Bezpečnosť a administrácia počítačových systémov

Aplikovaná informatika

ÚINF/KRS/15 a (ÚINF/ADL1/15 alebo ÚINF/ADW1/15) a (ÚINF/ARP1/15 alebo ÚINF/FAN/15) a ÚINF/SKB1/15

Predmetom skúšky sú dve oblasti (sformulované 2 otázky):

1. oblasť: Povinné predmety týkajúce sa programovania, počítačových sietí a operačných systémov.

2. oblasť: Povinné a povinne voliteľné predmety špecializácie.

V rámci overovania znalostí komisia môže položiť otázku aj z iných predmetov študijného programu.

=============================================================

Povinné predmety:

=============================================================

Programovanie, algoritmy a zložitosť:

Trieda a objekt ako prostriedok na zgrupovanie viacerých premenných, grafická trieda trojuholník, štvorec, (metódy ukaz, skry, presun, zmenFarbu, ....), konštruktor, preťažovanie metód, kompozícia objektov. Interface ako intuitívny prostriedok abstrakcie, interface ako parameter a referencia, pole objektov implementujúcich daný interface.

Dedenie, prekrývanie metód polymorfizmus – možno využiť prekrývanie a doplňovanie metód triedy kresliaceho pera, (dedenie ako prostriedok prispôsobenia a rozšírenia existujúcich objektov), pole polymorfných objektov, abstraktná trieda „grafický objekt“. Rekurzia (rekurzia vo fraktáloch, prepis známych funkcií do rekurzívnej formy).

Triedenie (O a Omega-notácie, MinSort - triedenie čísel , MinSort - triedenie objektov, QuickSort, strom v poli, HeapSort, MergeSort). Údajové štruktúry (zásobník a rad, a ich využitie pri riešení niektorých úloh). Stromy (prehľadávanie stromov, binárne vyhľadávacie stromy).

Backtrack (generovanie variácií a problém delenia lupu, backtrack všeobecne a v úlohách, orezávanie backtracku). Rozdeľuj a panuj, dynamické programovanie, princíp a príklady.

Prehľadávanie textov (KMP algoritmus). Grafy a základné grafové algoritmy (grafy a ich reprezentácie, testovanie súvislosti grafu, prehľadávanie do hĺbky a prehľadávanie do šírky, kostra grafu, najkratšie cesty v grafe, Dijkstrov algoritmus, FW algoritmus). Greedy algoritmy (Najlacnejšia kostra, TopSort).

============================================================

Operačné systémy:

Štruktúra a funkcie operačného systému. Vytváranie obrazu úlohy a jej vykonanie. Charakteristiky druhov OS. Proces, správa procesov, komunikácia, klasické problémy, prideľovanie procesora. Správa pamäte, segmentácia, stránkovanie, virtualizácia. Súborové systémy FAT, NTFS a ext4 , adresáre, bezpečnosť a ochrana prístupovými právami. Riadenie vstupno-výstupných zariadení, prideľovanie zdrojov, uviaznutie. Architektúra operačných systémov MS DOS, UNIX, Windows. Prepájanie počítačov, súborové a hostiteľské servery, mapovanie a presmerovanie. Virtualizácia.

=============================================================

Počítačové siete:

Úvod do počítačových sietí, spôsoby pripojenia k internetu, straty a zdržania paketov, referenčný model ISO/OSI, rodina protokolov TCP/IP. Jednotlivé vrstvy modelu: aplikačná (aplikačné protokoly, doménové mená a DNS), transportná (UDP, potvrdzovaný prenos dát, TCP, kontrola toku dát), sieťová (preklad adries NAT, protokol ICMP, IPv4, IPv6, princípy smerovacích algoritmov), spojová (odhaľovanie chýb pri prenose, viacnásobný prístup k zdieľanému spoju CSMA/CD a CSMA/CA, MAC adresy, opakovače, prepínače, virtuálne siete VLAN,..) a fyzická (digitálny a modulovaný prenos).

=============================================================

Povinné a povinne voliteľné predmety špecializácie:

=============================================================

Kryptografické systémy a ich aplikácie:

Konvenčná symetrická kryptografia, systémy DES, AES, spôsoby použitia, metódy a možnosti kryptoanalýzy. Asymetrické kryptografické systémy RSA, ElGamal, hašovacie funkcie a systémy digitálneho podpisu. Generovanie a distribúcia kľúčov, dohoda na kľúči Diffie-Hellmanovou výmenou, autentifikačné protokoly a ich zraniteľnosť. Certifikácia, systémy správy verejných kľúčov.

