Рабочая программа для СПО по дисциплине "Физические основы защиты информации"

Пояснительная записка

Рабочая программа учебной дисциплины «Физические основы защиты информации» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по  специальности 090108 «Информационная безопасность» среднего профессионального образования.

Учебная дисциплина «Физические основы защиты информации» является общепрофессиональной, дающей базовые знания для освоения общепрофессиональных и специальных дисциплин специальности.

Для изучения учебной дисциплины «Физические основы защиты информации» необходимы знания учебных дисциплин «Математика», «Информатика» и «Основы информационной безопасности».

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

-            о физических основах процессов и методах передачи, хранения, обработки информации

-            о физических основах обнаружения и подавления несанкционированного воздействия  на информационные процессы;

знать:

-            фундаментальные физические законы ,понятия и положения;

-            возможные процессы формирования, распространения и приема сигналов в электромагнитных и акустических полях;

-            принципы расчета основных характеристик систем локализации электромагнитных и акустических полей;

уметь:

-            выполнять расчеты основных информативных характеристик полей и волновых процессов, используемых при обработке информации ;

-            использовать методы измерения физических величин для оценки информативных характеристик акустических и электромагнитных полей;

Для закрепления теоретических знаний и приобретения практических умений в программу дисциплины  включено проведение практических занятий.

Рабочая программа «Физические основы защиты информации» рассчитана на 66 часов аудиторной нагрузки (в том числе  18 часов  отводится на практические занятия).

Для промежуточной аттестации знаний и закрепления пройденного материала проводится, согласно учебному плану, в I и II семестре контрольная работа и во II семестре экзамен. Кроме обязательной контрольной работы проводятся письменные самостоятельные работы, тестирование, семинары. Для самостоятельной работы студентов отводится 20 часов.

Тематический план учебной дисциплины

Наименование разделов и тем		Макс. учебная нагрузка студента, час		Количество аудиторных часов при очной форме обучения					Самостоятельная работа студента
				всего		в т.ч. практичработы
	1		2		3		4			5
	Введение		2		2
	Раздел 1. Поля объектов и проблемы защиты информации		16		8		4			4
	Тема 1.1. Физические поля различной природы как носители информации об объектах		8		4		2			2
	Тема 1.2. Общие принципы регистрации характеристик  полей		8		4		2			2
	Раздел 2. Электричество и магнетизм		22		16		4			2
	Тема 2.1. Электростатическое поле. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле		10		6		2			2
	Тема 2.2. Магнитное поле. Действие магнитного поля на движущиеся заряды		8		6		2
	Тема 2.3. Магнитные поле в веществе. Магнитные материалы. Магнитопроводы		4		4
	Раздел 3. Электромагнитные поля объектов		8		6		2
	Тема 3.1. Уравнения Максвелла  и их физический смысл. Взаимные превращения электрических и магнитных полей.		8		6		2
	Раздел 4.        Электромагнитные волны		22		14		6			2
	Тема 4.1  Контрольная работа за 1 семестр Электромагнитные волны, излучение и особенности распространения		14 2		8 2		4			2
	Тема 4.2. Электромагнитные волны в линии связи. Волноводы. Оптическая связь.		6		4		2
	Раздел 5. Экранирование статических и динамических полей		8		8
	Тема 5.1. Принципы экранирования статических  и динамических полей		8		8
	Раздел 6. Упругие волны. Основы акустики		18		14		2			2
	Тема 6.1. Звуковые волны. Распространение звука в различных средах. Параметры  звуковых волн. Источники и приемники звука		8		6		2
	Тема 6.2. Основы акустики речи и слуха. Специфика акустики помещений		2		2
	Тема 6.3. Звукоизоляция		2		2
	Тема 6.4. Инфразвук. Ультразвук		6		4					2
	Всего по дисциплине:		94		66			18			10

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Студент должен:

иметь представление:

-     об общих принципах в системе научных методов и направлений защиты информации.

Роль и место знаний по дисциплине «Физические основы защиты информации» при освоении смежных дисциплин по выбранной специальности; в сфере профессиональной деятельности.

Современный уровень и перспективы развития средств несанкционированного воздействия на информацию и средств защиты информации.

