A kiadói szerkesztési feladatokat a Typotex Kiadó látta el, a teljes projekt megvalósításának időtartama: április szeptember 30.

Átírás

1

2 Bevezető A Szegedi Tudományegyetem Természettudományi és Informatikai Karának Informatikai Tanszékcsoportja és a Pannon Egyetem Műszaki Informatikai Kara közös munkája sikeresen szerepelt a "Tananyagfejlesztés és tartalomfejlesztés különös tekintettel a matematikai, természettudományi, műszaki és informatikai (MTMI) képzésekre" című TÁMOP A pályázaton. A pályázat célkitűzése a differenciált informatikai képzési lehetőségek rendszeréhez igazodó, interdiszciplináris szakmai ismereti megközelítéseket integráló, korszerű tananyagfejlesztés az informatikus curriculum területén, amely: friss szakmai tudásanyaggal vértezi fel az informatikus képzésekbe kapcsolódó hallgatókat, igyekszik maximálisan megalapozni a tudásintenzív IT munkahelyekre majdan belépő hallgatók nagy hozzáadott értékű termelő képességét, a két érintett régió releváns IT szektorbeli munkáltatói bevonásával optimálisan és relevánsan bővíti a régióban már meglévő interdiszciplináris szaktudást, lehetőséget teremt a hazai hallgatók tudásának önálló megújítására, kompetenciáinak bővítésére, határon túli magyar képzésekben történő integrálására. A konzorciumi együttműködéssel 43 elektronikus, külső szakértő által lektorált tananyag jött létre, amelyek elsősorban a mérnök informatikus BSc képzés, illetve bővített szakmai ismereteket biztosító mesterképzések úgymint mérnök informatikus MSc, valamint programtervező informatikus és gazdaságinformatikus MSc képzések kurzusaihoz kapcsolódnak. A kiadói szerkesztési feladatokat a Typotex Kiadó látta el, a teljes projekt megvalósításának időtartama: április szeptember 30. Az elektronikus jegyzetek elérhetőek a címen. 2

3 A pályázat keretében elkészült jegyzetek betűrendben: Adonyi Róbert: Adatstruktúrák és algoritmusok Heckl István: Adatstruktúrák és algoritmusok példatár Szalkai István, Dósa György: Algoritmikus számelmélet Titkosírás Ésik Zoltán, Gombás Éva, Iván Szabolcs: Automaták és formális nyelvek példatár Starkné Werner Ágnes, Piglerné Lakner Rozália: Ágens technológia Vörösházi Zsolt, Fodor Attila: Beágyazott rendszerek Matijevics István: Digitális technika példatár Nagy Antal: Fejlett grafikai algoritmusok Ferenc Rudolf: Fejlett programozás Gyimóthy Tibor, Havasi Ferenc, Kiss Ákos: Fordítóprogramok Blázsik Zoltán: Gazdasági folyamatok matematikai modellezése Bertók Botond, Kovács Zoltán: Gyártórendszerek modellezése Ésik Zoltán, Gombás Éva, Németh L. Zoltán: Hardver és szoftver rendszerek verifikációja Fogarassyné Vathy Ágnes, Starkné Werner Ágnes: Intelligens adatelemzés Hangos Katalin, Gerzson Miklós, Piglerné Lakner Rozália: Intelligens irányító rendszerek Gerzson Miklós, Pletl Szilveszter: Irányítástechnika Pluhár András: Játékelmélet Pletl Szilveszter, Magyar Attila: Jelek és rendszerek példatár Győri István, Pituk Mihály: Kalkulus informatikusoknak I Győri István, Pituk Mihály: Kalkulus informatikusoknak II Szalkai István, Dósa György: Kalkulus informatikusoknak II. példatár Palágyi Kálmán: Képfeldolgozás haladóknak Czúni László, Tanács Attila: Képi információ mérése Balázs Péter: Képrekonstrukció Mihálykó Csaba, Virágh János: Közelítő és szimbolikus számítások feladatgyűjtemény Leitold Adrien: Lineáris algebra példatár mérnök informatikusoknak Kovács Zoltán: Logisztika és üzleti modellezés Gerzson Miklós: Méréselmélet Dósa György, Imreh Csanád: Online algoritmusok Maros István: Operációkutatás informatikusoknak Simon Gyula: A programozás alapjai Bilicki Vilmos: Programrendszerek fejlesztése Mester Gyula: Robotika Ésik Zoltán: Számítástudomány alapjai Kató Zoltán, Czúni László: Számítógépes látás Alexin Zoltán: Személyes adatok védelmének jogi, etikai és informatikai kérdései Schanda János: Színtervezés számítógépes felhasználás számára Ferenc Rudolf: Szoftverkarbantartás Beszédes Árpád, Gergely Tamás: Tesztelési módszerek Katona Endre: Térképi adatbázisok Tarczali Tünde: UML diagramok a gyakorlatban Holló Csaba: Üzleti webtechnológiák Mihálykóné Orbán Éva: Valószínűségszámítás példatár informatikusoknak

4 Adatstruktúrák és algoritmusok Adonyi Róbert, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kulcsszavak: adatstruktúra, algoritmus, C, C++, programozás, verem, sor, láncolt lista, gráf, fa Összefoglaló: A jegyzet célja, hogy betekintést nyújtsunk a programozási feladatok során elénk kerülő programtervezési kérdésekbe. Ehhez bemutatjuk az alap adatszerkezeteket és az adatszerkezeteken megvalósítható különböző algoritmusokat, hiszen a rendelkezésünkre álló adatszerkezetek és a hozzájuk kapcsolódó algoritmusok tulajdonságainak és működésüknek alapos ismeretében tudjuk csak az alkalmazás igényeinek legmegfelelőbb megoldást kiválasztani. A jegyzet az elméleti ismeretanyagot és a programozás jellegű tárgyak teljesítéséhez szükséges gyakorlati jellegű tudást kap csolja össze. A jegyzetben szereplő mintaprogramok és kódrész - letek objektum orientált szemléletben C++ programozási nyelven kerülnek megvalósításra. Adatstruktúrák és algoritmusok példatár Heckl István, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kulcsszavak: adatstruktúra, algoritmus, adatszerkezet, adattípus, bonyo - lultság, programozás, feladatok, verem, sor, bináris fa, tömb Összefoglaló: Az adatstruktúrák és algoritmusok példatár 146 feladat segítségével segíti a hallgatók tudásának elmélyítését az adott témakörben. A példatár elején rövid áttekintés található a különböző adat szer kezetekről, az algoritmusok típusairól és bonyolultságairól. A leggyakrabban használt prog - ramozási tételek magyarázata is fellelhető itt. A feladatok típus szerint vannak csoportosítva, például veremhez kapcsolódó feladatok, bináris keresőfa feladatai, stb. A feladatok jelentős része több alfeladatból áll, amelyek sokszor ön álló an is megoldhatóak. Minden feladathoz megoldás tartozik, amely a példatár végén található, C illetve C++ nyelven. A példatár az Adatstruktúrák és algoritmusok kurzuson kívül használható programozás jellegű tárgyakhoz is. Algoritmikus számelmélet Titkosírás Szalkai István, Dósa György, PE MIK, Matematika Tanszék Kulcsszavak: algoritmusok, számelmélet, Euklidesz algoritmusa, lineáris diophantoszi egyenletek, kongruenciák, kínai maradéktétel, prímtesztek, titkosírás nyilvános kulccsal, bizonyítás nulla információval, Euklideszi gyűrűk Összefoglaló: Az algoritmusok legfontosabb jellemzőinek áttekintése után a könyv bevezetésképpen az elemi számelméletet tekinti át algoritmikus szemszögből nem minden egyszerű kérdés számítható ki percek vagy évek alatt. A könyv elsődleges célja egyrészt a számelmélet felhasználása az algoritmusok és titkosírások, irat-hitelesítések terén (7.3, 10. és 1. fejezetek), másrészt a számelmélet saját kiszámíthatósági problémái és azok megoldására történt próbálkozások bemutatása (3.2, 8. és 9. fejezetek). A könyv tartalmazza a fenti részek megértéséhez szükséges (nem kevés) elméleti tudnivalót is (2., 4-7. fejezetek). Az anyag megértését öt kis program segíti, melyek a bemutatott algoritmusokat lépésenként mutatják be, az output- 4

