Difference between revisions of "LU-BST-b12:LC"
(→1. Lekcija) |
(→Lekciju materiāli) |
||
| (25 intermediate revisions by 2 users not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
= Lekciju materiāli = |
= Lekciju materiāli = |
||
Visu [http://jupiter.cs.fmf.lu.lv/kursi/bst/slaidi12/ lekciju slaidi] pieejami PDF formātā. Slaidi parādīsies pēc katras lekcijas. Pieejami arī [http://jupiter.cs.fmf.lu.lv/kursi/bst/slaidi11/ iepriekšējā gada slaidi], bet šogad tie tiks modificēti pēc vajadzības. |
|||
== 1. Lekcija == |
== 1. Lekcija == |
||
| ⚫ | |||
''Pēc lekcijām šeit parādīsies lekciju kopsavilkumi un linki uz slaidiem.'' |
|||
Šī bija ievadlekcija par bezvadu sensoru tīkliem - kas tie tādi, ko ar tādiem var izdarīt, kādas ir tipiskās BST problēmas. Tika īsi pastāstīts par vairākiem BST pielietojumiem. |
|||
Lekcijas otrajā pusē studenti tika iepazīstināti ar kursa formālajām prasībām. |
Lekcijas otrajā pusē studenti tika iepazīstināti ar kursa formālajām prasībām. |
||
| ⚫ | |||
== 2. Lekcija == |
== 2. Lekcija == |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | * Radio sakaru sistēmas - par datu pārraidi pa bezvadu kanāliem, populārākajām modulācijām, [http://en.wikipedia.org/wiki/Spread_spectrum ''spread spectrum''] metodēm, tai skaitā, [http://en.wikipedia.org/wiki/Spread_spectrum frekvenču lēkāšanu] un [http://en.wikipedia.org/wiki/Direct-sequence_spread_spectrum DSSS]. Apskatījām, kādi frekvenču diapazoni pieejami bezmaksas lietošanai. Apskatījām [http://en.wikipedia.org/wiki/Shannon%E2%80%93Hartley_theorem Nīkvista un Šenona] formulas datu pārraides ātruma maksimālo limitu noteikšanai. |
||
| ⚫ | * Sensoru mezglu resursi un daži tipiski pārstāvji. Apskatījām, no kādiem komponentiem sastāv tipiska mote, kādi ir tipiskie parametri katram komponentam: CPU, atmiņai, radio utt. Apskatījām sensoru savienošanas iespējas ar mikrokontrolieri: UART, SPI, I2C. Noskaidrojām sensoru mezgla aplikācijas sastāvdaļas, uzlādes procesu uz iekārtas un aplikācijas dzīves ciklu. Lekcijas noslēgumā apskatījām divus tipiskus sensoru mezglus: TMote Sky un EcoMote. |
||
Šajā lekcijā runājām par operētājsistēmām sensoru tīkliem: par komponentiem un interfeisiem, uzdevumiem, notikumiem, komandām. Par radio un seriālā porta komunikāciju. |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
== 3. Lekcija == |
== 3. Lekcija == |
||
Šajā lekcijā runājām par [http://tinyos.net TinyOS]: par komponentiem un interfeisiem, uzdevumiem, notikumiem, komandām. Par radio un seriālā porta komunikāciju. Apskatījām Blink un RadioCountToLeds piemērus. Izmēģinājām rakstīt paši savas programmas, par pamatu ņemot demo kodu. Izmēģinājām datu sūtīšanu no motes pa seriālo portu un saņemšanu uz datora, izmantojot Javas klasi <code>net.tinyos.tools.Listen</code>. Pa ceļam izrunājām arī tehniskas lietas: kas ir [http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness "big endian" un "little endian"], kā C kodā izveikt [http://en.wikipedia.org/wiki/Bit_operation bitu operācijas]. |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | * Radio