=============================================================

Sieťová a komunikačná bezpečnosť (prepokladá sa znalosť počítačových sietí):

Bezpečnostné hrozby v jednotlivých komunikačných vrstvách siete Internet. Identifikácia hrozieb a možnosti ochrany vo virtuálnych lokálnych sieťach, využitie protokolu IPv6, zraniteľné miesta transportných protokolov, bezpečnosť služieb DHCP a DNS, zabezpečenie elektronickej pošty. Certifikáty, časové pečiatky, správa verejných kľúčov, správa dôvery. Autentifikácia a autorizácia (systémy Kerberos, Radius). Selektívne bezpečnostné nástroje (filtre), zástupné servery, preklad adries, bezpečnostné brány, demilitarizované zóny. Zabezpečené protokoly SSH, SSL/TLS a IPsec. Bezpečnosť virtuálnych privátnych sietí VPN.

===========================================================

Architektúry počítačov:

Architektúra procesora na úrovni digitálnej logiky, strojový a inštrukčný cyklus. Typy strojových inštrukcií, postup pri ich spracovaní, zreťazenie, viacvláknové spracovanie, paralelizácia, superskalárne a viacprocesorové systémy. Pamäťová bunka, organizácia pamäťovej matice, typy pamätí. Vstupno-výstupné brány, mechanizmus prerušenia, priamy prístup do pamäte. Univerzálne zbernice pre komunikáciu so vstupno-výstupnými zariadeniami. Funkcia radiča, ovládače a ich začlenenie do jadra operačného systému. Externé pamäte na princípe elektromagnetického záznamu, optický záznam. Grafické adaptéry, možnosti využívania GPU, monitory, tlačiarne, skenery.

=============================================================

Administrácia operačných systémov (predpokladá sa znalosť operačných systémov) :

Administrácia operačných systémov s mikrojadrom. Komunikačné rozhrania, adresárová štruktúra, zariadenia, používateľské kontá. Metódy inštalácie, zavádzače, poinštalačná konfigurácia, balíčky, distribúcie. Vytváranie a mapovanie oddielov, virtuálnych a sieťových súborových systémov, stránkovanie. Správa používateľov a skupín, prístupové práva, ACL zoznamy. Štartovanie systému a rôzne úrovne jeho behu, denníky, crontab. Zálohovanie. Inštalácia a konfigurácia sieťových služieb, DHCP, DNS. Kompilácia jadra systému - dôvody, príprava, konfigurácia jadra, preklad, inštalácia modulov, testovanie.Administrácia monolitických operačných systémov. Konfigurácia a správa Active Directory, nastavenie DNS, replikácia, konfigurácia dôvery, role a služby. Správa účtov, skupinové politiky, audit, certifikačná autorita a jej správa. Konfigurácia sieťového prístupu a služieb, DHCP, smerovanie, firewall, ochrana vzdialeného prístupu. Konfigurácia a správa webového sídla, FTP servera, poštového servera. Bezpečné prístupy SSL a IPsec protokolom, podpora autentifikácie. Konfigurácia a správa úložiska dát, súborového systému, jeho zálohovanie, tlačové služby. Vytváranie obrazov systému a ich obnova. Inštalácia a aktivácia distribúcie. Podpora virtualizácie, inštalácia a správa virtuálnych strojov.

Bakalárska práca a jej obhajoba

Chémia - informatika

Biológia - informatika

slovenský jazyk a literatúra - informatika

Aplikovaná informatika

Geografia - informatika

nemecký jazyk a literatúra - informatika

Matematika - informatika

Fyzika - informatika

britské a americké štúdiá - informatika

Medziodborové aplikácie informatiky

Aplikovaná informatika

(ÚINF/ANO/15 alebo ÚINF/AFJ1a/15) a (ÚINF/ASU1/15 alebo ÚFV/POF1b/99 alebo ÚFV/UPF1/12) a (ÚINF/UNS1/15 alebo ÚINF/UNV1/15 alebo ÚFV/NOT1b/03)

Predmetom skúšky sú dve oblasti: Oblasť zameraná na povinné predmety a oblasť zameraná na špecializáciu.

