TEMATY PRAC DYPLOMOWYCH mgr

KAMS -  TEMATY PRAC DYPLOMOWYCH  MAGISTERSKICH    2020

KAMS - MASTER THESIS PROPOSITIONS  

 

1.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Algorytmy dla automatów skończonych w przestrzeni 2-wymiarowej

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Finite automata algorithms in 2-dimensional space

Opiekun pracy

dr hab. inż. Dariusz Dereniowski

Cel pracy

Celem pracy jest przegląd oraz analiza istniejących algorytmów dla automatów o niewielkich możliwościach obliczeniowych (np. niewielka pamieć). Urządzenia takie modelujemy jako automaty skończone. W szczególności, celem pracy jest analiza takich algorytmów pod kątem możliwości dokonywania pewnych przekształceń na płąszczyźnie 2-wymiarowej.

Zadania do wykonania

1.

Przegląd literatury przedmiotu, ze szczególnym uwzględnieniem algorytmów rekonstrukcji przestrzeni 2-wymiarowej oraz algorytmów rekonfiguracji.

2.

Wybór obszaru badawczego wraz z wyszczególnieniem matematycznego modelu i problemu badawczego.

3.

Uzyskanie nowych algorytmów lub wyników o charakterze strukturalnym dla wybranego problemu.

4.

W przypadku pojawienia się odpowiednich przesłanek, możliwe jest uzupełnienie pracy badawczej eksperymentami komputerowymi.

Źródła
Literature

1.

Jurek Czyzowicz, Dariusz Dereniowski, Andrzej Pelc: Building a Nest by an Automaton. ESA 2019: 35:1-35:14

2.

Robert Gmyr, Kristian Hinnenthal, Irina Kostitsyna, Fabian Kuhn, Dorian Rudolph, Christian Scheideler, Thim Strothmann: Forming Tile Shapes with Simple Robots. DNA 2018: 122-138

3.

Robert Gmyr, Kristian Hinnenthal, Irina Kostitsyna, Fabian Kuhn, Dorian Rudolph, Christian Scheideler: Shape Recognition by a Finite Automaton Robot. MFCS 2018: 52:1-52:15

Liczba wykonawców
Number of contractors

 

Uwagi

 

Comments

 

 

 

2.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Analiza najpopularniejszych ataków oraz sposoby ochrony stosowane w aplikacjach internetowych

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Analysis of the most popular attacks and security methods used in web applications

Opiekun pracy

dr hab. inż. Robert Janczewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest przegląd najpopularniejszych technik ataków na aplikacje internetowe oraz identyfikacja współczesnych metod ochrony przed nimi. Na podstawie zebranych informacji stworzona zostanie aplikacja webowa implementująca wybrane zabezpieczenia, a następnie przeprowadzona zostanie seria ataków weryfikująca poprawność zastosowanych zabezpieczeń.

Zadania do wykonania

1. Zapoznanie się ze współczesnymi atakami na aplikacje internetowe.

2. Analiza metod zapewniających bezpieczeństwo aplikacji.

3. Stworzenie aplikacji internetowej z zastosowaniem wybranych zabezpieczeń.

4. Weryfikacja bezpieczeństwa aplikacji i ocena skuteczności zaimplementowanych rozwiązań.

Źródła

Jacek Ross: „Bezpieczne programowanie. Aplikacje hakeroodporne” Helion 2009.

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

3.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Analiza systemów kwantowej wymiany klucza

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Analysis of quantum key distribution systems

Opiekun pracy

dr inż. Piotr Mironowicz

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest przegląd, analiza, udoskonalenie i implementacja protokołów kwantowej wymiany klucza wykorzystywanych w praktycznych zastosowaniach, w wymianie informacji przy użyciu istniejących urządzeń oraz teoretycznych koncepcji.

Zadania do wykonania

1. Przeprowadzenie przeglądu literatury dotyczącej kwantowej dystrybucji klucza.

2. Wybór protokołu kwantowej dystrybucji klucza, przeprowadzenie jego szczegółowej analizy pod kątem wydajności i możliwych ataków za pomocą metod analitycznych oraz numerycznych.

3. Implementacja narzędzi potrzebnych do przeprowadzenie analizy protokołu.

4. Propozycja modyfikacji wybranego protokołu oraz ponowna analiza zmian jego cech.

Źródła

Nicolas Gisin, Grégoire Ribordy, Wolfgang Tittel, and Hugo Zbinden, Quantum Cryoptography, Rev. Mod. Phys. 74, 145, (2002).

