Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FITZkratka: DVI4Ak. rok: 2015/2016
Program: Výpočetní technika a informatika
Délka studia:
Profil
Cílem studijního programu je poskytnout vynikajícím absolventům magisterského studia specializované univerzitní vzdělání nejvyššího typu ve vybraných oblastech informatiky, vypočetní techniky a informačních technologií. Toto vzdělání zahrnuje také průpravu a atestaci k vědecké práci.
Klíčové výsledky učení
Garant
prof. RNDr. Milan Češka, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Téma je zaměřeno na problematiku zpracování signálu a obrazu. Hlavním cílem je zkoumat a porozumět algoritmům zpracování signálu a/nebo obrazu, vybrané algoritmy do hloubky analyzovat, zlepšovat/připravovat nové a efektivně je implementovat například v CPU, v CPU s akcelerací SSE instrukcemi, v embedded systémech, v embedded systémech s FPGA, případně v jiných kombinacích systémů. Předpokládá se práce v jazyce C, C++, C#, assembleru, CUDA, OpenCl, případně VHDL. Možné algoritmy zahrnují:
Po dohodě je možné zpracovávat i individuálně vybrané algoritmy, které ve výše uvedeném seznamu nejsou, ale patří do dané tématiky.
Je možnost spolupráce i na grantových projektech, zejména na nově podávaných projektech bezpečnostního výzkumu, H2020, ARTEMIS (potenciálně možnost stipendia či pracovního poměru).
Školitel: Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing., dr. h. c.
Tématicky se tato disertační práce orientuje na bezpečnost různých systémů, které mají zajistit anonymitu nebo pseudonymitu uživatelů internetu (například sítí typu TOR). Práce by měla obsahovat:
Očekává se účast na relevantních mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech.
Školitel: Hanáček Petr, doc. Dr. Ing.
V prostředí kamerových systémů, senzorových sítí apod. vzniká množství dat, která jsou potenciálním zdrojem užitečných informací. Tato data, která typicky reprezentují pohyb nějakých objektů, mají časoprostorový charakter. Navíc jde často o proud dat, u kterého je potřeba provádět některé analýzy a zpracování on-line, například integrovat data přicházející z několika kamer dohledového systému. Cíle projektu lze shrnout do následujících bodů:
Doktorand bude spolupracovat s dalšími doktorandy a zaměstnanci výzkumné skupiny informačních a databázových systémů. Předpokládá se také spolupráce s výzkumnou skupinou zpracování obrazu a videa z ÚPGM.
Téma je vypisováno v návaznosti na připravovaný výzkumný project programu bezpečnostního výzkumu MV ČR.
Doktorand v prezenční formě studia bude zapojen do výuky podle potřeb ústavu a fakulty.
Školitel: Zendulka Jaroslav, doc. Ing., CSc.
Tématicky se tato disertační práce orientuje na bezpečnost bezdrátových lokálních sítí. V rámci řešení by mělo dojít k seznámení se s vybranými bezdrátovými sítěmi a jejich zabezpečením. Kroky práce by měly obsahovat:
V předcházejícím pětiletém období se tým školitele doc. Kotáska a jeho doktorandů zaměřil na tyto činnosti z oblasti návrhu systémů odolných proti poruchám:
Vytvořili jsme testovací platformu pro ověřování reakce systémů odolných proti poruchám implementovaných do rekonfigurovatelných architektur na injektované poruchy.
Implementovali jsme metodiku zaměřenou na ověřování elektromechanických aplikací z hlediska jejich odolnosti proti poruchám.
Zaměřili jsme se na ověření, zda funkční verifikace je vhodným nástrojem pro vyhodnocení, jestli poruchy uměle injektované do elektro-mechanického systému ovlivní funkcionalitu tohoto systému a do jaké míry.
Vytvořili jsme a implementovali metodiku pro automatickou konstrukci hlídacích obvodů v systémech odolných proti poruchám nakonfigurovaných do FPGA.
Navrhli jsme metodiku pro realizaci systému odolného proti poruchám do omezeného implementačního prostoru v FPGA.
Navrhli jsme a zrealizovali řadič pro řízení částečné dynamické rekonfigurace po výskytu přechodné nebo trvalé poruchy v FPGA, rozšířili jsme jej o schopnost řídit opravu několika samostatně se vyskytujících trvalých poruch.
Navrhli jsme metodiku pro synchronizaci stavu systému odolného proti poruchám po odstranění vzniklé poruchy.
Své výsledky pravidelně publikujeme na konferencích a v časopisech s IF. Příspěvek, v němž popisujeme naši metodiku synchronizace po poruše získal v prosinci roku 2014 Best Paper Award na konferenci IEEE ICCES v Egyptě.
Cílem tohoto nového tématu je vytvoření nadstavby nad uvedenými metodikami a jejich propojení.
Je třeba automatizovat analýzu navrhovaného číslicového systému na různé úrovni složitosti. Analýza bude realizována nad popisem ve VHDL nebo nad seznamem spojů navrženého systému. Druhá alternativa je univerzálnější. Cílem analýzy bude rozhodnutí o tom, jaká alternativa návrhu systému odolného proti poruchám bude využita - TMR, duplex, využití hlídacích obvodů či kombinace těchto přístupů a rozhodnutí o tom, zda tyto techniky budou použity pro dílčí komponenty či pro celý systém. Kritériem přijatého řešení budou takové parametry jako celkový nárůst objemu analyzované komponenty, spolehlivost, pravděpodobná střední doba mezi poruchami modifikovaného systému, rychlost rekonfigurace, on-line resp. off-line rekonfigurace, navýšení příkonu po implementaci principů návrhu odolného proti poruchám.
Jeden z principů, který by bylo možno v metodice použít, může být založen na pojmu testovatelný blok, který byl definován v disertační práci ing. Tomáše Herrmana, PhD. Tyto testovatelné bloky by byly implementovány jako rekonfigurovatelné a byly by slučovány do odolných architektur (TMR, NMR, ...). Posledním krokem takové metodiky by musel být převod zpět do VHDL a připojení řadiče rekonfigurace.
Školitel: Kotásek Zdeněk, doc. Ing., CSc.
V tomto tématu půjde o vytvoření metodiky, která si klad za cíl automatizaci využití výsledku generátoru simulačních stimulů pro ověření funkčnosti elektronické komponenty. Bude vytvořen systém, který bude schopen výsledky simulace a odezvy na ně vložit do navrženého čipu. Pro simulaci budou využívány testovací posloupnosti cíleně pro tyto účely vytvořené. Za korektní výstup bude považována situace, kdy odezvy čipu budou shodné s výstupy simulace.
Cílem je vytvořit pro tyto účely automatizovaný systém, který bude pokrývat všechny uvedené činnosti. Téma bude řešeno ve spolupráci se zahraniční firmou, jejíž pobočka sídlí v Brně, která se zabývá návrhem zařízení s vysokou spolehlivostí pro zákazníky z oblasti průmyslu, letectví a automobilového průmyslu.
Doktorand bude také součástí týmu, jehož činnost (především cestovní náklady) je finančně podporována z evropského projektu IC1103 "Manufacturable and Dependable Multicore Architectures at Nanoscale". Celý tým sestává z 18 evropských univerzit, na nichž existují týmy zabývající se podobnou problematikou. Činnost týmu je dále financována z projektu MŠMT s názvem "Metodiky pro návrh systémů odolných proti poruchám do rekonfigurovatelných architektur - vývoj, implementace, verifikace".
V současné době neustále roste důraz na kvalitu, spolehlivost a bezpečnost software. V souladu s tím jsou nemalé prostředky investovány do výzkumu moderních technik analýzy a verifikace programů pomocí nejrůznějších automatizovaných metod, jako jsou systematické testování, dynamická analýza, statická analýza, model checking apod. Tyto techniky jsou přitom rozvíjeny nejen na univerzitách, ale do jejich výzkumu a vývoje investuje řada významných mezinárodních společností (Google, Microsoft, IBM, Red Hat apod.). Mezi uvedenými metodami patří testování a dynamická analýza k tradičním, již dlouho nejvíce používaným, ale přesto intenzivně dále rozvíjeným přístupům (o čemž svědčí velký počet článků z dané oblasti prezentovaných na mezinárodních konferencích věnovaných obecně programovacím jazykům a/nebo softwarovému inženýrství i velký počet špičkových mezinárodních konferencí specializujících se na danou oblast).
Náplní tématu je rozvoj stávajících a návrh nových metod inteligentního testování a dynamické analýzy, případně vhodně kombinovaných s použitím vhodných statických analýz. Tyto analýzy by přitom měly směřovat nejen k co nejefektivnějšímu vyhledávání chyb, ale také k automatické podpoře procesu řízení software (identifikace problematických komponent, problematických změn, podpora rozhodování o tom, které změny začlenit či nezačlenit do nové verze softwarového produktu apod.). Předmětem výzkumu bude vývoj nových heuristik pro testování a analýzu, které umožní co nejefektivnější odhalení i vzácně se projevujících chyb (jako je např. technologie fuzz testování, vkládání šumu, či extrapolující dynamické analýzy) a které umožní automatické získávání zkušeností z dosud provedených testů či analýz a jejich následné využití pro zdokonalení procesu testování či obecně řízení kvality software. Do této oblasti spadá vhodné využití statistických analýz, strojového učení či technik dolování z dat. Předmětem výzkumu je přitom nejen návrh nových technik z dané oblasti, ale také jejich prototypová implementace a experimentální ověření na vhodných případových studiích.
Školitel: Vojnar Tomáš, prof. Ing., Ph.D.
