Program Dersleri

Siber güvenlik için gereken programlama, bilgisayar mimarisi, işletim sistemleri, bilgisayar ağları ve veritabanı gibi konuların temelleri.

Temel düzeyde siber adli bilişim kavramları, delil toplama yöntemleri, veri kurtarma araçları, adli bilişim yazılım ve donanımları, delil raporlama.

Blokzincir (parça zinciri), dağıtık sistemlerde oy birliği, dağıtık veri tabanları, ağ üzerinden veri yayılımı, kripto paralar, kripto paralarda güvenlik, blokzincir uygulamaları, alternatif blokzincirler ve kripto paralar, akıllı sözleşmeler.

Regresyon, sınıflandırma, öbekleme ve boyut azaltma yöntemleri ile yapay öğrenmeye giriş; gözetimli ve gözetimsiz modeller; doğrusal ve doğrusal olmayan modeller; parametrik ve parametrik olmayan modeller; modellerin birleştirilmesi; modellerin karşılaştırılması ve model seçimi.

Kriptolojik sistemlere giriş. Simetrik şifreleme, açık anahtar mucizesi, tek-yönlü fonksiyonlar, kıyım fonksiyonları, rastgele sayılar, sayısal imzalar, sıfır-bilgi ile kanıtlama, çağdaş kriptosistemler, çok-ortaklı hesaplama. Kriptoloji uygulamaları, internette alışveriş, BitTorrent görevdeş dosya paylaşım sistemi, bazı eski şifreleme algoritmalarını kırılması.

Temel düzeyde sızma testleri kavramları, beyaz şapkalı saldırı yöntemleri, tarama araçları, saldırı kitleri, sosyal mühendislik kavramları, uygulamalı sızma testi yazılımları.

Ağ güvenliği, internet ve web güvenliği, TLS/SSL, güvenlik duvarları, saldırı tespit ve engelleme sistemleri, hizmet engellemesi saldırıları, çeşitli internet ve bulut protokolleri güvenliği, sanal makine güvenliği.

Amazon web servislerini, vaka çalışmalarını ve araçları kullanarak bulut bilişim esaslarının öğretilmesi. Hizmet kanalı olarak yazılım, platformlar ve altyapı. Sanallaştırılmış programlama, depolama ve ağ öz kaynakları tarafından ölçeklenebilirlik ve esneklik. Önemli  bulut güvenlik kavramları ve teknolojileri. Ağ, uygulama ve bilgi güvenliği. Var olan IT altyapısının buluta taşınması. Bulut bellek. Bulut vaka çalışmaları üzerinden  veri analizi.

Bilgisayar sistemleri güvenliğine yönelik teknikler, işletim sistemleri güvenliği, kimlik doğrulama ve erişim denetim mekanizmaları, kötücül yazılımlar, bilgisayar virüsleri, mobil cihaz güvenliği ile fiziki güvenlik, GSM güvenliği, RFID güvenliği ve finansal güvenlik gibi diğer çağdaş güvenlik konuları.

Siber güvenliğin hukuki boyutu, bilişim suçları, veri mahremiyetine yönelik kanun ve yönetmelikler (KVKK, GDPR, HIPAA), elektronik imza yasası, yurt içi ve yurt dışı karşılaştırmalı yasal süreçler.

Bilgisayar güvenliği teknikleri, geleneksel şifreleme, açık anahtarlı şifreleme sistemi, anahtar yönetimi, ileti doğrulama, kıyım fonksiyonu ve algoritmaları, sayısal imza, doğrulama protokolleri, erişim denetim mekanizmaları, ağ güvenlik pratiği, TCP/IP güvenliği, Web güvenliği, SSL, hizmeti-engelleme saldırıları, izinsiz giriş sezme, virüsler.

Güvenli kodlama ilkeleri, yazılım testi yöntemleri, güvenli yazılıma dair önlemler ve araçlar, veri tabanı ve işletim sistemi güvenlik hizmetleri, tersine mühendislik, kod ve veri gizleme yöntemleri.