******

Príklad otázky:

1. Efektívne algoritmy; Gramatiky a jazyky

a) Greedy algoritmy sa používajú na tvorbu efektívnych algoritmov. Aký je všeobecný princíp tejto metódy? Na riešenie akých problémov je táto metóda vhodná? Dáva táto metóda vždy optimálne riešenie? Uveďte jeden z problémov popíšte algoritmus na riešenie a vyhodnoťte jeho časovú zložitosť.

b) Súčasťou programovacích jazykov sú aj aritmetické výrazy. Vytvorte gramatiku, ktorá bude generovať všetky zátvorkované aritmetické výrazy pozostávajúce z kladných čísel a operácií +, - a *. Príklady: (2+4*(8-1)), ((45*2)+(3-101)). Ako by ste ukázali, že jazyk takýchto aritmetických výrazov nemôže byť regulárny?

*****

1. oblasť: Povinné predmety týkajúce sa programovania, algoritmov a štruktúr údajov, počítačových sietí, operačných systémov a matematických základov.

***********

Algoritmy a programovanie. Trieda a objekt ako prostriedok na zgrupovanie viacerých premenných, konštruktor, preťažovanie metód), kompozícia objektov. Interface ako intuitívny prostriedok abstrakcie, interface ako parameter a referencia, pole objektov implementujúcich daný interface. Dedenie, prekrývanie metód polymorfizmus – možno využiť prekrývanie a doplňovanie metód triedy. Rekurzia. Triedenie (O a Omega-notácie, MinSort - triedenie čísel , MinSort - triedenie objektov, QuickSort, strom v poli, HeapSort, MergeSort). Backtrack (generovanie variácií a problém delenia lupu, backtrack všeobecne a v úlohách, orezávanie backtracku). Rozdeľuj a panuj, dynamické programovanie, princíp a príklady. Prehľadávanie textov (KMP algoritmus).

****

Algoritmy a štruktúry údajov. Analýza algoritmov, Asymptotická notácia, Základné dátové štruktúry, Dátové typy a abstrakcia, Zásobníky a rady, Usporiadané a zotriedené zoznamy, Hašovanie a hašovacie tabuľky, Stromy, Vyhľadávacie stromy, Haldy, Množiny a partície, Dynamická alokácia priestoru, Triediace algoritmy, Grafy a grafové algoritmy

****

Počítačové siete. Úvod do počítačových sietí, spôsoby pripojenia k internetu, straty a zdržania paketov, referenčný model TCP/IP a rodina protokolov TCP/IP. Aplikačná vrstva: aplikačné protokoly, Web a HTTP, protokol FTP, e-maily a SMTP, POP3, IMAP. Aplikačná vrstva: doménové mená a DNS. Transportná vrstva: UDP, úvod do potvrdzovaného prenosu dát. Transportná vrstva: TCP, nadviazanie a ukončenie spojenia. Sieťová vrstva - internetový protokol IPv4, fragmentácia IP datagramov, smerovacia tabuľka, aplikačný protokol DHCP. Sieťová vrstva - preklad adries NAT, protokol ICMP, sieťový protokol IP verzie 6 (IPv6). Sieťová vrstva - princípy smerovacích algoritmov, smerovacie protokoly, broadcast. Spojová vrstva - odhaľovanie chýb, viacnásobný prístup k zdieľanému spoju CSMA/CD and CSMA/CA, MAC adresy, ethernetový rámec 802.3, ARP, RARP. Spojová vrstva - opakovače, prepínače, virtuálne siete VLAN. Fyzická vrstva - digitálny prenos, modulovaný prenos

****

Operačné systémy. Štruktúra a funkcie operačného systému. Charakteristiky druhov OS a ich historický vývoj. Proces, správa procesov, stratégie prideľovania, komunikácia medzi procesmi, klasické problémy konkurencie a ich riešenia (vzájomné vylúčenie, uviaznutie, vyhladovanie). Správa pamäte, relokácia, segmentácia, stránkovanie, virtualizácia pamäte. Riadenie vstupno-výstupných zariadení, systémové ovládače, prideľovanie zdrojov. Súbor, súborový systém, základné funkcie systému pre prácu so súbormi, adresáre, bezpečnosť a ochrana prístupovými právami.

****

2. oblasť: Predmety špecializácie:

Automaty a formálne jazyky,

Úvod do neurónových sietí,

Úvod do neurovied (v rozsahu prednášaných tém).

