ČeskyEnglish

Tematické okruhy ke státní bakalářské zkoušce pro bakalářský studijní program Otevřená informatika

Společná část

  1. Lineární závislost a nezávislost, báze, dimenze. Lineární zobrazení, jádro a obor hodnot, skalární a vektorový součin. (A0B01LAG)
  2. Matice, determinant, inverzní matice, vlastní čísla a vlastní vektory matice. Soustavy lineárních rovnic. (A0B01LAG)
  3. Vlastnosti celých čísel (dělitelnost, prvočísla) a Eukleidův algoritmus. Binární relace, zejména ekvivalence a uspořádání, a jejich reprezentace. Počítání modulo. (A4B01DMA)
  4. Kombinatorika (kombinatorická čísla, princip inkluze a exkluze); Využití matematické indukce; rekurzivní vztahy (řešení rovnic, odhad náročnosti algoritmů) (A4B01DMA)
  5. Imperativní programování, software, překladač, interpret, vnitřní forma, programovací jazyky, syntaxe, sémantika, proměnné, výrazy, vstup, výstup, řídící struktury, jednoduché datové typy, přiřazení, funkce, procedury, parametry, rozklad problému na podproblémy, princip rekurze a iterace (A0B36PR1)
  6. Principy objektového přístupu, třída jako: programová jednotka, zdroj funkcí, datový typ; struktura objektu, konstruktory, přetěžování, instance třídy, hierarchie tříd, dědění, kompozice; abstraktní třídy, polymorfismus, rozhraní, rozhraní jako typ proměnné, typ interface. (A0B36PR1)
  7. Spojové seznamy, lineární seznamy, obecné spojové struktury, stromy, jejich vlastnosti, binární stromy, implementace (A0B36PR1)
  8. Limita funkce a posloupnosti, zejména rychlosti růstu v nekonečnu a l'Hospitalovo pravidlo. Derivace a parciální derivace: výpočet a význam (rychlost změny, monotonie, extrémy, gradient). (A4B01MA2)
  9. Význam integrálu, základní metody výpočtu a nevlastní integrál; řady a jejich konvergence (význam, příklady použití, geometrická řada), Taylorův polynom a řada. (A4B01MA2)
  10. Syntaxe a sémantika výrokové a predikátové logiky. Sémantický důsledek a tautologická ekvivalence. Booleovský kalkul. Rezoluční metoda (A0B01LGR)
  11. Orientované a neorientované grafy, souvislost, silná souvislost, stromy a kostry, Eulerovy grafy, Hamiltonovy grafy, nezávislé množiny, barvení grafu. (A0B01LGR)
  12. Programování v jazyce JAVA: struktura tříd a programu. Události, zdroj a posluchač události, šíření událostí, vlastní události, více zdrojů a posluchačů, rozlišení zdrojů. Výjimky a jejich zpracování, propagace výjimek, hierarchie výjimek, kontrolované a nekontrolované výjimky. (A0B36PR2)
  13. Základy programovaní v C, charakteristika jazyka, model kompilace, struktura programu, makra, podmíněný překlad, syntaxe jazyka, struktury, uniony, výčtové typy, preprocesor, základní knihovny, základní vstup a výstup, pointery, dynamická správa paměti, pole a ukazatelé, funkce a pointery. (A0B36PR2)
  14. Asymptotická časová a paměťová složitost algoritmů, řád růstu funkcí. (A4B33ALG)
  15. Základní algoritmy řazení (mergesort, quicksort, heapsort, radixsort) a vyhledávání půlením intervalu, jejich složitost. (A4B33ALG)
  16. Datové typy, seznam, zásobník, fronta, operace s nimi, jejich složitost. Vyhledávací a rozhodovací stromy (binární, AVL, B) jejich specifika a využití, efektivita operací, volba rozptylovací funkce pro specifické typy dat. (A4B33ALG)
  17. Otevřené a zřetězené rozptylovací tabulky, efektivita operací, volba rozptylovací funkce pro specifické typy dat. (A4B33ALG)
  18. Rekurze, základní schéma, základní vlastnosti, souvislost rekurze a iterace, vlastnosti implementace, efektivita (A4B33ALG)
  19. Náhodná veličina a náhodný vektor. Distribuční funkce, hustota a pravděpodobnostní funkce náhodné veličiny. Střední hodnota a rozptyl náhodné veličiny a jejich odhady. Sdružené charakteristiky náhodného vektoru. Korelace a nezávislost náhodných veličin. Metoda maximální věrohodnosti. Základní principy statistického testování hypotéz. Markovské řetězce, klasifikace stavů. (A0B01PSI)
