Информационные системы и технологии

Секция 4. Информационные системы и технологии

А.А. Стеньгач, С.В. Гришанин, Н.И. Ивантаева ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ РАБОЧИХ МЕСТ СПЕЦИАЛИСТОВ АЭС
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Система контроля вибрации и механических величин (СКВМ) предназначена для контроля вибрационного состояния и характеристик основного роторного оборудования, механических величин, проведения диагностики контролируемого оборудования, отображения информации и реализации информационно-управляющего обмена с системой контроля и управления турбинным отделением (СКУ ТО), информационно-вычислительной системой (ИВС), системой аварийной регистрации параметров (САРП).
Объектом автоматизации является энергоблок №2 Ростовской АЭС с реактором ВВЭР-1000 (В-320) тепловой мощностью 3000 МВт.
СКВМ состоит из следующих основных компонент:

• стойки агрегатного контроллера (АК) – 4 шт;
• стойка центрального сервера (ЦС), включающего основной сервер и сервер «горячего» резерва – 1 шт;
• автоматизированное рабочее место инженера по ремонту (АРМ ИР) – 1шт.;
• автоматизированное рабочее место инженера по вибрации (АРМ ИВ) – 4шт.

Основная цель программного обеспечения (ПО) АРМ – повышение уровня безопасности и надежности эксплуатации основного роторного оборудования энергоблока с обеспечением контроля за его функционированием.
Программное обеспечение АРМ ИВ предназначено для организации в интерактивном режиме контроля и диагностики вибрационных параметров и вибрационных характеристик функционирования основного роторного оборудования энергоблока.
Взаимодействие с пользователем обеспечивается с использованием различных элементов графического представления информации на экране персонального компьютера, включая мнемосхемы, графики, осциллограммы, таблицы, сводки, отчеты и т.д.
ПО АРМ ИВ поддерживает возможность просмотра архивной информации, накопленной в базе данных центрального сервера.
Программное обеспечение АРМ ИР предназначено для реализации в интерактивном режиме функций администрирования СКВМ, включая настройку входящих в систему компонент, наладку и контроль работы оборудования и ПО СКВМ, а также для контроля вибрационного состояния основного роторного оборудования.

И.А. Васильева¹⁾, С.А. Рыбаков¹⁾, А.В. Новиков²⁾ ФОРМИРОВАНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОГО ПОДХОДА ДЛЯ АНАЛИЗА И ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СЛУЧАЙНОГО МЕТОДА
1) ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров
2) ЭХП, г. Лесной Свердловской обл

Рассматривая задачу исследования свойств метода стохастического преобразования, встает вопрос о практической реализации данного метода и изучения полученных результатов. Для решения этой задачи были сформулированы два направления исследований:

• исследования метода стохастического обеспечения безопасности по существующим методикам, традиционно применяемым в настоящее время;
• анализ свойств конкретного стохастического алгоритма генерации псевдослучайных чисел, сформулированные виде двух утверждений о длине периода вырабатываемой последовательности.

Для решения первой задачи использовались существующие взгляды на методы исследования криптоалгоритмов, т. е. используем подход, основанный на проверке статической безопасности генератора. Для проверки параметров случайности вырабатываемых описанным выше стохастическим генератором использовался комплекс программ, реализующих проверку девяти тестов Кнута. В результате получена программная реализация подхода к построению системы стохастического преобразования с определенными параметрами.
Для решения второй задачи, т. е. доказательства утверждений о длине периода вырабатываемой стохастическим датчиком последовательности, сформулирован минимально необходимый объем исследований, который позволяет подтвердить (или опровергнуть) на примере справедливость утверждения о периоде и других свойствах датчика. В результате получены таблицы экспериментальных значений, по которым можно судить о свойствах исследованного датчика. Результаты проведенных исследований на ЭВМ свойств стохастического преобразования, не опровергают гипотезу о сформулированных свойствах стохастического генератора.
Исследования проводимые в области стохастических методов защиты информации являются актуальными, так как именно их применение позво-
ляет изменить ряд представлений об информационном сервисе за счет достижения: гарантированной достоверности, возможности обмена по дискретным каналам связи практически с любым качеством, свойств режима обмена информацией в реальном времени в условиях воздействия помех.

