtt könnyebb a programozás" sorozat: Objektumorientált C++ (CompuerBooks, 2004) Kondorosi Károly - László Zoltán - Szirmay-Kalos László: Objektum-orientált szoftverfejlesztés C és C++ nyelven (CompuerBooks, 2004) Referencia Bjarne Stroustrup: The C++ Programming Language, 3rd edition (Addison-Wesley, 1997) 3. félév Tárgyfelelős: Dr. Poppe András egyetemi docens A tantárgy célkitûzése: Bevezetés a tisztán objektum-orientált programozásba. A Java nyelv készségszintű elsajátítása. • • • • • -
A tantárgy tematikája: A Java programozási nyelv tulajdonságai tisztán objektum-orientált szemlélet biztonság, kód ellenőrzése fordításkor és futtatáskor hordozhatóság, platformfüggetlenség, interpreteres futtatás osztályok dinamikus betöltése, többszálúság Java programozás a C++ programozó szemével egyszerű adattípusok, implicit és explicit típuskonverzió osztályok, dinamikus allokáció, hivatkozás referencia szerint csomagoló osztályok, konverziós függvények, típusra jellemző konstansok generikus tároló, tömbök mint objektumok, sztringek vezérlő szerkezetek szemétgyűjtés öröklődés, interfészek OOP tervezési minták a Java osztálykönyvtárban kódmegosztás sablonmetódussal példányosítás absztrakt gyártó metódussal adatszerkezetek bejárása iterátorral funkcionális kiterjesztés toldalékkal homogén összetétel Grafikus felhasználói felületek programozása grafikus programok felépítése, interakciós sémák eseményvezérelt program tervezése állapotgéppel ablakkomponensek elrendezése eseménykezelés interfésszel és adapterrel grafika, rajzolási állapot animáció párhuzamos fonállal Appletek applet felépítése, init, start, stop, destroy metódusok applet életciklusa , applet beágyazása HTML oldalba példaprogram 33
• -
Játékprogramozás objektumok ütemezése, animáció, kölcsönhatások kezelése felhasználói beavatkozások kezelése, polling mozgás fizikai szimulációja sprite-ok, animáció képsorozattal dupla pufferelés Ajánlott irodalom Dirk Louis, Peter Müller: Java - Belépés az Internetprogramozás világába Panem, Budapest, 2002, ISBN: 9635453345 Java útikalauz programozóknak, ELTE TTK Hallgatói Alapítvány, Budapest Glenn Rowe: Java programozás, PANEM 4. félév Tárgyfelelős: Dr. László Zoltán egyetemi adjunktus A negyedik félévben a tárgy célja, az előző – harmadik – félévben a Szoftvertechnológia c. tárgyban tanultak gyakorlatba történő átültetése. A hallgatók 3-4 fős csoportokban egy teljes szofverfejlesztési projektet hajtanak végre. A teamek saját belső felépítésüket és vezetőjüket maguk választják meg. Minden team kommentározott naplót vezet, amiben dokumentálja, hogy ki, mikor, milyen tevékenységet, kikkel együttműködve, mennyi ideig végzett. A napló értékelés tárgya. A feladat megoldása UML alkalmazásával a Rational Unified Process (RUP) módszertan szerint történik. A projekt során a csoportok alábbi szoftver termékeket készitik el: Követelmény-specifikáció, projekt terv, use case analízis, use-case diagram, szójegyzék, UML analízis és tervdokumentáció, teszt terv, felhasználói kézikönyv és help, dokumentált, belőtt, tesztelt programok. 5. félév Tárgyfelelős: Dr. Várkonyiné Dr. Kóczy Annamária egyetemi docens A tantárgy az Operációs Rendszerek címû elõadás anyagát kiegészítõ laboratóriumi gyakorlat. Célkitûzése a UNIX/LINUX operációs rendszer alapismereteinek olyan szintû elsajátítása, mely képessé teszi a hallgatókat annak hatékony kezelésére, egyszerûbb parancsállományok készítésére és a legalapvetõbb programfejlesztési eszközök használatára. A tantárgy tematikája: UNIX operációs rendszer ismeretek. UNIX állományrendszer. Bourne és C shell ismeretek, programozás. Segédprogramok, szûrõk. Programfejlesztési segédeszközök, szövegszerkesztõ, make. Hálózatos alapismeretek, az Internet hálózat. X Window ablakozó rendszer. Folyamatkommunikáció. Adatbázis kezelési gyakorló feladatok.
34
SZAKIRÁNYOK Rendszerfejlesztési szakirány Szakirány felelős: Dr. Kondorosi Károly egyetemi docens
Célkitûzés: A szakirány olyan mérnökök kibocsátását tűzi ki célul, akik az alábbi, különböző alkalmazási területekre könnyen adaptálható ismeret- és készséghalmazzal rendelkeznek: • rendszerfejlesztési, szoftverfejlesztési és projektmenedzsment módszertanok és azok támogató eszközeinek ismerte és alkalmazási készsége • rendszerarchitektúrák és nagy komponensek (adatbázisok, kommunikációs rendszerek, felhasználói felületek) ismerete és alkalmazási készsége • rendszerintegrációs platformok, integrációs módszertanok ismerete és alkalmazási készsége A szakterületen belül a rendszerfejlesztési irányultság az alkalmazási területek problémáival való megismerkedés és a más területek szakértőivel való párbeszéd képességét, az interdiszciplináris területek iránti fogékonyságot, a modellezési készséget hangsúlyozza. A rendszer- és szoftverfejlesztő mérnök tipikus munkahelyei szoftverházak, szoftverfejlesztő, rendszerintegrátor és informatikai tanácsadó cégek, esetleg nagyobb, informatikai beruházást tervező, illetve saját informatikai fejlesztő részleget működtető alkalmazók. A szakirányban a készségfejlesztést központi kérdésnek tekintjük. Ezért a laboratóriumi programok mellett az előadások is sok esettanulmányt mutatnak be, és gyakorlati vonatkozásokat hangsúlyoznak.
6. szemeszter Objektumorientált fejlesztés 3/1 v IIT Az objektum-orientált programozási nyelvek csoportosítása, áttekintése. A Java nyelv specialitásai. Appletek és szálak kezelése. Objektumok perzisztenciájának megvalósításai. Elosztott alkalmazások készítése socket-tel és RMI-vel. A CORBA felépítése, alkalmazása. Callback, paraméterátadás, távoli objektumok dinamikus kezelése. Az interfész definíciós nyelv (IDL). Öröklés az IDL-ben. CORBA eszközök (facility) és szolgáltatások (service). A CORBA finance service összefoglalása. Analízis minták. Számla és tranzakció. Memo és összegzõ számla. Könyvelési szabályok reprezentációja. Készletnyilvántartás. Többszörös könyvelés. Az UML összefoglalása és alkalmazása. A Rational Unified Process lényeges lépései, a fejlesztési folyamat. Objektum orientált tervezési minták tipikus funkciók megvalósítására (Observer, Mediator, Abstract factory, Singleton, Proxy stb.). OO labor 2 f IIT Elosztott alkalmazásfejlesztés Java/CORBA alapon a JDK és Orbacus fejlesztő eszköz alkalmazásával: A szemeszter első felében az alkalmazásfejlesztés egyes lépésein végighaladva egy elosztott játékprogram elkészítéséig jutnak el a hallgatók. Nagyfeladat megoldása UML módszertan és Rational Rose fejlesztő eszköz alkalmazásával: A második rész gyakorlatai a fejlesztő eszköz használatának megismerését segítik, valamint a feladattal kapcsolatos konzultációkra adnak lehetőséget. Rendszerintegráció 3/1 v IIT Komponensek integrációs platformjai. Szabványok és nyílt specifikációk szerepe. Integrációs szintek hálózati és elosztott rendszerekben. Hordozóhálózatok kialakítása: WAN hálózati technológiák (LAP/B, X.25, Frame Relay, modem, ISDN, ATM, SDH, Sonet). Magasabb hálózati rétegek szerepe és megoldásai: elektronikus levelezés és címtár szolgáltatások technológiája (architektúra, X400, MIME, X500, LDAP). Új generációs Internet: IPv6 (címtér, protokollok, autokonfiguráció, mobil támogatás, QoS, flow). Hálózatok biztonsága (tűzfal, Kerberos, PGP, SSL, IPSEC) Szoftver komponensek nyílt rendszerei és szabványai (POSIX, X-Window, JVM, CORBA, COM).
35
Web technológiák és alkalmazások (HTTP, XML, CSS, DOM, SMIL, cache, privacy, e-commerce), alkalmazásszerverek. Adatközpontok és háttértár menedzsment (JIRO, JINI). Rendszerfelügyelet eszközei és megoldásai.
7. szemeszter Szoftver minőség és menedzsment 3/1 v IIT Az IT projektek menedzsmentjének és a minőségi szemlélet alkalmazásának begyakoroltatása. ISO 9000 szabvány család alkalmazástechnikája, TickIT, Bootstrap módszertanok és elemzésük esettanulmányok alapján. Szoftver minőség mérése, szoftver ergonómia, benchmarkok, szoftvermetrikák és a rendszer életciklusa. Konfiguráció menedzsment és eszközei. Funkciópont analízis. A COCOMO II (Constructive Cost Model). A szoftvervizsgálat folyamata. Menedzsment technikák a termék továbbfejlesztésére. Goal-Question-Metric paradigma. Oktatási tervek a termék továbbfejlesztésére. Personal software process alkalmazása. A termék fejlődésének mérése. Projektvezetés módszertana, eszközei. MSProject és Superproject. ProcessEngineer. Trendek a szoftvertechológiában. Szoftverfejlesztési modellek: katedrális és bazár. Nyílt forráskódú fejlesztés. Szoftver-újrahasznosítás. Rendszerintegráció labor 2 f IIT Komplex alkalmazástervezési feladat. Feladatát mindenki arról a szakterületről kapja, amelyiket a párhuzamosan futó, felvett tárgy ismertet. Megtervezendő a probléma megoldására alkalmas rendszer a megfelelő komponensekkel. Kikötés, hogy alkalmazásszervert kell használni. A rendszer egy kijelölt részletét meg kell valósítani.
Önálló labor 6. szemeszterben. 6 f IIT Az önálló labor keretében a tanszék által kiírt, vagy a hallgatók által kezdeményezett és a tanszék által befogadott témában kell a szakterülethez kapcsolódó önálló, gyakorlati feladatot megoldani. A 9. szemeszter tárgyát az önálló labor témájával összhangban célszerű megválasztani.