  20. Entropie, vzájemná entropie a podmíněná entropie diskrétních a spojitých rozdělení, základní vlastnosti a význam. Kódování zpráv, Kraftova-MacMillanova nerovnost. Souvislost entropie a střední délky kódového slova. Kódy s optimální střední délkou. Informační kanál a jeho kapacita. (A0B01PSI)
  21. Deterministický konečný automat, jazyk přijímaný konečným automatem. (A4B01JAG)
  22. Regulární výrazy a regulární jazyky, Kleeneova věta. Algoritmická složitost úloh souvisejících s regulárními jazyky. (A4B01JAG)
  23. Gramatiky, regulární gramatiky a bezkontextové gramatiky, bezkontextové jazyky. Zásobníkové automaty a jejich vztah k bezkontextovým jazykům. Vlastnosti bezkontextových gramatik, lemma o vkládání. (A4B01JAG)
  24. Kombinační logické obvody a hazardy v kombinačních obvodech. Minimalizace logických funkcí. Kombinační obvody výpočetní techniky: multiplexory, demultiplexory, dekodéry, komparátory, sčítačky, obvody zrychleného přenosu. Programovatelné logické obvody. (A0B35SPS)
  25. Syntéza základních klopných logických obvodů pomocí kombinačních obvodů se zpětnou vazbou. Návrh synchronních obvodů pomocí klopných obvodů. Sekvenční logické obvody používané v počítačích. Hazardy v sekvenčních obvodech (A0B35SPS)
  26. Konečný automat a jeho minimalizace. Pevný a programovatelný řadič. Mikroprogramový automat. Struktura CPU, datové a adresní registry, čítač instrukcí, ukazatel zásobníku, typy instrukcí. (A0B35SPS)
  27. Připojení základních vstupních a výstupních zařízení k logickým obvodům, tlačítka, přepínače, indikátory, výkonové a indukční zátěže, dlouhé spoje a šíření signálu na vedení. Komunikace po sběrnici a DMA přenosy. Klasická architektura počítače, von Neumannova a harvardská architektura. (A0B35SPS)
  28. Popis fyzikálních systémů - vyjádření fyzikálních veličin pomocí derivací a integrálů. Vyšetřování pohybu pomocí diferenciálních rovnic, pohybová rovnice. Netlumený, tlumený a buzený lineární oscilátor. Vektorový popis fyzikálních dějů, zdánlivé síly (odstředivá, Coriolisova), popis otáčivých pohybů (moment síly a moment hybnosti). Práce v silovém poli, konzervativní silové pole. Vyjádření vlastností spojitých těles pomocí integrálů, těžiště a moment setrvačnosti. (A4B02FYZ)
  29. Dynamika fyzikálních systémů - matematický popis lineárních dynamických systémů, fázový portrét, stacionární (pevné) body. Vyšetřování stability lineárních systémů, topologická klasifikace lineárních systémů (sedlový bod, stabilní a nestabilní spirála, stabilní a nestabilní uzel, středový bod), atraktor. Vyšetřování stability nelineárních systémů, linearizace. (A4B02FYZ)
  30. Architektura počítače. Koncepce a techniky CPU. Porovnaní přístupů RISC a CISC procesorů. Sítě procesorů a paralelní architektury. Hierarchický koncept pamětí. Přerušovací a vstupně-výstupní podsystém počítače, řízení vstupů a výstupů. (A0B36APO)
  31. Mnohaúrovňová organizace počítače, virtuální stroje. Klasická registrově orientovaná architektura s kompletní instrukční sadou. Standardní systémové a I/O sběrnice počítačových systémů. (A0B36APO)
  32. Lineární programování (LP). Transformace různých forem LP mezi sebou. Aplikace LP. Simplexová metoda. Dualita. Konvexní množiny a polyedry, konvexní funkce, konvexní optimalizační úlohy. (A4B33OPT)
  33. Metoda nejmenších čtverců. Analytické podmínky na lokální optima diferencovatelných funkcí, volných i vázaných rovnostmi (metoda Lagrangeových multiplikátorů). Numerické metody pro optimalizaci bez omezení (gradientní, Newtonova, Gaussova-Newtonova, Levenbergova-Marquardtova metoda). (A4B33OPT)

