Vypracované státnicové otázky z okruhu Programování a operační systémy

programování

operační systémy

datové struktury

aplikace

objektově orientované programování

algoritmy

operační systém

• 1. Datové struktury a jejich aplikace
  ̶ Typy a charakteristika datových struktur (pole, spojové seznamy, tabulky, stromy). Prohledávání a práce s daty v datových strukturách.
  ̶ Využití datových struktur v operačních systémech, databázích, grafice apod.
  ̶ Implementace datových struktur objektově orientovaným přístupem.
  ̶ Implementace datových struktur v knihovnách objektově orientovaných tříd.
  ̶ Praktický příklad vlastního využití vybrané datové struktury.
  
  2. Návrh sítě
  Návrh lokální počítačové sítě Jako odpověď se očekává:
  ̶ Konkrétní návrh propojení do LAN sítě splňující požadavky níže.
  ̶ Srovnání potenciálních OS a hardwarových prostředků.
  Informace o vytvářené síti:
  Máme 20 PC rozmístěných ve 4 sousedících místnostech, z nichž každá má délku stěny 15 metrů. Výše zmíněná PC nejsou nijak propojena. Navrhněte vhodný způsob propojení PC s cílem mít možnost sdílet data navzájem a z nově pořízeného souborového a aplikačního serveru, a sdílet připojení k Internetu. Návrh musí obsahovat:
  • druh hardwaru (např. síťové adaptéry, aktivní síťové prvky) použité k propojení (včetně uvedení příslušných standardů, které má hardware splňovat)
  • protokoly (od síťové vrstvy po aplikační) použité pro komunikaci PC mezi sebou;
  • síťové adresy, které budou použity, a způsob jejich získání/určení;
  • způsob zajištění individuálního nastavení dostupnosti Internetových služeb pro jednotlivá PC;
  • způsob zabezpečení dat v síti před neoprávněným přístupem.
  Návrh možných technologií/protokolů (student nemusí využít):
  • IEEE 802.3, IEEE 802.11, IEEE 802.1q (VLAN), IPv4, IPv6, TCP, UDP, DHCP, NAT, ARP, HTTPS, SSH, …
  
  3. Základy objektově orientované programování
  ̶ Objektově orientované paradigma.
  ̶ Základní přínosy objektově orientovaného přístupu a jejich aplikace (stabilita návrhu, znovu použitelnost, třída, objekt, jev, koncept).
  ̶ Dědičnost a skládání objektů, praktické použití (výhody a nevýhody).
  ̶ Knihovna tříd, rozhraní, implementace, praktické použití.
  
  4. Návrh a využití objektově orientovaného přístupu
  ̶ UML a jeho diagramy, diagram tříd, praktické využití.
  ̶ Kompozice a agregace objektů, praktické použití.
  ̶ Návrhové vzory a jejich použití (singleton, přepravka atd).
  ̶ Polymorfismus, polymorfní objekt, příklad praktického využití.
  
  5. Architektura operačních systémů a počítačových sítí
  ̶ Základní typy a charakteristika operačních systémů, jejich vazba na počítačové sítě.
  ̶ Hierarchická struktura operačních systémů.
  ̶ Správa procesů (multitasking, multithreading).
  ̶ Metody přidělování paměti procesům. Struktura paměťového prostoru procesu. Jejich vliv na použití dynamických proměnných v programech.
  ̶ Souborové systémy (MS Windows, Linux).
  
  6. Algoritmy
  ̶ Charakterizujte základní vlastnosti algoritmů, jejich návrhu a zápis.
  ̶ Srovnejte a charakterizujte algoritmy třídění a vyhledávání. Na praktických příkladech uveďte jejich nejvhodnější využití.
  ̶ Rekurzivní algoritmy a jejich použití.
  ̶ Implementace algoritmů v knihovnách (instanční a třídní metody).
  
  7. Administrace a bezpečnost počítačových sítí a operačních systémů
  Zadání úkolu: Navrhněte pro malou (např. domácí) LAN síť popsanou dále možné způsoby zabezpečení dat před neoprávněným přístupem zvenčí i zevnitř. Návrh musí obsahovat potřebný software, použité operační systémy a jejich konfiguraci.
  Popis sítě: síť 2 PC, 3 notebooky a 5 mobilních zařízení (smartphone, tablet apod.) propojená zčásti sítí 100BaseTX, zčásti sítí podle IEEE 802.11b/g se sdíleným přístupem k Internetu. Návrh musí obsahovat:
  • způsob, jak zajistit individuální nastavení dostupnosti Internetových služeb pro jednotlivé uživatele (nikoli zařízení!);
  • možné způsoby ochrany dat podle vrstev RM ISO/OSI;
  • použité protokoly pro zabezpečení alespoň na 2 vrstvách RM ISO/OSI, povinně na aplikační vrstvě alespoň pro aplikace WWW, el. pošta, FTP;
  • návrh použitých síťových adres a jejich přidělení;
  • můžete uvést také protokoly a opatření pro bezpečnou administraci síťových zařízení (např. router, switch, AP - jejich rozmístění a topologii si navrhněte sami).
  Návrh možných technologií/protokolů (student nemusí využít):
  • WEP, WPA, WPA2, IEEE 802.1q (VLAN), SSL, SSH, S-MIME, HTTPS, DES, AES, RSA, certifikáty, ...