36
Informatikai technikák és eszközök szakirány Szakirány felelõs: Dr. Charaf Hassan egyetemi docens Célkitûzés A szakirány célja, hogy megismertesse a hallgatókat azokkal a korszerû szoftver technikákkal, eszközökkel, architektúrákkal és szabványos interfészekkel, amelyek információs rendszerek megvalósításához, teszteléséhez, karbantartásához és dokumentálásához szükségesek. A szakirány kiemelt hangsúlyt fektet a legfrissebb szoftver irányzatok teljes spektrumának lefedésére, különös tekintettel a web alapú rendszerek fejlesztésre, a vonatkozó megvalósítási technikákra, olyan igényes információ megjelenítési és felhasználói interfész kialakítási módszerekre, amelyek az operációs rendszerek közvetlen támogatását feltételezik, heterogén platformok rendszerintegrációs elveire, valamint a korszerû rendszerfejlesztési koncepcióknak való megfelelés követelményeire. A szakirány fentiekben körvonalazott tematikája a kapcsolódó laborok és önálló laboratóriumi foglalkozások keretében egyrészt magában foglalja a gyakorlati ismeretek széles körének elsajátítását, másrészt olyan elméleti megalapozást biztosít, amely megfelelõen felépített, rendszerezett és hasznosítható ismeretanyagot képez a jövõ rendszereinek átfogó megismeréséhez, fejlesztéséhez és mûködtetéséhez. 6. félév
Adatvezérelt alkalmazások fejlesztése
3+1+0v
AAIT
A tárgy célja, hogy megismertesse a hallgatókat az adatvezérelt alkalmazások fejlesztésének különböző aspektusaival. A tárgy keretében a hallgatók jártasságot szereznek adatbázisira épülő komplex rendszerek megvalósításában, megismerik az alkalmazott módszereket és technológiákat az adatrétegtől kiindulva a megjelenítési réteggel bezárólag. Az adatbázis-kezelő rendszerekhez kapcsolódóan a hallgatók megismerkednek: az iparban használatos és legelterjedtebb adatbázismotorok (MS SQL Server, Oracle Server, MySQL) felépítésével és működésével, hatékony SQL lekérdezések összeállításával és optimalizálásával, tranzakciók, zárolások, izolációs szintek jelentőségével és használatával, adatbázisok szerver oldali programozási lehetőségeivel (tárolt eljárások, triggerek készítése), elosztott, nagy megbízhatóságú adatbázis-rendszerek tervezésével és működésével (szinkron és aszinkron működés jelentősége). Az adatbázisokhoz kapcsolódó kliens technológiák tárgyalása során ismertetésre kerülnek: különböző adathozzáférési osztálykönyvtárak használata (ADO, OLEDB, ODBC, JDBC, …), többrétegű architektúrák adatkezelési kérdései (adatelérési réteg és üzleti logikai réteg összehangolása), kliens oldali alkalmazás fejlesztés során használt technológiák, adatkötés, automatikus űrlapgenerálás, jelentések készítése. Az órák során egy esettanulmány keretében a hallgatók maguk is megterveznek, és elkészítenek egy adatbázist és köré épülő alkalmazást, melyen keresztül a gyakorlatban is ki tudják próbálni az ismertetett módszereket.
Információ megjelenítés
3+1+0v
AAIT
A tárgy keretében a hallgatók korszerű ismereteket szereznek a grafikai és animációs technikák, a Web alapú rendszerek és a multimédia eszközök alkalmazása területén. Tárgyalásra kerülnek a felhasználói interfészek kialakításának felhasználhatósági (usability) ergonómiai és megjelenésbeli vonatkozásai. A grafikai és animációs technikák keretein belül megismerkedhetnek a két- és három-dimenziós szerkesztő eszközökkel, valamint ezek elméleti alapjaival. A testmodellezés gyakorlati oldalával, a valósághű anyagmodellezés bemutatásán keresztül, a kulcs alapú animációs technikákig bezárólag a hallgatók számos kulisszatitkot megtudhatnak a 3D világáról. Emellett kitérünk a valós idejű megjelenítés jelenleg legelterjedtebb módszereire, valamint a kereskedelmi forgalomban is kapható hardver gyorsítókra és a 3D-s adatbevitelre. A Web tekintetében az alapvető célkitűzés a Web programozási technikák alapjainak rendezett formában történő bemutatása és összehasonlító elemzése. A legfontosabb lehetőségek és eszközök áttekintése (HTML, DHTML, JavaScript, XML, stb.). A hallgatók olyan mélységben sajátítják el a
37
szükséges ismereteket, amely azon túl, hogy hasznos gyakorlati ismereteket tartalmaz, emellett e tudásra támaszkodva az egyes speciális területeken egyéni képzéssel is elérhető a legmélyebb és legkorszerűbb ismeretek.
Adatbázis kezelés és Információ megjelenítés labor 0+0+2f AAIT Adatbázis-kezelõ rendszerekhez kapcsolódóan adatbázisok szerver oldali programmoduljainak készítése: tárolt eljárások, triggerek készítése és optimalizálása. Adatbázishoz kapcsolódó kliens alkalmazás készítése: lekérdezések futtatása, eredmények megjelenítése, tárolt eljárások meghívása és kimenõ paraméterek kezelése. Elosztott adatbázisok tervezése és megvalósítása, replikáció és elosztott nézetek használata. Animáció és igényes felhasználói felület készítése. Saját igényes animált felhasználói vezérlõ elemek készítése és felhasználása a programozás során. Intelligens animációs technikák alkalmazása olyan mûködtetést vezérlõ elemek létrehozására, amelyek dedikált felhasználói csoportok ember-gép kapcsolati felületét realizálják. 7. félév
Web alapú rendszerek
3+1+0v
AAIT
A tárgy célja, hogy a hallgatók megismerkedjenek a korszerű webes rendszerekkel szemben támasztott követelményekkel, valamint átfogó ismereteket szerezzenek azokról a technológiákról és módszerekről, amelyek segítségével ezek az igények kielégíthetők. A félév során nem csak önálló alkalmazásként tekintjük át a webes alkalmazások témakörét, hanem az elosztott rendszerekben betöltött szerepüket is vizsgáljuk. Ezen kívül szó esik a web alapú rendszerek architektúrájáról, tipikus összetevőiről, a tartalomkezeléssel kapcsolatos kérdésekről, a kereső motorok működéséről, a csoportmunka szolgáltatásokról, valamint a biztonság és a teljesítmény területén felmerülő elvárásokról. A tárgy átfogó és teljes képet ad a webes rendszerek különböző felhasználási területeiről, kiemelt hangsúlyt fektetve az alkalmazás-, folyamat- és információ integrációs alkalmazásokra. A félév során az egyes témakörök ismertetése során a hallgatók megismerkednek a szakterülethez kapcsolódó szabványokkal is.
Web alapú rendszerek laboratórium
0+0+2f
AAIT
A tárgy célja, hogy a hallgatók a gyakorlatban is elsajátítsák a web alapú rendszerekhez kapcsolódó technikákat és módszereket, valamint tapasztalatokat szerezzenek ezek megvalósításában. A laboratóriumi órákon megismerkednek a dinamikus, adatbázis alapú webalkalmazások készítéséhez használt korszerű fejlesztőeszközökkel és a webes rendszerek tervezésének, fejlesztésének és tesztelésének folyamatával. A gyakorlati feladatok elsősorban a web alapú rendszerek biztonsági és teljesítmény kérdéseire helyezik a hangsúlyt, valamint természetesen a más rendszerekkel történő integráció tipikus módjainak megvalósítására is sor kerül. A félév folyamán mindvégig szem előtt tartjuk azt a célt, hogy a hallgatók ezen az igen gyorsan változó területen is naprakész ismeretekre tegyenek szert.
Önálló labor 6. félévekben 0+0+6f AAIT Informatikai rendszerek tervezése, megvalósítása, tesztelése és dokumentálása. Adatbázisok tervezése és létrehozása. Adattárház mintarendszerek fejlesztése. Elõírt funkcionalitású rendszer megtervezése és implementálása komponens alapú technika alkalmazásával. Intelligens információ megjelenítõ rendszerek és Web alapú rendszerek fejlesztése. Dinamikus dokumentumokon alapuló oktatórendszerek fejlesztése. Ezek a témák természetesen folyamatosan frissülnek. A kapcsódó tárgy elméleti megalapozásának mélysége lehetõvé teszi az önálló labor foglalkozások keretében exponált alkalmazások folyamatos megújulását.
38
39
Informatikai infrastruktúra tervezése szakirány Szakirányfelelős: Dr. Pataricza András egyetemi docens Célkitűzés: Az informatikai alkalmazások széleskörű elterjedése egyre nagyobb számban igényel olyan műszaki informatikusokat, akik a rendszertervezést az igényfelméréstől a koncepcionális és architekturális specifikáción át a rendszer méretezéséig irányítják, valamint a fejlesztési folyamat fő kereteit meghatározzák a rendszerbe integrálandó hardver és szoftver komponensek és a rendszerintegrációs technológia kiválasztásával. A szakirány a számítógépes infrastruktúra rendszertervezésének elméleti és gyakorlati ismereteit foglalja össze. Kiemelten foglalkozik a kereskedelmi termékek bázisán felépíthető informatikai rendszerek szolgáltatásbiztonságának és minőségbiztosításának rendszertechnikai és implementációs ismereteivel. Bemutatja a tervezési folyamat hibáit redukáló konstruktív minőségbiztosítási módszereket is, továbbá áttekinti az informatikai rendszerek üzemvitelének és erkölcsi-műszaki karbantartásának mérnöki feladatait. A szakirányt elvégezve a hallgató o informatikai szempontból átlátja a teljes információfeldolgozási folyamatot; annak teljesítményméretezési és szolgáltatásbiztonsági aspektusait és megismeri a nagymegbízhatóságú professzionális hardver-szoftver infrastruktúra modellezését, méretezését, analízisét és kialakítását; o megismeri az információkhoz való globális (mindenki és mindenhol)hozzáférést támogató elveket és módszereket, az intelligens információkezelés elvi alapjait, problémáit és eszközeit; o átlátja a teljes rendszer-felügyeleti folyamatot, betekintve a menedzsment és gazdasági aspektusokba is. A rendszer- és szoftverfejlesztő mérnök tipikus munkahelyei rendszerintegrátor és informatikai tanácsadó cégek, esetleg nagyobb, informatikai beruházást tervező, illetve saját informatikai infrastruktúrát működtető alkalmazók és informatikai szolgáltatók. A szakirányban az információtechnológiai ipar által kínált legkorszerűbb termékek ismeretét és alkalmazásuk rendszertechnikáját központi kérdésnek tekintjük. Ezért a laboratóriumban bemutatott professzionális programok mellett az előadások is sok esettanulmányt mutatnak be, és hangsúlyozzák a gyakorlati vonatkozásokat. 6.félév Informatikai rendszerek szolgáltatásbiztonsága 3/1/0/v/5 MIT A megbízható működés alapkoncepciói: A hibakezelés fázisai (hibadetektálás, hibabehatárolás és kárbecslés, helyreállítás, újraindítás). Szoftver alapú hibafelismerés, kapcsolat a hardver technikákkal. Hibakorlátozó mechanizmusok. Helyreállítás előrelépéssel. Visszalépési stratégiák. Szoftver hibatűrés. Elosztott rendszerek: javított hibakezelésű szolgáltatások (globális időkezelés, multicast, tagsági protokollok, távoli eljáráshívás, atomi műveletek, stabil tár, újraindítható processzek). Állapotmentés és visszaléptetés elosztott rendszerekben: veszélyek, összehangolás, üzenettároláson alapuló módszerek. Hibatűrő elosztott rendszerek. A hibatűrés elrejtésének módszerei. Hibatűrő adatbázis kezelés: archiválási, mentési és helyreállítási módszerek, konzisztens adatkezelés többpéldányos elosztott adatbázisokban. Mentési időpontok méretezése. Biztonság szempontjából kritikus rendszerek. A biztonsági analízis módszerei (hibafa, eseményfa, ok-következmény analízis, hibamód és -hatás analízis, állapottér vizsgálata).
