Дирекция Института (аудитории №206-207 Учебного корпуса №2 БФУ им.И.Канта) оснащена 4 компьютерами с параметрами Intel Core I3-3220, 3.3 GHz, 4Gb RAM, 1 Tb HDD, 21,5”, keyboard,. Mouse, LAN, Internet access, и одним с параметрами Рentium IV CoreDuo 2.4 Ghz, 1 GbRAM, 160 GbHDD, 128 Mbvideo, LCD monitor 17”/19”, keyboard,. Mouse, LAN UTP 100 Mb, Internet access. Компьютеры включены в соответствующий домен компьютерной сети БФУ им.И.Канта для работы в сетевых программах, разработанных и внедрённых Управлением информатизации БФУ им.И.Канта.
ООП обеспечена учебно-методической документацией и материалами по всем учебным курсам, дисциплинам (модулям) основной образовательной программы. Программы курсов представлены в сети Интернет и локальной сети БФУ им.И.Канта.
Внеаудиторная работа обучающихся сопровождается соответствующим методическим обеспечением. Техническая оснащенность библиотеки и организация библиотечно- информационного обслуживания соответствуют нормативным требованиям. В БФУ им.И.Канта имеется собственная полиграфическая база для публикации учебной и учебно-методической литературы.
По данному направлению подготовки допускается использование литературы со сроком первого издания не более 5 лет до момента начала обучения по дисциплине (модулю), за исключением дисциплин (модулей), направленных на формирование общекультурных и общепрофессиональных компетенций.
Каждому обучающемуся обеспечен доступ к комплектам библиотечного фонда, включающим основные наименования отечественных и зарубежных журналов: «Информационные технологии и вычислительные системы», «Информационные технологии моделирования и управления», «Информационные технологии в образовании и научных исследованиях». Реализация основных образовательных программ обеспечена доступом каждого обучающегося к базам данных и библиотечным фондам, формируемым по полному перечню дисциплин (модулей) ООП. Во время самостоятельной подготовки обучающиеся обеспечены доступом к сети Интернет.
III. Формы аттестации по программе
Уровень качества программ специальности по направлению подготовки специалитета 10.05.01 «Компьютерная безопасность», профиль «Математические методы защиты информации» и их соответствие требованиям рынка труда и профессиональных стандартов (при наличии) устанавливается с учетом профессионально-общественной аккредитации образовательных программ, проводимой в БФУ им. И.Канта.
Оценка качества освоения программ специальности обучающимися включает:
- текущий контроль успеваемости;
- промежуточная аттестацию обучающихся;
- итоговая (государственная итоговая) аттестация.
Для осуществления процедур текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся по направлению подготовки специалитета 10.05.01 «Компьютерная безопасность», профиль «Математические методы защиты информации» разработаны фонды оценочных средств, позволяющие оценить достижение запланированных в образовательной программе результатов обучения и уровень сформированности всех компетенций, заявленных в образовательной программе.
В целях приближения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся к задачам их будущей профессиональной деятельности, к процедурам текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации привлекаются внешние эксперты – работодатели из числа действующих руководителей и работников профильных организаций (имеющих стаж работы в данной профессиональной области не менее 3 лет), а также преподавателей смежных образовательных областей, специалистов по разработке и сертификации оценочных средств. Это происходит как посредством привлечения вышеуказанной категории лиц к преподавательской деятельности, к процессу формирования тем курсовых и выпускных квалификационных работ, так и с помощью участия внешних экспертов в работе государственной аттестационной комиссии (ГАК) при проведении государственной итоговой аттестации.
Государственная итоговая аттестация в качестве обязательного государственного аттестационного испытания по направлению подготовки 10.05.01 "Компьютерная безопасность", профиль "Математические методы защиты информации" включает защиту выпускной квалификационной работы (ВКР).
Написание выпускной квалификационной работы регламентируется Положением о выпускной квалификационной работе, утверждённом на заседании Учёного Совета Института прикладной математики и информационных технологий 27 августа 2013 года.
В нём указано, что требования к ВКР определяются уровнем федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и квалификацией, присваиваемой выпускнику после успешного завершения аттестационных испытаний.
При планировании учебного процесса на подготовку ВКР должно предусматриваться время, продолжительность которого регламентируется ФГОС ВО по соответствующему направлению подготовки.
