Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое объединение вузов по образованию в области информационной безопасности сборник примерных программ учебных дисциплин по направлению подготовки (специальности)
Вид материала | Документы |
- Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое, 3299.35kb.
- Ступности (государственной, воинской, транснациональной и иной) мы будем, 86.46kb.
- Лекция по теме № Условия конкретного преступления, 298.33kb.
- Расписание занятий на цикле сертификационного усовершенствования для интернов, 88.88kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 653.58kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 657.68kb.
- Общая характеристика работы Актуальность темы, 398.26kb.
- Рекомендации по организации профилактической работы, направленной на предупреждение, 1352.37kb.
- История исторической науки, 496.22kb.
- Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации Государственное, 408.11kb.
6. Лабораторный практикум
Не предусмотрен.
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовой проект (работа) не предусмотрен.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
- Танненбаум Э., Вудхалл А. Операционные системы. Разработка и реализация.. 3-е изд.- СПб.: Питер. 2007.-704 с .- ил.
- Дж. Рихтер “Windows для профессионалов”, четвертое издание, совместное издание издательств “Русская редакция” и “Питер”;
- Дронов В.А. PHP, MySQL и Dreamweaver MX 2004 . Разработка интерактивных Web-сайтов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
- Мойе Дж., Шелдон Р. MySQL. Базовый курс. Пер. с англ. – М.: Вильямс, 2007 – 880 с.:ил
- Мэтью, Н. Основы программирования в Linux. Пер. с англ. / Н. Мэтью, Р. Стоунс. – 4-е изд., перераб. и доп. – СПб: БХВ-Петербург, 2009 – 896 с.: ил.
8.2. Дополнительная литература
- Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. –СПб.: Питер, 2003.- 539 с.: ил.
- Советов Б.Я. Информационные технологии: Учеб. для вузов/Б.Я. Советов, В.В. Цехановский. – М.: Высш. шк., 2008. – 263 с.
- Щупак Ю.А. WIN32 API эффективная разработка приложений. СПб: Питер, 2007.-527с: ил.
- Храмцов П.Б. Основы Web-технологии . М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-университет Информационных Технологий», 2003. -512 с.
- Лафоре Р. Объектно-ориентированное программирование в C++. : Пер. с англ. – 4-е изд. – СПб. : Издательство «Питер», 2004. – 924 с.
8.3. Программное обеспечение
- Операционные системы: семейства Windows (не ниже Windows XP), Linux.
- Среда программирования, например, Microsoft Visual C++, справочная система Microsoft Development Network или иная.
- MySQL, PHP, сервер Appache.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не требуются.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения всех видов занятий необходимо презентационное оборудование (мультимедийный проектор, ноутбук, экран) – 1 комплект.
Для практических занятий необходимо наличие компьютерного класса, объединённого в локальную сеть для удобства предоставления слушателям курсов раздаточного материала, желательно наличие проектора. Оборудование класса из расчёта одна ПЭВМ на одного человека.
Требования к программному обеспечению компьютеров в дисплейных классах. Компьютеры должны иметь менеджер загрузки с установленными двумя операционными системы и возможностью выбора. Одна ОС семейства Windows (2000, XP или 2003), вторая семейства Linux, (Fedora 12, ASPLinux или ALTLinux). В случае невозможности установки загрузчика возможно использование виртуальной машины Virtual BOX или VMWare. На компьютерах должны быть установлены СУБД MySQL и средства разработки программного обеспечения на языке C++.
В целях сохранения результатов работы желательно, чтобы студенты имели при себе компактные носители информации (например, USB flash-память), а компьютеры были оборудованы USB-удлинителями, либо USB-разъёмом на передней панели системного блока.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
При проведении занятий преподавателю следует уделить внимание межпредметным связям (информационных технологий) с другими дисциплинам.
Изучение раздела «базы данных» не обязательно следует проводить на базе СУБД MySQL. Выбор в пользу СУБД MySQL сделан по причине простоты данного продукта, его доступности (бесплатный), кроссплатформенности (есть версии под Linux, FreeBSD, Solaris, Windows), открытости (существуют исходные коды) и популярности. Если в распоряжении преподавателя имеются другие СУБД, например PostgreSQL или СУБД Oracle, обучение без потери эффективности можно проводить и на них, однако следует учесть, что установка данных СУБД на домашних компьютерах студентов с целью изучение предмета вне ВУЗа может оказаться более сложной. Обучение на базе MySQL не привязывает студентов к конкретной платформе, что позволит студентам в дальнейшем перейти на другие СУБД по мере необходимости безболезненно, будь то Oracle, Microsoft SQL, PostgreSQL, Informix или любая другая СУБД.