Tématem práce je propojení prostředí pro modelování inteligentních systémů s nástroji pro vytváření a provádění simulačních modelů. Doktorand by se měl orientovat zejména na otevřené otázky robotiky, jako jsou například společné plánování, řešení konfliktů a koordinace, a zkoumat jejich řešení právě s využitím simulačních nástrojů jako jsou PNtalk nebo TMass. Výsledkem by měla být analýza problematiky, řešení některých problémů a demonstrace přínosu modelování pro jejich řešení.
Školitel specialista: Ing. Radek Kočí, Ph.D.
Školitel: Zbořil František, doc. Ing., Ph.D.
Školitel: Švéda Miroslav, prof. Ing., CSc.
Práce se bude skládat ze dvou částí. První bude studium různých způsobů chůze u hmyzu a seznámení se s nervovými soustavami pro řízení těchto pohybů. Ve druhé fázi práce budou získané poznatky implementované do reálného (případně simulovaného) šestinohého robota. k řízení pohybů by měla být použita neuronová síť.Školitel - specialista: Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D.
Školitel: Zbořil František, doc. Ing., CSc.
Cílem práce je detekce a lokalizace (živých) osob za překážkami. Postup práce bude následující:
Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.
Školitel: Herout Adam, prof. Ing., Ph.D.
Digitální forenzní analýza je disciplína, která se zabývá procesem hledáním digitálních důkazů pro určení, posouzení a zdokumentování bezpečnostních incidentů související obvykle s kybernetickou kriminalitou. V projektu bude studováno hledání kompromisu mezi přesností (kompletností) analýzy obsahu přenášeného moderními sítěmi a rychlostí zpracování sběru dat pro síťovou forezní analýzu. Cílem projektu bude navrhnout a ověřit různé techniky analýzy síťových dat, provést časovou analýzu a vhodně identifikovat případy užití (např. sonda na síti, která odposlouchává data v reálném čase). Práce se bude zabývat také offline analýzou dat, kde je možné zpracování paralelizovat nebo vykonávat v několika bězích.
V projektu bude studován koncept přibližného počítání (approximate computing) a možnosti využití evolučních algoritmů pro aproximaci různých obvodových komponent a algoritmů využitých v systémech založených na počítačích. Cílem bude prokázat, že pokud máme možnost tolerovat nepřesnosti ve výpočtech, mužeme významně redukovat příkon nutný k provozu zařízení, zrychlit provádění výpočtu nebo snížit množství použitých výpočetních zdrojů. Evoluční přístup by měl také umožnit nalezení mnohem lepších kompromisních řešení než stávající algoritmy. Navržené metody budou ověřovány na vybraných aplikacích. Výzkum spadá to témat řešených výzkumnou skupinou Evolvable Hardware.
Školitel: Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D.
Cílem disertační práce je výzkum v oblasti extrakce informací z textu se zaměřením na metody strojového učení aplikovatelné v této oblasti. Součástí bude i realizace extrakčního systému, který bude možné využít pro zpracování rozsáhlých webových dat, získaných např. v projektu CommonCrawl.
Školitel: Smrž Pavel, doc. RNDr., Ph.D.
Formální přístupy, a to zejména ty založené na řešení SAT problému, jsou v evolučních algoritmech používány řadu let, např. pro rozhodnutí, zda kandidátní řešení splňuje omezující podmínky či nikoliv. V poslední době bylo ukázáno, že s využitím moderních SAT, BDD a jiných solverů je rovněž možné výrazně urychlit dobu ohodnocení kandidátního řešení a tím vylepšit proces optimalizace zejména pro složité číslicové obvody. Cílem projektu je začlenit vybrané formální přístupy do procesu evolučního návrhu obvodů a na vybraných problémech ukázat, že jejich použití umožní evolučně navrhovat a optimalizovat složitější obvody nebo urychlit řešení jednodušších instancí problému. Kromě řešení problému funkční ekvivalence bude výzkum zaměřen na způsoby reprezentace logických obvodů a účinné genetické operátory. Kvalita navržených algoritmů bude ověřena zejména při návrhu a optimalizaci kombinačních obvodů. Výzkum spadá to témat řešených výzkumnou skupinou Evolvable Hardware.
Řešení tohoto projektu bude vycházet ze stávajících poznatků o formálních systémech distribuovaného výpočtu. Cílem je konstrukce a výzkum nových automatových a gramatických systémů, které adekvátním způsobem odrážejí potřeby moderních výpočetních metod založených na distribuci. Aplikace těchto systémů se budou soustředit na modelování a výzkum organismů v molekulární biologii a překladačích.
Školitel: Meduna Alexandr, prof. RNDr., CSc.
Formální analýza a verifikace je moderním a rychle se rozvíjejícím přístupem k ověřování korektnosti počítačových systémů, resp. pro vyhledávání chyb v nich. Existuje a dále se rozvíjí mnoho přístupů k takové analýze či verifikaci: analýza toku dat, pokročilé typové analýzy, abstraktní interpretace, model checking apod. Značná pozornost je těmto přístupům věnována nejen v akademické oblasti, ale také řadou špičkových velkých průmyslových společností (např. IBM, Microsoft, Google, NEC, Red Hat, Facebook apod.) i nově vznikajících spin-off firem (např. Coverity, GrammaTech, MathWorks/AbsInt, Monoidics apod.). Přes tento zájem univerzit i průmyslových společností je však v oblasti statické analýzy stále zapotřebí vyřešit celou řadu teoretických i praktických problémů. Předmětem disertační práce bude konkrétně rozvoj současného stavu v oblasti formální analýzy a verifikace programů s neomezeným počtem paralelně běžících výpočetních vláken, případně i jiných typů paralelních systémů s neomezeným stupněm paralelismu (jako jsou např. komunikační protokoly, návrh hardwarových systémů ve vysoko-úrovňových jazycích pro popis hardware apod.)Práce bude řešena ve spolupráci s týmem VeriFIT zabývajícím se na FIT VUT automatizovanou verifikací, zejména pak dr. L. Holíkem, dr. A. Rogalewiczem, Ing. O. Lengálem a Ing. T. Fiedorem. Je zde rovněž možnost úzké spolupráce s různými zahraničními partnery VeriFIT: Uppsala University, Švédsko (prof. P.A. Abdulla, prof. B. Jonsson); Verimag, Grenoble, Francie (dr. R. Iosif), LIAFA, Paříž, Francie (prof. A. Bouajjani, dr. P. Habermehl, dr. M. Sighireanu, dr. C. Enea), Academia Sinica (prof. Y.-F. Cheng) či TU Vídeň, Rakousko (prof. H. Veith, dr. F. Zuleger). Téma je zajímavé také z pohledu spolupráce se společností Red Hat Czech a jeho laboratoří na FIT VUT.V oblasti formální analýzy a verifikace systémů s neomezeným počtem paralelně běžících výpočetních vláken má skupina VeriFIT bohaté zkušenost zahrnující využití technik jako jsou řezy (cut-offs), regulární model checking či tzv. pohledová abstrakce (view abstraction). Cílem disertační práce bude posunout současný stav v této oblasti k vyšší efektivitě, obecnosti a/nebo vyššímu stupni automatizace současných přístupů. V rámci toho by měly být studovány např. možnosti verifikace systémů kombinující neomezený paralelismus s dalšími zdroji neomezenosti, a to zejména dynamickými datovými strukturami použitými např. bezzámkovým způsobem, s použitím technologií jako jsou transakční paměti, a/nebo v kontextu tzv. slabých paměťových modelů zajišťujících pouze částečné uspořádání zápisů do paměti. Práce by se měla přitom zaměřit nejen na verifikaci dosud převážně studovaných vlastností typu bezpečnost, ale měla by uvážit také vlastnosti typu živost. Budou přitom používány a dále rozvíjeny zejména prostředky z oblasti teorie automatů a logik.
Jak asi víte, překladač se skládá z jazykově závislé analytické části(front-end), která produkuje zkontrolovanou vnitřní reprezentaci programu a následné generační části (back-end) generující výsledný objektový kód nebo jazyk assembleru.Metodika pro front-end je již z praktického hlediska léta vyřešena a učí se na úrovni bakalářského studia. Jsou k dispozici generátory analytické části překladu založené většinou LALR gramatikách, které bezkontextovou část analýzy vygenerují a kontextovou část je dle známé metodiky snadné vytvořit.Pro některé oblasti se navíc používá pouze jazyk C/C++, jehož front-end je volně dostupný. Při vhodně zvolené vnitřní reprezentaci je pak generátor front-endu závislý pouze na vstupním jazyce. Vhodné vnitřní reprezentace existují, např. definičním jazykem pro generátor je nejčastěji atributovaná bezkontextová gramatika.Skutečné současné praktické problémy leží v back-endu. Množství procesorových architektur je vysoké a navíc stále narůstá v souvislosti s mobily i jinými vestavěnými systémy, požadavky Internet of Things, lékařských zařízení, automobilů apod. Důvodem je kolize používání dostupných obecných procesorů s vyvinutými překladači a současně velkou spotřebou, které si uvedená zařízení nemohou dovolit z důvodů spotřeby, případně i ceny licencí. Počet a různorodost architektur procesorů tedy rychle narůstá. Bylo by vhodné mít k dispozici podobný generační prostředek jako má front-end i pro generování back-endu. Tím se velmi zeefektivní přenos aplikací zapsaných nejčastěji v jazyce C na nové processory. Je to poměrně nová oblast, která se v osnovách vysokých škol neučí (ani na FITu).Musíme mít:* vnitřní reprezentaci programů jako vstup překladu* jazyk pro definici procesoru jako vstup generátoru* vhodný modifikovatelný (rekonfigurovatelný) back-endJde tedy o to vygenerovat rychlý a efektivní překladač (postačující bude překladač jazyka C) pro různé architektury popsané definičním jazykem. Na co lze navázat:V rámci výzkumu skupiny Lissom vznikl rekonfigurovatelný překladač jazyka C, který je nyní součástí Codasip Studia firmy Codasip. Jsou tedy k dispozici zkušenosti s tímto výzkumem. Je jisté, že jde o výzkum na světové úrovni, který je prakticky žádán a není vyřešen (zkušenosti s provozem COdasip Studia). Jsou k dispozici definiční jazyky, mezijazyk i rekonfigurovatelný překladač jayzka C. Je k dispozici funkční generátor, avšak není jisté, zda je efektivní pro dostatečnou škálu architektur.Cílem práce je kritické zhodnocení současného stavu výzkumu i metod a návrh efektivní metodiky generování a generátoru.Možné konkrétnější zaměření:Vývoj optimalizovaného přenositelného rekonfigurovatelného překladače jazyka C/C++ pro VLIW procesorové architektury. Rekonfigurace bude probíhat na základě modelu VLIW procesoru v jazyka CodAL. Více informací ústně.Přehled možného zapojení do placených činností -základní stipendium doktorského studijního programu -odměny za řešení grantových projektů -národních -evropských -pracovní úvazek u smluvního partnera -souvisí s možností získání praxe Kontakty a informace Prof. Ing. Tomáš Hruška, CSc. - hruska@fit.vutbr.cz
Školitel: Hruška Tomáš, prof. Ing., CSc.