Выпускная квалификационная работа - самостоятельная, творческая работа студента, свидетельствующая о способности автора к систематизации, закреплению и расширению полученных во время учёбы теоретических и практических знаний по общепрофессиональным, специальным дисциплинам и дисциплинам специализаций, применению этих знаний при решении разрабатываемых в дипломной работе вопросов и проблем; степени подготовленности студента к самостоятельной практической работе по специальности.
ВКР должна подтвердить наличие навыков и способностей студента в исследовании и решении актуальных проблем конкретной специальности.
ВКР выполняется студентом по материалам, собранным им лично в период преддипломной практики.
ВКР выполняется студентом под руководством научного руководителя на завершающей стадии обучения по основной образовательной программе подготовки специалиста.
ВКР должна содержать совокупность научных положений и/или практических результатов, выдвигаемых автором для защиты, иметь внутреннее единство, свидетельствовать о способности автора самостоятельно вести научный поиск, используя теоретические знания и практические навыки, видеть профессиональные проблемы, уметь формулировать задачи исследования и методы их решения.
ВКР представляется в виде, который позволяет судить о том, насколько полно отражены и обоснованы содержащиеся в ней положения, выводы и рекомендации, их новизна, актуальность и значимость. Результаты работы должны свидетельствовать о наличии у ее автора соответствующих компетенций в избранной области профессиональной деятельности (научно-исследовательской и проектной).
IV. Учебный план подготовки
Учебный план подготовки обучаемых по направлению подготовки 10.05.01 «Компьютерная безопасность», профиль «Математические методы защиты информации», включая календарный учебный график, приведён в приложении №1.
V. Рабочие программы дисциплин
Разработаны рабочие программы всех учебных курсов, предметов, дисциплин учебного плана по направлению подготовки 10.05.01 «Компьютерная безопасность» по профилю «Математические методы защиты информации».
Список дисциплин учебного плана по направлению подготовки 10.05.01 «Компьютерная безопасность» по профилю «Математические методы защиты информации»
-
№№
|
Название дисциплины (модуля)
|
1
|
Математический анализ
|
2
|
Иностранный язык
|
3
|
Безопасность жизнедеятельности
|
4
|
Языки программирования
|
5
|
Физическая культура
|
|
Модуль 1. Модуль общекультурных компетенций
|
6
|
История отечества
|
7
|
Философия
|
8
|
Основы предпринимательской деятельности в профессиональной сфере
|
9
|
Основы коммуникации
|
10
|
История криптографии
|
11
|
Введение в специальность
|
|
Модуль 2. Базовая математика
|
12
|
Алгебра
|
13
|
Геометрия
|
|
Модуль 3. Фундаментальная математика
|
14
|
Дифференциальные уравнения
|
15
|
Теория функций комплексной переменной
|
16
|
Теория вероятностей и математическая статистика
|
|
Модуль 4. Информатика
|
17
|
Информатика
|
|
Модуль 5. Теория чисел и прикладная алгебра
|
18
|
Основы информационной безопасности
|
19
|
Теория чисел
|
20
|
Прикладная алгебра
|
21
|
Вычислительная алгебра
|
|
Модуль 6. Дискретная математика
|
22
|
Дискретная математика
|
23
|
Математическая логика и теория алгоритмов
|
24
|
Методы программирования
|
|
Модуль 7. Компьютерные технологии
|
25
|
Компьютерные сети
|
26
|
Сети и системы передачи информации
|
27
|
Операционные системы
|
28
|
Системы управления базами данных
|
|
Модуль 8. Методы компьютерной алгебры
|
29
|
Системы компьютерной алгебры и реализация криптографических алгоритмов
|
30
|
Теория псевдослучайных генераторов
|
|
Модуль 9. Физика и электроника
|
31
|
Физика
|
32
|
Основы технической физики
|
33
|
Электроника и схемотехника
|
|
Модуль 10. Дополнительные разделы дискретной математики
|
34
|
Теория кодирования, сжатия и восстановления информации
|
35
|
Теория информации
|
36
|
Модели безопасности компьютерных систем
|
37
|
Теория автоматов
|
38
|
Формальные языки
|
|
Модуль 11. Техническая защита информации
|
39
|
Аппаратные средства вычислительной техники
|
40
|
Техническая защита информации
|
|
Модуль 12. Теоретико-числовые методы криптографии
|
41
|
Быстрые мультипликаторы
|
42
|
Теоретико-числовые методы в криптографии
|
43
|
Аналитические методы в задачах защиты информации
|
44
|
Компьютерный практикум по методам вычисления дискретного логарифма
|
45
|