5 szöveg szerkeszthető. A prog ramok egyszerűbb számítások elvégzésére (pl. titkosírás) is használhatók. Néhány új jelöléssel és szemléletmóddal, továbbá Bolyai János számelméleti munkásságával, sőt modern algebrai általánosításokkal is megismerkedhetünk a könyvben (3., 8.3. és 13. fejezetek). A könyvet Táblázatok, Irodalomjegyzék és Tárgymutató teszi teljessé. Automaták és formális nyelvek példatár Ésik Zoltán, Gombás Éva, Iván Szabolcs, SZTE TTIK, Számítástudomány Alapjai Tanszék Kulcsszavak: szavak, nyelvek, véges automaták, reguláris kifejezések és nyelvek, környezetfüggetlen nyelvtanok és nyelvek, eldönthetetlen problémák. Összefoglaló: Jelen példatár a programtervező informatikus, mérnök informatikus és gazdaságinformatikus képzési tantervekben szereplő Számítástudomány alapjai és Formális nyelvek kurzusok gyakorlatán előforduló feladattípusokhoz gyűjt össze feladatokat. A példatár arányaiban tükrözi, hogy az érintett területek általában milyen részletességgel kerülnek elő ezen kurzusokon, így legnagyobbrészt a reguláris nyelvekkel (véges automaták, variánsaik és rajtuk végzett műveletek, reguláris kifejezések, szintaktikus félcsoportok, monadikus másodrendű logikai formulák) és a környezetfüggetlen nyelvekkel (környezetfüggetlen nyelvtanok, veremautomaták) kapcsolatos feladatok kaptak benne helyet. Ágens technológia Starkné Werner Ágnes, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Piglerné Lakner Rozália, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kulcsszavak: mesterséges intelligencia, ágens, intelligens keresés, tudásreprezentáció, bizonytalan adatok kezelése, szakértői ágens, gépi tanulás, genetikus módszerek, neurális hálózatok, robotika Összefoglaló: A Veszprémi Egyetemen (jelenleg Pannon Egyetem) 1992-ben indult informatikatanár képzésben folya ma - tosan oktatunk mesterséges intelligenciához kapcsolódó ismereteket kötelező tárgyak keretében. Ezeket az órákat mind a nappalis, mind a levelező hallgatók szívesen látogatták és ismerkedtek meg olyan területekkel, amelyek informatikai műveltségüket emelték. Emellett olyan témákról is hallhattak, amelyek az oktatás területén is felhasználhatók. A mostani képzési formában a hallgatók érdeklődése a téma iránt nem csökkent, ezért úgy gondoljunk, hogy egy célirányosan számukra összeállított, összefoglaló elektronikus jegyzet segítségével a rövidebb képzési idő ellenére is átfogó képet tudunk adni ezen tudományterület sokszínűségéről. A jegyzetben alábbi tématerületeket érintjük: mesterséges intelligencia ágensek, multi-ágens rendszerek; keresési módszerek; tudásbázisú ágens; tudásreprezentáció; bizonytalan adatok kezelése; szakértői ágens; gépi tanulás; genetikus módszerek; neurális hálózatok; robotika; virtuális valóság; gépi látás; beszédfelismerés. Beágyazott rendszerek Vörösházi Zsolt, Fodor Attila, PE MIK, Villamos mérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Kulcsszavak: beágyazott rendszerek, CAN, FPGA, MicroBlaze, MODBUS, RTOS, VHDL Összefoglaló: Napjainkban a legtöbb elektronikus eszköz kisebb önálló működésre is alkalmas részegységből áll, amelyek egy beágyazott rendszert alkothatnak. A beágyazott rendszerek ismerete nél kü löz - hetetlen a mai mérnökök számára. A jegyzet ehhez igyekszik segítsé get nyújtani. A jegyzet két fejezetre osztható, az első fejezet rövi den összefoglalja a beágyazott rendszerek alapelveit, a második fejezet pe dig az FPGA (Field Programmable Gate Arrays) eszközökkel és azok 5

6 fejlesztői környezetével foglalkozik, amelyet a beágyazott rendszerekben lehet használni. Napjainkban az FPGA-k a felhasználó által többször tetszőlegesen konfigurálható kapuáramkörök mint nagy-teljesítményű számítási eszközök a különböző feladatok megvalósításának igen széles spektrumát biztosítják: akár az algoritmusok végrehaj - tásának gyorsítását szolgáló tudományos számításoknál, a jelfeldolgozásban, a képfeldolgozásban, a titkosítás vagy, akár az autóipari alkalmazások stb. területén. A hagyományos ASIC VLSI technológiával szembeni nagy előnyük a relatív olcsóság, a gyors prototípus-fejlesztési lehetőség, és nagyfokú konfigurálhatóság. Ebben a jegyzetben a legna - gyobb FPGA gyártó, azaz a Xilinx chipek általános felépítését, funkcióit, illetve egy a Xilinx Spartan-3E sorozatú FPGA-ra épülő Digilent Nexys-2-es fejlesztő kártyát, integrált tervező-szoftver támogatottságát, és programozási lehetőségeit ismertetjük. A tématerületen létező legtöbb szakkönyv és jegyzet a HDL nyelvek pontos szintaktikai elemkészletének bemutatására és szimulálható, de nem mindig szintetizálható kódok megadására törekszik. Jelen jegyzet készítése során célul tűztük ki, hogy a VHDL összes nyelvi konstrukciójának áttekintése helyett mindvégig az FPGA-s környezetekben alkalmazható és szintetizálható tervek leírására fókuszálunk, amely egyben szimulálható RTL szintű VHDL megadását is jelenti. Továbbá sosem a VHDL nyelvi szintaxisának mélyreható ismertetését követjük, hanem mindig egy konkrét gyakorlati példán keresztül mutatjuk be a VHDL nyelvi elemkészletének a szintézis szempontjából legfontosabb részeit. Digitális technika példatár Matijevics István, SZTE TTIK, Műszaki Informatika Tanszék Kulcsszavak: digitális technika elemi kapuk, grafikus és numerikus egy sze - rűsítés, tárolók, számlálók, regiszterek, digitális rendszerek szimulálása. Összefoglaló: Az interaktív Digitális technika példatár segítségével a hallgatók, felhasználók az elméleti anyagot példákon keresztül, azok megoldásával, valamint a kapcsolások szimulálásával tehetik érthetővé. A példatár a digitális technika következő fejezeteinek megértéséhez nyújt segítséget: Boole algebra, logikai függvények, algebrai alak, igazságtáblázat, Venn diagram, kanonikus alak, minterm és maxterm. Logikai függvények minimalizálása. Elemi (alapkapuk) és összetett (kódolók, dekódolók, multiplexerek, demultiplexerek, összeadók, komparátorok, stb.) kombinációs hálózatok. Szekvenciális hálózatok. Szinkron és aszinkron sorrendi hálózatok. Leírási módszerek (állapottábla, gráfok), állapotok, működési modellek. Tárolóelemek (S-R, J-K és T flip-flopok). Szinkron és aszinkron működésű flip-flopok. Összetettebb sorrendi hálózatok (számlálók, shift regiszterek, stb.) Fejlett grafikai algoritmusok Nagy Antal, SZTE TTIK, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Kulcsszavak: grafikus csővezeték, OpenGL függvénykönyvtár, geometriai transzformációk, modellezés, árnyalás, textúrázás, ütközés detektálás, térbeli adatstruktúrák, realisztikus színtér Összefoglaló: A jegyzet Szegedi Tudományegyetem Termé szettudományi és Informatikai Karán, a programozó informatikus mester szakán folyó Fejlett Grafikai Algoritmusok című kurzus tematikája alapján készült. A jegyzet első fejezetében bevezetésként az OpenGL alapok mellett a grafikus csővezeték fázisait is ismertetjük. Emellett külön kitérünk a programozható grafikus csővezeték bemutatására is. A következő fejezetben egy háromdimenziós objektum felépítés példáján keresztül mutatjuk be az alapvető modellezési szabályokat és más primitívek 6