В ВУЗах, где на выпускающих кафедрах от студентов требуется умение писать прикладные программы, следует уделить больше внимания графическому интерфейсу и API функциям в разделе «Прикладное программирование».
Примерный перечень тем рефератов:
- Создание приложений с использованием АPI функций.
- Создание приложения, работающего с СУБД MySQL.
- Возможности web-интерфейсов для работы с СУБД. Провести моделирование заданной предметной области и обработку необходимых данных с использованием STL.
- Создание сайта на локальном компьютере.
Примерный перечень вопросов для опросов на практических занятиях:
- Основные компоненты операционных систем ?
- Проблемы межпроцессного взаимодействия?
- Проблемы управления памятью ПК.
- Организация файловой системы?
- Аппаратные компоненты сетей ?
- Программные компоненты сетей?
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«Моделирование систем и сетей телекоммуникаций»
Рекомендуется для направления подготовки (специальности)
090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011
1. Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Моделирование систем и сетей телекоммуникаций» имеет целью сформировать у учащихся знания о базовых методах математического моделирования телекоммуникационных систем и сетей, в том числе мультисервисных сетей связи, а также обеспечить развитие навыков и способностей к построению моделей, их анализу и расчету вероятностно-временных характеристик.
Задачи дисциплины:
- получение учащимися базовых знаний о методах формализации процессов функционирования систем и сетей телекоммуникаций, основах теории телетрафика и теории массового обслуживания в объеме, необходимом для построения исследуемых моделей;
- изучение показателей качества функционирования сетей телекоммуникаций;
- изучение математических моделей мультисервисных сетей;
- изучение методов анализа вероятностных характеристик моделей;
- изучение алгоритмов для расчета характеристик моделей;
- изучение основ планирования вычислительного эксперимента и оценки адекватности результатов моделирования.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Моделирование систем и сетей телекоммуникаций» относится к базовой части профессионального цикла.
Для успешного усвоения данной дисциплины необходимо, чтобы студент владел знаниями, умениями и навыками, сформированными в процессе изучения дисциплин:
«Информатика»,
«Математический анализ»,
«Теория вероятностей и математическая статистика»,
«Дискретная математика»,
«Информационные технологии».
Дисциплина «Моделирование систем и сетей телекоммуникаций» является предшествующей для изучения следующих дисциплин: «Сети и системы передачи информации», «Измерения в телекоммуникационных системах», «Проектирование защищенных телекоммуникационных систем». Знания и практические навыки, полученные из дисциплины «Моделирование систем и сетей телекоммуникаций», используются студентами при разработке курсовых и дипломных работ.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность анализировать социально значимые явления и процессы, в том числе политического и экономического характера, мировоззренческие и философские проблемы, применять основные положения и методы гуманитарных, социальных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОК-3);
способность к логически-правильному мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению информации, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их решения на основании принципов научного познания (ОК-9);
способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности, развития социальных и профессиональных компетенций, изменения вида своей профессиональной деятельности (ОК-10);
способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1);
способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);
способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-3);
способность применять методологии научно-исследовательской и практической деятельности (ПК-5).
