«Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов научно-педагогической школы кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И УЗЛОВ ...»

Риски психофизиологического состояния спортсмена. Поддержка оптимального психофизиологического состояния сопряжена с появлением психофизиологических рисков спортсмена [6]. Изложенный выше алгоритм работы СППР по прогнозированию соревновательной готовности спортсмена и сущность субъективной концепции риска в психологических исследованиях (А.П. Альгин) дают возможность полагать, что декомпозиция психофизиологического риска спортсмена определяется техническим, программно-аппаратным, физиологическим и психологическим аспектами, а также отношением самого спортсмена к риску.

Рассмотрим психологическую сущность риска с позиции субъективной концепции.

Риск всегда субъективен, поскольку выступает как оценка, неразрывно связанная с действием человека, как его сознательный выбор с учетом возможных альтернатив, последствий, варианта поведения, оценкой самого себя. В соответствии с этим ситуация риска возникает только тогда, когда появляется субъект, действующий в этой ситуации. Важно отметить, что ситуация риска может оказаться опасной, если субъект вынужден действовать в ней, но опасная ситуация не обязательно является рискованной. Для разных субъектов, действующих в одних и тех же условиях, ситуация может оказаться рискованной для одного, для другого – нерискованной.

Интерпретируя изложенное, можно полагать, что понятие риска неразрывно связано с представлением спортсмена о действии в период тренировки и может быть определено как характеристика этого действия. Но характеристика действия как рискованного оценочна.

Значит, риск являет собой оценку возможности осуществления действия, возможности достижения результата, соответствующего цели, т.е. это прогностическая, предваряющая действие оценка, формирующаяся на стадии организации или планирования действия самим спортсменом в тренировочном процессе и во время соревнований.

Кроме прогностической оценки, необходимым условием ситуации риска является неопределенность. Если рассматривать риск в психологическом аспекте, то главные источники неопределенности находятся в самом действующем субъекте. По мнению ряда исследователей, все источники неопределенности субъективны, определяются возможностями и ограничениями человека учитывать различные факторы, влияющие на действие и его будущий результат. Они могут быть как внешними, так и внутренними. Для нас значимо выявление внутренних источников неопределенности спортсмена. К ним относятся: когнитивный компонент, содержание субъективного опыта, мотивационный компонент, операционная составляющая спортивной деятельности. Выявление внутренних источников неопределенности позволяет самому спортсмену понять, как у него формируется представление о ситуации, о будущем результате спортивного действия, что мешает ему действовать «наверняка» и получать требуемый результат, что создает ситуацию риска.

К основным факторам, определяющим критерий принятия решения спортсменом, относятся значимость успеха или цена неуспеха будущего действия, а также индивидуальноличностные особенности рефлексивной регуляции действий в ситуации риска.

Теоретический анализ психологического аспекта риска показывает, что рефлексивными регулятивами действий спортсмена являются развитая способность к ситуативному самоанализу и самоэффективность спортсмена. Если спортсмен не владеет технологией самоанализа и акцент делает на риски самоанализа, то самоанализ может усилить нездоровую склонность к «самокопанию». Самоанализ как самоцель, самолюбование, пробуждение жалости к себе, пустые самообвинения, ведет к «mania psychologica». Поэтому склонность к «самокопанию», самолюбованию, к самоанализу как бесцельной игре ума усиливает психофизиологический риск спортсмена.

Самоэффективность как вера в эффективность собственных действий и ожидание успеха от их реализации коррелируют на высоком уровне значимости с реальным поведением.

Иными словами, спортсмен преимущественно демонстрирует то поведение, которого он сам от себя ожидает, и видит именно те последствия, которых ждет в процессе тренировки и соревнований. Отсутствие самоэффективности может быть существенным тормозом формирования соревновательной готовности спортсмена. При определенных обстоятельствах недостаток самоэффективности становится причиной невротических нарушений.

Заключение. В ходе работы была построена математическая модель, позволяющая прогнозировать соревновательную готовность спортсменов. Получаемые в результате моделирования прогнозы хорошо согласуются с практическими результатами спортивной соревновательной деятельности, что свидетельствуют о высокой прогностической значимости разработанной на базе математической модели системы поддержки принятия решений.

Спортивный риск связан с психологическим феноменом, который представляет собой взаимно обусловливающийся дискретный процесс преодоления себя в ситуации «здесь и теперь» сначала в позиции «стоп» и «смотрения внутрь себя» с целью «расшифровки» собственного состояния, отношения к внешним воздействиям и собственной реакции на них (трансформации внешних воздействий в предметы осознания), потом преодоления себя в выходе из внутренней работы сознания в усилие самодостраивания. При этом основополагаюСборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС щим должно оставаться сохранение здоровья спортсмена и оптимизация тренировочного процесса.

1. Короткова А.К. Инновационные технологии в спорте: исследование психофизиологического состояния спортсменов методом газоразрядной визуализации [Текст] / А.К. Короткова, К.Г.Коротков – М: Советский спорт, 2008. – 280с.

2. Коротков К.Г. Результаты и перспективы внедрения инновационных технологий в системе детско-юношеского спорта и спорта высших достижений [Текст] / К.Г. Коротков, А.К. Короткова, Е.Н. Петрова (Величко), А.В. Шапин // Теория и практика физической культуры.

Изд. Теория и практика физической культуры и спорта, Москва. – 2008. – № 3. – С. 36–40.

3. Головицкий А.П. Обратные задачи экспериментальной физики. Практические аспекты.

Восстановление зависимостей [Текст] / А.П. Головицкий – СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2008. – 206 с.

4. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений [Текст] / Дж. Тьюки [пер. с англ]. – М: Мир, 1981. – 694 с.

5. Морозов В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач [Текст] / В.А.

Морозов – М.: Наука, 1987. – 240 с.

6. Гатчин Ю.А. Модель педагогической поддержки развития интегративнотрансформирующих качеств личности IT-специалиста в образовательном процессе НИУ [Текст]/ Ю.А. Гатчин, В.В. Сухостат // Труды XVII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика’2010». В 2-х т. – СПб. – 2010. – С. 182–184.

РАБОТЫ АСПИРАНТОВ

СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ВТОРЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАЙЕСОВСКИХ

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ – Д.Т.Н., ПРОФЕССОР С.А. АРУСТАМОВ

Цель работы. Цель работы заключается в рассмотрении предложенной модели структуры СОВ, в которой применяются байесовские сети (БС), для повышения надежности СОВ.

Система обнаружения вторжения. Динамические байесовские сети являются байесовскими сетями, описывающими динамические процессы, сохраняющие свою структуру во времени. Состояние модели описывается как Z t (U t, X t, Yt ), где U t – входная, X t – скрытая, Yt – выходная переменная [1]. ДБС состоят из временных слоев и переходов между двумя временными слоями. Каждый слой является байесовской сетью, а переход представляет двойную байесовскую сеть. Формула байесовского вывода описывается уравнением где xi – i-е скрытое состояние из всех возможных; X – пространство скрытых состояний;

Y – данные наблюдений; P( xi | Y ) – апостериорная вероятность скрытого состояния;

P(Y | xi ) – правдоподобие данных наблюдения; P( xi ) – априорная вероятность скрытого состояния; P(Y ) – априорная вероятность наблюдаемых данный. Процедура байесовского вывода применяется в задачах, приведенных в таблице 1 [2]. Такие процедуры используются в модуле алгоритма вывода предложенной структуры СОВ.

Таблица 1. Процедуры вывода Предсказания Процедура экстраполяции распределения вероятностей для будущих состояний ДБС.

