Материал: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Теория управления информационной безопасностью распределённых компьютерных систем». Разинкин К.А
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
Кафедра систем информационной безопасности
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовому проектированию по дисциплине «Теория управления информационной безопасностью распределённых компьютерных систем»
для студентов специальности 090301 «Компьютерная безопасность»
очной формы обучения
Воронеж 2015
Составитель д-р. техн. наук. К. А. Разинкин
УДК 004.3
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Теория управления информационной безопасностью распределённых компьютерных систем» для студентов специальностей 090301 «Компьютерная безопасность» очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. К. А. Разинкин. Воронеж, 2015. 33 с.
Курсовое проектирование предполагает реализацию заданий состоящих из двух частей: в первой части предлагаются задания по проведению анализа системы заданной системой дифференциальных уравнений описывающих динамику системы автоматического управления (САУ); во второй части – исследовать характеристики системы
собратной связью, представленной в виде структурной схемы.
Вметодических указаниях приведены примеры и варианты заданий по курсовому проектированию, контрольные вопросы и список рекомендуемой литературы.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле Разинкин_КП_ТУИБРКС.pdf.
Табл. 2. Ил. 10. Библиогр.: 5 назв.
Рецензент д-р техн. наук, проф. И. Я. Львович
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А. Г. Остапенко
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015
ВВЕДЕНИЕ
Прикладные науки занимаются изучением предметов материального мира и сил природы и управлением ими в интересах человечества. Сходные задачи решают и инженеры, занимающиеся проектированием систем управления. Разница лишь в том, что для инженера представляют интерес фрагменты окружающей его обстановки, часто называемые просто системами, а его целью является производство товаров и услуг, приносящих пользу обществу. Процессы изучения и управления неотделимы друг от друга, поскольку эффективное управление каким-либо процессом невозможно без его исследования и моделирования. Более того, в качестве объектов управления часто выступают плохо изученные процессы, например химические. По-настоящему трудной задачей для инженера является моделирование и управление современными сложными взаимосвязанными системами, такими как транспортные потоки, химические процессы, робототехнические комплексы. В то же время опытный инженер в состоянии проектировать многие весьма полезные и оригинальные промышленные системы управления. Повидимому, наиболее яркая особенность техники управления — это возможность целенаправленного воздействия на механизмы, производственные и экономические процессы в интересах общества.
Техника управления базируется на теории обратной связи и анализе линейных систем; она включает в себя также основные положения теории цепей и теории связи. Поэтому она не ограничивается только какой-то одной технической дисциплиной, а в равной степени применима к аэронавтике, химической технологии, механике, экологии, строительству, электротехнике. Очень часто, например, система управления включает в себя элементы электрической, механической и химической природы. Более того, по мере более глубокого понимания динамики бизнеса, социальных и политических
процессов будет повышаться и способность управления этими процессами.
Система управления — это соединение отдельных элементов в определенную конфигурацию, обеспечивающую заданные характеристики. В основе ее анализа лежит теория линейных систем, предполагающая наличие причинноследственных связей между элементами. Поэтому процесс или объект, подлежащий управлению, может быть представлен в виде блока (рис. 1). Связь между входом и выходом — это, по сути, преобразование одного сигнала (причины) в другой (следствие), причем довольно часто с усилением мощности. В разомкнутой системе управления для получения желаемой реакции объекта обычно используется регулятор или исполнительное устройство, как показано на рис. 2. В разомкнутой системе обратная связь отсутствует.
В разомкнутой системе для непосредственного управления объектом применяется специальное исполнительное устройство, а обратная связь отсутствует.
Рис. 1. Объект управления
Рис. 2. Разомкнутая система управления (без обратной связи)
В отличие от разомкнутой, в замкнутой системе производится измерение действительного значения выходного сигнала, которое затем сравнивается с его желаемым значением. Измеренное значение выхода называют сигналом обратной связи. Простейшая замкнутая система управления
2
изображена на рис. 3. Замкнутая система стремится поддержать заданное соотношение между двумя переменными путем сравнения функций от этих переменных и использования их разности в качестве управляющего сигнала. Чаще всего разность между заданным значением выходной переменной и ее действительным значением усиливается и используется для воздействия на объект управления, в результате чего эта разность постоянно уменьшается. Принцип обратной связи лежит в основе анализа и синтеза систем управления.
Рис. 3. Замкнутая система управления (с обратной связью)
Взамкнутой системе производится измерение выходной переменной и его результат в виде сигнала обратной связи сравнивается с эталонным входным сигналом, несущим информацию о заданном значении выходной переменной.
Всвязи с возрастающей сложностью объектов управления и желанием добиться оптимальных показателей качества, за последнее десятилетие резко повысилась роль автоматического управления. К тому же во многих случаях возникает необходимость учитывать взаимное влияние выходных переменных друг на друга, что неизбежно отражается на структуре системы. Конфигурация такой многомерной системы управления приведена на рис. 4.
3