Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
________ А.А. Хмыль
«____»_________2007 г.
ПРОГРАММА
вступительного экзамена в магистратуру
по специальности
1-98 80 03 «Аппаратное и программно-техническое обеспечение
информационной безопасности»
Минск 2007
Авторы-разработчики:
Левкович Василий Николаевич – кандидат технических наук, доцент, заведующий
кафедрой радиотехнических систем БГУИР;
Садыхов Рауф Хосровович – доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой электронных вычислительных машин БГУИР;
Саломатин Сергей Борисович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры
радиотехнических систем БГУИР.
Программа рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры
радиотехнических
систем
Учреждения
образования
«Белорусский
государственный
университет информатики и радиоэлектроники
(протокол № 10 от 9.04.2007 г.).
Заведующий кафедрой РТС
В.Н. Левкович
2
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
В основу программы положены следующие вузовские дисциплины: «Схемотехника»,
«Цифровые устройства», «Микропроцессорные устройства и системы», «Структурная и
функциональная организация ЭВМ», «Цифровая обработка сигналов», «Кодирование и
защита информации».
1. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Законы, аксиомы и правила алгебры логики. Логические операции. Логические
функции. Способы задания логических функций и формы их представления. Аналитические
и табличные методы минимизации логических функций. Построение логических схем по
логическим уравнениям.
Электронные ключи на биполярных транзисторах. Методы повышения быстродействия
транзисторных ключей: ключ с форсирующей емкостью, ключ с отрицательной нелинейной
обратной связью. Переключатели тока на дифференциальных каскадах.
Ключевые схемы на полевых транзисторах.
Логические элементы. Основные параметры и характеристики логических элементов.
Параметры, характеристики и особенности схемотехнического построения базовых
логических элементов: диодно-транзисторной логики (ДТЛ); транзисторно-транзисторной
логики (ТТЛ); транзисторно-транзисторной логики с диодами Шотки (ТТЛШ); эмиттерносвязанной логики (ЭСЛ); инжекционной интегральной логики (ИИЛ); элементов на p-МОП,
n-МОП и k-МОП транзисторах.
Паразитные связи цифровых элементов по цепям питания. Передача сигналов в
цифровых узлах и устройствах. Помехи в сигнальных линиях.
Цифровые устройства комбинационного типа: сумматоры, цифровые компараторы,
преобразователи кодов, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры.
Реализация логических функций на мультиплексорах.
Реализация комбинационных устройств на программируемых логических матрицах.
Асинхронный RS-триггер. Синхронный RS-триггер. Синхронный двухступенчатый RSтриггер (МS-триггер). D-триггер. Т-триггер. JK-триггер. Реализация D- и T - триггеров на
JK-триггере. Регистры: параллельные (регистры памяти), последовательные (регистры
сдвига), реверсивные, универсальные и специализированные.
Абстрактная модель цифрового последовательностного автомата. Автоматы Мили и
Мура. Минимизация абстрактных автоматов. Структурная модель цифрового автомата.
Структурный синтез цифрового автомата. Автоматы на основе микропрограммного
управления. Сравнение по быстродействию автоматов с жесткой и программируемой
логикой.
Асинхронный суммирующий двоичный счетчик. Синхронный суммирующий
двоичный счетчик. Наращивание разрядности счетчика. Вычитающий и реверсивный
счетчики. Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета.
Формирователи импульсов по длительности.
Триггер-формирователь импульсов (триггер Шмитта).
Автоколебательные и ждущие мультивибраторы на логических элементах: принцип
действия, разновидности схемной реализации, условия работоспособности и основные
характеристики. Автоколебательные и ждущие мультивибраторы на интегральном таймере:
принцип действия, варианты схем, основные характеристики.
Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН): основные характеристики и
области применения. ГЛИН на основе интегрирующей RC-цепи. Методы улучшения
линейности генераторов линейно изменяющегося напряжения.
3
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов.-СПб: БХВ-Петербург,
2004. – 528с.
Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. М.: Мир, 2001. – 379 с.
Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы: Учебник для
сузов,-М.:Горячая линия
Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы
проектирования. – М.: Мир: 2001.
Аналоговая и цифровая электроника / Под ред. О.П. Гнудника. – М.: Радио и связь,
1996.
Разевич В.Д. Система схемотехнического моделирования. МИКRO-Cap v. – М.: Солон,
1997.
Электроника /Под ред. Ю.А. Быстрова – СПб.: Энергоатомиздат, 1996.
Янушков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. – М.: Логос, 1999.
2. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА
Системы счисления: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная, двоично-десятичная.
Преобразование записей чисел из одной системы счисления в другую.
Кодирование чисел. Формы представления чисел с фиксированной и плавающей
запятой. Специальные машинные коды: прямой, обратный, дополнительный.
Сложение и вычитание целых двоичных чисел. Сложение и вычитание действительных
чисел. Сложение и вычитание чисел в двоично-кодированной десятичной системе счисления.
Умножение и деление двоичных чисел с фиксированной и плавающей запятой.
Классификация и основные характеристики полупроводниковых ЗУ. Статические и
динамические ЗУ. ЗУ на приборах с зарядовой связью. Функциональная и структурная
организация оперативных, постоянных и перепрограммируемых постоянных ЗУ.
Наращивание памяти до требуемого объема и разрядности.
Типовая структура микрокомпьютера (микропроцессорного устройства).
Назначение функциональных блоков микропроцессора: арифметико-логического
устройства, регистров общего назначения, программного счетчика, регистра команд,
регистра флагов, дешифратора команд, устройства управления.
Организация чтения/записи, ввода/вывода информации в микрокомпьютере. Циклы
работы микропроцессора. Функционирование микрокомпьютера.
Структура и формат команды. Классификация команд (операций): арифметические,
логические, пересылочные, управления, ввода/вывода. Способы адресации: прямая,
непосредственная, неявная, косвенная, регистровая, стековая, автоинкрементная,
автодекрементная.
Понятие алгоритма. Этапы программирования. Составление схем алгоритмов.
Особенности составления программ на Ассемблере. Программирование типовых процедур:
организация счетчика циклов, формирование временной задержки, сложение чисел,
умножение чисел, ввод и вывод данных. Псевдокоманды Ассемблера. Использование
средств макроопределения.
Методы цифроаналогового преобразования сигналов: с взвешенными резисторами, с
цепочкой резисторов типа R-2R, на основе широтно-импульсной модуляции.
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) сигналов: параллельного действия,
последовательного приближения, поразрядного приближения, следящего типа и на основе
двойного интегрирования.
Отображение информации в микропроцессорных системах. Сегментные и матричные
индикаторы. Принцип статической индикации. Принцип динамической индикации.
4
Ввод информации с клавиатуры. Варианты схем подключения клавиатуры. Алгоритмы
опроса клавиатуры.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
Сергеев Н.Р., Вашкевич Н.Р. Основы вычислительной техники: Учеб. пособие для
вузов. - М.: Высш. шк., 1988. – 311 с.
Гусев В.Г. Электроника и микропроцессорная техника: Учебник для вузов.М.:Высш.шк., 2004.-790 с.
Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы: Учебник для
сузов,-М.:Горячая линия.
Сташин В.В. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристальных
микроконтроллерах/ В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.:
Энергоатомиздат, 1990.
3. СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН, СИСТЕМ И СЕТЕЙ
Понятие об архитектуре
вычислительной машины. Структура вычислительной
машины. Адресные структуры основных памятей. Проблема выбора структуры и формата
команд. Кодирование команд. Способы адресации. Передача управления в программах.
Индексация. Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные. Программистские модели
машин общего назначения, малых и микроЭВМ. Особенности RISC-архитектуры. Состояние
процессора (программы). Вектор (слово) состояния. Организация системы прерывания
программ. Рабочий цикл процессора. Совмещение операций. Конвейер команд. Конвейер
операций.