Фильтрации Процедура оценки текущего состояния модели.

Сглаживания Процедура оценки всех наблюдаемых состояний в прошлом с учетом всех доказательств Сглаживание на Процедура оценки состояния для некоторого прошлого момента с учетом всех доказашаг тельств до текущего времени.

Витерби Процедура для вычисления наиболее возможных последовательностей скрытых состояний, учитывая полученные данные.

Предложенная система обнаружения вторжений представлена на рисунке 1 и состоит из следующих модулей:

модуль алгоритма вывода;

модуль алгоритма обучения;

модуль, отвечающий за обучающие данные;

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС модуль, содержащий модель ДБС;

модуль, отвечающий за разбор свойств сессий.

При инициализации СОВ происходит обучение ДБС с использованием выбранного алгоритма обучения и обучающих данных. Обучающие данные задают априорные вероятности для модели ДБС. Модуль алгоритма обучения формирует модель ДБС. После обучения формируется модель ДБС, которая по наблюдаемым свойствам сессий и на основании выбранного алгоритма вывода способна производит решение о вторжении. Также на данном этапе может происходить оценка текущей модели ДБС на предмет корректности предсказания и описания наблюдаемых состояний. В случае обнаружения вторжения через модуль конфигурации СОВ производится включение свойств данной сессии в обучающие данные для переобучения ДБС, а также блокирование сессии.

Вывод. Предложенная система обнаружения вторжений, использующая байесовские сети для описания последовательностей сессий, способна повысить надежность работы системы за счет возможности изменять модель ДБС, когда текущая модель перестает корректно описывать наблюдаемые свойства сессий. Модуль конфигурации СОВ позволяет выбирать используемую процедуру байесовского вывода в зависимости от задачи и производить переобучение модели ДБС.

1. K.P. Murphy, Dynamic bayesian networks: representation, inference and learning. – 2002, p 268, thesis.

2. Intel Corporation. Probabilistic Network Library – User guide and reference manual, March УДК 621.

СОВРЕМЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ

Введение. Современные технологии изготовления микромеханических систем дают возможность производить датчики и микромеханизмы различной формы и назначения. ПриСборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС мерами могут служить датчики давления, МЭМС устройства, работающие в СВЧ-диапазоне, а также широко распространенные инерциальные датчики параметров движения (акселерометры, гироскопы) и т.д. Устройства, изготовленные по МЭМС-технологии, имеют следующие преимущества:

низкая стоимость благодаря массовому производству;

высокая воспроизводимость;

высокая стойкость к ударным воздействиям и перегрузкам;

функциональная законченность (сенсор и схема обработки на одном кристалле);

малые габариты и электропотребление.

В статье рассматриваются микромеханические акселерометры (ММА), анализируются тенденции рынка ММА, а также возможности применения и перспективы развития этих устройств.

Тенденции развития и преимущества МЭМС. В настоящее время интерес к МЭМСустройствам обусловлен не только техническими возможностями, но и коммерческими перспективами. Ориентировочный объем средств, вложенный в развитие МЭМС-систем, составил около 1 млрд. долларов в 2005 году. По мнению аналитиков, к основным причинам, сдерживающим промышленный выпуск МЭМС-устройств, относятся следующие [2]:

Отсутствие всего необходимого для производства МЭМС технологического оборудования. Так, нет нужных установок глубокого травления кремниевых пластин, установок двухстороннего совмещения и соединения нескольких пластин. Разработка такого оборудования – процесс длительный и дорогостоящий. Как правило, этим занимаются малые фирмы с ограниченными финансовыми возможностями и небольшим коллективом квалифицированных специалистов;

Недостаточное понимание механических свойств МЭМС и зависимости материалов, используемых при их производстве, от технологического процесса;

Относительно низкая точность контроля толщины МЭМС-структур (как правило, она должна быть выше ±10%, принятых в полупроводниковой промышленности);

Непонимание взаимодействия механической и электрической стабильности структур;

Отсутствие технологии вертикального монтажа пластин, критичной для многих МЭМС-приборов;

Отсутствие специализированных недорогих устройств тестирования промышлен ных МЭМС, особенно оборудования, имитирующего механические усилия, например давлние.

В результате сроки освоения массового производства первых приборов оказались длительными (таблица 1).

Таблица 1. Освоение массового производства первых ММА Микромеханический акселерометр В процессе развития МЭМС появились производители специализированного промышленного оборудования – EV Group, Jenopik, STS и Suss MicroTec. В результате изготовители смогли отказаться от применения модифицированного технологического оборудования, предназначенного для производства полупроводниковых приборов. Кроме того, появились компании, специализирующиеся в области средств проектирования МЭМС (Conventor, IntelliSense и MEMSCAP). Большая часть поставляемых на рынок МЭМС изготовлены на пластинах диаметром 150 мм, хотя пока еще многие выпускают устройства на 100-мм пластинах. Вместе с тем ряд компаний (Dai Nippon Printing, Sony, STMicroelectronics) освоили крупномасштабное производство на 200-мм пластинах.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС Согласно оценкам фирмы Databeans, занимающейся маркетинговыми исследованиями, рынок МЭМС в 2006 году составит около 6,3 млрд. долл. В последующие пять лет он увеличится более чем в два раза и достигнет порядка 15 млрд. долл. при среднегодовых темпах прироста 20%, как показано в таблице 2. Прогноз аналитической и консультативной компании Yole Development более сдержан: продажи МЭМС за период 2006–2010 годы увеличатся с 5,1 млрд. до 9,7 млрд. долл. при среднегодовых темпах прироста 15%, что отражено на рисунке 1. Это обусловлено ростом производства МЭМС и снижением его издержек.

Таблица 2. Развитие мирового рынка МЭМС-устройств (данные компании Databeans) Объем продаж - денежное выражение, - количественное выражение, млрд. шт Рисунок 1. Динамика продаж ММА (по оценкам компании Yole Development) Основные разработчики и производители микромеханических акселерометров за рубежом. История создания ММА в компании Analog Devices Inc (ADI) началась в 90-х годах, когда разработчиками был представлен датчик ускорения для систем безопасности автомобилей. С тех пор растущий спрос на системы управления подушками безопасности определяет большую часть заказов на ММА. В настоящее время ADI сохраняет за собой лидирующие позиции в области применения, контролируя 40% рынка датчиков для систем управления подушками безопасности. Выпускаемые компанией ММА по своим возможностям и назначению делятся на 3 группы [1,3]:

акселерометры для измерения относительно небольших ускорений;

акселерометры для измерения больших величин ускорений;

акселерометры семейства ADIS, имеющие дополнительные функции.

Акселерометры для измерения относительно небольших ускорений составляют наиболее многочисленную группу датчиков ускорения. Датчики этой группы не содержат в себе встроенный фильтр для сглаживания демодулированного сигнала, а рассчитаны на подключение в качестве такого фильтра наружных конденсаторов. Выходной сигнал может предСборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС ставлять последовательность широтно-модулированных импульсов, либо постоянное напряжение, пропорциональное ускорению, как у остальных приборов этой серии. В силу своего относительно малого диапазона измеряемых ускорений эти приборы больше подходят для контроля перемещений объекта, чем для измерения вибраций и ударных нагрузок. Но, несмотря на этот факт, акселерометры этой группы находят широкое применение в различный приложениях. Перспективы применения акселерометров этой группы отражены в таблице 3.