Lluis Masanes, Stefano Pironio, Antonio Acin, Secure device-independent quantum key distribution with causally independent measurement devices, Nat. Commun. 2, 238 (2011).

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

4.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Analiza własności skojarzeniowych metryk filogenetycznych na drzewach losowych.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Analysis of matching phylogenetic metrics on random trees

Opiekun pracy

prof. dr hab. inż. Krzysztof Giaro

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Metryki filogenetyczne pozwalają na porównywanie drzew filogenetycznych, będących alternatywnymi hipotezami odnośnie historii ewolucji grupy badanych gatunków. Metryki skojarzeniowe (matching metrics) stanowią nowy, ogólny wzorzec definicji takich miar, wprowadzają w zbiorze drzew strukturę przestrzeni metrycznej odwołując się do zagadnienia najlżejszego skojarzenia w grafie dwudzielnym. Celem pracy jest statystyczna analiza własności wybranych miar tego rodzaju oraz weryfikacja wybranych hipotez badawczych na małych lub losowych filogenezach.

Zadania do wykonania

1.

Zapoznanie się z wybranymi tematami filogenetyki komputerowej, w szczególności analizą porównawczą filogenez.

2.

Zapoznanie się z wzorcem metryk skojarzeniowych oraz ich własnościami.

3.

Implementacja generatorów drzew filogenetycznych w modelach losowania równomiernego, Yule'a, a-model oraz sporządzenie pełnego katalogu małych drzew.

4.

Efektywna implementacja algorytmów wyznaczania wybranych metryk skojarzeniowych.

5.

Wyznaczenie i analiza rozkładów wartości metryk dla szerokiego zakresu liczebności gatunków w różnych modelach losowania.

6.

Weryfikacja wybranych hipotez badawczych odnośnie zależności między metrykami.

Źródła

1.

Bryant, Building trees, hunting for trees, and comparing trees: theory and methods in phylogenetic analysis. University of Canterbury 1997.

2.

Semple, Steel, Phylogenetics. Oxford University Press, 2003.

3.

Bogdanowicz, Giaro, Matching split distance for unrooted binary phylogenetic trees, IEEE/ACM Trans. on Comp. Biol. and Bioinformatics, 9 (2012).

4.

Bogdanowicz, Giaro, Comparing phylogenetic trees by matching nodes using the transfer distance between partitions, J. Comp. Biol., Vol. 24, No. 5 (2017).

5.

Materiały własne opiekuna.

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

5.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Dobrowolne udostępnianie zasobów w internetowej aplikacji open-source

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Volunteer resource sharing in open-source web application

Opiekun pracy

dr inż. Krzysztof Manuszewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Sprawdzenie możliwości skalowania aplikacji non-profit poprzez udostępnianie mocy obliczeniowej przez dobrowolnych użytkowników. Rozwiązanie analogiczne do często stosowanego mirroringu zasobów statycznych stosowanego w repozytoriach pakietów dystrybucji Linuksowych dla dynamicznych danych.

Zadania do wykonania

1. Opracowanie oraz implementacja aplikacji opartej o skalowalne API

2. Umożliwienie dobrowolnego podłączania dodatkowych serwerów API przez użytkowników zewnętrznych

3. Wykonanie badań pozwalających na oszacowanie wpływu takiej architektury na wydajność aplikacji

4. Analiza uzyskanych danych, opracowanie wniosków i dokumentacji testowanego projektu

Źródła

1. https://restfulapi.net/

2. https://cloud.google.com/solutions/scalable-and-resilient-apps

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Mirror_site

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

6.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Krawędziowe kolorowanie grafów ze znakiem

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Edge coloring of signed graphs

Opiekun pracy

dr hab. inż. Robert Janczewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Implementacja i analiza istniejących oraz opracowanie nowych algorytmów kolorujących krawędziowo grafy ze znakiem.