Классификация микропроцессоров по назначению. Особенности архитектуры,
основные параметры и направления развития универсальных однокристальных
микропроцессоров семейства i80х86.
Семейство однокристальных микроконтроллеров i8051: области применения,
особенности архитектуры, базовое ядро, система команд, особенности портов, основные
характеристики.
Сигнальные микропроцессоры: области применения, особенности архитектуры,
системы команд, портов ввода-вывода, основные характеристики.
PIC-контроллеры: области применения, особенности архитектуры, системы команд,
портов ввода-вывода, основные характеристики.
Проблемы и методы организации подсистем ввода-вывода. Прямой доступ к памяти.
Принципы построения и структуры подсистем ввода-вывода. Интерфейс "Мультшина" (И41). Особенности интерфейса "Мультшина-II". CAN-интерфейс. Последовательные
интерфейсы RS-232С и RS-485. Параллельный приборный интерфейс IEEE-488.
Двухпроводный интерфейс I2C. Однопроводный интерфейс MicroLAN.
Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах и
комплексах.
Особенности
организации
отказоустойчивых
многопроцессорных
вычислительных комплексов. Типы структур многопроцессорных вычислительных систем,
ориентированных на достижение сверхвысокой производительности. Конвейерно-векторные
суперЭВМ. Концепция вычислительной системы с управлением потоком данных.
Общие сведения о вычислительных сетях. Классификация вычислительных сетей.
Методы передачи данных по каналам связи. Коммутация каналов, сообщений и пакетов.
Эталонная логическая модель вычислительной сети и иерархия протоколов. Элементы
протоколов. Протоколы управления физическим и информационным каналами и сетью
передачи данных. Протокол Х.25. Локальные вычислительные сети. Особенности
5
организации передачи информации в локальных сетях. Методы доступа к моноканалу.
Информационно-управляющие локальные сети.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Пятибратов А.П. и др. Вычислительные машины, сети и телекоммуникации. - М.:
Финансы и статистика,2001.
Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов.
- 3-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1991.
Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2000.
Эрглис К.Э. Интерфейсы открытых систем.– М.: Горячая линия – Телеком, 2000.
Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ. - М.: Бином. 1995.
Ларионов А.М., Майоров С.А., Новиков Г.И. Вычислительные комплексы, системы и
сети: Учебник для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.
Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике: Учеб. пособие
для вузов/ Под ред. С.А. Филлипкова. -М.:Энергоатомиздат, 1995.
Сташин В.В. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристальных
микроконтроллерах/ В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.:
Энергоатомиздат, 1990.
Однокристальные микроконтроллеры Microchip: PIC16c8x.: Пер. с англ./ Под ред. А.Н.
Владимирова. – Рига.:ORMIX, 1996.
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ НА ПРОГРАММИРУЕМЫХ
ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ
Классификация микросхем программируемой логики. Основные свойства микросхем
программируемой логики. Архитектура основных типов ПЛИС. Стандартные ПЛИС.
Программируемые матрицы логики (PAL), программируемые логические матрицы (PLA) и
программируемые постоянные запоминающие устройства (PROM). Структура PAL.
Стандартные, универсальные, асинхронные PAL. PAL с программируемой полярностью
выходов.
Сложные программируемые логические устройства (CPLD). ПЛИС с комбинированной
архитектурой. Программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA). Основные
сведения о СБИС типа «система на кристалле». СБИС типа «система на кристалле» с
однородной структурой (с полностью синтезированными блоками). СБИС типа «система на
кристалле» с блочными структурами (с аппаратными ядрами).
Микросхемы с программируемыми аналоговыми и аналого-цифровыми структурами.
Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС Проверка проекта с помощью
временного моделирования. Языки описания дискретных устройств. Принципы
интерпретации поведения дискретных устройств. Язык VHDL. Основные элементы и
конструкции языка. Операторы языка VHDL. Организация проекта. VHDL-описание проекта
в WEBPACK ISE и VHDL-синтез проекта. Программирование и конфигурирование ПЛИС
XILINX
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
Соловьев В.В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых
логических интегральных схем.–М.: Горячая линия–Телеком, 2001.–636 с.
