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, 5418.2kb.
- 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
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость, час |
1 | 1 | Основы языка SQL | 4 |
2 | 1 | Средства реализации обмена данными с прикладными программами | 4 |
3 | 2 | Средства управления доступом | 4 |
4 | 2 | Резервное копирование и восстановление баз данных | 4 |
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Выполнение курсовых проектов (работ) не предусмотрено.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
- Дейт К. Введение в системы баз данных. 8-е изд. Пер. с англ. / К. Дейт. М.; СПб.: Издательский дом "Вильямс", 2005.
- Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. Учебник. СПб.:Питер, 2001.
- Смирнов С.Н. Безопасность систем баз данных. Учебное пособие. М.: Гелиос АРВ, 2007.
8.2. Дополнительная литература
- Грабер М. Введение в SQL. М.: Лори, 2008.
- Кренке Д. Теория и практика построения баз данных. 9-е изд. Пер.с англ. / Д. Кренке. СПб.: Питер, 2005.
- Журнал "Открытые Системы/СУБД". М.: Издательство "Открытые системы".
8.3. Программное обеспечение
ОС семейства Windows или Unix (на выбор).
СУБД промышленного масштаба: Microsoft SQL Server 2005, Oracle 9i и т.п. (на выбор).
Средство автоматизированного проектирования баз данных (если не входит в поставку СУБД). Например, Computer Associates ERwin Process Modeler 7.3.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не требуется.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лекционных занятий требуется комплект технических средств обучения в составе:
– переносной компьютер (в конфигурации не хуже: процессор Intel Core 2 Duo, 2 Гбайта ОЗУ, 500 Гбайт НЖМД);
– проектор (разрешение не менее 1280х1024).
Для проведения практических занятий и лабораторных работ требуется компьютерный класс, оборудованный ПЭВМ c установленным клиентским программным обеспечением из расчета одна ПЭВМ на одного человека и сервером с установленным серверным программным обеспечением. Конфигурация ПЭВМ и сервера должна быть не хуже чем: процессор Intel Core 2 Duo, 2 Гбайта ОЗУ, 500 Гбайт НЖМД.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Дисциплина "Безопасность систем баз данных" призвана обеспечить подготовку обучаемых к использованию технологии баз данных в своей профессиональной деятельности с учетом требований по обеспечению информационной безопасности.
Цели обучения достигаются сочетанием традиционных форм и методов преподавания с использованием передового педагогического опыта, методов активизации познавательной деятельности обучающихся, проблемного обучения. Основной упор в методике проведения занятий сделан на сочетание лекционных и практических занятий, проводимых на средствах вычислительной техники в специально оборудованном классе. При этом изучаемый учебный материал практически отрабатывается и закрепляется обучаемыми в процессе работы на средствах вычислительной техники.
Примерным учебным планом на изучение дисциплины отводится два семестра. Текущий контроль усвоения знаний обучаемыми осуществляется путем опросов на лекциях и практических занятиях. Кроме того, в каждом семестре проводится по две лабораторные работы, а в первом семестре предусмотрено выполнение долгосрочного домашнего задания, подразумевающего разработку схемы базы данных с использованием средства автоматизированного проектирования.
Примерный перечень домашних заданий:
Разработать ER-схему предметной области информационной службы ГИБДД (технический осмотр автомобилей) и сгенерировать схему базы данных.
Разработать ER-схему предметной области диспетчерской службы аэропорта (номер рейса, прилет, вылет, пункт назначения и т.п.) и сгенерировать схему базы данных.
Разработать ER-схему предметной области магазина (информация о покупках, наличии товара) и сгенерировать схему базы данных.
Разработать ER-схему предметной области службы учета пользователей Интернет-провайдера (пользователи, история, счета, и т.п.) и сгенерировать схему базы данных.
Разработать ER-схему предметной области паспортного стола (постоянная/временная регистрация) и сгенерировать схему базы данных.
Разработать ER-схему предметной области учебного отдела (учет результатов сдачи сессии) и сгенерировать схему базы данных.
