Sieci komputerowe i systemy rozproszone

Zagadnienia

obejmują kompleks zagadnień związanych z

szeroko

rozumianą

konstrukcją

sieci

szeroko

rozumianą

konstrukcją

sieci

komputerowych

oraz

narzędzi

komputerowych

oraz

narzędzi

informatycznych i systemów aplikacyjnych

w środowiskach rozproszonych.

Tematyka zajęć

W ramach specjalności studenci zapoznają się



podstawami transmisji danych w mediach klasycznych i

światłowodowych,



nowoczesnymi sieciami telekomunikacyjnymi,



zaawansowanymi architekturami i technologiami sieci

komputerowych,



problemami konstrukcji i oceny algorytmów równoległych i

rozproszonych,



nowoczesnymi narzędziami i środowiskami przetwarzania

równoległego i rozproszonego,



problematyką projektowania i zarządzania sieciami

komputerowymi oraz systemami rozproszonymi,



zasadami konstrukcji rozproszonych systemów wiarygodnych



z interdyscyplinarną tematyką narzędzi i zastosowań

technologii internetowych.

Przedmioty obowiązkowe:

Semestr VII



Rozproszone systemy operacyjne.

W-30, L-30; E



Podstawy transmisji danych.

W-30, L-30; E



Zaawansowane bazy danych

W-30, L-30;

Semestr VIII



Projektowanie systemów intra i internetowych.

W-15,

L-45;



Sieci telekomunikacyjne.

W-30, L-30; E



Środowiska przetwarzania rozproszonego.

W-30,

L-30; E



Rozproszone systemy transakcyjne.

W-30, L-30; E



Nowoczesne sieci komputerowe.

W-30, L-30; E



Systemy mobilne (przedmiot obieralny)

W-30, L-30;

Przedmioty obowiązkowe:

Semestr IX



Algorytmy i środowiska równoległe.

W-30, L-30;



Zarządzanie sieciami komputerowymi i

systemami rozproszonymi.

W-30, L-30; E



Projektowanie sieci komputerowych.

W-15, L-45;



Projektowanie systemów rozproszonych.

W-15, L-

45;



Systemy wiarygodne.

W-30, L-30; E



Aplikacje rozproszone (przedmiot obieralny).

W-

30, L-30;

Semestr X



Seminarium dyplomowe.

Rozproszone systemy operacyjne



Wprowadzenie

: podstawowe charakterystyki systemów

rozproszonych, architektura systemów i ich klasyfikacja,

podstawowe problemy konstrukcyjne.



Komunikacja

: architektura środowiska komunikacyjnego,

modele kooperacji, podstawowe mechanizmy komunikacji,

komunikacja grupowa, systemy z rozproszoną pamięcią

współdzieloną.



Synchronizacja

: zegary fizyczne i logiczne, synchronizacja

zegarów, zegary wektorowe, synchronizatory, elekcja,

wzajemne wykluczanie.



Detekcja stanu globalnego

: spójność stanu globalnego,

detekcja stanu spójnego, detekcja zakończenia.



Zarządzanie zasobami

: identyfikacja zasobów,

szeregowanie rozproszone, rozproszony system plików,

zakleszczenie w systemach rozproszonych, LDAP, NIS, NFS.



Przegląd istniejących rozwiązań i standardów

: Unix,

Chorus.

Rozproszone systemy operacyjne

[laboratorium]



