Jste zde: Fakulta informatiky » Studium » Mgr. - navazující nové obory

Požadavky ke státním zkouškám - Navazující magisterské programy (nové obory)

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Teoretická informatika (N-IN TEI)

  • 1. Moderní metody řešení výpočtově velmi těžkých problémů
  • 2. Třídy výpočtové složitosti a vztahy mezi nimi
  • 3. Kryptografická primitiva a protokoly pro bezpečnost, důvěrnost, podpisy, autentizaci a anonymitu
  • 4. Metody tvorby náhodnostních algoritmů a jejich ilustrace na příkladech
  • 5. Základní grafové algoritmické problémy a jejich složitost
  • 6. Základní geometrické algoritmy a jejich analýza
  • 7. Základní algoritmy teorie čísel a jejich aplikace
  • 8. Modely paralelních počítačů a komunikačních sítí a principy tvorby paralelních algoritmů
  • 9. Hlavní typy samoopravných kódů a jejich vlastnosti
  • 10. Základní typy důkazů
  • 11. Základní metody tvorby kvantových algoritmů a kvantové automaty, resp. kvantová teorie informace
  • 12. Analýza metod tvorby sémantiky programovacích jazyků
  • 13. Vlastnosti různých Petriho sítí
  • 14. Modální a temporální logiky a jejich použití
  • 15. Současné metody specifikace a analýzy souběžných procesů
  • 16. Hlavní metody formální verifikace softwarových systémů

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Paralelní a distribuované systémy N-IN PDS

  • 1. Hardwarové platformy pro paralelní výpočty a související typy paralelních algoritmů. Návrh paralelních algoritmů: míra a úroveň paralelizace, typy komunikace a jejich vlastnosti, synchronizace a serializace. Analýza paralelních algoritmů: zrychlení (speedup), škálovatelnost, komunikační složitost versus lokalita a jejich vliv na výkon paralelní implementace.
  • 2. Modely distribuovaných systémů - základní pojmy a pricipy, synchronní a asynchronní komunikace, složitostnímíry. Synchronizace. Detekce ukončení. Detekce chyb. Problém vzájemného vyloučení a problém uváznutí a jejich řešení.
  • 3. Problém volby vedoucího prvku - vliv topologie a její znalosti/neznalosti na složitost řešení problému (kruh, úplný graf, úplný orientovaný graf, neznámá topologie); volba v anonymních sítích.
  • 4. Sémantické ekvivalence procesů. Silná a slabá bisimulace, bisimulační ekvivalence, ekvivalence stop. Metody ověřování sémantických ekvivalencí procesů, axiomatizace konečných a konečně-stavových procesů v kalkulu CCS; aplikace (např. na komunikační protokoly).
  • 5. Temporální logiky, logiky lineárního a větvícího se času a jejich fragmenty, porovnání vyjadřovací síly temporálních logik, axiomatizace a rozhodnutelnost.
  • 6. Modální mu-kalkul, syntaxe a sémantika; operátory pevného bodu, alternace operátorů pevného bodu, výpočet pevných bodů pomocí aproximací.
  • 7. Konečné automaty nad nekonečnými slovy a jimi rozpoznávané jazyky a jejich vlastnosti. Princip překladu formulí LTL na automaty nad nekonečnými slovy.
  • 8. Formalismy pro popis nekonečně stavových přechodových systémů (algebry procesů, Petriho sítě, přepisovací systémy, automaty, procesové kalkuly), porovnání jejich vyjadřovací síly.
  • 9. Rozhodnutelnost sémantických ekvivalencí pro různé třídy nekonečně stavových systémů. Složitost rozhodovacích algoritmů. Analýza dosažitelnosti, rozhodnutelnost, složitost algoritmů pro analýzu dosažitelnosti.
  • 10. Metoda ověřování modelu pro konečně stavové systémy a lineární temporální logiku: základní symbolické a explicitní algoritmy a jejich teoretická složitost.
  • 11. Specifické techniky pro verifikaci softwarových systémů, abstraktní interpretace, metody abstrakce a aproximace, redukce částečným uspořádáním, metody zjemňování abstrakcí (např. CEGAR – protipříkladem řízené zjemňování abstrakcí).
  • 12. Systémy reálného času.měkké a tvrdé systémy. Plánování v systémech reálného času: plánování s periodickými úkoly, plánování založené na prioritách, přístup ke sdíleným zdrojům.
  • 13. Modelování a verifikace systémů reálného času. Teorie časových automatů. Temporální logiky s reálným časem. Programová podpora pro automatickou verifikaci. Komunikační protokoly s reálným časem a jejich verifikace.
  • 14. Programování pro souběžné systémy a systémy reálného času. Základní principy: procesy, synchronizace, komunikace, čas. Podpora u existujících programovacích jazyků. Operační systémy reálného času.
  • 15. Kryptografie. Použití základních symetrických algoritmů (AES), módy činnosti blokových šifer. Použití základních asymetrických algoritmů (RSA, DSA). Základní kryptografické protokoly. Správa veřejných klíčů, certifikační autority a infrastruktury veřejných klíčů.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Informační systémy N-IN INS

