Комп'ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів

Спеціальність: Адміністрування систем кібербезпеки
Код дисципліни: 7.125.04.O.005
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Захист інформації
Лектор: к.т.н., доцент Горпенюк А.Я.
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою викладання дисципліни є оволодіння студентами ґрунтовними знаннями з теорії і практики аналізу та проектування електронних засобів мовою VHDL, що є підставою для проведення дослідницької роботи, виконання аналізу отриманих результатів, оцінки точності розробленої моделі.
Завдання: інтегральна компетентність: ІНТ. Здатність особи розв’язувати задачі дослідницького та/або інноваційного характеру у сфері інформаційної безпеки та/або кібербезпеки. загальні компетентності: КЗ5. Здатність спілкуватися з представниками інших професійних груп різного рівня (з експертами з інших галузей знань / видів економічної діяльності). фахові компетентності спеціальності: КФ4. Здатність аналізувати, розробляти і супроводжувати систему управління інформаційною безпекою та/або кібербезпекою організації, формувати стратегію і політики інформаційної безпеки з урахуванням вітчизняних і міжнародних стандартів та вимог. фахові компетентності професійного спрямування: ФКС 4. Уміння здійснювати програмування базових об’єктів захисту інформації, криптосистем и криптопротоколів. ФКС 6. Уміння здійснювати оцінку відповідності системи захисту інформації автоматизованої системи своєму призначенню відповідно до вимог діючих стандартів.
Результати навчання: Результати навчання: РН2. Інтегрувати фундаментальні та спеціальні знання для розв’язування складних задач інформаційної безпеки та/або кібербезпеки у широких або мультидисциплінарних контекстах: Методи навчання і викладання: Лекції заняття – інформаційно-перцептивний метод. Методи оцінювання досягнення результатів навчання: Поточна перевірка в процесі засвоєння кожної теми, що вивчається; оцінка активності студента у процесі лекційних занять; екзамен – тестовий контроль та усне опитування. РН6. Аналізувати та оцінювати захищеність систем, комплексів та засобів кіберзахисту, технології створення та використання спеціалізованого програмного забезпечення. РН9. Аналізувати, розробляти і супроводжувати систему управління інформаційною безпекою та/або кібербезпекою організації на базі стратегії і політики інформаційної безпеки. РН11. Аналізувати, контролювати та забезпечувати ефективне функціонування системи управління доступом до інформаційних ресурсів відповідно до встановлених стратегії і політики інформаційної безпеки та/або кібербезпеки організації. РН23. Обґрунтовувати вибір програмного забезпечення, устаткування та інструментів, інженерних технологій і процесів, а також обмежень щодо них в галузі інформаційної безпеки та/або кібербезпеки на основі сучасних знань у суміжних галузях, наукової, технічної та довідкової літератури та іншої доступної інформації: Методи навчання і викладання: Лекційні заняття – інформаційно- перцептивний метод, метод проблемного викладу. Лабораторні роботи – репродуктивний метод, евристичний метод, Самостійна робота – дослідницький метод Методи оцінювання досягнення результатів навчання: Поточна перевірка в процесі засвоєння кожної теми, що вивчається; оцінка активності студента у процесі практичних занять; перевірка виконання лабораторних робіт; перевірка виконання контрольної роботи; усне опитування щодо засвоєння знань, набутих у процесі виконання лабораторних робіт.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Схемотехніка, • Криптографічні системи та протоколи, • Основи наукових досліджень та організація науки, • Проектування СЗІ.
Короткий зміст навчальної програми: Дана дисципліна формує у студентів необхідні знання для ефективного аналізу та проектування електронних засобів кібербезпеки. В дисципліні розглядаються класичні і сучасні підходи до проектування електронних пристроїв, їх переваги, недоліки і шляхи розвитку та вдосконалення. Вивчаються основи мови високого рівня опису електронних пристроїв VHDL: категорії і типи даних, атрибути, особливості структури програми мовою VHDL, види опису архітектури пристрою, послідовні оператори VHDL, особливості паралельних операторів VHDL, особливості опису основних цифрових блоків мовою VHDL.