По итогам выполнения лабораторных работ и домашнего задания обучаемые готовят и защищают отчеты о проделанной работе в письменной форме.
В конце первого семестра предусмотрен зачет, а в конце второго - экзамен. Рекомендуемая форма проведения зачета и экзамена – устный опрос по билетам.
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«Организация ЭВМ и вычислительных систем»
Рекомендуется для направления подготовки (специальности)
090303 Информационная безопасность автоматизированных систем
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011
1. Цели и задачи дисциплины
Целью изучения дисциплины «Организация ЭВМ и вычислительных систем» является обеспечение обучаемых необходимым объемом знаний об основных понятиях в области ЭВМ и систем, классификации, базовых принципах построения и функционирования ЭВМ и систем, состоянии и перспективах развития вычислительной техники.
Задачи дисциплины:
изучение терминологии в области ЭВМ и ВС;
изучение классификации и показателей качества ЭВМ и ВС;
изучение структуры и принципов функционирования ЭВМ и ВС;
изучение архитектуры компонентов ЭВМ и ВС;
изучение архитектуры параллельных ЭВМ и ВС;
изучение перспективных направлений развития ЭВМ и ВС;
приобретение в ходе курсового проектирования практических навыков по разработке компонентов автоматизированных систем.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Организация ЭВМ и вычислительных систем» относится к числу дисциплин базовой части профессионального цикла.
Для успешного усвоения данной дисциплины необходимо, чтобы студент владел знаниями, умениями и навыками, сформированными в процессе изучения дисциплин:
«Физика» – знать основы теории колебаний и волн, оптики, основы квантовой физики и физики твёрдого тела; уметь решать типовые прикладные физические задачи; владеть методами теоретического исследования физических явлений и процессов;
«Теория вероятностей и математическая статистика» – знать основные понятия и методы теории вероятностей, теории случайных процессов и математической статистики; уметь применять стандартные методы и модели к решению типовых теоретико-вероятностных и статистических задач; владеть навыками использования стандартных теоретико-вероятностных и статистических методов при решении прикладных задач;
«Математическая логика и теория алгоритмов» – знать основные принципы математической логики, основные понятия теории сложности алгоритмов; уметь оценивать сложность алгоритмов и вычислений; владеть способами оценки сложности работы алгоритмов;
«Языки программирования» – знать язык программирования высокого уровня;
«Электроника и схемотехника» – знать типовые схемотехнические решения основных узлов и блоков электронной аппаратуры;
«Безопасность операционных систем» – знать принципы построения и функционирования, примеры реализаций современных операционных систем;
«Безопасность сетей ЭВМ» – знать принципы построения и функционирования, примеры реализаций современных локальных и глобальных компьютерных сетей, эталонную модель взаимодействия открытых систем;
«Информатика» – знать формы и способы представления данных в персональном компьютере; уметь пользоваться сетевыми средствами для обмена данными, в том числе с использованием глобальной информационной сети Интернет; владеть навыками работы с офисными приложениями.
Дисциплина «Организация ЭВМ и вычислительных систем» является предшествующей для изучения следующих базовых дисциплин: «Разработка и эксплуатация защищенных автоматизированных систем», «Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности», а также дисциплин вариативной части профессионального цикла, предусмотренных примерным учебным планом.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);
способность применять достижения современных информационных технологий для поиска и обработки больших объемов информации по профилю деятельности в глобальных компьютерных системах, сетях, в библиотечных фондах и в иных источниках информации (ПК-4);
способность применять методологии научно-исследовательской и практической деятельности (ПК-5);
способность к освоению новых образцов программных, технических средств и информационных технологий (ПК-8);
способность осуществлять поиск, изучение, обобщение и систематизацию научно-технической информации, нормативных и методических материалов в сфере своей профессиональной деятельности (ПК-9);
способность разрабатывать и исследовать модели автоматизированных систем (ПК-11);
способность проводить анализ, предлагать и обосновывать выбор решений по обеспечению требуемого уровня эффективности применения автоматизированных систем (ПК-15);
способность участвовать в разработке компонентов автоматизированных систем в сфере профессиональной деятельности (ПК 19);
способность обеспечить эффективное применение информационно-технологических ресурсов автоматизированной системы с учетом требований информационной безопасности (ПК-35);
способность обеспечить восстановление работоспособности систем защиты информации при возникновении нештатных ситуаций (ПК-40).
