Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Kódolástechnika

    A tantárgy angol neve: Coding Technology

    Adatlap utolsó módosítása: 2022. augusztus 29.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus

    BSc

    Kötelező

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHIAB04 3 3/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Levendovszky János,
    4. A tantárgy előadója

    Dr. Levendovszky János, egyetemi tanár - HIT

    Dr. Vajda István, egyetemi tanár - HIT

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Lineáris algebra, kombinatorikai alapismeretek, elemi számelmélet
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (TárgyTeljesítve("BMEVISZAA06") VAGY
    TárgyTeljesítve("BMEVISZAA03")) ÉS

    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIHIAB00") ) ÉS

    (Kepzes("5N-A8") VAGY
    Kepzes("5NAA8"))

    VAGY EgyenCsoportTagja("Kreditpótlás_2023/24/2 ")

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    Ajánlott:
    Analízis 1-2
    7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja az információk tárolása illetve továbbítása során felmerülő három alapvető kódolási feladat fontosabb algoritmusainak ismertetése. Ezen területek az információ (i) megbízhatatlan kommunikációs csatornán történő továbbításához illetve megbízhatatlan  tárakon történő tárolásához (hibajavító kódolás), az (ii)  információ kisebb méretben történő ábrázolásához (adattömörítés, forráskódolás), valamint érzékeny információk publikus csatornán való átvitele során az  intelligens támadók elleni védelméhez (adatbiztonság, kriptográfia) kapcsolódnak
    8. A tantárgy részletes tematikája Az előadások részletes tematikája:
    Hibajavító kódolás: Bináris csatornamodell, hibavalószínűség, kódolási alapfogalmak (geometriai interpretáció, kódtávolság, optimális kódok, kódtávolság), általános kódolási séma és a komplexitása. Singleton és Hamming korlátok. Bináris lineáris kód, generátor mátrix, paritásellenőrző mátrix, szisztematikus kód. Hamming kód, Standard Array. Hibajavítóképesség és a paritásellenőrző mátrix oszlopvektorainak kapcsolata. Prím és prímhatvány méretű Galois testek, műveletek prímhatvány méretű Galois testekben shift regiszterekkel. Nembináris kódok, Hamming kódok, Reed-Solomon kódok. Ciklikus lineáris kódok, generátor és paritásellenőrző polinomok. Hibacsapda algoritmus. Minimálpolinomok a prímhatványméretű Galois testek felett, BCH kódok.
    Adattömörítés-forráskódolás: Prefix kód, az átlagos kódszóhossz és az entrópia. Shannon-Fano kód. Bináris Huffmann kód. Eloszlás független kódolás: Adaptív Huffman kód, Lempel-Ziv kódok. Prediktív kódolás. Beszéd- és hangtömörítés algoritmusok. Kép- és videotömörítés algoritmusok.
    Biztonsági kódolás: Alapfogalmak: érzékeny információ és támadása, rejtjelezés (szimmetrikus, aszimmetrikus). Rejtjelezési technikák, kulcsfolyam és blokk rejtjelezők. Shift rejtjelzés, polialafabetikus rejtjelzés, affin rejtjelzés, LFSR alapú kulcsfolyam rejtjelezés, DES blokkrejtjelezés, 3DES és AES rejtjelzők, SSL protokoll. OTP algoritmus. Számelméleti alapok. Nyilvános kulcsú titkosítás. Az RSA algoritmus és alkalmazása.

    A gyakorlatok/laborok részletes tematikája
    Hibajavító kódolás:
    feladatok a bináris lineáris kódolással, Reed-Solomon kódokkal kapcsolatosan, kódkombinációk, alkalmazások a kommunikációs technológiákban, hálózati kódolás, QoS kommunikáció

    Adattömörítés és forráskódolás:
    Pégdák, Huffman, Shannon-Fano, Sahnnon-Fano-Elias kódokra, adaptív Huffman kódolásra, LZ algoritmuscsalád file-ok tömörítésére, Adaptív prediktív kódolás, Transzformáció alapú tömörítés (KLT és PCA)

    Adabiztonsági kódolás:
    példák OTP algoritmusra, RSA algoritmusra
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadáson a kódolási algoritmusok általános diszkussziója, gyakorlaton az elméleti anyag elmélyítése numerikus példákon és valós alkalmazásokon keresztül.
    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban: 1 db sikeres (legalább 40%-os teljesítés) nagyzárthelyi dolgozat az aláírás megszerzéséhez.

    Vizsgaidőszakban: Sikeres írásbeli vizsga

    Elégtelen
    		Elégséges
    		Közepes
    		Jó
    		Jeles
     0-39 pont
    		 40-53 pont
    		 54-67 pont
    		68-81 pont
    		 82-100 pont

     

    11. Pótlási lehetőségek PZh a szorgalmi időszakban és PPZh a pótlási héten, illetve ismétlő vizsga.
    12. Konzultációs lehetőségek Előzetes időpont egyeztetés alapján
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    • D. Costello: Error control codes, Wiley, 2005
    • S. Verdu, S. Mclaughlin: Information Theory: 50 years of discovery, IEEE, 1999  
    • J.G. Proakis: Digital communications,McGraw Hill, 1996
    • T.M. Cover, A.J. Thomas: Elements of Information Theory, John Wiley, 1991. (IT)
    • Buttyán L., Györfi L, Györi S., Vajda I.: Kódolástechnika, elektronikus jegyzet, 2006
    • Györfi L, Györi S., Vajda I.: Információ és kódelmélet, Typotex, 2000
    • Buttyán L., Vajda I.: Kriptográfia és alkalmazásai, Typotex, 2005
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra18
    Felkészülés zárthelyire16
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása4
    Vizsgafelkészülés40
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Levendovszky János, egyetemi tanár, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    IMSc tematika és módszer A tárgyban az emelt szintű tartalom az előadások témaköreihez kapcsolódó kiegészítő irodalom irányított tanulmányozása.
    IMSc pontozás Szerezhető IMSc pont összesen: 20
    NZH-n IMSc többletpontot az szerezhet, aki az alapfeladatokat legalább 80%-ra teljesíti.
    Vizsgán IMSc többletpontot az szerezhet, aki az alapfeladatokat legalább 80%-ra teljesíti.