Таблица 3. Применение группы акселерометров компании ADI для измерения относительно небольших ускорений Динамическое управление транспортными средствами, электронная стабилизация ADXL203 Электронные тормозные системы, стабилизация уровня ADXL204 Автомобильная сигнализация и датчики перемещения ADXL213 Системы навигации, компенсация искажений изображений проектов ADXL320 Низкобюджетные мобильные проекты, спортивные снаряды и оборудование Фиксация нарушений условий эксплуатации, спортивные снаряды и оборудоваADXL ADXL322 Мобильные телефоны. Интеллектуальные портативные устройства ADXL311 Датчики поворота и движения, устройства ввода, игрушки, рекламные изделия ADXL202 Охранная автомобильная сигнализация, дисководы жестких дисков ADXL210 Информационные устройства, периферийные устройства компьютера К акселерометрам для измерения больших величин ускорений (±20–250g) предъявляются повышенные требования по надежности, так как основной сферой применения являются системы автомобильных подушек безопасности. Эти акселерометры производятся в корпусе, который полностью соответствует требованиям условий эксплуатации (корпус LCC).

Акселерометры семейства ADIS – это наиболее «интеллектуальные» из выпускаемых компанией ADI акселерометров (ADIS16003, ADIS16201). Это небольшие системы для сбора данных, предлагающие, кроме измерения ускорения, ряд дополнительных функций:

обмен данными по интерфейсу SPI;

встроенный датчик температуры.

ADIS16003 применяются в системах стабилизации и по поддержанию положения частей и механизмов, датчиков поворота и наклона. ADIS16201 также может найти применение в системах стабилизации и поддержания положения частей и механизмов, датчиках поворота и наклона, медицинских системах. Устройства этой серии имеют следующие дополнительные возможности:

измерение угла наклона;

цифровое управление чувствительностью и калибровкой смещения;

цифровое управление частотой отсчетов;

дополнительные 12-разрядные ЦАП и АЦП;

генерация сигнала тревоги в случае повышения контролируемым параметром пороговых значений сигнала либо его скорости изменения, записанных в двух регистрах порогового Благодаря многолетнему опыту в разработке, производстве и совершенствовании МЭМС-устройств компании Freescale Semiconductor удалось выпустить целую линейку ММА [4]. Устройства имеют перекрывающиеся диапазоны от ±1,5g до ±250g и способны, в зависимости от модели, проводить измерения по одной, двум или трем осям. Датчики имеют стандартный пропорциональный аналоговый выход по напряжению, что очень удобно для подключения к АЦП. Одним из достоинств ММА компании Freescale Semiconductor является Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС пропорциональный выход (т.е. выходное смещение при нулевом ускорении и, соответственно, чувствительность линейно изменяются в зависимости от напряжения источника питания), что очень важно для ответственных применений, например, блока развертывания фронтальных подушек безопасности в автомобиле. Датчики выпускаются в SOIC- и QFN-корпусах повышенной прочности и герметичности и выдерживают ударные воздействия с ускорением 500g при включенном питании и 2000g без питания. Модели ряда ММА 7260Q, 7261Q, 6270Q, 6280Q являются четырехдиапазонными. Нужный диапазон измерения устанавливается подачей определенной комбинации логических уровней на два управляющих входа датчика. При этом он распространяется на все чувствительные оси.

Основные разработчики и производители микромеханических акселерометров в России. Крупнейшим разработчиком и поставщиком ММА в России является ОАО АНПП «Темп-Авиа» (г. Арзамас). Акселерометры имеют емкостной преобразователь перемещений и встроенный микроусилитель. Акселерометры компенсационного типа (с обратной связью) изготавливаются по гибридной технологии. Магнитоэлектрический датчик силы имеет традиционную планарную конструкцию. Изготавливаемые ММА (линейного и углового ускорения) измеряют ускорения и вибрации с «нулевой частоты», имеют высокую временную стабильность параметров, практически нечувствительны к поперечным ускорениям. ММА могут быть использованы для управления движением объектов, для диагностики машин и механизмов, для юстировки элементов конструкций и т.д. НИИ физических измерений (г. Пенза) организует производство емкостных акселерометров типа AJIE, которые измеряют ускорения в пределах от ±0,18 до ±350 м/с2. Разработчики в акселерометрах AJIE обеспечили устойчивость к воздействиям низкочастотных виброускорений. Основные области применения ММА – блоки датчиков инклинометров, переносные навигационные системы средней точности, измерение транспортных вибраций [5].

ММА в автомобилестроении. Решающим фактором, обусловившим развитие массового производства МЭМС-устройств, стали высокие потребности автомобильной промышленности. МЭМС впервые появились в устройствах управления параметрами автомобильных двигателей в виде датчиков абсолютного давления во впускном коллекторе в 1979 году. С начала 1990-х годов впервые кремниевый акселерометр применялся в датчиках подушек безопасности. Однако постоянный рост требований к надежности и экономичности привел к тому, что произошла замена обычных технологий на МЭМС-технологии. В настоящее время наряду с традиционным производством ММА для систем безопасности растет производство акселерометров для динамического управления автомобилем. Так, в автомобилях «Мерседес», «БМВ», «Кадиллак» применяются сравнительно недорогие датчики угловой скорости, угла поворота руля, скорости колеса и, конечно же, акселерометры. Были также разработаны различные суспензионные МЭМС для обеспечения оптимальных параметров вождения автомобиля на крутых поворотах, неровных дорогах, при резком торможении и ускорении. При потере тяги или управления автомобилем микроконтроллеры используют данные акселерометров, чтобы определить направление и положение автомобиля и внести коррективы. Полностью активные системы оказались дорогими, тяжелыми и расходующими много энергии.

Поэтому разработчики МЭМС создали ряд полуактивных систем с датчиками смещения и в поглотителях удара и линейными акселерометрами. Они вполне могут заменить традиционные акселерометры для диапазона ускорений ±2g.

Еще одним распространенным применением в автомобильной области являются противоугонные системы, в которых ММА детектирует качание и удары по охраняемому автомобилю.

Специфика деталей автомобильного оборудования должна учитывать экстремальные температуры, удары, вибрацию, высокую надежность и другие неблагоприятные факторы.

Кроме того, каждый компонент должен производиться в количестве не менее 1 млн. штук в год. Это требуется не только с точки зрения конструкции, но и для того, чтобы окупить инвестиции на конструирование и производство. Срок службы должен быть не менее 10 лет при пробеге не менее 250 тысяч километров. При этом детали должны быть очень дешевыми. Соответственно, автомобильные МЭМС датчики должны одновременно обладать надежностью военных изделий и дешевизной потребительской продукции. По оценкам экспертов, стоимость МЭМС датчика составляет не более трети от стоимости поставляемого прибора. Суммарная стоимость также может включать стоимость сигнальной электроники, корпуса, интерфейса и кабеля.

ММА для сейсмологии. МЭМС-сейсмодатчики (сейсмофоны, геофоны) представляют собой акселерометры с очень высокой чувствительностью, выходом по постоянному току, ни зким уровнем собственных шумов. Основными областями их применения я вляются контроль за сейсмической активностью земной поверхности, уровнем вибрации узлов машин и диагностика их механических повреждений, контроль за градиентом давления на корпус подводных и на - д водных средств, а также идентификация транспортных средств и д Конструкция типового МЭМС-сейсмодатчика предполагает использование постоянных магнитов и тонкопр оволочных катушек индуктивности, что позволяет определять угловое ускорение по горизо тальной оси на частотах выше резонанса прибора (в отличие от емкостного метода, в котором измерения проводятся на частотах ниже резонансной). Помимо емкостных и индуктивных методов измер ений, в МЭМС-сейсмодатчиках применяются пьезо- и сегнетоэлектрические [6].