40
Kockázatcsökkentési technikák (veszély elkerülés, csökkentés, vezérelhetőség, kárbehatárolás). Szoftver követelmények analízise a biztonság szempontjából. Informatikai infrastruktúra témalabor 0/0/2/f/2 MIT A laboratórium keretében a hallgatók teammunkában egy-egy komplex alkalmazás (adatbáziskezelő, Web ill. fileserver) teljesítményviszonyait illetve hibatűrését vizsgálják. Intelligens rendszerfelügyeleti eszközök 3/1/0/v/5 MIT Az informatikai rendszerek menedzsmentjének általános metodikája. Az ITIL kvázi szabvány. Az infrastruktúra költségei. A szisztematikus infrastruktúra bevezetése, kézi és automatizált menedzsment költségei, ROI. Hálózatmenedzsment. LAN menedzsment, protokollok (SNMP, MIB), Internet alkalmazási protokollok (SMTP, POP3, FTP, HTTP), Hálózatfelügyelet. Integrált mérésadatgyűjtés, load balancing és restrukturálást segítő eszközök. Teljesítménymonitorozás. Szoftver rendszermenedzsment. Patch kezelés. Dokumentációs szabványok. Konfiguráció menedzsment. Automatikus szoftverterítés és upgrade eszközrendszere, Kliensek automatikus szoftver verzió- és eszköz felújító támogatása. Közeli és távoli szoftver upgrade. Heterogén szoftver környezetek menedzsmentje. Degradációs stratégiák tervezése. Öngyógyító rendszerek alapjai. Task migrációs szabályrendszerek Kataszrófa tervezés (MITRE módszer). Post mortem analízis, szoftver karbantartási tevékenység. Számítógéprendszerek behatolásvédelme. Monitorozó ágensek és szabályalapú adaptív védelmi stratégiák. 7. félév UML bázisú modellezés és analízis 3/1/0/v/5 MIT Az UML (Unified Modeling Language), az OO rendszermodellezés szabványos leíró nyelve. Model Driven Architecture (MDA). Modelltranszformációs architektúrák. Az UML elemkészlete, az UML alapú rendszertervezés folyamata. UML-hez kapcsolódó szabványok. Követelményanalízis. Szoftver processz menedzsment (SPEM). Rendszertervezési minták. KódgenerátorokTeszttervezés. Idő- és teljesítménymodellezés (Profile for Schedulability, Performance and Time): Elosztott rendszerek modellezése (EDOC). UML alkalmazása hibatűrő rendszerek fejlesztése során. Web-es alkalmazások tervezése. Metamodellezés és statikus kényszerleíró nyelvek, MOF architektúra, tetszőleges metaszintű metamodellezés (VPM, MML), esettanulmányok. Object Constraint Language (OCL) leíró nyelv, OCL szemantikája, grafikus kényszerleíró nyelvek, esettanulmányok. Esettanulmányok: tool bemutató, modellellenőrzés UML állapottérképeken, állapottérképek teljességellenőrzése, automatikus programgenerálás, hibatűrési és teljesítmény paraméterek becslése. Informatikai infrastruktúra menedzsmentje laboratórium 0/0/2/f/2 MIT A hallgatók a laboratóriumi gyakorlat során megismerkednek egy professzionális rendszerfelügyeleti eszköz (Tivoli) által ellátott feladatokkal a rendszertelepítés, felderítés, konfigurációmenedzsment, felhasználó-kezelés, eseménykezelés, web menedzsment témakörében. Adatbányászat alkalmazása teljesítményellenőrzésre, napló analízisre. Infrastruktúra rendszertervezése laboratórium 0/0/2/f/3 MIT A hallgatók a laboratórium keretében egy-egy mintaalkalmazás teljes tervezési folyamatát viszik végig a specifikációtervezéstől az architektúra tervezésen, egyes kritikus részek
41
formális modellezésén át a dominánsan web service bázisú implementációig, valamint elvégzik a dokumentálást is.
42
Infokommunikációs rendszerek biztonsága szakirány Szakirányfelelõs: Dr. Vajda István egyetemi tanár Célkitûzés A szakirány célja, hogy megismertesse a hallgatókkal a modern infokommunikációs rendszerek biztonsággal és megbízhatósággal kapcsolatos problémáit és az azok megoldására alkalmazott korszerû módszereket és technológiákat. A szakirány a hangsúlyt a praktikus alkalmazásokra fekteti, ám azok részletes elemzésén keresztül a hallgatók betekintést nyernek az analízis módszerek és a tervezés kérdéseibe is. A szakirány tehát olyan informatikus mérnökök képzésére törekszik, akik képesek a modern infokommunikációs rendszerekben felmerülõ biztonsági és megbízhatósági problémák azonosítására, feltárására, a kapcsolódó praktikus tervezési és fejlesztési feladatok elvégzésére. 6. félév Számítógépes biztonságtechnológia 3+1v HT Biztonság-szervezés folyamata: helyzetfelmérés, veszélyforrás-feltárás, kockázatelemzés, biztonságpolitika, informatikai biztonsági szabályzat (IBSZ), katasztrófa-elhárítás, biztonsági audit. A kockázatbecslés folyamata a gyakorlatban, a kockázatmenedzsment fõ lépései (veszélyforrások feltérképezése, fenyegetettségek megállapítása, bekövetkezési valószínûségek becslése, kockázat meghatározása, védelmi intézkedések táblázata, javasolt védelmi intézkedések meghatározása). Biztonságpolitika szintû kockázat kezelési megoldások, alternatívák. Védelmi intézkedések skálázhatósága. Biztonságtechnológiai alapmódszerek. CIA követelmények (bizalmasság, sértetlenség, rendelkezésre állás). PreDeCo védelmek. Zóna rendszer, biztonsági kategóriák. Humán biztonság. IT biztonsági technikák áttekintése. Katasztrófa-elhárítás tervezése. Fogalmak meghatározása, elhárítási módszerek (DRP, BCP, BRP), hatáselemzés (BIA). Biztonsági mentés-visszaállítás (nagy-, on-line, elosztott rendszerek), konzisztencia problémák (dominó effektus). Biztonságtechnológia: biztonsági lyukak, fejlesztési módszertanok, formális verifikációs módszerek. Biztonsági lyukak rendszerezése (Landwehr taxonomia) példákkal. Biztonságos programozás (buffer overflow, heap overflow, printf bug, toctou, domain errors, ...). Biztonsági minõsítések, minõsítési osztályok (TCSEC, ITSEC, Common Criteria, BS7799). Formális módszerek: Bell La Padula modell, MMS, Clark-Wilson modell, információ áramlási modellek. Hibatûrõ hálózati architektúrák és modellezésük 3+1v HT Megbízhatósági alapfogalmak, nem javított és javított egységek modellezése, redundanciamentes rendszerek. Redundáns alapstruktúrák, redundáns alapstruktúrákból felépülõ összetett rendszerek. Bonyolult rendszerek megbízhatósági modellezésének alapjai. Gyakorlatban alkalmazott redundáns hardver strukturák (watchdog timer, watchdog processzor, master-checker, TMR, TANDEM non-stop architektúra, RAID - Redundant Array of Inexpensive Disks) megbízhatósági modellezése és elemzése. Hálózati megbízhatósági modellek. Elvi hibatûrõ hálózati architektúrák (hozzárendelt és osztott védelem, helyreállítás).