7 használatát. A negyedik fejezetben geometriai transzformációkkal foglalkozunk, ahol néhány speciális transzformációt is bemutatunk. A következő két fejezetben az árnyalással és az ahhoz szorosan kapcsolódó textúrázással foglalkozunk. Az ütközésdetektálás fejezetben néhány alap algoritmust mutatunk be. A nyolcadik fejezetben egyrészt olyan technikákat ismertetünk, amelyek az objektumok hatékony megjelenítését biztosítják, valamint olyan algoritmusokat ismertetünk, amelyek az objektumok felépítésének a kialakításában használhatóak. Az utolsó fejezetben olyan algoritmusokkal foglalkozunk, amelyek segítségével színterünket tehetjük valóság hűbbé. Fejlett programozás Ferenc Rudolf, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: generikus programozás, C++, template, STL Összefoglaló: A jegyzet fő célja, hogy az olvasó számára bemutassa a generikus programozási paradigmát. A köny - nyebb érthetőség kedvéért a bevezetésben egy rövid áttekintést nyújt az objektum-orientált programozásról, illetve a C++ nyelvről, majd ezután mutatja be a generikus programozást, valamint a legismertebb generikus programozással készült osztálykönyvtárat, a Standard Template Library-t (STL). A jegyzet betekintést nyújt az STL generikus algoritmusok és tárolók belső implementációjába és a tipikus használatába is. A jegyzet célja, hogy a teljesség igénye nélkül minél több területtel megismertesse az olvasót, ezzel megfelelő alapokat biztosítva a generikus programozási paradigma megértéséhez és elsajátításához. Fordítóprogramok Gyimóthy Tibor, Havasi Ferenc, Kiss Ákos, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: fordítóprogramok, attribútum nyelvtanok, interpreterek, fordítóprogram-generáló rendszerek, röpfordítás Összefoglaló: A fordítóprogramok feladata, hogy a különböző prog - ramozási nyelven írt programokat végrehajtható gépi kódú utasításokká transzformálja. A fordítási folyamat nagyon összetett, hiszen sok prog ramozási nyelv létezik és a különböző processzorok gépi utasítás készlete is jelentősen eltérhet egymástól. Figyelembe véve a rendelkezésre álló ma gyar nyelvű szakirodalmat, ebben a jegyzetben nem törekedtünk egy átfogó, a fordítás minden fázisát érintő anyag elkészítésére, hanem három területet érintünk részletesebben. A fordítási folyamat legjobban kidolgozott fázisainak a lexikális és a szintaktikus elemzés tekinthető. Hatékony algoritmusok és ezek megvalósítását támogató rendszerek készültek a lexikális és szintaktikus elemzők automatikus előállítására. A jegyzetben példákon keresztül bemutatjuk az ANTLR rendszert, amely segítségével formális nyelvtan alapú definíciók alapján gyakorlatban is használható minőségű elemzők generálhatók. A szintaktikus elemzést követő fordítási fázis a szemantikus elemzés. Ennek feladata az olyan fordítási időben felderít hető problémák megoldása, amelyek a hagyományos szintaktikus elemzőkkel nehezen valósíthatók meg (ilyen például a típus kompatibilitás vagy a változók láthatósági kérdésének kezelése). A szemantikus elemzés elterjedt modellje az attribútum nyelvtan alapú fordítási modell. A jegyzetben ismertetjük az attribútum nyelvtanokat és a kapcsolódó attribútum kiértékelő stratégiákat, valamint példákat mutatunk be arra, hogyan használhatók az attribútum nyelvtanok fordítás idejű szemantikus problémák megoldására. Napjainkban egyre nagyobb teret kaptak az értelmező (interpreter) alapú program végrehajtási megoldások. Ezek lényege, hogy a forráskódból nem gene rálunk gépi kódú utasításokat, hanem egy értelmező program segítségével hajtjuk végre az utasításokat. A jegyzetben ismertetjük a különböző értelmezési technikákat és bemutatunk optimalizálási megoldásokat. 7

8 Gazdasági folyamatok matematikai modellezése Blázsik Zoltán, SZTE TTIK, Számítógépes Optimalizálás Tanszék Kulcsszavak: projekt, mohó, gráf, matroid, lineáris, pénzügyi, folyam, döntés, tőke, kockázat, játék, programozás. Összefoglaló: Gazdálkodási kérdésekben forduljunk a matematika, informatika, közgazdaságtudomány modelljeihez, a megoldási módszereket, az eredményeket alkalmazzuk a felmerült gyakorlati problémákban. Bár az élet bo nyo - lultabb feladatokat vet fel, az absztrakt, leegyszerűsített fogalmak vizsgálata segít eligazodni a komplex folyamatokban is. A természettudományok módszeréhez hasonlóan az optimalizálási problémákban is megkülönböztetjük a lényeges tényezőket, elhanyagolva a kisebb jelentőségű hatásokat. A komputer is csak úgy tud segíteni, ha érvényesen kérdezzük. A kisebb objektumok, célok helyes megtervezése, majd az összetevők szintézise elvezethet a megoldáshoz. A jegyzet bemutat jól ismert alapvető problémákat, felvet gyakorlat-közeli megoldandó feladatokat, meg is oldja őket vagy szakirodalmi hivatkozásokra utal. Mai elméleti kutatásokat is megemlít, amelyek később hatékonyabbá tehetik a számítógépes algoritmusokat. Gyártórendszerek modellezése Bertók Botond, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kovács Zoltán, SZTE TTIK, Számítógépes Optimalizálás Tanszék Kulcsszavak: gráf, hálózat, ellátási lánc, matematikai programozás, folyamatszintézis, ütemezés. Összefoglaló: A tárgy és a jegyzet célja bevezetést adni olyan modellezési eljárásokba, melyek lehetővéteszik ipari gyártórendszerek és kapcsolódó hálózatok analízisét és optimalizálását. A gyártórendszerekhez kapcsolódó hálózat lehet az energiaellátó rendszer, a gyártáshoz kapcsolódó logisztika, az informatikai rendszer, de akár a teljes ellátási lánc is. Mindezen rendszereket és hálózatokat a következőkben elsősorban gráfokkal és hálózati folyamatokkal vagy ezek vala milyen formális matematikai leírásával modellezzük, melyek szoftverekkel jól kezelhetőek. A jegyzet második feje - zete átismétli a halmazelmélet alapjait, a relációk és függvények, gráfok és hálózatok fogalmát. A későbbi fejezetekben ilyen mo dellek készítésével foglalkozunk, aszerint csoportosítva őket, hogy milyen algoritmusokkal vagy szoft ve rekkel vizsgálhatóak. A modelleket gráf algoritmusokkal, matematikai programozással és folyamathálózat szintézis eljá rások - kal elemezzük és optimalizáljuk. Ezen elemző és optimalizáló módszerek mindegyikét egy-egy fejezetben tárgyaljuk. Hardver és szoftver rendszerek verifikációja Ésik Zoltán, Gombás Éva, Németh L. Zoltán, SZTE TTIK, Számítástudomány Alapjai Tanszék Kulcsszavak: verifikáció, modell ellenőrzés, átmeneti rendszerek, időzített automaták, temporális logikák, bináris döntési diagramok, modell ellenőrző szoftverek, SPIN, UPPAAL. Összefoglaló: Napjaink informatikai rendszerei egyre komplexebbek, és rohamosan bővül azoknak az alkalmazásoknak sora, melyek formális verifikációt igényelnek a hagyományos szimuláció és tesztelés mellett. A jegyzet az egyik legfontosabb verifikációs módszer, a modell ellenőrzés elméletébe és gyakorlatába kíván bevezetést nyújtani. Először áttekintjük a modell ellenőrzés feladatát, megvalósítását, a módszer előnyeit és korlátait. Ezután konkurens és időzített rendszerek átmeneti rendszerekkel történő modellezését mutatjuk be, majd a rendszerek dinamikus viselkedésének leírása kerül tárgyalásra temporális logikák segítségével. Ezt követően az explicit és szimbolikus modell ellenőrzés legfontosabb algoritmusait mutatjuk be. Végül a SPIN és az UPPAAL modell ellenőrző szoftver rendszerrel ismertetjük meg az olvasót. 8

