Рабочая программа по ОП. 15 Криптографические методы защиты информации

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ТАМБОВСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРоФЕССИОНАЛЬНОе ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

 «многоотраслевой колледж»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОП 15. Криптографические методы защиты информации

Моршанск,  2017 г.

	ОДОБРЕНО Предметной (цикловой) комиссией общепрофессиональных и специальных социально - экономических дисциплин Протокол №__ от «_»________2017г. Председатель предметной (цикловой) комиссии __________ /Г.А. Катюхина /
			УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УПР ________________ /Т.Г. Парамзина/ «_____»_________________2017г.

 

Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 09.02.02 «Компьютерные сети».

Организация-разработчик: Тамбовское областное государственное бюджетное профессиональное общеобразовательное учреждение «Многоотраслевой колледж»

Разработчик:

Плохова Олеся Владимировна - преподаватель специальных дисциплин

Эксперт от работодателя¹: _____________ /Т.С. Ионова/

Главный специалист-эксперт по автоматизации Государственного учреждения – Управления Пенсионного фонда Российской Федерации в г. Моршанске и Моршанском районе

СОДЕРЖАНИЕ

1.      ПАСПОРТ Рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ	4
2.      СТРУКТУРА и  содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ	6
3.      условия реализации Рабочей программы учебной дисциплины	11
4.      Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины	13

1. паспорт рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Основы теории информации

1.1. Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 09.02.02 Компьютерные сети.

Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании, на курсах переподготовки и повышения квалификации.

1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в цикл общепрофессиональных и специальных социально - экономических дисциплин.

1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен уметь:

-     применять закон аддитивности информации;

-     применять теорему Котельникова;

-     использовать формулу Шеннона;

В результате освоения дисциплины студент должен знать:

-     виды и формы представления информации;

-     методы и средства определения количества информации;

-     принципы кодирования и декодирования информации;

-     способы передачи цифровой информации;

-     методы повышения помехозащищенности передачи и приема данных;

-     основы теории сжатия данных

В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать общими компетенциями:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать профессиональными компетенциями:

ПК 1.3. Обеспечивать защиту информации в сети с использованием программно-аппаратных средств.

ПК 2.1. Администрировать локальные вычислительные сети и принимать меры по устранению возможных сбоев.

ПК 2.2. Администрировать сетевые ресурсы в информационных системах.

ПК 3.2. Проводить профилактические работы на объектах сетевой инфраструктуры и рабочих станциях.

1.4. Количество часов на освоение программы дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 157 часа, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося  105 часов; самостоятельной работы обучающегося 52 часа.

2. СТРУКТУРА И  СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)	157
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)	105
в том числе:
лабораторные занятия	-
практические занятия	34
контрольные работы
курсовая работа (проект) (если предусмотрено)	-
Самостоятельная работа обучающегося (всего)	52
в том числе:
самостоятельная работа над курсовой работой (проектом) (если предусмотрено)	-
реферат, доклад, презентация	52
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета

2.2.  Тематический план и содержание учебной дисциплины «Основы теории информации»

