Программа курса (syllabus)

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный технический университет имени

Институт информационных и телекоммуникационных технологий

Кафедра информационная безопасность

«Утверждаю»

Директор института

___________

«_25__»______09______2014г.

ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)

По дисциплине «Модели процессов защиты информации»

Специальности 5В100200 - Системы информационной безопасности

Форма обучения дневная

Всего 3 кредита

Курс третий

Семестр шестой

Лекций 30 часов

Лабораторные занятия 30 часов

СРС 45 часов

СРП 30 часов

Трудоемкость 135 часов

Экзамен шестой семестр

Алматы 2014

Программа курса составлена , к. т.н., доцентом кафедры Информационная безопасность на основании РУП.

Рассмотрена на заседании кафедры Информационная безопасность

«_2_»____09_____2014 г. Протокол №__2_

Зав. кафедрой ИБ

Одобрена методическим Советом института ИИТТ

Сведения о преподавателе:

Аманжолова Сауле Токсановна, к. т.н., доцент кафедры Информационная безопасность.

Общий стаж 24 года. Стаж педагогической работы в КазНТУ 23 года.

Офис: кафедра 201 ККУЦ

Адрес: 01 ККУЦ

Тел: [phone], доб. 7160

Факс:_______________

Е-mail:[e-mail]_

1.  УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ – Syllabus

1. Цели и задачи дисциплины

Целью и задачей дисциплины «Модели процессов защиты информации» является изучение методов исследования защиты информации и алгоритмов расчета таких моделей. С этих позиций представляются аспекты проектирования компьютерных систем и сетей.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать: модели и методы анализа задержек, управления потоками и расчета пропускной способности систем и сетей.

Студенты должны уметь: систематизировать и исследовать способы выбора оптимальных параметров в системах, маршрутов в сетях и уметь применять эти данные для синтеза структур систем и сетей.

Пререквизиты: Материал дисциплины базируется на материалах предшествующих дисциплин (перечень дисциплин по рабочему учебному плану специальности): «Операционные системы», «Методы и средства защиты компьютерной информации»,

Постреквизиты: перечень дисциплин, в которых используются знания изучаемой дисциплины (по рабочему учебному плану специальности): «Администрирование систем безопасности», «Проектирование систем защиты информации».

2.  Система оценки знаний.

По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем дисциплинам Казахского национального технического университета имени применяется рейтинговый контроль знаний студентов. Сведения об оценке знаний, осуществляемой по рейтинговой системе в виде шкалы, где указываются все виды контроля.

При итоговом контроле знаний возможен один из трех вариантов распределения процентов (таблица 1), определенный рабочим учебным планом специальности.

Рейтинг каждой дисциплины, которая включена в рабочий учебный план специальности, оценивается по 100 - процентной шкале независимо от итогового контроля.

Для каждой дисциплины устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль.

Видами текущего контроля являются контрольные работы, рефераты, семестровые задания, коллоквиумы, выполнение лабораторных работ и др. К итоговому контролю относятся курсовой проект или курсовая работа и экзамен.

Таблица 1

Распределение рейтинговых процентов по видам контроля

№ вариантов	Вид итогового контроля	Виды контроля	Проценты
1.	Экзамен	Итоговый контроль	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Сроки сдачи результатов текущего контроля должны определяться календарным графиком учебного процесса по дисциплине (таблица 2). Количество текущих контролей определяется содержанием дисциплины и ее объемом, которое указывается в учебно-методическом комплексе дисциплины.

Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Модели процессов защиты информации»

Неделя	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Виды контроля		Л1	Л2	СР1	Л3	СР2	Л4	РК1	Л5	СР3	Л6	Л7	Л7	СР4	РК2
Недельное количество контроля		1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Виды контроля: Л-лабораторная работа; КР-курсовая работа; К-контрольная работа; СР-самостоятельная работа; РК-рубежный контроль;

Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).

Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл (в процентах %)	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	20,
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 Тематический план курса

Таблица 4

Распределение часов по видам занятий

Наименование темы	Количество академических часов
Лекция	Лабораторные занятия	СРСП	СРС
1	2	3	4	5
1. Назначение протоколов. Классификация протоколов.	2		2	3
2. Классификация моделей массового обслуживания	2	4	2	3
3. Законы распределений случайных величин	2		2	3
4. Определение трудоемкости алгоритмов шифрования.	2	4	2	3
5. Одноканальные системы массового обслуживания	2		2	3
6. Многоканальные системы массового обслуживания	2		2	3
7. Замкнутые экспоненциальные сети массового обслуживания	2	4	2	3
8. Введение в систему имитационного моделирования GPSS World	2	2	2	3
9. Состав и структура GPSS-модели	2	4	2	3
10. Примеры GPSS моделирования.	2	4	2	3
11. Математические модели алгоритмов маршрутизации.	2	4	2	3
12. Методы анализа беспроводных компьютерных сетей	2	4	2	3
13. Алгоритмы решения задачи выбора оптимальных потоков в сети	2		2	3
14. Планирование и диспетчеризация процессов и задач	2		2	3
15. Алгоритмы диспетчеризации процесса. Бесприоритетные дисциплины диспетчеризации.	2		2	3
Всего (часов)	30	30	30	45

Наименование лекций.