Раздел 1 ПОЛЯ ОБЪЕКТОВ И ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Студент должен:

знать:

-      основные физические поля и источники их излучения;

-      общие принципы расчета и измерения характеристик полей;

Тема 1.1 Физические поля различной природы как форма существования материального мира.

Потенциальные (статические) силовые поля. Закон Ньютона-Кулона. Напряженность, потенциал поля и связь между ними. Поток вектора напряженности, дивергенция. Принцип суперпозиции. Взаимные превращения электрических и магнитных полей. Электромагнитное поле - форма материи. Упругие волны, их основные виды и характеристики.

Практическая работа № 1.

Тема 1.2 Физические поля как носители информации об объектах

Принципы классификации физических полей как носителей информации. Наиболее информативные физические параметры полей. Понятия о методиках измерения характеристик физических полей и о концептуальных подходах извлечения из них информации об излучающих объектах.

Практическая работа № 2.

Раздел 2 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Студент должен:

знать:

-      явление электростатической индукции;

-      положение теории о локализации энергии в электрическом поле;

-      влияние диэлектриков на параметры электрического поля;

-      взаимодействие токов, законы Ампера;

-      действие магнитного поля на проводники с током;

-      определение силы, действующей на заряд, движущийся в магнитном поле;

-      магнитные свойства вещества;

-      применение магнитных материалов.

Тема 2.1 Электрическое поле объекта. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Энергия электрического поля

 

Электрический заряд тел, дискретность заряда, закон сохранения. Электростатическое поле, силовые линии. Электростатические поля систем точечных зарядов. Проводник в электростатическом поле. Электростатическое экранирование. Электрическая поляризация диэлектрика. Электрическая емкость заряженных тел. Плотность энергии электрического поля.

Электрический ток, условия возникновения и его характеристики. Электрическая цепь постоянного тока. Электропроводность проводников. Цепи заземлений, принципы устройства и эффективность. Электрический ток в газах, в жидких проводниках, в вакууме. Полупроводники их электропроводность.

  Практическая работа № 3.

Тема 2.2Магнитное поле объекта. Действие магнитного поля на ток и движущиеся заряды

Магнитные силовые поля. Магнитное взаимодействие токов, закон Ампера. Движение заряженных частиц в электростатических и магнитных полях. Магнитный поток. Явление самоиндукции. Индуктивность. Явление взаимной индукции. Плотность энергии магнитного поля.

Практическая работа № 4.

Тема 2.3 Магнитные свойства вещества. Магнитные материалы. Магнитопроводы

Намагничивание вещества. Магнитные восприимчивость и проницаемость. Диамагнетизм. Парамагнетизм. Ферромагнетизм. Гиромагнитные эффекты. Магнитная цепь. Магнитное экранирование.

Раздел 3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ОБЪЕКТОВ

Студент должен:

знать:

-      понятия тока проводимости и тока смещения;

-      закон полного электрического тока;

-      физический смысл уравнений Максвелла;

-      взаимосвязь электрического и магнитного полей;

Тема 3.1 Закон полного электрического тока

Полный электрический ток. Дивергенция плотности тока проводимости. Непрерывность полного тока.

Практическая работа № 5.

 

Тема 3.2 Теория Максвелла. Взаимосвязь электрического и магнитного полей

Физический смысл, условия применимости, полнота и совместность системы уравнений Максвелла. Формулировка закона сохранения энергии и понятие потока электромагнитной энергии.

Практическая работа № 6.

Раздел 4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Студент должен:

знать:

-      процесс возникновения электромагнитных волн;

-      свойства электромагнитных волн;

-      особенности распространения электромагнитных волн в различных средах;

-      основные характеристики линий передач электромагнитной энергии;

Тема 4.1 Электромагнитные волны, излучение и особенности распространения

Поляризация волн. Реальные сигналы, волновой пакет. Групповая скорость. Дисперсия. Энергия волны, вектор Пойнтинга. Неплоские волны, рассеяние энергии. Эффект Доплера. Плоская Плоская синусоидальная волна. Длина волны, фазовая скорость, волновое число. волна на границе раздела сред. Отражение и преломление волн.