sakaru sistēmas - par datu pārraidi pa bezvadu kanāliem, populārākajām modulācijām, [http://en.wikipedia.org/wiki/Spread_spectrum ''spread spectrum''] metodēm, tai skaitā, [http://en.wikipedia.org/wiki/Spread_spectrum frekvenču lēkāšanu] un [http://en.wikipedia.org/wiki/Direct-sequence_spread_spectrum DSSS]. Apskatījām, kādi frekvenču diapazoni pieejami bezmaksas lietošanai. Apskatījām [http://en.wikipedia.org/wiki/Shannon%E2%80%93Hartley_theorem Nīkvista un Šenona] formulas datu pārraides ātruma maksimālo limitu noteikšanai. |
||
| ⚫ | * Sensoru mezglu resursi un daži tipiski pārstāvji. Apskatījām, no kādiem komponentiem sastāv tipiska mote, kādi ir tipiskie parametri katram komponentam: CPU, atmiņai, radio utt. Apskatījām sensoru savienošanas iespējas ar mikrokontrolieri: UART, SPI, I2C. Noskaidrojām sensoru mezgla aplikācijas sastāvdaļas, uzlādes procesu uz iekārtas un aplikācijas dzīves ciklu. Lekcijas noslēgumā apskatījām divus tipiskus sensoru mezglus: TMote Sky un EcoMote. |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
== 4. Lekcija == |
== 4. Lekcija == |
||
Tika runāts par komunikācijas fizisko līmeni un problēmām radio sakaros, ar ko jārēķinās reālos apstākļos |
Tika runāts par komunikācijas fizisko līmeni un problēmām radio sakaros, ar ko jārēķinās reālos apstākļos. Lekcijā izmantoti slaidi, kuru autori ir [[User:Atis | Atis Elsts]] un [[User:Leo | Leo Seļāvo]]. |
||
[http:// |
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi11/bst-b-11_04a-phy-layer.pdf Lekcijas slaidi] par komunikācijas fizisko līmeni. |
||
[http:// |
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi11/bst-b-11_04b-radio-realities.pdf Lekcijas slaidi] par bezvadu pārraides realitāti (2008. gada slaidi). |
||
== 5. Lekcija == |
== 5. Lekcija == |
||
Lekcijas ievadā runājām par jaunumiem (VieSenTIS 5. semināru, Zinoo Z-1 kosmisko zondi). |
|||
Atkārtojām materiālu par antenām, datu pārraidi un tās šķēršļiem (uzskates materiāls: 4. lekcijas slaidi). |
|||
Lekcijā runājām par galvenajiem MAC līmeņa uzdevumiem, TDMA un CSMA protokolu klasēm. |
Lekcijā runājām par galvenajiem MAC līmeņa uzdevumiem, TDMA un CSMA protokolu klasēm. |
||
| ⚫ | |||
Praktiskajā daļā notika PD1 (Morzes kods) atrādīšana. |
|||
| ⚫ | |||
== 6. Lekcija == |
== 6. Lekcija == |
||
Apskatījām maršrutizācijas protokolus, to klasiskās īpašības, bezvadu sensoru tīklu protokolu specifiskās prasības. Apskatījām maršrutizācijas protokolu piemērus: DSDV, AODV, DSR, GPSR. |
Apskatījām maršrutizācijas protokolus, to klasiskās īpašības, bezvadu sensoru tīklu protokolu specifiskās prasības. Apskatījām maršrutizācijas protokolu piemērus: DSDV, AODV, DSR, GPSR. Lekcija beigās runājām par: |
||
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Data_Mule data mules] un [http://en.wikipedia.org/wiki/Delay-tolerant_networking delay-tolerant networking] |
|||
* Motes internetā, IPv6 un tīmekļa servisi: [http://soda.swedish-ict.se/3871/ "Efficient Application Integration in IP-Based Sensor Networks"] -- (diskutējām arī par HTTP servera realizāciju motēs - skat. rakstu) |