9 Intelligens adatelemzés Fogarassyné Vathy Ágnes, PE MIK, Matematika Tanszék Starkné Werner Ágnes, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Kulcsszavak: adatelemzés, egy- és többváltozós elemzés, adat vizualizáció, dimenziócsökkentés, adatbányászat, adattárházak Összefoglaló: Napjaink információs társadalmában a különféle célból rögzített adatok számos értékes információt rejtenek magukban. A rendelkezésre álló adatok elemzése azonban szerteágazó feladat, melynek diverzitása főként az adatok sokrétűségéből és a változatos elemzési célokból fakad. Ebből adódóan az adatokban rejlő információ feltárása rendkívül összetett folyamat, amely különféle elemzési módszereket foglal magában. Jelen jegyzet célja, hogy átfogó ismereteket nyújtson az adatelemzés főbb módszereiről és bemutassa azok alkalmazási feltételeit, lehetőségeit. Ennek megfelelően bemutatjuk az elemzést megelőző adatelőkészítési fázis fő lépéseit, szót ejtünk az alapvető matematikai és adatvizualizációs módszerekről, részletesen tárgyaljuk a leggyakrabban alkalmazott dimenziócsökkentési eljárásokat, átfogóan ismertetjük a főbb adatbányászati módszereket és kitérünk az adattárházak által nyújtott elemzési lehetőségekre. A jegyzet írása során mindvégig szem előtt tartottuk, hogy olyan tudást nyújtsunk az Olvasó számára, amely kidolgozott elméleti alapokon nyugszik, de nem nélkülözi a gyakorlati ismereteket sem. Intelligens irányító rendszerek Hangos Katalin, Gerzson Miklós, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Piglerné Lakner Rozália, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kulcsszavak: intelligens irányítás, real-time szakértői rendsze rek, Petri hálók, kvalitatív modellek, szabályrend - szerek, fuzzy következtetés Összefoglaló: Az intelligens irányító rendszerek tankönyv anyaga a napjainkban dinamikusan fejlődő intelligens technikákat alkal mazó rendszer- és irányításelméleti feladatok (predikció, be avat kozás tervezés, rendszeranalízis, diagnosztika) megoldása során hasznosítható elméleti ismereteket és technikai megoldásokat tartalmazza műszaki informatikus hallgatók számára MSc szinten. A tankönyv fejezetei sorra veszik a folyamatirányító szakértői rendszer fogalmával és elemeivel, a tudásábrázolással, kvalitatív modellezéssel, Petri hálókkal, valamint a fuzzy irányítási rendsze rekkel kapcsolatos tudnivalókat. A könyvben összefoglalt tananyagot a G2 folyamatirányító real-time szakértői rendszer rövid ismertetése egészíti ki. A fenti fejezeteket animált ábrák, valamint kidolgozott és megoldandó feladatok gazdagítják. Irányítástechnika Gerzson Miklós, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Pletl Szilveszter, SZTE TTIK, Számítógépes Algoritmusok és Mesterséges Intelligencia Tanszék Kulcsszavak: az irányítástechnikai rendszerek leírása és vizsgálatának módszerei; a különböző dinamikus tagok ismertetése; a stabilitás fogalma és vizsgálata; a rendszerek leírása szakaszos időtartományban. Összefoglaló: Az Irányítástechnika tárgy a mérnök informatikus és a villamosmérnök alapszakos hallgatóknak 9

10 egyaránt kötelező szakmai alapozó tárgyként szerepel a tantervben. E jegyzet célja elsősorban nem a tantervben előírt teljes anyag át - tekin tése, hanem a gyakorlati foglalkozások alkalmazott szimulációs példák és megoldott számolási feladatok megértésének segítése példákon keresztül. Így ez a jegyzet, a legfontosabb anyag - részek rövid elméleti áttekintése mellett, jelentős számú kidolgozott példát is tartalmaz. A jegyzet elsősorban a Pannon Egyetem Mérnök informatikus BSc szak tantervében szereplő Irányítástechnika tárgy tanmenetét követi, illetve annak sajátosságaira épül, figyelembe véve a Szegedi Tudományegyetem hasonló szakán oktatott tárgy jelleg zetességeit. Ennek megfelelően elsősorban az irányítástechnika megértéséhez és alkalmazásához szükséges alapok kerülnek tárgyalásra. Az áttekintett témakörök az irányítástechnikai rendsze rek leírása és vizsgálatának módszerei; a különböző dinamikus tagok ismertetése; a stabilitás fogalma és vizsgálata; a rendszerek leírása szakaszos időtartományban című területeket ölelik fel. Játékelmélet Pluhár András, SZTE TTIK, Számítógépes Optimalizálás Tanszék Kulcsszavak: kombinatorikus játékok, zérusösszegű játékok, Nash-egyensúly, kooperatív játékok, stabil párosítások, döntéshozatal Összefoglaló: A jegyzet a fő célja a játékok különböző formáinak ismertetése és a megértésükhöz használatos matematikai fogalmak és elméletek bemutatása. A kombinatorikus játékokban a fák fogalmának és a teljes indukciónak a használatával eljuthatunk Zermelo tételéig, a végtelen játékok nem determini - sztikus voltának bizonyításához mélyebb eszközök szükségesek. Ezek után megmutatjuk, hogy a kombinatorika legfontosabb eszközeinek létezik játékelméleti megfelelője és következésképpen felhasználása is. A zérusösszegű mátrixjátékokra több példát és megoldási módszert adunk, az általános minimax tételt pedig konstruktív úton bizonyítjuk. A nemzérusösszegű játékoknál a Nash-egyensúly létezését a Brouwer-féle fixponttétellel, illetve a bimátrixjátékokra adott Lemke-Howson algoritmussal mutatjuk meg. Ismertetjük a Nashegyensúly klasszikus példáit és továbbfejlesztési lehetőségeit. A kooperatív játékok alapfogalmait tárgyaljuk, a magot, a stabil halmazt és a Shapley-értéket. Az alkalmazások természetes módon magukba foglalják a stabil párosítás problémáját illetve a Nash-program illusztrációját dolgozzuk ki. Végül a döntéshozatallal kapcsolatos problémákról van szó; ezen belül Arrow tételéről, illetve az igazságos vagy irígységmentes osztozkodások lehetőségeit vizsgáljuk meg. Jelek és rendszerek példatár Pletl Szilveszter, SZTE TTIK, Műszaki Informatika Tanszék Magyar Attila, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Kulcsszavak: jelek, jelek felosztása, rendszerek, rendszerek felosztása, Fourier transzformáció, FFT, LTI rendsze - rek, Bode diagram, szűrők, moduláció, mintavételezés, A/D átalakítás Összefoglaló: A Jelek és rendszerek példatár elsősorban a felsőoktatásban részvevő mérnök-informatikus alapszakos hallgatók számára készült. A példatár a kiválasztott témakörök tárgyalásmódját illetően minden esetben bemutatja a szükséges elméletet, majd példákon keresztül igyekszik érthetővé tenni a tananyagot. A feldolgozott témakörök a következők: a jel és rendszerelméleti alapfogalmak, a folytonos és a diszkrét-idejű konvolúció, a folytonos és diszkrét idejű jelek Fourier transzformációja, a z-transzformáció, a jelek szűrését végző rendszerek, az alapvető modulációs megoldások, a mintavételezés és tartás és végül az A/D átalakítás. 10