mechanizm zdalnego wywoływania procedur

Sun RPC

(wywołanie synchroniczne,

asynchroniczne i zwrotne),



poznanie podstawowych problemów

konstrukcji systemów rozproszonych

przykładzie implementacji wybranego zadania w

Sun RPC,



poznanie zagadnień konfiguracji

rozproszonych systemów operacyjnych

(rozproszony system plików, usługi katalogowe) na

przykładzie systemów

NFS, NIS i Samba, LDAP

Podstawy transmisja danych



Model systemu transmisji danych

. Pojęcie informacji,

sposoby fizycznej reprezentacji danych, pojęcie kanału

transmisyjnego, podstawy teorii modulacji, szybkość

transmisji a szybkość modulacji



Transmisja danych w kanale podstawowym

, liniowe

kody transmisyjne, szpikowanie zerami, kody

samosynchronizujące



Podstawy analizy widmowej, wyznaczanie widma ciągu

danych



Podstawy modulacji

AM, FM, PM, AM-PM, QAM,



Zasada działania systemów szerokopasmowych



Zasada realizacji wielodostępu

: FDMA, TDMA, CDMA,

PRMA



Wielowartościowe kody transmisyjne

CAP64, DMT,

TCM, przekaz informacji w systemie ADSL

Podstawy transmisja danych



Kody kompresji bezstratnej



Próbkowanie i kwantyzacja skalarna danych

analogowych



Kompresja obrazów statycznych (JPEG, JPEG 2000)



Kompresja obrazów ruchomych (MPEG1, MPEG2,

MPEG4)



Kompresja sygnałów dźwiękowych



Sposoby zabezpieczania danych przed

przekłamaniami

, kodowanie kanałowe, nadmiarowe kody

liniowe



Liniowe kody cykliczne, kody BCH, technika ARQ



Kody splotowe, dekodowanie twardo- i

miękkodecyzyjne, algorytm Viterbiego

Podstawy transmisja danych

[laboratorium]



Podstawy analizy widmowej



Badanie widma okresowego przebiegu

prostokątnego



Badanie widma sygnału o kluczowanej

amplitudzie



Badanie widma sygnału o kluczowanej

częstotliwości



Symulacja systemów z widmem rozproszonym



Symulacja kodowania i dekodowania za pomocą

liniowych kodów nadmiarowych



Kodowanie i dekodowanie za pomocą kodów

cyklicznych i BCH - metoda polowania na błędy



Algorytm Viterbiego dekodowania kodów

splotowych

Zaawansowane bazy danych



Aktywne bazy danych



Bazy wiedzy



Temporalne bazy danych



Obiektowe bazy danych



Magazyny danych

Projektowanie systemów

intra

internetowych

(1)



Bezpieczeństwo w Internecie



infrastruktura kluczy publicznych,



certyfikaty dla poczty elektronicznej i serwerów

WWW,



protokół SSL.



Przegląd technologii internetowych

: HTML4, XHTML,

CSS1/2/3, DHTML.



Protokół HTTP

: uwierzytelnianie, sesja, cookies.



Języki skryptowe dla przeglądarek

: JavaScript, Java.



Reprezentacja i manipulacja dokumentem w

przeglądarce

: standard DOM. Język XML, specyfikacje

DTD, aplikacje XML: SVG, MathML, SMIL, DocBook,

WML.

Projektowanie systemów

intra

internetowych

(2)



Przetwarzanie dokumentów XML

: parser SAX, Style

dla dokumentów XML: język XSLT i XSL i standardy

poboczne: XPointer, XPath, XLink.



Dynamiczne generowanie dokumentów

: CGI, FastCGI,

SSI, moduły dla serwerów.



Języki skryptowe dla serwerów



PHP,



ASP.



Dostęp do baz danych.



Java: serwlety i JSP.



Metaopisy serwerów WWW

: standard RDF.



Protokół komunikacyjny SOAP

Sieci Telekomunikacyjne

(1)



Elementy systemów telekomunikacyjnych



Model cyfrowego systemu telekomunikacyjnego,



Rodzaje źródeł wiadomości cyfrowych,



cyfrowe kodowanie sygnału mowy,



model systemu telekomunikacyjnego wykorzystującego

transmisję PCM



organizacja transmisji PCM



różne techniki transmisji cyfrowej zastosowane w modemach



telefonicznych, zasada działania telefonii komórkowej,



podstawowa architektura systemu GSM,



transmisja danych i SMS w systemie GSM,



zasada działania systemu transmisji danych w sieci GPRS i

EDGE.