Disertační práce je zaměřena na získávání informací o uživatelem definované doméně, hlavních tématech výzkumu, projektech, časopisech, konferencích a týmech a presentace těchto znalostí ve formě automaticky udržovaného webového portálu, který bude možné díky personalizaci přizpůsobit individuálním požadavkům konkrétní osoby.
Téma je zaměřené na oblast analýzy aplikačních protokolů ve vysokorychlostních sítích. Cílem práce je najít nové modely reprezentace aplikačních protokolů sedmé vrstvy ISO/OSI (L7) a navrhnout vhodné algoritmy a architektury pro mapování do hardware, přesněji do technologie FPGA. Cílem bude zajistit požadovanou propustnost a efektivně využít zdroje FPGA.Doktorand se zaměří na analýzu vlastností existujících algoritmů a bude zkoumat možnosti jejich vylepšení. Dále bude zaměřena pozornost na hledání efektivních hardwarových struktur pro realizaci vybraných algoritmů s důrazem na využití hardwarového paralelismu, případně na nalezení zcela nových algoritmů a architektur.
Školitel: Kořenek Jan, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřené na oblast hledání regulárních výrazů. V rámcipráce budou zkoumány nové algoritmy a hardwarové architektury, které umožní s využitím technologie FPGA hledání regulárních výrazů na rychlostech v řádech stovek gigabitů za sekundu. Cílem bude zajistit požadovanou propustnost a efektivně využít zdroje FPGA tak, aby bylo možné umístit do FPGA čipu co nejvíce regulárních výrazů. Doktorand se zaměří na analýzu vlastností existujících algoritmů a budezkoumat možnosti jejich vylepšení. Dále bude zaměřena pozornost na hledání efektivních hardwarových struktur pro realizaci vybraných algoritmů s důrazem na využití hardwarového paralelismu, případně na nalezení zcela nových algoritmů a architektur.
Tématem disertační práce bude výzkum problematiky získáváním znalostí z databází, který bude zaměřený na netradiční přístupy, především pak na aplikaci teorie hrubých množin při získávání asociačních pravidel. Postup práce by měl být následující:
Cílem této disertační práce je návrh autonomního zařízení, které bude snímat a proměřovat dutiny válcového průřezu. Na základě naměřených dat vytvoří počítačový model dutiny, ve kterém pak bude hledat poškozená či jinak problematická místa. Systém bude schopen na základě minulých měření predikovat vývoj tohoto místa v budoucnu, za stejných podmínek užívání zařízení obsahujícího měřenou dutinu válcového průřezu (např. hlaveň tanku či děla). Zařízení je k dispozici + lze osadit dalšími senzory dle požadavků. Výzkum může být rozdělen do následujících etap:
Digitální forenzní analýza je disciplína, která se zabývá procesem hledáním digitálních důkazů pro určení, posouzení a zdokumentování bezpečnostních incidentů související obvykle s kybernetickou krimnalitou. Její součástí je forenzní analýza mobilních zařízení, která se soustředí na hledání digitálních důkazů v mobilních telefonech, tabletech a jiných zařízení. Využívá při tom systémová i aplikační data uložená v těchto zařízeních s cílem prokázat, zda dané zařízení nebylo použitu k nedovolenému jednání. Cílem tohoto výzkumu bude aplikace metod strojového učení, dolování dat a jiných pro účely klasifikace, rozpoznání a výběr užitečných informací z dat získaných z mobilního zařízení pro učely odhalení nedovoleného jednání. Navržené metody budou experimentálně vyhodnoceny a případně integrovány do forenzní platformy v rámci projektu bezpečnostního výzkumu.
Školitel: Matoušek Petr, doc. Ing., Ph.D., M.A.
Cílem je po porozkoumání současných možností programovat vestavěné systémy navrhnout, realizovat a prakticky ověřit možnost tvorby software pro vestavěné systémy s využitím vhodné modifikace objektově orientovaných Petriho sítí.
Školitel: Janoušek Vladimír, doc. Ing., Ph.D.
Tématem této práce je kooperativní chování více robotů směřující k dosažení určitého cíle. Tímto cílem může být například hledání narušitele ve známém prostředí, společná tvorba mapy neznámého prostředí, či přesun nákladu. Podstatou řešení bude na základě současných metod skupinového plánování a koordinace vyvinout a realizovat metodu použitelnou v reálném čase v robotických nebo multiagentních systémech. Metoda by měla být zaměřena na schopnosti skupiny přehodnocovat postup, pokud dojde k neočekávané změně prostředí a také na schopnost skupiny vyrovnat se se ztrátou části členů skupiny.
Projekt se zabývá metrikami pro odhad vizuální kvality obrazu a videa. Cílem práce je výzkum nových metod, které by odstranily některé nedostatky existujících metrik zejména s ohledem na vlastnosti vizuálního vnímání člověka. V úvahu přicházejí např. problémy z oblasti vjemu HDR obrazu a využití přídavných informací (metadata, 3D, atd.) o testovaných scénách. Školitel specialista dr. Martin Čadík.
Školitel: Čadík Martin, doc. Ing., Ph.D.
Manažeři projektů již od samého počátku projektu podstupují riziko tím, že je na ně vyvíjen nátlak na zkracování lhůt, snižování nákladů projektu a zvyšování kvality produktu. Tato rizika jsou nejen technického charakteru, ale i organizační a ekonomická. Je proto nezbytné je řídit jako kterýkoliv jiný parametr projektu, zvláště ve fázi zahájení projektu tak, aby se dal co nejlépe změřit možný dopad rizik. Účelem řízení rizik je v předstihu poznat zdroje možných ztrát a následně omezit pravděpodobnost jejich vzniku a jejich závažnost na přijatelnou hodnotu a připravit v předstihu soubor korekčních opatření, pokud ke škodám dojde.Cílem výzkumné práce bude rozvoj pokročilých metod pro identifikaci, analýzu, posuzování a regulaci rizik na vybraných úrovních abstrakce. Výzkum bude zahrnovat uplatnění nových technologií procesního a znalostního managementu v managementu rizik. Práce by se měla soustředit na informační a komunikační podporu pro vyhodnocení variant postupů pro omezení dopadu rizik v IT projektech. Uvedený výzkum má charakter teoretického bádání s možným ověřením navrhovaných postupů prototypovou implementací. Očekává se účast na relevantních mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech.
Školitel: Kreslíková Jitka, doc. RNDr., CSc.
Práce se bude zabývat problematikou testování bezpečnostních produktů založenou na pravidlach a metrikách. Pro existující sadu metrik bude vytvořena množina modelů, které budou popisovat množiny metrik. Modely budou podle charakteristiky vlastností metrik vyhodnoceny a výstupem tohoto hodnocení by měla být míra úspěšnosti detekce jednotlivých typů útoků Cílem je vytvoření systému, který na základě zadaných vstupních vlastností vytvoří množinu metrik s odpovídající charakteristikou (např. nejlepší míra detekce konkrétního typu útoku). Tato sada metrik by následne měla pokrývat i neznámé útoky tohoto typu nebo množiny.
Předmětem doktorského studia bude výzkum v oblasti zlepšování kvality a redukci variability se zaměřením na statistické metody, které by bylo možné využít zejména v oblasti vývoje informačních systémů. Model systému kvality bude akceptovat moderní přístupy v této oblasti jakou je např. metodologie Six Sigma, použití grafických modelovacích nástrojů a bude akceptovat principy řízení kvality dané mezinárodními normami ISO. Dalším cílem výzkumné práce je nalezení teoretických konceptů, metod a nástrojů, jež by umožnily zdokonalování procesů řízení kvality vývoje produktů. Očekává se účast na relevantních mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech.
Vytváření prostředí pro procesně orientovaný přístup vývoje softwarových produktů.
