455-0909/01 – Teorie informace,kódování a kryptografie ()

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity0
Garant předmětuprof. Ing. Karel Vlček, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Karel Vlček, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1990/1991Rok zrušení2005/2006
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiadoktorské
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+0
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Zvládnutí základů diskrétní matematiky v rozsahu potřebném pro porozumění a následnému použití kódových algoritmů, používaných při kompresi dat a při kódovém zabezpečení zpráv v informačním kanálu. Praktické cíle vedou k návrhu středně složitého kódového systému. Vytvoření všech potřebných bloků kódového systému podle požadovaných algoritmů, simulace dílčích bloků, sestavení globálního modelu kódového systému na základě abstraktního modelu.

Vyučovací metody

Anotace

Teorie kódování se zabývá studiem vlastností a konstrukcemi kódů. Pozornost je při výkladu soustředěna na algebraický popis tzv. bezpečnostních kódů. Vědní obor vznikl ve čtyřicátých letech pracemi Shannona, Hamminga a Golaye, kteří jsou autory prvních lineárních bezpečnostních kódů. V padesátých letech k této teorii přispěli Reed a Müller se snadno dekódovatelnými kódy. Zlepšení vlastností bezpečnostních kódů přispěli Bose, Chaudhuri a Hocquente kódy označovanými zkratkou BCH, u nichž je možno opravovat libovolný počet chyb. Výklad je veden k využití kódů pro kompresi informačního obsahu a seznamuje frekventanty s nejpoužívanějšími šifrovacími systémy.

Povinná literatura:

Vlček, K.: Komprese a kódová zabezpečení v multimediálních komunikacích. BEN technická literatura, Praha (2000). Adámek, J.: Kódování. SNTL Praha (1989). Hlavička, J., Racek, S., Golan, P., Blažek, T.: Číslicové systémy odolné proti poruchám. Vydavatelství ČVUT Praha (1992). Prchal, J.: Signály a soustavy. SNTL Praha (1987).

Doporučená literatura:

Vlček, K.: Teorie informace a kódování. Ediční středisko VŠB-TU Ostrava (1998). Vlček, K.: Teorie informace, kódování a kryptografie. Ediční středisko VŠB-TU Ostrava (1999).

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Zpracování samostatného projektu

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Bezpečnostní kódy, Lineární kódy. Hammingovy kódy. Konstrukce bezpečnostních kódů, kódování a dekódování, informační kódové složky. Binární lineární kódy, tělesa, generující matice, kontrolní matice, detekce a lokalizace chyb. Konstrukce Hammingových kódů, opravy jednoduché chyby. Příklady dekodérů. Golayův kód. Reedovy-Müllerovy kódy. Dekódování R-M kódů. Vlastnosti kódů G23 a G24, postup opravy trojnásobných chyb. Operace s kódy. Zpracování. Booleovské funkce, logické operace, Booleovské polynomy. Cyklické kódy. Konečná tělesa a polynomy. Operace s polynomy, sčítání, násobení a dělení polynomů. Zbytek dělení. Generující polynom. Kontrolní polynom. Kořeny polynomů, řád a primitivní prvky, charakteristika tělesa, minimální polynomy, konečná tělesa. BCH - kódy pro dvojnásobné a trojnásobné opravy. Maticová metoda dekódování, určení syndromu, součet a násobení geometrické řady. Určení lokátoru chyb. Provádění oprav. Konvoluční kódy. Reedovy - Solomonovy kódy. Možnosti a výhody praktického použití konvolučních kódů ve sdělovací technice. Kód s plánovanou vzdáleností d. BCH - kód délky q-1. Vytváření dobrých binárních kódů. Eukleidův algoritmus dekódování BCH - kódů. Určení největšího společného dělitele. Předpoklady dekódování BCH - kódu. Lokátor a evaluátor chyb, provedení opravy. Kódování tajných zpráv. Šifrování veřejně přístupným klíčem.Jednorázový klíč. Simplexový kód. Pseudonáhodná slova. Reedův-Müllerův kód R (1,3). Metoda velkých prvočísel, provádění metody. Metoda založená na zavazadlovém problému. Projekty: Ke zkoušce student zpracovává projekt, ve kterém provádí návrh, simulace činnosti a interpretaci výsledků simulace. Rozsahem je projekt střední složitosti.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2012/2013 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51 3
        Zkouška Zkouška 100  0 3
        Zápočet Zápočet 45  0 3
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2004/2005 (P2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612V015) Elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (P2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612V015) Elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (P2612) Elektrotechnika a informatika (2612V015) Elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (P2612) Elektrotechnika a informatika (2612V015) Elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.