Дипломная работа (бесплатно)

Целью данного проекта является разработка специального
программного обеспечения для систем аппаратного управления посредством
Ethernet сетей. С последующей возможностью её установки в специальное
оборудование, которое имеет универсальные средства для контроля над
различными агрегатами и устройствами.
Суть всей идеи проекта заключена в том, чтобы текущие процессы
контроля и управления, которыми на сегодняшний день требуют присутствия
человека заменить системой сбора и анализа данных, которая сможет,
анализируя данные о процессах управления и состояния агрегатов и
приборов, вносить необходимые коррективы в работу оборудования без
вмешательства человека.
На момент начала разработки проекта, процесс управления и контроля
оборудованием представлял собой либо конечный автомат, либо
компьютерные системы мониторинга. Не достаток их в том, что в одном
случае система не делает отчета о происходящем процессе, а в другом
постоянная необходимость в человеческом контроле. Человек в управлении
оборудованием может допустить критические ошибки. А использование
конечных автоматов лишает системы гибкости, а также любая модернизация
становится дорогостоящей.
Система, разработанная в рамках данного проекта, позволяет:
 осуществлять удаленное управление, т.е. имея доступ к интернету
вести, управление и мониторинг происходящих процессов в реальном
времени без использования специализированного ПО, нужен только обычный
интернет браузер;
 исключить в сбоях работы системы человеческий фактор, а за счет
дублирования и перепроверки шанс ошибки свести к минимуму;
 возможность создать интеллектуальную систему управления с
возможностью авто оптимизации на основании анализа предыдущих данных
и данных принимаемых от схожего оборудования;
 возможность легкой модернизации и расширения системы за счет
использования универсальных решений и возможности построения системы
по принципу сотовых ячеек;
 автоматизировать кроме процесса управления и контроля и
побочные процессы, таких как экономический учет, тех обслуживание. ....

Существующие цифровые беспроводные стандарты продолжают раз-
виваться с точки зрения емкости, покрытия, качества и скорости передачи
данных. В современном мире, при насыщении абонентской базы, операторы
стремятся повысить дополнительные услуги, многие из которых основаны на
передаче данных. Именно об основной используемой на данный момент тех-
нологии передачи данных в сети GSM – GPRS (General Packet Radio Service)
пойдет речь в данной дипломной работе.
Для расширения функциональности GSM сетей проводились и прово-
дятся серии разработок по созданию и улучшению способов передачи дан-
ных в сети.
Самой первой технологией, которая появилась в сети GSM была техно-
логия передачи данных по стандартному каналу (CSD – или Circuit-Switched
Data), которая позволяла получать скорости до 9,6 Кб/с, при этом занимался
один голосовой канал.
Первым улучшением с точки зрения увеличения пропускной способно-
сти стала технология HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data), которая ос-
нована также на технологии коммутации каналов, с той лишь разницей, что
позволяла мультиплексировать до 4 каналов в радиоэфире. Также был улуч-
шен показатель скорости передачи на один канал до 14,4 Кб/с. Таким обра-
зом, в итоге удалось получить пропускную способность соединения в 57,6
Кб/с.
Следующим этапом развития стало появление технологии GPRS, кото-
рая основана на коммутации пакетов. Эта технология обеспечивала мобиль-
ность абонента и глобальное покрытие. По спецификации максимально воз-
можной скоростью передачи данных для данной технологии является 160
Кб/с.....