Zadania do wykonania

1. Zapoznanie się z tematyką krawędziowego kolorowania grafów ze znakiem.

2. Implementacja i analiza wybranych algorytmów krawędziowego kolorowania grafów ze znakiem.

3. Opracowanie nowych, efektywnych algorytmów kolorujących optymalnie wybrane klasy grafów ze znakiem.

Źródła

Richard Behr: "Edge coloring signed graphs", Discrete Mathematics 343 (2020),

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

7.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Metody abstrakcyjnej sumaryzacji tekstu

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Abstractive text summarization

Opiekun pracy

dr inż. Krzysztof Manuszewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest przegląd metod w dziedzinie abstrakcyjnej sumaryzacji tekstu, z naciskiem na metody bazujące na uczeniu głębokim.

Zadania do wykonania

1. Przegląd znanych w literaturze podejść do abstrakcyjnej sumaryzacji tekstu. 

2. Identyfikacja problemu(ów) do wykonania teoretycznej lub eksperymentalnej analizy. 

3. Przeprowadzenie wybranych doświadczeń. 

4. Opcjonalne zaproponowanie własnej metody podejścia do problemu.

Źródła

1. I.Goodfellow, Y.Bengio, A.Courville: Deep Learning, MIT Press 

2. B.Steven: Natural Language Processing with Python, O'Reilly Media, Inc 2009

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

8.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Modele kolorowania a grafy po wybranych przekształceniach

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Graph coloring models and their behaviours after chosen transformations

Opiekun pracy

dr Marcin Jurkiewicz

Konsultant pracy

 

Cel pracy

1) Wyznaczenie wartości liczby chromatycznej (różnych wariantów) dla zadanych grafów po wybranych przekształceniach

2) Oszacowanie (doświadczalne lub teoretyczne) wskaźnika Witsenhausena dla wybranych źródeł.

Zadania do wykonania

1) Przegląd modeli kolorowania dla grafów, które powstały po zastosowaniu określonych operacji

2) Zaimplementowanie algorytmu szacującego wskaźnik Witsenhausena dla wybranych źródeł

3) Zaimplementowanie wybranych modeli w systemie Gurobi

Źródła

Kubale M. "Optymalizacja dyskretna", WNT 2002

Jurkiewicz M. "Szacowanie kanałowej przepustowości Shannona metodami teoriografowymi", Praca doktorska 2019

Witsenhausen H. "The zero-error side information problem and chromatic numbers" IEEE Transactions on information theory Vol. 22, 5 (1976)

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

9.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Modele rzeczywistych sieci złożonych

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Models of real complex networks

Opiekun pracy

dr Marcin Jurkiewicz

Konsultant pracy

 

Cel pracy

1) Napisanie przeglądu zawierającego sposoby modelowania wielkich rozszerzających się sieci złożonych (modele wskazane przez opiekuna).

2) Zaimplementowanie i porównanie wspomnianych modeli.

Zadania do wykonania

1) Implementacja oraz przetestowanie niektórych modeli rzeczywistych sieci złożonych w językach C/C++ i Python.

2) Implementacja oraz przetestowanie niektórych parametrów rzeczywistych sieci złożonych w językach C/C++ i Python.

3) Opis zachowania oraz porównanie kluczowych parametrów powiększających się sieci złożonych

Źródła

Newman, Mark. Networks. Oxford university press, 2018.

Dehmer, Matthias, ed. Structural analysis of complex networks. Springer Science & Business Media, 2010.

Barabási, Albert-László, Erzsébet Ravasz, and Tamas Vicsek. "Deterministic scale-free networks." Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 299.3-4 (2001): 559-564.

Jiang, Wenchao, et al. "An Efficient Method of Generating Deterministic Small-World and Scale-Free Graphs for Simulating Real-World Networks." IEEE Access 6 (2018): 59833-59842.

Comellas, Francesc, and Michael Sampels. "Deterministic small-world networks." Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 309.1-2 (2002): 231-235.

Lu, Zhe-Ming, Yu-Xin Su, and Shi-Ze Guo. "Deterministic scale-free small-world networks of arbitrary order." Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 392.17 (2013): 3555-3562.

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

10.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Opracowanie i implementacja algorytmów dla wybranych podproblemów problemu szeregowania zadań w obecności konfliktów między zadaniami modelowalnych jako kliki; przy szeregowaniu on-line, oraz przy szeregowaniu dla danych generowanych losowo.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Exact, approximate and heuristic algorithms for chosen subproblems of the problem of scheduling on unrelated machines, under incompatibility constraints between jobs modeled by cliques, in two settings. The first setting is on-line model. The second one is a setting when the data are generated according to a chosen distribution.