  • 1. Modely životního cyklu SW. Návaznosti a produkty jednotlivých etap. Aplikace CASE v životním cyklu. Specifikace požadavků. Prototypy a oponentury. Strukturovaná analýza. Objektová analýza a návrh, UML. Nástroje a modely datové, funkční a časové dimenze systému. Softwarové metriky. CMM. Odhady COCOMO a funkční body.
  • 2. Vývoj uživatelského rozhraní. Problém testování. Zásady tvorby dokumentace. Počítačová ergonomie. Práce v týmu.
  • 3. Data management - principy, koncepce zpracování dat. Architektura klient-server. Třívrstvá architektura. Konfederativní systémy.
  • 4. Databázové systémy - základní pojmy, principy, architektury. Ukládání a reprezentace dat, zpracování dotazu, transakce, indexování, hašování, datové modelování. Metadata. Datové sklady.
  • 5. Počítačové sítě - základní pojmy, principy, architektury. Spojované a nespojované sítě, OSI model, protokoly v prostředí Internetu. Směrování, základní služby počítačových sítí, správa a bezpečnost sítí.
  • 6. Bezpečnost IS - audit, řízení bezpečnosti, kontrola ochranných opatření. Bezpečnostní politiky, jejich návrh, tvorba a prosazování, role a základy metod analýzy rizik. Hodnocení bezpečnosti, kritéria a procesy hodnocení. Standardy bezpečnosti IT a kryptografie.
  • 7. Aplikovaná kryptografie - konstrukce digitálního podpisu, zákon o elektronickém podpisu, správa veřejných klíčů, certifikační autority a infrastruktury veřejných klíčů. Autentizace uživatelů v počítačových systémech - tajné informace, tokeny, biometriky. Kerberos, bezpečnost v prostředí Internetu.
  • 8. IS pro řízení - definice, charakteristické rysy, typy struktur. Management organizace - organizace jako otevřený system, styly řízení, principy formování organizace, principy vnitřního řízení. Globální charakteristiky vlastností organizace.
  • 9. Management IS - základní předpoklady funkčnosti, zvyšování výkonnosti, hodnotová analýza, stanovení strategických cílů a informací. Analýza očekávání okolí, uspokojování zájmových skupin. Analýza procesů.
  • 10. Základy práva pro informatiky - otázky legislativní pravomoci a působnosti, základy obchodního práva, občanského práva a správního práva.
  • 11. Geografické IS - základní principy, pojmy, funkce. Datové modely, DB prostředky, analytické funkce, mapy a standardizace. Metodika vytváření GIS. Typy komerčních systémů.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Embedded Systems N-IN EMBA

  • 1. Soft and hard real time systems. Real time scheduling: scheduling for periodic tasks, priority-driven scheduling, resource access control. Algorithms: Earliest deadline first, rate monotonic, deadline monotonic. Priority inversion problem.
  • 2. Modeling and verification of real time systems. Formal verification, model checking. Timed automata, timed logics. Algorithms for verification of timed automata.
  • 3. Real time and concurrent programming. Synchronization, communication. Real time operating systems. Real time communication protocols. Real time support in programming languages, POSIX.
  • 4. Formal models of infinite-state systems (process algebras, Petri nets, rewrite systems, automata), their expressive power and decidability of basic behavioral equivalences.
  • 5. Model checking of finite systems and Linear Temporal Logic (LTL): basic symbolic and explicit algorithms, their complexity.
  • 6. Specific techniques for verification of software systems: abstract interpretation, abstraction and approximation, partial order reduction, CEGAR method (counter-example quided abstraction refinement).
  • 7. Embedded systems building blocks - microcontroller, CPU, I/O ports, interrupts, timers/counters, watchdog timer, PWM, ADC, UART, SPI, I2C, power save modes, memories (FLASH, EEPROM, SRAM).
  • 8. Programming embedded systems in C and C++. Real-time issues, hardware fundamentals, interrupts and ISRs, memory management, handling peripherals, error handling, communications interfacing, troubleshooting and debugging issues.
  • 9. Design and development of embedded systems. Safety, dependability and diagnostics of embedded systems. Worst case design and fault injection. Performance of the embedded systems hardware and software.
  • 10. Methods of the combinational circuits design. Analyses of the submission, algebraic, logical, graphics and algorithmic minimization methods, optimization based on the maximum operational frequency, minimum components or on the testability. Comparators, arithmetical circuits, multiplexers, demultiplexers, coders and decoders. Typical disturbing phenomenon - babble crosstalk, jamming, reflections of the electromagnetic impulses and impedance matching.
  • 11. Methods of the sequence circuits design. Analyses of the submission, techniques of a solution (state diagram, state table, application table), state coding and its influence of the design, sequence automata and sequential machines. Design of flip-flops, registers, counters, sequencers and controllers.
  • 12. Programmable Array Logics, its layout and fundamental nature. Design tools, design systems and design methods for assembling of embedded systems. Small, middle and large scale integrated programmable components and their exemplary applications.
  • 13. Typical hardware of FPGA - embedded multipliers, PPC, ROM, RAM, PLL, NIOS, IP COREs and another modules. Implementation, simulation, testing and debugging of basic modules.
  • 14. Structure of digital systems, basic architecture of digital computers, I/O subsystems, interfaces, coding of numbers and characters, BCD codes, redundant codes, safety codes, implementation arithmetic and arithmetic operations, essentials of signal processing, digital signal processors, model driven architecture.
  • 15. Typical architectures of single-chip controllers, DMA, interrupt systems, buses structures, internal and external buses, internal and external support circuits, I/O subsystems, A/D and D/A converters.
  • 16. Structures and operation principle of I/O devices, drivers and control of I/O devices, reliability control and testing of I/O device.
  • 17. Modeling of digital systems and digital circuits, modeling of digital systems reliability, structure redundancy, control and digital systems reliability.
  • 18. Design of fault tolerant systems, checking and testing of digital systems, checking circuits and checking module of digital systems, structures and principles of control configuration and degradation functionality of digital systems.
  • 19. Technical diagnostics, fault diagnostic of digital circuits, testability of digital circuits, simulation and test methodologies for digital circuits design, digital system testing and lightly testable design.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Počítačové sítě a komunikace N-IN PSK