Актуальность темы исследования. В современном мире, в так называемой
«Пост-ПК эре», рынок мобильных операционных систем (далее ОС) достигает
невероятных размеров и растет с каждым годом. Смартфоны все глубже
проникают в нашу жизнь, охватывая все большую аудиторию пользователей и
объем их продаж увеличивается с невероятной скоростью. Не последнюю роль
в этом играет появления все большего количества недорогих аппаратов,
предлагающих большие возможности, хоть и немного уступающих среднему и
высокому ценовому сегментам. Однако, их качество улучшается с каждым
«поколением», а цена же, наоборот, падает.
Основными игроками на рынке, на текущий момент, являются компании
Apple и Google, со своими мобильными операционными системами iOS и
Android, соответственно. По состоянию на ноябрь 2013 года их доли
составляют 81% для Android и 12,9% для iOS, по данным компании IDC. Всего
за исследуемый квартал было отгружено 261,1 млн. штук смартфонов.
Замыкает тройку лидеров Windows Phone от компании Microsoft, которой
принадлежит 3,6% рынка.
Все продажи приложений для данных ОС осуществляются через
специальные магазины, содержащиеся держателями платформ: Google Play
(Android, Google), App Store (iOS, Apple) и Market Place (Windows Phone,
Microsoft). В связи с крайне низким количеством устройств на рынке, а также
малыми продажами, магазин приложений и мобильная платформа от Microsoft
далее в данной работе рассматриваться не будут.
Несмотря на доминирующую позицию Android на рынке устройств, App
Store для iOS остается более доходной площадкой для разработчиков. Так, по
данным исследовательской компании App Annie, за первый квартал 2014 года,
суммарных доход разработчиков, разместивших свои продукты в магазине
Apple, превышает на 85% таковой в Google Play. Количество же загрузок
наоборот, на стороне Google Play и на 45% больше, чем у App Store. Данная
ситуация складывается по причине того, что iOS распространяется
исключительно самой Apple, которая выпускает по 1 устройству одного класса
в год («топовый» смартфон, «бюджетный» смартфон, 7-дюймовый и 10-
дюймовый планшеты), относящиеся к высокому ценовому сегменту.
Устройства на Android же производятся сторонними производителями, в
совершенно разных ценовых категориях. В связи с большим количеством
недорогих смартфонов, операционная система от Google больше
распространена в развивающихся регионах, где он безоговорочно лидирует по
продажам. В высоком ценовом сегменте устройств лидерство Android не столь
очевидное, в некоторых развитых странах количество «гаджетов», работающих
на iOS от Apple и вовсе превосходит количество таковых на операционной
системе от Google.....

В современном мире скорость передачи информации является жизненно
важным показателем. Загруженность сети, её неправильная проектировка или
настройка сильно снижают этот показатель или вовсе не позволяют передавать
данные.
QoS (Quality of Service) это комплекс мер для предотвращения потери
пакетов при передачи их по сети. Используя IP QoS можно регулировать
пропускную способность любого устройства подключенного к сети.
Для большинства случаев четыре параметра определяют качество связи:
– Полосой пропускания, описывается номинальная пропускная
способность среды передачи информации, определяется ширина канала.
Измеряется в bit/s (bps), kbit/s (Kbps), Mbit/s (Mbps), Gbit/s (Gbps).
– Задержка при передаче пакета (Delay), измеряется в миллисекундах.
– Колебания, задержки при передаче пакетов.
– Потеря пакетов (Packet loss). Определяет количество пакетов,
потерянных в сети во время передачи данных.
Метрический методо является еще одним методом оценки качества,
который отражает или предсказывает субъективно опытное качество. В этом
методе используются субъективные оценки и показатели типа пользователь
почувствовал работу, степень удовлетворения пользователя, число счастливых
клиентов. Название метода Mean Opinion Score (MOS) – абсолютно
субъективное понятие, или Quality of Experience (QoE) – метод эмпирических
оценок.
В этом контексте QoS – совокупный эффект от удовлетворения заказчика
сервисов, затрагивающих все виды обслуживания. Это определение оценивает
соответствующее приложение в виде субъективной оценки и корректируется
соответствующими коэффициентами о времени ответа, шумов, наличии и
величине провалов, уровня громкости, частотной характеристики, слышимых
посторонних разговоров, заметного эха, а также включает субъективную
оценку обслуживания.
Качество обслуживания предоставляют несколько протоколов [1]:
– IP Differentiated services (DiffServ);
– IP Integrated services (IntServ);
– Resource reSerVation Protocol (RSVP (протокол));
– Multiprotocol Label Switching (MPLS);
– RSVP–TE;
– Frame relay;
– X.25;
– Asynchronous Transfer Mode (ATM); ....

В настоящее время, в условиях очень быстрого развития техники ученые
и просто исследователи должны наблюдать и правильно характеризовать
явления, происходящие с материалами на микро-, субмикро- и атомном-
уровнях. В этом им помогают простой визуальный осмотр, оптические приборы
и электронные микроскопы с высокой разрешающей способностью, вплоть до
0,001мкм.
Настоящая революция в электронной оптике началась в двадцатых годах
двадцатого века. Все началось с идеи использования потомков частиц. Именно
не одного электрона, а целые пучки. В связи с этим данная область получила
широкую основу для развития виденья и изучения сверхмалых объектов.
Для людей было нормой, что изображение объекта в науке есть не что
иное, как поступление на глаз(или, если говорить о науке, на прибор) световых
волн этого предмета(объекта).
С помощью потоков электрон, возможно получать более четкие, а самое
главное увеличенные во много раз объекты.
Волновые свойства электронов не сильно отличаются от привычных
световых или радио волн. Электроны ведут себя как настоящие частицы,
обладают массой, траекторией движения, энергией и другими свойствами. На
пример так ведут себя электроны в приборах типичного быта: телевизорах,
электронных лампах, кинескопах и других бытовых устройств.
Сам принцип ускорения электрона основан на действии известной силы,
создаваемой полем (электрическим) образованным между электродами. Причем
ускорение прямо пропорциональное силе и обратно пропорциональное его
массе.
При движении потоков электронов они эквивалентны электрическим
токам, в связи, с чем взаимодействовать со сторонними магнитными полями.
От сюда напрашивается вывод: электрические и магнитные поля, могут сильно
влиять на скорость электронных частиц и их траектории. Поэтому именно эти
поля управляют движением таких частиц(пучков частиц). На этой «почве»
рождается область науки, называемая «электронная оптика» - изучающая
траекторию движения электронных потоков, а так же расчетом элементов и
устройств, которые создают необходимые для этого поля.
«Электронная оптика»-малоизученный раздел физики. Но с
совершенствованием компьютерных технологий, расширяются возможности и
методы изучения, а также их упрощения. В связи с этим программа считается
одной из немногих новых программ в данной предметной области.
Объектом на протяжении всего дипломного проекта является электронная
линза. И написание программы для подобного изучения существенно упрощает
расчетную часть.
Программа рассчитывает времяпролетные характеристики двумерной
электронной линзы.....

Электронная оптика является разделом физики, в котором
рассматриваются вопросы движения заряженных частиц (электронов и ионов) в
электрических и магнитных полях, формирования и фокусировки потоков
заряженных частиц и получения изображений при помощи электронных и
ионных пучков.
Поэтому, разрабатывая программу, посвященную теме «Исследование
свойств пространственной фокусировки двумерной электронной линзы», в
первую очередь приходится обращаться к самым важным уравнениям и
теоремам физики.
Немаловажным является, что данная область физики ещё только
развивается, и может заинтересовать и увлечь в её изучении.
Разработку своего программного продукта я начну с расчета поля, в
котором движутся частицы, в конечном итоге образующие изображение.
Изучением движения заряженных частиц в электрических и магнитных
полях занимается электронная оптика. Название этой науки связано с глубокой
аналогией, которая существует между движением заряженных частиц в
электрических и магнитных полях и распространением света в неоднородных
оптических средах. Эта аналогия во многом помогла развитию электронной
оптики, особенно в области, связанной с созданием электронного микроскопа.
По подобию светооптических центрированных систем были созданы
электроннооптические системы с симметрией вращения – электронные линзы.
Методы расчета таких систем заимствованы из геометрической оптики. Оттуда
же взят ряд терминов.
Однако не следует переоценивать влияние световой оптики на
электронную. Все положения электронной оптики, установленные методами,
свойственными световой геометрической оптике, могут быть доказаны и путем
непосредственного исследования движения заряженных частиц в
электрических и магнитных полях. Необходимые дифференциальные
уравнения, описывающие это движение, заимствуются из динамики
материальной точки. В ряде случаев развитие электронной оптики шло своими
оригинальными путями. Многие электроннооптические приборы не имеют
аналогии в световой оптике, с которых они могли бы быть скопированы. К
таким приборам относятся, например, ускорители заряженных частиц,
некоторые типы бета- и масс-спектрометров. По многообразию оптических
элементов электронная оптика уже сейчас превосходит световую.
В данном дипломном проекте будут рассмотрены и изучены
светооптические свойства двумерной электронной линзы. К одному из таких
свойств можно отнести качество, получаемого изображения, что очень важно.
Качество изображения определяется величиной, называемой аберрацией.
Размытие изображения, полученного с помощью оптической системы,
является следствием ряда причин. Во-первых, оно связано с погрешностями
самой оптической системы. Так, например, при получении с помощью линзы
действительного изображения точечного предмета лучи, проходящие сквозь
линзу дальше от оптической оси, собираются ближе к линзе, чем лучи, идущие
вблизи этой оси. В результате изображение точки на перпендикулярном к оси
экране будет иметь форму кружочка, который даже самой тщательной
наводкой на фокус нельзя будет превратить в точку. Эта погрешность
изображения обусловлена формой поверхностей линзы. ....

Современный мир информационных технологий трудно представить себе
без использования баз данных. Практически все системы в той или иной
степени связаны с функциями долговременного хранения и обработки
информации. Фактически информация становится фактором, определяющим
эффективность любой сферы деятельности. Увеличились информационные
потоки и повысились требования к скорости обработки данных, и теперь уже
большинство операций не может быть выполнено вручную, они требуют
применения наиболее перспективных компьютерных технологий.
База данных – важный канал в процессе принятия стратегических
решений и допускает эффективное функционирование каждого
организованного модуля или объекта. У каждой компании обычно есть
несколько различных баз данных. В этом случае система управления базами
данных должна быть в состоянии установить соединения и связаться с
различными источниками данных. В таких ситуациях технологии доступа к
базе данных особенно полезны. Без них программист, пишущий приложение,
которое управляет различными типами базы данных, должен был бы включать
код для обработки команд для каждой из баз данных, используемых
программой. Это было бы намного более длительно, и дорого. Другое
преимущество технологий доступа к базе данных –также тот факт, что пользователь
должен учиться использовать только один интерфейс
программирования, и он или она может использовать различные базы данных в
своих приложениях.
Есть много технологий, которые делают доступ к данным доступным.
Некоторые из них более популярны, другие менее популярны, некоторые более
эффективны, чем другие. Они могут быть коммерческими продуктами или
бесплатным программным обеспечением и т.д.
Выбор соответствующей технологии и настройка базы, удовлетворяющих
данному проекту не так просты и зависят от многих факторов, таких как
масштаб проекта, его использование (веб – сеть, хранилище данных, и т.д.),
потребность обеспечения одновременного доступа ко многим пользователям,
распределение базы данных,операционну
систему или аппаратную конфигурацию (рабочая станция, сервер).
Фактом является, что сотрудничество между некоторыми интерфейсами
базы данных и определенными базами данных лучше, чем в случае других.
Есть интерфейсы, которые предоставляют доступ ко многим различным
источникам данных и такие интерфейсы намного более эффективны, чем
другие, несмотря на то, что те предоставляют доступ только к одной базе
данных.....

Актуальность темы исследования.
Сейчас перед нами,
как разработчиками приложений для мобильных платформ,открываются
потрясающие возможности. Еще пару лет назад казалось невероятным, что
обычный разработчик сможет продавать свои приложения миллионам
пользователей по всему миру с помощью магазинов приложений (Marketplace),
а пользователи будут эти приложения покупать. По разным оценкам объем
мирового рынка мобильных приложений в 2011 году составил от 9 до 12 млрд
долларов США, и в ближайшие пять лет этот показатель вырастет в 4 раза.
Одной из причин является то,что конкуренция между основными
производителями операционных систем для смартфонов, такими как Microsoft с
платформой Windows Phone, Apple с ios и Google с Android, непрерывно
усиливается. Это позволяет предположить, что в будущем данные платформы
продолжат развиваться быстрыми темпами,а значит,
потребность в разработчиках мобильных приложений станет только расти.
Microsoft уже в течение многих лет создает операционные системы для
смартфонов. Однако Windows Phone - это полное переосмысление платформы.
Ранее мобильные операционные системы от Microsoft назывались Windows
Mobile (последняя версия 6.5.3), а до этого Pocket PC (2000 и 2002). Однако
Microsoft столкнулась с тем, что старые подходы и принципы уже не
удовлетворяют новым запросам пользователей. Поэтому Microsoft решила
начать с нуля и создать операционную систему Windows Phone, которая не
совместима с Windows Mobile ни с точки зрения пользователя, ни с точки
зрения разработчика. Единственное общее у данных операционных систем то,
что в их остове лежит ядро Windows Compact Edition, но ни пользователи
Windows Phone, ни разработчики с Windows Compact Edition напрямую не
взаимодействуют и взаимодействовать не могут. Приложения для Windows
Mobile не работают на Windows Phone и наоборот. Windows Phone обладает
новым пользовательским интерфейсом, построенным на принципах Metro-
дизайна, что выгодно отличает данную платформу от других мобильных
операционных систем. Операционная система Windows 8 также имеет
пользовательский интерфейс, основанный на Metro-дизайне, как и последние
версии консоли ХЬох 360. Таким образом, Microsoft стремится унифицировать
пользовательский интерфейс своих продуктов.
Раньше, когда система android не была соверщенной, случались проблемы
крэш системы, плохая оптимизация и так далее. Программировать было
достаточно тяжело, но с выходом android V.2 можно сказать, что мир
изменился и почти каждый выход новой ОС на андроиде доказывал, что Google
стремится сделать лучше в целом структуру организации работы ОС.....

Первоначально для передачи различных типов информации, строились
отдельные коммуникационные сети: телефонная сеть, телеграфная сеть,
передачи данных и т.д. Во второй половине ХХ века идея объединения всех
сетей ведомственных связи в одну сеть. Таким образом, была создана
концепция сетей ISDN. Объединение сети ISDN является PSTN сетью.
Но в конце ХХ века в силу различных причин (высокая стоимость ISDN -
оборудования, быстрое развитие сетей на основе ИС, появление новых
приложений и услуг), идея создания глобальной сети ISDN не удалось. Чтобы
заменить понятие сетей ISDN, пришла концепция сетей следующего поколения,
NGN. В отличие от сети ISDN, NGN опирается на сеть передачи данных на
основе IP - протокола.
Согласно простейшему определению, сеть NGN - открытая , стандартная
инфраструктура пакет, который способен эффективно поддерживать весь
спектр существующих приложений и услуг, обеспечивая масштабируемость и
гибкость, чтобы реагировать на новые требования с точки зрения
функциональности.
Современный рынок связи находится на той стадии, когда операторы
имеют возможность обойти все трудности конвергенции, присущие сетям
прошлых лет, и перейти непосредственно к сетей следующего поколения на
базе технологий, которые имеют название NGN - «Новое поколение сети».
Для того, чтобы совершить этот прорыв и присоединиться к
высокотехнологичным операторам нужны новые решения в области разработки
и предоставления услуг с высокой пропускной способностью. NGN - сетевая
технология – предназначена для обеспечения услуг передачи данных и
голосовых услуг. Она снимает ряд ограничений и барьеров, которые
существуют сейчас, и в этом его экономическая продуктивность.
Новые функции включают в себя:
- переход от принципа «точки - точки" к принципу
«каждый с каждым»;
- использование универсальный характер службы различных приложений
(как мы видим в случае с Интернетом, VPN);
- абстрагируясь пользователей из реализации технологий услуг связи
(принцип черного ящика) и беспрецедентная гибкость получения желаемого
набора, объема и качества услуг;
-полная прозрачность взаимоотношений между покупателем и продавцом услуг.
Технология основана на концепции перестройки общества на принципах
полносвязности, когда все информационные ресурсы становятся доступными
для публики в любой среде, они могут быть доставлены независимо от того, где
человек находится. Зародыш концепции полносвязности появилась в Интернете,
что вызвало к огромной популярности в сети. ....

Любая деятельность в современном мире включает в себя множество
задач по обеспечению безопасности и соблюдению законодательных норм.
В последние годы было множество случаев хищения персональных
данных и мошеннических операций с использованием информации кредитных
карт, приведших к убыткам в размере десятков миллионов долларов. Защита от
таких видов угроз требует эффективных решений по безопасности.
Университеты и медицинские организации повысили уровень безопасности
данных, используемых для идентификации личности (PII), таких как номера
социального страхования. Компании розничной торговли в настоящее время
работают над обеспечением соответствия своих информационных систем
требованиям PCI-DSS [1].
Самый большой кошмар любой организации: кто-то украл ленты с
резервной копией вашей базы данных. Несомненно, была построена
защищенная система, зашифрованы наиболее конфиденциальные ресурсы,
размещены серверы баз данных за межсетевыми экранами. Но вор выбрал
доступный ему способ: он взял ленты с резервной копией, чтобы, вероятно,
скопировать базу данных на другом сервере, запустить экземпляр сервера этой
базы данных, а затем не спеша просмотреть все ваши данные. Защита
содержимого базы данных от такого воровства представляет собой не только
хорошую практику; это – требование многих нормативно -правовых и
нормативно-технических документов.
Целью данной дипломной работы является обеспечение безопасности
системы управления базами данных на примере базы данных «Автоматизация
проведения соревнований по фигурному катанию». Для обеспечения
многоуровневой безопасности, как на уровне базы, так и на уровне сервера
будут применены такие компоненты как Прозрачное шифрование данных
(TDE), протокол аутентификации Radius, аудит базы данных.
База данных, в свою очередь, должна предусматривать отражение
категорий фигуристов, тренеров, судей, имеющихся в базе данных, каждое
место (призовое и не призовое) фигуриста в рамках данного соревнования, а
также учитывать информацию о том, каким судьей, какому фигуристу, какая
оценка была поставлена за ту или иную программу. Информация об оценках в
данной базе данных предназначена для самостоятельного просмотра
фигуристом, тренером или судьей, но она также исключает возможность
модификации, обновления или удаления данных ими. Таким образом, вводится
необходимость разграничения прав доступа.
Для достижения поставленной цели база данных «Автоматизация
проведения соревнований по фигурному катанию» должна предоставлять
следующие возможности:
 хранение информации о фигуристах;
 хранение информации о тренерах;
хранение информации о хореографах;
хранение информации о судьях;
хранение информации о технической части проведения соревнований;
учет и автоматизация оценок фигуристов. ....