Opiekun pracy

prof. dr hab. inż. Marek Kubale

Konsultant pracy

mgr inż. Tytus Pikies

Cel pracy

Celem pracy jest opracowanie nowych algorytmów dla wybranych problemów, jak również ich implementacja oraz przetestowanie wydajności implementacji

Zadania do wykonania

1. Przegląd literatury

2. Opracowanie własnych algorytmów

3. Implementacja wybranych algorytmów

Źródła

1.On Minimizing the Makespan When Some Jobs

Cannot Be Assigned on the Same Machine, Syamantak Das and Andreas Wiese, 25th Annual European Symposium on Algorithms (ESA 2017)

2. An EPTAS for Machine Scheduling with Bag-Constraints, Kilian Grage, Klaus Jansen, Kim-Manuel Klein, SPAA '19: The 31st ACM Symposium on Parallelism in Algorithms and Architectures

 3. Scheduling Jobs Given in Cliques with Respect to

Total Completion Time, Klaus Jansen, Alexandra Lassota, Marten Maack, Tytus Pikies, sent to MFCS 2020

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

11.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Opracowanie i implementacja algorytmów dokładnych, przybliżonych i heurystycznych dla wybranych podproblemów problemu szeregowania zadań w obecności konfliktów między zadaniami modelowalnych jako kliki.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Exact, approximate and heuristic algorithms for selected subproblems of the problem of scheduling on unrelated machines, under incompatibility constraints between jobs modeled by cliques.

Opiekun pracy

prof. dr hab. inż. Marek Kubale

Konsultant

mgr inż. Tytus Pikies

Cel pracy

Celem pracy jest opracowanie algorytmów dla wybranych problemów, jak również ich implementacja. W przypadku danych generowanych losowo implementacja i pomiary ma na celu określenie jak szybko algorytmy będą w zachowaniu zbliżać się do zachowania asymptotycznego - "dla dużych danych".

Zadania do wykonania

1. Przegląd literatury

2. Opracowanie własnych algorytmów

3. Implementacja wybranych algorytmów

Źródła

1. On Minimizing the Makespan When Some Jobs

Cannot Be Assigned on the Same Machine, Syamantak Das and Andreas Wiese, 25th Annual European Symposium on Algorithms (ESA 2017)

2. Scheduling Jobs Given in Cliques with Respect to

Total Completion Time, Klaus Jansen, Alexandra Lassota, Marten Maack, Tytus Pikies, sent to MFCS 2020

3. Random Graphs, Second Edition, Béla Bollobás, Cambridge Studies in Advanced Mathematics 73, Cambridge University Press 2011

4. On-line bin packing — A restricted survey, Gábor Galambos & Gerhard J. Woeginger, Zeitschrift für Operations Research

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

12.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Podziały grafów – algorytmy i zastosowania

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Graph partitioning – algorithms and applications

Opiekun pracy

dr hab. inż. Piotr Borowiecki

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest dokonanie przeglądu systematyzującego różne warianty problemu podziału grafów, opisanie ich zastosowań, np. w optymalizacji obliczeń wysokiej wydajności  (ang. High Performance Computing - HPC) i znanych algorytmów. Cennym uzupełnieniem będzie przedstawienie analizy znanych wyników eksperymentalnych oraz implementacja  wybranych algorytmów i ich eksperymentalne porównanie.

Zadania do wykonania

1. Zapoznanie się z literaturą przedmiotu.

2. Przegląd wariantów problemu i ich zastosowań

3. Przegląd znanych algorytmów

4. Eksperymentalne porównanie wybranych algorytmów.

Źródła

1. Graph partition – http//wikipedia.org/wiki/Graph_partition

2. Christian Schulz, Graph Partitioning and Graph Clustering in Theory and Practice – Course Notes (2016)

3. Inne pozycje literatury dostępne u opiekuna pracy

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

13.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Projektowanie i implementacja skalowalnej aplikacji backendowej z wykorzystaniem podejścia chmurowego

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Robust architectural design and implementation of scalable backend cloud-native application."

Opiekun pracy

dr inż. Krzysztof Manuszewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest dokonanie przeglądu literatury i zebranie/wypracowanie wskazówek projektowych i implementacyjnych w zakresie realizacji aplikacji backendowych w kontekście technologii i rozwiązań chmurowych.