Etkileşimli Python’a giriş ve Jupyter Notebook, Python ile hazır gelen veri yapıları, koşullu önermeler, döngüler, fonksiyonlar, metin değişkenleri, temel girdi/çıktı operasyonları, veri işleme ve görselleştirme temelleri ve ilgili Python kütüphaneleri, farklı grafik türleri, vektör/matris değişkenleri, doğrusal cebir işlemleri, olasılık/istatistik işlemleri, veri işleme uygulamaları

Sistem dinamiğine ve sistem düşüncesine giriş; stratejik karar almayı desteklemek için teori ve uygulamalar. Sağlık politikası ve yönetiminde güncel konular, sistem dinamiği için haritalama araçları, kriz/pandemi yönetimi, vaka çalışmaları, sürdürülebilirlik ve yönetim simülasyonu. Daha iyi karar almaya ve analizine yönelik sistem düşünme ve modelleme kavramları.

Sektörlerin rekabetçi kalabilmeleri için dijital dönüşüm teknolojileri. Salgın nedeniyle bu teknonojilerin artan önemi. Dijital dönem zorluklarına karşı teknoloji araçları. Şirketlerin dijital dönüşüme yönelik teknolojik yol haritası.

Büyük Veri nedir. Büyük Veri ile katma değer üretimi. Veri kaynakları. Yapılandırılmamış veri kaynaklarından yararlanma. Otomatik öğrenme görevleri. İstatiksel Öğrenme. Veri madenciliğinde temel kavramlar ve uygulamaları. Aşırı uyum. “Boyutların laneti”. Korelasyon ve nedensellik. Veri toplama yöntemi ve sistematik hatalar. Veri güvenliği, mahremiyet ve etik.

Veri iletimi ve bilgisayar ağlarının temelleri, ISO/OSI referans modeli, veri bağlantı, ağ ve aktarım katmanları, TCP/IP protokol takımı, eşzamanlı ve eşzamansız iletişim, veri bağlantı denetimi, geniş alan ağları, yönlendirme, tıkanıklık denetimi, yerel alan ağları, iletişim mimarisi ve aktarım protokolleri, dağıtık uygulamalar.

Entropi, bağıl entropi ve karşılıklı bilgi miktarı; sonuşurda eşbölüntü kuramı; rastgele bir sürecin entropi hızları; veri sıkıştırma; Kolmogorov karmaşıklığı; kanal sığımı; ayrımsal entropi; Gauss kanalı; en yüksek entropi ve spektral kestirim; hız bozulum kuramı, ağ bilişim kuramı.

Dağıtık bilgisayar ve işletim sistemleri, tasarım kavramları, süreç eşzamanlaması ve kilitlenme, çoklu kullanım, iletişim protokolleri, dağıtık sistemlerde eşzamanlama, zaman yönetimi, mantıksal zamanlama, tutarlı genel durumlar, seçim algoritmaları, karar ve eşgüdüm protokolleri, çoğa dağıtım modeli, koşutzaman denetimi, kayıp kurtarımı, hata toleransı, güvenlik.

Regresyon, sınıflandırma, öbekleme ve boyut azaltma yöntemleri ile yapay öğrenmeye giriş; gözetimli ve gözetimsiz modeller; doğrusal ve doğrusal olmayan modeller; parametrik ve parametrik olmayan modeller; modellerin birleştirilmesi; modellerin karşılaştırılması ve model seçimi.

Temel koşut-zaman kavramları, gerekirci olmamak, bölünmezlik, yarış durumları, eşzamanlama, birbirini dışlama. Paralel mimariler, çok çekirdekli işlemciler, dağıtık bellek mimariler. Paralel programlama modelleri ve dilleri, çok-örgülü, mesaj geçirme, veri güdümlü, veri paralel programlama. Paralel program tasarımı, ayrışma, tanesellik ölçüsü, yerellik, iletişim, yük dağılımı. Paralel programlama desenleri, yapısal, işlemsel, strateji, koşut-zamanlı yürütme desenleri. Başarım modelleme, paralelleştirmenin getirdiği ek yükler.

Sınıflandırma ve regresyon için temel doğrusal modeller; stokastik gradyan takibi yaparak öğrenme; çok katmanlı yapay sinir ağları, katlamalı sinir ağları ve özyinelemeli sinir ağları; alandaki güncel gelişmeler; makine çevirisinden ve bilgisayar görmesinden pratik örnekler; derin öğrenme modellerini programlama, eğitme, değerlendirme ve kıyaslama konusunda pratik deneyim.