Соловьев В.В., Васильев А.Г. Программируемые логические интегральные схемы и их
применение.–Мн.: Беларуская навука, 1998.–270 с.
Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на
микросхемах программируемой логики.–
6
4.
5.
6.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000. – 528 с.
Зотов В.Ю. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы XILINX в
САПР WebPACK ISE. - М: "Горячая линия-Телеком, Радио и связь", 2003
Бибило П.Н. Основы языка VHDL. - Мн.: Ин-т техн. Кибернетики НАН Беларуси, 1999.
5. ТЕОРИЯ КОДИРОВАНИЯ
Кодирование источников сообщений. Конечные комбинаторные, вероятностные,
стационарные источники. Марковские модели. Стационарные эргодические модели
содержательных сообщений. Условия взаимной однозначности алфавитного кодирования.
Алгоритмы эффективного кодирования. Особенности кодирования источников двухмерных
изображений, векторное кодирование.
Модели системы передачи сообщений при наличии помех. Информационные
характеристики дискретных сообщений и каналов связи. Классификация помехоустойчивых
кодов. Блоковые и неблоковые коды. Границы кодирования.
Группы. Кольца. Поля. Векторные пространства. Структура конечного поля.
Арифметические операции над целыми числами и полиномами. Делимость в кольце целых
чисел. Сравнения с одним неизвестным. Дискретное логарифмирование в конечном поле.
Методы представления линейных кодов. Разновидности линейных кодов. Линейные
коды Хэмминга, Рида – Маллера. Совершенные и квазисовершенные коды. Методы
декодирования линейных кодов. Декодеры максимального правдоподобия. Вычисление
синдрома. Табличное и синдромное декодирование. Вычисление вероятности ошибки.
Методы представления циклических кодов. Способы кодирования циклического кода.
Методы декодирования циклических кодов: декодеры Меггита, перестановочное и пороговое
декодирования.
Построение циклического кода по корням порождающего многочлена. Коды БоузаЧоудхури-Хоквингема (БЧХ), Рида-Соломона (РС): алгоритмы построения и свойства.
Методы декодирования БЧХ и РС кодов.
Каскадные коды. Перестановочные коды. Коды, контролирующие ошибки: CRC-коды.
Корреляционные коды.
Сверточные коды. Древовидные и решетчатые коды. Матричное и полиномиальное
описание сверточных кодов. Методы исправления ошибок сверточными кодами.
Синдромное, пороговое декодирование, алгоритм декодирования Витерби.
Системы кодирования при воздействии различного вида помех. Системы кодирования
с перемежением. Системы кодирования с обратной связью. Кодовые методы борьбы с
преднамеренными помехами. Системы кодирования с расширением спектра. Оценки
эффективности кодирования.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Вернер М. Основы кодирования. Учебник для ВУЗов. – М.: Техносфера, 2006. – 288 с.
Морелос–Сарагоса Р. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы алгоритмы,
применение. Учебное пособие. - – М.: Техносфера, 2005. – 320 с.
Дмитриев В.И. Прикладная теория информации М.: Высшая школа, 1989.
Касами Т., Токура Н., Ивадари Ё., Инагаки Я. Теория кодирования: Пер. с яп.- М.: Мир,
1978.
Лосев В. В. Помехоустойчивое кодирование в радиотехнических системах передачи
информации. Ч.1,2. Линейные коды, МРТИ , 1984.
Теория информации и кодирование/ Самсонов Б.Б., Плохов Е.М., Филоненков А.И.,
Кречет Т.В. Учеб пособие – Ростов на Дону : Феникс,2002.-208 с.
Мак_Вильямс Ф. Дж., Слоэн Н.Дж. Теория кодов, исправляющих ошибки. – М.: Связь,
1979.
7
8.
9.
10.
11.
12.
Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи:
Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1987.
Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ. - М.: Мир,
1986.
Марков А.А. Введение в теорию кодирования. Учеб. пособие.- М.: Наука, 1982.