Опис: Тема 1. Вступ. Тема 2. Рівні представлення та процес проектування НВІС (Рівні представлення та проектування НВІС, Синтез реалізацій проектованих схем на кристалі НВІС, Моделі в проектуванні систем на НВІС). Тема 3. Оператори та дані мови VHDL (Базові елементи мови VHDL, Скалярні типи даних, Складні типи даних, Вказівникові типи даних, Оператори мови VHDL). Тема 4. Базові конструкції моделей на мові VHDL (Структура опису об’єкту моделювання, Опис поведінки об’єкту моделювання, Структурний опис об’єкту моделювання). Тема 5. Проектування на VHDL (Використання конструкцій VHDL для моделювання, Особливості програмування на VHDL для синтезу).
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування, контрольна робота (30%); • підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, екзамен): письмово-усна форма (70%).
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: 30 балів (лабораторні роботи 30 балів). Екзаменаційний контроль: 70 балів (64 бали письмова компонента, 6 балів усна компонента). Разом за дисципліну: 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення: 1. Горпенюк А.Я. Електронний навчально-методичний комплекс «Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних пристроїв» у Віртуальному середовищі Львівської політехніки. 2. Хомич С.В. Курс лекцій з дисципліни “Мови опису апаратних засобів”. 3. Горпенюк А.Я., Зеляновський Ю.Є. Навчальний посібник для проектування мовою VHDL ПЛІС Altera (FPGA) у середовищі Quartus® II. 4. Вивчення основних принципів роботи в середовищі системного редактора САПР DE0 QUARTUS®II ПЛІС ALTERA. Інструкція до лабораторної роботи № 1 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018 - 25 с. 5. Архітектура проекту на мові VHDL в поведінковій формі. Синтез комбінаційних схем з одним виходом. Інструкція до лабораторної роботи № 2 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018.- 14 с. 6. Створення бібліотек і пакетів у VHDL проектах. Архітектура проекту на мові VHDL в структурній формі. Інструкція до лабораторної роботи № 3 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018.- 8 с. 7. Поведінкова форма проекту на мові VHDL. Явно заданий оператор Process. Інструкція до лабораторної роботи № 4 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018.- 9 с. Рекомендована література: Базова: 1. Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Язык VHDL для проектирования систем на СБИС: Учебное пособие. / ГУАП, СПб., 2001 – 212 с. 2. Поляков А. К. Языки VHDL и Verilog в проектировании цифровой аппаратуры. — М.: СОЛОН-Пресс, 2003. — 320 с.: ил. — (Серия «Системы проектирования»). — ISBN 5-98003-016-6 3. Стешенко В. Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. — М.: ДОДЭКА, 2000. — 128 с. — ISBN 5-94020-001-X. 4. Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Кочкин А.А., Шейнин Ю.Е. Микропроцессоры: системы программирования и отладки. М: Энергоатомиздат, 1985. – 272 с. 6. IEEE Std 1076-2002 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual 7. IEEE Std 1076-2008 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual 8. ГОСТ Р 50754-95. Язык описания аппаратуры цифровых систем VHDL. Описание языка. Допоміжна: 1. Бобало Ю.Я. Інформаційна безпека: навч. посібник / Ю.Я.Бобало, І.В.Горбатий, М.Д.Кіселичник, А.П.Бондарєв, С.С.Войтусік, А.Я.Горпенюк, О.А.Нємкова, І.М.Журавель, Б.М.Березюк, Є.І.Яковенко, В.І.Отенко, І.Я.Тишик; за заг. ред. д-ра. техн. наук, проф. Ю.Я.Бобала та д-ра техн. наук, доц. І.В.Горбатого. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 580 с. 35,9 обл.-вид. арк. Рекомендований Науково-методичною радою Національного університету “Львівська політехніка”. 2. В.М.Максимович, А.Я.Горпенюк, Ю.М.Костів, Н.М.Лужецька Цифрова схемотехніка. Елементи дискретних пристроїв інформаційно-комунікаційних систем. Навчальний посібник / – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015р. – 136 c. 5,6 обл.-вид. арк. Рекомендований Науково-методичною радою Національного університету “Львівська політехніка”. 3. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2000. – 528 с. 4. Майоров С.А., Новиков Г.И., Алиев Т.И. Основы теории вичислительных систем. – М.: Высш.шк., 1978. – 408 с. 5. Джоунс Г. Программирование на языке ОККАМ. – М.,: Мир, 1989. – 208 с. Інформаційні ресурси: 1. https://www.udemy.com › topic › vhdl › persist_locale 2. vhdl.org 3. eda.org/rassp/ 4. Сайти провідних університетів
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).