11 Kalkulus informatikusoknak I. Győri István, Pituk Mihály, PE MIK, Matematika Tanszék Kulcsszavak: egyváltozós valós függvény, sorozat, határérték, folytonosság, derivált, határozatlan integrál, Riemann-integrál, improprius integrál, Laplace-transzformált Összefoglaló: A jegyzet a Pannon Egyetem Műszaki Informatikai Karán oktatott Matematikai analízis I. kurzus anyagának összefoglalása informatikus és villamos mérnök hallgatók részére. Az olvasó megismerkedhet az egyváltozós valós függvények differenciálszámításával és integrálszámí tásával, ezen belül az analízis olyan központi fogalmaival, mint a határérték, folytonosság, derivált és az integrál. Egy villamosságtani probléma kapcsán ismertetésre kerül a Laplace transzformált fogalma és fontosabb tulajdonságai. Kalkulus informatikusoknak II. Győri István, Pituk Mihály, PE MIK, Matematika Tanszék Kulcsszavak: végtelen sor, hatványsor, többváltozós függvény, folytonosság, határérték, differenciál, területi integ rál, közönséges differenciál - egyenlet, z-transzformált Összefoglaló: A jegyzet a Kalkulus informatikusoknak I. c. jegyzet folytatása, a Pannon Egyetem Műszaki Informatikai Karán oktatott Matematikai analízis II. kurzus anyagának összefoglalása informatikus és villamos mérnök hallgatók részére. Az olvasó megismerkedhet a végtelen sorok és hatványsorok fogalmával, a többváltozós függvények diffe ren ciálszámításával, a területi integrállal és közönséges differenciálegyenletek néhány egyszerűbb típusával. Egy információátviteli probléma kapcsán ismertetésre kerül a z-transzformált fogalma és fontosabb tulajdonságai. Kalkulus informatikusoknak II. példatár Szalkai István, Dósa György, PE MIK, Matematika Tanszék Kulcsszavak: többváltozós integrálás és deriválás Közönséges differenciálegyenletek Parciális törtekre bontás Laplace transzformáció Fourier-sorok Összefoglaló: A példatárban található feladatok felölelik a többváltozós integrálás és deriválás, közönséges diffe - renciál- és integro- egyenletek, a parciális törtekre bontás, Laplace transzformáció és Fourier-sorok, az RLC elektronikus áramkörök alapjait. A bőséges útmutatóban röviden megtaláljuk a legfontosabb megoldási módszerek leírását is. A feladatgyűjtemény legnagyobb részét a feladatok részletes megoldásai (esetenként magyarázatokkal, megjegyzésekkel) teszik ki. A függelékben a legfontosabb tételek, képletek, táblázatok és tárgymutató kaptak helyet. Két animáció és két szemléltető program is segíti a megértést és egyszerűbb feladatok kiszámíttatását. Mind egyéni mind csoportos felkészüléshez ajánljuk ezt a példatárat. 11

12 Képfeldolgozás haladóknak Palágyi Kálmán, SZTE TTIK, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Kulcsszavak: digitális képfeldolgozás, színes képek, matematikai morfológia, vázkijelölés, képszegmentáció textúra-elemzés, kép-leképezések, képregisztráció, mozgóképek, többfelbontású képfeldolgozás Összefoglaló: Ez a jegyzet a Szegedi Tudományegyetem oktatott Képfeldolgozás haladóknak című tárgyhoz készült. A mesterszakos kurzus az alapozó Digitális Képfeldolgozás tárgyra támaszkodva egyrészt a számítógépes képfeldolgozás további érdekes fejezeteibe nyújt betekintést, másrészt pedig az alapfejezetek újabb és fejlettebb technikáira tér ki. A jegyzet tíz fejezetből áll, melyet az alábbi területeket érintik: bináris tomográfia, halftoning, objektum-címkézés, a színes képek feldolgozása, matematikai morfológia, vázkijelölés, fejlett szegmentációs módszerek, textúra-elemzés, leképezések, warping, morphing, képregisztráció, mozgóképek feldolgozása, többfelbontású feldolgozás. Képi információ mérése Czúni László, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Tanács Attila, SZTE TTIK, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Kulcsszavak: Kép információ, digitális képfeldolgozás, orvosi képfeldolgozás, optikai mérés, képelemzés, videómegfigyelés, távérzékelés, zajszűrés Összefoglaló: A jegyzet megismerteti az olvasót a képi információ technikai jelentésének és mérésének alapelvei - vel, alapvető módszereivel. A modern képalkotás és képfeldolgozás technikáját bemutatva megismerhető, milyen módon érzékelik, tárolják és elemzik a különböző számítógépes alkalmazások a képeket. A jegyzetben kitérünk az orvosi képalkotás és képelemzés, a képvisszakeresés, az ipari képelemzés, a távérzékelés és a videó-alapú biztonsági rendszerek által alkalmazott módszerekre, alapvető algoritmusokra is. Képrekonstrukció Balázs Péter, SZTE TTIK, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Kulcsszavak: képrekonstrukció, komputer tomográfia, diszkrét tomográfia, szűrt visszavetítés, algebrai rekonstrukciós módszerek, rekonstrukció optimalizá lással, emissziós tomográfia, hv-konvex diszkrét halmaz, elektronmikroszkópia, nemroncsoló tesztelés Összefoglaló: A jegyzet első felében a folytonos képrekonstrukció elméletét és gyakorlatát tárgyaljuk. Először a transzformáció alapú rekonstrukciós technikákat, majd az algebrai rekonstrukció módsze reit ismertetjük. A továbbiakban a CT berendezés felépítésével, működésé vel és az abból eredő képfeldolgozás specifikus problémákkal, valamint azok megoldásával foglalkozunk. Ezek után egyéb képalkotó modalitásokat (SPECT, PET, MRI, diffrakciós tomográfia) mutatunk be érintőlegesen. Végül a folytonos képrekonstrukció nem orvostudományból származó alkalmazásaiból mutatunk meg néhá nyat. A jegyzet második részében a disz - krét tomográfiával foglalkozunk. Az alapok tárgyalása után speciális tulajdonságú bináris képek rekonstrukcióját mutatjuk be. Azt is megmutatjuk, hogy a bináris képrekonstrukció hogyan fogalmazható meg optimalizálási feladatként, és ennek megoldására melyek a leggyakrabban alkalmazott kombinatorikus módszerek. Szót ejtünk az emissziós diszkrét tomográfiáról is. A témakör ismertetését itt is az alkalmazások bemutatásával zárjuk. 12

