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.

Biyolojik sistemlerin incelenmesi icin algoritmalar, modeller, veritabanlari. Sekans analizi, karsilastirmalar, veri tabanlarinda benzerlik eslestirmeleri. Filogenetik soy agaclari. Protein dizilerinde kaliplar bulma. Protein uc boyutlu yapi tayini. Homoloji modellemesi, protein katlanma problemi. Simulasyon yontemleri. Proteinler arasi etkilesmeler. Network cesitleri. Sinyal networkleri icin veri tabanlari ve modellemeler. Sinyal netorkleri icin veru madenciligi.

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.

Yazın yeteneklerini olduğu kadar önemli okuma ve düşünme yeteneklerini de geliştirecek olan yazın dersidir. Ders hedeflerine okuma, yazma ve sınıf içinde ve dışında olmak üzere tartışmalarla ulaşılacaktır. Öğrenci performansı Yeterli/Yetersiz olarak değerlendirilecektir.

Ağ tasarımı ve ağ üzerinde akış problemleri. Bu problemler için geliştirilmiş algoritmaların analizi. Telekomunikasyon, ulaşım ve lojistik planlama konularında örnekler. MST, En kısa yol problemleri. En büyük akış problemi, teorisi. En az maliyetle ağ akışı, ağ simpleks metodu. Atama ve gezgin satıcı problemi. Çoklu akış problemleri, Lagrange gevşetme, sütun ekleme (column generation), Dantzig-Wolfe ayrıştırması.

Etkileşimli simulasyon için geometrik, fiziksel ve olasılıksal metotlar ve ilgili hesaplamalı teknikler: Bilgisayar programlama, numerik metotlar, grafiksel modelleme ve programlama, fizik bazlı simulasyon.

Robot sistemlerinin modellemesi, kontrolü ve yapay zeka ile programlanması. Robot kolları ve yürüyen robotların incelenmesi. İleri ve geri kinematik, yol planlaması, dinamik, kontrol ve robot kollarının programlaması. Yürüyen robotların donanımları, görsel ve hareket sensörleri, pozisyon tahmini, navigasyon ve akıl yürütme. Robot kolları ve yürüyen robotlar ile laboratuarda deneyler.

Mezuniyet öncesi derslerde ders verdirerek yüksek lisans öğrencilerine tecrübe kazandırılır. Öğrencileri temel konuları anlamaları güçlendirilir ve ilgili bilgilerini uygulamaları ve iletişim sağlamaları sağlanır.

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.

Ses ve konuşma sistemleri, fonetik ve fonoloji bilgisi, konuşma işareti özellikleri ve tanımları, perde ve formantların rolu, perde ölçekli ve zaman ölçekli konuşma değiştirmeleri, konuşma kodlama yöntemleri ve internet üzerinden konuşma iletişimi (VoIP) sistemleri, örgü ve konuşma tanıma ana yöntemleri, konuşma tanıma için arama algoritmaları.

Doğrusal Cebir Tekrarı, Normal Matrisler, Karesel Biçimler ve Yarı-Kesin Matrısler, İçsel Çarpım ve Norm Uzayları, Sürekli ve Ayrık Zamanlı Sistemler için Durum Uzayı Betimlemeleri, Kontrol Edilebilirlik, Görünürlük, Kararlılık, Gerçekleştirme Teorisi.

Çok boyutlu örnekleme teoreminin, örtüşmenin ve nicemlemenin tekrarı. Rengin, insan görme sisteminin, 2-D öbek dönüşümünün, DFT, DCT ve dalgacık, imge süzgeçleme, ayrıt sezimi, iyileştirme ve onarımın temelleri. Temel video dosyası biçimleri, değişik sayısal video uygulamaları için çözünürlükler ve bit hızları. 2D ve 3D modeller kullanılarak devinim çözümlemesi ve kestirimi. Gürültünün çıkarılması, binişmenin kaldırılması ve çözünürlük iyileştirmesi için devinimi dengelenmiş süzgeçleme yöntemleri. JPEG/JPEG2000 ve MPEG1/2 ve 4 ü de içeren sayısal imge ve video sıkıştırma yöntemleri ve standartları. İçeriğe bağlı imge ve video indeksleme ve MPEG-7.

Bilgisayar sistemlerinde hesaba dayalı görsel algılama modelleri ve bunların gerçekleştirimi. İmge oluşumu; kenar, köşe ve sınır çıkarımı; bölütleme, eşleştirme, örüntü tanıma ve sınıflandırma teknikleri; üç boyutlu görme: izdüşüm geometrisi, kamera kalibrasyonu, stereo/silüet/tonlama bilgisinden şekil, model tabanlı 3B nesne tanıma; renk, doku, radyometri ve BDRF; devinim analizi.