Основные свойства электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн и особенности различных частотных диапазонов. Особенности ближней и дальней зоны от излучателя электромагнитных волн. Влияние ионосферы Земли на распространение радиоволн.

Практическая работа № 7.

Тема 4.2 Электромагнитные волны в двухпроводной линии. Волноводы

Движение электромагнитной энергии вдоль линии передачи. Эквивалентная схема и уравнения двухпроводной линии передачи. Первичные и вторичные параметры двухпроводной линии. Основные характеристики волноводов. Оптическая связь.

  Практическая работа № 8.

Раздел 5 ЭКРАНИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Студент должен:

знать:

-      принципы экранирования статических и динамических полей;

-      требования к экранам с точки зрения обеспечения защиты информации.

Тема 5.1  Принципы экранирования статических и динамических  полей

Принципы и реализация электромагнитного экранирования приборов и помещений, его эффективность. Требования к экранам и их характеристики. Понятие об электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств.

Раздел 6 УПРУГИЕ ВОЛНЫ. ОСНОВЫ АКУСТИКИ

Студент должен:

знать:

-           основные характеристики и параметры звуковых волн;

-           особенности распространения звука в различных средах;

-           первичные акустические и речевые сигналы, их источники и информативность;

-           особенности слухового восприятия;

-           специфику акустики помещений;

-           пути решения проблемы звукоизоляции помещений;

-           свойства инфразвукового и ультразвукового диапазонов частот.

Тема 6.1 Звуковые волны

Характеристики звукового поля. Источники и приемники звука. Распространение звука в различных средах.

Практическая работа № 9.

Тема 6.2 Основы акустики речи и слуха

Речевой сигнал, его физические и информационные характеристики и параметры. Характеристики восприятия речевого сигнала. Различные искажения речевого сигнала и их влияние на восприятие. Параметризация речевых сигналов и акустических шумов применительно к задачам оценки качества связи, комфортности и защиты информации. Специфика акустики помещений.

Тема 6.3 Акустика помещений.

Звуковое поле в помещениях, Акустические характеристики и параметры помещений. Звукоотражающие и звукопоглощающие материалы и конструкции. Понятие звукоизоляции помещений, характеристики звукоизоляции.

Тема 6.4 Инфразвук. Ультразвук

Особенности распространения инфразвука и ультразвука. Области применения инфразвуковых и ультразвуковых волн.

Внеаудиторная самостоятельная работа

 студентов

Номер темы	Наименование задания на самостоятельное  изучение	Объём в часах	Вид отчёта
1	2	3	4
1.2	Электростатическое поле и переменное электрическое поле.	2	доклады
1.2	Общие принципы регистрации характеристик  полей.	2	доклады
2.1	Проводники и диэлектрики в электростатическом поле	2	конспект
4.1	Доклады и рефераты по темам: «Электромагнитные волны.», «Виды электромагнитных излучений».	2	выступление рефераты
6.4	Инфразвук. Ультразвук.	2	конспект

Перечень практических работ

Номер темы	Номер пр./раб.	Наименование лабораторной  работы	количество часов
1.1	1	Физические поля различной природы как носители информации об объектах.	2
1.2	2	Общие принципы регистрации характеристик полей.	2
2.1	3	Электрическое поле объекта. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Энергия электрического поля.	2
2.2	4	Магнитное поле объекта. Действие магнитного поля на ток и движущиеся заряды.	2
3.1	5	Законы полного электрического тока.	2
3.2	6	Теория Максвелла. Взаимосвязь электрического и магнитного полей.	2
4.1	7	Электромагнитные волны, излучение и особенности распространения.	2
4.2	8	Электромагнитные волны в двухпроводной линии. Волноводы.	2
5.1	9	Принципы экранирования статических и динамических полей.	2

Средства обучения

1 Учебно-наглядные пособия

          1.1 Изобразительные пособия (плакаты, схемы, таблицы, графики)

         1.2 Раздаточный дидактический материал (учебные карточки - задания, дидактический материал для выполнения самостоятельных, практических работ)

2 Технические средства обучения

2.1  Визуальные (шкала электромагнитных колебаний, система Си основные единицы, производные единицы и т.д.).