Е.А. Воинова, А.В. Романов СИСТЕМА ТЕСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ ИНТЕРФЕЙСА МАГИСТРАЛЬНОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В данном докладе представлена система тестирования электронных модулей интерфейса магистрального последовательного (далее система).
Протокол «Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей» (ГОСТ Р 52070-2003) применяется для организации бортовых сетей летательных аппаратов различного назначения, а также для бортовых сетей кораблей и судов и сетей управления технологическими процессами.
Стандарт устанавливает требования к составу технических средств интерфейса; организации контроля передачи информации; характеристикам линии передачи информации, характеристикам устройств интерфейса, интерфейсу с резервированием.
При отклонении характеристик устройств интерфейса от требований стандарта, могут возникать сбои при передаче информации между устройствами. Разработанная система позволяет контролировать входные и выходные параметры электронных модулей магистрального последовательного интерфейса на соответствие требованиям стандарта.
В состав системы входят персональный компьютер, осциллограф, генератор, согласующее устройство, программное обеспечение и набор кабелей. Разработана методика проведения испытаний.
Проведена опытная эксплуатация системы. Получены экспериментальные результаты тестирования ряда устройств интерфейса.

А.С. Даниленко, М.А. Марунина, В.И. Гунин ПРИМЕНЕНИЕ СЛУЖБЫ ОЧЕРЕДИ СООБЩЕНИЙ MSMQ В КАЧЕСТВЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

При создании распределенных приложений должна быть обеспечена связь между компонентами системы. Существуют различные технологии, обеспечивающие синхронное и асинхронное взаимодействие распределенных приложений. Наиболее распространенными являются технологии класса RPC (Remote Procedure Call), обеспечивающие синхронное взаимодействие компонентов распределенных приложений. К этому классу относятся такие известные архитектуры как CORBA, DCOM и RMI.
Технологии асинхронного взаимодействия в основном используют сообщения (MO, Message-Oriented). Отправленное сообщение не требует обязательного отклика, поэтому компонент, отправивший его, может немедленно возобновить работу.
Разработка распределенной системы на платформе ОС Windows позволяет отказаться от обязательной платформо-независимости архитектуры взаимодействия, но воспользоваться встроенными мощными механизмами связи Windows с максимальной эффективностью. Кроме того, в рассматриваемом случае требовалась асинхронность взаимодействия компонентов. Одной из технологий асинхронной передачи данных является служба очереди сообщений MSMQ.
MSMQ позволяет отправлять сообщения практически любого необходимого формата и гарантирует, что сообщение будет доставлено адресату, даже если произошел обрыв связи. Создаваемая структура сети такова, что наилучшим выходом является доставка сообщений «до востребования», т. е. отправитель не рассылает сообщения адресатам, а собирает их в очереди, из которых получатели их считывают. При этом если по тем или иным причинам произошел обрыв связи и сообщение не было сразу доставлено адресату, это никак не повлияет на работу отправителя.
Также MSMQ позволяет задавать приоритет сообщения, что обеспечивает скорейшую доставку важных сообщений, не привязана к физическим линиям связи. Каждая очередь может быть прочитана несколькими адресатами, что позволяет сократить количество используемых очередей.
В качестве средства разработки применялась среда MS Visual Studio 2005, которая полностью поддерживает использование MSMQ как технологии взаимодействия распределенных приложений: предоставляет готовые классы для работы с очередями, позволяет легко создавать именованные очереди программным путем, а также получать списки доступных на удаленном компьютере очередей.