Téma vychází z dlouholetého výzkumu procesních modelů, řešeného v minulých letech několika doktorandy ve skupině prof. Hrušky. Základem výzkumu byla analýza procesů s cílem jejich optimalizace. Výzkum se ubírá dvěma směry:
První možná oblast vychází z klasifikace existujících modelů workflow, jejich standardů a technik diskrétního modelování. Cílem je nalezení metody modelování workflow procesů s využitím moderních jazyků, případně s možností aplikace objektově orientovaného přístupu. Dále možná formalizace této metody a její porovnání s existujícími standardy a systémy v oblasti popisu workflow procesů. Téma je součástí řešení projektu MPO TIP Workflow systém jako výkonný nástroj pro business process reengineering.
Druhá oblast process miningu se zaměřuje na detekci, analýzu a optimalizaci business procesů založené na datech z logovacích souborů. Tato analýza reprezentuje dosud chybějící spojení mezi klasickou analýzou business procesů a dolováním dat.
Hlavní cíle jsou následující: Informační systémy optimalizují řízení procesů jejich definicí, poskytováním relevantních informací o produktu a nově na něj vznikajících požadavcích. Navrhujeme a implementujeme informační systém pro modelování, řízení a následnou optimalizaci business procesů. Cílem je tedy zautomatizovat předávání informací mezi jednotlivými zdroji a zajistit, aby byla dodržena business pravidla a bezpečnost. Výsledný systém umožní budovat efektivní správu toku informací.
V současné době existuje několik zavedených způsobů distribuovaného souběžného zpracování velkých dat/BigData (např. dávkové zpracování pomocí MapReduce, zpracování proudů dat, využití různých modelů komunikace v MPI, atp.), přičemž každý z těchto způsobů implementuje různé vzory distribuce a zpracování dat, resp. návrhu příslušných systémů zpracovávajících BigData. Často je však potřeba v jedné aplikaci tyto různé způsoby zpracování BigData zkombinovat či měnit bez nutnosti celkové změny architektury a to nejen při návrhu takových systémů, ale i za jejich provozu, např. pro optimalizaci aplikace s využitím dosavadních zkušeností z provozu (např. změnit často volané dávkové zpracování na nepřetržité zpracování proudů dat). Cílem práce je:
Doktorand bude spolupracovat s dalšími doktorandy a zaměstnanci výzkumné skupiny informačních a databázových systémů.
Školitelem specialistou bude RNDr. Marek Rychlý, Ph.D.
Téma je zaměřeno na algoritmy počítačové grafiky a obecně syntézy obrazu. Hlavním cílem je zkoumat algoritmy počítačové grafiky, související datové struktury, související otázky zpracování signálu a/nebo obrazu i související otázky získávání a zpracování 3D modelů tak, aby bylo lépe rozumět jejich vlastnostem a možnostem, algoritmy do hloubky analyzovat, zlepšovat a připravovat nové. Předpokládá se práce v jazyce C, C++, C#, assembleru, případě i jiných jazycích. Možné algoritmy zahrnují:
Řešení tohoto projektu bude vycházet ze stávajících poznatků o metodách generování jazyků a formálních gramatických modelech. Cílem je konstrukce a výzkum metod generování založených na takovýchto modelech a to tak, aby nové metody adekvátním způsobem odrážejí potřeby moderní informatiky. Aplikace těchto systémů se budou soustředit na specifikaci a překlad přirozených jazyků.
Cílem je vytvořit metodiku tvorby ditribuovaných počítačových systémů, které jsou schopny řídit procesy v reálném prostředí, sestavovat a adaptovat plány a optimalizovat rozvrhy zdrojů v závislosti na měnících se podmínkách v reálném prostředí. Jako základní model budou použity dynamicky modifikovatelné vysokoúrovňové Petriho sítě a dynamický DEVS. Testovací aplikační doménou mohou být výrobní systémy, inteligentní budovy atd.
Návrh a realizace systémů odolných proti poruchám má za následek zvýšení plošné redundance (narůstá objem eletroniky), informační redundance (využití parity, ECC či jiného typu nadbytečné informace) nebo časové redundance (násobná realizace instrukcí). Toto téma zapadá tematicky do oblasti třetí, tzn. mezi metody, pro něž je charakteristický nárůst časové redundance. Techniky, které byly doposud využívány, se zaměřovaly především na posouzení instrukcí, které bylo nutno zdvojit - kriteriem byla jejich souvislost s konkrétní aplikací, která nesměla být ohrožena.
Cílem práce bude definování dalších kriterií, která budou rozhodovat o zdvojování instrukcí (např. rozsah hardware, který se podílí na realizaci instrukce/posloupnosti instrukcí, příkon při realizaci instrukce/posloupnosti instrukcí, doba provádění instrukce, typ instrukce). Na takto definovaných kriteriích bude vytvořena metodika pro výběr instrukcí tak, aby byla zajištěna požadovaná spolehlivost.
Doktorand bude členem týmu, jehož činnost (především cestovní náklady) je finančně podporována z evropského projektu IC1103 "Manufacturable and Dependable Multicore Architectures at Nanoscale". Celý tým sestává z 18 evropských univerzit, na nichž existují týmy zabývající se podobnou problematikou. Činnost týmu je dále financována z projektu MŠMT s názvem "Metodiky pro návrh systémů odolných proti poruchám do rekonfigurovatelných architektur - vývoj, implementace, verifikace".
Tým zaměstnanců a doktorandů na ÚPSY dlouhodobě pracuje v oblasti návrhu systémů odolných proti poruchám.
Vysokoúrovňové Petriho sítě kombinují logické a funkcionální programování s vizuálním paralelním programováním. Těchto vlastností lze výhodně využít jako prostředku pro modelování inteligentních agentů i agentní infrastruktury. Cílem práce je experimentální ověření použitelnosti tohoto přístupu v aplikacích, jako jsou např. inteligentní budovy.
Tato disertační práce se zaměřuje na návrh a implementaci nových algoritmů pro eliminaci vlivu dermatologických problémů na celkový proces rozpoznávání otisků prstů. Jednotlivé etapy práce by měly být následující:
V současné době je drtivá většina výpočetních strojů založena na prvcích na bázi anorganických polovodivých materiálů, jako je křemík. Nejčastěji jde o tranzistory v roli spínacích prvků, z nichž jsou postavena logická hradla, realizující základní boolovské funkce. Z hradel jsou pomocí prostředků syntézy sestavovány složitější obvody, které již mohou realizovat algoritmus, výpočet. Pro návrh takové elektroniky jsou známy automatizované postupy a jsou také známá řešení realizující řadu potřebných funkcí.Na úrovni tranzistorů i hradel však existují alternativní řešení, která mohou do systému, v němž jsou použita, přinášet určité výhody. Na těchto úrovních lze ovlivnit především fyzikální vlastnosti výsledného produktu ať už jde nároky na výrobní technologie, rozměry, možnost nasazení v různých prostředích nebo rychlost obvodů, případně základní realizované logické funkce. Důsledky však pronikají i do vlastností důležitých z pohledu realizace algoritmů a výpočetní platformy. To může přinášet výhodu v možnosti nových aplikací, konvenční elektronikou jen obtížně dosažitelných, případně úsporu nebo lepší vlastnosti aplikací existujících. Mezi nekonvenční technologie v tomto smyslu lze například počítat obvody založené na organických polovodičích, realizované metodami inkoustového tisku, využití elektrického chování některých netradičních a biologických materiálů, polovodičové prvky na bázi grafenu a další nanotechnologie. Na úrovni hradel pak může nové pozitivní efekty přinášet například multifunkční (polymorfní) elektronika, kde jednou strukturou hradel lze realizovat více různých funkcí dle okolností, případně jiné netradiční implementace číslicové logiky.
Ukazuje se, že nové technologie na úrovni tranzistorů a netradiční implementace logiky na úrovni hradel mohou v některých aplikacích přinášet synergický efekt, zejména pokud jde o cenu implementace.
Cílem práce bude prozkoumat současné trendy v alternativních technologiích pro realizaci číslicové elektroniky na úrovni tranzistorů i na úrovni hradel, nalézt vhodné kombinace, které mohou přinášet synergický efekt v určitých třídách aplikací a přitom umožňují integraci s konvenčními řešeními. Výhody nalezených řešení bude třeba demonstrovat na vhodně zvolených aplikačních případech.
Školitel: Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA
Použití neuronových sítí pro hloubkové učení (deep learning) přispělo v posledních letech k výraznému posunu mnoha oblastí, které se opírají o strojové učení - rozpoznávání obrazu, analýza textu atd.Cílem disertační práce je rozvinout existující přístupy využívající obrovské kolekce neanotovaných dat pro naučení neuronových sítí tak, aby výstupy mezilehlé vrstvy bylo možné použít jako vektor příznaků. Součástí práce bude i aplikace zkoumaných metod v rámci evropských projektů, na jejichž řešení se školitel podílí.
Cílem práce je návrh nové koncepce snímání a rozpoznávání 3D geometrie ruky (tato zatím neexistuje na biometrickém trhu). Popis průběhu řešení:
Tématem disertační práce bude systemizace metod a prostředků pro obecné optimalizace (spojité i diskrétní). Postup práce by měl být následujícící:
Řešení tohoto projektu bude vycházet ze stávajících poznatků teorie formálních jazyků o modelech definující jazyky. Projekt se zaměří na automaty a gramatiky. Cílem je konstrukce a výzkum nových verzí těchto modelů a to tak, aby adekvátním způsobem odrážely potřeby moderní informatiky. Řešení projektu bude rovněž zahrnovat diskuzi aplikací těchto systémů.
Předmětem práce je návrh shluků (clusters) obchodních modelů a/nebo jejich parametrů, které budou zachovávat předepsané požadavky na minimalizaci kumulativních rizik, vznikajících při alokaci portfolia s využitím těchto systémů na paralelních časových řadách finančního trhu. Cílem práce je splnění kritérií na linearitu křivky ekvity a minimalizace kumulativního rizika. Očekává se účast na relevantních mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech.