Oborově zaměřené tematické okruhy pro obor Informatika a počítačové vědy

  1. Operační systém, proces, vlákno, algoritmy plánování procesů a vláken. Komunikace mezi procesy a vlákny, časově závislé chyby, kritické sekce, synchronizační nástroje, problém uváznutí, možnosti řešení. Správa paměti. Virtuální paměť - stránkování, algoritmy pro náhradu stránek, segmentace. Souborové systémy, organizace dat na vnějších pamětích, principy, řešení, ochrany. (A4B33OSS)
  2. Počítačové sítě, hierarchický model ISO/OSI. LAN, jejich topologie, technologie a adresování, propojování LAN do internetových struktur, adresování, směrování. IP protokoly (UDP, TCP, ICMP) a jejich aplikace v konkrétních protokolech (HTTP, SMTP, DNS). Výpočty v síťovém prostředí, klient/server, sockety. (A4B33OSS)
  3. Zdroje chyb v numerických výpočtech, spliny, metoda nejmenších čtverců. (A4B01NUM)
  4. Metody výpočtu kořenů funkcí, věta o pevném bodě. (A4B01NUM)
  5. Numerická integrace, metody řešení diferenciálních rovnic, vliv délky kroku (A4B01NUM)
  6. Základní typy architektury informačního systému (klient-server, multi-tier, tenký klient). Optimalizace výkonu databázového systému, B-stromy. Obnovitelnost dat po havárii. Replikace, vysoká dostupnost. On-line analytical processing. Základní techniky prostorové indexace pro spolupráci relačních DB systémů a GIS. (A4B33DS)
  7. Základy modelování dat, E-R diagramy, relační model. Integritní omezení, normální formy. Základy jazyka SQL, referenční integrita, agregační funkce, vnořené dotazy. Transakce, jejich serializovatelnost, zamykání, stupně izolovanosti, uváznutí transakcí, jeho prevence a řešení. Objektově-relační mapování, persistence objektů. (A4B33DS)
  8. Základní vyhodnocovací cyklus Lispu. Práce se seznamy v Lispu. Destruktivní a nedestruktivní konstrukty. Lambda kalkulus, funkce vyššího řádu, lokální proměnná, kombinace iterativních konstruktů a rekurze. Modely pravidlového progamování. (A4B33FLP)
  9. Prolog: fakta, pravidla, proměnné, funkce. Interpretace a model. Dotazy a jejich vyhodnocení rezoluční metodou, rozhodnutelnost. Řez, negace, předpoklad uzavřeného světa. (A4B33FLP)
  10. Řešení problémů pomocí prohledávání. Neinformované prohledávání. Informované prohledávání. Algoritmus A*. Algoritmy pro řešení dvouhráčových her (minimax, alpha/beta prořezávání). Reprezenatce znalostí pomocí pravidel. (A4B33ZUI)
  11. Reprezentace znalostí a modely usuzování pomocí predikátové logice 1. řádu. Rezoluční princip. Reprezentace nepřesné znalosti pomocí Markovské modely nepřesného uvažování. Markovské rozhodovací procesy. (A4B33ZUI)
  12. Bayesovská rozhodovací úloha, tj. minimalizace střední ztráty. Nebayesovské rozhodovací úlohy (Neyman-Pearson, minimax). (A4B33RPZ)
  13. Lineární klasifikátory, jejich výhody. Perceptronový algoritmus učení. (A4B33RPZ)
  14. Metody učení Adaboost a SVM (Support Vector Machine). (A4B33RPZ)
  15. EM (Expectation Maximization) algoritmus. (A4B33RPZ)