Veri yapıları, algoritmalar ve ilgili hesaplama karmaşıklıkları.Sönüşür (asimtotik) karmaşıklık ölçütleri. Çizge gösterimleri ve algoritmaları. Çizgelerde dolaşma ve arama. Yönlü çizgeler ve topolojik sıra. Ormanlar ve ağaçlar. Minimum kapsayan ağaç. İki-kısımlı uydurma. Birleşim-aramalı veri yapıları. Yığıtlar. Kıyım algoritmaları. Amortize edilmiş karmaşıklık analizi. Eniyileme algoritmaları. Dinamik programlama. Fırsatçı algoritmalar. En kısa yol algoritmaları. Ağ akışı. Rasgele algoritmalar. Doğrusal programlamaya giriş. NP-completeness kavramına giriş. Karar-verme problemleri. Doğal NP-complete problemler ve yaklaşım algoritmaları. Matris gösterimleri ve algoritmaları.

Yazılım güvenilirliğini sağlama amaçlı araç ve teknikler. Belirtim yöntemleri ve dilleri. Modelleme araçları ve dilleri. Birim ve birleştirme sınamaları. Otomatik sınama ve doğrulama araçları ve algoritmaları. Programların ve koşturmaların matematiksel temsili. Hoare mantığı. Modüler kontratlar ile belirtim yazma: İlk- ve son-durum belirtimleri, döngü ve nesne değişmezleri. Sahiplik sistemleri. Otomatik sınama senaryosu üretimi. Model-tabanlı sınama. Sınama yeterliği için kapsama ölçütleri. Güvenilir yazılım için tip ve etki sistemleri. Yazılım model sınayıcılar. Durağan çözümleme. Koşut-zamanlı/çok-örgülü programlar. Koşut-zamanlı programlar için doğruluk kriterleri: yarış durumları, bölünmezlik, sıralanabilirlik ve dizilebilirlik. Koşut-zamanlı programlar için sınama, doğrulama ve hata ayıklama araçları.

Ayrık rastgele değişkenler, sürekli rastgele değişkenler, rastgele değişkenlerin fonksiyonları, çoklu rastgele değişkenler, vektör rastgele değişkenler, bağımsız rasgele değişkenler, çoklu rastgele değişkenlerin fonksiyonları, Merkezi Llimit Tteoremi. Ayrık zamanlı rastgele süreçler, sürekli zamanlı rastgele süreçler, durağan rastgele süreçler, ergodik rastgele süreçler, öz ve karşılıklı ilinti fonksiyonları, spektral güç yoğunluğu, spektral kestirim, beyaz gürültü süreçleri, Markov zincirleri. 

Hücresel haberleşme, kanal atama stratejileri, frekans tekrar kullanımı, frekans değiştirme stratejileri, girişim kaynakları, gezgin radyo yayılımı, büyük-ölçekli yol kaybı, küçük-ölçekli çokyollu sönümleme, gezgin radyo için modülasyon, çeşitleme birliştirme, kablosuz haberleşme için antenler ve çoklu erişim teknikleri, geçikmeye toleranslı ve toleranssız servisler için kablusuz sistem tasarımı, hata düzelten kodlayıcılar, ARQ yöntemleri, kablosuz ağlar, kablosuz sistem standartları: GSM, IS-95, cdma2000, W-CDMA, 3GPP2 1xEV-DO, 3GPP2 1xEV-DV, dördüncü nesil kablosuz sistem önerileri.

Kablosuz ağ uygulamaları, kablosuz kanal ve iletişim temelleri, ortam erişim kontrolü protokolü, yönlendirme protokolü, topoloji kontrolü, zaman senkronizasyonu, veri merkezli ağ, kablosuz haberleşme standartları.

İniş metodu, asal çarpanlara tek türlü ayrılabilme, cebirsel sayılar teorisine giriş, diofant denklemler, elliptik eğriler, p-adik sayılar, modüler formlar, zeta ve L-fonksiyonları. ABC sanısı. Sınıf sayısı.