43
Többrétegû architektúrák védelmi aspektusai, rétegek együttmûködésének kérdései, a "common-pool" elv. Hibatûrõ hálózatok megbízhatósági minõsítése (alkalmas paraméterek értelmezése, meghatározása, becslése). Összetett megbízhatósági modellek, Markovi megbízhatósági modellek, Petri-hálók. Védelmi és helyreállítási megoldások technológiai implementálásai (SDH, WDM, IP, GMPLS alapú hálózatok) gyakorlatban alkalmazott architektúrák. Számítógépbiztonság laboratórium 0+0+2f HT A laboratórium keretében a hallgatók a gyakorlatban ismerkedhetnek meg az operációs rendszerek reprezentáns biztonsági problémáival és az azok megoldására ma használt legkorszerûbb módszerekkel és technológiákkal, valamint a hibatûrõ hálózati architektúrák tervezésének és analízisének gyakorlati kérdéseivel. 7. félév Hálózatbiztonság 3+1v HT Hálózatbiztonsági alapfogalmak bevezetése, támadási példák szemléltetése (pl. lehallgatás, email hamisítás, ARP spoofing, DNS spoofing, TCP SYN támadás, DoS támadások, stb.). Tûzfalak és behatolásdetektáló rendszerek mûködésének ismertetése, megoldható feladatok és korlátok. A kriptográfiai védelem alapjainak áttekintése, kulcsmenedzsment megoldások, a nyilvános kulcsú infrastruktúra (PKI) alapjai. Elterjedt hálózatbiztonsági protokollok (SSH, SSL/TLS, IPSec) mûködésének ismertetése, gyakorlati alkalmazások bemutatása (pl. virtuális magánhálózat kialakítása IPSec segítségével, web-biztonság, vásárlás az Interneten az SSL protokollt használva). Vezeték nélküli hálózatokban alkalmazott biztonsági architektúrák és protokollok: WiFi hálózatok biztonsága, GSM és UMTS biztonság. Az elektronikus kereskedelemben felmerülõ biztonsági problémák: elektronikus fizetési protokollok, fair csere protokollok, anonim kommunikáció. Chip-kártyák mûködési elve, chip-kártyák biztonsági alkalmazásai, támadások chip-kártyák ellen. Hálózatbiztonság laboratórium 0+0+2f HT A laboratórium keretében a hallgatók a gyakorlatban ismerkedhetnek meg az Internet és a mobil hálózatok reprezentáns biztonsági problémáival, az azok megoldására ma használt legkorszerûbb módszerekkel és technológiákkal, valamint tapasztalatokat szerezhetnek az intelligens kártyák programozása területén. A szakirányú és önálló laboratóriumokat a HT és a TMIT együttmûködve bonyolítja le. A szakirány koordinátora: Híradástechnikai Tanszék
44
Újgenerációs hálózatok szakirány Szakirányfelelõs: Dr. Jereb László egyetemi tanár Célkitûzés A szakirány olyan informatikus mérnökök képzését tûzi ki célul, akik képesek a sokszereplõs infokommunikációs piacon a nagy kiterjedésû, nagyvárosi és lokális, nyilvános és magánhálózatok területén szükséges konfigurációs és üzemeltetési feladatok megfogalmazására és megoldására. A szakirány alapozó elméleti és széles körû gyakorlati ismereteket nyújt mind a fix, mind a mobil hálózatokat illetõen, áttekinti ezen hálózatok fejlesztésének elméleti hátterét és gyakorlati módszereit. A szakirány a távközlési trendekkel lépést tartva a vezetékes, vezeték nélküli és mobil hálózatokat egyesítõ újgenerációs hálózatok üzemeltetése és a bennük megjelenõ szolgáltatások megtervezése, implementálása és mûködtetése kapcsán felmerülõ távközlési és informatikai kérdésekre és módszerekre is hangsúlyt helyez. Az elõzõ félévekben elsajátított informatikai ismeretekre építve a korszerû távközlési technológiák és hálózati ismeretek oktatásával lehetõséget teremt a hallgatók számára, hogy az infokommunikációs hálózatoktól és szolgáltatásoktól a távközlési környezetben alkalmazott informatikai megoldásokig terjedõ skálán érdeklõdésüknek megfelelõen gyarapítsák ismereteiket. 6. félév Újgenerációs vezetékes technológiák és architektúrák 3+1v HT A tárgy a témakör közös oktatásban elhangzott tárgyaira alapozottan megismerteti a hallgatókkal a jelen vezetékes technológiáinak új generációját. A tárgy elsõ része a vezetékes technológiákat, a technológiák kifejlesztésének motivációit, valamint a technológiák alapjait tárgyalja. Ennek keretében a hallgatók megismerkednek a technológiák és a hálózatok alkalmazhatóságának, értékelésének a távközlõ és adatkommunikációs szolgáltatók, valamint a professzionális felhasználók szemszögébõl lényeges szempontjaival. A hallgatók elsajátítják az ISDN és B-ISDN koncepciókat, valamint a koncepciókhoz kapcsolódó protokollokat és technológiákat. A tematika kitér az X25, a Frame-Relay, az ATM és az IP protokollokra és azok szolgáltatásaira. Áttekinti az SS7 jelzésrendszert, a LAN technológiákat (Ethernet, Fast-Ethernet), hálózati elemeket (bridge, switch) és kapcsolódó algoritmusokat (source routing, spanning tree), továbbá a Gigabit Ethernet technológia lényeges elemeit. A tárgy ismerteti az újgenerációs nagyvárosi (MAN), nagykiterjedésû (WAN) és gerinchálózati technológiák alapjait és ezen hálózatok szervezésének, konfigurálásának elveit. A tematika fontos részét képezik a transzporthálózati technológiák (SDH, újgenerációs SDH, optikai hálózati alapfogalmak és technológiák, WDM, DWDM, CWDM, FSO) és hálózatok azok összekapcsolása és együttmûködése. Az architekturális témakör fontos részét képezik a hozzáférési hálózati architektúrák (rádiós, réz alapú, optikai és hibrid), valamint a több technológiai réteg (IP, ATM, SDH, WDM, MPLS, GMPLS) együttmûködésére alapozott gerinchálózati architektúrák. Az oktatott hálózatos ismeretek magukban foglalják az aktív hálózati koncepciók és az intelligens hálózatok tárgyalását, a hálózati berendezések és szolgáltatások üzemeltetésnek és a hálózatmenedzsment-rendszerek (SNMP, OSI, TMN) felépítésének és mûködésének alapismereteit. A hálózati technológiák ismertetése során a tárgy oktatásában a technológiai részproblémák mellett meghatározó szerepet kapnak az egyes technológiai hálózatok kialakításának és üzemeltetésének szempontjai és gyakorlati kérdései.
45
Újgenerációs vezetéknélküli technológiák és architektúrák 3+1v HT A tárgy a témakör közös oktatásban elhangzott tárgyaira alapozottan megismerteti a hallgatókkal a jelen vezetéknélküli technológiáinak új generációját. A tárgy elsõ részben kerül sor a mobil és vezetéknélküli technológiák alapjainak tárgyalására. Ennek keretében a hallgatók megismerkednek a mobil kommunikációs környezet legfontosabb jellemzõivel, a vezetékes és a vezetéknélküli környezetek különbözõségeivel, és az ezekbõl származó, hálózatkialakítást és hálózatszervezést korlátozó tényezõkkel. A mobil és vezetéknélküli technológiákat tárgyaló tematika meghatározó elemei: a korszerû közcélú (GSM) földi és a zártcélú (TETRA) mobil rendszerek felépítése. Ezekre alapozva a tárgy ismerteti a mobil rendszerek evolúciós lépcsõfokait (HSCSD, GPRS, EDGE), és a jövõ közcélú mobil rendszereit (UMTS, UTRA, 4G). A tematika kitér a mûholdas mobil környezet legfontosabb jellemzõire, korunk legfontosabb mûholdas rendszereire (INMARSAT, EUTELSAT, IRIDIUM, GLOBALSTAR), és a jövõ tervezett rendszereire (ICO, TELEDESIC) is, valamint a mûholdas navigációs rendszerekre (GPS, GLONASS) és mûködésük alapjaira. A hálózati technológiák ismertetése során a tárgy oktatásában a technológiai részproblémák mellett meghatározó szerepet kapnak az egyes technológiai hálózatok kialakításának és üzemeltetésének szempontjai és gyakorlati kérdései. A tárgy a mobil technológiai alapokra építve megismerteti a hallgatósággal a napjainkban alkalmazott vezetékes informatikai hálózatok mobil/vezeték nélküli hozzáférésébõl következõ, informatikai szemszögbõl felmerülõ problémáit, valamint azok megoldásait, továbbá áttekintést ad az önálló mobil informatikai rendszerekrõl. A fenti cél megvalósítása érdekében a tárgy áttekinti az IP mobilitás támogatásának különféle megoldásait (makró, mikro, hierarchikus), és a 3G/4G rendszerek IP alapra helyezését az allIP koncepcióra építve, továbbá bemutatja az Internet mobil elérésére kifejlesztett WAP protokoll felépítését, mûködését és hordozó technológiáit is. A tematika fontos részét képezik a vezeték nélküli helyi hálózati technológia alapjai, valamint az IEEE802.11x és a HiperLAN2 rendszerek ismertetése. A tárgy keretében a hallgatók megismerik a szoftver rádió koncepciót, amely lehetõséget nyújt a különféle szabványú rendszerek közötti globális mobilitás megteremtésére, valamint betekintést nyernek az újrakonfigurálható mobil terminál hardver és szoftver architektúrájába. Az elõadások során a hallgatók elsajátítják az intelligens mozgó ügynök technológia alapelveit és alkalmazását az infokommunikációban (hálózatmenedzselés, ad hoc hálózatok). A tematika magában foglalja a korszerû ad hoc hálózati technológia közeghozzáférési és hálózatépítési kérdéseit, az ad hoc hálózatok más hálózatokhoz kapcsolásának megoldásait, valamint a lokális vezetékes összeköttetés Bluetooth technológiával történõ kiváltásának módozatait és a mobil rendszerek biztonságtechnikai kérdéseit is. Hálózati technológiák laboratórium 0+0+2f HT A laboratórium keretében a hallgatók a gyakorlatban ismerkedhetnek meg a közös és szakirányú képzés keretében tanult fix és mobil infokommunikációs hálózati építõelemekkel (ATM kapcsoló, IP MPLS router, GSM rádiós interfész) és hálózati protokollokkal (ATM, IP, MPLS), valamint azok konfigurálási és mérési módszereivel és eszközeivel (protokollanalizátor). Önálló laboratórium 0+6f HT A hallgatók a tárgy keretében önálló mérési, hálózattervezési és hálózatanalízis feladatokat, illetve hálózattervezéshez és hálózatanalízishez kapcsolódó szoftverfejlesztési feladatokat oldanak meg. Eredményeikrõl írásos összefoglalót készítenek és szóbeli beszámolót tartanak.