Zasady działania systemów światłowodowych



Zasady propagacji światła,



rodzaje światłowodów, tłumienie i dyspersja,



wstęp do projektowania linii światłowodowych,



diody nadawcze i odbiorcze,



zasady instalacji, zwielokrotnienie WDM i

OTDM,wzmacniacze optyczne,



prognozy rozwoju systemów światłowodowych

Sieci Telekomunikacyjne

(2)



Sieci ISDN



Charakterystyka sieci ISDN: przyczyny wprowadzenia, idea

sieci ISDN,



sieci wąskopasmowe i szerokopasmowe,



zagadnienia standaryzacji,



Styki użytkownika z siecią: kanały dla sieci ISDN, struktury

styków, dostęp podstawowy i pierwotny (BRA i PRA),

konfiguracja odniesienia, przykłady fizycznych realizacji

dostępu,



Warstwa fizyczna dla dostępu abonenckiego: zasady

transmisji, konfiguracje okablowania, dostęp do kanału D,

aktywacja styku, zasilanie.



Sygnalizacja użytkownika (DSS1): protokół LAPD, budowa

ramki, procedury protokołu, budowa wiadomości

sygnalizacyjnej, podstawowe wiadomości sygnalizacyjne,

podstawowa obsługa połączeń.



Usługi w sieciach ISDN: zasady definiowania usług, atrybuty

usług, usługi przenoszenia i teleusługi,



usługi dodatkowe w sieci ISDN,



zastosowania sieci ISDN,

Środowiska przetwarzania

rozproszonego



Wprowadzenie

: ogólna charakterystyka wybranych

środowisk przetwarzania rozproszonego w kontekście

zastosowań do budowy systemów rozproszonych.



Przegląd środowisk i standardów: PVM, MPI

(środowiska wymiany komunikatów zorientowane na

przetwarzanie równoległe);



Ada 95

(integracja mechanizmów budowy systemów

rozproszonych z konstrukcjami językowymi wysokiego

poziomu),



Java RMI

(integracja mechanizmów rozproszonych z

podejściem obiektowym do budowy systemów

informatycznych);



CORBA

(zastosowanie obiektowego podejścia do

konstrukcji oprogramowania w integracji systemów

heterogenicznych).

Środowiska przetwarzania

rozproszonego

[laboratorium]



Ścisła korelacja z wykładem w zakresie

poruszanych zagadnień



Przedstawienie praktycznych aspektów

użycia omawianych środowisk (sposób

przygotowania i uruchomienia programów,

uruchomienie odpowiednich narzędzi lub

usług itp.)



Projekt i implementacja wybranych

problemów

Rozproszone systemy transakcyjne



Alokacja danych w rozproszonych bazach danych



Zarządzanie współbieżnością



Optymalizacja zapytań rozproszonych



Odtwarzanie transakcji rozproszonych



Projektowanie i integracja rozproszonych

systemów baz danych

Nowoczesne sieci

komputerowe



SONET/SDM



Sieci optyczne



Standard 10 GbE



Routery gigabitowe



Protokół MPLS



Multikasty w sieciach



QoS w sieciach

(architektura QBone,

DiffServ)



Protokół IP v.6



GRID - system

ogólnodostępnych

usług



CDN



Szerokopasmowe sieci

dostępowe



Dostęp

bezprzewodowy



Hybrydowy dostęp do

Internetu

Algorytmy

i środowiska

równoległe



Pojęcia podstawowe

: model PRAM, praktyczna realizacja

różnych jego wersji, metody oceny efektywności

algorytmów równoległych, pożądane właściwości

algorytmów równoległych, przyjęta konwencja wyrażania

algorytmów równoległych.



Podstawowe zagadnienia algorytmiczne w postaci

równoległej

: wybór k-tego elementu co do wartości,

scalanie (merging), sortowanie, wyszukiwanie elementu o

zadanej wartości, generowanie permutacji i kombinacji.



Wybrane problemy z teorii grafów

: wyznaczanie

domknięcia przechodniego, wyznaczanie odległości między

wszystkimi parami wierzchołków, wyznaczanie

minimalnego drzewa rozpinającego.



Wybrane algorytmy optymalizacji kombinatorycznej

równoległy algorytm podziału i ograniczeń, równoległe

implementacje metaheurystyk.