Бытовая техника. Большинство современных бытовых приборов, как правило, приводятся в действие электромоторами. Кухонные комбайны, посудомоечные, стиральные машины – все они имеют электропривод, работающий на скоростях до 2000 оборотов в минуту и являющийся источником вибрации. В стиральных машинах с фронтальной загрузкой в силу конструктивных особенностей вращающийся барабан закреплен на валу двигателя только одной точкой, что приводит на высоких оборотах к разбалансировке и возникновению вибрации. Встроенный акселерометр позволит электронной следящей системе компенсировать эти вибрации, повысив тем самым скорость вращения двигателя.

Компьютерная техника и мобильные телефоны. МЭМС стали достаточно малогабаритными, дешевыми и прочными, чтобы завоевать мир бытовой электроники. Датчики перемещений, МЭМС-микросхемы микрофонов, гироскопов и акселерометров находят спрос у изготовителей сотовых телефонов, цифровых фотокамер, игровых приставок, портативных компьютеров. Уже в 2007 году доля МЭМС для бытовой аппаратуры составит 9% от мирового рынка МЭМС (доля устройств для средств связи – 10%, периферийных устройств компьютеров – 24%). В последующие годы, согласно прогнозам экспертов, доля МЭМС, предназначенных для бытовой аппаратуры, возрастет до 22%.

ММА широко используются в накопителях и жестких дисках и позволяют обнаруживать ротационные перемещения, влияющие на позиционирование головки и способных привести к потере дорожки. Компенсация ротационных перемещений используется обычно в дорогих моделях дисководов, в которых затраты времени на восстановление головки после удара значительно меньше. Кристалл с МЭМС-гироскопом может монтироваться в корпус с трехосевым акселерометром, формируя малогабаритное дешевое пятиосевое устройство регистрации перемещения. По утверждению специалистов компании InvenSense, к 2008 году промышленность освоит выпуск шестиосевых инерционных измерительных устройств. По площади и стоимости они будут сопоставимы с двухосевыми моделями, но смогут обеспечить более совершенный интерфейс «человек–машина».

Одним из первых применений МЭМС-устройств в мобильных телефонах стали все те же датчики движения. На основе ММА были построены шагомеры, в последнее время стрем ительно набирающие популярность в молодежных моделях телефонов ( okia, Sony Ericsson).

Пользователи имеют возможность контролировать пройденный путь, хотя то чность шагомеров Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС пока невелика. Однако перспективы практического применения ММА в мобильной связи в ыходят за рамки только шагомеров. В настоящее время уже внедрены дополн ительные функции – например, использование трубки в качестве джойстика для мобильных игр (Sony Ericsson).

Так не исключено, что в будущем в телефонах с ММА будет реализована функция автоматич еского ответа на входящий звонок при под Помимо рынка сотовых телефонов, весьма перспективен для МЭМС-компонентов и рынок игровых платформ последнего поколения. Так, долгожданная платформа Wii фирмы Nintendo оснащена беспроводным устройством контроля перемещений, которое позволит преобразовывать пассивную игру в интерактивную. Игроки смогут размахивать виртуальными теннисными ракетками, владеть невидимыми шпагами, бренчать на воздушных гитарах. И все это благодаря ММА компаний STMicroelectronics и Analog Devices, которые регистрируют движение и наклон руки игрока и реагируют на изменения их направления, скорости и ускорения. Компания Nintendo к концу 2006 года планировала продать только в США и Канаде 4 млн. игровых платформ Wii [2].

Заключение. По оценкам аналитических компаний, технология ММА получила бурное развитие. Однако существующие конструкции интегральных датчиков ускорений не удовлетворяют современным требованиям из-за высокого уровня трудоемкости изготовления, а также временной нестабильности метрологических характеристик и малого ресурса. Актуальным остается вопрос построения математических моделей ЧЭ ММА и определения статических, динамических и точностных характеристик. Известно, что ММА чувствительны к изменениям температуры окружающей среды, поэтому необходимо проводить исследования влияния температурных факторов на рабочие характеристики МЭМС. Анализ текущей ситуации показал, что от разработчиков требуется более детальное изучение и исследование частотных спектров чувствительного элемента ММА.

1. Беляев В.А. От электромеханических и дискретных решений к МЭМС/МСТ.

МЭМС/МСТ в современной технике на примере автомобилестроения и авиации // Электронные компоненты. – 2003. – № 2. – С. 27–34.

2. Гольцева М., Юдинцев В. МЭМС – здесь, там, везде. Большие рынки малых устройств // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2007. – № 1. – С. 114–119.

3. Ларионов Д. Акселерометры Analog Devices // Электронные компоненты. – 2005. – № 11.

– С. 125–129.

4. Маргелов А. Инерциальные МЭМС-датчики // Новости электроники. – 2005. – № 5. – С. 16–20.

5. Распопов В.Я. Микромеханические приборы: Учебное пособие. – М.: Машиностроение, 2007. – 400 с.

6. Телец В.А. Микромеханические инерциальные преобразователи физических величин:

типовые варианты исполнения // Микросистемная техника. – 2000. – № 2. – С. 2–5.

7. Pryputniewicz R.J. Progress in Microelectromechanical Systems // The Author. Journal complication, Blackwell Publishing Ltd. Strain. – 2007. – № 43. – Р. 13–25.

РАБОТЫ МАГИСТРОВ

ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ

массовое распространение средств электронной вычислительной техники;

усложнение шифровальных технологий;

необходимость защиты не только государственной и военной тайны, но и промышленной, коммерческой и финансовой тайн;

расширяющиеся возможности несанкционированных действий над информацией.

Кроме того, в настоящее время получили широкое распространение средства и методы несанкционированного и негласного добывания информации. Они находят все большее применение не только в деятельности государственных правоохранительных органов, но и в деятельности разного рода преступных группировок.

Для создания наиболее эффективной системы защиты конфиденциальной информации требуется комплексный подход.

В рамках работы ставятся следующие задачи:

анализ деятельности и структуры предприятия;

выявление внутренних и внешних информационных потоков;

выявление потенциальных и реальных угроз информационной безопасности на предприятии и определение возможных каналов утечки;

выделение зон безопасности.

Система безопасности должна обеспечивать [3]:

контроль доступа персонала в служебные помещения;

охранно-пожарную безопасность;

видеонаблюдение территории и помещений предприятия.

Деятельностью предприятия в настоящий момент является организация безопасности различных объектов, таких как промышленные предприятия, офисы компаний, загородная недвижимость, квартиры.

Основными источниками информации на данном предприятии являются технические средства и системы, документы, персонал предприятия, контрагенты.

Документы – это самая распространенная форма обмена информацией, ее накопления и хранения. Важной особенностью документов является то, что они иногда являются единственным источником важнейшей информации (например, контракт на поставку оборудования, договор на оказание услуг, долговая расписка и т.п.), а, следовательно, их утеря, хищение или уничтожение может нанести серьезный ущерб предприятию. Совокупность документов предприятия имеет разветвленную структуру.

Персонал предприятия в ряду источников конфиденциальной информации занимает особое место как активный элемент, способный выступать не только источником, но и субъектом злонамеренных действий. Работники предприятия являются и обладателями, и распространителями информации в рамках своих функциональных обязанностей. Кроме того, что работники предприятия обладают информацией, они еще способны ее анализировать, обобщать, делать соответствующие выводы, а также, при определенных условиях, скрывать, проСборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС давать и совершать иные криминальные действия, вплоть до вступления в преступные связи со злоумышленниками.

Контрагент – это лицо или учреждение, принявшее на себя те или иные обязательства по договору; каждая из сторон в договоре по отношению друг к другу. К контрагентам относятся клиенты, поставщики, инвесторы, кредитные организации, посредники, страховые агенты, партнеры.