С.В. Дергунов, Е.В. Клементьев, А.И. Тихомирова, А.Н. Стадников, М.В. Дегтева, Ю.А. Павлунина ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗРАБОТКИ ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ АР2252
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Промышленное производство сегодня характеризуется увеличением объемов выпускаемой продукции, возрастанием степени сложности, не только самой продукции, но и технологического оборудования, используемого в ее разработке и производстве, частой сменой и расширением номенклатуры выпускаемых изделий, необходимостью повышения уровня отработки приборов и систем. В связи с этим становится актуальной проблема обеспечения разрабатываемых технических средств контрольно-технологической аппаратурой.
Выполнение предъявляемых требований при разработке современных технических средств возможно только автоматизацией их испытаний, то есть применением систем автоматизированного управления (САУ). Анализ опыта построения и использования САУ показал, что системы, построенные по классической структуре, разрабатываются индивидуально, под конкретную задачу и требуют достаточно большого времени и финансовых затрат на разработку и внедрение. 
Учитывая специфику испытаний приборов и систем разработки КБ-3, в комплексном отделе 7741 разработаны и используются новые подходы по созданию САУ, обеспечивающих автоматизацию процесса испытаний при проведении НИР, ОКР и в производстве, с использованием единого аппаратно-программного комплекса. Это делает их универсальными и адаптированными для решения различных задач, резко снижает временные и финансовые затраты. Аппаратную часть комплекса составляют: персональный компьютер (ПК), стандартные средства измерений, разработанное универсальное устройство сопряжения АР2252 (УС), обеспечивающее связь между всеми элементами САУ и разрабатываемые линии связи с объектами испытаний (ОИ). Программная часть состоит из прикладного программного обеспечения (ППО), основанного на разработанных библиотеках процедур обмена в САУ.
В докладе рассматриваются основные принципы построения ППО для ПК типа IBM PC при создании САУ ОИ на основе УС АР2252. Схемотехническое построение УС и выбранная среда программирования позволили применить принцип модульного структурного программирования. Используя этот принцип, возможно быстро и качественно разрабатывать ППО для любых вариантов построения САУ. Разработанная библиотека процедур обмена в САУ позволяет  упростить создание ППО для последующих разработок.

С.В. Дыдыкин, М.П. Авдеев ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ ПОСТРОЕНИЯ РЕКОНФИГУРИРУЕМОГО АРИФМЕТИЧЕСКОГО УСКОРИТЕЛЯ НА ПЛИС
ФГУП «РФЯЦ- ВНИИЭФ», г. Саров

Ресурсов программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) не всегда оказывается достаточно для реализации больших вычислительных алгоритмов. Однако ПЛИС по своей сути является реконфигурируемым элементом, состоящим из простейших логических элементов  и динамически изменяющихся связей между ними. Поэтому вычислительный алгоритм, реализуемый в ПЛИС можно разбить на этапы, и провести расчет этих этапов последовательно, реконфигурируя кристалл между расчетными этапами. Однако большой объем конфигурационной информации не позволяет провести быстрое реконфигурирование кристалла.
Предлагаемая архитектура ускорителя в некотором роде похожа на архитектуру ПЛИС, только вместо простейших логических элементов используются вычислительные ячейки, позволяющие выполнять базовые арифметические операции с плавающей точкой. Изменяя динамически связи между такими ячейками, можно изменять вычислительный алгоритм. Благодаря предложенным инженерным решениям, время изменения связей между ячейками (реконфигурация ускорителя) составляет порядка 50 нс. против 500 мс. требующихся для реконфигурации кристалла ПЛИС.
Представленный реконфигурируемый ускоритель имеет большое количество параметров, которые необходимо задать для проведения требуемого расчета. Для упрощения этой работы разработано программное обеспечение, позволяющее в интерактивном режиме задать архитектуру ускорителя и используемые для вычисления ячейки и связи. Так же автоматизирован процесс построения вычислительных деревьев по исходным кодам вычислительной программы.
Таким образом, разработанный подход позволяет портировать в ПЛИС алгоритмы, для которых ресурсов одного кристалла не достаточно. Кроме этого, облегчается процесс разработки ускорителя, так как не требуется проектировать схему ускорителя, а достаточно с помощью программного обеспечения соединить вычислительные ячейки необходимым способом, то есть от разработчика не требуется специальных навыков проектирования цифровых устройств.