46
7. félév Infokommunikációs rendszerek integrálása 3+1v HT A szakirány zárótárgya a távközlési technológiai, hálózatos és informatikai ismeretekre alapozva az integrált infokommunikációs rendszerek létrehozásának, fejlesztésének és üzemeltetésének kérdéseit tárgyalja a sokszereplõs piac által meghatározott mûszaki feltételrendszerben. A vezetékes, vezetéknélküli és mobil technológiák integrált alkalmazásának témakörében a hallgatók megismerik az újgenerációs hálózatok potenciális jövõképeit, a hozzáférési, nagyvárosi és gerinchálózati technológiák és architektúrák szolgáltatásorientált megközelítésû rendszerezését és értékelését. A sokszereplõs piaci modellekbõl következõ szolgáltatási, technológiai és architekturális követelményekre és a több technológia együttmûködésére épülõ architektúrákra alapozva a tárgy részletesen ismerteti a vezetékes hálózati architektúrák összekapcsolásának lehetõségeit, a vezeték nélküli és mobil rendszerek átjárhatóságának, a különbözõ mobil rendszerek összekapcsolásának problémáit és megoldásait, valamint a vezetékes és vezeték nélküli világ közötti átjárás témakörét, a kapcsolódási pontokat és lehetõségeket. A szolgáltatási aspektusok tárgyalásának fõbb témakörei: az újgenerációs hálózatok tipikus szolgáltatásai (VoIP, VoD, SAN-NAS, VPN, GRID computing), a szolgáltatások létrehozása, üzemeltetése, valamint az újgenerációs hálózatok szolgáltatási platformjai (MSPP, Parlay/OSA, OMA, IMS). Az infokommunikációs hálózatokhoz kapcsolódó szoftverek témakörében a hallgatók megismerkednek továbbá az integrált hálózati szerkezetek tervezésének és fejlesztésének problémáival, módszereivel és eszközeivel (API, CASE, CORBA, .NET, MDA). Az integrált infokommunikációs rendszerek tárgyalása magában foglalja a sokszereplõs infokommunikációs piacon nyújtott szolgáltatások kialakításának és üzemeltetésének mûszaki vonatkozásait, az integrált hálózati szerkezetek üzemeltetésének témakörét, az üzemeltetés, hálózatnyilvántartás, tervezés összefüggõ rendszereit, a szolgáltatás minõségének és a hálózat teljesítõképességének mérésére és értékelése szolgáló módszereket és eszközöket. Az ismertetett módszerek gyakorlati alkalmazhatóságát esettanulmányok demonstrálják. Integrált hálózati technológiák laboratórium 0+0+2f HT A laboratórium keretében a hallgatók megismerkednek a különbözõ technológiák együttmûködését támogató infokommunikációs hálózati elemeken megvalósított szolgáltatások létesítésének és fenntartásának feladataival (VoIP, WLAN, mobil IP), a hálózatmenedzselés gyakorlati eszközeivel és módszereivel, a hálózati elemek és szolgáltatások teljesítõképességének mérésével. A szakirányú és önálló laboratóriumokat a HT és a TMIT együttműködve bonyolítja le. A szakirány koordinátora: Híradástechnikai Tanszék
47
Internet és infokommunikációs alkalmazásai szakirány Szakirányfelelős: Dr. Henk Tamás egyetemi docens Célkitûzés: Az IP alapú (Internet) hálózatok rugalmas és hatékony információközlést és feldolgozást, sokrétû szolgáltatásokat és alkalmazásokat tesznek lehetõvé a számítástechnikában, a távközlésben és az elosztott kiszolgáló rendszerekben. A szakirány célkitûzése, hogy megismertessen a dinamikusan fejlõdõ IP alapú vezetékes és mobil hálózatokkal, szolgáltatásokkal és alkalmazásokkal; beavasson ezek tervezési, továbbfejlesztési és tesztelési módszereibe, telepítési, üzemeltetési, hibaelhárítási és konfigurálási kérdéseinek megoldásaiba. A szakirány felkészíti a hallgatókat informatikusi feladatok ellátására az infokommunikációs szolgáltatóknál és gyártóknál, az elektronikus gazdaság és kormányzat effajta rendszereit mûködtetõinél, a Web-alapú szolgáltatásokat nyújtó kis- és középvállalkozásoknál, stb. 6. szemeszter Protokoll technológia BMEVITTxxxx 3/1/0/v/5 TMIT Szoftverek és protokollok helye az infokommunikációs és tartalomszolgáltató hálózatokban. A szoftver és protokoll technológia objektum orientált és formális nyelvû módszertana: specifikáció (Specification and Description Language, Message Sequence Chart, Abstract Syntax Notation No.1), verifikáció, implementáció és konformancia tesztelés (Tree and Tabular Combined Notation). A módszertan illusztrálása korszerû infokommunikációs protokollokon: digitális kommunikációs hálózatok jelzõ és erõforrás foglaló protokolljai (digitális elõfizetõi és hálózati jelzésrendszerek: Digital Signalling System No.1, Signalling System No.7), VoIP protokollok (Voice over IP, multimédia átvitel Interneten, H.323, SIP), mobil protokollok (Signalling Connection Control Part, Mobile Application Part), IP hálózatok erõforrás foglaló protokolljai (RSVP, SIGTRAN - Signalling Transmission, BICC - Bearer Independent Call Control). Fejlesztõeszközök bemutatása (pl. SDT, ITEX). IP alapú hálózati technológiák BMEVITTxxxx 3/1/0/v/5 TMIT Az Internet napjainkban: A TCP/IP protokoll család, útválasztás (pl. OSPF, BGP), torlódásés forgalomszabályozás. Hozzáférési és gerinchálózati technológiák. Peer-to-peer hálózatok sajátosságai: szolgáltatás felderítés, topológia felépítés, keresés, útvonalválasztás. Multimédia (beszéd) átvitel az Interneten. VoIP átjárók és zónavezérlõk. Következõ generációs hálózatok. Mobil és nomád hálózatok építõelemei: IP mobilitás protokollok, 2.5G-4G (GPRS, UMTS, Bluetooth, WLAN) hálózati technológiák. Valós idejû Internet (UDP, RTP, RTCP), média átjáró vezérlés, MPLS, QoS architektúrák mobil ad-hoc hálózatokban, virtuális magánhálózatok (VPN). A QoS IP megvalósításának gyakorlati eszközei: elsõbbség kezelés és erõforrás túlméretezés.
48
Hálózati protokollok laboratórium BMEVITTxxxx 0/0/2/f/2 TMIT A laboratórium célja a 7. szemeszterben oktatott Protokoll technológia és az IP alapú hálózati technológiák témakörében a képzést gyakorlati oktatással való támogatja. A tárgy keretében a hallgatók 4 órás mérések formájában ismerkednek meg hálózati protokoll leíró és tesztelõ technikákkal. Komplex teszthálózatok segítségével sajátíthatják el az Internet mûködésének legfontosabb technikai és algoritmikus problémáit. A hálózati biztonság (tûzfalak építése, csomag szûrés stb.) kérdései külön foglalkozás keretében kapnak helyet a tárgyban. BMEVITTxxxx Önálló laboratórium 0/0/6/f/6 TMIT Egy-egy tématerületre összpontosított, diplomamunkáig vihetõ komplex feladatok indítása, például a következõ területeken: hagyományos csomagkapcsolt IP hálózatok teljesítmény vizsgálata és fokozása; szolgálat minõségi kérdések; hálózat menedzsment (hiba, konfiguráció, számlázás, teljesítmény és biztonság); elosztott és központosított menedzsment rendszerek; hálózati protokollok; mobil és ad-hoc kommunikáció; mobil és vezetékes hálózatok együttmûködése; rendszer integráció; vagy az informatikai alkalmazás fejlesztések. A megoldás összefoglalása írásban és elõadásban. 7. szemeszter IP alapú rendszerek és alkalmazások BMEVITTxxxx 3/1/0/v/5 TMIT Teljesen IP (all-IP) alapú rendszerek: rendszerek integrációja - végberendezések, hozzáférési és transzport hálózatok. Szolgáltatási modellek. Hálózat operátorok és szolgáltatók együttmûködése (vezetékes és mobil). Hálózat felügyelet és menedzselés (SLS/SLA, tartományok és AS rendszerek együttmûködése), megfigyelhetõség és vezérelhetõség. Vezetékes és mobil szolgáltatások: hálózatok és szolgáltatások felderítése (topológia, eszköz és beállítás); szolgáltatás biztosítás (végpont-végpont között, QoS); hitelesség, jogosultság és számlázás (AAA); hiba menedzsment; rendelkezésre állás. Alkalmazások: osztott dokumentáció kezelés; osztott erõforrás kezelés; elektronikus adatcsere (WWW, WAP, e-levél); távoktatás; távgyógyítás; elektronikus kereskedelem; multimédia átvitele Interneten (VoIP); tartalom szolgáltató hálózatok, elosztott kiszolgáló rendszerek, cachek és tükrözés; keresõgépek. A hálózat- és információbiztonság, valamint az elektronikus hitelesítés technológiái. IP alapú rendszerek laboratórium BMEVITTxxxx 0/0/2/f/2 TMIT Az IP alapú rendszerek és alkalmazások témakörében elsajátíthatják az IP minõségi szolgáltatások megvalósítási lehetõségeit mint az integrált szolgáltatású vagy a differenciált szolgáltatású hálózatok; megismerkedhetnek a jogosultság- és számlázás-ellenõrzés gyakorlati megvalósításaival (Radius, Diameter) valamint kipróbálhatják gyakorlatban az elektronikus hitelesítési eljárásokat. IP alkalmazások és szolgáltatások területén elsajátíthatják a VoIP protokollok alapjait (H.323 és SIP), az osztott és elosztott dokumentum kezelés eljárásait, valamint további konkurensen létezõ erõforrások menedzsmentjét. A szakirányú és önálló laboratóriumokat a HT és TMIT együttmûködve bonyolítja le.
49
Médiainformatika szakirány Szakirányfelelős: Dr. Magyar Gábor egyetemi docens Célkitűzés: A távközlés, az informatika és a média konvergenciája a szolgáltatások körének bővülését, és azok egységes hálózaton történő megvalósítását teszi lehetővé. A szolgáltatások kiterjednek a tartalomkezelés teljes folyamatára (tartalomelőállítás, tartalomszervezés és szerkesztés, tartalomterjesztés, archiválás). A tartalom egyre inkább multimédia (hang és videófolyam, kép, adat, szöveg) formában szükséges. A szakirány megismerteti a hallgatókkal a médiainformációs rendszerek szolgáltatásaihoz szükséges technológiákat és eszközöket, képessé teszi őket médiatartalom-kezelési feladatkörök ellátására, felkészíti a hallgatókat informatikusi feladatok elvégzésére az infokommunikációs piac egészén, úgy a gazdasági, mind kormányzati munkahelyeken, különösen a hagyományos és az újmédia vállalatoknál. 6. félév Médiainformációs technológiák és eszközök 3/1/0/v/5 TMIT Technológiák és gyakorlatban alkalmazott megoldások a médiainformatikában. A kép és hang tartalmak digitális ábrázolási technikáinak alapjai, a legfontosabb multimédia kódolási/tömörítési eljárások áttekintése, multimédia fájl-formátumok, szabványok. Az akusztika alapjai. Hangállomány formátumok. Az emberi látás, színlátás. Képtárolási és átviteli állomány formátumok. 3-dimenziós és sztereoszkopikus látás és képmegjelenítés. Formátumkonverziós lehetõségek. A multimédia alapfogalmai. Álló-, mozgókép, és hang tömörítõ eljárások. Videó- és audiójel minõség, szubjektív és objektív tesztek. Jeltömörítési alapok: kvantálás, PCM kódolás, prediktív kódolás (DPCM, adaptív DPCM, delta moduláció). Mozgásbecslés, mozgáskompenzáció. Alulmintavételezés. Transzformációs kódolás, többszörös felbontású kódolás. Gyakoriságfüggõ kódolás. Videó jelfeldolgozási alapok. Videójel formátumok. Állókép és videó tömörítés: JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4. Audió bitsebesség csökkentési eljárások: pszichoakusztikus modellek, MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, AC 3. A webes megjelenítés eszközei. Protokoll technológia 3/1/0/v/5 TMIT Szoftverek és protokollok helye az infokommunikációs és tartalomszolgáltató hálózatokban. A szoftver és protokoll technológia objektum orientált és formális nyelvû módszertana: specifikáció (Specification and Description Language, Message Sequence Chart, Abstract Syntax Notation No.1), verifikáció, implementáció és konformancia tesztelés (Tree and Tabular Combined Notation). A módszertan illusztrálása korszerû infokommunikációs protokollokon: digitális kommunikációs hálózatok jelzõ és erõforrás foglaló protokolljai (digitális elõfizetõi és hálózati jelzésrendszerek: Digital Signalling System No.1, Signalling System No.7), VoIP protokollok (Voice over IP, multimédia átvitel Interneten, H.323, SIP), mobil protokollok (Signalling Connection Control Part, Mobile Application Part), IP hálózatok erõforrás foglaló protokolljai (RSVP, SIGTRAN - Signalling Transmission, BICC - Bearer Independent Call Control). Fejlesztõeszközök bemutatása (pl. SDT, ITEX). Médiatechnológia laboratórium BMEVITTxxxx 0/0/2/f/2 TMIT A laboratórium a 6. szemeszterben oktatott Médiainformációs technológiák és eszközök és Protokoll technológia témakörökben a képzést gyakorlati laboratóriumi oktatással támogatja.