Oborově zaměřené tematické okruhy pro obor Počítačové systémy

  1. Základní znalosti výpočtu veličin a parametrů prvků v elektrostatických, stacionárních a nestacionárních polích, vlna ve volném prostoru (A4B17EAM)
  2. Vlna na vedení, výpočty parametrů vedení, přizpůsobování, základy řešení obvodů s odporovými i reaktančními prvky, řešení přechodových jevů (A4B17EAM)
  3. Základní vlastnosti polovodičů, přechod PN. Bipolární a unipolární tranzistor a jeho zapojení. Funkční struktury IO, popis technologických procesů výroby IO; technologie CMOS, topologie, návrhová pravidla. (A4B34EM)
  4. Parametry logických hradel CMOS, základní bloky analogových CMOS IO, AD a DA převodníky, paměťové struktury. Struktury MEMS. Základní optoelektronické prvky: fotodioda, fototranzistor, laser, LED. (A4B34EM)
  5. Operační systém, proces, vlákno, algoritmy plánování procesů a vláken. Komunikace mezi procesy a vlákny, časově závislé chyby, kritické sekce, synchronizační nástroje, problém uváznutí, možnosti řešení. Správa paměti. Virtuální paměť . stránkování, algoritmy pro náhradu stránek, segmentace. Souborové systémy, organizace dat na vnějších pamětích, principy, řešení, ochrany. Distribuované výpočty, klient/server. (A3B33OSD)
  6. Základy modelování dat, E-R diagramy, relační model. Integritní omezení, normální formy. Základy jazyka SQL, referenční integrita, agregační funkce, vnořené dotazy. Transakce, jejich serializovatelnost, zamykání, stupně izolovanosti, uváznutí transakcí, jeho prevence a řešení. Objektově-relační mapování, persistence objektů. (A3B33OSD)
  7. ISO/OSI model, funkce vrstev a komunikace mezi nimi. Typy datových přenosů, sdílení kapacity kanálu. Metody řízení přístupu ke sdílenému médiu, fyzické a logické topologie. Propojování distribuovaných systémů. (A4B38DSP)
  8. Metalické, optické a bezdrátové fyzické médium. Analogové a digitální modulace. Zdrojové a kanálové kódování, kódy pro detekci a opravy chyb, šifrování. (A4B38DSP)
  9. Počítačové sítě IEEE802.3, aktivní prvky, zajištění determinismu. Bezdrátové technologie WiFi, WiMax a ZigBee, RFID. (A4B38DSP)
  10. Mikroprocesor jako logický obvod CMOS, vstupní a výstupní napěťové úrovně, vstupní napěťová tolerance, typické řady logických obvodů CMOS (HC, HCT, AHC, AHCT, LVC,..) používaných ve vestavných systémech, jejich základní vlastnosti. (A4B38NVS)
  11. Polovodičové paměti- druhy, funkce, jejich řídicí signály a časování, spolupráce mikroprocesoru s paměťmi s paralelním a sériovým rozhraním. (A4B38NVS)
  12. Sběrnice procesoru, její signály, sběrnicový cyklus a jeho časování z hlediska spolupracujících bloků, připojování pamětí, programovatelných řadičů a vstupně výstupních bloků na sběrnici. (A4B38NVS)
  13. Jednočipové mikropočítače a mikrořadiče - základní integrované periferní obvody, připojení a ovládání základních vstupních a výstupních bloků pro spolupráci s obsluhou (klávesnice, zobrazovače). (A4B38NVS)
  14. Systémy reálného času, požadavky, vlastnosti. Kódovací standardy, verzovací systémy, certifikace software. Časování přístupu k paměti; správa dynamické paměti. (A4B35PSR)
  15. Rozvrhování v systémech reálného času: hodinami řízené, se statickými a s dynamickými prioritami; časová analýza těchto systémů; inverze priorit; protokoly pro správu sdílených zdrojů. Kombinování real-time úloh s běžnými úlohami. (A4B35PSR)
  16. Architektura TCP/IP, základní funkce protokolů TCP, UDP a IP Technologie LAN sítí Ethernet, koncentratory, mosty a prepinace, VLAN sitě (značkovaní Ehernet rámců) a STP protokol (A4B32PKS)
  17. Směrování v IP sítích - statické, dynamické. Obsah a význam směrovací tabulky. Princip směrovacích protokolů RIP, OSPF a BGP. (A4B32PKS)
  18. Princip přenosu elektronické pošty v Internetu na bázi protokolu SMTP. Princip přenosu hypertextových obsahů HTTP protokolem. Zajištění bezpečnosti přenosu dat, protokoly TLS/SSL, síťový protokol IPSec (A4B32PKS)
  19. Základní principy šifrování - symetrické, asymetrické. PKI infrastruktura. Certifikáty a certifikační autorita. Princip překladu názvů na IP adresu, systém DNS (A4B32PKS)