2.2  Аудиовизуальные (видео фильмы, компьютер, система Интернет)

Список литературы

1 Информационная безопасность и защита информации. (Учебное пособие) Мельников В.П., Клейменов С.А., Петраков А.М. (2008, 336с.)

2 Полонский Н.Б. Конструирование электромагнитных экранов для радиоэлектронной аппаратуры.  – М., В. Ш. 2003

3 Боголепов Н.Г. Промышленная звукоизоляция. – М.: Судостроение, 2005

дополнительная литература

1 Савельев И.В. Курс общей физики . М., Наука, 1996 - 1999.

2 Трофимова Т.И. Курс общей физики. М., В.Ш. 1999

3 Чертов А.В., Воробьев А.А., Федоров М.Ф. Задачник по физике. М., В.Ш., 1990

4 Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики.  – СПб.: Специальная Литература, 1999.

интернэт-источники

1 http://www.analitika.info/zaschita.php

2  www.studfiles.ru/dir/cat32/subj1348/file14451/view148842/page2.html

3 http://infosec2006.ucoz.ru

Содержание

Пояснительная записка ........................................................................................... 3

Тематический план учебной дисциплины............................................................... 4

Содержание дисциплины ........................................................................................ 5

Введение.................................................................................................................. 5

Внеаудиторная самостоятельная работа студентов............................................... 10

Перечень практических работ................................................................................ 11

Средства обучения................................................................................................. 12

Список литературы................................................................................................ 13

Одобрена                                                    Составлена в соответствии с

цикловой комиссией                                         государственными

специальностей                                                требованиями к минимуму

230105,230106,090108                                      содержания и уровню

                                                                          подготовки выпускника

Протокол заседания                                         по специальности 

комиссии                                                          090108

№___ от __________ 2009                               

Председатель комиссии                                      Зам. директора по УР                 ___________С.А.Пахомова                              _________ Т.Н.Проценко

___________                                                     _________

Автор                                     ______________   Л.А. Клочкова

                                                                          преподаватель физики

Рецензенты                              ______________ О.В.Лобова

                                                                          преподаватель КГТУ,

                                                                          кандидат

                                                                          физико-математических

                                                                          наук

                                                 ______________ С.Ю. Манухина

                                                                          преподаватель

                                                                               ФГОУ СПО «ЖГМК»

РЕЦЕНЗИЯ

на рабочую программу дисциплины «Физические основы защиты информации»

преподавателя ФГОУ СПО ЖГМК Клочковой Л. А.

         Представленная на рецензию рабочая программа предназначена для подготовки специалистов среднего профессионального образования по дисциплине «Физические основы защиты информации»

   Рабочая программа выполнена в соответствии с примерной программой учебной дисциплины «Физические основы защиты информации» и положениями Государственного образовательного стандарта по данной специальности.

  Рабочая программа включает тематический план с указанием конкретного количества часов по каждой теме, содержание учебной дисциплины с указанием основных знаний, умений и навыков, которыми должен овладеть студент после изучения дисциплины в соответствии с Государственными требованиями.

Практические работы в рабочей программе выделены в отдельный раздел с указанием тем и конкретного количества часов по каждому занятию.

В рабочей программе выделена внеаудиторная самостоятельная работа студентов, где указаны номера тем, наименование заданий на самостоятельное изучение, объём самостоятельной работы в часах, виды отчета студентов о выполненной работе.

В рабочей программе определены средства обучения и дан список рекомендованной литературы.

Достоинством этой рабочей программы является то, что она охватывает весь необходимый объём учебного материала для формирования у студентов прочных теоретических знаний и практических умений и навыков для применения их при изучении спецдисциплин.

Данная рабочая программа отвечает современным требованиям Государственных образовательных стандартов, стандартов ФГОУ СПО ЖГМК и может быть рекомендована для использования в учебном процессе при подготовке студентов по дисциплине «Физические основы защиты информации».

Преподаватель КГТУ,

кандидат физико-математических                                              О.В.Лобова

наук

Преподаватель ФГОУ СПО «ЖГМК»                                       С.Ю.Манухина                     

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Железногорский горно-металлургический колледж» рабочая программа дисциплины «Физические основы защиты информации» для специальности 090108 «Информационная безопасность» 2009