Особое внимание требуется для защиты информации от утечки через технические средства и системы, а также их коммуникации, используемые для обработки, хранения и передачи конфиденциальных (секретных) данных [4]. Во-первых, это прослушивание телефонных переговоров, поскольку телефонная линия – один из самых удобных и при этом самых незащищенных источников связи между абонентами в реальном масштабе времени. С точки зрения безопасности телефонная связь имеет еще один недостаток – возможность перехвата речевой информации из помещений, по которым проходит телефонная линия и где подключен телефонный аппарат. Это осуществимо даже тогда, когда не ведутся телефонные переговоры (так называемый микрофонный эффект телефона и метод высокочастотного навязывания). Для такого перехвата существует специальное оборудование, которое подключается к телефонной линии внутри контролируемого помещения или даже за его пределами. Во-вторых, возможен съем информации с цепей питания и заземления, а также за счет электромагнитного излучения и наводок.

Защита от утечки по виброакустическому каналу осложняется тем, что обнаружить аппаратуру такого съема информации крайне трудно, так как она устанавливается за пределами контролируемого помещения, а в ряде случаев существенно удалена от него.

Таким образом, для защиты конфиденциальной информации на предприятии необх одимы: установка интегрированной системы безопасности, включающей систему охранного телевидения, систему контроля и управления доступом и охранно-пожарную сигнализацию;

модернизация существующей локально–вычислительной сети путем установки межсетевого экрана и антивирусного программного обеспечения; принятие мер по защите от утечки по техническим каналам.

Произведенный экономический расчет [5] единовременных вложений для внедрения интегрированной системы безопасности, а также стоимости ее последующего обслуживания позволяет сделать вывод, что сумма 936 тыс. руб. единовременных затрат и 144,5 тыс. руб.

ежегодных затрат (не включая затраты на оплату труда персонала) является приемлемой, а выбранные средства обеспечивают необходимый уровень защиты конфиденциальной информации от несанкционированного доступа.

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 13335-4-2007 «Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Часть 4. Выбор защитных мер».

2. ГОСТ Р 51275-2006 «Защита информации. Объект информатизации. Факторы, воздействующие на информацию. Общие положения».

Гатчин Ю.А., Климова Е.В. Основы информационной безопасности: учебное пособие. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 84 с.

Синилов В.Г. Защита объектов современными средствами безопасности: учебное пособие.

– М.: ИДТинко, 2010. – 548 с.

5. Экономическая часть дипломных разработок. Методические указания. – СПб: СПб ГУИТМО, 1998 г. – 37 с.

УДК 004.925.8 : 004.

3D-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ С РАСЧЕТОМ НА ДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ

ДЛЯ СИСТЕМЫ ALTIUM DESIGNER.

частотный анализ в режиме малого сигнала;

анализ переходных процессов;

расчет спектральной плотности внутреннего шума;

анализ передаточных функций по постоянному току;

анализ влияния изменений значений параметров элементов схемы и температуры на работу схемы;

Безусловно, столь широкие возможности облегчают работу конструктора. К сожалению, Altium Designer не имеет инструментов для проведения расчета на действие вибрации.

В статье рассматривается метод расчета действия вибрации на ЭРИ и общий алгоритм его автоматизации.

В процессе эксплуатации печатная плата (ПП) подвергается механическим воздействиям, к которым относятся вибрации, удары и линейные перегрузки. Под вибрацией понимают механические колебания элементов конструкции. Вибрация характеризуется виброперемещением, виброскоростью и виброускорением.

Характерным видом отказов ЭРИ при вибровоздействиях является усталостное разрушение выводов в области изгиба и соединений с контактной площадкой печатной платы в результате возрастания механических напряжений. Поэтому, проводя проработку компоновки ячейки электронной аппаратуры (ЭА), конструктор должен обеспечить вибростойкость, виброустойчивость и отсутствие резонанса электрорадиоизделия (ЭРИ) в рабочем диапазоне частот.

Вибропрочность – способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах после воздействия вибраций.

Виброустойчивость – способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах во время воздействия вибраций.

Условиями обеспечения вибропрочности ячейки являются:

отсутствие в конструкции ячейки механических резонансов;

ограничение амплитуды виброперемещения и виброскорости значениями, исключающими опасные напряжения и усталостные явления в ЭРИ и ПП;

допустимые значения виброперегрузок в диапазоне частот внешних воздействий не более величины, определенной техническим заданием на разработку конструкции ЭА.

Таким образом, оценка вибропрочности ячейки выполняется по следующим показатлям:

частота свободных колебаний;

допустимое значению напряжения в материале ЭРИ и ПП и предельному числу циклов нагружения;

допустимое значение виброперегрузки.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС Расчет проходит в несколько этапов. На первом шаге необходимо определить частоту собственных колебаний пластины где a – длина пластины; b – ширина пластины; K – коэффициент. зависящий от способа закрепления сторон пластины:

(k,,, – коэффициенты, соответствующие заданному способу закрепления сторон ПП); D – цилиндрическая жесткость:

(E – модуль упругости для материала платы; h – толщина платы; v – коэффициент Пуассона;

М – масса пластины с ЭРИ, кг, рассчитываемая при анализе элементной базы).

Следующим шагом является определение коэффициента динамичности где =fmax/f0. Далее определяется амплитуда вибросмещения основания Затем рассчитывается виброускорение и виброперемещение ЭРИ (при этом выбирается элемент, расположенный в центре, так как нагрузка на него будет максимальной). Коэффициент передачи по ускорению рассчитывается по следующей формуле:

где K2(x), K2(y) – коэффициенты формы колебаний.

Виброускорение определяется как aв(x, y) =a0(x, y) (x, y), а виброперемещение – как Sв(x, y) =0(x, y).

Следующим шагом будет определение максимального прогиба ПП, который считается по формуле Последним шагом является проверка выполнения условий вибропрочности. Полученные из расчетов данные не должны превосходить допустимые значения, тогда можно считать, что требования к вибрапрочности выполнены и дополнительные конструкционные меры по повышению жесткости ПП не требуются. Управлять жесткостью ПП можно выбором способа закрепления ПП, геометрических размеров, соотношения сторон, применением ребер жесткости, рамок.

На основе приведенного анализа и вытекающих из него выкладок составим общую блок-схему алгоритма (рис. 1).

Исходными данными являются:

экспорт-файл из системы Altium Designer, на основе которого будут созданы объекты описывающие ПП;

диапазон действующих вибраций f и виброускорение 0;

система единиц измерения.

Ввод необходимых данных осуществляется через удобный пользовательский интерфейс, исключающий ввод неверных данных. Алгоритм разбит на несколько шагов:

1) ввод данных;

2) анализ данных;

3) построение модели на основе проведенного анализа;

4) расчет виброрежимов;

5) 3D визуализация ПП.

1. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 560 с.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС 2. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. – М.: Высшая школа, 1994. – 544 с.

УДК 004.925.8 : 004.

3D ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ С РАСЧЕТОМ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

ДЛЯ САПР ALTIUM DESIGNER

Ключевые слова: Altium Designer, тепловой режим печатной платы, метод конечных разностей.