Ölçü teorisine giriş, Kolmogorov aksiyomları, bağımsızlık, rassal değişkenler, çarpım ölçüleri ve ortak olasılık, dağılım yasaları, beklenen değer, rassal değişken dizilerinin yakınsama çeşitleri, rassal bir değişkenin momentleri, üreten fonksiyonlar, karakteristik fonksiyonlar, dağılım yasaları, şartlı beklenen değer, kuvvetli ve zayıf büyük sayılar yasaları, olasılık ölçüleri için yakınsama, merkezi limit teoremi

Dışbükey analiz, eniyilik şartları, doğrusal programlama model formülasyonu, simpleks metodu, dualite, dual simpleks metodu, duyarlılık analizi; atama, ulaşım ve aktarma problemleri

Poisson süreçlerinin, yenilenme süreçlerinin, ayrık ve sürekli Markov zincirlerinin, Brown sürecinin ve rassal yürüyüşün temel teorisi. Bu süreçlerin envanter ve kuyruk teorisi, güvenilirlik and değiştirme teorisi, finans, nüfus dinamikleri ve diğer biyolojik modellerden gelen örneklerle vurgulanan uygulamaları.

Rassallık, risk ve çelişen amaçlar içeren karar verme problemleri için araçlar, teknikler ve beceriler. Karar problemlerini yapılandırma ve modelleme için yöntemler ve yönetim amaçlı karar verme problemlerine uygulamaları. Karar problemlerinin yapılandırlaması: karar ağaçları, model geliştirme, çözüm yöntemleri ve duyarlılık analizi; Bayes kuralı, bilginin değeri ve karar analizi yazılımları. Rassalık ve ölçümü: olasılık çıkarımı. Fayda (utility) teorisi: risk yaklaşımları, tek ve çok değerli fayda teorisi. Çok amaçlı karar verme problemleri.

Dinamik programlamanın kuramı ve uygulamaları, zaman içinde sıralı karar verme; eniyi değer fonksiyonu ve sonlu ve sonsuz zaman için Bellman?ın konsiyonel denklemi; çözüm tekniklerine giriş: politika yinelemesi, değer yinelemesi ve doğrusal programlama; genel rassal formülasyon, Markov karar süreçleri; dinamik programlamanın ağ akış, kaynak paylaştırma, envanter kontrolü, araç yenileme, çizelgeleme ve kuyruk denetime uygulamaları.

Bu dersin kapsamında işlenen konular: Yapıcı buluşsal yöntemler; iyileştiren buluşsal yöntemler; meta-buluşsal yöntemler: benzetilmis tavlama, genetik algoritmalar, yasaklı arama, dağınık arama, yolları tekrar bağlama, karınca kolonisi eniyilemesi, değişken komşu araması; buluşsal yöntemler ayrıştırılması; uygulamalar: rota çizimi, çizelgeleme, kesim artıklarının enküçültülmesi, envanter ve üretim yönetimi, yer seçimi, kaynakların dağıtılması, biyoinformasyon, telekominikasyon.

Markov kuyrukları: M/M/1, M/M/C, M/M/C/K sistemleri ve uygulamaları. Evre tipi dağılımlar ve matris geometrik yöntemler: PH/PH/1 sistemleri. Kuyruk ağları: terse çevirebilme ve çarpım tipi çözümler. Genel varış ve hizmet zamanı dağılımları: gömülü Markov zincirleri, M/G/1 ve G/M/c kuyrukları, G/G/1 kuyruğu ve Lindley döngüsü, yaklaşımları. Kuyrukların rassal karşılaştırması, rassal sıralama, örneklem yolu özellikleri.

Sistem güvenirliliğinin tanımları ve temel kavramları. Seri, paralel, n içinden k sistemleri. Yapısal fonksiyonlar, bağdaşık sistemler, en az yol ve en az kesim gösterimleri. Sistem güvenirlilik değerlendirmesi ve güvenirlilik sınırlarının hesaplaması. Parametrik dağılım aileleri, ömür dağılımlarının sınıfları ve özellikleri. Şok ve aşınma modelleri. Bakım, değiştirme ve tamir modelleri. Donanım ve yazılım güvenirliliğinin rassal modellemesindeki güncel konular.