Jak asi víte, překladač se skládá z jazykově závislé analytické části(front-end), která produkuje zkontrolovanou vnitřní reprezentaci programu a následné generační části (back-end) generující výsledný objektový kód nebo jazyk assembleru.Metodika pro front-end je již z praktického hlediska léta vyřešena a učí se na úrovni bakalářského studia. Jsou k dispozici generátory analytické části překladu založené většinou LALR gramatikách, které bezkontextovou část analýzy vygenerují a kontextovou část je dle známé metodiky snadné vytvořit.Pro některé oblasti se navíc používá pouze jazyk C/C++, jehož front-end je volně dostupný. Při vhodně zvolené vnitřní reprezentaci je pak generátor front-endu závislý pouze na vstupním jazyce. Vhodné vnitřní reprezentace existují, např. definičním jazykem pro generátor je nejčastěji atributovaná bezkontextová gramatika.Skutečné současné praktické problémy leží v back-endu. Množství procesorových architektur je vysoké a navíc stále narůstá v souvislosti s mobily i jinými vestavěnými systémy, požadavky Internet of Things, lékařských zařízení, automobilů apod. Důvodem je kolize používání dostupných obecných procesorů s vyvinutými překladači a současně velkou spotřebou, které si uvedená zařízení nemohou dovolit z důvodů spotřeby, případně i ceny licencí.Je to poměrně nová oblast, která se v osnovách vysokých škol neučí (ani na FITu). Kvůli rostoucí složitosti vestavěných aplikací a neregulérních architektur mikroprocesorů jsou zapotřebí vysoce optimalizované překladače pro snížení komplexity takových platforem a jejich ztrátových výkonů. Spotřeba energie u aktuálních mikroprocesorů je řešená za použití dynamické spotřeby energie, která může být rapidně snížena při minimalizaci přístupů do paměti, minimalizováním provádějících cyklů a minimalizací přepínacích aktivit na sběrnicích. Tato práce se mimo jiné zabývá optimalizacemi v přidělování registrů pro neregulérní architektury a například postprůchodovými optimalizacemi kódu pro minimalizaci dynamického přepínání na sběrnicích instrukčních pamětí. Cílem práce je kritické zhodnocení současného stavu výzkumu i metod a návrh efektivní metodiky generování a generátoru s důrazem na efektivní spotřebu energie.Na co lze navázat:V rámci výzkumu skupiny Lissom vznikl rekonfigurovatelný překladač jazyka C, který je nyní součástí Codasip Studia firmy Codasip. Jsou tedy k dispozici zkušenosti s tímto výzkumem. Je jisté, že jde o výzkum na světové úrovni, který je prakticky žádán a není vyřešen (zkušenosti s provozem Codasip Studia). Jsou k dispozici definiční jazyky, mezijazyk i rekonfigurovatelný překladač jayzka C. Je k dispozici funkční generátor, avšak není jisté, zda je efektivní pro dostatečnou škálu architektur. Více informací po osobní schůzce.Kontakty a informace Prof. Ing. Tomáš Hruška, CSc. - hruska@fit.vutbr.cz Přehled možného zapojení do placených činností -základní stipendium doktorského studijního programu -odměny za řešení grantových projektů -národních -evropských -pracovní úvazek u smluvního partnera -souvisí s možností získání praxe
Mnoho vědeckých výpočtů a simulací lze rozdělit do fází, z nichž každá zkoumá daný problém na jiné úrovni detailů. Pokud nás zajímá například komplexní dynamika kapalin můžeme výpočet rozdělit na několik úrovní z nichž každá je popsána jiným modelem. Na nejnižší úrovní máme kvantové jevy, interakce jednotlivých atomů dané sloučení a její sbalení v prostoru. Na další úrovni můžeme zkoumat interakce jednotlivých molekul jako jsou vzájemné srážky či elektrické působení. Na další úrovni můžeme vyšetřovat makroskopické parametry (hustota, viskozita, atd.).
Jednotlivé modely mohou běžet sekvenčně či paralelně a vzájemně si předávat údaje (vystup kvantového modelu může být vstupem do molekulárního). Cílem této práce je navrhnout obecné rozhraní pro párování několika různých modelů tak, aby byla umožněna maximální paralelizace, redukována synchronizace a množství předávaných parametrů.
Školitel: Dvořák Václav, prof. Ing., DrSc.
Vícejádrová (angl. multi-core) řešení představují trend současných výpočetních architektur a aplikací, a to především kvůli omezení škálovatelnosti nynějších technologií mj. vlivem jejich příkonu a tepelného vyzařování. Z úrovně aplikace je nutno co nejvíce využít paralelismu a omezit synchronizaci pomocí vhodných mechanismů plánování na dostupných jádrech s cílem splnit daná aplikačně specifická omezení týkající se např. spotřeby energie, kvality poskytovaných služeb, výpočetního výkonu, spolehlivosti či včasnosti reakcí. Cílem řešení tématu je zejména:
Téma je možno orientovat různými směry, např. do oblasti optimalizace návrhu vícejádrových systémů, návrhu samočinných adaptivních / rekonfigurovatelných systémů, plánování úloh / komunikace či operačních systémů pro vícejádrové architektury. Řešení projektu, zejména pak praktické ověření navrženého řešení, je možno stavět jak na "konvenčních" vícejádrových architekturách ARM Cortex-A9, Intel / AMD tak např. na specializovaných Xilinx Zynq 7000, Altera FPGA či SoC Microsemi Smartfusion2.
Školitel: Strnadel Josef, Ing., Ph.D.
Tato práce se bude zabývat algoritmy pro plánování pohybu robota. Ty ale většinou neuvažují s věcmi jako je hmotnost a setrvačnost robota, případně pohybová omezení daná typem podvozku. Výsledkem práce by měl být algoritmus, který pro robota s konkrétním typem podvozku nalezne optimalizovanou cestu na základě výše uvedených kritérií a podle zadaných parametrů. Plánovací metoda by měla být schopna vyrovnat se s nečekanými událostmi během pohybu robota, tj. detekovat kolizi či změnu prostředí zásadní pro dokončení naplánovaného pohybu.
Téma je zaměřeno na algoritmy zpracování videa. Hlavním cílem je zkoumat algoritmy tak, aby bylo lépe rozumět jejich vlastnostem a možnostem, algoritmy do hloubky analyzovat, zlepšovat/připravovat nové a efektivně je implementovat například v CPU, v CPU s akcelerací SSE instrukcemi, v embedded systémech, v embedded systémech s FPGA, případně v jiných kombinacích systémů. Předpokládá se práce v jazyce C, C++, C#, assembleru, CUDA, OpenCl, případně VHDL. Možné algoritmy zahrnují:
Genomy eukaryot nejsou neměnnými genetickými entitami. Zejména v poslední době se stále silněji ukazuje, že se jedná o velmi dynamické systémy, generátory vlastních přestaveb, schopné citlivě reagovat na změny prostředí. Většina eukaryotních genomů je zvelké části tvořena opakujícími se úseky DNA, tzv. repeticemi. Mezi repetice patří i klíčoví hráči dynamiky genomů - transponovatelné elementy, tzv. transposony, populárně označované jako "skákající geny". Transposony jsou rozptýleny po celém genomu. Ukazuje se, že transposony jsou aktivovány stresem, což je zřejmé zejména u rostlin, které nemohou opustit stresující prostředí podobně jako živočichové. Aktivace transposonů stresem vede k rozkolísání genomu a následně k lepší adaptaci na změněné prostředí.
Cílem disertační práce lze shrnout do následujících oblastí:
Literatura:
Wicker, T. et al. (2007) Nat. Rev. Genet.,8 973-982.
Feschotte, C. and Pritham, E. J. (2007) Annu Rev Genet,41 331-368.
Muoz-López, M. and García-Pérez, J. L. (2010) Curr Genomics,11 115-128.
Li, X., Kahveci, T. and Settles, A. M. (2008) Bioinformatics,24 468-476.
Kalyanaraman, A. and Aluru, S. (2006) J Bioinform Comput Biol,4 197-216.
Cegan, R., Vyskot, B., Kejnovsky, E., Kubat, Z., Blavet, H., Šafář, J., Doležel, J., Blavet, N. and Hobza, R. (2012) PLoS ONE,7.
Macas, J., Kejnovský, E., Neumann, P., Novák, P., Koblížková, A. and Vyskot, B. (2011) PLoS ONE,6.
Školitel - specialista: Ing. Tomáš Martínek Ph.D.
Proteiny se staly ústředními molekulami v biotechnologiích a biomedicíně, jejich vlastnosti však často nejsou pro praktické využití optimální. Řešením je buď identifikace nových proteinů s požadovanými vlastnostmi či úprava stávajících proteinů pomocí metod proteinového inženýrství. Hlavní obtíže přístupu založeného na identifikaci nových proteinů spočívají ve složitém prohledávání obrovského množství proteinů s neznámými vlastnostmi a biochemickými funkcemi dostupných v sekvenčních databázích. V případě proteinového inženýrství je zásadní kvalifikovaný výběr vhodných pozic v proteinech pro cílenou modifikaci struktury vedoucí ke zlepšení užitných vlastností.