|||
| ⚫ | |||
Praktiskajā daļā taisījām savu maršrutizācijas protokolu, izmantojot kā sagatavi MansOS aplikāciju. |
|||
[http:// |
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi12/Lietuva-Data-mules.pdf Slaidi par Data Mules] (autors: [[User:Reinis | Reinholds Zviedris]]). |
||
Praktiskajā daļā veicām SEAL un TinyScript valodu salīdzinošos testus, kurus vadīja [[User:Atis | Atis Elsts]]. |
|||
[http://jupiter.cs.fmf.lu.lv/kursi/bst/slaidi11/RoutingExp.zip Maršrutizācijas aplikācijas sagatave]. |
|||
== 7. Lekcija == |
== 7. Lekcija == |
||
Apskatījām pulksteņu sinhronizācijas problēmas, pielietojumus, BST specifiskas prasības, tipiskus protokolu piemērus: [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.17.4097&rep=rep1&type=pdf RBS], [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.58.3367&rep=rep1&type=pdf TPSN], [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.61.52&rep=rep1&type=pdf FTSP] |
Apskatījām pulksteņu sinhronizācijas problēmas, pielietojumus, BST specifiskas prasības, tipiskus protokolu piemērus: [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.17.4097&rep=rep1&type=pdf RBS], [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.58.3367&rep=rep1&type=pdf TPSN], [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.61.52&rep=rep1&type=pdf FTSP]. |
||
[http:// |
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi12/bst-b-12_07-clock-sync.pdf Lekcijas slaidi]. |
||
| ⚫ | |||
== 8. Lekcija == |
== 8. Lekcija == |
||
Apskatījām sensoru mezglu lokalizācijas pielietojumus un problēmas. Izrunājām, kas ir svērtā un nesvērtā (range-based un range-free) pieejas, nedaudz par GPS tehnoloģijām. Apskatījām dažus konkrētus protokolus, kas reprezentē dažas pamata pieejas lokalizācijā. |
Apskatījām sensoru mezglu lokalizācijas pielietojumus un problēmas. Izrunājām, kas ir svērtā un nesvērtā (range-based un range-free) pieejas, nedaudz par GPS tehnoloģijām. Apskatījām dažus konkrētus protokolus, kas reprezentē dažas pamata pieejas lokalizācijā. |
||
Lekciju vadīja Krišjānis Nesenbergs. |
|||
| ⚫ | |||
Lekcija notika bez slaidiem, bet tās saturs atbilst [http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi11/bst-b-11_08-localization.pdf 2011. gada lokalizācijas lekcijas slaidiem]. |
|||
* uzmanību: esejas tēmu skatīt wiki, nevis pagājušā gada slaidos! |
|||
== 9. Lekcija == |
== 9. Lekcija == |
||
Lekcijas sākumā pārrunājām vidus semestra KD1 rezultātus un tipiskās kļūdas. Lekcijas otrajā daļā apskatījām konkrētu sensoru tīkla piemēru: veselības uzraudzības sistēma cilvēkiem pansionātā/slimnīcā. Pārrunājām, kādas dažādas drošības un privātuma problēmas šeit sastopamas, kādi ir iespējamie risinājumi. Izrunājām, kāda ir atšķirība starp drošību un privātumu. |
|||
Lekcijas sākumā apskatījām [http://mansos.edi.lv/ MansOS] (filozofija, realizācija, vieta citu BST OS kontekstā). |
|||
Lekcijā slaidi netika izmantoti. Tēmas atkārtošanai var izmantot [http://jupiter.cs.fmf.lu.lv/kursi/bst/slaidi10/bst-b-10_10-security.pdf 2010. gada slaidus par drošību un privātumu]. |
|||