Routing w równoległych systemach komputerowych



Modele i metody szeregowania obliczeń równoległych

Algorytmy

i środowiska

równoległe



środowiska przetwarzania współbieżnego:

Linda, OpenMP, CC++, HPF



zasady i optymalizacja przetwarzania wektorowego



mechanizmy pamięci współdzielonej



prezentacja i wykorzystanie narzędzi wspomagających

uruchamianie i optymalizację kodu w różnych

środowiskach



przegląd narzędzi i środowisk wspomagających

programowanie równoległe



cechy charakterystyczne, możliwości, porównanie

środowisk oraz sposoby rozwiązywania przy ich użyciu

podstawowych problemów przetwarzania równoległego



rozwiązywanie problemów badawczych przy użyciu

prezentowanych środowisk i narzędzi w gronie stacji

roboczych, komputerach: SMP, wektorowego i z pamięcią

rozproszoną

Zarządzanie sieciami

komputerowymi i systemami

rozproszonymi

(1)



Modele zarządzania SK-ISO



Modele zarządzania SK-SNMP



Protokół SNMP i bazy MIB



Rozwój protokołu SNMP - SNMP v.2, v.3



RMON i RMON II



Przegląd praktycznych narzędzi do pomiaru i

zarządzania SK



Platformy zarządzania (NetView, Sun Net

Manager, Tivoli)



Implementacja aplikacji agentów SNMP

Zarządzanie sieciami

komputerowymi i systemami

rozproszonymi

(2)



Specyfika zarządzania zasobami

komputerowymi w środowisku

homogenicznym i heterogenicznym



Rozproszone systemy operacyjne (Cray

T3E)



Klaster oraz środowisko typu Grid



Systemy zarządzania zadaniami w trybie

wsadowym

(LSF, NQE, PBS, SGE)



Systemy zarządzania zasobami w

środowisku GRID

(GLOBUS, UNICORE, LEGION)



Zarządzanie dużymi ilościami danych w

środowisku rozproszonym systemów

geograficznie odległych

Projektowanie sieci

komputerowych



Technologie oraz urządzenia wykorzystywane do budowy

sieci komputerowych



Sposoby analizy wymagań użytkownika

uwzględniające

charakterystykę ruchu, ograniczenia czasowe, protokoły,

możliwości połączeń, aspekty ekonomiczne,



Systemy okablowania strukturalnego i zasilania sieci



Narzędzia utrzymania i dokumentowania sieci

Projektowanie systemów

rozproszonych



Architektury systemów rozproszonych



Inżynieria projektowania systemów rozproszonych

(analiza wymagań, zarządzanie projektem)



Ocena efektywności systemów rozproszonych



Środowiska

projektowe

MS Exchange

oraz

Lotus Domino

Atuty



Ogólność wykształcenia



Atrakcyjność i stabilność rynku

pracy



Możliwość indywidualnego rozwoju

Ogólność

wykształcenia

Wykształcenie obejmuje:



Wszystkie warstwy rozproszonych

systemów informatycznych



Zaawansowane zagadnienia

techniczne i teoretyczne



Problematykę analizy, projektowania,

utrzymywania, zarządzania i rozwoju

systemów rozproszonych

Ogólność

wykształcenia

Wykształcenie obejmuje:



Budowę i zastosowania

różnorodnych środowisk

projektowania i implementacji

systemów rozproszonych (PVM,

MPI, Ada95, Java RMI, CORBA,

Linda, OpenMP, CC++, HPF, Aris,

Lotus Domino, MS Exchange, Sun

Net Manager,NetView, Tivoli, Grid)

Absolwenci

Absolwenci tej specjalności są szczególnie

dobrze

przygotowani



do pracy związanej z projektowaniem,

utrzymywaniem i zarządzaniem sieciami

komputerowymi,



do pracy związanej z projektowaniem,

utrzymywaniem i zarządzaniem

rozproszonymi systemami informatycznymi



do pracy związanej z projektowaniem,

utrzymywaniem i zarządzaniem aplikacjami

internetowymi.

Stabilność i

atrakcyjność rynku

pracy



Stały wzrost zapotrzebowania na

specjalistów z zakresu analizy,

projektowania, utrzymania,

zarządzania i rozwoju rozproszonych

systemów informatycznych



Możliwość podejmowania

różnorodnych zadań

Możliwość

indywidualnego

rozwoju

Cisco Networking Academy



Cisco Certified Networking Associate



Cisco Certified Academic Instructor



Cisco Certified Network Professional



Cisco Certified Internetworking

Expert

Document Outline