Навчальний матеріал дисципліни “Проектування пристроїв систем технічного захисту інформації” умовно можна поділити на дві основні частини:
- перша частина, у якій розглядаються загальні технічні питання побудови сучасних, ефективних та багаторівневих систем захисту в цілому та систем захисту інформації зокрема;
- друга частина, у якій вивчаються питання проектування на принциповому рівні найбільш поширених функціональних вузлів, які є складовими частинами систем захисту.
На лекційні заняття виносяться складні або важкодоступні теми. Значна частина матеріалу систематизована в підручниках. У табл. 1.3, 1.4 наведено перелік питань, що вивчаються у рекомендованій послідовності за рекомендованою літературою та приблизний обсяг лекційного часу (ЛК) і самостійної роботи (СР). Більша частина рекомендованої літератури є у достатньому обсязі у бібліотеці університета, та основні підручники з дисципліни [1, 6, 8, 19, 21] є у електронній формі на кафедрі “Основ радіотехніки”.
Самостійна робота студентів включає в себе проробку лекційного матеріалу за конспектом та індивідуальне вивчення питань, виділених у табл. 1.3, 1.4 жирним шрифтом, підготовку до лабораторних робіт, практичних занять та контрольних точок. Тематика практичних занять відповідає питанням, що розглядаються на лекціях. При цьому значну кількість практичних занять слід розглядати як підготовчий етап проведення лабораторних робіт та виконання курсового проекту. Приблизний перелік тем ПЗ такий:
- розрахунок радіоліній безпроводових систем захисту;
- вибір режиму та розрахунок робочої точки транзисторного підсилювача;
- розрахунок кіл термостабілізації підсилювачів потужності;
- розрахунок узгоджуючих кіл радіотехнічних пристроїв систем захисту на елементах з зосередженими параметрами;
- розрахунок узгоджуючих кіл радіотехнічних пристроїв систем захисту на елементах з розподіленими параметрами;
- розрахунок кіл частотної корекції;
- розрахунок основних характеристик підсилювачів потужності на основі фізичної моделі транзистора;
- розрахунок характеристикистик підсилювачів потужності на основі безструктурної моделі транзистора;
- розрахунок помножувачів частоти;
- розрахунок пристроїв складання та поділення потужності ультрависокочастотного та НВЧ диапазонів хвиль;
- розрахунок перемикаючих та регулюючих пристроїв.
Тематика лабораторних робіт пов‘язана з розрахунками, моделюванням, оптимізацією та конструкторським проектуванням різноманітних радіотехнічних пристроїв (підсилювачів, пристроїв на основі мікросмужкових структур, антен та ін.), що складають сучасні системи захисту у відомих пакетах програм (Microwave Office, Microwave Studio та ін.).
Значний час при вивченні дисципліни “Проектування пристроїв систем технічного захисту інформації” відводиться виконанню курсового проекту, тематика, завдання і вимоги до написання якого наведені у другому розділі цих методичних вказівок. Приблизні графіки навчального процесу і самостійної роботи наведені у табл. 1.5 – 1.8.