способность осуществлять подбор, изучение, анализ и обобщение научно-технической информации, нормативных и методических материалов по методам обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных систем (ПК-11);
способность формулировать задачи и проводить исследования телекоммуникационных систем и оценивать их эффективность (ПК-15);
способность оценивать технические возможности и вырабатывать рекомендации по построению систем и сетей передачи информации общего и специального назначения (ПК-17);
способность создавать и применять математические модели объектов и процессов, выбирать методы их исследования и разрабатывать алгоритмы их реализаций (ПК-24);
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- общие принципы формализации процессов функционирования систем и сетей телекоммуникаций;
- основные этапы математического моделирования, типовые модели систем и сетей телекоммуникаций;
- модели основных режимов трафика в широкополосных сетях и методы построения математических моделей мультисервисных сетей связи;
уметь:
- разрабатывать математические модели систем и сетей телекоммуникаций и проводить анализ их вероятностно-временных характеристик;
- разрабатывать вычислительные алгоритмы и проводить анализ показателей качества функционирования исследуемых систем и сетей телекоммуникаций;
владеть:
- методами построения и анализа моделей систем и сетей телекоммуникаций;
- навыками проведения вычислительного эксперимента, общие принципы статистического и имитационного моделирования и оценки степени адекватности разрабатываемых моделей.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
8 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 54 | 54 |
В том числе: | | |
Лекции | 24 | 24 |
Практические занятия (ПЗ) | 22 | 22 |
Семинары (С) | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | 8 | 8 |
Контрольная работа (КР) | - | - |
Конференции (К) | - | - |
Самостоятельная работа (всего) | 54 | 54 |
В том числе: | | |
Курсовой проект (работа) | 20 | 20 |
Расчётно-графические работы | - | - |
Коллоквиум | - | - |
Реферат | - | - |
Домашнее задание | 20 | 20 |
Другие виды самостоятельной работы (подготовка к занятиям, зачету) | 14 | 14 |
Вид промежуточной аттестации и его трудоемкость | 36 | Экзамен(36) |
Общая трудоемкость: | | |
часов | 144 | 144 |
зачетных единиц | 4 | 4 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов (тем) дисциплины
Тема 1. Системный подход к моделированию
Основные понятия математического моделирования систем. Определение системы, модели и математического моделирования. Виды моделирования и их классификация. Уровни иерархии систем. Сложные и большие системы. Математическая модель как система. Основы системного подхода к моделированию и основные этапы моделирования систем и сетей телекоммуникаций.
Тема 2. Математические методы построения и анализа моделей
Скачкообразные марковские процессы и процессы размножения и гибели. Системы уравнений равновесия, локальный баланс и равновесное распределение. Модели и классификация систем массового обслуживания (СМО). Определяющие параметры СМО: входящий поток, структура системы; дисциплина обслуживания; показатели производительности. Простейшие марковские модели СМО. Немарковская одноканальная СМО с пуассоновским входящим потоком, формула Полллачека-Хинчина. Модели сетей массового обслуживания (СеМО). Экспоненциальные открытые сети. Экспоненциальные замкнутые сети. Алгоритмы для расчета вероятностных характеристик СеМО.
Тема 3. Математические модели трафика широкополосных сетей.
Формализация процессов функционирования систем и сетей телекоммуникаций. Определение и виды нагрузки трафика. Моделирование нагрузки трафика и статистическая оценка характеристик нагрузки. Построение простейших моделей систем с коммутацией каналов и систем с коммутацией пакетов. Модели трафика широкополосных сетей – системы с одноадресными соединениями и системы с многоадресными соединениями. Показатели качества функционирования мультисервисных сетей связи.
Тема 4. Математические модели мультисервисных сетей связи.
Модель мультисервисной сети с одноадресными соединениями. Модель мультисервисной сети с многоадресными соединениями. Пространство состояний моделей и теоремы о равновесном распределении вероятностей состояний. Вероятностные характеристики моделей и рекуррентные алгоритмы вычисления макрохарактеристик.
Тема 5. Модели управления доступом в мультисервисных сетях.
Модели координатно-выпуклых стратегий управления доступом в мультисервисных сетях. Основные типы координатно-выпуклых стратегий. Пример стратегий разделения буферной памяти в узле коммутации пакетов. Применение классических моделей к анализу обслуживания вызовов в соте сети подвижной связи стандарта GSM. Полнодоступная и неполнодоступная модели с потерями.
Тема 6. Показатели качества и планирование вычислительного эксперимента.
Качество обслуживания в мультисервисных сетях, характеристики качества функционирования сети, требования к качеству обслуживания типовых услуг. Планирование вычислительного эксперимента. Имитационные модели систем и сетей телекоммуникаций. Оценка точности, анализ адекватности и корректировка модели.
5.2. Разделы (темы) дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. | Измерения в телекоммуникационных системах | + | + | + | + | + | + |
2. | Основы проектирования защищенных телекоммуникационных систем | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы (темы) дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел (тема) дисциплины | Лекции | ПЗ | ЛР | С | СРС | Всего час. |
| Системный подход к моделированию | 2 | 2 | 0 | 0 | 2 | 6 |
| Математические методы построения и анализа моделей | 10 | 10 | 0 | 0 | 10 | 30 |
| Математические модели трафика широкополосных сетей. | 8 | 8 | 0 | 0 | 8 | 24 |
| Математические модели мультисервисных сетей связи. | 8 | 8 | 0 | 0 | 8 | 24 |
| Модели управления доступом в мультисервисных сетях. | 4 | 6 | 0 | 0 | 6 | 16 |
| Показатели качества и планирование вычислительного эксперимента. | 4 | 2 | 0 | 0 | 2 | 8 |
6. Лабораторный практикум
Не предусмотрен.