50
Önálló laboratórium, 0+6f TMIT Egy-egy tématerületre összpontosított, diplomamunkáig vihetõ komplex feladatok indítása a médiatechnológia és a tartalomkezelõ rendszerek témeköreiben (például: adat-, hang-, kép és mozgókép állományok kezelése, editálása, elemzése, indexelése, átalakítása; multimédia kommunikáció, mûsortartalom kijátszása, szétosztása digitális tárolókból.) A megoldás összefoglalása írásban. 7. félév Médiakommunikációs technikák 3/1/0/v/5 TMIT Az Interneten napjainkban használatos mozgókép- és hangátviteli technikák áttekintése. Multimédia átvitel. Minõségbiztosított átviteli technikák, hálózati architektúrák (IntServ, DiffServ, MPLS). Hálózati, transzport és alkalmazási szint szintû protokollok (Multicast, IPv6, UDP, TCP) szállítási rétegbeli protokollok összehasonlítási a valós idejû átvitel szempontjából. Valós idejû alkalmazási szintû protokollok. Streaming megoldások, Streaming szerverek, A Streaming szerver sajátosságai, különbség streaming szerver és FTP szerver között, alkalmazott sávszélesség csökkentési technikák, élõ, idõzített és kívánság szerinti átvitel sajátosságai, sávszélesség adaptivitás, hozzáférés vezérlés, terhelés megosztás, reklámok elhelyezése Videóarchívumok, adatbázisok, tartalomkezelés. Szerzõi jogi aspektusok, hozzáférés vezérlés. Médiakommunikációs technikák laboratórium 0/0/2/f/2 TMIT A laboratórium a médiakommunikáció témaköreiben a képzést gyakorlati laboratóriumi oktatással támogatja.
51
Autonóm rendszerek szakirány Szakirány felelős: Dr. Lantos Béla egyetemi tanár, Dr. Vajta László egyetemi adjunktus Célkitűzés:
Az autonóm, állandó emberi felügyelet nélkül is mûködõképes rendszerek (robotok, földi éd légi jármûvek, intelligens kiszolgáló és komfort eszközök) a mûszaki fejlõdés fontos állomásait képzik, és jelentõségük csak nõni fog. Az autonóm rendszerek létrehozása az információ technológia széles spektrumát igényli. Összetett ipari rendszerek és a mindennapi környezetünkben található egyéb nagybonyolultságú berendezések egyes, funkcionális szempontból jól elhatárolható autonóm alrendszerei egyre több saját intelligenciával, a külvilághoz való gyors alkalmazkodási képességgel kell hogy rendelkezzenek. E képességek biztosításához szükségesek az autonóm alrendszerekbe integrálható intelligens érzékelõ-, jelfeldolgozó- és beavatkozó eszközök. Mára már megjelentek olyan új nanotechnikai újdonságok (pl. a „Smart Dust” miniatürizált érzékelõk, MEMS - Micro Electro Mechanical Systems eszközök, stb.), melyek a fent említett feladatokat képesek olcsón, gyorsan, kis energiaigény mellett ellátni. Gyakori követelmény, hogy ezen autonóm alrendszerek együttesen valósítsanak meg még bonyolultabb funkciókat (pl. egy rugalmas gyártócellában együttmûködve). Felmerül tehát az interoperabilitás, különbözõ alrendszerek egyszerû integrálhatóságának kérdése is. A téma aktualitását bizonyítja, hogy ezen eszközök rohamos elterjedése tapasztalható nemcsak a gyártásautomatizálásban, hanem a mindennapi életünkben is (pl. korszerû gépjármûvekben vagy lakásokban). Mivel a fentebb vázolt autonóm eszközök bonyolultsága rohamosan nõ, a fejlesztésükre fordított anyagi és szellemi erõforrások is az elõállításuk költségeihez viszonyítva sokkal dinamikusabban nõnek. Ma már a „szûk keresztmetszet” nem az elõállítás, hanem a tervezés. Az autonóm intelligens rendszerekben rejlõ lehetõségek kiaknázása elsõsorban a valósidejû rendszerek, intelligens érzékelõk, jelfeldolgozók, beavatkozók alkalmazástechnikájára illetve az elméleti alapokra vonatkozó ismeretek megszerzését feltételezi. A cél rövid és hosszú távon egyaránt hasznosítható elméleti és gyakorlati ismeretek nyújtása az autonóm rendszerek irányítástechnikája, méréstechnikája, a 3D látás és virtuális valóság technikájának alkalmazása, valamint az intelligens autonóm rendszerek (pl. kooperáló és mikrorobotok, mobilis robotok és navigációs rendszereik, mesterséges kéz/szem rendszerek, teleoperáció), a real-time rendszerek és hálózatok területén. 6. szemeszter Autonóm robotizált rendszerek 3/1/0/v/5 IIT A tárgy célja, hogy összefoglalja az autonóm rendszerek irányításának és intelligens rendszertechnikai megvalósításának elméleti és gyakorlati alapjait. A tárgy szemléletbeli és rendszertechnikai alapokat nyújt ilyen rendszerek üzemeltetői és fejlesztői számára. Bemutatja a robotizált gyártórendszerek felépítését, a legelterjedtebb robot struktúrákat, a robotok programozásának tipikus lépéseit, a navigáció és modellalkotás elméleti alapjait és eszközeit, a pályatervezés módszereit. Megismertet az ipari robotokban elterjedt irányítási módszerekkel (decentralizált kaszkád szabályozás, kiszámított nyomatékok módszere, nemlineáris szétcsatolás, önhangoló adaptív irányítás, hibrid pozíció/erő irányítás) és az irányítások valósidejű aspektusaival. Bemutatja a soft computing módszerek alkalmazási lehetőségeit az autonóm rendszerek modellezésében és irányításában. Kitekintést ad a kooperáló, mobilis és lábon járó robotok, valamint az autonóm földi, légi és űrbeli járművek főbb irányítási problémáira. 3D képfeldolgozás és virtuális valóság 3/1/0/v/5 IIT A korszerű számítógépes képfeldolgozási ismeretek készségszintű elsajátítása, a távfelügyelt autonóm ipari folyamatok kezelésében kulcsszerepet játszó virtuális technikák megismerése, a háromdimenziós
52
grafikus szimuláció alkalmazásának speciális technikáival és az elterjedt grafikus feldolgozó rendszerek használatával való ismerkedés, esettanulmányok keretében. Autonóm rendszerek labor 0/0/2/f/2 IIT A hallgatók az autonóm rendszerek információtechnológiája területén 6 darab 4 órás mérést végeznek el előírt tematika alapján, melynek témája ipari robot programozása adatmozgatási feladat keretében, mobilis robot szenzor rendszerének programozása, mikrorobot Interneten keresztül történő irányítása, identifikáció és beágyazott irányítás gyors prototípus tervezése és megvalósítása, optimalizálási feladatok megoldása genetikus algoritmussal, valamint neuro/fuzzy rendszermodellezés és irányítás. Önálló laboratórium 0/0/6/f/6 IIT A hallgatók az autonóm rendszerek információtechnológiája, irányítási architektúrák, szabályozási módszerek, robotirányítások és mesterséges intelligencia eszközök területéről választhatnak témákat. Tipikus témák: Távvezérlések eszközei és biztonságtechnikai kérdései, PLC alkalmazástechnika, grafikus real-time programok irányítástechnikai alkalmazása, ipari szakértői rendszerek, közúti forgalmi információs rendszer fejlesztése, korszerű buszrendszerek alkalmazástechnikája, mikrokontrollerek alkalmazástechnikája, magasszintű logikai szintézis algoritmusok vizsgálata, párhuzamos feldolgozás elosztott rendszerekben, ipari és mechatronikai érzékelők alkalmazástechnikája, pneumatikus beavatkozószervek alkalmazástechnikája, folyamatidentifikációs módszerek vizsgálata, szabályozástervezés korszerű szoftvereszközökkel, prediktív irányítás egyszerű ipari folyamatok esetén, nemlineáris rendszerek neuro-fuzzy irányítása, mobilis ágensek (repülők, hajók) irányítása frekvenciatartománybeli módszerekkel, irányítástechnikai módszerek alkalmazása a steer-by-wire járműkormányzásban, beágyzott irányítások gyors prorotípustervezése és ralizálása dSpace és Quanser bázison, mechatronikai rendszerek irányítása jelfeldolgozó processzorokkal, irányítástervezés QNX valósidejű operációs rendszer bázison, kétszabadságfokú robot modellezése és irányítása, robot és CNC vezérlés szoftverének fejlesztése, robot pozíció és orientáció érzékelés képfeldolgozással, mobilis robotok mozgástervezése akadályelkerülési technikákkal, képfeldolgozáson alapuló minőségellenőrzés, ipari technológiák hibadetektálása RiskSpectrum professzionális szoftverrel. 7. szemeszter Autonóm intelligens rendszerek tervezése 3/1/0/v/5 IIT A tárgy célja autonóm intelligens eszközök tervezéséhez és megvalósításához szükséges alapvető elméleti és gyakorlati ismeretek bemutatása. A hallgatók elsajátítják a valósidejű, beágyazott rendszerek illetve az érzékelők világának mindazon speciális ismereteit, melyre alapozva képessé válnak az intelligens érzékelő-, jelfeldolgozó-, beavatkozó funkciókat ellátó autonóm alrendszerek illetve ezen alrendszerek együttműködésén alapuló összetettebb rendszerek tervezésére. Hangsúlyosan tárgyaljuk a „smart” / vizuális érzékelők illetve a skálázható, redundáns, hibatűrő, vezetékes / vezeték nélküli, „plug-and-play” jelleggel felépített érzékelőhálók témakörét. Korszerű platformok illetve ezeken alapuló érdekes esettanulmányok bemutatásával illusztráljuk a fentiekben vázolt tulajdonságokkal bíró autonóm intelligens rendszerek alkalmazástechnikáját. Képfeldolgozás és grafika labor 0/0/2/f/2 IIT A tantárgy célja, hogy a 3D képfeldolgozás és virtuális valóság c. tantárgy anyagával szinkronban gyakorlati ismereteket nyújtson a számítógépes képfeldolgozás, az ipari 3D képfeldolgozás, a grafikus szimuláció és a virtuális valóság ipari felhasználásával kapcsolatban az intelligens rendszerek fejlesztése és üzemeltetése területén. A tárgy 6 db laboratóriumi mérésből áll, amelyet az Irányítástechnika és Informatika Tanszékek laboratóriumaiban kell elvégezni. Ezek az alábbiak: Képfeldolgozási alapműveletek a HALCON rendszerrel, 3D képfelvételi eljárások (sztereo kamera, mozgásalapú sztereo és aktív lézeres látórendszer), Vizuális szenzorral csatolt robot 3D látórendszerének vizsgálata, Optikai/ultrahangos mozgáselemzés 3D-ben, 3D Studio alkalmazása grafikus szimulációra és VRML programozási gyakorlat, Virtuális valóság alapú telerobotikai rendszer
53