Введение. Altium Designer – это САПР для электронного проектирования. Эта система позволяет избавиться от проблем, связанных с устаревшими принципами разработки, представляя современный программно-аппаратный комплекс и выстраивая качественно новую технологию проектирования электронных средств (РЭС) на базе печатных плат и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). В Altium Designer существует возможность просмотра внутри системы трехмерного вида проектируемой платы по технологии OpenGL. В процессе разработки конструкций радиоэлектронной аппаратуры производится выбор конструктивных решений при проектировании систем. В современных условиях многие предприятия не в состоянии содержать специальные подразделения для проведения расчетов теплового режима печатной платы, и выполнять их приходится разработчику, не имеющему специальной глубокой подготовки в области теплопередачи. Altium Designer поддерживает большое количество типов анализа, кроме расчета теплового режима печатной платы.

Целью данной работы является составление алгоритма расчета и 3D визуализации теплового режима печатной платы для специализированного программного обеспечения САПР Altium Designer.

Анализ рассчитанного теплового режима позволит разработчикам внести коррективы в проектируемую плату с целью рационального размещения элементов и актуального выбора принудительного охлаждения/нагрева печатной платы.

Составление алгоритма. Исходными данными для программного модуля по расчету и 3D визуализации теплового режима печатной платы для специализированного программного обеспечения САПР Altium Designer являются:

экспорт-файл печатной платы из системы Altium Designer;

предел изменения температуры;

система единиц измерения.

Интерфейс модуля предлагает указать пользователю путь к экспорт-файлу, задать предел температуры и систему единиц измерения. Если что-либо не будет указано, или указано неверно, программа предупредит об этом пользователя и предложит ему вновь указать данные, не стирая уже указанные правильно. Основная трудоемкость алгоритма (рис. 1) расчета и 3D визуализации теплового режима печатной платы для специализированного программного обеспечения САПР Altium Designer заключается в:

1) анализе экспорт-файла печатной платы из системы Altium Designer, в результате которого составляется 3D визуализация печатной платы;

2) анализе тепловых явлений, возникающих как в самих элементах, так и между элементами печатной платы, в результате которого составляется карта распределения температур на 3D модели платы.

При расчете теплового режима платы можно использовать метод конечных разностей по аналогии с электрическими цепями. Вводится понятие теплового сопротивления Потоку теплоты (P) в единицу времени ставится в соответствие ток в электрической цепи, разности температур (dt) в разных точках конструкции - разность потенциалов.

Проверка наличия данных.

Анализ экспорт-файла печатной Составление 3D визуализации Анализ тепловых явлений, возникающих, как в самих элементами печатной платы.

распределения температур на Рис. 1 Алгоритм расчета и 3D визуализации теплового режима печатной платы для специализированного Различают:

- тепловое сопротивление излучения - сопротивление теплопроводности (кондуктивное тепловое сопротивление) - конвективное тепловое сопротивление Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС Мощность теплового потока Р, излучаемого телом с поверхности излучения S имеет вид где е –- степень черноты поверхности излучения; C0 = 5,67 Вт/(м2K4) – коэффициент излучения абсолютно черного тела; S –- площадь поверхности излучения; t1, t2 – температура поверхности тела и окружающей среды соответственно.

Передача теплоты теплопроводностью определяется в виде где b –- толщина материала между точками с температурой t1, t2; L – теплопроводность материала. Поток теплоты, отводимой конвекцией от нагретого тела, определяется как Конструкцию разделяют на ряд частей, предполагая, что каждая часть имеет некоторую среднюю температуру tj, одинаковую во всех ее точках. С целью анализа температур и тепловых потоков в конструкции составляется расчетная тепловая схема. Узлы соединяются соответствующими тепловыми сопротивлениями.

Заключение. В результате работы составлен алгоритм расчета и 3D визуализации теплового режима печатной платы для специализированного программного обеспечения САПР Altium Designer; представлен метод расчета теплового режима печатной платы.

1. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. – М.: Высшая школа, 1994. – 544 с.

2. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. – М.: Мир, 1991. –504 с.

3. Алексеев Е. Решение задач вычислительной математики в пакетах Mathcad 12, MATLAB 7, Maple 9. – М., 2006. – 496 с 4. Бакушинский А.Б., Гончарский А.В. Численные методы и приложения. – М.: МГУ, 1989.

5. Рыжиков Ю. Вычислительные методы. – СПб: BHV, 2007. – 400 с.

6. Вычислительные методы в прикладной математике // Международный журнал, ISSN 1609-4840.

РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТЫ

ПОМЕЩЕНИЙ ОТ ЛАЗЕРНЫХ СРЕДСТВ ПЕРЕХВАТА

АКУСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Разрабатываемое устройство предназначено для осуществления инструментального контроля эффективности защиты помещений от лазерных средств перехвата акустической информации. Непосредственным объектом проводимых измерений является стекло оконной рамы помещения или другие колеблющиеся поверхности, например зеркала, панели. К устройству предъявляются следующие требования:

измерения должны проводиться без выхода за границы защищаемого помещения;

частота колебаний стекла, которая должна гарантированно детектироваться устройством, определяется частотным диапазоном голоса человека (от 240 до 4000 Гц);

измерения должны производиться бесконтактным методом.

Разрабатываемое устройство, по сути, имитирует работу ЛСАР. Физический принцип его работы заключается в фазовой демодуляции отраженного от исследуемого оконного стекла ИК излучения. Максимальную чувствительность для системы такого рода дает интерференционная схема построения. Суть работы устройства заключается в следующем: луч ИК лазера, испускаемый источником излучения, отражается от исследуемого объекта (оконного стекла) и интерферирует с опорным лучом, в результате чего становится возможной фазовая демодуляция отраженного луча и детектирование колебаний стекла. Функциональная схема устройства представлена на рисунке.

Была разработана принципиальная электрическая схема устройства и с помощью программных сред LTSpice Switcher CAD и Filter Lab была промоделирована ее работа. Результаты моделирования работы устройства подтвердили правильность принятых инженерных решений и расчетов. Разработанное устройство полностью соответствует требованиям технического задания. В совокупности с разработанной методикой применения устройство представляет собой уникальный аппаратный комплекс, не имеющий аналогов.

Лысов А.В. Лазерные микрофоны-универсальное средство разведки или очередное поветрие моды? [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://daily.sec.ru/publication.cfm?rid=7&pid=4058, свободный.

Хорев А.А. Средства акустической разведки: направленные микрофоны и лазерные акустические системы разведки. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.sts.su/publications/2008/3/articles/horev/index.htm, свободный.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС

ПЕРЕДАТЧИК

ГЕНЕРАТОР

ИСТОЧНИК

НЕСУЩЕЙ УСИЛИТЕЛЬ ИЗЛУЧЕНИЯ

ЧАСТОТЫ

ОПТИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА

ПОЛОСОВОЙ ПРИЁМНИК

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ

ФИЛЬТР ИЗЛУЧЕНИЯ

УСИЛИТЕЛЬ

УСИЛИТЕЛЬ ПЗС-МАТРИЦА

УСИЛИТЕЛЬ ДЕТЕКТОР

МОЩНОСТИ

СИСТЕМА

ПРИЁМНИК ОБРАБОТКИ

СИСТЕМА АРУ

ИЗОБРАЖЕНИЙ

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕБ-САЙТА

БИБЛИОТЕЧНО-ИНФОРМАЦИОННОГО ЦЕНТРА МЕЖДУНАРОДНОГО

БАНКОВСКОГО ИНСТИТУТА

Ключевые слова: Apache, MySQL, PHP, веб-безопасность, SQL-инъекции, межсайтовый скриптинг XSS, внедрение PHP-кода.