13 Közelítő és szimbolikus számítások feladatgyűjtemény Mihálykó Csaba, PE MIK, Matematika Tanszék Virágh János, SZTE TTIK, Számítógépes Optimalizálás Tanszék Kulcsszavak: numerikus matematika, feladatgyűjtemény, matematikai programcsomagok, Maple, Scilab, GSL, LAPACK, C, informatikus BSc és MSc oktatás Összefoglaló: A feladatgyűjtemény főleg a különböző informatika BSc és MSc szakokon tanuló hallgatók számára készült. Az első hat fejezet nagyjából a BSc, a második hat inkább az MSc szakok tematikáját dolgozza fel. Haszonnal forgathatják mindazon mérnökhallgatók is, akik a numerikus matematikához kapcsolódó tanulmányokat folytatnak. Az 500 feladat különböző nehézségű, az egészen egyszerűtől kezdve a több ismeret összekapcsolását igénylő összetettebb problémákig. Jellegük is változatos: vannak csak számolást igénylő, begyakorlást elősegítő típusú és elmélyültebb tudást feltételező elméletibb feladatok is. A gyűjtemény tartalmaz olyan feladatokat is, melyek célja valamely numerikus módszer demonstrációs szintű implementálása. A mintaprogramok az első részben a Scilab 5.2 verzióját, a másodikban a Maple 13-at, illetve a (Linuxon futó) standard C nyelvet és gcc fordítóprogramot feltételeznek. Lineáris algebra példatár mérnök informatikusoknak Leitold Adrien, PE MIK, Matematika Tanszék Kulcsszavak: az R3 tér geometriája, n dimenziós euklideszi vektortér, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek, lineáris leképezések és transzformációk Összefoglaló: A példatár a Lineáris algebra c. tantárgy törzs anyaghoz szorosan kapcsolódó feladatokat tartalmaz. Az egyes fejezetekben számos, részletesen kidolgozott minta feladat és gyakorló feladatok találhatóak. Utóbbiak végeredményei megtalálhatóak A gyakorló feladatok megoldásai c. fejezetben. A példatár Vegyes feladatok a lineáris algebrai ismeretek alkalmazására c. fejezete a teljesség igénye nélkül olyan problémákat gyűjt össze, amelyekkel az informatikus szakos hallgatók tanulmányaik során különböző szaktárgyakban találkoznak, és amelyeknek megoldásához alkalmazni kell a tanult lineáris algebrai ismereteket. A példatár digitális mellékletének első része a Lineáris algebra tantárgy előadásain használt ppt file-okat tartalmazza. Ezekben megtalálhatóak az adott anyagrész fogalmai, állításai, az alkalmazott jelölések. A digitális melléklet második része néhány típusfeladat animált megoldását mutatja be. Logisztika és üzleti modellezés Kovács Zoltán, SZTE TTIK, Számítógépes Optimalizálás Tanszék Kulcsszavak: logisztika, szállítmányozás, járattervezés, üzleti folyamatok, matematikai modellek, flottakövetés Összefoglaló: A logisztika napjainkra önálló tudományterületté nőtte ki magát, rendelkezik saját tématerületekkel és fogalmi rendszerrel, specifikus módszertannal illetve a hozzá kapcsolódó alkalmazási technikákkal. A logisztika feladatok osztályozhatók a kacsolódó gazdasági tevékenységi területek szerint pl. beszerzés, anyagmozgatás, csomagolás, raktározás, készletgazdálkodás, termelés, értékesítés, szállítás, stb. vagy speciális alkalmazáshoz köthetően pl. egészségügyi logisztika, katonai logisztika, korházi logisztika stb. A kézirat nem vállalkozik a napjainkban logisztikához sorolt összes tématerület áttekintésére. A kézirat a szállítás, fuvarozás, szállítmányozás illetve ahhoz szorosan kacsolódó problémákat dolgozza fel, sajátos szempontból. Nevezetesen az e területeken felmerülő logisztikai kérdések megoldásának folyamatát mutatja be, minden esetben a logisztikai fogalmi modell, matematikai modell, megoldás, alkalmazás és ellenőrzés lépéseket azonosítva. 13

14 Méréselmélet Gerzson Miklós, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Kulcsszavak: mérés és modellezés, a mérés fogalmának általánosítása, rendszer- és jelelmélet alapjai, mérő rendszerek struktúra, a mérési hibák fogalma, típusai, a mérés hibák terjedése, a mérési adatok elsődleges feldolgozása Összefoglaló: A Méréselmélet tárgy a mérnök informatikus és a villamosmérnök alapszakos hallgatóknak egyaránt kötelező szakmai alapozó tárgyként szerepel a tantervben. E jegyzet célja elsősorban a tantervben előírt teljes anyag áttekintése, segítve ezzel a hallgatóknak az elméleti alapok elsajátítását. A Méréselmélet jegyzet, követve a hasonló megnevezésű tárgy tematikáját részletesen tárgyalja a mérés és mo del le - zés kapcsolatát, a mérés fogalmának általánosítását, rendszer- és jelelmélet alapjait, mérő rendszerek struktúráját, a mérési hibák fogalmát, a mérés hibák terjedését számítások során illetve a mérési adatok elsődleges feldolgozásának menetét. Online algoritmusok Dósa György, PE MIK, Matematika Tanszék Imreh Csanád, SZTE TTIK, Számítógépes Algoritmusok és Mesterséges Intelligencia Tanszék Kulcsszavak: algoritmusok, online problémák, legrosszabb eset korlátok, versenyképességi elemzés, optimalizálási problémák, erőforrás allokáció Összefoglaló: A gyakorlati problémákban gyakran fordulnak elő olyan optimalizálási feladatok, ahol a bemenetet csak részenként ismerjük meg, és a döntéseinket a már megkapott információ alapján, a további adatok ismerete nélkül kell meghoznunk. Ilyen feladatok esetén online problémáról beszélünk. Az algoritmusokat egy legrosszabb eset korlát elemzéssel szokás vizsgálni, amelyet versenyképességi elemzésnek neveznek. Az online algoritmusok elméletének igen sok alkalmazása van a számítástudomány, a közgazdaságtan és az operációkutatás különböző területein. A jegyzetnek nem a témakör részletes áttekintése a célja, hanem a területen használt alapvető algoritmustervezési és elemzési technikák bemutatása az online algoritmusok elméletének különböző részterületein (lapozás, lista karbantartás, k-szerver feladat, ütemezés, ládapakolás, számítógépes hálózatok online problémái, online tanulás) keresztül. Operációkutatás informatikusoknak Maros István, PE MIK, Rendszer- és Számí tás - tudományi Tanszék Kulcsszavak: operációkutatás, lineáris programozás, szimplex módszer, primál algoritmus, duál algoritmus, egészértékű prog ramozás, hálózati optimalizálás, nemlineáris programozás Összefoglaló: Az informatikai alkalmazások egy jelentős hányada a döntéstámogatás területére esik. Ez pedig jártas ságot igényel a döntéstudományban, amit gyakran az operációkutatással azonosítanak. Jelen jegyzet célja, hogy az informatikus egyetemi hallgatókat segítse ezen jártasság meg szer zésében az operációkutatás és az optimalizálás legfontosabb modelljeinek és módszereinek a megismertetésén keresztül. Ezen belül a lineáris, nemlineáris és egészértékű programozás, valamint a hálózati optimali - zálás tárgyalására kerül sor olyan terjedelemben, ami egy féléves kurzus keretibe belefér. 14

15 A programozás alapjai Simon Gyula, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kulcsszavak: algoritmusok, programok, vezérlési szerkezetek,adatszerkezetek, strukturált program Összefoglaló: A jegyzet platform-független módon igyekszik megismertetni a programozás alapjait, a strukturált programozást. Tárgyalja az alapvető programozói háttérismereteket és alapfogalmakat mind a hardver, mind a szoftver oldaláról. Bemutatja az algoritmusok és programok alapvető építőelemeit, valamint a strukturált prog - ramok készítésének alapvető szabályait. Az algoritmusok és adatszerkezetek leírására többféle leíró modellt is használ (folyamatábra, Jackson-ábra, reguláris kifejezések és definíciók), valamint a C programozási nyelv segítsé - gével ezekre implementációs példákat is mutat. Programrendszerek fejlesztése Bilicki Vilmos, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: köztesréteg, JEE, CDI, EJB, Servlet, ESB, SOA, SCA/SDO, BPEL4WS Összefoglaló: A jegyzet egy széles körű áttekintést nyújt az elosztott rendszerek alkalmazása mögött álló motivációkról, az elosztott viselkedésnél követhető paradigmákról és az elosztottságot elfedő szoftver rétegről. Ezen széles repertoárból a klaszter és SOA paradigmákon alapuló alkalmazás és alkalmazásrendszer fejlesztés képezi a jegyzet fajsúlyos részét. Itt a JEE platform szolgáltatásai és a klasszikus 3 rétegű architektúra mentén vizsgáljuk meg az egyes rétegek szerepét, a fellépő problémákat illetve megoldásokat. Túllépve az egyes alkalmazások határait az ESB platform megismerése segítségével valósítjuk meg a SOA koncepció mentén elkészülő elosztott rendszerünket. Robotika Mester Gyula, SZTE TTIK, Műszaki Informatika Tanszék Kulcsszavak: Robot manipulátorok kinematikája, dinamikája, szabad mozgásának hagyományos irányítása, önhangoló adaptív pozíció - irányítás, hibrid irányítás, kerekeken gördülő és humanoid robotok. Összefoglaló: A tananyag a robotika korszerű témaköreivel foglalkozik. A robotika interdiszciplináris tudományág, az automatika legfejlettebb alkal - mazási területe. A témakör feldolgozása a nemzetközi szakirodalom és a szerző által publikált tudományos kutatási eredményeken alapszik. A tananyag a következő hét fejezetet tartalmazza: robot manipulátorok kinematikája, robot manipulátorok dinamikája, robot manipuláto rok szabad mozgásának hagyományos irányítása, robot manipulátorok önhangoló adaptív pozícióirányítása. Bemutatjuk a merev robot manipulátorok önhangoló adaptív pozícióirányítását csukló - koordinátákban és a stabilitásvizsgálatát. Foglalkozunk a rugalmas csuklójú merev szegmensű robot manipulátor dinamikai modelljével, önhangoló adaptív pozícióirányításával csuklókoordinátákban és a robot manipulátorok adaptív pozíció-irányítását fuzzy felügyelő szabályzóval. Az ötödik fejezet robot manipulátorok hibrid irányítását mutatja be. Felírjuk a rugalmas csuklójú merev szegmensű robot manipulátor korlátozott mozgásának dinamikai modelljét és pozíció-erő irányítását. A hatodik fejezetben keréken gördülő mobil robotokkal, a hetedik fejezetben humanoid robotok témakörével foglalkozunk. 15

