Комп'ютерні методи аналізу та проєктування 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
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.
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.
РН4. Застосовувати, інтегрувати, розробляти, впроваджувати та удосконалювати сучасні інформаційні технології, фізичні та математичні методи і моделі в сфері інформаційної безпеки та/або кібербезпеки.
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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
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. Семенець В.В., Хаханова І.В., Хаханов В.І. Проектування цифрових систем з використанням мови VHDL. – Харків: ХНУРЕ, 2003. – 492 с.
2. 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”.
3. 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”.
Допоміжна
4. IEEE Std 1076-2002 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
5. IEEE Std 1076-2008 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
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 проєктування електронних засобів (курсовий проєкт)
Спеціальність: Адміністрування систем кібербезпеки
Код дисципліни: 7.125.04.O.007
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Захист інформації
Лектор: к.т.н., доцент Горпенюк А.Я.
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
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. Семенець В.В., Хаханова І.В., Хаханов В.І. Проектування цифрових систем з використанням мови VHDL. – Харків: ХНУРЕ, 2003. – 492 с.
2. 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”.
3. 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”.
Допоміжна:
4. IEEE Std 1076-2002 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
5. IEEE Std 1076-2008 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
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).