Ciekawe zagadnienia to np.:

zbadanie możliwości wykorzystania elementów DDD,

zebranie i zbadanie przydatności dedykowanych wzorców projektowych,

zebranie i zbadanie przydatności praktyk z obszaru podejść ewolucyjnych.

Zadania do wykonania

Przegląd literatury z uwzględnienieniem podejścia DDD i mechanizmów chmurowych w kontekście realizacji aplikacji.

Eksperymenty implementacyjne w zakresie implementacji rozwiązań backendowych.

Teoretyczne opracowanie wyników.

Zebranie zaleceń dla projektowania oraz implementacji rozproszonych aplikacji backendowych przy uwzględnieniu specyfiki rozwiązań chmurowych.

Źródła

Freeman, Pryce, Growing object-oriented software guided by tests, OReilly 2009

Newman S., Building Microservices OReilly 2015 i/lub Monolith to Microservices OReilly 2019

Nygard M., Release It! (sec ed.), Pragmatic Bookshelf 2018

Kleppmann, Designing Data intensive apps, OReilly 2017

Long J, Bastanni K., Cloud Native Java, OReilly 2017

Evans, Domain-driven Design, Addison-WesleyProfessional 2003

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

14.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Rozbudowa serwisu Visual TreeCmp

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Development of the Visual TreeCmp website

Opiekun pracy

prof. dr hab. inż. Krzysztof Giaro

Konsultant pracy

mgr inż. Tomasz Goluch                                

Cel pracy

Serwis Visual TreeCmp dostępny jest pod adresem: https://eti.pg.edu.pl/treecmp/. Zaimplementowany jest w oparciu o platformę Spring. Pozwala na porównywanie i wizualizację drzew filogenetycznych wykorzystując bogaty zbiór metryk. Celem pracy jest rozszerzenie funkcjonalności o algorytmy wyznaczania nowych metryk lub ich wariantów, a także poprawa wydajności wyznaczania miar MAST i UMAST. Ponadto dla metryk matching’owych (MS, MC, MP, MT) należy wizualizować skojarzenie dopasowanych kladów.

Zadania do wykonania

1.

Zapoznanie z budową serwisu Visual TreeCmp.

2.

Implementacja brakujących metryk: Nodal, Nodal Splitted oraz Cophenetic w wersjach ważonych i bez wag, z normami L1 i L2, warianty Geodesic, Geodesic Unrooted bez wag, skojarzeniowa Matching Triplets, ważony wariant MS.

3.

Poprawa wydajności metryk MAST i UMAST.

4.

Udostępnianie optymalnego dopasowania kladów w metrykach MP, MT.

5.

Implementacja wizualizacji skojarzenia kladów dla metryk MS, MC, MP, MT.

6.

Testy poprawnościowe i wydajnościowe.

7.

Dokumentacja.

Źródła

1.

Visual TreeCmp: https://github.com/TreeCmp/TreeCmpWEB.

2.

Visual TreeCmp manual: https://github.com/TreeCmp/TreeCmpWEB/blob/master/VisualTreeCmp_manual.pdf.

3.

TreeCmp: https://github.com/TreeCmp/TreeCmp/blob/master/TreeCmp_manual.pdf.

4.

Cole, Richard & Farach-Colton, Martin & Hariharan, Ramesh & Przytycka, Teresa & Thorup, Mikkel. (1996). An O(n log n) Algorithm For The Maximum Agreement Subtree Problem For Binary Trees. SIAM Journal on Computing. 30. 10.1145/313852.314079.

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

15.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Testowanie i ocena algorytmów uczenia ze wzmocnieniem.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Judging Reinforced Learning Algorithms System

Opiekun pracy

dr inż. Krzysztof Manuszewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Zbadanie możliwości realizacji systemu pozwalającego na konkursową ocenę algorytmów uczenia ze wzmocnieniem.

Możliwym rozwiązaniem jest system zbliżony do Kaggle, ale dla oceny tego rodzaju problemów nie wystarczy analiza danych statycznych. Wymagane jest przeprowadzenie cyklu symulacji (np gry).

Pot. system bedacy przedmiotem niniejszej pracy musiałby uwzględniać takie problemy jak

hostowanie środowiska symulacyjnego (zakładamy wykorzystanie gotowych rozwiązań kompatybilnych z openai gym) i

dostarczać webowego gui do zarzadzania kontestami/wynikami

nadzorować (pot rozproszone) srodowisko wykonawcze.