Turpinājumā sekoja ievads par sensoru tīklu programmēšanas abstrakcijām: scripting valodām atsevišķu mezglu un BST reģionu programmēšanai, vaicājumu bāzētām pieejām un makro programmēšanu. Sīkāk tika apskatīta [[SEAL | SEAL valoda]] kā programmēšanas abstrakcijas piemērs. |
|||
Lekciju vadīja [[User:Atis | Atis Elsts]]. |
|||
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi12/bst-b-12_09-mansos_seal_progr_abstr.pdf Lekcijas slaidi]. |
|||
== 10. Lekcija == |
== 10. Lekcija == |
||
Pārrunājām kādas dažādas drošības un privātuma problēmas ir sastopamas sensoru tīklos, un kā no tām izvairīties. |
|||
| ⚫ | Runājām par populārākajām sensoru tīklu programmēšanas abstrakcijām: vaicājumu bāzētām pieejām, makro programmēšanu un aģentu bāzētu pieeju. Makro programmēšanai un aģentiem tikai nedaudz pieskārāmies, dziļāk apskatījām vaicājumu bāzētas pieejas, par piemēru ņemot [http://telegraph.cs.berkeley.edu/tinydb/ TinyDB]. |
||
Apskatījām kāda ir atšķirība starp drošību un privātumu. |
|||
[http:// |
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi12/bst-b-12_10-security.pdf Lekcijas slaidi]. |
||
== 11. Lekcija == |
== 11. Lekcija == |
||
Runājām par |
Runājām par reģistru un steka mašīnu (datoru) uzbūvi, programmas izpildi. Par virtuālajām mašīnām (VM) un kāpēc tādas izmantot bezvadu sensoru tīklos (BST). Apskatījām divus BST VM piemērus: Mate un [http://www.swissqm.inf.ethz.ch/ SwissQM]. |
||
[http:// |
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi12/bst-b-12_11-virtmach.pdf Lekcijas slaidi]. |
||
Izmantotās publikācijas: |
Izmantotās publikācijas: |
||
* Mate: [http://people.cs.ubc.ca/~malam/papers/SensorNetworks/mate.pdf P. Levis and D. Culler, “Mate: A tiny virtual machine for sensor networks,” ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 30, no. 5, pp. 85–95, 2002.] |
* Mate: [http://people.cs.ubc.ca/~malam/papers/SensorNetworks/mate.pdf P. Levis and D. Culler, “Mate: A tiny virtual machine for sensor networks,” ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 30, no. 5, pp. 85–95, 2002.] |
||
* SwissQM: [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.122.1517&rep=rep1&type=pdf R. Muller, G. Alonso, and D. Kossmann, “A virtual machine for sensor networks,” in Proceedings of the 2nd ACM SIGOPS/EuroSys European Conference on Computer Systems 2007, pp. 145–158, ACM, 2007.] |
* SwissQM: [http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.122.1517&rep=rep1&type=pdf R. Muller, G. Alonso, and D. Kossmann, “A virtual machine for sensor networks,” in Proceedings of the 2nd ACM SIGOPS/EuroSys European Conference on Computer Systems 2007, pp. 145–158, ACM, 2007.] |
||
== 12. Lekcija == |
|||
Runājām par semantiku un sensoru tīkliem. Pārrunājām kādēļ nepietiek tikai ar "plikiem" sensoru rādījumiem un diskutējām par to kādu vēl informāciju (metadatus) vajag pievienot šiem rādījumiem, lai tie būtu saprotami un izmantojam gan citiem, gan mums pašiem pēc kāda laika. Apskatījām gadījumus, kad cilvēki un sociālais tīmklis pilda sensoru tīklu funkcijas. |
|||