Наименование разделов и тем	Содержание учебного материала, практические работы, самостоятельная работа студентов, курсовая работа (проект)	Объем часов	Уровень освоения
Раздел 1. Измерение и кодирование информации
Тема 1.1 Предмет теории информации. Непрерывная и дискретная информация	Содержание учебного материала	10	2
	Предмет и основные разделы кибернетики. Предмет теории информации. Принцип управления. Характеристики  непрерывной и дискретной информации. Перевод непрерывной информации в дискретную. Кодирование информации. Частота дискретизации. Теорема Котельникова и ее применение.
	Практические занятия	6	2
	Решение задач по непрерывной и дискретной информации
	Решение задач на перевод информации
	Решение задач по кодированию информации
	Самостоятельная работа. Выполнение домашних заданий. Подготовка к занятиям с использованием конспекта лекций и различных источников. Проработка конспекта лекции, учебной литературы и Интернет источников.	8	3
Тема 1.2. Общая схема передачи информации	Содержание учебного материала	8	2
	Схема передачи информации. Канал передачи информации. Скорость передачи информации. Аналоговые и цифровые преобразователи. Сущность АВМ и ЦВМ и их применение на практике.
	Практические занятия	6	2
	Изучение схем передачи данных
	Изучение каналов передачи данных
	Решение задач на скорость передачи информации
	Самостоятельная работа. Выполнение домашних заданий. Подготовка к занятиям с использованием конспекта лекций и различных источников. Проработка конспекта лекции, учебной литературы и Интернет источников.	8	3
Тема 1.3 Измерение информации	Содержание учебного материала	8	2
	Методы измерения информации. Вероятностный подход к измерению информации. Мера информации Шеннона. Понятие энтропии. Свойства количества информации и энтропии. Алфавитный подход к измерению информации.
	Практические занятия	6	2
	Решение задач по измерению информации
	Решение задач на энтропию
	Решение задач по емкости алфавита
	Самостоятельная работа. Выполнение домашних заданий. Подготовка к занятиям с использованием конспекта лекций и различных источников. Решение задач по теории информации.  Систематическая проработка конспектов занятий, учебной, справочной  и научной литературы.	10	3
Тема 1.4. Кодирование информации.	Содержание учебного материала	9	2
	Постановка задачи кодирования. Кодирование информации при передаче без помех. Первая теорема Шеннона. Кодирование информации при передаче в канале с помехами. Вторая теорема Шеннона. Основные виды помехоустойчивых кодов. Практическая реализация помехоустойчивого кодирования.
	Практические занятия	6	2
	Решение задач по кодированию информации.
	Решение задач по теореме Шеннона
	Решение задач на помехоустойчивое кодирование информации
	Самостоятельная работа. Выполнение домашних заданий. Подготовка к занятиям с использованием конспекта лекций и различных источников. Решение задач по кодированию информации.  Систематическая проработка конспектов занятий, учебной, справочной  и научной литературы. Подготовка к ответам на контрольные вопросы и к контрольной работе.	8	3
Раздел 2.  Основы  преобразования информации
Тема 2.1 Сжатие информации.	Содержание учебного материала	18	2
	Сжатие информации, как основной аспект передачи данных. Пределы сжатия информации. Простейшие алгоритмы сжатия информации. Применение метода Шеннона-Фено для сжатия данных. Примеры. Метод  Хаффмена.  Применение метода Хаффмена для сжатия данных. Подстановочные или словарно-ориентированные методы сжатия данных. Арифметический метод  сжатия данных
	Практические занятия	6	2
	Выполнение заданий по сжатию данных.
	Решение задач с применением метода Хаффмена
	Выполнение заданий по арифметическому методу сжатия данных
	Самостоятельная работа.  Выполнение домашних заданий. Подготовка к занятиям с использованием конспекта лекций и различных источников. Выполнение практических заданий по сжатию  информации.  Систематическая проработка конспектов занятий, учебной, справочной  и научной литературы.	10	3
Тема 2.2. Шифрование информации	Содержание учебного материала	18	2
	Основные понятия классической криптографии. Классификация шифров. Шифры перестановки и шифры замены. Потоковые шифрующие системы. Симметричные блочные шифры. Шифры DES, AES. Асимметричные шифры. Шифр  RSA.
	Практические занятия	4	2
	«Классические криптосистемы», «Криптосистема AES»,«Криптосистема RSA»
	Зачетное занятие
	Самостоятельная работа. Выполнение домашних заданий. Подготовка к занятиям с использованием конспекта лекций и различных источников. Решение задач по кодированию информации.  Систематическая проработка конспектов занятий, учебной, справочной  и научной литературы. Подготовка к ответам на контрольные вопросы и к контрольной работе.	8	3

Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:

1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)

3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета

Оборудование учебного кабинета:

-       посадочные места по количеству обучающихся;

-       рабочее место преподавателя;

-       комплект учебно-методической документации.