Веб-сайт библиотечно-информационного центра (БИЦ), обеспечивая доступ студентов и сотрудников института к электронному каталогу (ЭК) и электронному формуляру читателя, является важной составляющей информационно-телекоммуникационной среды вуза. Наличие и доступность ЭК БИЦ является одним из требований к аккредитации вуза. В библиотечноинформационной системе (БИС) и базе данных хранятся и обрабатываются персональные данные студентов и сотрудников института. Поэтому обеспечение защищенности и бесперебойной доступности сервисов веб-сайта БИЦ, сохранение конфиденциальности информации, хранящейся и обрабатываемой на сервере, является актуальной задачей.

Для определения уровня защищенности имеющегося веб-сайта был проведен всесторонний анализ, в результате которого выявлен ряд недостатков:

возможность обращения к библиотечной системе напрямую без проверки входных данных;

отсутствие систем резервирования, кэширования и управления содержимым сайта, авторизации и управления доступом;

отсутствие ограничений на доступ к конфигурационным файлам, модулям и библиотекам.

На основании анализа сделан вывод о недостаточном уровне защищенности имеющегося сайта и необходимости разработки системы информационной безопасности (СИБ). Целью ВКР является разработка СИБ, предназначенной для обеспечения:

бесперебойной доступности сервисов веб-сайта;

защищенности программного обеспечения веб-сайта;

конфиденциальности информации, хранящейся в базе данных и обрабатываемой скриптами веб-сайта.

Для достижения цели ВКР необходимо решить следующие задачи:

разработка защищенного веб-приложения;

обеспечение авторизации пользователей;

разграничение прав доступа к веб-сайту, панели администрирования и файловой системе;

кэширование результатов исполнения сложных блоков кода и информационных блоков;

резервирование веб-сайта и базы данных;

создание системы управления содержимым сайта.

В работе исследованы уязвимости веб-сайтов к SQL-инъекциям, межсайтовому скриптингу XSS, внедрению PHP-кода, в результате чего произведена классификация уязвимостей веб-сайтов, угроз безопасности, соответствующих им механизмов и методов защиты. В состав разработанной СИБ входят следующие подсистемы:

подсистема авторизации на основании фамилии читателя и номера читательского билета;

подсистема управления доступом на основании групп доступа пользователей и уровней доступа к веб-документам и скриптам;

подсистема управления содержимым веб-страниц, ленты новостей и каталога новых поступлений книг;

внутренняя подсистема статистики по использованию функциональных возможностей веб-приложения;

подсистема автоматического резервирования данных.

На рис. 1 изображена блок-схема подсистемы авторизации пользователей.

Для обеспечения работы веб-сайта, модулей безопасности и дополнительных функциональных возможностей веб-сайта, которые не могут быть реализованы средствами БИС, была разработана база данных.

В рамках экономической части были проведены расчеты общей сметной стоимости разработки, которая составила 194 693 рубля. Объект разработки не предназначен для прямой или косвенной реализации на рынке и выполняется для конкретного заказчика, не имеет точных аналогов. Отдельные элементы системы обеспечивают решение принципиально новых функциональных задач.

Разработанная система и веб-сайт успешно прошли тестовый период эксплуатации и показали высокий уровень защищенности. Имеется акт внедрения разработанной системы.

Разработанная СИБ веб-сайта БИЦ МБИ соответствует заданной цели и выполняет поставленные задачи.

1. Ховард М., Лебланк Д., Вьега Дж. 24 смертных греха компьютерной безопасности. Библиотека программиста. – СПб: Питер, 2010. – 400 с.: ил.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС 2. Люк В., Лора Т.. Разработка веб-приложений с помощью PHP и MySQL. – СПб: Вильямс, 3. Фрост Р., Дей Д., Ван Слайк К. Проектирование и разработка баз данных. Визуальный подход; пер. с англ. А.Ю. Кухаренко. – М.: НТ Пресс, 2007. – 592 с.: ил.

4. Уайт Э., Эйзенхаммер Дж. PHP 5 на практике. – М.: НТ Пресс, 2008. – 512 с.: ил. – (Секреты профессионалов).

5. Михаил Ф. PHP глазами хакера. – СПб: БХВ-Петербург, 2010. – 336 с.

УДК 004.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ НОМЕНКЛАТУРЫ ДЕЛ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КАРТ

Также с помощью диаграммы вариантов использования было сделано разграничение доступа к системе.

Ключевые слова: интеллектуальные карты, номенклатура дел, диаграмма вариантов использования.

На сегодняшний день сложно себе представить нормальный документооборот в любой организации без ведения номенклатуры дел. Благодаря ведению номенклатуры систематизировать всевозможные документы в дела, вести общий учет дел и находить необходимые бумаги очень просто. Существующие подходы для ведения и визуализации номенклатуры дел создают трудности по работе с номенклатурой дел на предприятиях с большим потоком документов и не всегда используют возможности современного аппаратного обеспечения, например, мониторов с высоким разрешением. Система визуализации номенклатуры дел с применением интеллектуальных карт разрабатывается, чтобы решить задачи информационной безопасности и сделать работу с номенклатурой дел более эффективной.

Разрабатываемая система должна удовлетворять, в том числе, следующим требования:

система должна быть расширяема; система должна осуществлять анализ ссылочной целостности данных при редактировании информации; система должна обеспечивать разграничение доступа к информации и выполняемым пользователем операциям.

При разработке такой системы были применены интеллектуальные карты и диаграмма вариантов использования. Интеллектуальные карты – это способ изображения процесса системного мышления с помощью схем. Они реализуются в виде древовидной схемы. Их можно создавать вручную, но процесс может быть поддержан специализированным программным обеспечением. Для работы с интеллектуальными картами была использована программа FreeMind, так как она имеет наименьшее количество недостатков. В ней также можно добавлять атрибуты и защищенные узлы.

Рис. 1. Диаграмма вариантов использования системы визуализации н оменклатуры дел Чтобы более точно понять, как должна работать система, используется описание функциональности системы через варианты использования (Use Case). При разработке алгоритмов системы визуализации номенклатуры дел с применением интеллектуальных карт пользователей нужно разделить на типы и для каждого типа пользователя определить действия, которые они могут выполнять в системе. Так как дела имеют разные режимы секретности, то пользователей можно разделить на группы: пользователи, которые имеют допуск и которым разрешен доступ к конфиденциальной информации, и пользователи, которые не могут работать с этой информацией. Также действия над делами разделяются на два типа: просмотр и редактирование. Редактированием могут заниматься только те пользователи, которые являются сотрудниками отдела делопроизводства, а просмотр могут совершать все пользователи системы. На рисунке 1 представлена диаграмма вариантов использования системы визуализации номенклатуры дел. На рисунке 2 представлен пример номенклатуры дел производственного предприятия в виде интеллектуальной карты.

При визуализации номенклатуры дел центральным объектом будет «номенклатура дел».

Дальше в виде дерева от него будут отходить ветви – подразделения предприятия. Потом для простоты использования номенклатуры можно разделить на отделы. У каждого Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС подразделения и отдела есть свой индекс. От подразделения или отделения отходят ветви с названием дела.

Рис. 2. Интеллектуальная карта номенклатуры дел производственного предпр иятия Каждое дело отличается сроком хранения и грифом секретности. Для отображения индекса, срока хранения и грифа секретности дела применяются соответствующие атрибуты.

Для обеспечения безопасности конфиденциальной информации можно защитить отдельную ветвь номенклатуры паролем. С помощью диаграммы вариантов использования получаем разграничение доступа. Пользователи, которые имеют допуск и которым разрешен доступ к конфиденциальной информации, могут выполнять действия над делами разных режимов. А пользователи, которые не имеют допуск или доступ к конфиденциальным документам, могут выполнять действия только над делами без грифа «конфиденциально». Редактированием могут заниматься только те пользователи, которые являются сотрудниками отдела делопроизводства. В редактирование включается удаление, добавление и изменение дел, а просмотр могут совершать все пользователи системы.