Cílem disertační práce je vyvinout nové algoritmy a bioinformatické nástroje, které umožní biochemické komunitě automatickou identifikaci vhodných proteinů s potenciálně zajímavými vlastnostmi. Dalším cílem bude přispět k rozvoji metod sloužících k identifikaci míst vhodných k inženýrství proteinů a ohodnocení vlivu konkrétních mutací na stabilitu a funkci proteinů. Pro tyto účely bude z části možné integrovat již existující metody, přičemž bude potřeba nejprve metody pro daný úkol porovnat, kriticky ohodnotit a vybrat nejvhodnější z nich. Celá řada potřebných algoritmů však zatím neexistuje a bude potřeba je navrhnout, implementovat a validovat na reálných biochemických datech. V rámci řešení se očekává využití některých z technik strojového učení, umělé inteligence nebo návrhu vhodných heuristik pro prohledávání stavového prostoru s ohledem na biochemické a strukturní vlastnosti proteinů.
Příklady dílčích úkolů
Identifikace proteinů patřící do dané proteinové rodiny [2, 3, 4]
Rozpoznání experimentálně charakterizovaných proteinů z dané proteinové rodiny [5]
Předpověď rozpustnosti, exprese či stability proteinů na základě jejich sekvence [6, 7]
Předpověď důsledku aminokyselinové substituce na stabilitu proteinů [8, 9]
Automatický design knihoven mutantů pro experimentální testování [10].
Pavelka, A., Chovancova, E. and Damborsky, J. (2009) Nucleic Acids Res.,37 W376-383.
Sievers, F. et al. (2011) Mol. Syst. Biol.,7 539.
Punta, M. et al. (2012) Nucleic Acids Res,40 D290-D301.
Barrett, T. et al. (2012) Nucleic Acids Res,40.
Li, W., Cong, Q., Kinch, L. N. and Grishin, N. V. (2013) BMC Bioinformatics,14 30.
Smialowski, P., Martin-Galiano, A. J., Mikolajka, A., Girschick, T., Holak, T. A. and Frishman, D. (2007) Bioinformatics,23 2536-2542.
Ebrahimi, M., Lakizadeh, A., Agha-Golzadeh, P., Ebrahimie, E. and Ebrahimi, M. (2011) PLoS One,6.
Potapov, V., Cohen, M. and Schreiber, G. (2009) Protein Eng. Des. Sel.,22 553-560.
Dehouck, Y., Kwasigroch, J. M., Gilis, D. and Rooman, M. (2011) BMC Bioinformatics,12 151.
Sebestova, E., Bendl, J., Brezovsky, J. and Damborsky, J. (2014) Methods Mol. Biol.,1179 291-314.
V současné době existuje velké množství obrazových a video dat, případně dalších informací, které se váží k jejich obsahu. V kombinaci s metodami zpracování obrazu a videa, které umožňují z obrazu a videa extrahovat metadata vypovídající o obsahu, anotovat je apod., je tak možné vytvářet dotazy pro výběr obrazových a videodat, které těchto metadat a dalších informací využívají, například rozšířením zadaného dotazu o některé další rysy. Výzkum v rámci doktorského studia je zaměřen na takové pokročilé dotazování. Cíle projektu lze shrnout do následujících bodů:
Použití mobilních zařízení pro přístup ke službám na Internetu stále roste. Většina aplikací pro mobilní zařízení vzniká narychlo, aby uspokojila poptávku uživatelů. S tím souvisí i chyby v návrhu aplikací, bezpečnosti a zajištění privátnosti dat uživatele. Architektura mobilních aplikací kombinuje přístup klient - server s přístupem sítí peer-to-peer známých na Internetu, přesto se způsob práce mobilních aplikací liší od aplikací na běžných počítačích. Téma disertační práce se týká vývojem a aplikací pokročilých metod pro monitorování mobilní komunikace a její analýzu za účelem účtování služeb, sledování výkonu a detekce bezpečnostních hrozeb. Jako vhodné se jeví použití metod pro strojové učení, dolování dat v provozu či sledování charakteristik provozu. Student při řešení bude analyzovat vybrané mobilní aplikace, na kterých bude aplikovat vhodné metody pro detekci a monitorování. Téma je součástí projektu MV SEC6NET řešeného výzkumnou skupinou NES@FIT a souvisejících projektů.
Projekt se zabývá pokročilými metodami výpočetní fotografie. Cílem práce je výzkum nových metod pro výpočetní fotografii, což zahrnuje zejména softwarové řešení, které může být případně dále kombinováno s novou optikou a dalším hardware. Mezi oblasti výzkumu patří zpracování HDR obrazu a videa, převod barevného obrazu na černobílý, spektrální obraz, atd. Školitel specialista dr. Martin Čadík.
Předmětem studia budou algoritmy zobrazování scén v reálném čase s využitím moderních grafických procesorů. Práce se má zaměřit na složité a rozsáhlé scény s různými materiály a množstvím světelných zdrojů. Výsledkem práce by měly být algoritmy umožňující maximálně využít moderní grafické procesory - a to algoritmy použitelné v programovatelných částech zobrazovacího řetězce i algoritmy využívající GPU jako obecný vysoce paralelní stroj (architektury CUDA a OpenCL).
Praktické rozhodování u BDI systému je založeno na průběžném budování modelu záměrů agenta a následném provádění tohoto modelu. Původní výpočetní systém BDI agentů, systém AgentSpeak(L) nechával prostor pro další specifikaci některých výpočetních kroků, jakými jsou volba z více možných prostředků k dosažení cílů, volba záměrů k vykonání či volba substitucí při provádění formálních odvozování. Právě na hledání preferencí při výběru prostředků a záměrů se bude soustředit práce v rámci tohoto zadání. Výsledkem má být systém, jehož praktické rozhodování bude vykazovat vyšší míru racionality než vykazují v současnosti existující řešení BDI systémů.
Trendem posední doby při stavbě superpočítačových systémů je využití heterogenních architektur pro dosažení vysoké výkonnosti a současně nízkého příkonu. Typickým představitelem takového systému je Tsubane-II nebo Salomon, jenž obsahují mimo běžných vícejádrových procesorů i akcelerátory Intel Xeon Phi, nebo systémy jako je Titan jenž sází na grafické karty firmy NVIDIA.
Pokud chceme opravdu využít plný potenciál výpočetního systému je nutné úlohu rozdělit nejen na akcelerační karty, ale rovněž na procesorová jádra. Pokud bychom uvažovali systém Salomon umístěný v Ostravě, procesorová část představuje 1/3 výkonu, zatímco akcelerační karty 2/3.
Cílem práce je navrhnout novou metodiku automatizované rozdělení výpočtu (dekompozice) a vyvážení pracovní zátěže tak, aby byly využity všechny dostupné prostředky a minimalizována komunikace.
Na současné operační systémy (OS) jsou kladeny stále větší nároky nejen z hlediska flexibility a efektivity jejich běhu na moderních výpočetních platformách, ale také z hlediska spolehlivosti činnosti jejich jader a služeb, které poskytují aplikační vrstvě. Cílem řešení tématu je zejména:
Téma je možno orientovat různými směry, např. do oblasti nízkopříkonových aplikací/OS či aplikací/OS určených k běhu na vestavných platformách či na více jádrech. Z hlediska operačních systémů je možno stavět na škále "konvenčních" OS typu Unix, Linux, Android, Windows, iOS či specializovaných OS typu QNX, uC/OS-I(II, III), FreeRTOS, MQX apod.