[http://selavo.lv/kursi/bst/slaidi12/bst-b-12_12-semantics.pdf Lekcijas slaidi]. |
|||
Izmantotie materiāli: |
|||
* [http://www.slideshare.net/joshsh/semantics-and-sensors "Semantics and Sensors" prezentācija] (autors: Joshua Shinavier) |
|||
* [http://www.w3.org/2005/Incubator/ssn/wiki/Incubator_ReportW3C Semantic Sensor Networks incubator group -- report] |
|||
* [http://www.w3.org/2005/Incubator/ssn/wiki/Sensor_Discovery_on_Linked_Data Sensor Discovery on Linked Data] |
|||
* [http://gisagents.blogspot.com/2012/04/earthquake-twitter-as-distributed.html #Earthquake: Twitter as a Distributed Sensor System] (cilvēki un sociālie tīkli kā sensori) |
|||
<!-- |
|||
== 10. Lekcija == |
|||
| ⚫ | Runājām par populārākajām sensoru tīklu programmēšanas abstrakcijām: vaicājumu bāzētām pieejām, makro programmēšanu un aģentu bāzētu pieeju. Makro programmēšanai un aģentiem tikai nedaudz pieskārāmies, dziļāk apskatījām vaicājumu bāzētas pieejas, par piemēru ņemot [http://telegraph.cs.berkeley.edu/tinydb/ TinyDB]. |
||
| ⚫ | |||
Latest revision as of 09:06, 11 February 2020
Contents
Lekciju materiāli
1. Lekcija
Šī bija ievadlekcija par bezvadu sensoru tīkliem - kas tie tādi, ko ar tādiem var izdarīt, kādas ir tipiskās BST problēmas. Tika īsi pastāstīts par vairākiem BST pielietojumiem.
Lekcijas otrajā pusē studenti tika iepazīstināti ar kursa formālajām prasībām.
2. Lekcija
Šajā lekcijā runājām par operētājsistēmām sensoru tīkliem: par komponentiem un interfeisiem, uzdevumiem, notikumiem, komandām. Par radio un seriālā porta komunikāciju.
3. Lekcija
Lekcija sastāv no divām daļām:
- Radio sakaru sistēmas - par datu pārraidi pa bezvadu kanāliem, populārākajām modulācijām, spread spectrum metodēm, tai skaitā, frekvenču lēkāšanu un DSSS. Apskatījām, kādi frekvenču diapazoni pieejami bezmaksas lietošanai. Apskatījām Nīkvista un Šenona formulas datu pārraides ātruma maksimālo limitu noteikšanai.
- Sensoru mezglu resursi un daži tipiski pārstāvji. Apskatījām, no kādiem komponentiem sastāv tipiska mote, kādi ir tipiskie parametri katram komponentam: CPU, atmiņai, radio utt. Apskatījām sensoru savienošanas iespējas ar mikrokontrolieri: UART, SPI, I2C. Noskaidrojām sensoru mezgla aplikācijas sastāvdaļas, uzlādes procesu uz iekārtas un aplikācijas dzīves ciklu. Lekcijas noslēgumā apskatījām divus tipiskus sensoru mezglus: TMote Sky un EcoMote.
Lekcijas slaidi par bezvadu sakaru sistēmām.
Lekcijas slaidi par sensoru mezglu resursiem.
4. Lekcija
Tika runāts par komunikācijas fizisko līmeni un problēmām radio sakaros, ar ko jārēķinās reālos apstākļos. Lekcijā izmantoti slaidi, kuru autori ir Atis Elsts un Leo Seļāvo.
Lekcijas slaidi par komunikācijas fizisko līmeni.
Lekcijas slaidi par bezvadu pārraides realitāti (2008. gada slaidi).
5. Lekcija
Lekcijas ievadā runājām par jaunumiem (VieSenTIS 5. semināru, Zinoo Z-1 kosmisko zondi).
Atkārtojām materiālu par antenām, datu pārraidi un tās šķēršļiem (uzskates materiāls: 4. lekcijas slaidi).
Lekcijā runājām par galvenajiem MAC līmeņa uzdevumiem, TDMA un CSMA protokolu klasēm.
Praktiskajā daļā notika PD1 (Morzes kods) atrādīšana.