Oborově zaměřené tematické okruhy pro obor Sofwarové systémy

  1. Operační systém, proces, vlákno, algoritmy plánování procesů a vláken. Komunikace mezi procesy a vlákny, časově závislé chyby, kritické sekce, synchronizační nástroje, problém uváznutí, možnosti řešení. Správa paměti. Virtuální paměť - stránkování, algoritmy pro náhradu stránek, segmentace. Souborové systémy, organizace dat na vnějších pamětích, principy, řešení, ochrany. (A4B33OSS)
  2. Počítačové sítě, hierarchický model ISO/OSI. LAN, jejich topologie, technologie a adresování, propojování LAN do internetových struktur, adresování, směrování. IP protokoly (UDP, TCP, ICMP) a jejich aplikace v konkrétních protokolech (HTTP, SMTP, DNS). Výpočty v síťovém prostředí, klient/server, sockety. (A4B33OSS)
  3. Proces vývoje software, jeho struktura a fáze vývoje, klasické a moderní agilní metodiky vývoje, řízení rizika. (A4B33SI)
  4. Technické aspekty softwarového projektu, projektová dokumentace: uživatelská specifikace, technická specifikace a návrh, testování, validace a integrace. Systémy pro správu konfigurace a podporu vývoje. (A4B33SI)
  5. Základní typy architektury informačního systému (klient-server, multi-tier, tenký klient). Optimalizace výkonu databázového systému, B-stromy. Obnovitelnost dat po havárii. Replikace, vysoká dostupnost. On-line analytical processing. Základní techniky prostorové indexace pro spolupráci relačních DB systémů a GIS. (A4B33DS)
  6. Základy modelování dat, E-R diagramy, relační model. Integritní omezení, normální formy. Základy jazyka SQL, referenční integrita, agregační funkce, vnořené dotazy. Transakce, jejich serializovatelnost, zamykání, stupně izolovanosti, uváznutí transakcí, jeho prevence a řešení. Objektově-relační mapování, persistence objektů. (A4B33DS)
  7. Koncept jazyka na bázi virtuálniho stroje, JVM memory management, datové struktury, výjimky, objektové programování, vlákna a synchronizace. (A4B77ASS)
  8. Architektury softwarových systémů, komponentové architektury, vzdálená invokace, distribuované komponentové architektury (CORBA), redundance a návrh spolehlivých systémů. (A4B77ASS)
  9. Webové služby a service-oriented architektury, asynchronní architektury komunikace, producer-consumer model, aktivní objekty a agentní systémy. (A4B77ASS)
  10. Testování uživatelských rozhraní. Definice pojmu použitelnosti (usability), modely úloh, prototypování uživatelských rozhraní. Testování použitelnosti (organizace a vyhodnocování testů). (A4B39TUR)
  11. Psychologické a ergonomické aspekty používání uživatelských rozhraní. Speciální uživatelská rozhraní a jejich testování. (A4B39TUR)
  12. Tvorba webových aplikací: Architektura webové aplikace, klientská část webové aplikace, W3C doporučení, webové skriptovací jazyky. Grafická a strukturální stránka prezentace. (A4B39WA1)
  13. Jazyk PHP, server-klient interakce. Šablony, MVC, frameworky, oddělení prezentační a aplikační logiky. Webové služby, AJAX. (A4B39WA1)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.