Технология инфраструктуры открытых ключей
|
|
Модуль 13. Криптография
|
46
|
Криптографические методы защиты информации
|
47
|
Криптографические протоколы
|
48
|
Криптографические протоколы для защиты банковской информации
|
49
|
Анализ стойкости финансовых протоколов
|
|
Модуль 15. Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности
|
50
|
Основы построения защищенных компьютерных сетей
|
51
|
Защита в операционных системах
|
52
|
Защита программ и данных
|
53
|
Основы построения защищенных баз данных
|
|
Модуль 16. Алгебраические методы защиты информации
|
54
|
Методы алгебраической геометрии в криптографии
|
55
|
Методы алгебраической теории чисел в криптографии
|
56
|
Функциональные поля и их приложения
|
57
|
Локальные поля и их приложения
|
|
Модуль 17. Проектирование систем защиты данных
|
58
|
Организационно-правовое обеспечение информационной безопасности
|
59
|
Проектирование систем защиты данных
|
60
|
Основы организации подсистем криптографической защиты в современных операционных системах
|
61
|
Внешний аудит безопасности корпоративных сетей
|
62
|
Системы тестового вторжения
|
|
Модуль 18. Криптография на алгебраических кривых
|
63
|
Компьютерный практикум по криптографии на эллиптических кривых
|
64
|
Компьютерный практикум по криптографии на гиперэллиптических кривых
|
65
|
Методы и алгоритмы генерации гиперэллиптических кривых для криптографии
|
66
|
Методы и алгоритмы генерации эллиптических кривых для криптографии
|
67
|
Спаривания на эллиптических кривых
|
Утвержденные рабочие всех программы учебных курсов, предметов, дисциплин. Аннотации рабочих программ приведены в приложении №2.
VI. Программы практик
В соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 10.05.01 «Компьютерная безопасность», профиль "Математические методы защиты информации" раздел основной образовательной программы специальности «Практики, в том числе научно-исследовательская работа (НИР)» является обязательным и представляет собой вид учебных занятий, непосредственно ориентированных на профессионально-практическую подготовку обучающихся. Практики закрепляют знания и умения, приобретаемые обучающимися в результате освоения теоретических курсов, вырабатывают практические навыки и способствуют комплексному формированию общекультурных (универсальных) и профессиональных компетенций обучающихся.
В учебный план входят учебная (вычислительная), производственная и преддипломная практики.
Учебная (вычислительная) практика проводится в форме практики по получению первичных профессиональных умений и навыков. Способ проведения учебной практики: стационарная.
Производственная практика проводится в форме практики по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности по специализации.
Преддипломная практика проводится в форме практики по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности по специализации, подготовки выпускной квалификационной работы.
Научно-исследовательская работа посвящена подготовке научной части ВКР. Способ проведения научно-исследовательской работы: стационарная.
При реализации основной образовательной программы по направлению подготовки 10.05.01 «Компьютерная безопасность» предусматривается прохождение производственной и преддипломной практики на базе государственных организаций и предприятий, банков и частных фирм г. Калининграда и Калининградской области.
Список мест прохождения практики магистрами
№№
|
Название места прохождения практики
|
Количество студентов
|
1
|
Информационный центр УВД по Калининградской области
|
1
|
2
|
Отдел информационного обеспечения Правительства Калининградской области
|
1
|
3
|
Управление Федеральной Налоговой службы по Калининградской области
|
1
|
4
|
Министерство по промышленной политике, развитию предпринимательства и торговли Калининградской области
|
2
|
5
|
ООО «Инмар-Софт»;
|
2
|
6
|
Отдел внутренней безопасности и режима ООО «ЛУКОЙЛ-Калининградморнефть»
|
1
|
7
|
ОАО КБ «Региональный кредитный банк»
|
1
|
8
|
FortiS+
|
2
|
9
|
Управление информационной структуры БФУ им. И.Канта
|
3
|
10
|
Лаборатория программно-аппаратных средств защиты информации БФУ им. И.Канта
|
2
|
|
Лаборатория технических средств защиты информации БФУ им. И.Канта
|
2
|
|
Лаборатория математических методов защиты и обработки информации БФУ им. И.Канта
|
2
|
|
Итого
|
20
|
Учебная практика проводится во 2, 4 и 6 семестрах в течение 2 недель (с 29 июня по 12 июля).