3.1.1. Назначение протоколов. Классификация протоколов. Работа протоколов. Маршрутизируемые и немаршрутизируемые протоколы. Протоколы в многоуровневой архитектуре. Стеки протоколов. Привязка. Стандартные стеки. (2 часа).

3.1.2. Классификация моделей массового обслуживания. Базовые модели систем массового обслуживания (СМО). Параметры СМО. Обозначения СМО (символика Кендалла). Режимы функционирования СМО.

(2 часа).

3.1.3. Законы распределений случайных величин. Закон распределения дискретной случайной величины. Закон распределения непрерывной случайной величины. Плотности распределения вероятностей.

(2 часа).

3.1.4. Параметризация и трудоемкость алгоритмов и программ. Основные параметры расчета трудоемкости алгоритма. Определение параметров трудоемкости граф-схемы алгоритма. Пример алгоритма шифрования. Расчет трудоемкости алгоритма шифрования.

(2 часа)

3.1.5. Одноканальные системы массового обслуживания. Одноканальные СМО с однородным потоком заявок. Характеристики экспоненциальной СМО. Характеристики неэкспоненциальной СМО. Анализ свойств одноканальной СМО.

(2 часа)

3.1.6. Многоканальные системы массового обслуживания. Многоканальные СМО с однородным потоком заявок. Характеристики многоканальной СМО. Анализ свойств многоканальной СМО. (2 часа)

3.1.7. Замкнутые экспоненциальные сети массового обслуживания. Описание замкнутых СеМО. Анализ свойств замкнутых СеМО. Характеристики ЗСеМО.

(2 часа)

3.1.8. Введение в систему имитационного моделирования GPSS World. Состав системы имитационного моделирования GPSS World. Элементы языка GPSS World. Объекты GPSS-модели.

(2 часа)

3.1.9. Состав и структура GPSS-модели. Операторы GPSS-модели. Команды GPSS-моделирования. Процесс моделирования в среде GPSS World. Транзакты. (2 часа)

3.1.10. Примеры GPSS моделирования. Описание системы массового обслуживания. Создание стандартного отчета модели СМО. (2 часа)

3.1.11. Математические модели алгоритмов маршрутизации. Основные понятия и определения. Натурное моделирование. Имитационное моделирование. Математические оптимизационные модели. Постановка задачи. (2 часа)

3.1.12. Методы анализа беспроводных компьютерных сетей. Схема распределенного управления. Передача фрагментированных пакетов. (2 часа)

3.1.13. Альтернативная маршрутизация. Математические модели исследования алгоритмов маршрутизации. Понятие алгоритмов маршрутизации. Основные расчетные показатели и компоненты маршрутизации. (2 часа)

3.1.14. Планирование и диспетчеризация процессов и задач. Дисциплина диспетчеризации. Невытесняющая многозадачность. Вытесняющая многозадачность. (2 часа)

3.1.15. Алгоритмы диспетчеризации процесса. Структура алгоритмов распределения времени. Круговой циклический алгоритм. Многоуровневый алгоритм. Бесприоритетные дисциплины диспетчеризации. (2 часа)

3.2 Наименование тем лабораторных занятий, их содержание, объем в часах

3.2.1. Оценка трудоемкости вычислительного процесса. На основе выбранных компонентов рассчитать трудоемкость вычислительной системы.

(4 часа)

3.2.2. Оценка трудоемкости с использованием граф-схемы алгоритма. На основе блок-схемы алгоритма рассчитать ее трудоемкость.

(4 часа)

3.2.3. Анализ одноканальной системы массового обслуживания. На основании выбранных параметров рассчитать характеристики одноканальной СМО.

(4 часа)

3.2.4. Моделирование СеМО. Определение локальных характеристик. Имитационное моделирование сети массового обслуживания (СеМО) и определение её локальных характеристик.

(4 часа)

3.2.5. Моделирование СеМО. Определение системных характеристик. Имитационное моделирование сети массового обслуживания (СеМО) и определение её системных характеристик.

(4 часа)

3.2.6. Расчет вероятностного состояния и требуемых характеристик замк­нутой сетевой модели. На основании выбранной замкнутой сети рассчитать ее основные характеристики.

(4 часа)

3.2.7. Расчет топологии вычислительной сети. На основании выбранной топологии рассчитать характеристики сети.

