CORE020 Digitální svět: technologie, potenciál i rizika

Celouniverzitní studia
podzim 2022
Rozsah
2/0/0. 3 kr. Ukončení: k.
Vyučující
Mgr. Aleš Křenek, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc. (přednášející)
RNDr. Miroslav Bartošek, CSc. (přednášející)
Bc. Tomáš Plesník (přednášející)
doc. RNDr. Jiří Filipovič, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Miloš Liška, Ph.D. (přednášející)
RNDr. David Antoš, Ph.D. (pomocník)
Bc. Petra Mikulová (pomocník)
Garance
Mgr. Aleš Křenek, Ph.D.
Divize IT infrastruktury – Ústav výpočetní techniky
Dodavatelské pracoviště: Divize IT infrastruktury – Ústav výpočetní techniky
Rozvrh
Út 14:00–15:50 A,01026
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Předmět si smí zapsat nejvýše 100 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 12/100, pouze zareg.: 0/100, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/100
Cíle předmětu
Předmět představí digitalizaci současné společnosti prizmatem vybraných příkladů a jevů z běžného života (on-line výuka, hraní her, on-line bankovnictví, život na sociálních sítích, …) i špičkového výzkumu (Nobelova cena za objev Higgsova bosonu, vývoj vakcín proti COVID-19, …). Ukáže, jak v základu tohoto procesu stojí na jedné straně extrémní objemy dat a na druhé informační technologie, které garantují schopnost tato data sbírat, přenášet, ukládat a zpracovávat. Předmět se věnuje i rizikům digitalizovaného prostředí a úloze, kterou musí hrát regulace a právní i technologická ochrana. Studenti se rovněž seznámí se základními principy kyberbezpečností, včetně praktických rad, před čím, proč a jak se individuálně chránit.
Výstupy z učení
Absolvent předmětu:
  • má kvalitativní i kvantitativní představu o rozsahu a složitosti technologií stojících za digitalizací současného světa;
  • dokáže identifikovat konkrétní možnosti, které digitalizace pro rozvoj společnosti a lidského poznání přináší;
  • uvědomuje si celkovou složitost problematiky práce s daty, chápe principy otevřeného přístupu k datům a dalším digitálním objektům a dokáže vysvětlit, proč je nezbytné v některých případech otevřený přístup omezit;
  • je si vědom rizik a nových druhů problémů spojených s fenoménem digitalizace a ví, jak mohou být tyto technologie a související chování lidí zneužity;
  • je vybaven základní kompetencí, jak se negativním faktorům individuálně bránit.
    • Osnova
    • 1. Úvod: žijeme ve světě, kde digitální objekty (dokumenty, multimédia, obecná data, software, …) a interakce lidí s nimi s pomocí snadno dostupných zařízení hrají zásadní roli. S jakými typy digitálních objektů se setkáváme, jaká jsou jejich specifika, jaké nové druhy problémů (technických, společenských, právních, zdravotních, …) přinášejí. Celkový přehled obsahu předmětu.
    • 2. Sítě a multimédia: co se dělo při on-line výuce, jak vůbec obraz a zvuk v digitálním prostředí vypadá, ukládá se a přenáší. Jak vypadá počítačová síť, od domácí wifi až po celosvětovou páteřní síť. Jaké nové aplikace založené na audiovizuálních přenosech současné sítě umožňují? Je možné operovat prostřednictvím videa na dálku? Může produkční tým pracovat na nejnovějším hollywoodském filmu z obýváku? Mohou spolu hrát hudebníci po síti? Jaké nároky na počítače a sítě podobné aplikace představují? A jsou multimedia to nejsložitější, co se po síti přenáši?
    • 3. Technologické zázemí: od serveru přes superpočítač až ke cloudu. Urychlovače v CERNu (Nobelova cena za objev Higgsova bosonu), genomické sekvenátory v laboratořích, ale také obrovské množství zákazníků supermarketů, telefonních operátorů apod. generují enormní objemy dat, pro jejichž ukládání a zpracování je nutná odpovídající infrastruktura. Paralelní budování komerční i výzkumné infrastruktury, koncept Gridu a konvergence do současného cloudu a jeho služeb. Superpočítače, jejich technologie i význam.