Jak asi víte, překladač se skládá z jazykově závislé analytické části (front-end), která produkuje zkontrolovanou vnitřní reprezentaci programu a následné generační části (back-end) generující výsledný objektový kód nebo jazyk assembleru.Metodika pro front-end je již z praktického hlediska léta vyřešena a učí se na úrovni bakalářského studia. Jsou k dispozici generátory analytické části překladu založené většinou LALR gramatikách, které bezkontextovou část analýzy vygenerují a kontextovou část je dle známé metodiky snadné vytvořit.Pro některé oblasti se navíc používá pouze jazyk C/C++, jehož front-end je volně dostupný. Při vhodně zvolené vnitřní reprezentaci je pak generátor front-endu závislý pouze na vstupním jazyce. Vhodné vnitřní reprezentace existují, např. definičním jazykem pro generátor je nejčastěji atributovaná bezkontextová gramatika.Skutečné současné praktické problémy leží v back-endu. Množství procesorových architektur je vysoké a navíc stále narůstá v souvislosti s mobily i jinými vestavěnými systémy, požadavky Internet of Things, lékařských zařízení, automobilů apod. Důvodem je kolize používání dostupných obecných procesorů s vyvinutými překladači a současně velkou spotřebou, které si uvedená zařízení nemohou dovolit z důvodů spotřeby, případně i ceny licencí.Je to poměrně nová oblast, která se v osnovách vysokých škol neučí (ani na FITu). V back-endu probíhá během překladu statická analýza, která umožňuje na základě informací dostupných během překladu generovat v daný okamžik optimální kód. To však u některých architektur nemusí stačit. Zejména v případech, kdy počet aplikačních programů je omezen (častý případ u mnoha procesorů) je třeba pro analýzu překladu užít i data získaná po spuštění programu (profil).Cílem práce je výzkum a vývoj profilem řízených optimalizací v překladači jazyků C a C++. Statické analýzy v překladačích nejsou schopné dodat optimalizačním modulům dostatečně přesnou informaci o programu a právě využití profilu umožňuje značně vylepšit kvalitu generovaného kódu. Na co lze navázat:V rámci výzkumu skupiny Lissom vznikl rekonfigurovatelný překladač jazyka C, který je nyní součástí Codasip Studia firmy Codasip. Jsou tedy k dispozici zkušenosti s tímto výzkumem. Je jisté, že jde o výzkum na světové úrovni, který je prakticky žádán a není vyřešen (zkušenosti s provozem Codasip Studia). Jsou k dispozici definiční jazyky, mezijazyk i rekonfigurovatelný překladač jayzka C. Je k dispozici funkční generátor, avšak není jisté, zda je efektivní pro dostatečnou škálu architektur.Více informací po osobní schůzce.Kontakty a informace-Prof. Ing. Tomáš Hruška, CSc. - hruska@fit.vutbr.czPřehled možného zapojení do placených činností-základní stipendium doktorského studijního programu-odměny za řešení grantových projektů-národních-evropských-pracovní úvazek u smluvního partnera -souvisí s možností získání praxe
Jak asi víte, překladač se skládá z jazykově závislé analytické části(front-end), která produkuje zkontrolovanou vnitřní reprezentaci programu a následné generační části (back-end) generující výsledný objektový kód nebo jazyk assembleru.Metodika pro front-end je již z praktického hlediska léta vyřešena a učí se na úrovni bakalářského studia. Jsou k dispozici generátory analytické části překladu založené většinou LALR gramatikách, které bezkontextovou část analýzy vygenerují a kontextovou část je dle známé metodiky snadné vytvořit.Skutečné současné praktické problémy leží v back-endu. Množství procesorových architektur je vysoké a navíc stále narůstá v souvislosti s mobily i jinými vestavěnými systémy, požadavky Internet of Things, lékařských zařízení, automobilů apod. Důvodem je kolize používání dostupných obecných procesorů s vyvinutými překladači a současně velkou spotřebou, které si uvedená zařízení nemohou dovolit z důvodů spotřeby, případně i ceny licencí.Je to poměrně nová oblast, která se v osnovách vysokých škol neučí (ani na FITu). Jedním z problémů, které se řeší v back-endu je programování paralelních architektur (konstrukce překladače tak, aby byl schopen využívat instrukce pro paralelní zpracování). Vhodný jazyk pro programování takových systémů je OpenCL. OpenCL (Open Computing Language) je průmyslový standard pro paralelní programování heterogenních počítačových systémů, jako jsou například osobní počítače vybavené GPU (grafikou), APU, případně DSP (audio).Cílem práce je výzkum a vývoj překladače pro jazyk OpenCL, který bude cílit na využití paralelismu specifikovaného pomocí konstrukcí OpenCL především se zaměřením na architektury podporující SIMD instrukce, VLIW a multithreaded architektury. Na co lze navázat:V rámci výzkumu skupiny Lissom vznikl rekonfigurovatelný překladač jazyka C, který je nyní součástí Codasip Studia firmy Codasip. Jsou tedy k dispozici zkušenosti s tímto výzkumem. Je jisté, že jde o výzkum na světové úrovni, který je prakticky žádán a není vyřešen (zkušenosti s provozem Codasip Studia). Jsou k dispozici definiční jazyky, mezijazyk i rekonfigurovatelný překladač jazyka C. Více informací po osobní schůzce.Kontakty a informace-Prof. Ing. Tomáš Hruška, CSc. - hruska@fit.vutbr.czPřehled možného zapojení do placených činností-základní stipendium doktorského studijního programu-odměny za řešení grantových projektů -národních -evropských -pracovní úvazek u smluvního partnera -souvisí s možností získání praxe
Výstavba senzorických systémů souvisí s výstavbou distribuovaných systémů s vysokou granularitou. Pro podporu jejich správného fungování lze použít metod využívající modelováni a prototypování takových systémů. Pro svoji požadovanou schopnost pohotově a samostatně reagovat na změny snímaných veličin z prostředí, mají senzorové systémy společné rysy s multiagentními systémy. Podstatou práce bude nalézt metodiku pro výstavbu prototypů senzorických systémů s tím, že tyto prototypy budou obsahovat agentní prvky, které budou schopny v rámci sytému sdílet získaná data, provádět jejich agregaci a fúzi, vyhodnocovat je a provádět kolektivní rozhodování. Tyto multiagentní systémy budou tvořeny s využitím stávajících simulačních technik a nástrojů, jako jsou nástroje T-Mass, PN-Agent a další.
Řešení tohoto projektu bude vycházet ze stávajících poznatků o regulovaných formálních modelech, zejména automatů a gramatik. Cílem je konstrukce a výzkum nových regulovaných automatů a gramatik, které adekvátním způsobem odrážejí potřeby moderních výpočetních metod založených na distribuci, kooperaci a regulaci. Kanonické a redukované verze těchto modelů budou centrem tohoto studia. Aplikace těchto systémů se budou soustředit na modelování a výzkum organismů v molekulární biologii a genetice.
Cílem práce je rekonstrukce poničených povrchů CD/DVD/BR/HDD, sestávající z:
Servisní robotika, jejíž cílem je vytvořit plně nebo částečně autonomní systémy schopné pomáhat lidem v domácnosti, v nemocnicích, na pracovišti apod. s činnostmi, které jsou pro ně obtížné, je jednou z nejrychleji se rozvíjejících oblastí současného výzkumu a vývoje samočinných systémů.Cílem disertační práce je výzkum a vývoj vybraných metod pro inteligentní analýzu obrazu, zpracování získané informace, extrakce znalostí pro rozhodnutí o dalších krocích, vyvozování, řízení, případně i spolupráce s dalšími agenty. Práce budou navázany na mezinárodní projekty, na jijichž řešení se školitel podílí.
Cílem práce je vyhledávat a vytvářet algoritmy, které umožní v reálném čase provozovat rozšířenou realitu na mobilních (ultramobilních) zařízeních. Jedná se především o algoritmy určení/sledování pozice mobilního zařízení v prostoru pomocí počítačového vidění a využitím vestavěných senzorů mobilního zařízení. Dále se práce zaměří na algoritmy zobrazování virtuálních prvků do reálné scény a na aplikace rozšířené reality na mobilním zařízení.
Cílem práce bude vytvoření co nejpřesnějšího modelu kvadrokoptéry a následná tvorba a testování algoritmů řízení letu kvadrokoptéry. Jedním z podcílů práce bude vytvořit platformu pro testování řídicích algoritmů pro vysoce nelineární systémy. Dalším podcílem bude vybavit reálnou kvadrokoptéru takovými senzory, které umožní její bezpečný let ve vnějším i vnitřním prostředí.Školitel - specialista: Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D.
V oblasti počítačové komunikace se v poslední době objevují nové výzvy a požadavky, které mohou vyžadovat změny v síťové architektuře. Tento trend je často označován jako Internet of Things (IoT) nebo Cyber Physical Systems (CPS). Technologie, které jsou odpovědí na nové požadavky zahrnují zejména virtualizace síťové infrastruktury a služeb, softwarově definované a programovatelné sítě.
Možnosti dynamické rekonfigurace FPGA nabízí nové alternativy konstrukce elektronických systémů se zvýšenou spolehlivostí. Lze ji např. použít pro jednoduché zotavení po vzniku chyb v konfigurační paměti FPGA. Existence FPGA poskytuje také nové možnosti v konstrukci systémů odolných proti poruchám. V souvislosti s budováním systémů odolných proti poruchám je důležité zabývat se spolehlivostními modely těchto architektur, které díky možnostem FPGA mohou potenciálně mít specifické vlastnosti.
Práce na tématu disertační práce bude představovat tyto činnosti:
Zabývat se obecnými principy metod pro návrh a implementaci systémů odolných proti poruchám.
Zaměřit se na architektury založené na použití kontrolního obvodu pro kontrolu správné funkce navrženého funkčního obvodu různé úrovně (procesor, řadič, ALU, čítač, dekodér).
Zabývat se úvahami, jejímž výsledkem bude rozhodnutí o granularitě problému (jak velké celky budou kontrolovány s využitím kontrolního obvodu).
Analyzovat existující spolehlivostní modely, výše uvedené body spojit s návrhem vhodného spolehlivostního modelu.
Zabývat se možností vytvoření metodik, které umožní automatizovat návrh kontrolních obvodů.
Statická analýza postavená na formálních základech je moderním a rychle se rozvíjejícím přístupem k ověřování korektnosti počítačových systémů, resp. pro vyhledávání chyb v nich. Existuje a dále se rozvíjí mnoho přístupů k takové analýze či verifikaci: analýza toku dat, pokročilé typové analýzy, abstraktní interpretace, model checking apod. Značná pozornost je těmto přístupům věnována nejen v akademické oblasti, ale také řadou špičkových velkých průmyslových společností (např. IBM, Microsoft, Google, NEC, Red Hat, Facebook apod.) i nově vznikajících spin-off firem (např. Coverity, GrammaTech, MathWorks/AbsInt, Monoidics apod.). Přes tento zájem univerzit i průmyslových společností je však v oblasti statické analýzy stále zapotřebí vyřešit celou řadu teoretických i praktických problémů. Předmětem disertační práce bude konkrétně rozvoj současného stavu v oblasti statické analýzy zaměřené na programy se složitými dynamickými datovými strukturami.Práce bude řešena ve spolupráci s týmem VeriFIT zabývajícím se na FIT VUT automatizovanou verifikací, zejména pak dr. L. Holíkem, dr. A. Rogalewiczem, Ing. O. Lengálem a Ing. T. Fiedorem. Je zde rovněž možnost úzké spolupráce s různými zahraničními partnery VeriFIT: Uppsala University, Švédsko (prof. P.A. Abdulla, prof. B. Jonsson); Verimag, Grenoble, Francie (dr. R. Iosif), LIAFA, Paříž, Francie (prof. A. Bouajjani, dr. P. Habermehl, dr. M. Sighireanu, dr. C. Enea), Academia Sinica (prof. Y.-F. Cheng) či TU Vídeň, Rakousko (prof. H. Veith, dr. F. Zuleger). Téma je zajímavé také z pohledu spolupráce se společností Red Hat Czech a jeho laboratoří na FIT VUT.V oblasti statické analýzy programů s dynamickými datovými strukturami má skupina VeriFIT značné zkušenosti s vývojem různých nástrojů (např. Predator či Forester), které získaly řadu ocenění např. na mezinárodní soutěži ve verifikaci software SV-COMP. Konkrétní výzkum v rámci tématu se zaměří na další významné zdokonalení metod, na nichž tyto nástroje stojí, ať už se jedná o techniky založené na automatech, logikách či grafech. Cílem bude mimo jiné umožnit efektivní kombinaci uvedených technik pro práci s dynamickými datovými strukturami s analýzami pro jiné datové typy, umožnit verifikaci neúplných fragmentů programů bez nutnosti modelovat jejich okolí (což je velmi významné pro možnost aplikace uvedených technik na zvlášť kritické části velkých softwarových produktů), umožnit aplikaci uvedených technik v kontextu paralelních programů, umožnit převod programů se složitými datovými strukturami implementovanými pomocí nízkoúrovňových operací na programy s kontejnery apod.