  • 1. Grafy: Pojem grafu, vzdálenost v grafu, Dijkstrův algoritmus pro hledání nejkratší cesty. Stromy a jejich charakterizace, nejkratší cesty v orientovaných stromech. Kostra grafu, problém minimální kostry.
  • 2. Jazyky: Deterministické bezkontextové jazyky (DCFL). LL(k) a LR(k) gramatiky a jazyky, jejich vlastnosti. Vztahy mezi DCFL, LL a LR.
  • 3. Kódování: Entropie, nejistota, informace. Kódování a dekódovací pravidla, kódování s šumem. Shannonova věta, kódy opravující chyby. Lineární, binární Hammingovy a cyklické kódy.
  • 4. Kryptografie: Použití základních symetrických algoritmů (AES), módy činnosti blokových šifer. Použití základních asymetrických algoritmů (RSA, DSA). Základní kryptografické protokoly. Správa veřejných klíčů, certifikační autority a infrastruktury veřejných klíčů.
  • 5. Bezpečnost: Autentizace uživatelů v počítačových systémech. Protokol IPsec a jeho vlastnosti. Zabezpečení bezdrátových sítí, protokoly WEP, WPA, 802.1x. Bezpečnost v prostředí Internetu.
  • 6. Autorizace: Autorizace, principy. Vazba autentizace a autorizace. Bezpečnostní politiky, řízení bezpečnosti.
  • 7. Distribuované systémy: Operační systémy a podpora distribuovaného prostředí. Operace s objekty v distribuovaném prostředí, persistence, replikace a sdílení objektů. Základní principy RPC, RMI a CORBA.
  • 8. Distribuované systémy II: Synchronní a asynchronní systémy, problém shody. Volba v distribuovaném prostředí. Detekce ukončení.
  • 9. Technologie paralelních a distribuovaných systémů: Paralelní počítače, základní principy, propojovací sítě a jejich struktura. Gridy, OGSA, WSRF.
  • 10. Plánování a rozvrhování: Problém rozvrhování, obecné řešící metody. Problém splňování podmínek, reprezentace a složitost. Algoritmy a konzistence podmínek, řešení vícenásobných podmínek.
  • 11. Optimalizace: Optimalizační a příliš podmíněné problémy a jejich řešení. Lineární, celočíselné a dynamické programování.
  • 12. Počítačové sítě: OSI a TCP/IP modely počítačové sítě, směrovací a přepínací protokoly pro IP sítě, transportní protokoly. IPv4 a IPv6, pokročilé vlastnosti IPv6. Principy přenosu dat, spojované a nespojované sítě, kvalita služeb.
  • 13. Technologie sítí: Technologie bezdrátových sítí, frekvence, modulace, rozprostření spektra, buněčná a další organizace. Protokoly přístupu k médiu. Optické sítě, principy, protokoly a komponenty.
  • 14. Multimédia: Multimediální technologie, přenos zvuku a obrazu počítačovou sítí. Vstup/výstupní multimediální zařízení, převod analogových a digitálních signálů.
  • 15. Prostředí pro spolupráci: Prostředí pro spolupráci, audio/video mezilidská komunikace, sdílení prostředí. Distribuce audia a videa, multicast, problém zabezpečení multimediálních přenosů. Videokonference, nástroje a principy.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Bezpečnost informačních technologií N-IN BIT

  • 1. Základy teorie kódování, Shannonova věta. Entropie. Generování skutečně náhodných a pseudonáhodných sekvencí.
  • 2. Principy základních symetrických blokových algoritmů (Feistelovy šifry, DES, AES) a asymetrických algoritmů (RSA, Diffie-Hellman, DSA/ElGamal). Principy konstrukce hašovacích funkcí. Kryptosystémy založené na principu eliptických křivek.
  • 3. Použití blokových symetrických algoritmů, zajištění důvěrnosti a integrity, módy činnosti. Použití základních symetrických algoritmů. Použití hašovacích funkcí, MAC. Hybridní kryptosystémy.
  • 4. Digitální podpis - jeho konstrukce a zákon o elektronickém podpisu, správa veřejných klíčů, certifikační autority a infrastruktury veřejných klíčů.
  • 5. Kryptografické protokoly, způsoby ustavení kryptografických klíčů, protokoly s nulovým rozšířením znalostí. Kvantová kryptografie.
  • 6. Útoky na kryptografické systémy a protokoly. Faktorizace a rozpoznání prvočísel.
  • 7. Audit, řízení bezpečnosti, kontrola ochranných opatření. Bezpečnostní politiky, jejich návrh, tvorba a prosazování, role a základy metod analýzy rizik.
  • 8. Hodnocení bezpečnosti, kritéria a procesy hodnocení. Standardy bezpečnosti IT a kryptografie, legislativa a kryptologie.
  • 9. Bezpečnost relací se systémy (SSL, SSH, IPSec, WEP, WPA, ). Kerberos, autentizace v sítích GSM. Bezpečnost v prostředí Internetu. Dosažení bezpečnosti v SOA, WEB Services Security.
  • 10. Využití hardwaru pro ochranu citlivých/kryptografických dat a operací s nimi. Čipové karty a jejich role bezpečnostního mechanismu.
  • 11. Autentizace uživatelů v počítačových systémech - tajné informace, tokeny, biometriky. Identifikační systémy a systémy pro správu uživatelů.
  • 12. Paralelní a distribuované systémy - základní pojmy a principy operací, koncept paralelních a distribuovaných algoritmů, řešení typových synchronizačních úloh (vzájemné vyloučení, volba vedoucího prvku, byzantská dohoda apod.) v paralelním a distribuovaném prostředí.
  • 13. Počítačové sítě - základní pojmy, principy, architektury. Spojované a nespojované sítě, OSI model, protokoly v prostředí Internetu. Směrování, základní služby počítačových sítí, správa a bezpečnost sítí, firewally, IDS ap.
  • 14. Databázové systémy - základní pojmy, principy, architektury. Ukládání a reprezentace dat, zpracování dotazu. Korektní vykonávání transakcí, zpracování systémových chyb, souběžné zpracování, plány, zámky.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Počítačové systémy N-IN POS

  • 1. Přehled architektur operačních systémů, modely procesů a vláken, algoritmy plánování činnosti procesoru a jejich hodnocení, synchronizace procesu, metodologie ochran proti uváznutí.
  • 2. Metodologie správy paměti, segmentace a stránkování, virtualizace pamětí, algoritmy náhrad.
  • 3. Technologie přenosu dat, signály, šíření signálu, multiplexing, modulace, rozprostření spektra, buňkové systémy, metody řízení přístupu k médiu a datového spoje.
  • 4. Správa sítí, řízení přístupu, ochrana sítě, dat a klientů, problematika počítačových virů a dalších způsobů napadení, kvalita síťových služeb, multimediální technologie.
  • 5. Pokročilé síťové a transportní protokoly, distribuované aplikace, protokoly aplikační vrstvy, RPC, adresářové služby, principy distribuovaných objektů.
  • 6. Přehled systémů řízení bází dat. Ukládání dat, hierarchie pamětí, efektivní využívání sekundárních pamětí, reprezentace dat, indexové struktury, transformace klíče na adresu, zpracování dotazu, algebra dotazu, řízení souběžného zpracování.
  • 7. Objektově-orientovaná analýza požadavků, vlastnosti objektů, principy abstrakce a dekompozice. Základy jazyka UML, tvorba modelu, použití UML. Metody organizace práce v týmovém projektu.
  • 8. Metody a techniky používané při návrhu a implementaci kompilátorů programovacích jazyků, syntaktická a sémantická analýza, optimalizace.
  • 9. Klasická teorie automatů a gramatik, aplikace klasické teorie automatů a gramatik, problematika nedeterminismu v kontextu použití automatů, automaty nad nekonečnými slovy a jejich použití.
  • 10. Základní pojmy teorie grafů, standardní efektivní algoritmy řešení jednoduchých grafových úloh. Stromy, kostra grafu, optimální cesta, toky v síti, prohledávání do šířky, prohledávání do hloubky.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Počítačová grafika N-IN GRA

  • 1. Numerické řešení nelineárních rovnic a systémů nelineárních rovnic. Přehled a principy iteračních metod, konvergence. Přímé metody řešení systémů lineárních rovnic, Gauss, Jacobi, Gauss-Seidel, relaxační metody. Aplikace metod při řešení zobrazovacích a modelovacích úloh.
  • 2. Kreslení grafických primitiv, rastrové algoritmy DDA, s rozhodovacím členem. Rasterizace a vyplňování rovinných primitiv. Ořezávací algoritmy.
  • 3. Modelování v počítačové grafice. Druhy modelů, vytváření a modifikace, zobrazení. Lokální a globální úpravy modelů, deformační metody FFD, EFFD. Princip zjednodušování povrchu, LOD modely, spojitý přechod mezi úrovněmi LOD.
  • 4. Viditelnost v prostoru obrazu a v prostoru objektů. Algoritmy, a jejich aplikace. Odstřelovací techniky.
  • 5. Křivky a plochy. Parametrické křivky, Interpolační křivky, Hermite, Bezier, Coons, NURBS. Spojitost, změna stupně, podmínky pro hladké navázání. Parametrické plochy. Plochy dané okrajem, tečné vektory. Bezierovy plochy, B-spline plochy, NURBS. Plátování, hladké navázání. Implicitní povrchy, dělené povrchy.
  • 6. Lokální a globální světelné modely, vlastnosti materiálu, Cook-Torrance, BRDF. Textury povrchové a objemové. Perlinův šum. Globální výpočet osvětlení, deterministické a stochastické metody, sledování světelných cest.
  • 7. Zpracování rastrového obrazu. Histogram, ekvalizace podle histogramu. Prahování, redukce úrovní jasu (barev). Konstrukce adaptivní barevné palety. Lineární a nelineární filtry. Detekce hran. Diskrétní transformace (Fourierova transformace, FFT). Geometrické transformace obrazu, filtrování, převzorkování.
  • 8. Rekonstrukce objektů a vizualizace objemových dat. Rekonstrukce z příčných řezů, objemových a prostorových dat. Přímá vizualizace objemových dat. Vizualizace objemů a ploch. Algoritmus pochodující kostky.
  • 9. Algoritmy výpočetní geometrie a jejich aplikace při řešení rozsáhlých scén. Aproximace těles. Konvexní obaly, kontrukce ve 2D a 3D. Obalová tělesa, hierarchie obalů, efektivita obalů.
  • 10. Triangulace a. triangulace s omezením. Voroného diagramy a Delaunayova triangulace. Geometrické vyhledávání, metoda pásů, metoda cest, metoda postupného zjemňování. Průniky úseček, metoda stírací přímky.
  • 11. Datové struktury pro prostorové vyhledávání. Vyhledávání podle rozsahů, multidimenzionální binární stromy,metoda přímého přístupu, stromy úseček. Sjednocení a průniky obdélníků.
  • 12. OpenGL. Základní charakteristiky, primitiva, druhy transformací, práce se zobrazovacími seznamy. Paměťové vrstvy, použití při tvorbě obrazů.
  • 13. Animace, inverzní kinematika, animační dráhy. Warpování a morfování obrazů a objektů.
  • 14. Grafické architektury. Základní model, paralelní architektury (8x8, Cohen– Demetresku, Pixel Planes, Pixel Flow, .). Architektury „sort–first , „sort– last , „sort–middle . Akcelerátory a grafické procesory.