Zadania do wykonania

1. Analiza problemu i specyfikacja wymagań

2. Analiza dostępnych technologii izolacji procesów i rozmieszczania zadań.

3. Wybór technologii i projekt architektury systemu

4. Implementacja i testowanie systemu

5. Opracowanie dokumentacji projektu

Źródła

1.

https://gym.openai.com/

2.

Dokumentacja techniczna Dockera

3.

Dokumentacja techniczna Kubernetesa

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

16.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Topologiczne indeksy grafowe

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Topological Graph Indices

Opiekun pracy

dr hab. inż. Piotr Borowiecki

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Indeksy topologiczne mają istotne zastosowania m.in. w procesach selekcji i doboru w systemach wspomagających projektowanie związków chemicznych. Celem pracy jest dokonanie systematyzującego przeglądu topologicznych indeksów grafowych, które można wyznaczyć na podstawie grafu molekularnego danego związku chemicznego. W ramach przeglądu przewidywane jest opisanie własności wybranych indeksów topologicznych, ich powiązań z własnościami związków chemicznych i możliwości dyskryminacyjnych. Należy też przedstawić stan wiedzy dotyczącej złożoności obliczeniowej problemu wyznaczania poszczególnych indeksów,  a także algorytmów wyznaczania ich wartości lub oszacowań.

Zadania do wykonania

1. Zapoznanie się z literatura przedmiotu.

2. Wybór indeksów topologicznych.

3. Opisanie wybranych indeksów, ich własności oraz powiązań z własnościami związków chemicznych (przykłady zastosowań).

4. Analiza złożoności obliczeniowej problemu wyznaczania wybranych indeksów – podanie algorytmów i znanych oszacowań.

5. Implementacja wybranych algorytmów, ich porównanie, oszacowanie efektywności i czasów działania.

Źródła

1.Topological index – http//wikipedia.org/wiki/Topological_index

2. I.Gutman, Degree-Based Topological Indices,  Croat. Chem. Acta 86(4) (2013) 351-361.

3. K.Das, I.Gutman, B.Furtula, Survey on Geometric-Arithmetic Indices of Graphs, MATCH Commun. Math. Comput. Chem. 65 (2011) 595-644.

4. Inne pozycje literatury dostępne u opiekuna pracy

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

17.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Zarządzanie stanem w aplikacjach wykorzystujących bibliotekę React.js

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

State management in React.js based applications

Opiekun pracy

dr hab. inż. Robert Janczewski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest analiza dostępnych rozwiązań pozwalających na zarządzanie stanem w aplikacjach wykorzystujących bibliotekę React.js. Należy przeanalizować wady oferowanego przez React.js mechanizmu setState() oraz zbadać dostępne alternatywy - między innymi Context API, czy zewnętrzne biblioteki takie jak MobX i Redux. Wynikiem pracy ma być aplikacja prezentująca możliwości każdego z wymienionych mechanizmów.

Zadania do wykonania

1. Analiza problemu zarządzania stanem w aplikacjach internetowych.

2. Przegląd rozwiązań oferowanych przez React.js - setState().

3. Analiza możliwości zarządzania stanem z wykorzystaniem Context API oraz React Hooks.

4. Przegląd zewnętrznych bibliotek: MobX, Redux (architektura Flux).

5. Implementacja aplikacji przedstawiającej omówione narzędzia.

Źródła

1. Adam Boduch, Flux architecture, Packt Publishing 2016.

2. Alex Banks, Eve Porcello, Learning React: Functional Web. Development with React and Redux, O'Reilly Media 2017.

3. Pavan Podila, Michel Weststrate, MobX Quick Start Guide: Supercharge the client state in your React apps with MobX, Packt Publishing 2016.

4. Adam Freeman, Pro React 16, Apress 2019.

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

18.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Zrównoleglanie wybranych algorytmów grafowych na GPU.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Parallelization of chosen graph algorithms on GPU.

Opiekun pracy

dr Paweł Obszarski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest zbadanie możliwości zrównoleglania algorytmów grafowych. Porównanie ich wydajności w kontekście wydajności teoretycznej oraz analogicznych algorytmów na CPU.