Производственная практика проводится в 8 и 10 семестрах в течение 2 недель (с 15 июня по 28 июня в 8 семестре, с 22 июня по 5 июля в 10 семестре).
Преддипломная практика проводится в 11 семестре в течение 10 недель с 29 сентября по 7 декабря.
Научно-исследовательская работа выполняется в 11 семестре в течение 4 недель с 1 сентября по 28 сентября.
Аннотации программ учебной, производственной и преддипломной практик, а также программы научно-исследовательской работы представлены в Приложении №3.
VII. Фонд оценочных средств по программе
Нормативное методическое обеспечение системы оценки качества освоения обучающимися ООП ВО по направлению подготовки 10.05.01 «Компьютерная безопасность» включает в себя фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольные вопросы и задания для практических занятий, лабораторных и контрольных работ, коллоквиумов, зачетов и экзаменов, тестовые задания и компьютерные тестирующие программы, примерную тематику курсовых работ и рефератов, докладов, учебных исследований и др.).
В соответствии с учебным планом промежуточная аттестация предусматривает проведение экзаменов, зачетов, защиту курсовых работ, выполнение отчетов по практике. По всем перечисленным видам промежуточной аттестации разработаны комплекты оценочных средств, приведённые в соответствующих рабочих программах и учебно-методических комплексах.
Нормативным обоснованием разработки фондов оценочных средств является Положение о фонде оценочных средств института прикладной математики и информационных технологий, Утверждено на заседании Учёного Совета Института прикладной математики и информационных технологий 26 августа 2013 г.
Аннотация учебной дисциплины
Учебная дисциплина «АНАЛИЗ СТОЙКОСТИ ФИНАНСОВЫХ ПРОТОКОЛОВ»
|
Цель изучения дисциплины
|
Целью преподавания данной дисциплины является ознакомление слушателей с основными проблемами защиты банковской информации, анализ стойкости криптографических протоколов, применяемых в финансовой и коммерческой деятельности. Дисциплина обеспечивает приобретение знаний и умений в области использования криптографических протоколов для защиты информации в банковском деле.
Основной целью дисциплины является изложение основополагающих принципов защиты информации с помощью криптографических методов и примеров реализации этих методов на практике и анализа их стойкости.
|
Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины
|
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способностью участвовать в разработке системы защиты информации предприятия (организации) и подсистемы информационной безопасности компьютерной системы (ПК-18);
- способностью строить математические модели для оценки безопасности компьютерных систем и анализировать компоненты системы безопасности с использованием современных математических методов (ПСК-2.3).
|
Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины
|
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
•базовые криптографические протоколы;
•криптографические протоколы, применяемые в электронной коммерции и в электронном документообороте;
•виды атак на протоколы.
Уметь:
•использовать основные математические методы, применяемые в криптографии;
•анализировать свойства криптографических протоколов;
•анализировать стойкость финансовых протоколов;
•проводить сравнительный анализ криптографических протоколов, решающих сходные задачи.
Владеть:
•криптографической терминологией;
•навыками построения моделей криптографических протоколов, которые используются на практике;
•навыками математического моделирования в криптографии.
|
Краткая
характеристика
учебной дисциплины (основные блоки и темы)
|
Содержание основных разделов (тем) курса
Тема 1. Основные виды криптографических протоколов. Роль криптографических протоколов в системах защиты информации.
Понятие криптографического протокола. Подходы к классификации криптографических протоколов. Подходы к моделированию криптографических протоколов.
Свойства протоколов, характеризующие их безопасность. Основные виды уязвимостей. Виды атак на криптографические протоколы. Подходы к моделированию криптографических протоколов.
Тема 2.Модели атак и угроз.
Атаки на криптосистемы с секретным ключом. Типы угроз. Классификация типов атак на схемы электронной подписи.