16 Számítástudomány alapjai Ésik Zoltán, SZTE TTIK, Számítástudomány Alapjai Tanszék Kulcsszavak: Formális nyelv, véges automata, reguláris nyelv, környezetfüggetlen nyelv, veremautomata, Turinggép, rekurzívan felsorolható nyelv, Church-Turing tézis, idő- és tárbonyolultság, polinomidőben megoldható problémák, polinomidőben verifikálható problémák, polinom tárral megoldható problémák. Összefoglaló: A jegyzet egységes rövid bevezetést ad a számítástudomány három területéhez. Ezek az automaták és formális nyelvek elmélete, a kiszámíthatóságelmélet és a bonyolultságelmélet. Számítógépes látás Kató Zoltán, SZTE TTIK, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Czúni László, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Kulcsszavak: 3D rekonstrukció, kamera kalibráció, sztereó képpár, funda mentális mátrix, mozgás detektálás, optikai áramlás, mozgás követés Összefoglaló: A számítógépes látás az emberi látás azon funkcióit valósítja meg, amelyek a retinai kép elemzését végzik. Ezek elsősorban a képi tartalom értelmezésére irányulnak: a látott képből következtet az objektumok 3D alakjára (felület rekonstrukció), az objektumok térbeli elhelyezkedésére, egymáshoz való viszonyára (mélységi információ kinyerése), illetve több, időben egymást követő képből a mozgás érzékelése és a mozgó objektumok követése. A könyv két fő témakört ölel fel: az első, Statikus látás című részében a ma már klasszikusnak mondható sztereó rekonstrukció problémáját tárgyaljuk. Ez lényegében az emberi látás térbeli érzékelésének számítógépes megvalósítása. A második, Dinamikus látás című részében egyetlen kamerával készült mozgókép sorozat elemzésével foglalkozunk. Tárgyaljuk a 3D mozgás, és annak projektív leképezése közötti kapcsolatot, a mozgás becslést optikai áramlás segítségével, illetve a mozgó objektumok követésére szolgáló algoritmusokat. Személyes adatok védelmének jogi, etikai és informatikai kérdései Alexin Zoltán, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: személyes adatok védelme, információs önrendelkezés, adatvédelmi jog, alapvető emberi jogok, Európai Unió adatvédelmi rendszere, adatkezelés etikája, tisztességes adatkezelés, fizikai védelem. Összefoglaló: A XXI. században diplomát szerző informatikus hallgatók képzéséből nem hiányozhatnak a személyes adatok kezelésével kapcsolatos alapvető ismeretek. A jegyzet a képzéshez szükséges ismereteket rendszerezett formában tartalmazza. A tizenhárom fejezet figyelembe veszi az egyetemi képzés szemesztereinek hosszát. Alkalmas előadás, illetve előadás és szemináriumi formában történő oktatásra, valamint távoktatásra is. Tárgyalja a megértéshez szükséges minimális jogi ismereteket, illetve a személyes adatok védelméhez való jognak az emberi méltóság alapjogából levezethető gyökereit. Feldolgozza a fontosabb nemzetközi egyezményeket, és az Európai Unió adatvédelmi dokumentumait, ismerteti a fontosabb magyar adatvédelmi jogi megoldásokat és jogszabályokat. A jegyzetben olyan etikai kérdések is megvitatásra kerülnek, amelyek kapcsolódnak a magán- és családi élet tiszteletben tartásához, a tisztességes adatkezelés alapelvéhez. A jegyzet néhány kiemelkedő személyiség rövid életútját és munkásságát is ismerteti. 16

17 Színtervezés számítógépes felhasználás számára Schanda János, PE MIK, Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Kulcsszavak: színtan, színmérés, számítógépes színhasználat Összefoglaló: A jegyzet megismerteti a hallgatót a színtan elemeivel. Röviden összefoglalja a látás észlelet alapjait, a szem felépítését, az optikai jel retinális feldolgozását. Foglalkozik a színmérés alapjaival, így a radiometriai és fotometriai fogalmakkal, a színinger-mérés törvényszerűségeivel, és a számítógépes szín-management kérdéseivel. Röviden áttekinti a szín-alkalmazás kérdéseit, így elsősorban a színinger megjelentetésére használt eszközöket (monitor, nyomtató), azok méréstechnikai elemeit. A jegyzetet a színek számítógépes használatával kapcsolatos néhány megjegyzés és a tématerület további megismeréséhez fontos könyvek és a Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság vonatkozó jelentéseinek felsorolása zárja. Szoftverkarbantartás Ferenc Rudolf, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: Szoftverkarbantartás, szoftverevolúció, szoftvervisszatervezés, szoftverújratervezés, tervezési minta felismerés, architektúra rekonstrukció, program vizualizáció, szoftverminőség, szoftvermetrikák, forráskód auditálás Összefoglaló: A jegyzet a szoftverkarbantartás témakörét dolgozza fel MSc hallgatók számára. Először egy rövid áttekintést nyújt a szoftverfejlesztés folyamatairól, modelljeiről, és azok általános fázisairól. Ezután bevezetést ad a szoftverek visszatervezésének, újratervezésének témakörébe, részletesen bemutatva az egyes módszereket, és azok automatikus elvégzéséhez rendelkezésre álló eszközöket. A jegyzet tárgyalja a kódmegértés és a program vizualizáció területeit is, részletesen foglalkozik a forráskódból történő tervezési minta felismeréssel, a rendszerek architektúrájának rekonstrukciójával, forráskódból történő tervezési dokumentáció előállításával, szoftvervizualizációval. A jegyzet bemutatja a szoftverminőség területét is, érinti a különböző szoftverminőségi modelleket, forráskód metrikákat, illetve statikus és dinamikus forráskód elemzési technikákat, eszközöket, amelyekkel forráskódban lévő gyanús kódrészleteket (bad code smell), és szabálysértéseket tudunk felderíteni. Tesztelési módszerek Beszédes Árpád, Gergely Tamás, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: tesztelés (testing), kód alapú tesztelés (whitebox testing), specifikáció alapú tesztelés (blackbox testing), teszteset priorizáció (test case prioritization), teszteset szelekció (test case selection), hibakeresés (debugging), szeletelés (slicing), statikus analízis (static analysis), formális módszerek (formal methods) Összefoglaló: A szoftvertesztelés, mint szakma rendkívül sokrétű, különböző képességeket és képesítéseket igényel. A szükséges ismeretanyag a tesztelés minden vonatkozására kiterjed úgymint, alapelvek, módszertanok, technikák, módszerek, szabványok, eszközök, menedzsment. A Szegedi Tudományegyetem Szoftverfejlesztés Tanszéke tudatos módon építi a teszteléssel speciálisan foglalkozó oktatási kínálatát. Ennek részeként, a Tesztelési Módszerek tárgy a teszt-tervezési és végrehajtási módszerekre fekteti a hangsúlyt. Tartalmi szempontból, a jegyzet a legfontosabb tesztelési módszereket ismerteti, főleg technikai szempontból. A tesztelési módszereket sokféleképpen tudjuk csoportosítani, ezek áttekintése után egy lehetséges csoportosítás szerint, megadjuk a módszerek alap megközelítéseit, technikákat, algoritmusokat, a gyakorlati alkalmazás lehetőségeit. A jegyzet a kód és specifikáció alapú módszerekkel, majd harmadik csoportban az egyéb módszerekkel foglalkozik. Az utolsó fejezetben foglalkozik a hibaeredet-keresés és hibaeltávolítás debugging témájával is. 17