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
архитектуру, принципы функционирования, элементную базу современных компьютеров, вычислительных и телекоммуникационных систем;
терминологию, основные руководящие и регламентирующие документы в области ЭВМ, комплексов и систем;
технические характеристики, показатели качества ЭВМ и систем, методы их оценки и пути совершенствования;
уметь:
проводить анализ архитектуры и структуры ЭВМ и систем, оценивать эффективность архитектурно-технических решений, реализованных при построении ЭВМ и систем;
осуществлять сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации в области ЭВМ и систем с применением современных информационных технологий;
анализировать программные, архитектурно-технические и схемотехнические решения компонентов автоматизированных систем с целью выявления потенциальных уязвимостей информационной безопасности автоматизированных систем;
владеть:
методиками оценки показателей качества и эффективности ЭВМ и вычислительных систем;
навыками работы с технической документацией на ЭВМ и вычислительные системы.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
6 | 7 | 8 | |||
Аудиторные занятия (всего) | 120 | 34 | 52 | 34 | |
В том числе: | | | | | |
Лекции (Л) | 56 | 16 | 24 | 16 | |
Практические занятия (ПЗ) | - | - | - | - | |
Семинары (С) | 58 | 16 | 26 | 16 | |
Лабораторные работы (ЛР) | - | - | - | - | |
Контрольные работы (КР) | 6 | 2 | 2 | 2 | |
Самостоятельная работа (всего) | 128 | 36 | 54 | 38 | |
В том числе: | | | | | |
Курсовой проект (работа) | 40 | - | 20 | 20 | |
Расчётно-графические работы | - | - | - | - | |
Коллоквиум | - | - | - | - | |
Реферат | - | - | - | - | |
Домашнее задание | - | - | - | - | |
Другие виды самостоятельной работы (подготовка к занятиям, зачету) | 88 | 36 | 34 | 18 | |
Вид промежуточной аттестации и его трудоемкость | 40 | Зачет (2) | Зачет (2) | Экзамен (36) | |
Общая трудоёмкость | часов | 288 | 72 | 108 | 108 |
зачетных единиц | 8 | 2 | 3 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов (тем) дисциплины
Раздел 1. Базовые сведения теории ЭВМ и ВС
Тема 1. Введение в дисциплину «Организация ЭВМ и вычислительных систем»
Предмет и задачи дисциплины, структура курса. Роль и место дисциплины в формировании специалиста. Рекомендации по изучению дисциплины. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов. История и поколения ЭВМ.
Тема 2. Базовые сведения теории ЭВМ и вычислительных систем
Терминология в области ЭВМ и ВС. Классификация ЭВМ и ВС. Показатели качества функционирования ЭВМ и ВС. Методы и средства повышения надежности ЭВМ и ВС. Методы и средства оценки производительности ЭВМ и ВС.
Раздел 2. Архитектура, структура и компоненты ЭВМ
Тема 3. Элементы и узлы ЭВМ
Структура и основные компоненты ЭВМ: процессор, память, коммуникационная подсистема, периферийные устройства. Принципы функционирования ЭВМ.
Общая структура центрального процессора. Назначение и основные элементы центрального процессора.
Система команд ЭВМ. Классификация команд ЭВМ по различным признакам. Форматы команд ЭВМ. Способы адресации в ЭВМ.
Система прерываний программ ЭВМ. Назначение, принцип работы и организация системы прерываний ЭВМ.
Общие сведения об организации ввода-вывода. Канальная организация подсистем ввода-вывода. Шинная организация подсистемы ввода-вывода. Стандарты шин.
Организация прямого доступа к памяти.
Тема 4. Архитектура памяти ЭВМ
Основные характеристики памяти ЭВМ. Иерархическая организация памяти ЭВМ. Архитектура основной памяти, методы повышения быстродействия памяти.