Таблиця 1.3 – Тематичний план лекційних занять і самостійної роботи студентів РТ спеціальності
| Заліковий кредит | Змістовний модуль | Номер, назва та зміст змістовного модуля, рекомендована література | Розподіл годин | |
| ЛК | СР | |||
| І | Вступ | Обсяг, мета і завдання дисципліни, її місце у підготовці спеціалістів. Стислий зміст розділів дисцип- | 0,1 | - |
| ліни. Методичні матеріали. Література [робоча програма до дисципліни та перший розділ цих методичних вказівок]. | ||||
| Основні принципи побудови систем технічного захисту інформації. | 13,9 | |||
| 1.1 Основні поняття, схема процесу проектування та оцінка ефективності системи захисту. Визначення характеристик та загроз об‘єкту, що підлягає охороні. Література [1]. | 1,9 | |||
| 1.2 Методи виявлення цілей нападу. Підсистеми та функції системи захисту. Література [1]. | ||||
| 1.3 Зовнішні давачі системи охорони. Показники ефективності, класифікація та принципи дії давачів. Принципи побудови системи давачів по периметру. Література [1, 2]. | 1,5 | |||
| 1.4 Внутрішні давачі системи охорони. Показники ефективності, класифікація, принципи дії та фактори, що впливають на роботу давачів. Література [1, 2]. | 1,5 | |||
| 1.5 Система оцінки сигналу тривоги. Література [1]. | 1,5 | |||
| 1.6 Система збирання даних та відображення інформації. Література [1]. | 1,5 | |||
| 1.7 Система вхідного контролю, затримки доступу та реагування. Аналіз системи захисту після її проектування та оцінка ризиків. Література [1]. | ||||
| Підсумок | ||||
| ІІ | Радіочастотні та оптичні канали передавання інформації у системах захисту. Приймально-передавальні інтегральні мікросхеми. Класифікація, характеристики, принципи побудови. Література [Інтернет ресурси]. | |||
| Системи радіочастотної ідентифікації. | ||||
| 3.1 Принципи побудови, параметри та класифікація систем ідентифікації. Архітектура та функціонування смарт- карт. Базові технології захисту інформації засобів електроної ідентифікації. Література [3]. | ||||
| 3.2 Сучасні розробки систем безконтактної електронної ідентифікації та тенденції їхнього розвитку. Література [3 - 5]. | ||||
| Транзисторні генератори з зовнішнім збудженням ультрависокого та НВЧ діапазонів. Підсилювачі по- | ||||
| тужності з малим коефіцієнтом шуму. | ||||
| 4.1 Математичні моделі подання транзисторів у підсилювачах потужності. Загальні відомості про фізичну модель транзистора. Режими роботи та вибір схеми включення транзистора. Часовий та гармонічний аналіз малопотужних підсилювачів. Література [6 - 8]. | ||||
| 4.2 Методика та порядок розрахунку потужних підсилювачів сигналу. Література [8, 9]. | 1,5 | |||
| 4.3 Вплив внутрішніх зворотних зв‘язків та індуктивності загального електроду транзистора на характеристики потужних підсилювачів. Література [9]. | 1,5 | |||
| 4.4 Графоаналітичний метод розрахунку підсилювачів на основі безструктурної моделі транзистора. Стійкість підсилювачів НВЧ. Література [6, 10, 11]. | ||||
| 4.5 Розрахунок підсилювачів на максимальний та фіксований коефіцієнт підсилення, заданий коефіцієнт шуму. Література [6, 10, 11]. | ||||
| 4.6 Узгоджуючі кола підсилювачів на елементах з зосередженими та розподіленими параметрами. Література [6, 8, 9]. | ||||
| 4.7 Схеми термостабілізації та частотної корекції підсилюючих каскадів. Розрахунок елементів кіл живлення. Література [9, 11 - 18]. | ||||
| Підсумок | ||||
| ІІІ | Помножувачі частоти та генератори гармонік. | |||
| 5.1 Тенденції розвитку та сучасні схеми помножувачів частоти і генераторів гармонік. Література [19]. | ||||
| 5.2 Помножувачі частоти на р-і-n діодах та діодах з бар’єром Шотткі. Варакторні помножувачі частоти. Література [8, 9, 19]. | ||||
| 5.3 Помножувачі частоти з використанням інтегральних мікросхем. Література [19]. | ||||
| LC та кварцові генератори. Принципи побудови, характеристики та найбільш розповсюджені схеми цифрових та аналогових генераторів. Література [8, 20 - 22]. | ||||