Г.Г. Близнюк, Д.Г. Пажин, К.С. Ермошкина, Н.А. Шутова СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАЧАЛЬНЫМИ ПОСТАНОВКАМИ ЗАДАЧ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В настоящее время в ИТМФ основным способом задания начальной постановки задачи является чертеж в тетради заданий. Такой способ отработан годами, но имеет ряд существенных недостатков:

• При повторном задании на расчет или модификации существующего задания не рисуется новый чертеж, а делается ссылка на уже заданную постановку, причем первоначальная постановка может быть задана несколько лет назад, и найти ее затруднительно.
• При расчете начальных данных задачи необходимо перевести бумажный чертеж в электронную форму, что может повлечь за собой ошибки, и, следовательно, требует дополнительной проверки заказчиком.
• Часто один и тот же расчет проводится сразу по нескольким программным комплексам, следовательно, в этом случае идет дублирование подготовки электронной формы задания.

В результате возникла ситуация, когда необходима систематизация архива начальных данных, автоматизация поисковой операции.
Система управления начальными постановками задач, далее СУНПЗ, предназначена для централизованного хранения информации о начальных постановках задач и необходима для обеспечения их идентичности при проведении повторных расчетов.
СУНПЗ представляет собой программное средство, функционирующее на Web-сервере, связь пользователя с системой осуществляется посредством web-браузера. Основу системы составляет ОС Linux Slackware 10.1.  с установленным программным обеспечением SQL сервера MySQL, HTTP сервера Apache, препроцессора HTML документов PHP. Библиотека препроцессора встроена в программный код веб-сервера модулем. Это значительно ускоряет работу динамических скриптов.
В системе реализовано следующее:

1. многопользовательский доступ;
2. сквозная авторизация;
3. ввод информации о постановках с последующим сохранением в БД;
4. задание расчета;
5. информирование пользователей о поступлении нового задания;
6. ввод модифицированной постановки;
7. добавление нового сотрудника теоретического отдела, для работы с постановкой;
8. поисковая система;
9. отображение всего архива начальных постановок задач, с возможностью перехода к карточке задания, содержащей более подробную информацию о постановке и дополнительным функциональным возможностям;
10. просмотр информации о проделанных расчетах;
11. просмотр статистики обращений пользователей к файлам постановки;
12. просмотр статуса постановки;
13. просмотр ответственных по методикам;
14. отправка почтового сообщения;
15. просмотр почтовых сообщений;
16. выбор исполнителя для расчета и отправка задания данному сотруднику средствами системы;
17. и т.д.

Система обладает удобным пользовательским интерфейсом, осуществляет централизованное хранение информации о начальных постановках задач и обеспечивает их идентичность при проведении  повторных расчетов, гарантирует высокую степень сохранности данных, позволяет в короткие сроки находить требуемую информацию, экономит время на размещение постановок и информирование пользователей о новых заданиях.

А.В. Зарубин, А.В. Трищенков АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В данной работе внимание уделено разработке модуля «Выпуск УП», являющегося составной частью интегрированной системы сквозного проектирования изделий (ИССП). Данный модуль осуществляет выпуск управляющих программ (УП).
Целью работы является разработка автоматизированного программного комплекса для выпуска УП для изготовления двухсторонних печатных плат (ДПП) и рельефных печатных плат (РПП).
Исходными данными для комплекса являются файлы, подготовленные в подсистеме ИССП «САПР электронных узлов». Это такие файлы как:

• файл топологии обеих сторон печатной платы (ПП);
• файл защитных масок обеих сторон ПП;
• файл внешнего контура и внутренних вырезов;
• файл неметаллизированных отверстий;
• файл металлизированных отверстий.