Státní magisterská zkouška v programu Informatika, obor Umělá inteligence a zpracování přirozeného jazyka N-IN UMI

Zaměření: Umělá inteligence

  • 1. Syntaxe a sémantika výrokové a predikátové logiky: Rezoluční metoda v predikátové logice. Lineární rezoluce a Hornovy klauzule, SLD-rezoluce a logické programování. Tablové důkazy. Deduktivní metody v modální logice. Induktivní inference. Specializační operátory a problém odvození modelu. Nemonotonní odvozování. Logika a reprezentace znalostí.
  • 2. Složitost a řešení těžkých problémů: Struktura a vlastnosti časových složitostních tříd. Aproximativní, randomizované a heuristické přistupy Složitost některých úloh v umělé inteligenci. Dekompozice problému. Statistické metody a vyhodnocování experimentů.
  • 3. Programovací techniky pro umělou inteligenci: Sémantiky programovacích jazyků. Logické programování a jazyk Prolog: řízení výpočtu, řez, seznamy, vestavěné predikáty, styl programování, optimalizační techniky. Logické programování s omezujícími podmínkami: CLP program, omezující podmínky nad konečnými doménami, globální podmínky, labeling. Inteligentní agenti.
  • 4. Metody reprezentace znalostí a inference: Reprezentace znalostí, pravidla, rámce, sémantické sítě. Deduktivní odvozování. Dopředné a zpětné řetězení pravidel. Odvozování s neurčitostí. Metody tvorby báze znalostí. Induktivní odvozování. Hypotetické odvozování. Prolog a reprezentace znalostí. Hry a základní herní strategie.
  • 5. Počítačové zpracování přirozeného jazyka: Korpusy a korpusové manažery. Morfologická a syntaktická analýza. Desambiguace. Gramatiky jako reprezentace znalostí. Gramatiky definitních klauzulí. Valenční rámce a typy valencí. Lexikální významy a lexikální databáze, WordNet. Logiky pro zpracování přirozeného jazyka. Sémantické reprezentace vět.
  • 6. Rozvrhování a plánování: Problémy rozvrhování a plánování, Grahamova klasifikace. Rzvrhování pomocí řídících pravidel, matematického programování, lokálního prohledávání a omezujících podmínek. Plánování projektu. Plánování úloh. Rezervační systémy, rozvrhování jako timetabling, rozvrhování zaměstnanců. Klasické plánování, reprezentace pro plánování.
  • 7. Prohledávání a programování s omezujícími podmínkami: Řešení problémů využitím vyhledávacích metod, prohledávání stavového prostoru. Stromové prohledávání, lokální prohledávání, neúplné prohledávání, Problémy splňování podmínek a jejich složitost. Konzistenční algoritmy pro binární i nebinární podmínky. Prohledávání s propagací omezení. Řešení optimalizačních problémů.
  • 8. Dolování z dat a strojové učení: Proces dobývání znalostí z dat a dolování z dat. Typické úlohy. Předzpracování dat. Strojové učení. Neuronové sítě a genetické algoritmy. Posilované učení (reinforcement learning). Metody validace výsledku. Vizualizace dat. Induktivní logické programování. Induktivní odvozování v různých logických kalkulech. Dolování z geografických dat. Dolování z textu a hypertextu.
  • 9. Metody umělé inteligence pro zpracování přirozeného jazyka: Dialogové systémy a inference v přirozeném jazyce. Induktivní odvozování z textových dat. Metody předzpracování textu. Metody strojového učení pro zpracování textu. Markovovské modely. Automatická morfologická desambiguace v angličtině a češtině. Desambiguace významu slov. Klasifikace a filtrace dokumentů. Extrakce informace z textu.

Zaměření: Zpracování přirozeného jazyka

Otázky pro studenty, kteří půjdou ke státní závěrečné zkoušce v semestru podzim 2011 nebo jaro 2012:
  • 1. Počítačové zpracování přirozeného jazyka, vztah k AI: Segmentace slova, automatická morfologická analýza a syntéza. Gramatiky jako reprezentace znalostí. Gramatiky v Prologu, DCG. Rozpoznávání a generování větné struktury, základní typy analýzy a analyzátorů. Strojové slovníky a gramatické rysy (příznaky). Reprezentace slovníků v XML, slovníky kmenů, thesaury a slovníky typu WordNet. Sémantická analýza věty, slovesné valence, sémantické role a subkategorizační rysy. Princip kompozicionality (skladebnosti) a sémantické reprezentace vět. Pragmatická rovina, struktura promluvy, textová analýza. Reprezentace znalostí ve vztahu k PJ. Sémantické sítě obecně, rámce, logická reprezentace a logická forma (PK1, TIL). Inference ve vztahu k přirozenému jazyku (monotonní, nemonotonní). Analýza promluvy, konverzační agenti, agenti typu BDI (fungující na základě přesvědčení, modelující vůli a vybavení komunikačními záměry). Zpracování informace, vyhledávání, extrakce informací, otázkové systémy.
  • 2. Textové korpusy a počítačová lexikografie: Korpusy a jejich typy, jejich struktura. Korpusové softwarové nástroje: manažery, statistické, třídicí a konkordanční programy. Značkování (anotování) korpusů - gramatické, syntaktické a sémantické. Značkovací nástroje - statistické a pravidlové značkovače (taggery). Desambiguace. Elektronické slovníky a a lexikální databáze, XML reprezentace. Struktura hesla, popis významu slova - slovníkové definice. Softwarové nástroje pro lexikografy: editory, prohlížeče, lexikografické stanice (platforma DEB II).
  • 3. Strojový překlad: Základní koncepce strojového překladu: binární s transferem a na bázi převodního jazyka. Klíčové otázky strojového překladu: víceznačnost, reprezentace významu vět a znalostí, význam slov a idiomů. Lexikální, morfologická a syntakticko-sémantická analýza. Pravidla pro transfer, syntéza. Struktura slovníků pro SP a valenční slovníky. Některé úspěšné systémy SP. Pokusy o překladové systémy s češtinou. Elektronické překladové slovníky pro češtinu. Systémy SP využívající znalostí, statisticky založené systémy SP.
  • 4. Logická analýza přirozeného jazyka: Problém významu. Syntaktika, sémantika a pragmatika. Frege: význam a smysl. Churchova formulace. Kritika fregeovské sémantiky. Kritika Quineovy behavioristické sémantiky. Teorie možných světů. Montague, Kripke. Funkcionální teorie významu. Princip extenzionality, princip skladebnosti. Transparentní intenzionální logika a teorie typů. Epistémická báze. Extenze a intenze. Pojem konstrukce. Teorie pojmu. Výraz - pojem - objekt. Intenzionální kontexty. Analýza tázacích vět.
  • 5. Počítačové zpracování řeči a dialogové systémy: Vytváření a vnímání řeči, vztah k syntéze a rozpoznávání řeči. Základní metody zpracování akustického signálu v časové a frekvenční oblasti (krátkodobá energie, autokorelační funkce, Fourierova transformace, pásmová filtrace, kepstrum). Syntéza řeči, koartikulace a prozodie (ve vztahu k syntéze). Rozpoznávání řeči (segmentace, Markovovy modely, algoritmus Dynamic Time Warping). Dialogové systémy.
  • 6. Sémantika a komunikace: Sémantika jako disciplina. Pět funkcí přirozeného jazyka. Typy významu, sémantické vztahy a jejich zachycení v podobě sémantických sítí, struktura WordNetu a EuroWordNetu. Ontologie a hierarchické sémantické struktury. Vágnost významu a typy víceznačnosti. Desambiguace významů slov (WSD, pravidlová, statistická). Významy slov (lexikálních jednotek) a jejich formální popis prostřednictvím kontextů a kontextových vzorců, nástroje pro tento typ analýzy (Word Sketch Engine, sémantické shluky). Komponentová analýza a sémantické rysy. Významy vět a jejich formální reprezentace s využitím aparátu TIL. Nástroje pro oblast sémantické analýzy, prohlížeče a editory. Vztahy k sémantickému webu, metadata, inference pro sémantický web.
  • 7. Textové informační systémy: Základní pojmy informačních systémů a jejich klasifikace. Vyhledávací systémy, vyhledávací algoritmy a datové struktury. Vyhledávací metody s předzpracováním vzorků a textů - indexové metody, signaturové metody. Metody indexování, konstrukce thesauru. Jazyky pro vyhledávání. Komprese dat. Statistické metody komprese dat. Slovníkové metody komprese dat. Komprese textů s použitím neuronových sítí. Syntaktické metody. Kontextové modelování. Kontrola správnosti textu, korektory překlepů a gramatické korektory, dělení slov, fulltextové aplikace.
Otázky pro studenty, kteří půjdou ke státní závěrečné zkoušce od semestru podzim 2012:
  • 1. Programovací techniky pro umělou inteligenci: Logické programování a jazyk Prolog. Logické programování s omezujícími podmínkami. Prohledávaní stavového prostoru. Hry a základní herní strategie. Strojové učení. Neuronové sítě a genetické algoritmy.
  • 2. Roviny počítačové analýzy přirozeného jazyka: Segmentace slova, automatická morfologická analýza a syntéza. Rozpoznávání a generování větné struktury, gramatiky, základní typy syntaktické analýzy. Sémantická analýza věty, slovesné valence. Pragmatická rovina, analýzy promluvy, konverzační agenti.
  • 3. Logika: Syntaxe a sémantika výrokové a predikátové logiky. Důkazové metody, inference ve výrokové a predikátové logice. Rezoluční metoda v predikátové logice. Lineární rezoluce, Hornovy klauzule a logické programování.
  • 4.Metody reprezentace znalostí a odvozování: Pravidla, rámce, sémantické sítě, logické reprezentace. Inference, nemonotonní odvozování, odvozování s neurčitostí.
  • 5. Logická analýza přirozeného jazyka: Problém významu. Frege: význam a smysl. Teorie možných světů. Princip extenzionality, princip kompozicionality. Transparentní intenzionální logika, teorie pojmu. Analýza tázacích vět.
  • 6. Textové korpusy a počítačová lexikografie: Korpusy a jejich typy a struktura. Korpusové softwarové nástroje: manažery a konkordanční programy. Značkování (anotování) korpusů, značkovací nástroje – statistické a pravidlové značkovače, evaluace. Desambiguace. Elektronické slovníky a nástroje pro lexikografy. Struktura hesla, popis významu slova. Lexikální sémantika.
  • 7. Strojový překlad: Základní koncepce strojového překladu, statistický a pravidlový strojový překlad. Klíčové otázky strojového překladu: víceznačnost, reprezentace významu vět a znalostí, význam slov a idiomů. Lexikální, morfologická a syntakticko-sémantická analýza a syntéza v rámci strojového překladu. Struktura slovníků pro strojový překlad a valenční slovníky.
  • 8. Počítačové zpracování řeči a dialogové systémy: Vytváření a vnímání řeči, vztah k syntéze a rozpoznávání řeči. Základní metody zpracování akustického signálu v časové a frekvenční oblasti. Syntéza řeči, koartikulace a prozodie. Rozpoznávání řeči. Dialogové systémy.
  • 9. Textové informační systémy: Základní pojmy informačních systémů a jejich klasifikace. Vyhledávací metody s předzpracováním vzorků a textů – indexové metody, signaturové metody. Metody indexování, konstrukce thesauru. Komprese dat, statistické a slovníkové metody komprese dat. Kontextové modelování. Kontrola správnosti textu, korektory překlepů a gramatické korektory.