Popis řešeného problému:
Většina diagnostických systémů řeší především problém detekce trvalých poruch. Znamená to, že podpůrné technické a programové prostředky jsou konstruovány tak, že předpokládají existenci jediné trvalé poruchy. Pokud se porucha objeví, tak je odhalena prostředky pro periodickou či průběžnou diagnostiku. Jiný typ poruch představují poruchy nestálé (přechodné), tzn. takové, které existují pouze krátkou dobu a není možné je odhalit prostředky vybudovanými pro odhalování trvalých poruch. Cílem činností v rámci tohoto tématu disertační práce bude vypracování a implementace metodiky pro detekci, statistiku a zotavení po těchto poruchách v systémech na bázi FPGA.
Další informace k tématu:
V systémech na bázi FPGA jsou podpůrné diagnostické prostředky budovány tak, aby detekovaly trvalé poruchy, lokalizovaly je a zajistily zotavení po poruše. Systémy na bázi FPGA však nabízejí alternativu, jak je učinit autonomně testovatelné tak, aby detekovaly poruchy přechodné, které sice existují pouze krátkou dobu, spolehlivost systému jako celku však mohou výrazně ovlivnit obzvlášť tehdy, pokud se projevují opakovaně.
Prostředky pro autonomní detekci přechodných poruch mohou být navrženy pro různé úrovně: CLB, konkrétní funkci, větší funkční či logický celek. Určité možnosti nabízí také kontrola propojovacích prostředků. Následná rekonfigurace se pak může zaměřit na takto detekovanou nefunkční část. Součástí těchto prací budou úvahy o možnosti tvorby testů, které by v intervalech nečinnosti aplikovaly testy cíleně zaměřené na detekci nestálých poruch (na základě zkušeností získaných s typy nestálých poruch a jejich projevem v konkrétní aplikaci).
Řešení tohoto projektu bude vycházet ze stávajících poznatků o systémech formálních modelů, zejména automatů a gramatik. Cílem je konstrukce a výzkum nových automatů a gramatik, které adekvátním způsobem odrážejí potřeby moderních výpočetních metod založených na distribuci, kooperaci a regulaci. Redukované verze těchto systémů budou centrem tohoto studia. Výzkum aplikací těchto systémů se bude soustředit na moderní trendy v informatice, např trendy v bioinformatice.
Cílem práce je výzkum transformace modelů používaných v softwarovém inženýrství. Nejznámějším modelovacím prostředkem je UML, ovšem při vývoji specializovaných systémů se s výhodami dají využít i jiné prostředky, např. Petriho sítě, DEVS či specializované nástroje. Transformace modelů se mohou provádět z různých důvodů: optimalizace architektury (vhodné např. pro formalismy DEVS či OOPN), optimalizace výkonu, možnost svázání s jiným programovacím jazykem nebo aplikačním prostředím. Výchozím požadavkem pro výzkum transformací modelů je nutnost zachování náhledu na softwarový produkt na úrovni původních modelů, tj. nepracovat přímo s kódem, ale vždy s modelem, a to i při ladění a změnách aplikace za běhu.
Výchozí stav: Při návrhu softwarových systémů se používají modely a modelování pro zachycení důležitých aspektů systému. V oblasti metod vývoje softwarových systémů došlo v posledním desetiletí k rozvoji přístupu, který využívá modelování v takovém rozsahu, že je lze považovat za základní programovací jazyk. Pro tento přístup existuje více označení, nejznámějším (a také nejdéle používaným) termínem je Model-Based Design (MBD). Navržené koncepty jsou převáděny z modelů do programovacího jazyka přičemž se využívají automatizované transformace. Problémem automatické konverze modelů se zabývají např. tvůrci UML (viz zavedení meta-úrovní, MOF apod.) či metodika MDA. Vytvořené modely se dosti často chápou jako odrazový bod pro programování. Další úpravy vynucené nalezením chyby či změnami požadavků se provádějí v programu a již se nepromítají zpět do modelů, což je nevýhoda pramenící z jednosměrných transformací modelů.
Školitel: Kočí Radek, Ing., Ph.D.
Tématem disertační práce bude problematika Bayesovských sítí. Postup práce by měl být následující:
Projekt se zabývá geo-lokalizací mobilních zařízení v neznámém prostředí pomocí metod počítačového vidění a počítačové grafiky. Hlavním cílem je výzkum a návrh nových metod registrace obrazu s geo-lokalizovanou obrazovou databází nebo s 3D modelem terénu. Cílem je též implementace navržených metod na mobilních zařízeních a hledání jejich dalších aplikací např. v oblastech zpracování obrazu, výpočetní fotografie a rozšířené reality. Školitel specialista dr. Martin Čadík.
Téma souvisí s aktivitami skupiny Speech@FIT v oblasti získávání znalostí z řečových dat. Zaměřuje se na detekci klíčových slov a frází pro scénáře a jazyky, u kterých nejsou dostupná trénovací data a standardní rozpoznávače řeči. Téma navazuje na práce Dr. Igora Szökeho a Dr. Javiera Tejedora v roce 2010. Další inspirací jsou práce K. Churche a dalších na JHU, např. https://wiki.inf.ed.ac.uk/twiki/pub/CSTR/ListenSemester1_2010_11/jansen_std.pdf
Školitel: Černocký Jan, prof. Dr. Ing.
Moderní GPU nabízejí možnosti zásadního zrychlení výpočtů pomocí jejich paralelizace. Grafické karty Nvidia řady 8xxx a architektura CUDA navíc přinášejí relativní nezávislost na použití v čistě grafických úlohách. Mluví se o tzv. GPGPU (General Purpose GPU).Cílem disertační práce je výzkum možností paralelizace výpočetně náročných úloh, které je možné převést na GPU. V rámci řešení by měla vzniknout obecná metodika umožňující odhad možného zrychlení výpočtu, případně charakterizující rozsah omezení daných použitou architekturou GPU. Výsledky budou demonstrovány na vybraných problémech zahrnujících časově náročné výpočty.
Univerzální GPU (GPGPU) se vynořily jako důležitá třída paralelních architektur se sdílenou pamětí s širokým nasazením, od mobilních vestavěných platforem až k superpočítačům. Vzhledem k dnešním tradičním vícejádrovým systémům mají GPGPU zřetelně vyšší stupeň multivláknové podpory v hardware (stovky hw vláken oproti desítkám), široké vektorové jednotky (několik desítek oproti 1-10), paměťové architektury s vysokou špičkovou propustnosti (stovky Gbajtů/s oproti desítkám) a menší vyrovnávací/odkládací paměti cache (méně než 1 Mbajt oproti 1-10 Mbajtů). Zaměření práce je především v oblasti návrhu a optimalizaci vědeckých aplikací na svazcích GPU (několik desítek až stovek GPU karet)
Mezi možná témata výzkumu patří: - univerzální výpočty akcelerované GP (GPGPU) - systémy x86+Intel Xeon Phi a jejich programování - Analýza a ladění výkonnosti pro GPGPU. - Škálovatelnost a vývoj aplikací v éře ExaFLOPs.
Řešení tohoto projektu je založeno na rostoucím významu inteligentních budov a potřebnosti komunikační infrastruktury pro jednotlivé komponenty inteligentních autonomních systémů v budovách. Při výzkumu tématu bude především kladena pozornost na bezdrátové sítě pro komunikaci. Odolnost a bezpečnost těchto sítí jak proti náhodných výpadkům, tak proti úmyslným útokům je nepřehlédnutelným požadavkem při využívání inteligentních budov. Řešení by se mělo soustředit jak na studium a návrh odolných sítí, tak i kvantifikaci odolnosti a analýzu možných následků různých nehod, nebo útoků.
Cílem práce je zkoumat problémy detekce útoků na počítačové systémy. Práce by měla být motivována snahou navrhnout nové přístupy pro detekci škodlivého software navestavěných a mobilních zařízeních.Součástí řešení bude:
Téma je zaměřeno na algoritmy zpracování obrazu "netradičně", například HDR (High Dynamic Range) obrazu, multispektrálního obrazu, případně obrazu doplněného o vlastnosti materiálu, teplotě, apod. Cílem je lépe porozumět jejich vlastnostem a možnostem, algoritmy do hloubky analyzovat, zlepšovat a připravovat nové. Předpokládá se práce v jazyce C, C++, C#, assembleru, případě i jiných jazycích. Možné algoritmy zahrnují: