Моделі та методи аналізу об’єктів інформатизації

Мета дисципліни є формування у висококваліфікованих фахівців з кібербезпеки, формування компетентностей щодо математичного моделювання, аналізу стійкості і динамічних систем, сучасного рівня інформаційної та цифрової культури; придбання навичок застосування сучасних інформаційних технологій для аналізу та тестуванню інформаційних систем оволодіння  здобувачами основних підходів і принципів побудови моделей та надбання навичок їх застосування для розв’язування задач моделювання, що виникають при розробці інформаційних систем. Формування основних понять та фундаментальних основ комп’ютерного моделювання та інформаційних технологій, а також вироблення відповідних умінь і навичок застосування математичних моделей та методів їх комп’ютерної реалізації для розв’язування прикладних задач. Задачі дисципліни є: використовувати основні поняття, принципи та методи технологій тестування програмних продуктів (ПП); використовувати стандарти якості при створенні ПП; розробляти технології забезпечення якості програмного забезпечення; обирати критерії вибору тестів; використовувати модульне, інтеграційне, системне, регресійне тестування; здійснювати планування тестування, розробку тестових сценаріїв та процедур, аналізувати особливості розробки й генерації тестів, здійснювати автоматизацію тестового циклу; розв’язувати задачі моделювання і дослідження динамічних систем, зокрема, використовувати сучасний математично-комп’ютерний інструментарій; побудова та дослідження сучасних математичних моделей складних механічних, автоматизованих динамічних систем засобами математичних та комп’ютерних технологій; засвоєння принципів і методів побудови математичних моделей руху механічних систем; оволодіння способами і методами практичного застосування за допомогою комп'ютерних систем методів і методик розрахунку динаміки систем складених з абсолютно твердих тіл; побудова скінчено-елементної моделі та розрахунків в лінійній і нелінійній постановках на основі методу скінчених елементів; оволодіння методами пониження розмірності завдань за допомогою використання різних типів скінчених елементів; оволодіння методами розв’язання алгебричних та трансцендентних рівнянь однієї змінної; оволодіння методами розв’язання систем лінійних та нелінійних скінченних рівнянь та систем диференційних рівнянь у повних та часткових похідних; формалізовані методи аналізу електричних кіл;  отримання знань в математичних основах аналізу усталених режимів та перехідних процесів в кібербезпеці.
 
 
Основні результати навчання
 
Застосовувати, інтегрувати, розробляти, впроваджувати та удосконалювати сучасні інформаційні технології, фізичні та математичні методи і моделі в сфері інформаційної безпеки та/або кібербезпеки. Аналізувати та оцінювати захищеність систем, комплексів та засобів кіберзахисту, технології створення та використання спеціалізованого програмного забезпечення. Обирати, аналізувати і розробляти придатні типові аналітичні, розрахункові та експериментальні методи кіберзахисту, розробляти, реалізовувати та супроводжувати проекти з захисту інформації у кіберпросторі, інноваційної діяльності та захисту інтелектуальної власності. Використовувати методи натурного, фізичного і комп’ютерного моделювання для дослідження процесів, які стосуються інформаційної безпеки та/або кібербезпеки. Планувати та виконувати експериментальні і теоретичні дослідження, висувати і перевіряти гіпотези, обирати для цього придатні методи та інструменти, здійснювати статистичну обробку даних, оцінювати достовірність результатів досліджень, аргументувати висновки.
 
   
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ЛЗ – лабораторні заняття; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; К – консультації викладача; МКР – модульна контрольна робота.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень
Л1. Основи теорії моделювання.
СРЗ, К

2 тиждень
Л2. Основні види моделювання. Формальні методи побудови моделей.
ЛЗ1. Інструментарій імітаційного моделювання Simulink
СРЗ, К.

3 тиждень
Л3. Ідентифікація в математичному моделюванні.
СРЗ, К

4 тиждень
Л4. Моделі для оцінювання інформаційної безпеки.
ЛЗ2. Системи лінійних та нелінійних алгебраїчних рівнянь
СРЗ, К.

5 тиждень
Л5. Математичні моделі на основі звичайних диференціальних рівнянь.
СРЗ, К

6 тиждень
Л6. Математичні моделі на основі диференціальних рівнянь в частинних похідних.
ЛЗ3. Основні прийоми підготовки і редактування інформаційних моделей у кібербезпеці
СРЗ, К.

7 тиждень
Л7. Означення та загальні властивості моделей для систем захисту інформації в кіберпросторі.
СРЗ, К, МКР1
 
8 тиждень
Л8. Лінійні динамічні моделі. Фазові портрети багатомірних лінійних систем.
ЛЗ4. Прагматичні моделі оцінювання стану інформаційної безпеки.
СРЗ, К.

9 тиждень
Л9. Нелінійні динамічні системи та різницеві моделі.
СРЗ, К
 
10 тиждень 
Л10. Ідентифікація нелінійних динамічних систем на основі моделей Вольтера.
ЛЗ5. Задача моделювання об'єкта ідентифікації і похибок вимірювань
СРЗ, К.

11 тиждень
Л11. Модифікований інтерполяційний і компенсаційний методи ідентифікації.
СРЗ, К
 
12 тиждень
Л12. Моделі розрахункових процесів і управління. Динамічні моделі, P-, Q-, F-, A- схеми. Мережні моделі.
ЛЗ6. Побудова стохастичних моделей та дерев ризику-відмов
СРЗ, К.

13 тиждень
Л13. Моделювання інформаційного забезпечення.
СРЗ, К

14 тиждень
Л14. Застосування моделей для аналізу і оптимізації систем.
ЛЗ7. Побудова прагматичних моделей для оцінювання стану інформаційної безпеки. Застосування регуляризації для забезпечення завадостійкості оцінок вагових функцій
СРЗ, К. 

15 тиждень
Л15. Робочі моделі і критерії оптимальності робочих моделей.
СРЗ, К, МКР2

Індивідуальна робота
 
Не передбачена

Самостійна робота

Самостійна робота становить 91 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт: 
1) підготовка до лекційних занять – 20 годин; 
2) підготовка до лабораторних занять – 41 година; 
3) підготовка до іспиту – 30 годин.

Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять. Кожна з двох Модульних контрольних робіт (МКР№1 та МКР№2) складається з теоретичних та практичних частин. Теоретична частина оцінюється в 20 балів, по 5 балів кожне питання рівної складності, та практична частина, яка оцінюється в 10 балів. Загальна оцінка за кожну з модульних робіт може складати 30 балів. Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
Семестровий модуль № 1
ЛЗ1 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 2 тиждень.
ЛЗ2 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 4 тиждень.
ЛЗ3 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 6 тиждень.
ЛЗ4 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 8 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (7 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.
Семестровий модуль № 2
ЛЗ5 Оцінка за виконання – 6 балів. Термін надання – 10 тиждень.
ЛЗ6 Оцінка за виконання – 7 балів. Термін надання – 12 тиждень.
ЛЗ7 Оцінка за виконання – 7 балів. Термін надання – 14 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів. Підсумковим контролем є відповідь на екзаменаційний білет, який складається з теоретичної та практичної частин. Максимальна оцінка за правильне виконання теоретичної частини, яка складається з двох питань рівної складності по 30 балів, може складати 60 балів. Максимальна оцінка за правильне виконання практичної частини становить 40 балів. Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів.

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60%. Складання/перескладання екзамену організується за встановленим деканатом розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на контрольній роботі або на екзамені відповідає оцінці «0».
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.