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.

İletişim işaretleri & sistemlerinin tanımlanması, sayısal kipleme çeşitleri, toplanır beyaz Gauss gürültülü (AWGN) kanallarda en iyi alış, sınırlı bantlı kanallar için işaret tasarımı, Nyquist ölçütleri, simgelerarası girişim (ISI), ISI ve AWGN kanallarda en iyi alış, doğrusal denkleştirme, karar geri besleme denkleştirme, uyarlamalı denkleştirme, kanal sığımı ve kodlaması, doğrusal öbek kodları, evrişimsel kodlar, çoklu kanallı ve çoklu taşıyıcılı sistemler, sayısal iletişim için spektrum yayılı işaretler, çok kullanıcılı iletişim. Bilgisayar yardımıyla tasarım yönelimli alıştırmalar.

Uyarlamali suzgecler, en kucuk ortalamala karesel hata, hizli algoritmalar, dizilim sinyal isleme, gozu kapali metotlar ve gozu kapali kanal saptamasi ve kestirimi icin kismi uzay metotlari, icbukey eniyilemesi ve bu metotun kullanildigi yerler, coklu hizda sinyal isleme metotlari ve suzgec kumeleri.

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.

Sayisal tumlestirilmis devrelerin tasarimina giris. Temel yapi taslari, CMOS evirici ve kombinezonsal mantik kapi devreleri. Ardisil mantik devrelerinin tasarimi. Aritmetik islem bloklari. Sayisal devrelerde zamanlama sorunlari ve cozumleri. Bellek devreleri ve bellek dizileri. Tasarim dogrulama ve sinama yontemleri. SPICE, MAGIC, IRSIM, OCTTOOLS gibi bilgisayar destekli tasarim araclari kullanilarak yapilan tasarim projeleri: Proje kapsami mimari tasarim, mantik tasarimi ve dogrulama, serim tasarimi ve test dizisi olusturulmasini icerecektir. Tasarlanan kirmiklar prototip uretimine gonderilebilir.

Bu ders kapsamında, elektronik, elektro-mekanik, biyomedikal, otomotiv, sanal cerrahi, sanal gerçeklik, bilgisayar oyunu ve finansal sistemlerin matematiksel modellenmesi ve analizinde kullanılan numerik yöntemler ve hesap teknikleri öğrenilmektedir. Bu bağlamda, sistem işleyişini belirleyen denklem sistemlerinin sistematik olarak olusturulması, doğrusal ve doğrusal olmayan cebirsel denklem sistemleri ve doğrusal olmayan diferansiyel denklem sistemlerinin numerik yöntemlerle bligisayarda çözümü dersin konuları arasında yer alır. Derste oğrenilen yöntemler, MATLAB ortamında, elektronik, makina, kimya ve endüstri mühendisliğinden alınmış örnek problemler üzerinde uygulanırlar.

Elektromanyetizmanın temel ilkeleri; ışığın elektromanyetik dalga özellikleri; geometrik optik, Gauss ışın demetleri, Gauss ışın demetlerinin optik sistemlerde dönüşümü, optik kovuklardaki elektromanyetik kipler, ışığın madde ile etkileşimi, soğurma ve dağınımın klasik teorisi, spektral genişleme mekanizmaları, Rayleigh saçılması, kendi kendine ve zorunlu ışımanın kuvantum kuramı, optik yükseltme, laser salınımı, laser sistemlerinin örnekleri, laserlerde Q anahtarlama ve kip kilitleme.

Mikrosistemler ve mikto-elektro-mekanik sistemler (MEMS) konusuna giriş; MEMS ile optik ile tümleşimi, mikroüretim teknikleri ve süreçleri; MEMS modelleme ve tasarım; tahrikleyici ve algılayıcı tasarımı; mekanik tasarım; temel optik sistem tasarımı; paketleme. Önemli optik MEMS uygulamalarının detaylı incelenmesi: tarayıcı sistemler (Göze takılan displayler, barkod tarayıcılar); projeksiyon sistemleri (DMD ve GLV); kızıl ötesi komera sistemleri; optik anahtarlama ve iletişim sistemleri.

2 boyutlu doğrusal sistem teorisi ve 2-boyutlu Fourier dönüşümleri. Optik sinyal işlemede kullanılan integral dönüşümleri; Fiziksel optik ve dağıtım teorisinin temelleri; optik sistemlerde Fourier dönüşümleri ve görüntü oluşturma; Lazerli ve diğer kaynak kullanılan sistemler; Görüntü korelasyonu ve frekans analiz teknikleri; Girişim; Hologramlar; Üç boyutlu display teknolojileri.