Preskoči na glavno vsebino

Nekonvencionalne platforme in metode procesiranja

2022/2023
Program:
Interdisciplinarni magistrski študijski program 2. stopnje Računalništvo in matematika
Letnik:
1 in 2 letnik
Semester:
prvi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
6
Jezik:
slovenski, angleški
Nosilec predmeta:

Miha Mraz

Izvajalec (kontaktna oseba):

Miha Mraz

Ure na teden – 1. semester:
Predavanja
3
Seminar
1.33
Vaje
0.67
Laboratorij
0
Vsebina

Predavanja:
I. Platformno pogojene metode procesiranja:
a.) Kvantni celularni avtomati (angl. quantum dot cellular automata)
b.) Kvantno računalništvo (angl. quantum processing, q.computer)
c.) MEMS in NEMS naprave (angl. micro/nano electro mechanical systems)
d.) Optično računalništvo (angl. optical computing)
e.) DNK procesiranje (angl. DNA computing)
f.) Nanocevi (angl. nanotubes)
II. Platformno neodvisne metode procesiranja:
a.) Amorfno procesiranje (angl. amorphous computing)
b.) Reverzibilno procesiranje (angl. reversible computing)
c.) Večstanjsko in analogno procesiranje (angl. multistate and analogous computing)
d.) Naravno inspirirano procesiranje (angl. bio inspired computing)

Temeljni literatura in viri
  1. M.Mraz: Iskanje procesne platforme prihodnosti. https://ucilnica.fri.uni-lj.si/course/view.php?id=91. (e-book, 2017)
  2. F.Lombardi, J.Huang: Design and test of digital circuits by quantum-dot cellular automata, Artech House Inc., 2008
  3. U.Alon: An introduction to systems biology : design principles of biological circuits, Chapman &, Hall / CRC, 2007
Cilji in kompetence

Cilj predmeta je študentom predstaviti nekatere najbolj aktualne metode in platforme procesiranja z vidika bazičnih sestavnih struktur, ki se danes uveljavljajo kot možne alternative klasičnim električno tranzistorskim dvovrednostnim logičnim strukturam. Razvoj slednjih bo drastično upočasnjen zaradi problemov tendenc miniaturizacije, saj jim bo tehnologija s svojimi rešitvami vse težje sledila. Ostale kompetence:
Zmožnost definiranja, razumevanja in reševanja profesionalnih izzivov
Zmožnost iskanja novih virov znanj in njihova kritična evaluacija

Predvideni študijski rezultati

Po uspešnem zaključku tega predmeta bo študent:
sposoben kritične analitične obravnave načina delovanja obstoječih platform in metod procesiranja,
razumel koncept reverzibilnosti logičnih funkcij,
poznal in znal uporabljati koncepte porazdeljenih sistemov celularnih avtomatov in kvantnih celularnih avtomatov,
razumel in znal uporabljati koncepte večvrednostnih logik in procesiranja,
razumel koncepte biološkega procesiranja,
razumel koncepte kvantnega procesiranja,
sposoben obravnave in reševanja problema na osnovi alternativnih metod procesiranja.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, praktične vaje s seminarji vsebinsko vezane na izvajanje eksperimentov, postavitve modelov, itd.

Načini ocenjevanja

Sprotno preverjanje (domače naloge, kolokviji, projektno in seminarsko delo)
Končno preverjanje (pisni izpit)
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

Pet najpomembnejših del:
LEBAR BAJEC, Iztok, ZIMIC, Nikolaj, MRAZ, Miha. Towards the bottom-up concept: extended quantum-dot cellular automata. Microelectron. eng.. [Print ed.], 2006, vol. 83, no. 4/9, str. 1826-1829, ilustr. [COBISS-SI-ID 5212244], [WoS, št. citatov do 7.8.09: 4, brez avtocitatov: 2, normirano št. citatov: 2] JCR IF: 1.398, SE (48/206), engineering, electrical &, electronic, x: 0.942, SE (18/32), nanoscience &, nanotechnology, x: 2.04, SE (20/55), optics, x: 1.239, SE (34/84), physics, applied, x: 1.846
LEBAR BAJEC, Iztok, ZIMIC, Nikolaj, MRAZ, Miha. The ternary quantum-dot cell and ternary logic. Nanotechnology (Bristol), 2006, vol. 17, no. 8, str. 1937-1942, ilustr. [COBISS-SI-ID 5201748], [WoS, št. citatov do 7.5.09: 5, brez avtocitatov: 3, normirano št. citatov: 4] JCR IF: 3.037, SE (2/66), engineering, multidisciplinary, x: 0.746, SE (5/32), nanoscience &, nanotechnology, x: 2.04, SE (22/175), materials science, multidisciplinary, x: 1.659, SE (9/84), physics, applied, x: 1.846
MOŠKON, Miha, MRAZ, Miha. Systematic approach to computational design of gene regulatory networks with information processing capabilities. IEEE/ACM transactions on computational biology and bioinformatics, ISSN 1545-5963. [Print ed.], 2014, vol. 11, no. 2
PETRONI, Mattia, ZIMIC, Nikolaj, MRAZ, Miha, MOŠKON, Miha. Stochastic simulation algorithm for gene regulatory networks with multiple binding sites. Journal of computational biology, ISSN 1557-8666. [Online ed.], 2014, vol. 21
STRAŽAR, Martin, MRAZ, Miha, ZIMIC, Nikolaj, MOŠKON, Miha. An adaptive genetic algorithm for parameter estimation of biological oscillator models to achieve target quantitative system response. Natural computing, ISSN 1567-7818, Mar. 2014, vol. 13, no. 1, str. 119-127.
Celotna bibliografija je dostopna na SICRISu:
http://sicris.izum.si/search/rsr.aspx?lang=slv&,id=8066.