Кричевский Р.Е. Сжатие и поиск информации.-М.: Радио и связь, 1989 .
Маховенко Е.Б. Теоретико-числовые методы в криптографии. – М.: Гелиос АРВ, 2006.
6. КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
Информационная модель системы как объекта защиты. Архитектура защиты
информации на уровне модели взаимодействия открытых систем. Угрозы безопасности
информационных систем и их классификация. Исследование причин нарушения
безопасности информационных систем. Виды и каналы утечки информации.
Методологические основы построения системных защит от угроз нарушения
конфиденциальности и целостности информации. Концепции построения системных защит
от угроз отказа доступа и раскрытия параметров информационной системы. Политика и
формальные модели безопасности. Роль криптографических методов защиты информации.
Криптология, цели и задачи. Классические модели криптологии. Секретность,
имитостойкость и помехоустойчивость. Модели криптографической системы Шеннона.
Модель анализа аутентичности. Криптографические атаки (нападения). Безусловная и
теоретическая криптостойкость.
Классические алгоритмы шифрования. Перестановки, подстановки, гаммирование.
Моноалфавитные и многоалфавитные системы шифрования. Методы дешифрования
моноалфавитных и многоалфавитных шифров.
Поточные криптосистемы. Линейные конгруэнтные генераторы. Проектирование и
анализ потоковых шифров. Атаки на поточные криптосистемы. Линейная сложность.
Корреляционная стойкость. Потоковые шифры на основе регистров сдвига: с линейной
обратной связью; с обратной связью по переносу; с нелинейной обратной связью. Шифры
А5. Алгоритм RC4. Синхронные и самосинхронизирующиеся поточные системы
Блочные криптосистемы. Система Фейстеля, условие обратимости. Алгоритм DES:
описание и применение, преобразование ключей. Режимы включения криптомодулей.
Стандарт шифрования ГОСТ 28147-89.
Методы криптоанализа блочных криптосистем. Дифференциальный и линейный
криптоанализ. Оценка стойкости криптосистем.
Односторонние функции. Криптосистема RSA: описание, свойства и основные атаки
(на основе подобранного шифротекста, при использовании общего модуля, раскрытие
показателя). Криптосистема Эль-Гамаля. Криптографическая система с открытым ключом на
основе решения задачи NP-полноты. Алгоритмы шифрования с использованием
эллиптических кривых. Криптоанализ асимметричных систем защиты информации. Оценка
стойкости криптосистем.
Аутентификация как метод защиты целостности данных, подтверждения подлинности
пользователя и подтверждения авторства. Механизмы аутентификации: CRC-, MIC, МАСкоды, временные метки.
Криптографическая хэш-функция. Требования к хэш-функциям. Алгоритмы MD 4, 5 и
SHA. Односторонняя, или безопасная, хэш-функция.
Электронная подпись на основе алгоритмов с открытым ключом: описание и
применение. Алгоритм цифровой подписи DSA. Схема цифровой подписи с использованием
дискретных логарифмов. Цифровая сигнатура с процедурой арбитража. Электронная
подпись на основе алгоритмов с секретным ключом, сравнительный анализ. Криптоанализ
алгоритмов цифровой подписи с открытым ключом.
8
Методы распределения ключей. Криптографические алгоритмы распределения ключей.
Алгоритмы генерации ключей. Распределение ключей по объектам с соблюдением защиты
от несанкционированного доступа. Обеспечение достоверного взаимодействия с помощью
системы криптографических сертификатов.
Криптографические протоколы как средства идентификации, аутентификации и
цифровой подписи. Криптографические протоколы аутентификации на основе
доказательства с нулевым разглашением. Схемы Фиата - Шамира, Фейге – Фиата - Шамира,
Гилоу - Киускуотера. Протоколы конфиденциального вычисления, подбрасывания монеты и
голосования. Схемы Шнора.