Státní magisterská zkouška v programu Aplikovaná informatika, obor Zpracování obrazu N-AP OBR

  • 1. Pořizování 2D a 3D obrazových dat. Zdroje a detektory světla a jiných druhů záření. Kamery (CMOS, CCD, ICCD, EMCCD) a jejich vlastnosti, automatické ostření. Digitalizace signálu a související protokoly, normy a rozhraní. Zdroje šumu a způsoby jeho potlačení. Optická soustava a její komponenty, formování obrazu v optických soustavách. Nyquistův vzorkovací teorém, PSF, OTF. Mikroskopy a teleskopy. Optické vady obrazů a jejich korekce. Detekce vícerozměrných obrazových dat - principy získávání prostorové (3D), spektrální a časově závislé informace. Fyzické a optické řezy objektem, stereo-záznam, měření topografie (vyvýšení) povrchu objektu, range imaging, tomografické přístupy. Automatizace pořizování obrazové informace.
  • 2. Filtry ve zpracování obrazu. Prahování (různé metody analýzy histogramu). Lineární a nelineární filtry. Detekce hran (Canny, Deriche, apod.). Diskrétní transformace (Fourierova transformace, FFT, Houghova, Hadamardova, diskrétní kosínová, wavelets, Radonova, apod.). Dekonvoluce. Komprese obrazu, ztrátová, neztrátová, indexace barev, entropie, JPEG, MPEG, využití v obrazových formátech. Filtrace textur.
  • 3. Digitální geometrie. Formální struktury používané při teoretickém studiu digitálního obrazu. Mřížky a digitalizace (Gaussova, Jordanova), sousednost ve 2D a 3D mřížkách, incidenční modely, spojité komponenty, značení komponent (FILL-algoritmus, Rosenfeld-Pfaltz algoritmus), typy digitálních množin (přímka, úsečka, kružnice, rovina, křivka, plocha, atd.). Výpočet a odhad vlastností digitálních množin (obsah, obvod, objem, křivost, atd.), Cavaleriho princip. Měření vzdálenosti v digitálním prostoru (Minkovského metriky, skalární součin a úhel, celočíselné metriky, aproximace Euklidovské metriky, vážená vzdálenost, vzdálenost mezi množinami, Hausdorffova metrika), výpočet mapy vzdáleností (dvouprůchodový algoritmus, Danielssonův algoritmus), kostry. Grafy sousednosti, Eulerova charakteristika objektů a její výpočet, hranice objektu, vnější a vnitřní okraj objektu, trasování okraje, aproximace hranice, Artzy-Herman algoritmus, pochodující kostky.
  • 4. Matematická morfologie. Uspořádání obrazů, vlastnosti obrazových transformací. Strukturní element a jeho volba. Dilatace a eroze. Top-hat. Morfologická otevření a uzavření. Algebraická otevření a uzavření. Granulometrie. Hit-or-miss transformace, kostry. Ztenčování a zesilování. Geodetické transformace, morfologická rekonstrukce a odvozené transformace, Geodetické metriky. Geodetická vzdálenost.Morfologické filtry. Segmentace, algoritmus záplava, značky. Využití morfologie při klasifikaci. Příklady aplikací.
  • 5. Analýza obrazu. Segmentace založená na prahování a detekci hran. Segmentace založená na narůstání a štěpení oblastí, algoritmus quad-tree. Segmentace na základě textury a shlukové analýzy. Segmentace založená na modelech (srovnávání se vzorem, Houghova transformace, deformabilní modely). Popisy objektů, Freemanův kód. Klasifikace objektů. Rigidní a elastické registrační metody založené na bodech, površích a objemech.
  • 6. Rekonstrukce objektů a vizualizace objemových dat. Rekonstrukce z příčných řezů, objemových a prostorových dat. Přímá vizualizace objemových dat. Vizualizace objemu a ploch. Algoritmus pochodující kostky. Algoritmy výpočetní geometrie a jejich aplikace ve zpracování obrazu. Datové struktury pro prostorové vyhledávání.

Státní magisterská zkouška v programu Aplikovaná informatika, obor Bioinformatika N-AP BIO

  • 1. Pravděpodobnost, informace, náhodnostní algoritmy a výpočty: Statistika, náhodnostní algoritmy, pravděpodobnost v bioinformatice, Shannonnova teorie informace, entropie, vzájemná informace, Markovovy řetězce a modely, aplikace v bioinformatice.
  • 2. Grafy a grafové algoritmy: Grafy obecně, stromy, orientované acyklické grafy, kostra grafu, souvislost v grafech, algoritmy, hledání cest v grafech, prohledávání grafů, největší společný podgraf, párování grafů, aplikace grafů a grafových metod v bioinformatice.
  • 3. Geometrické algoritmy a počítačová grafika: Modelování a reprezentace rovinných a prostorových ůtvarů na počítači, interpolace, konvexní obaly, segmentace a vyhledávání v rovině a prostoru, metody zobrazení těles, viditelnost, textura, raytracing, geometrie molekul DNA a proteinů, zpracování biomedicínského obrazu, aplikace v bioinformatice (např. zobrazování či docking ligandů a proteinů).
  • 4. Jazyky a automaty v bioinformatice: Jazyky a automaty obecně, vztah mezi automaty a jazyky, Chomského hierarchie, biologické sekvence a struktury a jejich složitost z hlediska teorie jazyků, analogie mezi biologickými sekvencemi a přirozeným jazykem, styčné body v metodologii analýzy přirozeného jazyka a biologických sekvencí.
  • 5. Informační systémy v bioinformatice: Databázové systémy, dotazovací jazyky, reprezentace a indexování dat, transakce a možné chyby, typy dat v bioinformatice, nejrozšířenější databáze, jejich obsah a využití, konkrétní příklady výpočetních nástrojů pro zpracování bioinformatických dat.
  • 6. Numerické metody a simulace: Řešení rovnic a numerická integrace s důrazem na soustavy diferenciálních rovnic a dynamické matematické modely, přesnost a stabilita řešení, simulace, strojové učení, aplikace v chemii a biologii.
  • 7. Molekulární biologie a biochemie: Genom, proteom, genová exprese, struktura DNA, RNA a proteinů, enzymy a metabolismus, interakce mezi proteiny a nukleovými kyselinami, signalizace a regulace procesů na molekulární úrovni, experimentální metody v molekulární biologii.