Integrált intelligens rendszerek szakirány Szakirány felelős: Dr. Horváth Gábor egyetemi docens Célkitűzés: Az informatikai szolgáltatások és alkalmazások egyre nagyobb hányadában tapasztalható, hogy egy-egy konkrét alkalmazás, ill. új minőséget képviselő szolgáltatás önmagában is komplex rendszer-komponensekből épül föl. E komponensek között megjelennek az emberi intelligens problémamegoldás folyamatát is modellező, adaptív és asszociatív számítási eljárásokat alkalmazó eszközök is, melyekre jellemző a tudás különböző formáinak kezelése, a tanulás útján történő ismeretszerzés, az adatokban megtestesülő tudás kinyerésének és felhasználásának képessége, és ezáltal a környezet változásaihoz való nagyfokú alkalmazkodás, továbbá az, hogy a problémamegoldásban a kapcsolattartás és az együttműködés jelentős szerepet kap. A szakirány célja olyan műszaki informatikus mérnökök képzése, akik szakmai felkészültségük és készségszintű ismereteik révén képesek intelligens informatikai alkalmazások létrehozására: intelligens informatikai komponensek létrehozására, a komponensekből felépülő informatikai rendszerek integrálására, ill. ezek alkalmazói környezetbe ágyazására. 6. szemeszter Kooperatív rendszerek 3+1+0 v/5 MIT Kooperáció bonyolult számítógépes környezetben. A gépi rendszerek együttműködésének problematikája, az intelligens kapcsolattartás és együttműködés gyakorlati módszerei és eszközei. A kapcsolattartási és az együttműködési formák elemzése és megvalósítása elosztott rendszerekben (együttműködés, segítségnyújtás, az alapvető együttműködési protokollok, konfliktusok keletkezése és konfliktusok felszámolása kommunikációval és protokollal), az ágens kommunikáció természetes nyelvű elemei és az erre alapozó protokollok, ágensszabványok kialakulása és megvalósítása. A tantárgyhoz tartozik egy nagyobb lélegzetű kollektívan megvalósítandó tervezési feladat is. Tanuló és hibrid információs rendszerek 3+1+0 v/5 MIT Tanulás intelligens rendszerekben. A gépi tanulás fajtái, induktív tanulás (ellenőrzött és nemellenőrzött tanulás, megerősítéses tanulás), valószínűségi hálók tanulása, genetikus algoritmusok. Tanuló rendszerek architektúrái. A neurális hálózatok, mint általános tanuló rendszerek. Neurális tanuló rendszerek architektúrái és algoritmusai. Bizonytalan tudás és kezelési módszerei. Fuzzy és fuzzy-neurális rendszerek. A tudásreprezentáció különböző formáit együttesen használó hibrid intelligens rendszerek. Szimbolikus és tapasztalati tudás együttes kezelése, a priori tudás beépítése neurális rendszerekbe, szimbolikus tudás kinyerése megtanított hálókból, magyarázatgenerálás. Komplex tudásalapú rendszerek felépítése, versengés és együttműködés. Szakértői, neurális, fuzzy és genetikus módszereket alkalmazó komplex rendszerek. A realizáció kérdései. Tanuló rendszerek alkalmazása gyakorlati feladatok megoldásában. Mesterséges intelligencia labor I. 0+0+2 f/2 MIT A laboratórium célja a mesterséges intelligencia módszerek gyakorlati vizsgálata (tudásreprezentációk, keresési módszerek, következtetési eljárások). A félév során a hallgatók egyszerű tudásalapú ágenseket hoznak létre szimulált ágenskörnyezetben. Az ágensek tudásreprezentációjának létrehozása, cselekvések tervezése, valamint kísérletezés többágenses közösségekkel a szimulált környezetben tartozik még a laboratórium témái közé. Önálló laboratórium 0+0+6 f/6 MIT Az önálló laboratórium tárgy feladata a hallgatók ismereteinek alkalmazása egy komplex, a szakirány több területét érintő tervezési feladat megoldása során. A tervezői munka alatt a hallgatók a korábbi tárgyakban elsajátított ismereteik felhasználásával, egyéni vagy csoportos munkában egy teljes projektmegvalósításban vesznek részt, amelyben az elméleti és
54
gyakorlati tevékenységek kiegészítik egymást. A hallgatók többek között a következő témakörökhöz kötődő gyakorlati témákban mélyíthetik el ismereteiket: o o o o o o
Neurális hálózatok, alakfelismerés, orvosi diagnosztika. Intelligens rendszerek, méréstechnikai és Internet közeli alkalmazások, intelligens ágensek. Hibrid intelligens rendszerek. Adat- és szövegbányászat (data mining, textmining) és alkalmazásaik. Tudás fuzionálás. Elosztott információs rendszerek integrálása (pl. elektronikus kereskedelem, információ keresés, környezetvédelem alkalmazási területeken HTML, Java, CORBA technológiákkal). XML és a vele kapcsolatos technológiák és szabványok.
7. szemeszter Intelligens rendszerek technológiái
3+1+0 v/5
MIT
Az integrált intelligens architektúrák építéséhez szükséges fejlesztés technológiának, az adatés tudáskezelés fejlesztõ eszközeinek, illetve az intelligens rendszerekben gyakran alkalmazandó speciális technikáknak az áttekintése. Az elosztott, webes környezet fejlesztési technológiái, elsõsorban az XML alapú megoldások. A jelenleg elterjedt XML alapú webes információtároló, keresõ technológiák bemutatása. A technológiák kiterjesztése tudásleíró és tudáskinyerõ képesség megvalósítására. A szemantikus web koncepciójának és elemeinek elemzése, és a jelenleg már megvalósult vagy a közeljövõ tervezett alkalmazások bemutatása. A mesterséges intelligencia megoldások (MI algoritmusok, szakértõi rendszer építés) megvalósításának kérdései. Az MI megoldások korszerû webes rendszerekbe történõ beépítésének módszerei. Esettanulmányok: a különbözõ intelligens megoldások, mint a komplex korszerû rendszerek elengedhetetlen elemei. Mesterséges intelligencia labor II. 0+0+2 f/2 MIT Az MI Labor II. féléve ipari alkalmazásokban található mesterséges intelligencia módszerek és kooperációs technológiák gyakorlati kipróbálását szolgálja. Sor kerül a döntéstámogatásban szerepet kapó intelligens probléma megoldó módszerek objektum-orientált LISP alapú eszközökben (CLOS, CLIPS) történő implementálására, valamint neurális hálózatok építésére gyakorlati problémák megoldására. A laboratórium emellett kitér szöveges dokumentumok strukturált (XML) és statisztikai módszerekkel (IR) történő feldolgozására, a strukturált dokumentumok felhasználására kooperáló rendszerekben.
55
Integrált vállalatirányítási rendszerek szakirány Szakirány felelős: Dr. Szikora Béla egyetemi docens
A szakirány célja olyan mérnök informatikusok képzése, akik konkrét gyakorlati módszerek és reproduktív mérnöki alkalmazási készség birtokában a munkahelyi sajátosságok megismerése, illetõleg kellõ gyakorlat megszerzése után alkalmassá válnak vállalatirányítási rendszerek, termelési folyamatokat irányító vagy támogató információs rendszerek bevezetési, üzemeltetési és fejlesztési részfeladatainak megoldására. A hallgatók elméleti és gyakorlati ismereteket szereznek a vállalat funkcionális részterületeit egységbe integráló rendszerek felépítésérõl és mûködésérõl, valamint a vállalatirányítás számítógépes támogatásáról. A képzés során megszerzett széleskörű természettudományi és műszaki alaptudományi ismeretek és készségek magas szintű elsajátításával a végzettek alkalmassá válhatnak a szakirányú mesterdiploma szintjén való továbbtanulásra. 6. szemeszter
Termelésinformatika
3+1+0v 5k
ETT
A termelési rendszerek modelljei, alapvető információs folyamatai, funkcionális egységei és ezek integrálása korszerű számítógépes rendszerszemlélet alapján. Gyártott késztermékek strukturális modelljei: darabjegyzék modellek és receptura modellek. A gyártás folyamat- és adatmodellje. Az adatok műszaki, gazdasági, informatikai rendszere. Kapacitás-, készlet- és időgazdálkodás elvei, módszerei. Nagyvonalú termeléstervezés, részletes termeléstervezés. Anyagszükséglet és kapacitásszükséglet-számítás, ütemezés. A termelésirányítás feladatai. Számvitel 3+1+0v 5k PSzT A tantárgy keretében a hallgatók vezetői léptékű és gyakorlatorientált ismereteket kapnak a gazdálkodó szervezetek vagyoni-, pénzügyi-, és jövedelmi helyzetére vonatkozó gazdasági események számbavételével kapcsolatos elméleti és módszertani alapokról, eljárásokról. Mérleg, eredménykimutatás. Cash Flow kimutatás célja és funkciója. A beszámoló fő részei és azok egymás közötti összefüggései. A kettős könyvvezetés logikai rendje, a kettős könyvelés eszköz- és módszertana. A könyvvitel területei. Analitikus nyilvántartás. Szintetikus főkönyvi könyvelés. Bizonylati elv, bizonylati fegyelem. Számviteli politika. A mérleg, mint a vállalati vagyon bemutatására alkalmas számviteli eszköz. Értékelési eljárások. Eszközök és források a mérlegben. Vezetői döntések az elszámolás módjáról. Amortizáció-elszámolás. Költség- és ráfordítás elszámolás, költségfelosztás.
Termelésinformatika laboratórium 0+0+2f 3k ETT A tárgy gyakorlati ismereteket nyújt az integrált vállalatirányítási rendszereken belüli termelõ folyamatok modellezésérõl, és számítógépes irányításáról konkrét mûködõ rendszerben. Modellalkotás termelési rendszerekre: technológiai és gyártó rendszerek elemzése, releváns adatok meghatározása. Vállalati törzsadatok, számlatükör, alkalmazottak, vevõk, szállítók törzsadatainak implementálása; áruk törzsadatai, rendelés-feldolgozás, szükségletszámítás és ütemezés; beszerzési rendelések jóváhagyása, áruátvétel, szállítólevelek és számlák könyvelése; kapacitások terhelésének elemzése, az ütemezések optimalizálása; gyártási rendelések kiadása, gyártási teljesítmények jelentése; kiszállítás-tervezés. Fizetés és fizetések beérkeztetése. Önálló laboratórium 0+0+6f 6k ETT Egyszerûbb tervezési, kivitelezési és ellenõrzési feladatok megoldása korszerû számítástechnikai, szoftvertechnológiai módszerek, illetve eszközök felhasználásával. Szintetizáló tudás megszerzése alkotó módon, öntevékenyen. A téma egy felajánlott kínálati
56
listáról szabadon választható. Tématerületek: vállalati és technológiai rendszerek modellezése és szimulációja; adatbázis-kezelés; vállalati és alsóbb szintû információmenedzsment; a termelés tervezése és irányítása; megbízhatóság, minõségellenõrzés és minõségbiztosítás. A témák többsége szakdolgozat keretében is folytatható. 7. szemeszter
Vállalatirányítási rendszerek
3+1+0v 5k
ETT
Integrált vállalatirányítási rendszerek felépítése, információáramlás funkció és szervezet nézetben. Többszerveres architektúrák. Osztott adatbázisok. Export-import csatolók, szabványos üzenetcserék. Rendszermenedzsment. Modulok és felhasználók menedzsmentje. A vállalatok adatmodellje, metaadatok, adatszótár. A vállalati folyamatok modellezése, standard folyamatmodellek. Integrált vállalatirányítási rendszer kiválasztása: előfeltételek, durvaszelekció, finomszelekció. A vállalat és az integrált rendszerek összehangolása.