Комп'ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів (курсовий проект)

Спеціальність: Адміністрування систем кібербезпеки
Код дисципліни: 7.125.04.O.008
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Захист інформації
Лектор: к.т.н., доцент Горпенюк А.Я.
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою викладання дисципліни є оволодіння студентами ґрунтовними знаннями з теорії і практики аналізу та проектування електронних засобів мовою VHDL, що є підставою для проведення дослідницької роботи, виконання аналізу отриманих результатів, оцінки точності розробленої моделі.
Завдання: загальні компетентності: КЗ1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. фахові компетентності спеціальності: КФ1. Здатність обґрунтовано застосовувати, інтегрувати, розробляти та удосконалювати сучасні інформаційні технології, фізичні та математичні моделі, а також технології створення та використання прикладного і спеціалізованого програмного забезпечення для вирішення професійних задач у сфері інформаційної безпеки та/або кібербезпеки. КФ5. Здатність до дослідження, системного аналізу та забезпечення безперервності бізнес/операційних процесів з метою визначення вразливостей інформаційних систем та ресурсів, аналізу ризиків та визначення оцінки їх впливу у відповідності до встановленої стратегії і політики інформаційної безпеки та/або кібербезпеки організації.
Результати навчання: Результати навчання: РН1. Вільно спілкуватись державною та іноземною мовами, усно і письмово для представлення і обговорення результатів досліджень та інновацій, забезпечення бізнес\операційних процесів та питань професійної діяльності в галузі інформаційної безпеки та/або кібербезпеки. РН6. Аналізувати та оцінювати захищеність систем, комплексів та засобів кіберзахисту, технології створення та використання спеціалізованого програмного забезпечення. РН12. Досліджувати, розробляти та впроваджувати методи і заходи протидії кіберінцидентам, здійснювати процедури управління, контролю та розслідування, а також надавати рекомендації щодо попередження та аналізу кіберінцидентів в цілому. РН13. Досліджувати, розробляти, впроваджувати та використовувати методи та засоби криптографічного та технічного захисту інформації бізнес/операційних процесів, а також аналізувати і надавати оцінку ефективності їх використання в інформаційних системах, на об’єктах інформаційної діяльності та критичної інфраструктури: Методи навчання і викладання: Самостійна робота – дослідницький метод. Методи оцінювання досягнення результатів навчання: Поточна перевірка в процесі виконання курсового проекту. Усне опитування щодо засвоєння знань, набутих у процесі самостійного виконання завдань курсового проектування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Схемотехніка, • Криптографічні системи та протоколи, • Основи наукових досліджень та організація науки, • Проектування СЗІ.
Короткий зміст навчальної програми: Дана дисципліна формує у студентів необхідні знання для ефективного аналізу та проектування електронних засобів кібербезпеки, автоматизованого розроблення та дослідження електронних цифрових пристроїв кібербезпеки. Вивчаються та застосовуються для проектування заданого пристрою засоби мови високого рівня опису електронних пристроїв VHDL.
Опис: Курсовий проект Мета: • закріплення та поглиблення теоретичних знань з дисципліни; • набуття досвіду з аналізу та проектування електронних засобів мовою VHDL; • набуття досвіду застосування САПР щодо аналізу та проектування електронних засобів мовою VHDL. Зміст: • технічне завдання на розробку криптографічної підсистеми захисту мовою VHDL; • розробка та відлагодження VHDL -моделі криптографічної підсистеми захисту. Орієнтовний обсяг розрахунково - пояснювальної записки: 30-50 сторінок. Необхідний час для виконання роботи 90 годин. Консультації проводяться відповідно до наведеного змісту курсового проектування. Форма контролю – диференційований залік.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання рівня досягнення результатів навчання проводиться у таких формах: • виявлення рівня знань студентів в процесі виконання завдань курсового проектування; • перевірка виконання завдання на курсове проектування; • виявлення рівня теоретичних знань і практичних навичок в процесі захисту курсового проекту; Підсумковий контроль здійснюється за результатами захисту курсового проекту перед комісією.