Входные файлы топологии, маски, контура и внутренних вырезов выполнены в формате Gerber RS-274D. Входные файлы металлизированных и неметаллизированных отверстий выполнены в формате N/C Drill.
Создание УП происходит путем определенного преобразования файлов проектов ПП. Здесь в основном происходит преобразование одних форматов данных в другие форматы, при этом выполняются все необходимые требования, изложенные в типовых технологических процессах на изготовление ПП. Например, при создании УП для изготовления фотошаблонов происходит мультиплицирование топологии ПП и добавляется рисунок отвлекающего катода и реперные знаки; при создании УП для сверления отверстий в ПП происходит упорядочивание инструментов и оптимизация хода инструмента; при изготовлении внешнего контура ПП происходит оптимизация хода инструмента с установкой технологических перемычек при фрезеровании.

Н.А. Захарова, А.А. Мартынов, Д.Б. Николаев МЕТОДИКА АНАЛИЗА И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗАДАННОГО КЛАССА БЛОЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Данная работа посвящена исследованию вопросов обеспечения защиты программно-математического обеспечения на примере заданного класса блочных преобразования и анализу его криптографических характеристик. Трудно спроектировать такое блочное преобразование с возможно наименьшей параметрической последовательностью, с небольшими требованиями к памяти, максимальной скоростью работы, которое может быть легко описано и реализовано, а также, учитывая некоторые оговорки, будет считаться стойким. Чтобы снизить вероятность непредсказуемого “обвала” нового преобразования, необходимо заблаговременное проведение криптографических исследований.
Цель данной работы разработка методики экспериментальной проверки стойкости преобразования на основе имеющегося статистического материала. Данная методика позволяет осуществлять криптографические исследования класса блочных преобразований с диной блока 8 символов (24 бита), входной (как и выходной) алфавит ограничен цифрами от 0 до 7 включительно. Производится анализ массива всевозможных преобразованных данных произвольного алгоритма на фиксированной параметрической последовательности.
Предложенные методы (тесты) позволяют оценить основополагающие характеристики преобразования: взаимную однозначность; наличие слабых и частично слабых последовательностей; распознавание отображений перестановки и замены; - перемешивание данных.
Получены результаты исследований для трех преобразований: преобразования типа DES, преобразования типа ГОСТ 28147-89 в режиме простой замены и преобразования, являющегося комбинацией преобразования типа DES и преобразования типа ГОСТ 28147-89 в режиме простой замены.
Данная методика не призвана «вскрывать» алгоритмы. С помощью нее можно лишь оценить свойства преобразования, выполнение которых должно обязательно выполняться.
Если результаты данных методов будут неудовлетворительными, то необходима доработка преобразования.
Если результаты удовлетворительные, то это не значит, что данное преобразование можно считать стойким. Это лишь значит, что оно обладает необходимой наработкой, чтобы считаться таковым. Но чтобы точно сказать стойкое оно или нет, нужно провести конкретное исследование его составных элементов.

О.В. Зулина, М.П. Уткин ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ АРХИВ
ФГУП «Научно-исследовательский институт  импульсной техники», Москва

Разработанный в ФГУП НИИИТ интегрированный электронный архив (ИЭА) предназначен для обеспечения надёжного учёта и хранения конструкторской, программной, технологической и нормативно-справочной электронной документации.
ИЭА является программно-технической системой, базирующейся на системе управления данными SWR PDM. В ИЭА находится информация, обеспечивающая все стадии жизненного цикла изделий (разработку, изготовление, эксплуатацию, утилизацию и т.д.). ИЭА объединяет архивы нормативно-справочных, конструкторских, программных и технологических документов в электронном виде.
В докладе представлена структура ИЭА. Изложен алгоритм работы с ИЭА и приведены примеры обращения к ИЭА.