Rendszerprogramozási laboratórium 0+0+2f 3k ETT A tárgy gyakorlati ismereteket nyújt az integrált vállalatirányítási rendszerek felépítésérõl, mûködésérõl, tipikus kiegészítõ programozási feladatokról és a feladatok megoldási módszereirõl konkrét mûködõ rendszerben. Fontosabb tématerületek, amelyek egy részét a gyakorlatban kell kidolgozni: lekérdezõ programok írása és formátumozott egyedi jelentések készítése; külsõ rendszerek illesztése export – import csatolók felhasználásával; vállalati grafikus folyamatmodell-részletek elemzése, értelmezése és a folyamatot támogató programok elkészítése.
57
Elosztott energetikai rendszerek információ-technológiája szakirány Szakirány felelős: Dr. Dán András egyetemi tanár
Célkitûzés A villamos energetikai rendszer valamennyi területén az információ-technológia teljes spektrumát megtalálhatjuk. Ebből következik, hogy a szakterületnek szüksége van a műszaki informatika területét jól ismerő szakirányú képzettségű informatikusokra, akik nemcsak rendszer-gazdaként kezelik és felügyelik a bonyolult szoftver és hardver rendszereket, hanem a terület információtechnológiai fejlesztésébe, fejlődésébe tevékenyen képesek bekapcsolódni, mivel nem teljesen ismeretlenek számukra az energetikai folyamatok és ismerik a szakterület hardver és szoftver technológiai sajátosságait is. A szakirány célja az elosztott energetikai rendszerek informatikájának, elméleti és gyakorlati ismereteinek elsajátítása. A szakirány elvégzése olyan ismereteket ad, amelyek biztosítják az energetikai rendszerek sajátos információ technológiájának nemcsak elsajátítását, hanem problémáinak megismerésén, megoldásán keresztül, olyan szintű fejlesztési készséget is nyújt, amely a jelen és jövő új kihívásainak megfelelő műszaki informatikust képez. A szakirány elvégzése megfelelő alapot teremt az azonos szakirányú MSc képzésben való továbbtanuláshoz.
6. szemeszter Energetikai informatika 3/1/0/v/5 VET Energetikai alapfogalmak, mértékegységek, nagyságrendek. Energiamérleg, hazai és nemzetközi statisztikák. A villamos energia szerepe a hazai energiamérlegben. A villamos energia sajátosságai. Villamosenergia-rendszer felépítése, a villamosenergia-termelés, szállítás, -elosztás, -fogyasztás technológiája, nemzetközi együttmûködés. A villamosenergiaszolgáltatás biztonsági – minõségi gazdaságossági követelményrendszere. Rendszerállapotok. A szabályozások, beavatkozások jellemzõ idõskálája. A villamosenergiaszolgáltatás technológiai folyamataira jellemzõ mennyiségek (feszültségszintek, áram, teljesítmény, sorrendi mennyiségek, harmonikusok, zárlatok, tranziensek, szinkron stabilitás) értelmezése. A villamosenergia-rendszer tipikus üzemzavarai, védelmi rendszerek, az üzemviteli és üzemzavari automatika rendszerek feladatai és információ igénye. A villamosenergia-rendszer üzemállapotát, az energiaszolgáltatás minõségét jellemzõ mennyiségek mérésére szolgáló berendezések felépítése. A mérõberendezésekkel szemben támasztott speciális követelmények. Rendszerterhelés és változásai, tervezési és üzemviteli vonatkozások. Terhelésbecslés. Tervezési, üzemelõkészítési feladatok megoldásának adatigénye és szoftverei. Hálózattervezés jövõbeli bizonytalanságok kereteiben, játékelméleti alapokon. A hálózattervezés szoftver támogatása.Villamosenergia-kereskedelem szabályai, mûködési modellje, a kereskedelmi adatforgalom. A rendszerirányítás (üzemelõkészítés, operatív üzemirányítás, üzemértékelés) feladatköre, rendszerirányítási hierarchia-szintek. Az operatív üzemirányítás információ szükséglete. A villamosenergia-rendszer távközlési, telemechanikai rendszerének felépítése, jellemzõi. A rendszerirányítás számítógépes támogatásának struktúrája. A SCADA / EMS rendszer (SCADA = Supervísory Control and Data Acquisition, EMS = Energy Management System) legfontosabb funkciói. GYAKORLATOK: Alkalmazások és informatikai követelményeik, esettanulmányok. MAVIR üzemlátogatás. Ismerkedés a rendszerirányító által alkalmazott szoftverekkel. Modellezési példák, számítógéppel segített problémamegoldás. Fogyasztói berendezések információ-technológiája 3/1/0/v/5 VET Elektromechanikai rendszerek alaptörvényei, működési alapelvei, leírása. Topológiák. Fizikai rendszerek analógiáján alapuló egységes modellezés. Elektromechanikai rendszerek és folyamatok analízise és szimulációja. A valóságos rendszer mérnöki modellje. Modellezés 58
Bond-gráfokkal. CAD-platformok. Számítógéppel segített problémamegoldás Vezérlési és szabályozási stratégiák, inverteres táplálás. Klasszikus és modern hajtásirányítási elvek.Klasszikus és modern (grafikus) fejlesztési és irányítási környezet.Valós idejű programtervezés és szervezés. Áram-, fordulatszám- és pozíció jel- és információ feldolgozása. Obszerverek. Digitális szabályozási algoritmusok, korlátozások. Paraméter identifikációk. Becslési és szűrési algoritmusok. Fix pontos aritmetika. Kommunikációs protokolok. Hajtás-specifikus algoritmusok. Függvényleképzések.CNC szerszámgép, robot decentralizált intelligens hajtásszabályozásai és kapcsolatuk a központi irányító egységgel. Fuzzy hajtás-szabályozási módszerek. Neurális hálózatok alkalmazása villamos hajtások irányítására. Az adatgyűjtés és jelfeldolgozás számítógépi eszközei, módszertana. Villamos járművek monitoringja. Háztartási és szórakoztató elektronika villamosgépes fogyasztók informatikai vonatkozásai. Járművek fő- és segédüzemének informatikai vonatkozásai. Elektronikusan szabályzott fék és hajtásrendszerek, elektronikus kormány, és stabilitásnövelő rendszerek. Hajtási és biztonsági rendszerek. GYAKORLATOK: Alkalmazások és informatikai követelményeik, esettanulmányok Háztartási és szórakoztató elektronika villamosgépes fogyasztók informatikai vonatkozásai. Járművek fő és segédüzemének informatikai vonatkozásai. Hajtási és biztonsági rendszerek. Utastájékoztatási és kényelmi rendszerek. Modellezési példák, számítógéppel segített problémamegoldás. Fogyasztói berendezések információ-technológiája labor 0/0/2/f/2 VET 1. Térszámítási módszerek alkalmazása. 2. Elektromechanikai rendszerek számítógépes diagnosztikája és monitoringja. 3. EIB (European Installation Bus) rendszer vizsgálata. 4. LCN (Local Control Network) rendszer vizsgálata. 5. Univerzális hajtásirányító vizsgálata. 6. Villamos hajtásirányítás digitális jelprocesszorral. 7.
szemeszter
Integrált energetikai rendszerek tervezése és irányítása 3/1/0/v/5 IIT A tárgy általános célkitűzése - a hallgatók előzetesen megszerzett ismereteire alapozva bemutatni a különböző villamos energetikai alrendszerek létrehozása, integrációja és működtetése során felmerülő fontos folyamat-közeli vagy termelés/vállalat irányítás szintű informatikai problémákat illetve azok megoldásait. Az alapvető elméleti ismeretek elsajátítása mellett a hallgatók közelebbről megismernek korszerű hardver/szoftver eszközöket, fejlesztői környezeteket, illetve ezeken alapuló energiaipari informatikai alkalmazásokat. Aktív részesei lesznek kisebb „informatikai projekt szerepjátékoknak” – részben a kapcsolódó tematikájú labortárgy, részben egy kiscsoportos házifeladat megoldása keretében. A konkrét platformok, alkalmazások bemutatása esetenként működő energetikai informatikai rendszerek helyszíni bemutatásával történik. Tárgyaljuk a mechatronikai, CIM (Computer Integrated Manufacturing), NIMS (Networked InfoMechanical Systems) rendszerek energetikai iparban használt építőelemeit. Ismertetjük a valósidejű működéssel, önálló érzékelési-, jelfeldolgozási-, beavatkozási funkciókkal jellemezhető rendszereket. Bemutatunk az autonóm intelligens érzékelési, műszerezési, monitorozási, irányítási, beavatkozási alrendszerek együttműködésére alapozott redundáns, skálázható, hibatűrő, biztonságkritikus rendszereket, melyek a tradicionális megoldásoknál olcsóbbak, és sok szempontból hatékonyabban működtethetők. Alkalmazástechnikai megközelítésben ismertetésre kerülnek a tipikus energetikai vállalati-termelési struktúrák,
59
integrált vállalat- és termelésirányítási információs rendszerek valamint alapvető informatikai biztonsági megoldások is. Energetikai informatika labor 0/0/2/f/2 VET, IIT A hallgatók - pontosan előírt, az elméleti előadásokkal megalapozott tematika alapján meghívott vállalati szakemberek aktív közreműködésével, megismerkednek a legújabb hardver/szoftver platformokkal illetve azok vállalati bevezetési tapasztalataival (SCADA, diszpécseri tréning szimulátor), a mesterséges intelligencia alkalmazásának egyes kérdéseivel, továbbá az alábbi témákban lesznek labormérések 1. Labview I - Grafikus fejlesztői környezetben termelésközeli folyamatok adatainak gyűjtése és feldolgozása. 2. Labview II - Egyedi TCP/IP alapú hálózati táv- érzékelési / vezérlési / felügyeleti feladatok megoldása. 3. IVTIR esettanulmány: kiválasztott konkrét integrált termelés- és vállalatirányítási platform egy moduljának bevezetése (géptermi „hands-on” jellegű demonstráció keretében)
60