Память с ассоциативным доступом.
Кэш-память, стратегии размещения и замещения. Архитектура виртуальной памяти.
Тема 5. Периферийные устройства ЭВМ
Основные типы периферийных устройств. Магнитные диски. RAID-массивы. Флэш-память. Устройства ввода: клавиатура; устройства ввода графической информации; манипуляторы; сканеры. Устройства вывода: матричные и струйные принтеры; лазерные принтеры.
Мониторы, видео- и звуковые адаптеры.
Интерфейсы периферийных устройств.
Тема 6. Архитектура микропроцессорных систем
Понятие архитектуры микропроцессорной системы и микропроцессора. Типы микропроцессоров. Классификация архитектур микропроцессоров. Однокристальные микропроцессоры. Структура микропроцессора. Блок управления и синхронизации. Шинная организация. Система команд. Способы адресации. Типовые логические узлы. Сравнительная характеристика современных однокристальных микропроцессоров. Измерение производительности микропроцессоров. Специализированные однокристальные микропроцессоры. Методы и способы повышения быстродействия современных микропроцессоров (мультискалярность, мультипоточность, многоядерность). Архитектура микропроцессорных систем. Типы архитектур микропроцессорных систем. Организация основных подсистем микропроцессорных систем. Подсистемы: обработки, управления, памяти, ввода-вывода. Режимы работы основных подсистем. Характеристики микропроцессорных систем и их зависимость от типа и технологического исполнения микропроцессора.
Раздел 3. Параллельные ВС и перспективные направления развития ЭВМ и ВС
Тема 7. Архитектура и структура параллельных ВС
Типы параллельной обработки и классификация систем параллельной обработки данных. Парадигмы и модели параллельного программирования. Конвейерная (магистральная) обработка. Векторная обработка.
Особенности архитектуры и структуры систем параллельной обработки. Архитектура и структура коммуникационных подсистем параллельных ВС. Управление вычислительными ресурсами в параллельных ВС.
Вектороно-конвейерные, матричные и ассоциативные системы. Многопроцессорные вычислительные системы: системы с общей памятью, массово-параллельные и кластерные системы. Гибридные ВС. Понятие о грид-технологиях и облачных вычислениях.
Параллельные ВС с нетрадиционной архитектурой. Потоковые и редукционные системы. Систолические и волновые массивы.
Тема 8. Заключение
Итоги курса. Новые направления в разработке вычислительной техники. Нанотехнология. Понятие о нейронных, оптических, молекулярных, криогенных, квантовых ЭВМ.
5.2. Разделы (темы) дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № разделов (тем) данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||
1 | 2 | 3 | ||
1. | Разработка и эксплуатация защищенных автоматизированных систем | + | + | + |
2. | Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности | + | + | + |
5.3. Разделы (темы) дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела (темы) дисциплины | Лекц., час | Практ. зан., час | Лаб. раб., час | Семин., час | СР, час | Всего, час |
1 | Базовые сведения теории ЭВМ и ВС | 6 | - | - | 6 | 10 | 22 |
2 | Архитектура, структура и компоненты ЭВМ | 34 | - | - | 36 | 60 | 128 |
3 | Параллельные ВС и перспективные направления развития ЭВМ и ВС | 16 | - | - | 16 | 18 | 50 |
6. Лабораторный практикум
Не предусмотрен.
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
По дисциплине предусматривается курсовая работа. Каждому обучаемому выдается задание на индивидуальную тему. Примерные темы курсовых работ:
Современные быстродействующие интегральные микросхемы запоминающих устройств.
Оперативное запоминающее устройство на базе ПЛИС.
Обучающая программа по ознакомлению с работой современного Intel-совместимого микропроцессора.
Влияние адресности команды на время ее выполнения и производительность ЭВМ.
Визуализация процесса выполнения параллельного задания в многопроцессорной вычислительной системе.
Измерение производительности многопроцессорной вычислительной системы.
Система мониторинга физических параметров состояния компьютеров в локальной сети.
Применение графических процессоров для обработки данных.
