K-INFO
HU
EN
Belépés
Tantárgy » BMEVIMIMA02
Régebbi verziók TAD letöltése (PDF)

Kiberfizikai rendszerek

Cyber-Physical Systems
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
Tantárgy neve (magyarul, angolul)
Kiberfizikai rendszerek
Cyber-Physical Systems
Tantárgykód BMEVIMIMA02
Tantárgyjelleg —
Képzési szint —
Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)
Kurzustípus elmélet gyakorlat laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti) 2 1 0
jelleg (kapcsolt/önálló) — kapcsolt —
Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa vizsga
Tantárgy kreditértéke 4
Tantárgyfelelős
Vörös András
beosztás: egyetemi docens
Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység
Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék
Kar Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Tantárgy weboldala —
Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege —
Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Előadások:

1. Bevezetés: kiberfizikai rendszerek definíciója, fontos problémafelvetései.

Architektúra
2. Virtualizáció: áttekintése, platform szintű virtualizáció, kiszolgáló oldal
3. Szenzorhálózatok: elosztott alapszolgáltatások, szenzorvirtualizáció, szenzorfúzió, M2M
4. Cloud platformok és technológiák I.: IaaS, PaaS, Carrier-grade cloudok, microcloud és cella technológiák
5. Cloud platformok és technológiák II.: kockázati tényezők, cloud méréstechnika , rendszerfelügyelet és menedzsment
6. Autonóm számítástechnika I.: szolgáltatásbiztonság és -minőség alapfogalmai, self-* követelmények, alapfogalmak, szintek, MAPE-K
7. Autonóm számítástechnika II.: eljárásrend alapú rendszermenedzsment, rendszerfelderítés- és modellezés (CMDB), monitorozás

Tervezésmetodika
8. Modellezés I.: dinamikus rendszerek, valós idejű követelmények, szabványok
9. Modellezés II.: CPS és cloud szimuláció, empirikus módszerek, alkalmazás sandbox környezetek
10. Algoritmika: anytime algoritmusok, párhuzamosítás, extrafunkcionális megoldások
11. Futási idejű tervezés sajátosságai: tervezési minták, HW-SW particionálás, optimalizálás és diverzitás, degradált működés tervezése
12. Konfigurációtervezés: szintézis, szolgáltatásintegráció, menedzsment feladatok
13. Strukturális hibatűrés mintái és mechanizmusai: redundancia sémák, idővezérelt rendszerek, erőforrás-particionálás virtualizált rendszerekben
14. Futásidejű hibatűrés és hibakezelés mintái és mechanizmusai: monitorozás, hibadetektálás és -lokalizálás, hibás állapotból helyreállítás, tranziens teljesítményhibák kezelése, kivételkezelés

 

Gyakorlatok:

1. Rendszer specifikáció írása CPS rendszerhez
2. Egyszerű szenzorfúziós feladat modellezése és megoldása
3. Cloud szolgáltatások integrációja CPS-ekhez: technológiák és tervezési minták
4. Self-* tulajdonságok megvalósítása kiberfizikai rendszerekben
5. CPS rendszerek nemfunkcionális jellemzőinek modellezése és elemzése
6. Feladatallokáció és újrakonfiguráció
7. Algoritmus alapú futásidejű hibatűrési mechanizmusok CPS rendszerekben

Az internethez integrált beágyazott rendszereknek új elvárásoknak kell megfelelniük: ki kell használniuk a felhő szolgáltatások által biztosított számítási lehetőségeket, képesnek kell lenniük az interneten keresztül elérhető tudás és szolgáltatások felhasználói igények által vezérelt befogadására, így a más eszközökhöz történő kapcsolódáshoz sokkal adaptívabbnak/átkonfigurálhatóbbnak kell lenniük. Az internetes infrastruktúra megbízhatatlansága miatt pedig autonóm módon kell garantálniuk a folyamatos működést a hálózati kapcsolat kiesésének ideje alatt. Az ezen elvárásokra felkészített rendszereket hívjuk kiberfizikai rendszereknek (Cyber-Physical Systems - CPS), amiknek a kulcstechnológiáit tekintjük át a tárgy keretein belül: kapcsolódó szabványok, algoritmusok, fejlesztő eszközök/módszerek. Kiemelt hangsúlyt kapnak az algoritmikus, modellezési és szolgáltatásbiztonsági aspektusok a tárgyban.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás és gyakorlat.

Tanulástámogató anyagok

Online források
A tárgyhoz kiadott előadásanyagok és technológiai leírások.; Ajánlott irodalom:; Lee, Edward A. and Seshia, Sanjit A.: Introduction to Embedded Systems, A Cyber-Physical Systems Approach, http://LeeSeshia.org, ISBN 978-0-557-70857-4, 2011.; Lee, Edward A. "CPS foundations." Proceedings of the 47th Design Automation Conference. ACM, 2010.; Shi, Jianhua, et al. "A survey of cyber-physical systems." Wireless Communications and Signal Processing (WCSP), 2011 International Conference on. IEEE, 2011.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Modellalapú tervezés, számítógép hálózatok és operációs rendszerek alapjai
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Modellalapú tervezés, számítógép hálózatok és operációs rendszerek alapjai
Általános szabályok
Követelmények: A szorgalmi időszakban: A félév végi aláírás feltétele a gyakorlatokhoz kapcsolódó házi feladatok legalább 70%-ának legalább 40%-os (elégséges) teljesítése. A vizsgaidőszakban: A hallgatók a tárgyból szóbeli vizsgát tesznek. A vizsga feltétele az aláírás megszerzése, a megszerzett aláírás 3 évig érvényes. Elővizsga: Van. Pótlási lehetőségek: A házi feladatok határidőn túli pótlására nincs lehetőség.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak
Rendszertervezés
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.