Стеганографические методы скрытой передачи или хранения информации. Понятие
скрытой пропускной способности. Классификация стеганографических алгоритмов защиты
информации. Применение помехоустойчивых шифров. Спектральные методы встраивания
скрытной информации. Технология цифровых водяных знаков.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Зегжда Д.П., Ивашко А.М. Основы безопасности информационных систем.- М.:
Горячая линия – Телеком, 2000.
Шнайер Б. Прикладная криптография. – М.: ТРИУМФ, 2002.
Бабаш А.В., Шанкин Г.П. Криптография/ Под ред. В.П.Шерстюка,
Э.А. Применко.
– М.: СОЛОН-Р, 2002.
Фомичев В.М. Дискретная математика и криптология. Курс лекций.-М.: Диалог
МИФИ, 2003.
Харин Ю.С. и др. Математические основы криптологии: Учеб. пособие/ Ю.С.Харин,
В.И.Берник, Г.В.Матвеев.- Мн.: БГУ,1999.
Теоретические основы компьютерной безопасности/П.Н. Девянин, О.О. Михальский,
Д.И. Правиков, А.Ю. Щербаков: Учеб. пособие.-М.: Радио и связь, 2000.
Иванов М.А. Криптографические методы защиты информации в компьютерных
системах и сетях. М.:КУДИЦ-ОБРАЗ, 2001 –306 с.
Грушо А.А., Тимонина Е.Е. Теоретические основы защиты информации М.:
Издательство агенства «Яхтсмен»,- 1996.-192 с.
Menezes A., P. Van Oorschot, Vanstone S. Handbook of Applied Cryptography, CRC Press,
1966.
Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки
данных.В 2-х кн.:- М.:Энергоатомиздат,1994.
Гайкович В., Першин А., Безопасность электронных банковских систем. – «Единая
европа», 1994 г.
.Введение в криптографию/ Под общей ред. В.В. Ященко, 2-е изд. - М.: МЦНМЩ
«ЧеРо», 1999. –272 с.
Цифровая стеганография / В.Г. Грибунин, И.В. Оков, И.В Туринцев . – М.: СОЛОНПресс, 2002.- 272 с.
ISO/IEC 11770 Международный стандарт. Информационные технологии. Методы
безопасности. Управление ключами, 1996
Маховенко Е.Б. Теоретико-числовые методы в криптографии. – М.: Гелиос АРВ, 2006.
7. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ
Математические модели дискретных сигналов. Дискретизация видео- и радиосигналов.
Дискретное представление сигналов в виде функционального ряда. Условия выбора частоты
дискретизации.
9
Квантование сигнала. Эффекты и шумы квантования. Стохастическая модель аналогоцифрового преобразования. Условия математической адекватности цифрового и дискретного
сигналов. Системы счисления, применяемые в ЦОС.
Методы и модели ЦОС. Разностные уравнения и метод пространства состояний.
Операторы сдвига. Z-преобразование и преобразование Фурье дискретных сигналов.
Спектры дискретных сигналов. Понятие цифрового фильтра. Технические показатели
эффективности ЦОС. Точность и вычислительная сложность обработки сигналов.
Система дискретных экспоненциальных функций (ДЭФ) и обработка сигналов в поле
комплексных чисел. Дискретное преобразование Фурье и его свойства. Прямое и обратное
преобразования. Двухмерное и многомерное ДПФ. Вычислительная сложность и точность
ДПФ. Быстрые преобразования Фурье (БПФ).
Дискретное преобразование Уолша-Адамара, свойства и применение при цифровой
обработке сигналов и криптоанализе. Оценка нелинейности булевых функций с помощью
преобразований Уолша-Адамара. Теоретико-числовые преобразования (ТЧП). ТЧП
Мерсенна и Ферма.
Дискретная свертка Разновидности сверток: циклическая, линейная, диадная и свертка
относительно обобщенного группового сдвига. Матричное и полиномиальное описание
процесса вычисления свертки. Методы вычисления сверток.
Автокорреляция и взаимная корреляция. Периодические и апериодические решетчатые
(дискретные)
корреляционные
функции.
Алгоритмы
вычислений
дискретных
корреляционных функций цифровых сигналов.