1 z otázek dle zaměření

  • 1. Biologické sekvence: Sekvence v bioinformatice, analýza sekvencí, metody zarovnávání (přiložení) sekvencí, sekvenční profily a jejich využití, vyhledávání vzorů, heuristické metody analýzy sekvencí, algoritmy a datové struktury pro sekvence.
  • 2. Struktura a funkce proteinů: Databáze (např. PDB, CATH, SCOP, Gene Ontology) a jejich využití, reprezentace a modely struktur (mřížky, fyzikálně-chemický model, kontaktní mapy, topologie), metody predikce sekundární a terciární struktury, porovnávání struktur, vyhledávání ve strukturách.
  • 3. Informatika ve zdravotnictví: Uplatnění informatiky ve zdravotnictví, zdroje a typy informací a způsoby jejich zpracování, specifika nemocničních a zdravotnických databází, statistická analýza klinických dat.

SSME State Exam N-AP SSME

  1. Service systems fundamentals. Product and service oriented economy paradigms and their differences. Service science, management and engineering (SSME) – definition, concepts, principles, characteristic. Service lifecycle. Relevant elements of knowledge explication in the framework of lessons learnt from Interim Project.
  2. Service and computational systems and their relationships. Importance people cooperation and of shared information. SSME interdisciplinary approaches. T-shaped professional. Service outsourcing. Relevant elements of knowledge explication in the framework of lessons learnt from Interim Project.
  3. Service oriented architecture (SOA), Web services, Information Technology Infrastructure Library (ITIL) – basics concepts, service IT infrastructure management. Relevant elements of knowledge explication in the framework of lessons learnt from Interim Project.
  4. Service systems and how to understand its domain. A way of a new service system modeling. Modeling of information and knowledge in a service context. Pattern constructions and views of service systems. Relevant elements of knowledge explication in the framework of lessons learnt from Interim Project.
  5. Semantics and information capability. Concepts and objects, high order objects. Modeling, modeling tools, modeling capability, universality principle, self-reference, MENTION-USE principle. Relevant elements of knowledge explication in the framework of lessons learnt from Interim Project.
  6. Service system domain understanding and modeling using connection-oriented approach. HIT data model as a tool for semantic modeling of service system. Lessons learnt from interim project in comparison with the theory.
  7. Business process modeling and management. Business rules and human interaction with processes. Service system architecture. Service system construction. Service system verification and validation. Lessons learnt from Interim Project point of view.
  8. Project, Program, Portfolio (PPP) management definition according to international standards. PPP management as a necessary precondition of service system development and operating. How PPP management together with service system lifecycle can help to create an effective IT support of business in a particular domain. Lessons learnt from Interim Project point of view.
  9. TOC – Theory of Constraints, Critical Chain, and management of projects with floating objectives. Synergy of projects within a program. Knowledge management and PPP management in a service system lifecycle. Management of service using time cycles. Lessons learnt from Interim Project point of view.
  10. Importance of teamwork in service systems – roles of people and their cooperation. Basic team communication skills. Assertive communication principles. Activities/actions planning, monitoring, work estimating and evaluating. People evaluation and motivation. Quality assurance. Lessons learnt from Interim Project point of view.
  11. Introduction to distributed algorithms. Basic notions, problems and solutions, distributed and centric architecture and its differences. Petri nets – basic concepts.Basic principles of modeling with Petri nets. Relation between distributed and service systems. How it was mirrored in lessons learnt from Interim Project?
  12. Net-Centric Computing basics – concepts, principles, architectures. OSI model, Internet protocols. Routing, basic computer network services, network security and management. Computer networks role in service systems. How it was mirrored in lessons learnt from Interim Project?
  13. Role of security in service systems. Audit, security management and inspection. Security policy – creation, development and promotion. Risk analysis, its role and methods. Security evaluation, its criteria and evaluation processes. Security standards and cryptography. How it was mirrored in lessons learnt from Interim Project?
  14. Applied cryptography – digital signature, public key management, certification authorities and public key infrastructure. User authentication – secret information, tokens, biometrics. Internet security. Connections to service providing and service systems. How it was mirrored in lessons learnt from Interim Project?
  15. Human factor in service systems, importance of proper interface design. Basics of human-computer interaction. Psychological and physiological aspects of interface design: memory, attention, perception and decision. User centered design and prototyping. Representation and visualization methods, advanced visualization methods. Human judgment supporting visualization. Dialog systems basics. How it was mirrored in lessons learnt from Interim Project?
  16. Product and service oriented economy paradigms. Marketing basics, understanding service, markets, products and customers. Cooperation with customers. Win-win strategies. Management and marketing in service systems environment in opposite to traditional conception. Lessons learnt from Interim Project point of view.
  17. Management, marketing and project management relationships in service systems. Management by Competences. Theory of vitality. Process and resource management. Strategic company orientation and planning. People evaluation and motivation. Risk Management. Lessons learnt from Interim Project point of view.