Zadania do wykonania

1. Zbadanie literatury.

2. Analiza teoretyczna i wybór algorytmów.

3. Implementacja wybranych algorytmów z umożliwieniem wykorzystania GPU.

4. Testy wydajnościowe i porównanie z rozwiązaniami operującymi na CPU.

Źródła

1. R. Anderson, The Complexity of Parallel Algorithms

2. D. A. Bader, Parallel Graph Algorithms (Chapman & Hall/CRC Computational Science)

Do ustalenia z dyplomantem

Liczba wykonawców

 

Uwagi

 

 

19.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Efektywne narzędzie do współdzielenia okien aplikacji dla wielu użytkowników

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Efficient multi-user application window sharing tool

Opiekun pracy

dr hab. inż. Michał Małafiejski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest stworzenie prototypu nowego lub adaptacja istniejącego narzędzia do komunikacji zdalnej dla wielu użytkowników ograniczona do współdzielenia wielu okien aplikacji przez wielu użytkowników z ewentualną możliwością transmisji głosu.

Zadania do wykonania

1. Analiza istniejących open-sourcowych narzędzi do komunikacji zdalnej (np jitsi.org).

2. Analiza możliwości efektywnego współdzielenia wielu okien aplikacji dla wielu użytkowników, w tym analiza algorytmów transmisji (streamingu) obrazu do optymalizacji przekazu pół-statycznych okien aplikacji w celu obniżenia transferu.

3. Opracowania prototypu narzędzia do współdzielenia okien aplikacji dla wielu użytkowników.

4. Testy wydajnościowe oraz ocena możliwości integracji narzędzia do współdzielenia okien aplikacji dla wielu użytkowników z transmisją głosu.

Źródła

1. https://jitsi.org/

2. https://www.fossguru.com/ways-to-share-screen-online-with-multiple-users/

 

20.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Graficzne środowisko do zdalnej współpracy przy projektowaniu algorytmów

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Graphical environment for remote collaboration in algorithm design

Opiekun pracy

dr hab. inż. Michał Małafiejski

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest opracowanie nowego lub adaptacja istniejącego środowiska graficznego o funkcje umożliwiające współpracę zdalną przy opracowywaniu algorytmów grafowych na potrzeby dydaktyczne orac podczas wspólnej pracy naukowej.

Zadania do wykonania

1. Analiza webowych oraz desktopowych środowisk graficznych umożliwiających opracowywanie, analizę i wizualizację algorytmów (w formie tekstowo-graficznej).

2. Analiza możliwości wytworzenia mechanizmów współpracy zdalnej w ramach istniejących narzędzi graficznych (np. MyPaint).

3. Analiza ogólnej koncepcji współpracy zdalnej przy opracowywaniu i weryfikowaniu algorytmów grafowych.

4. Testy zaproponowanych rozwiązań na przykładzie opracowywania wybranych algorytmów grafowych.

Źródła

1. Przykładowy web whiteboard: https://www.webwhiteboard.com/

2. Thomas H. Cormen, Clifford Stein, Ronald L. Rivest, Charles E. Leiserson, Introduction to Algorithms, The MIT Press (3 rd Edition), (2009)

 

21.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Porównanie klasycznych i kwantowych metod uczenia maszynowego

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Comparison of classical and quantum machine learning methods

Opiekun pracy

dr inż. Piotr Mironowicz

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest przedstawienie problematyki kwantowego uczenia maszynowego oraz określenie w jakim stopniu osiąga ono przewagę nad ML w klasycznym modelu obliczeń, a także tego, w jakim zakresie ograniczenia współczesnych komputerów kwantowych oraz układów niedalekiej przyszłości z szumem (NISQ) wpływają na jego zakres zastosowań.

Zadania do wykonania

1. Zapoznanie się z problematyką emulacji kwantowych obwodów przy użyciu pakietu Cirq w języku Python.

2. Przedstawienie podstawowych metod i technologii związanych z klasycznym ML oraz emulatorów kwantowego ML.

3. Przygotowanie kilku zbiorów uczących z wybranych przez Dyplomanta dziedzin.

4. Zaprojektowanie oraz przeprowadzenie procesu ML oraz emulatora kwantowego ML na wybranych zbiorach.

5. Porównanie wydajności oraz dokładności wariantów klasycznych i kwantowych.

6. Przedstawienie wniosków odnośnie równic obu wariantów ML oraz ograniczeń związanych z obecnie dostępnymi technologiami kwantowymi.