Вычислительный кластер на базе ОС Windows.
Выбор и реализация сетевого хранилища данных.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
- Тихонов В.А. Баранов А.В. Организация ЭВМ и систем: Учебник. М.: Гелиос АРВ, 2008. 384 с.: ил.
- Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник. 2-е изд. М.: Питер, 2011. 688 с.: ил.
- Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. 2-е изд. М.: Нолидж, 2003, 448 с.: ил.
8.2. Дополнительная литература
- Корнеев В.В. Вычислительные системы. М.: Гелиос АРВ, 2004. 512 с.: ил.
- Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. Спб: Питер, 2007. 844 с.: ил.
- Таненбаум Э., ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. М.: Питер, 2003. 880с.: ил.
- Лацис А.О. Параллельная обработка данных: Учебное пособие. М.: Академия, 2010. 336 с.: ил.
- Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем. М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008. 520 с.
- Жмакин А.П. Архитектура ЭВМ. 2-е изд. М.: БХВ-Петербург, 2010. 352 с.
8.3. Программное обеспечение
Не требуется.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
ru – Информационно-аналитический центр по параллельным вычислениям.
ru – Интернет-портал по грид-технологиям.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лекционных занятий требуется комплект технических средств обучения в составе:
– переносной компьютер (в конфигурации не хуже: процессор Intel Core 2 Duo, 2 Гбайта ОЗУ, 500 Гбайт НЖМД);
– проектор (разрешение не менее 1280х1024).
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Цель обучения достигается сочетанием применения традиционных и инновационных педагогических технологий.
На изучение дисциплины отводятся три семестра. Текущий контроль усвоения знаний осуществляется путем выполнения трех контрольных работ (по одной в каждом семестре), проверки выполнения курсовой работы. После первого и второго семестров студенты сдают зачет, итоговая отчетность по дисциплине – экзамен. Целесообразно осуществлять проведение зачетов и экзамена в форме устного опроса по билетам.
При проведении лекционных занятий целесообразно широко применять такую форму как лекция-визуализация, сопровождая изложение теоретического материала презентациями, при этом желательно заблаговременно обеспечить студентов раздаточным материалом.
При преподавании дисциплины целесообразно в каждом теме дисциплины выделить наиболее важные моменты и акцентировать на них внимание обучаемых. На лекциях рекомендуется рассматривать наиболее сложные для понимания студентов вопросы, оставляя простой и наглядный материал для самостоятельной работы.
Для семинаров рекомендуется сформировать перечень тем сообщений по программе дисциплины. По каждой теме к семинару студенты должны подготовить устный доклад (сообщение), иллюстрированное электронной презентацией. Рекомендуемый временной регламент сообщения – 15-20 минут. По окончании сообщения студенты под руководством преподавателя задают выступающему вопросы и всесторонне обсуждают доклад (сообщение).
Программой по дисциплине «Организация ЭВМ и вычислительных систем» предусмотрено выполнение студентами курсовой работы в течение 2-го и 3-го семестров изучения дисциплины. Курсовая работа представляет собой решение конкретной практической или инженерной задачи в области применения ЭВМ и ВС для построения автоматизированных систем и обеспечения их информационной безопасности. Решаемая студентом в рамках курсовой работы задача должна иметь прикладной характер и может содержать элементы исследования. Целью курсовой работы является приобретение студентом навыков самостоятельного применения полученных знаний для обоснованного решения задач анализа и построения программных, архитектурно-технических и схемотехнических компонентов автоматизированных систем.
Примерный перечень вопросов на контрольных работах:
Показатели качества функционирования ЭВМ и ВС.
Принципы функционирования ЭВМ.
Организация системы прерываний ЭВМ.
Принципы организации и основные характеристики памяти ЭВМ.
Методы управления вводом-выводом.
Сравнительная характеристика современных микропроцессоров.
Парадигмы и модели параллельного программирования.
Вычислительные системы с общей памятью.
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«Техническая защита информации»
Рекомендуется для направления подготовки (специальности)
090303 Информационная безопасность автоматизированных систем
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011