Тема 3. Криптографические протоколы в электронной коммерции и в электронном документообороте. Их стойкость.
Протоколы аутентификации. Протоколы с центром доверия. Методы анализа стойкости схем аутентификации. Протоколы электронной подписи. Банковские криптографические протоколы.
Безопасность электронных платежных систем Итоги изучения дисциплины.
Тематика практических работ
1. Криптографические протоколы. Их стойкость.
2. Модели атак.
3. Стойкость криптографических протоколов, используемых в финансовой деятельности.
|
Трудоёмкость
(з.е. / часы)
|
3 ЗЕ/108 часов.
|
Форма итогового контроля знаний
|
зачет.
|
Аннотация учебной дисциплины
Учебная дисциплина «АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЗАДАЧАХ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ»
|
Цель изучения дисциплины
|
Главной целью освоения дисциплины «Аналитические методы в задачах защиты информации» является расширение и углубление специализированной математической подготовки студентов в той части теории модулярных форм и модулярных кривых, которая ориентирована на широкие приложения к современной теории кодирования и криптографии, основанной на кодах; ознакомление с её современным состоянием и связями с другими областями математики.
|
Компетенции, формируемые в результате
освоения дисциплины
|
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способностью к самостоятельному построению алгоритма, проведению его анализа и реализации в современных программных комплексах (ОПК-10).
- способностью разрабатывать вычислительные алгоритмы, реализующие современные математические методы защиты информации (ПСК-2.1).
|
Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины
|
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
определение и свойства модулярной группы и конгруэнтных подгрупп;
определение модулярной формы и свойства алгебры модулярных форм;
уметь:
строить модулярные алгебраические кривые и исследовать их свойства;
осуществлять редукцию модулярных кривых по простому модулю и исследовать свойства редуцированных кривых;
строить модулярные коды и определять их характеристики;
владеть:
методикой построения и исследования свойств модулярных кривых;
методикой применения аналитических методов в задачах защиты информации.
|
Краткая
характеристика
учебной дисциплины (основные блоки и темы)
|
Содержание основных разделов (тем) курса
Тема 1.Введение в римановы поверхности.
Место теории модулярных форм и модулярных кривых среди других математических дисциплин. Источники её развития и области приложения. Формы самостоятельной работы студентов по изучению курса. Основная литература к курсу.
Карты. Атласы. Определение римановой поверхности. Примеры. Алгебраическая кривая как риманова поверхность. Функции, дифференциальные формы и дивизоры на римановой поверхности. Главные дивизоры. Канонический дивизор. Общая теорема Римана-Роха. Ветвление отображений. Формула Гурвица.
Тема 2. Модулярные формы
Модулярная группа. Модулярные функции. Модулярные формы. Параболические формы. Конгруэнтные подгруппы. Модулярные формы относительно конгруэнтной подгруппы.
Тема 3. Комплексные торы
Решётки. Комплексные торы. Связь действия модулярной группы с гомотетией решёток. Ряды Эйзенштейна. Функция Вейерштрасса, её свойства. Дифференциальное уравнение для функции Вейерштрасса. Эллиптические кривые. Сложение точек на эллиптической кривой. Параметризация эллиптических кривых. Теорема сложения. Эллиптические кривые как комплексные торы.
Тема 4. Модулярные кривые как римановы поверхности
Топология модулярных кривых. Параболические точки. Классические модулярные кривые. Башни модулярных кривых. Род модулярных кривых. Ветвление в башнях.
Тема 5. Алгебра модулярных форм
Нули и полюсы модулярной функции. Алгебра модулярных форм. Размерность пространства модулярных форм. Модулярный инвариант. Коэффициенты его ряда Фурье.
Тема 6. Операторы Гекке и их свойства
Определение T(n). Матричная лемма. Действие операторов Гекке на модулярные функции. Собственные функции операторов T(n). Примеры: ряды Эйзенштейна, функция . Скалярное произведение Петерссона. Старые формы и новые формы. Тэта-функции.
Тема 7. Введение в редукцию кривых
Понятие редукции аффинных кривых. Хорошая редукция. Понятие редукции проективных кривых и морфизмов. Описание редукции модулярных кривых.