Рекурсивные и нерекурсивные цифровые фильтры, их основные характеристики и
параметры. Типовые цифровые фильтры. Цифровые фильтры со специальными
характеристиками. Дифференцирующие, интегрирующие и гребенчатые цифровые фильтры.
Децимирующий и интерполирующий цифровые фильтры, понятие многоскоростной
фильтрации.
Задачи и методы спектрального анализа детерминированных дискретных сигналов.
Модели анализаторов спектра. Особенности гармонического анализа сигналов. Роль
параметров и весовых функций, используемых при спектральном анализе.
Спектральный анализ нестационарных сигналов. Понятие о частотно-временных
преобразованиях
и
спектрограммах.
Дискретные
вейвлет-преобразования.
Мультиразрешающий анализ.
Спектрально-корреляционный анализ случайных дискретных сигналов. Статистические
оценки автокорреляции и взаимной корреляции случайных дискретных сигналов.
Коррелограммные и периодограммные оценки спектральной плотности мощности и
взаимной спектральной плотности мощности случайных дискретных сигналов. Вычисление
оценок автокорреляционной и взаимокорреляционной функций случайных дискретных
сигналов методами цифровой обработки.
Модели авторегрессии. Цифровые авторегрессионные фильтры и их характеристики.
Методы и алгоритмы проекционной обработки сигналов: максимальной энтропии, метод
Писаренко и сингулярного разложения.
Статистически оптимальное оценивание и воспроизведение сигналов. Дискретные
операторы оценивания. Преобразование Карунена- Лоэва (ПКЛ). Цифровые оптимальные
оцениватели. Цифровой фильтр Винера. Оптимальный рекурсивный фильтр Калмана.
Адаптивные фильтры. Методы наименьших квадратов и рекурсивные адаптивные
фильтры. Адаптивные фильтры на основе нейронных сетей.
Распознавание объектов и явлений. Классификация систем распознавания. Обработка
априорной информации. Вероятностные системы распознавания объектов и явлений.
Словари признаков систем распознавания. Вычислительные методы алгебры логики.
Логические системы распознавания. Структурные методы распознавания. Управление
процессом распознавания объектов и явлений. Эффективность систем распознавания.
10
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применения цифровой обработки сигналов. – М.: Мир,
1978.
Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. – М.: Бином, 2006.
Глинченко А.С. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие в 2 Ч..-Красноярск.: Издво КГТУ, 2001. -199 с.
Лосев В.В. Микропроцессорные устройства обработки информации. Алгоритмы
цифровой обработки: Учеб. пособие для вузов.- Мн. Выш. шк., 1990.
Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. Учеб.
пособие. М.: Высш. шк., 1990.
Методы цифровой обработки сигналов/ Под ред. Ю.В. Гуляева, В.Ф. Кравченко .- М.:
Радиотехника, 2003.
Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов: процессы, алгоритмы,
средства проектирования. – СПб.: Политехника, 2002.
Основы цифровой обработки сигналов: Курс лекций/Авторы: А.И. Солонина, Д.А.
Улахович, С.М. Арбузо, Е.Б. Соловьева, И.И. Гук. - СПб.: БХВ - Петербург, 2003.
Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов: Пер. с
англ./Под ред. С. Гуна, Х. Уайтхауса, Т. Кайлата. – М.: Радио и связь, 1989.
Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложение / Пер. с англ..- М.:
Мир, 1990.
Уидроу Б. Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов / Пер.с англ.- М.: Радио и связь,
1989
Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных/Пер. с англ.- М.: Мир,
1989.
Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с англ.- М.: Мир,
1989.
Ахмед Н. Рао К.Р. Ортогональные преобразования при обработке цифровых
сигналов/Пер. с англ.- М.: Связь, 1980.
Применение цифровой обработки сигналов/ Под ред. Оппенгейма.- М.: Мир, 1980.
Горелик А. Л., Срипкин В. А. Методы распознавания. Учебное пособие. – Москва.:
Высшая школа, 2004.
11