Таким образом, была разработана система визуализации номенклатуры дел с применением интеллектуальных карт, которая удовлетворяет всем поставленным перед ней требованиям. Использование интеллектуальных карт повышает наглядность, уменьшает время поиска и доступа к делам, позволяет эффективно унифицировать данные в полном объеме и систематизировать номенклатуру.

1. Буч, Грейди. Язык UML. Руководство пользователя. – М. [и др.]: ДМК, 2000. – 429 с.

2. Бьюзен Тони и Барри. Супермышление. – BBC: 2007. – 320 с.

3. Мюллер Хорст. Составление ментальных карт. Метод генерации и структурирования идей.

– Омега-Л, 2007. – 128 с.

УДК 621.7-

ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКЦИИ БЛОКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ДЛЯ МОНОРЕЛЬСОВОЙ ДОРОГИ

Разработанный блок фильтра частотного канала (ФЧК) служит для улучшения существующей системы управления электроподвижным составом (СУ ЭПС). Этот блок входит в состав СУ ЭПС, основу которого составляет стандартный настольный корпус CompacPRO высотой 3U производства компании Schroff. Разработанный блок ФЧК декодирует сигналы частотного канала, поступающие из платы согласующего устройства, и формирует информационное сообщение для вычислительной системы поездной аппаратуры.

На этапе конструирования блока ФЧК были разработаны:

структурная схема устройства;

схема электрическая принципиальная;

топология печатной платы;

конструкция блока ФЧК;

конструкция блока СУ ЭПС.

Также был произведен выбор элементной базы отечественного и импортного производства. Основой схемы является микроконтроллер P87С51FA производства компании NXP Semiconductors. Это 8-разрядный микроконтроллер с ПЗУ, ОЗУ и тремя таймерами [3]. В качестве фильтров были выбраны микросхемы MAX260AENG. Это универсальные активные фильтры на переключаемых конденсаторах, программируемые микропроцессором. Каждый из каналов работает в режиме полосового фильтра 4-го порядка [4].

Размещение элементов и топология печатной платы были выполнены в программе PCAD-2006 с помощью программы-автотрассировщика SPECCTRA. В качестве основания Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС платы выбран фольгированный стеклотекстолит [5]. Данная плата является двухсторонней с односторонним расположением элементов. Конструкции блоков ФЧК СУ и СУ ДВМД разработаны при помощи системы автоматизированного проектирования КОМПАС-3D V10. Была обеспечена защита блока от дестабилизирующих факторов, путем введения в конструкцию механизмов крепления, теплоотводов, применения современных защитных материалов.

В работе были произведены расчеты платы на вибропрочность; тепловой расчет, по которому перегрев блока составляет всего 8 К. Расчет на надежность показал, что средняя наработка на отказ составляет 27000 часов, что удовлетворяет требованиям технического задания.

Разработанный блок ФЧК и блок СУ ЭПС представлены на рис. 1, 2 соответственно. Блок СУ размещается в кабине машиниста на специально отведенной полке.

Хотя стоимость сконструированного блока ФЧК немного выше аналога (12940 руб. против 9560 руб. у импортного аналога FCF-234), но практически по всем техникоэкономическим показателям наблюдается превосходство. Значит, при эксплуатации разработанный блок ФЧК СУ быстро себя окупит.

Зиновьев Д. Железные дороги Японии глазами русского путешественника // Семафор. – 2002. – №1(4).

Офиц. сайт ОАО «Московские Монорельсовые Дороги» [Электронный ресурс] / Редакция:

Patokin W., Lejankin P. – Электрон. дан. – М.: ОАО «ММД», 2001. –Заголовок страницы:

Офиц. cайт NXP Semiconductors [Электронный ресурс] / Редакция: NXP Semiconductors. – Электрон. дан. – NXP Semiconductors, 2006 –2012. – Заголовок страницы: Продукция.

Офиц. cайт Maxim Integrated Products [Электронный ресурс] / Редакция: Maxim Integrated Products. – Электрон. дан. – Maxim Integrated Products, 2011. – Заголовок страницы:

Аналоговые фильтры.

Борисова Л., Шестаков А., Тарасов А. Фольгированные материалы для изготовления печатных плат // Электронные компоненты. – 2008. – № 5.

УДК 535.8: 001.891.

КОНТРОЛЬ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ

В микроэлектронике объектами контроля являются различные достаточно мелкие и близко расположенные друг к другу структуры (полупроводниковые, диэлектрические или металлические), выполненные, как правило, в виде тонкопленочных рисунков различной конфигурации либо в виде некоторых фазовых структур на полупроводниковой, керамической, стеклянной или другой подложке.

Геометрические размеры элементов определяют параметры и свойства ИС, а отклонения размеров элементов приводят не только к отклонениям технических характеристик ИС, но и к выходу их из строя. Очевидно, что резкое уменьшение размеров элементов и увеличение плотности их компоновки предъявило повышенные требования и к приборам контроля линейных размеров. Если ранее такой контроль мог проводиться на универсальном контрольно-измерительном оборудовании с использованием традиционных оптических методов, то в настоящее время требуются узкоспециализированные приборы, учитывающие особенности объекта контроля.

В настоящее время, когда типичные размеры элементов ИС составляют 1–2 мкм, а допуск на линейные размеры лежит в пределах 0,1–0,2 мкм, погрешность измерительных средств не должна превышать 0,03–0,05 мкм [2]. Между тем средствам контроля не уделяется должного внимания. Как следствие, они постоянно отстают по уровню развития от средств формирования структур и не удовлетворяют практическим требованиям. До сих пор для контроля линейных размеров широко используются визуальный метод и универсальные, биологические и другие микроскопы, не имеющие ни требуемой точности, ни необходимой производительности. При этом отсутствуют автоматизация процесса и документирование результатов измерений.

Все существующие оптические методы и средства измерений линейных размеров элементов могут быть разделены на следующие группы по способу измерений:

- в пространстве предметов (отсчет перемещения объекта или микроскопа по шкале);

- в плоскости увеличенного изображения (в поле зрения окуляра микроскопа);

- по дифракционной картине (пространственному спектру объекта).

Рассмотрим эти методы и их возможности применительно к задачам микроэлектроники.

Микроскопы и компараторы первой группы снабжены специальными шкалами достаточно большой длины (до нескольких сот миллиметров). По ним и производится отсчет при перемещении объекта измерения или измерительного микроскопа с сеткой (маркой), при помощи которой осуществляется наводка на измеряемый объект. Измерения на микроскопах этого типа могут производиться по одной, двум и даже трем координатам. Принципиальная схема таких измерений представлена на рисунке.

Рисунок. Принципиальная схема измерений на оптических компараторах: 1 - объект измерения, 2 - установочный микроскоп, 3 - измерительный микроскоп, 4 - эталонная шкала, 5 - стол При измерении размеров (длин) на таких измерительных микроскопах для обеспечения высокой точности измерений принципиальную роль играет соблюдение известного принципа Аббе, заключающегося в том, что оси, контролируемого объекта и измерительной шкалы прибора должны лежать на одной прямой. В противном случае в результате различного рода Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПБКС перекосов направляющих перемещения предметного стола или микроскопа возникают ошибки, пропорциональные углу перекоса и измеряемой длине.

УДК: 658.

АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА

Развитию предприятий малого и среднего бизнеса уделяется большое внимание на уровне правительства Российской Федерации. В работе проанализирована практика применения на предприятиях данного размера программного обеспечения для защиты конфиденциальной информации в условиях ограниченного финансирования.