| Синтезатори частот. Методи синтезу частот, характеристики, різновід, класифікація та структурні схеми синтезаторів частот, тенденції їхнього розвитку. Література [8, 22 - 25]. | ||||
| Суматори та подільники потужності на елементах з зосередженими та розподіленими параметрами. Схеми, характеристики та методики розрахунку. Застосування суматорів та подільників потужності у мостових підсилювачах. Література [8, 13, 22]. | ||||
| Схеми перемикання та управління у системах захисту. | ||||
| 9.1 Схеми перемикання: основні схеми переривачів; схеми переривачів на біполярних транзисторах; схеми переривачів на польових транзисторах; схеми на мікросхемах. Література [19, 21]. | ||||
| 9.2 Електронні схеми управління: електронні управляючі прилади; типові електронні схеми управління; управляючі фотоприлади; цифрові електронні схеми управління. Література [21]. | ||||
| 9.3 Схеми атенюаторів, подовжувачів та обмежувачів. Література [21, 26]. | ||||
| Підсумок | ||||
| ВСЬОГО ГОДИН |
Таблиця 1.4 – Тематичний план лекційних занять і самостійної роботи студентів СТЗІ спеціальності
| Заліковий кредит | Змістовний модуль | Номер, назва та зміст змістовного модуля, рекомендована література | Розподіл годин | |
| ЛК | СР | |||
| І | Вступ | Обсяг, мета і завдання дисципліни, її місце у підготовці спеціалістів. Стислий зміст розділів дисципліни. Методичні матеріали. Література [робоча програма до дисципліни та перший розділ цих методичних вказівок]. | 0,1 | - |
| Основні принципи побудови систем технічного захисту інформації. | 9,9 | |||
| 1.1 Основні поняття, схема процесу проектування та оцінка ефективності системи захисту. Визначення характеристик та загроз об‘єкту, що підлягає охороні. Методи виявлення цілей нападу. Підсистеми та функції системи захисту.Література [1]. | 1,9 | |||
| 1.2 Зовнішні давачі системи охорони. Показники ефективності, класифікація та принципи дії давачів. Принципи побудови системи давачів по периметру. | ||||
| Література [1, 2]. | ||||
| 1.3 Внутрішні давачі системи охорони. Показники ефективності, класифікація, принципи дії та фактори, що впливають на роботу давачів. Література [1, 2]. | ||||
| 1.4 Система оцінки сигналу тривоги. Література [1]. | ||||
| 1.5 Система збирання даних та відображення інформації. Література [1]. | ||||
| 1.6 Система вхідного контролю, затримки доступу та реагування. Аналіз системи захисту після її проектування та оцінка ризиків. Література [1]. | ||||
| Підсумок | ||||
| ІІ | Радіочастотні та оптичні канали передавання інформації у системах захисту. Приймально-передавальні інтегральні мікросхеми. Класифікація, характеристики, принципи побудови. Література [Інтернет ресурси]. | |||
| Системи радіочастотної ідентифікації. | ||||
| 3.1 Принципи побудови, параметри та класифікація систем ідентифікації. Архітектура та функціонування смарт- карт. Базові технології захисту інформації засобів електроної ідентифікації. Література [3]. | ||||
| 3.2 Сучасні розробки систем безконтактної електронної ідентифікації та тенденції їхнього розвитку. Література [3 - 5]. | ||||
| Транзисторні генератори з зовнішнім збудженням ультрависокого та НВЧ діапазонів. Підсилювачі потужності з малим коефіцієнтом шуму. | ||||
| 4.1 Математичні моделі подання транзисторів у підсилювачах потужності. Загальні відомості про фізичну модель транзистора. Режими роботи та вибір схеми включення транзистора. Часовий та гармонічний аналіз малопотужних підсилювачів. Література [6 - 8]. | ||||
| 4.2 Методика та порядок розрахунку потужних підсилювачів сигналу. Вплив внутрішніх зворотних зв‘язків та індуктивності загального електроду транзистора на характеристики потужних підсилювачів. Література [8, 9]. | ||||
| 4.3 Графоаналітичний метод розрахунку підсилювачів на основі безструктурної моделі транзисто- | ||||
| ра. Стійкість підсилювачів НВЧ. Література [6, 10, 11]. | ||||