Тема 8. Модулярные коды и криптосистемы
Обзор конструкций алгеброгеометрических (AG) кодов. Обзор свойств AG-кодов. Свойства модулярных кодов. Криптосистема McEliece на AG-кодах.
|
Трудоёмкость
(з.е. / часы)
|
5 ЗЕ/180 часов.
|
Форма итогового контроля знаний
|
Зачет с оценкой
|
Аннотация учебной дисциплины
Учебная дисциплина «Аппаратные средства вычислительной техники»
|
Цель изучения дисциплины
|
Целью курса " Аппаратные средства вычислительной техники" является дать необходимые знания будущему специалисту, которое он будет использовать в своей деятельности, связанной с эксплуатацией и обслуживанием аппаратуры и оборудования, содержащего современные средства вычислительной техники, в подразделениях ФСБ России, ФАПСИ при Президенте РФ, СВР РФ и МО РФ и других организациях и предприятиях. А также сформировать у студентов системный подход к изучению и проектированию сложных систем.
|
Компетенции, формируемые в результате
освоения дисциплины
|
Изучение дисциплины нацелено на формирование следующих компетенций обучающихся:
ОПК-6: - способностью применять методы первой помощи, использовать основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий);
ОПК-7: - способностью учитывать современные тенденции развития информатики и вычислительной техники, компьютерных технологий в своей профессиональной деятельности, работать с программными средствами прикладного, системного и специального назначения.
|
Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины
|
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
- архитектуру основных типов современных компьютерных систем;
- структуру и принципы работы современных и перспективных микропроцессоров;
- принципы работы элементов и функциональных узлов электронной аппаратуры;
- принципы построения и работы ПЭВМ.
Уметь:
- определять состав компьютера: тип процессора и его параметры, тип модулей памяти и их характеристики, тип видеокарты, состав и параметры периферийных устройств;
- работать с современной элементной базой электронной аппаратуры.
- определять направления использования ЭВМ определенного класса для решения служебных задач.
Владеть:
- навыками применения технических и программных средств тестирования с целью определения исправности компьютера и оценки его производительности;
- навыками устранения неисправностей и технического обслуживания ПЭВМ и периферийного оборудования;
- навыками формирования структуры СВТ и выбора режимов их функционирования.
|
Краткая
характеристика
учебной дисциплины (основные блоки и темы)
|
Содержание основных разделов и тем курса
Введение. История развития, классификация ЭВМ.
Практические потребности и технические предпосылки создания ЭВМ. Эволюция ЭВМ. Принцип фон-Неймана. Основные классы ЭВМ. Развитие элементной базы. Дискретные элементы радиоэлектроники. Интегральные схемы. Схемотехническая интеграция. Классификация ИС. Понятие МП. Поколения МП и их основные характеристики. Основные этапы производственного цикла ИС и МП. Виды технологии производства ИС и МП. Основные промышленные линии МП. Функциональная интеграция. Направления функциональной электроники. Перспективные МП.
Арифметические и логические основы цифровых машин.
Физическое представление данных в компьютерах. Основные логические элементы, их физические основы работы. Таблицы истинности. Синтез логических элементов. Системы счисления. Представления в двоичной, восьмеричной, шестнадцатиричной системах. Переводы из одной системы в другую. Двоично-десятичный код. Выполнение арифметических операций. Цифровая математика. Представление чисел с фиксированной и плавающей точкой. Стандарт IEE 754. Форматы представления данных и кодирование информации.
Функциональные элементы и узлы ЭВМ.
Элементы и узлы ЭВМ. Функциональные узлы комбинационного типа: сумматоры, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, компараторы, преобразователи кодов. Функциональные узлы последовательностного типа: триггеры, регистры, счетчики, защелки. Их назначение, условные обозначения, логические схемы, таблицы истинности, состояния неустойчивости.
Структурная организация ЭВМ.
Основные блоки ЭВМ и их назначение. Микропроцессор. Системная шина. Основная память. Внешняя память. Источник питания. Таймер. Внешние устройства. Мини- и микро-ЭВМ.
Командное управление.
Архитектура системы команд. Классификация по составу и сложности команд: CISC, RISC, VLIW. Классификация по месту хранения операндов: стековая, аккумуляторная, регистровая, с выделенным доступом к памяти. Их характеристики. Типы команд: пересылки данных, арифметической и логической обработки, работы со строками, команды SIMD, команды преобразования, команды ввода/вывода, команды управления потоком команд. Форматы команд. Система операций. Система прерываний.