(6 часов)

3.3. Название темы и количество часов СРС (45 часов)

Таблица 5

№	Задания	Кол-во часов
2	Изучить работу вычислительной системы и ее основных компонентов	3
3	Марковские случайные процессы	3
4	Законы распределения случайных величин	3
5	Одноканальные СМО с однородным и неоднородным потоком заявок	3
6	Изучение однолинейных однофазных систем массового обслуживания	3
7	Изучение многолинейных систем массового обслуживания	3
8	Дисциплины обслуживания заявок	3
9	Изучение замкнутых стохастических сетей	3
10	Изучение особенностей диалоговой системы	3
11	Изучение управления центрального процессора	3
12	Изучение правил формирования очередей	3
13	Изучение сетей пакетной коммутации	3
14	Исследование алгоритмов маршрутизации	3
15	Изучить примеры анализа алгоритмов маршрутизации в сетях передачи данных	3

3.4 Название темы и количество часов СРСП (30 часов)

Таблица 6

№	Задания	Кол-во часов
1	Язык имитационного моделирования GPSS	2
2	Построение гистограмм в языке GPSS	2
3	Одноуровневые и Многоуровневые алгоритмы формирования очередей	2
4	Сравнение одноуровневых и многоуровневых алгоритмов	2
5	Средние характеристики бесприоритетных систем массового обслуживания	2
6	Приоритетные системы массового обслуживания	2
7	Смешанные приоритеты систем массового обслуживания	2
8	Многофазные системы массового обслуживания	2
9	Изучить работу модели приоритетного обслуживания в режиме разделения времени	2
10	Динамические приоритеты	2
11	Математические модели алгоритмов маршрутизации	2
12	Задачи выбора оптимальных потоков в сети	2
13	Анализ алгоритмов маршрутизации в сетях передачи данных	2
14	Динамическая маршрутизация в ATM сетях	2
15	Классификация алгоритмов маршрутизации	2

График проведения занятий

№	Дата	Время	Наименование тем
		1. Назначение протоколов. Классификация протоколов.
		2. Классификация моделей массового обслуживания
		3. Законы распределений случайных величин
		4. Параметризация и трудоемкость алгоритмов и программ.
		5. Одноканальные системы массового обслуживания
		6. Многоканальные системы массового обслуживания
		7. Замкнутые экспоненциальные сети массового обслуживания
		8. Введение в систему имитационного моделирования GPSS World
		9. Состав и структура GPSS-модели
		10. Примеры GPSS моделирования.
		11. Математические модели алгоритмов маршрутизации.
		12. Методы анализа беспроводных компьютерных сетей
		13. Алгоритмы решения задачи выбора оптимальных потоков в сети
		14. Планирование и диспетчеризация процессов и задач
		15. Алгоритмы диспетчеризации процесса. Бесприоритетные дисциплины диспетчеризации.
			Лабораторные занятия
		Лабораторная работа № 1. Оценка трудоемкости вычислительного процесса.
		Лабораторная работа № 2. Оценка трудоемкости с использованием граф-схемы алгоритма.
		Лабораторная работа № 3. Анализ одноканальной системы массового обслуживания.
		Лабораторная работа № 4. Моделирование СеМО. Определение локальных характеристик
		Лабораторная работа № 5. Моделирование СеМО. Определение системных характеристик
		Лабораторная работа № 6. Расчет вероятностного состояния и требуемых характеристик замк­нутой сетевой модели.
		Лабораторная работа № 7. Расчет топологии вычислительной сети.

4  Учебно-методические материалы по дисциплине

4.1 Материал для обязательного изучения

Основная литература

1.  Алиев моделирования дискретных систем. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 363 с.

2.  Вишневский основы проектирования компьютерных сетей. - М.: Техносфера, 2003.-512с.

3.  Основы теории вычислительных систем. Под редакцией – М.: Советское радио, 1978г.

4.  , , Новиков комплексы, системы и сети. – Л.:Энергоатомиздат, 1987г.

5.  Гнеденко. ., Коваленко. .Введение в теорию массового обслуживания.- М.: Наука, 1987.-336с.

6.  , Духовный приоритетного обслуживания в информационно-вычислительных системах. - М.: Наука, 1976.-220с.

7.  Липаев программного обеспечения. - М.: Финансы и статистика, 1983г.

8.  Методы управления проектированием программного обеспечения. - М.:Мир, 1981г.

9.  Алгоритмы мат. обеспечения и архитектура многопроцессорных вычислительных систем. Под редакцией Ершова академия. - М.:Наука, 1982г.

10.  Т. Дж. Шрайбер. Моделирование на GPSS.-М.:Машиностроение, 1980г.

11.  , Коган вычислительным процессом в ЭВМ: (Алгоритмы и модели). – М.: Энергия, 1978. – 240 с.

4.2 Материал для дополнительного изучения

1. Очереди с приоритетами. – М.: Мир, 1973.

3.  , Вишневский массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. – М.: Радио и связь, 1988. – 192 с.

4.  Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ. – М.: Мир, 1979. – 600 с.

5.  Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Т. 1. – М.: Физматгиз, 1963.

6.  Саати теории массового обслуживания. – М.: Сов. Радио, 1965.

7.  Сарыпбеков теории проектирования.

8.  Высокоскоростные вычисления. Под редакцией Ковалика.,-М. Мир, 1988г.

9.  параллельные вычислительные системы.- М.: Нолидж, 1999. – 320 с.

10.  , , Серов современной криптографии. – М.: Горячая линия-Телеком, 2001. – 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Цели и задачи дисциплины……………………………………………….3

2.  Система оценки знаний…………………………………………………...3

3.  Содержание дисциплины…………………………………………………5

4.  Учебно-методические материалы……………………………………….10