| 4.4 Розрахунок підсилювачів на максимальний та фіксований коефіцієнт підсилення, заданий коефіцієнт шуму. Література [6, 10, 11]. | ||||
| 4.5 Узгоджуючі кола підсилювачів на елементах з зосередженими та розподіленими параметрами. Література [6, 8, 9]. | ||||
| 4.6 Схеми термостабілізації та частотної корекції підсилюючих каскадів. Розрахунок елементів кіл живлення. Література [8, 11 - 18]. | ||||
| Підсумок | ||||
| ІІІ | Помножувачі частоти та генератори гармонік. | |||
| 5.1 Тенденції розвитку та сучасні схеми помножувачів частоти і генераторів гармонік. Література [19]. | ||||
| 5.2 Помножувачі частоти на р-і-n діодах та діодах з бар’єром Шотткі. Варакторні помножувачі частоти. Література [8, 9, 19]. | ||||
| 5.3 Помножувачі частоти з використанням інтегральних мікросхем. Література [19]. | ||||
| LC та кварцові генератори. Принципи побудови, характеристики та найбільш розповсюджені схеми цифрових та аналогових генераторів. Література [8, 20 - 22]. | ||||
| Синтезатори частот. Методи синтезу частот, характеристики, різновід, класифікація та структурні схеми синтезаторів частот, тенденції їхнього розвитку. Література [8, 22 - 25]. | ||||
| Схеми перемикання та управління у системах захисту. | ||||
| 8.1 Схеми перемикання: основні схеми переривачей; схеми переривачів на біполярних транзисторах; схеми переривачів на польових транзисторах; схеми на мікросхемах. Література [19, 21]. | ||||
| 8.2 Електронні схеми управління: електронні управляючі прилади; типові електронні схеми управління; управляючі фотоприлади; цифрові електронні схеми управління. Література [21]. | ||||
| 8.3 Схеми атенюаторів, подовжувачів та обмежувачів. Література [21, 26]. | ||||
| Підсумок | ||||
| ВСЬОГО ГОДИН |
Таблиця 1.5 – Приблизний навчальний графік студентів РТ спеціальності
| ВИДИ ЗАНЯТЬ | Навчальні тижні | ||||||||||||||||||
| Лекції | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| Лаборат. роботи | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| Практичні заняття | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| СР студентів | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| Точки контролю | + | + | + | ||||||||||||||||
| Курсовий проект | Консультація | ||||||||||||||||||
| точка контролю | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||
| Консультації | |||||||||||||||||||
| Строки проведення іспиту | мод |
Таблиця 1.6 – Приблизний графік самостійної роботи студентів РТ спеціальності
| Форма СР | Навчальні тижні | |||||||||||||||||
| Вивчення теоретичного матеріалу за конспектом і підручником, 42 год. | ||||||||||||||||||
| Підготовка до лабораторних робіт, 12 год. | ||||||||||||||||||
| Підготовка до практичних занять, 30год. | ||||||||||||||||||
| Підготовка до контрольних точок, 6 год. | ||||||||||||||||||
| Виконання курсового проекту, 20 год. | ||||||||||||||||||
| Усього 110 год. |
Таблиця 1.7 – Приблизний навчальний графік студентів СТЗІ спеціальності
| ВИДИ ЗАНЯТЬ | Навчальні тижні | ||||||||||||||||||
| Лекції | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| Лаборат. роботи | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| Практичні заняття | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| СР студентів | обсяг, год | ||||||||||||||||||
| Точки контролю | + | + | + | ||||||||||||||||
| Курсовий проект | Консультація | ||||||||||||||||||
| точка контролю | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||
| Консультації | |||||||||||||||||||
| Строки проведення іспиту | мод |
Таблиця 1.8 – Приблизний графік самостійної роботи студентів СТЗІ спеціальності
| Форма СР | Навчальні тижні | |||||||||||||||||
| Вивчення теоретичного матеріалу за конспектом і підручником, 36 год. | ||||||||||||||||||
| Підготовка до лабораторних робіт, 8 год. | ||||||||||||||||||
| Підготовка до практичних занять, 18год. | ||||||||||||||||||
| Підготовка до контрольних точок, 3 год. | ||||||||||||||||||
| Виконання курсового проекту, 17 год. | ||||||||||||||||||
| Усього 82 год. |