Микропроцессоры.
Микропроцессорная техника: назначение и характеристики МП, функции МП, параметры МП, обобщенная структура МП. Физическая и функциональная структуры центрального процессора. Устройство управления. Арифметико-логическое устройство. Схема управления шиной и портами. Поколения МП и их основные характеристики. Обзор и характеристики МП типа CISC. Многоядерные МП.
Организация и структура памяти ЭВМ.
Общие принципы организации памяти. Иерархия памяти. Микропроцессорная память. Кэш-память. Постоянная память. Полупостоянная память. Буферная память. Основная память (ОЗУ). Виды модулей ОЗУ. Типы ОЗУ. Логическая структура памяти. Виртуальная память. Распределение памяти.
ПЭВМ.
Архитектура современных ПЭВМ. Системная плата, ее назначение, основные элементы и их взаимодействие в системе. Системная магистраль. Основные стандарты системных магистралей (шин). Буферизация шин. Управление системной магистралью. Подключение дополнительных и интерфейсных схем. Вопросы проектирования ПЭВМ.
Рабочие станции и серверы.
АРМ, средства обработки сигналов на базе ПЭВМ, архитектура, рабочих станций и серверов. Универсальные и специальные ЭВМ высокой производительности. Архитектура специализированных вычислительных комплексов. Архитектура комплексов, ориентированных на программное обеспечение, машины баз данных, объектно-ориентированная архитектура. Вопросы проектирования рабочих станций и серверов.
Периферийные устройства.
Назначение, состав и технические характеристики периферийных устройств и оборудования ЭВМ. Периферийное оборудование ПЭВМ. Средства ввода информации в ЭВМ. Клавиатура и графический манипулятор. Средства отображения информации. Видеомонитор. НГМД. НЖМД. Принтер. Устройство ввода информации CD-ROM. Аудиосистема. Коммуникационные устройства. Корпуса, источники питания, система охлаждения.
Тематика лабораторных работ
Для практического закрепления материала предусматривается выполнение лабораторных работ трех видов:
3.3.1. Моделирующие лабораторные работы.
Они выполняются в системе моделирования "MULTISIM 12" и дают наглядное представление о физических особенностях и принципах работы узлов аппаратных средств, таких как ; - логические элементы, счетчики, регистры, мультиплексоры, дешифраторы и др.
Моделирующие лабораторные работы.
Темы:
Источник питания для MCU. Линейный стабилизатор напряжения 7805.
Индикация шины данных с помощью LED.
Счетчик событий и таймер.
Символьный 7-сегментный дисплей 2х16 управляемый контроллером.
Последовательная передача данных. RS-232. USB.
Создание генератора импульсов сложной формы.
Цифро-аналоговое преобразование.
Анализ сигнала с помощью БПФ (разложение в ряд Фурье).
3.3.2. Стендовые лабораторные работы.
Стендовые лабораторные работы проводятся на базе комплектов EasyPIC5 , EasyAVR – отладочных плат с обширным набором периферии для разработки и отладки приложений на основе микроконтроллеров семейства PICmicro от Microchip.
Стендовые лабораторные работы.
Темы:
Изучение источника питания отладочной платы.
Изучение принципа работы встроенного USB 2.0 программатора.
Работа генератора микроконтроллера.
Аппаратный внутрисхемный отладчик.
Назначение LED индикаторов отладочной платы.
Управление контроллером с помощью кнопочных переключателей. Символьный ЖК-дисплей (опционально добавлен в комплект).
Графический монохромный дисплей и сенсорная панель управления.
USB соединение двух устройств.
Цифровой термометр DS1820.
Аналого-цифровое преобразование переменного тока.
3.3.3. Макетные лабораторные работы.
Эти работы выполняются на действующих макетах средств вычислительной техники и периферийного оборудования.
Макетные лабораторные работы.
Темы:
Структурная организация ЭВМ.
Организация и структура памяти.
ПЭВМ.
Рабочие станции и серверы.
Периферийные устройства.
|
Трудоёмкость
(з.е. / часы)
|
8 ЗЕ/ 288часов.
|
Форма итогового контроля знаний
|
экзамен.
|
|