18 Térképi adatbázisok Katona Endre, SZTE TTIK, Képfeldolgozás és Számító gépes Grafika Tanszék Kulcsszavak: digitális térkép, térinformatika, geoinformatika, vektoros adatstruktúrák, vektoros algoritmusok, PoszGIS, Oracle Spatial Összefoglaló: A tananyag a térképhez kapcsolódó információs rendszerek fejlesztését hivatott támogatni. Tudo - mány területét tekintve a térinformatikához (geoinformatikához) kapcsolódik, azon belül pedig a vektoros térinformatikát támogató relációs adatbázisokat célozza meg. A térbeli (térképi) adatok kezelésének két alapvető módja kerül bemutatásra: a szétválasztott modell és az integrált modell. A szétválasztott modell a térbeli és leíró adatok elkülönült kezelésére és laza kapcsolatára épül, és inkább az elmúlt évek fejlesztési technológiájára jellemző. Ezzel szemben az integrált modell lényege, hogy a térbeli és leíró adatokat egy közös relációs adatbázisban tároljuk. Ma már több adatbázis-kezelő is támogatja a térbeli adatok ilyen kezelését. A tananyag a MySQL, PostgreSQL (és annak PostGIS kiterjesztése), valamint az Oracle Spatial lehetőségeit mutatja be. UML diagramok a gyakorlatban Tarczali Tünde, PE MIK, Rendszer- és Számítástudományi Tanszék Kulcsszavak: Unified Modeling Language, UML, modellezés, modellezési eszközrendszer, rendszertervezés, objektum-orientált tervezés, UML diagramok, OMG Összefoglaló: A tananyag az UML modellezési eszközrendszer használatának sokrétűségét vázolja fel egy gyakorlati példán keresztül. Mintapéldán át megmutatja az UML diagramjainak, táblázatainak használathatóságát a szoftverfejlesztési életciklus fázisaiban. Az anyag az UML-t már alapszinten ismerő hallgatóknak készült, az alapfogalmak bemutatása nem célja, inkább egy áttekintést szeretne nyújtani az UML alkalmazásának lehetőségeiről a diagramok és táblázatok használatának egy rendszertervezési projekt lépéseiben történő bemutatásával. Reményeim szerint ez jó alapot nyújt majd a hallgatóknak további tanulmányaik során, illetve a későbbiekben, tanulmányaik befejeztével a vállalati környezetben. A tananyag az UML nyelv bemutatására szorítkozik, nem tartalmaz teljes bevezetést a rendszerfejlesztési mód szertanokba illetve az objektumorientáltságba, bár körvonalaikban ezek is bemutatásra kerülnek. A dokumentum gondolatainak alapját Harald Störrle UML 2 című könyvében valamint a Russ Miles és Kim Hamilton Learning UML 2.0 könyvében megismert fogalmak adják, és természetesen az OMG (Object Management Group) aktuális UML szabványa által meghatározott jelölésekkel találkozhatnak az olvasók. 18

19 Üzleti webtechnológiák Holló Csaba, SZTE TTIK, Szoftverfejlesztés Tanszék Kulcsszavak: XHTML, CSS, webprogramozás, JavaScript, Java szervlet, JavaServer Pages, AJAX, akadálymentesség. Összefoglaló: A megjelenítő eszközök sokfélesége, illetve a fogyatékkal élő emberek támogatása miatt egyre fontosabb szerepet kap a weboldalak szabványos megalkotása, melynek legfontosabb eszközeit a jegyzet az alapoktól indulva mutatja be. Egy modern weboldal azonban a felhasználóval, illetve a felhasználók között történő kommunikáció különböző szintjeit kell biztosítsa, amihez szükséges a statikus kódnak a kiszolgáló, illetve az ügyfél gépén futó programokkal történő kiegészítése. A jegyzetben, kizárólag a Java nyelv ismeretét feltételezve, az alapoktól indulva mutatjuk be a Java alapú kiszolgáló oldali webprogramozás legalapvetőbb feladatait, illetve az ügyfél oldali webprogramozás JavaScript nyelv általi lehetőségeit. Különálló fejezetben foglalkozunk a manapság divatos AJAX kommunikáció megvalósítási lehetőségeivel, melynek tartalma akkor is érthető, ha az olvasó Java szervletek helyett más kiszolgáló oldali nyelvet (például PHP-t) ismer. Végül betekintést nyerünk két különböző megközelítést használó keretrendszerbe, és röviden szólunk a web design legfontosabb kérdéseiről. A jegyzet a tartalom sokszínűsége és terjedelmi korlátai miatt dokumentációnak nem tekinthető, viszont oktatási tananyagként készítése során kiemelt szempont volt a legfontosabb módszerek rendszerezett bemutatása és a tartalom érthetősége. Valószínűségszámítás példatár informatikusoknak Mihálykóné Orbán Éva, PE MIK, Matematika Tanszék Kulcsszavak: valószínűség, valószínűségi változó, el - osz lás, eloszlásfüggvény, sűrűségfüggvény, várható érték, szórás, kapcsolatok az eloszlások között, cent - rális határ eloszlás tétel, számítógépes szimuláció Összefoglaló: Ennek a feladatgyűjteménynek a célja a valószínűségszámítással kapcsolatos, alap valószínű ség-számítás kurzuson ismertetett fogalmak elmélyí tése, feladatokon keresztül történő "begyakorlása". A feladatok között megtalálhatók csupán a definíció ismeretét igénylő példák éppúgy, mint a számolási gyakorlatot illetve ötleteket igénylő feladatok. Igye keztem a példák egy részét úgy fogalmazni, hogy a hallgatók ráismerhessenek a mindennapi életben felbukkanó problémákra. Nagy hangsúlyt helyeztem az eloszlások fogalmára, az eloszlások közötti kapcsolatokra, valamint kihasználva a mérnök informatikus hallgatók számítástechnikában való jártasságát, a problémák szimulációval történő kezelésére. Már az első fejezettől fogva tudatosan törekedtem szimulációs feladatok adására, és arra, hogy a "véletlen viselkedésével" kapcsolatos jelenségekre felhívjam a hallgatók figyelmét. Remélhetőleg a későbbiekben ennek meglesz az a haszna, hogy ha egy sztochasztikus problémát analitikusan nem is sikerül megoldani a gyakorló informatikusnak, de a szimulációval történő kezelés lehetősége eszébe fog majd jutni. Minden feladatnak ismertettem a megoldását, illetve a számítógépes megvalósításokra is adtam egy lehetséges utat, ami megkönnyíti az önellenőrzést. 19

20 További információk kérhetők a pályázat szakmai vezetőitől: Szakmai vezető: Dr. Kató Zoltán Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Szegedi Tudományegyetem 6720 Szeged, Árpád tér 2. Levelezési cím: 6701 Szeged, Postafiók 652. Telefon: kato@inf.u-szeged.hu Intézményi szakmai koordinátor Szeged: Dr. Imreh Csanád Számítógépes Algoritmusok és Mesterséges Intelligencia Tanszék Szegedi Tudományegyetem 6720, Szeged, Árpád tér 2 Levelezési cím: 6701 Szeged, Postafiók 652. Telefon: cimreh@inf.u-szeged.hu Intézményi szakmai koordinátor Veszprém: Dr. Czúni László Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Pannon Egyetem 8200, Veszprém, Egyetem u. 10. Telefon: czuni@almos.uni-pannon.hu