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
№ п/п | Номер темы | Наименование работы | Количество часов | |
Аудиторных | Для самостоятельной работы | |||
1 | 4-6 | Модели СМО и СеМО различных типов и их приложение к анализу показателей качества обслуживания телекоммуникационных систем и сетей. | 12 | 12 |
Всего | | 12 | 12 |
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
- Башарин Г.П. Лекции по математической теории телетрафика: Учеб. пособие. Изд. 3-е, испр. и доп. - М.: РУДН, 2009. - 342 с.
- Бочков М.В., Соловьев Б.И. Имитационное моделирование информационно-телекоммуникационных систем. – Орел: Академия ФСО России, 2008. - 191 с.
- Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. Серия «Физ.-мат. б-ка инженера». Изд. 3-е, испр. и доп. - М.: КомКнига, 2005. - 400 с.
- Советов Б. Я. Моделирование систем: учебник. Изд. 6-е. - М.: Высшая школа, 2009. - 343 с.
8.2. Дополнительная литература
- Башарин Г. П., Гайдамака Ю. В., Самуйлов К. Е. Яркина Н. В. Управление качеством и вероятностные модели функционирования сетей связи следующего поколения. Учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН, 2008. – 130 с.
- Бочков М.В., Иванов В.Н., Обрезков А.И. Основы моделирования систем массового обслуживания. - Орел: ВИПС, 1999. – 75с.
- Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. Изд. 2-е. - М.: Наука, 1978. - 400 с.
- Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. - М.: Техносфера, 2003. - 512 с.
- Наумов В. А., Самуйлов К. Е., Яркина Н. В. Теория телетрафика мультисервисных сетей. – М.: Изд во РУДН, 2007. – 192 с.
8.3. Программное обеспечение
прикладные программные средства и инструментальная среда для имитационного моделирования определяется ВУЗом в соответствии с возможностями применения в учебном процессе.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не требуется.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Аудитория с мультимедийной доской.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Примерным учебным планом на изучение дисциплины отводится один семестр. В качестве итогового контроля предусмотрен – зачет.
Рекомендуется провести контрольную работу или тестирование по материалам тем 4 и 5 содержания дисциплины. По разделам 2 и 3 рекомендуется выдать индивидуальные домашние задания с проведением расчетов вероятностно-временных характеристик моделей.
Для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов рекомендуется использовать вопросы и задания подобные перечисленным ниже:
Темы 1-3.
Основные этапы моделирования систем и сетей телекоммуникаций.
Процессы размножения и гибели. Системы уравнений равновесия, локальный баланс и равновесное распределение.
Модели и классификация СМО. Входящий поток, структура системы; дисциплина обслуживания; показатели производительности.
Многолинейная СМО с потерями. Первая формула Эрланга.
Однолинейная СМО типа М/М/1, стационарное распределение длины очереди.
Открытая экспоненциальная СеМО. Система уравнений для нахождения интенсивностей потоков в узлах сети.
Замкнутая экспоненциальная СеМО. Алгоритм Бузена для расчета нормирующей константы.
Темы 3-6.
Интенсивность нагрузки трафика. Предложенная, обслуженная и потерянная нагрузка.
Мультисервисная модель для сети с одноадресными соединениями.
Мультисервисная модель для сети с многоадресными соединениями.
Множество блокировок и вероятность блокировки соединения.
Алгоритм Кауфмана-Робертса для расчета вероятностей блокировок в мультисервисной сети.
Модели стратегий разделения буферной памяти в узле коммутации пакетов.
- Модель обслуживания вызовов в соте сети GSM.
- Модель обслуживания вызовов в соте сети GSM с резервированием для хэндовер-вызовов.
- Показатели качества обслуживания в мультисервисных сетях.
- Метод статистического моделирования на примере простейшей СМО.
В соответствии со спецификой ВУЗа в процессе преподавания дисциплины методически целесообразно в каждой теме выделить наиболее важные аспекты и акцентировать на них внимание слушателей.
Разработчик: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«Криптографические методы защиты информации»
Рекомендуется для направления подготовки (специальности)
090302 Информационная безопасность телекоммуникационных систем
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011