Źródła

1. Ciliberto, C., Herbster, M., Ialongo, A. D., Pontil, M., Rocchetto, A., Severini, S., & Wossnig, L. (2018). Quantum machine learning: a classical perspective. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 474(2209), 20170551.

2. Havenstein, C., Thomas, D., & Chandrasekaran, S. (2018). Comparisons of Performance between Quantum and Classical Machine Learning. SMU Data Science Review, 1(4), 11.

3. Huggins, W. J., Patil, P., Mitchell, B., Whaley, K. B., & Stoudenmire, M. (2018). Towards quantum machine learning with tensor networks. Quantum Science and technology, Volume 4, 024001.

4. Quantum TensorFlow Reference Manual.

5. Cirq Reference Manual.

 

22.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Silnik renderujący używający technik cieniowania odroczonego

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Rendering engine using deferred shading techniques

Opiekun pracy

 

Konsultant pracy

dr inż. Piotr Mironowicz

Cel pracy

Opis i analiza algorytmów graficznych i technik post-processingu używanych podczas renderowania sceny w nowoczesnych grach 3D. Zaprojektowanie i implementacja silnika renderującego, którego potok graficzny używa cieniowania odroczonego. Renderowanie grafiki 3D jest obsługiwane przez Vulkan API.

Zadania do wykonania

1.

Zbadanie problematyki i porównanie renderowania odroczonego z tradycyjnym renderowaniem wprzód (ang. forward rendering).

2.

Opis i analiza renderowania sceny w przykładowej grze 3d używającej cieniowania odroczonego.

3.

Projekt i implementacja silnika graficznego.

4.

Wyrenderowanie i omówienie przykładowej sceny.

Źródła

1.

Paweł Lapiński: Vulkan Cookbook, Packt Publishing 2017

2.

Matt Pharr, Randima Fernando: GPU Gems 2: Programming Techniques for High-Performance Graphics and General-Purpose Computation, Addison-Wesley Professional 2005

3.

The Khronos Vulkan Working Group, Vulkan 1.2.144 - A Specification (with KHR extensions)

 

23.

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Zastosowania kwantowych języków programowania w analizie kwantowych protokołów kryptograficznych

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Applications of quantum programming languages in the analysis of quantum cryptographic protocols

Opiekun pracy

dr inż. Piotr Mironowicz

Konsultant pracy

 

Cel pracy

Celem pracy jest zapoznanie się Dyplomanta z wybranymi kwantowymi językami programowania (np. Q# lub Qiskit) oraz kwantowymi protokołami kryptograficznymi. Za pomocą emulatorów komputerów kwantowych oraz prawdziwych komputerów kwantowych udostępnionych w chmurze Dyplomant ma przeprowadzić symulację działania kilku wybranych protokołów kwantowych z zakresu zastosowań takich jak kwantowa wymiana klucza oraz generowanie liczb losowych. Następnie Dyplomant zamodeluje wybrane rodzaje ataków na kwantowe protokoły i przedstawi w jakim stopniu były one na nie odporne.

Zadania do wykonania

1. Zapoznanie się i przedstawienie podstaw problematyki kwantowych języków programowania i emulatorów komputerów kwantowych oraz wybranych kwantowych protokołów kryptograficznych.

2. Modelowanie kilku wybranych protokołów kwantowej generacji liczb losowych oraz generacji klucza za pomocą wybranego kwantowego języka programowania.

3. Wykorzystanie emulatora oraz prawdziwego komputera kwantowego w celu zbadania odporności wybranych protokołów na szum oraz wybrane rodzaje ataków.

4. Przedstawienie wniosków z analizy protokołów.

Źródła

1. Peter W. Shor, Introduction to Quantum Algorithms, https://arxiv.org/abs/quant-ph/0005003

2. https://docs.microsoft.com/en-us/quantum

3. https://www.research.ibm.com/ibm-q/

4. http://www.quantumplayground.net

5. https://www.c-sharpcorner.com/article/getting-started-with-q-programming/

6. https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/quantum-key-distribution.html

6. P. Mironowicz, H.-W. Li, M. Pawłowski, Properties of dimension witnesses and their semi-definite programming relaxations, Phys. Rev. A 90, 022322 (2014),

7. R. Rahaman, M. G. Parker, P. Mironowicz, M. Pawłowski, Device-independent quantum key distribution based on measurement inputs, Phys. Rev. A 92, 062304 (2015).