*****

Automaty a formálne jazyky. Základné pojmy - abeceda, jazyk, gramatika. Chomského hierachia jazykov a gramatík. Konečnostavový automat. Konštrukcia redukovaného automatu I. Konštrukcia redukovaného automatu II. Konečnostavové akceptory Nedeterministické akceptory, podmnožinová konštrukcia. Automaty s epsilonovými prechodmi. Odstraňovanie epsilonových prechodov. Regulárne výrazy. Metódy riešenia regulárnych množinových rovníc. Uzáverové vlastnosti triedy regulárnych jazykov. Rozhodnuteľné problémy v triede regulárnych jazykov. Regulárne zobrazenia. Dvojsmerné konečnostavové automaty.

*****

Netradičné optimalizačné techniky:

Zložité systémy, emergentné správanie. Evolučná teória a memetika. Aplikácia optimalizačných techník na zložité systémy. Použitie metód - genetické algoritmy, simulované žíhanie, tabu algoritmy a vybrané problémy biomolekulárnych simulácií. Molekulárna dynamika, protein folding. Populačná dynamika, metabolické siete a komplexita v bioinformatike.

*****

Analýza obrazu: Počítačové videnie. Zber obrazu a jeho uloženie. Snímanie a digitalizácia. Reprezentácie obrazov – obrazový priestor. Farebné modely. Multispektrálne obrazy. Vlastnosti číslicových obrazov. Bodové operácie. Lokálne operácie. Globálne operácie. Aktívne kontúry. Segmentácia. Textúry, výber príznakov. 3D rekonštrukcia a zobrazovanie. Aplikácie, ELLIPSE. Chaos a fraktály.

*****

Počítačová fyzika: Podstata a zmysel simulácií. Ergodicita a kvázi-ergodické narušenie. Metóda molekulová dynamika, výpočty v NVE, NVT, NPH súboroch. Langevinova a Brownovská dynamika. Metóda Monte Carlo, Metropolisov algoritmus, výpočty v mikrokanonickom, kanonickom a grandkanonickom súbore. Spinové mriežkové systémy a ich klasifikácia, univerzalita, finite-size škálovanie, binderovský kumulant. Kritické spomalenie relaxácie - klastrové metódy simulácie. Presnosť a histogramové spracovanie dát. Ilustrácia aplikácie celulárnych automatov a neurónových sietí vo fyzikálnych modeloch. Kvantové simulácie modelov kvapalín.

Programovanie a informačné systémy

Aplikovaná informatika

ÚINF/ASU1/15 a ÚINF/TVP1/15 a ÚINF/PMO1/15 a ÚINF/SWI1b/15

Predmetom skúšky sú dve oblasti (sformulované 2 otázky):

1. oblasť: Povinné predmety týkajúce sa programovania a počítačových sietí.

2. oblasť: Povinné a povinne voliteľné predmety špecializácie.

V rámci overovania znalostí komisia môže položiť otázku aj z iných predmetov študijného programu.

=============================================================

Povinné predmety:

=============================================================

Programovanie, algoritmy a zložitosť:

Backtrack (generovanie variácií a problém delenia lupu, backtrack všeobecne a v úlohách, orezávanie backtracku). Rozdeľuj a panuj, dynamické programovanie, princíp a príklady.

=============================================================

Počítačové siete:

============================================================

Predmety špecializácie (v rozsahu prednášaných tém):

Algoritmy a štruktúry údajov: Metódy analýzy algoritmov. Základné dátové štruktúry, Dátové typy. Hašovanie a hašovacie tabuľky. Stromy a vyhľadávacie stromy. Haldy. Triediace algoritmy. Grafy a grafové algoritmy.

Testovanie a verifikácia programov: Parciálna a totálna správnosť algoritmu.

Floydova metóda. Hoareova metóda. Signatúra dátového typu. Testovanie programov. SOnar.

Procesné modelovanie: Teoretické základy procesného modelovania. Petriho siete. Orchestrácia procesov. Choreografia procesov. Architektúry procesných modelov. Metodológie a štandardy.

Softvérové inžinierstvo: Softvérové procesy. Základy projektového riadenia. Architektúra SW aplikácií. Metodológie vývoja softvéru. Verifikácia a validácia SW. Plánovanie a kontrola zdrojov. Modelovanie pomocou UML - syntax a sémantika jednotlivých diagramov. Základy MDA. Základné právne aspekty SW inžinierstva. Návrhové vzory.