Критерії оцінювання результатів навчання: Перевірка виконання завдань курсового проектування: 50 балів. Захист курсового проекту: 50 балів. Разом за дисципліну: 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення: 1. Горпенюк А.Я. Електронний навчально-методичний комплекс «Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних пристроїв» у Віртуальному середовищі Львівської політехніки. 2. Хомич С.В. Курс лекцій з дисципліни “Мови опису апаратних засобів”. 3. Горпенюк А.Я., Зеляновський Ю.Є. Навчальний посібник для проектування мовою VHDL ПЛІС Altera (FPGA) у середовищі Quartus® II. 4. Вивчення основних принципів роботи в середовищі системного редактора САПР DE0 QUARTUS®II ПЛІС ALTERA. Інструкція до лабораторної роботи № 1 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018 - 25 с. 5. Архітектура проекту на мові VHDL в поведінковій формі. Синтез комбінаційних схем з одним виходом. Інструкція до лабораторної роботи № 2 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018.- 14 с. 6. Створення бібліотек і пакетів у VHDL проектах. Архітектура проекту на мові VHDL в структурній формі. Інструкція до лабораторної роботи № 3 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018.- 8 с. 7. Поведінкова форма проекту на мові VHDL. Явно заданий оператор Process. Інструкція до лабораторної роботи № 4 з курсу “ Комп’ютерні методи аналізу та проектування електронних засобів.” / Укл.: Горпенюк А.Я., Луковський Т.І., Зеляновський Ю.Є. – Львів: НУЛП, 2018.- 9 с. Рекомендована література: Базова: 1. Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Язык VHDL для проектирования систем на СБИС: Учебное пособие. / ГУАП, СПб., 2001 – 212 с. 2. Поляков А. К. Языки VHDL и Verilog в проектировании цифровой аппаратуры. — М.: СОЛОН-Пресс, 2003. — 320 с.: ил. — (Серия «Системы проектирования»). — ISBN 5-98003-016-6 3. Стешенко В. Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. — М.: ДОДЭКА, 2000. — 128 с. — ISBN 5-94020-001-X. 4. Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Кочкин А.А., Шейнин Ю.Е. Микропроцессоры: системы программирования и отладки. М: Энергоатомиздат, 1985. – 272 с. 6. IEEE Std 1076-2002 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual 7. IEEE Std 1076-2008 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual 8. ГОСТ Р 50754-95. Язык описания аппаратуры цифровых систем VHDL. Описание языка. Допоміжна: 1. Бобало Ю.Я. Інформаційна безпека: навч. посібник / Ю.Я.Бобало, І.В.Горбатий, М.Д.Кіселичник, А.П.Бондарєв, С.С.Войтусік, А.Я.Горпенюк, О.А.Нємкова, І.М.Журавель, Б.М.Березюк, Є.І.Яковенко, В.І.Отенко, І.Я.Тишик; за заг. ред. д-ра. техн. наук, проф. Ю.Я.Бобала та д-ра техн. наук, доц. І.В.Горбатого. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 580 с. 35,9 обл.-вид. арк. Рекомендований Науково-методичною радою Національного університету “Львівська політехніка”. 2. В.М.Максимович, А.Я.Горпенюк, Ю.М.Костів, Н.М.Лужецька Цифрова схемотехніка. Елементи дискретних пристроїв інформаційно-комунікаційних систем. Навчальний посібник / – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015р. – 136 c. 5,6 обл.-вид. арк. Рекомендований Науково-методичною радою Національного університету “Львівська політехніка”. 3. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2000. – 528 с. 4. Майоров С.А., Новиков Г.И., Алиев Т.И. Основы теории вичислительных систем. – М.: Высш.шк., 1978. – 408 с. 5. Джоунс Г. Программирование на языке ОККАМ. – М.,: Мир, 1989. – 208 с. Інформаційні ресурси: 1. https://www.udemy.com › topic › vhdl › persist_locale 2. vhdl.org 3. eda.org/rassp/ 4. Сайти провідних університетів
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).