6. Lekcija
Apskatījām maršrutizācijas protokolus, to klasiskās īpašības, bezvadu sensoru tīklu protokolu specifiskās prasības. Apskatījām maršrutizācijas protokolu piemērus: DSDV, AODV, DSR, GPSR. Lekcija beigās runājām par:
- data mules un delay-tolerant networking
- Motes internetā, IPv6 un tīmekļa servisi: "Efficient Application Integration in IP-Based Sensor Networks" -- (diskutējām arī par HTTP servera realizāciju motēs - skat. rakstu)
Slaidi par Data Mules (autors: Reinholds Zviedris).
Praktiskajā daļā veicām SEAL un TinyScript valodu salīdzinošos testus, kurus vadīja Atis Elsts.
7. Lekcija
Apskatījām pulksteņu sinhronizācijas problēmas, pielietojumus, BST specifiskas prasības, tipiskus protokolu piemērus: RBS, TPSN, FTSP.
8. Lekcija
Apskatījām sensoru mezglu lokalizācijas pielietojumus un problēmas. Izrunājām, kas ir svērtā un nesvērtā (range-based un range-free) pieejas, nedaudz par GPS tehnoloģijām. Apskatījām dažus konkrētus protokolus, kas reprezentē dažas pamata pieejas lokalizācijā.
Lekciju vadīja Krišjānis Nesenbergs.
Lekcija notika bez slaidiem, bet tās saturs atbilst 2011. gada lokalizācijas lekcijas slaidiem.
- uzmanību: esejas tēmu skatīt wiki, nevis pagājušā gada slaidos!
9. Lekcija
Lekcijas sākumā apskatījām MansOS (filozofija, realizācija, vieta citu BST OS kontekstā).
Turpinājumā sekoja ievads par sensoru tīklu programmēšanas abstrakcijām: scripting valodām atsevišķu mezglu un BST reģionu programmēšanai, vaicājumu bāzētām pieejām un makro programmēšanu. Sīkāk tika apskatīta SEAL valoda kā programmēšanas abstrakcijas piemērs.
Lekciju vadīja Atis Elsts.
10. Lekcija
Pārrunājām kādas dažādas drošības un privātuma problēmas ir sastopamas sensoru tīklos, un kā no tām izvairīties. Apskatījām kāda ir atšķirība starp drošību un privātumu.
11. Lekcija
Runājām par reģistru un steka mašīnu (datoru) uzbūvi, programmas izpildi. Par virtuālajām mašīnām (VM) un kāpēc tādas izmantot bezvadu sensoru tīklos (BST). Apskatījām divus BST VM piemērus: Mate un SwissQM.
Izmantotās publikācijas:
- Mate: P. Levis and D. Culler, “Mate: A tiny virtual machine for sensor networks,” ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 30, no. 5, pp. 85–95, 2002.
- SwissQM: R. Muller, G. Alonso, and D. Kossmann, “A virtual machine for sensor networks,” in Proceedings of the 2nd ACM SIGOPS/EuroSys European Conference on Computer Systems 2007, pp. 145–158, ACM, 2007.
12. Lekcija
Runājām par semantiku un sensoru tīkliem. Pārrunājām kādēļ nepietiek tikai ar "plikiem" sensoru rādījumiem un diskutējām par to kādu vēl informāciju (metadatus) vajag pievienot šiem rādījumiem, lai tie būtu saprotami un izmantojam gan citiem, gan mums pašiem pēc kāda laika. Apskatījām gadījumus, kad cilvēki un sociālais tīmklis pilda sensoru tīklu funkcijas.
Izmantotie materiāli:
- "Semantics and Sensors" prezentācija (autors: Joshua Shinavier)
- Semantic Sensor Networks incubator group -- report
- Sensor Discovery on Linked Data
- #Earthquake: Twitter as a Distributed Sensor System (cilvēki un sociālie tīkli kā sensori)