    • 4. Současné možnosti digitálních simulací ve vědě: jak přispěly k pochopení mechanismů infekce SARS-CoV-2 a k historicky rekordně krátkému vývoji vakcíny. Jak vypadá zpracování experimentálních dat, co vše lze ze životních procesů věrně simulovat a jak simulace přispívají k jejich pochopení. Co je k tomu potřebné technicky, jak data zpracováváme, jak vypadají algoritmy. Role umělé inteligence.
    • 5. Dlouhodobé uložení dat: data a záznamy myšlenek jsou cenné, to víme od starověku. Kamenné desky s nápisy přečkaly tisíciletí, papírové knihovny staletí, DVD vydrží pár let. Hieroglyfy se vyluštit podařilo, záznamy NASA o misi Apollo s potížemi a nekompletně. Co vše obnáší skutečně dlouhodobé uložení digitálních dat, z pohledu jejich správy i nezbytných technologií.
    • 6. Sociální sítě: co s námi dělají, jak to dělají, k jakým důsledkům to může vést. Žádné sociální sítě nevznikly jako dobročinná aktivita, jejich cílem je zisk, kterého dosahují především díky znalosti chování svých uživatelů a zejména schopnosti je významně ovlivňovat. Co se děje, když píšeme příspěvky na Facebook nebo sdílíme videa na YouTube, kde všude mohou skončit. Jaké informace lze vytěžit z agregovaných dat o chování uživatelů, jak jsou legálně i nelegálně využívány (reklama, ovlivňování voleb, …). Působení i na ty, kteří přímo sociální sítě nepoužívají.
    • 7. On-line hry:jak vypadá jejich technologické zázemí, jaké jsou technologické nároky, jak se překonává nedokonalost technologií (nespolehlivé spojení, malý displej, …). Vzory chování uživatelů, sběr a vyhodnocení dat o nich, psychologické modely, a z těchto znalostí vystavěný obchodní model. Spolupráce mnoha profesí, specifika vývoje ve vysoce konkurenčním prostředí.
    • 8. Otevřený přístup a principy FAIR: data se stávají bezcenná, nedostane-li se k nim ten, kdo je potřebuje, neumí-li je přečíst a nedokáže-li nezávisle ověřit, že nejsou nesmyslná. S rostoucím množstvím dat jsou tyto problémy akutnější, alespoň některé řeší principy otevřeného přístupu (Open Access) a FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reproducible). Otevřená data ve státní i veřejné správě, přístup průmyslu.
    • 9. Právní a společenské aspekty: digitální svět dává prakticky neomezené možnosti kopírování a sdílení, ale i tvorby obsahu. K jakým to nutně vede problémům (pirátství, zneužívání osobních údajů, podvržený obsah, …) a jak se jim společnost brání postupným přizpůsobením legislativy.
    • 10. Kyberhygiena: jakému nebezpečí cíleného útoku jsme v digitálním prostředí denně vystaveni a jak se mu můžeme aktivně bránit. Jak pečovat o svůj mobil/počítač, jak zacházet s hesly a elektronickým bankovnictvím, na co dávat pozor na veřejné wifi. Co psát a nepsat emailem, jak citlivou komunikaci šifrovat, jak fungují a k čemu jsou digitální podpisy.
    • 11. Kybernetické útoky a obrana proti nim: Jaké hrozí typy útoků. Co je to sociální inženýrství a jak tyto útoky odhalit; co je a proč je phishing tak atraktivní. Jak se aktivně brání Masarykova univerzita a celá národní akademická počítačová síť (CESNET), jaké kroky dělá stát a jaké má k tomu nástroje. Jakou MUNI poskytuje podporu svým zaměstnancům i studentům.
    • 12. Ohlédnutí se za celým semestrem. Shrnutí prezentovaných témat, jejich vzájemných souvislostí a společných faktorů. Prostor pro diskusi nad dalšími aktuálními tématy.
    Výukové metody
    frontální výuka s prostorem pro diskusi nad konkrétními tématy
    Metody hodnocení
    Závěrečná esej na zvolené téma (výběr z cca. 5–6 témat)
    Další komentáře
    Studijní materiály
    Předmět je vyučován jednorázově.
    Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2021, podzim 2023, podzim 2024.