Технические средства обучения:

-       персональный компьютер с лицензионным программным обеспечением;

-       проекционный экран;

-       мультимедийный проектор;

-       доска;

-       колонки.

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы.

Основные источники:

1.     О. С. Литвинская, Н. И. Чернышев. Основы теории передачи информации, М.: КноРус, 2010.

2.     Г. И. Хохлов., Основы теории информации, М.: Академия, 2008

Дополнительные источники:

1.       Биркгоф Г., Барти Т, Современная прикладная алгебра, М.: Мир, 1976

2.       Блейхер Р., Теория и практика кодов, контролирующих ошибки, М.: Мир, 1986 10

3.       Борн Г., Форматы данных, Киев: Торгово-издательское бюро BHV, 1995

4.       Букчин Л. В., Безрукий Ю. Л., Дисковая подсистема IBM-совместимых персональных компьютеров, М.: МИКАП, 1993

5.       Винер Н., Кибернетика, М.: Наука, 1983

6.       Воробьев Н. Н., Признаки делимости, М.: Наука, 1988

7.       Глушков В. М., Основы безбумажной информатики, М.: Наука, 1987

8.       Джордж Ф., Основы кибернетики, М.: Радио и Связь, 1984

9.       Кенцл Т., Форматы файлов Internet, СПб: Питер, 1997

10.   Нельсон М., Верификация файлов, “Журнал д-ра Добба” 1/93

11.   Нефедов В. Н., Осипова В. А., Курс дискретной математики, М.: МАИ, 1992

12.   Нечаев В. И., Элементы криптографии, М.: Высшая школа, 1999

13.   Мастрюков Д., Алгоритмы сжатия информации, “Монитор” 7/93–6/94

14.   Питерсон Р., Уэлдон Э., Коды, исправляющие ошибки, М.: Мир, 1976

15.   М. Смирнов, Перспективы развития вычислительной техники: в 11 кн.: Справочное пособие. Кн. 9., М.: Высшая школа, 1989

16.   Розанов Ю. А., Лекции по теории вероятностей, М.: Наука, 1986

17.   Титце У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехника, М.: Мир, 1983

18.   Чисар И., Кернер Я., Теория информации, М.: Мир, 1985

19.   Шеннон К., Работы по теории информации и кибернетики, М.: Издательство иностранной литературы, 1963

20.   Яглом А., Яглом И., Вероятность и информация, М.: Наука, 1973

21.   В. В. Ященко, Введение в криптографию, М.: МЦНМО—ЧеРо, 2000

Интернет-ресурсы:

1.       Автоматизированная обучающая система “Алгоритм кодирования   Хаффмана”. http://www.ce.cctpu.edu.ru/ lab/huffman/index.html

2.       Автоматизированная обучающая система “Корректирующий код  Хэмминга”: http://www.ce.cctpu.edu.ru/ edu/df/ti/pri/lab2/index.html

3.       Автоматизированная обучающая система “Циклический код Боуза –Чоудхури - Хокмингема”: http:// www.ce.cctpu.edu.ru/ edu/ df/ ti/ pri/ lab3/ index.html

4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.

Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания)	Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
Умения:
применять закон аддитивности информации	практические занятия
применять формулу Котельникова	практические занятия
применять формулу Шеннона	практические занятия
Знания:
виды и формы представления информации	тестирование
методы и средства измерения количества информации	тестирование, практические занятия
принципы кодирования и декодирования информации	тестирование, практические занятия
способы передачи цифровой информации	тестирование, практические занятия
методы повышения помехозащищенности приема и передачи данных	тестирование
основы теории сжатия данных	тестирование, практические занятия

Краткое описание документа:

Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 09.02.02 «Компьютерные сети».

Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 09.02.02 Компьютерные сети.

Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании, на курсах переподготовки и повышения квалификации.