764

NPV можно рассчитать в MSExcel с помощью финансовой функции ЧПС, если платежи переводятся равными интервалами и в конце каждого периода.

2. Дисконтируемый срок окупаемости инвестиций PBP (PaybackPeriod) PBP рассчитывается по формуле:

∑

Номер интервала, в котором остаток становится положительным, соответствует искомому сроку окупаемости инвестиций.

3. Внутренняянормадоходности IRR (Internal Rate Of Return)

IRR характеризует такую процентную ставку, которая при еѐ начислении на сумму инвестиций обеспечит поступление ожидаемого чистого дохода. Эта ставка «уравнивает» инвестиции и доходы, распределенные во времени. Расчет IRR осуществляется методом итеративного подбора такой величины ставки приведения I (приводит деньги к сегодняшнему дню) при котором NVP=0.

Для расчета внутренней нормы доходности можно использовать финансовую функцию ВСД в MSExcel, если интервалы между платежами одинаковы.

4. Индексдоходности PI (Profitability Index)

Индекс доходности рассчитывается по формуле

Расчеты по обеим методикам позволяют оценить экономическую эффективность внедрения IT-проекта. Однако, по мнению автора, желательно анализировать IT-проекты сразу по нескольким методикам, что позволит оценить экономическую эффективность IT –проекта более точно.

Литература

1.Барабанова И.М., Глебовский А.Ю. Экономическое обоснование проектов по созданию элементов информационных систем в экономике.: Учеб.пособие. С-Пб.: Изд-во СПБГПУ, 2003.

2.Методические указания по дипломному проектированию для направления «Информационные системы», специальности «Информационные системы и технологии», специальности «Прикладная информатика (в экономике)» / Под ред. Денисова Д.В., М., 2008.

УДК 355.014.1

А.Н. Козлов, Пермская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пермь, Россия

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕГРАДАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ НА СРЕДСТВА СВЯЗИ

И КОММУНИКАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ

Аннотация. В настоящее время мощные источники СВЧ излучения гражданского и военного назначения являются серьезным деградационным фактором для различных средств связи и коммуникаций государственных органов управления различного уровня. Мощные СВЧ импульсы способны вывести из строя сред-

251

ства связи в различных информационно-управляющих системах. В статье рассматривается одна из частей разработанной комплексной математической модели для оценки деградационного действия СВЧ излучения на средства связи. Представлены постановка задачи, основа математической модели, некоторые результаты расчетов и дальнейшие направления исследований.

Ключевые слова: СВЧ излучение, деградационное воздействие,средства связи, государственное управление.

Введение

Внастоящее время успешность государственного управления определяется оперативностью и своевременностью получения информации по различным каналам связи. Поэтому выведение из строя средств связи и аппаратуры является серьезным фактором ущемляющим эффективность управления.

Внастоящее время широко обсуждается и используется термин «СВЧ излучение» (в зарубежной печати также используется те рмин «микроволновое излучение»). Поражающим фактором СВЧ излучения является импульсное электромагнитное излучение с длиной волны от 0,1 до 10 см. По мнению специалистов СВЧ излучение относится к классу, так называемого, нелетального оружия при воздействии на человека [1 - 3].

Постановка задачи исследования

Наиболее общим показателем стойкости объекта к действию поражающего фактора является вероятность поражения. Данный показатель в наибольшей степени отражает случайный характер последствий воздействия СВЧ излучения на объект поражения. Кроме того, достоинство выбранного показателя эффективности поражающего действия заключается в том, что для его оценки может быть использована стохастическая модель "Нагрузка-Стойкость" [4] и он может быть применен для определения количественного (параметрического) показателя стойкости аппаратуры связи в информационно-управляющих системах государственного управления (ИУСГУ).

Поскольку СВЧ излучение приводит к функциональному поражению, то в качестве показателя эффективности его деградационного воздействия целесообразно принять вероятностный показатель - вероятность функционального поражения цели (средства связи).

Вероятность функционального поражения средства связи определяется вероятностью поражения его «критического», то есть наименее стойкого к действию СВЧ излучения, функционального узла или элемента. Такими элементами являются полупроводниковые радиоэлектронные приборы [1-3].

Для оценки показателя эффективности деградационного действия (ЭДД) с помощью модели "Нагрузка-Стойкость" [4] необходимо знать законы распределения величин нагрузки и стойкости критического элемента. Величина стойкости критического элемента, как правило, распределена по нормальному закону и в ряде случаев принимается детерминированной величиной. Закон распределения величины нагрузки, действующей на критический элемент, не известен, и его необходимо определять, причем для каждого критического элемента отдельно. Поэтому основной задачей при оценке стойкости средств связи

кдействию СВЧ излучения является определение закона распределения величины

252

нагрузки. Для этого необходимо разработать математическую модель, причем вероятностную, которая позволит рассчитать величину нагрузки с учетом особенностей цели, СВЧ излучения и условий их размещения и применения.

Математическая модель. Математическая модель для оценки эффективности поражающего действия СВЧ излучения на средства связиВ информационноуправляющих системах государственного управления включает в себя ряд взаимосвязанных моделей [5]:

1.вероятностная модель ослабления СВЧ излучения при распространении в атмосфере;

2.вероятностная модель воздействия СВЧ излучения через антеннофидерные устройства (АФУ) средств связи;

3.вероятностная модель воздействия СВЧ излучения через корпус средств

связи;

4.вероятностная модель для расчета показателя эффективности деградационного действия СВЧ излучения и методика построения зоны деградации средств связи СВЧ излучением.

В рамках данной статьи анонсирована вероятностная модель воздействия СВЧ излучения через корпус средств связи. Первые две модели изложены в работах [5-7], однако они не учитывают ослабление СВЧ излучения при распространении в растительном покрове, в первую очередь в лесном массиве. Основа четвертой модели имеется в работе [8], но требует доработки в плане учета защитных свойств фортификационных сооружений и боевой техники, в которых размещаются средства связи.

При воздействии СВЧ излучения через корпуса средств связи необходимо рассматривать три основных варианта:

1)прямое воздействие на радиоэлементы аппаратуры через ее неметаллический (пластиковый) корпус. Такая ситуация характерна для малогабаритной аппаратуры связи малого радиуса действия, которой оснащены сотрудники и персонал органов управления.

2)действие на радиоэлементы проникшего через вентиляционные и смотровые щели металлического корпуса средств связи. Это характерно для носимых и передвижных средств связи мобильных пунктов управления.

В первом случае «приемной антенной» является сам радиоэлемент, он же является и критическим функциональным элементом средства связи (рис.1а). Задача оценки ЭПД СВЧ излучения сводится к определению величины нагрузки –

напряженности поля Е2, мощности, или энергии W2 – в точке пространства, где размещена аппаратура с учетом расстояния, ослабления и других факторов, описанных выше.

На критический элемент электромагнитная СВЧ волна действует

непосредственно. Электрическая напряженность поля Е2 определяется известными соотношениями [9-11], но с учетом ослабления выражение для расчета примет вид:

где где kосл - коэффициент ослабления СВЧ излучения по полю на трассе распространения в атмосфере;

253

Результаты моделирования

Закон распределения величин нагрузок определяется методом статистических испытаний. Числовые значения, используемые при расчетах взяты из [7]. Полученные в результате расчетов гистограммы распределения величин нагрузок могут быть аппроксимированы тремя известными законами распределения: Вейбулла, Логарифмически нормальным и ГАММАраспределением. Максимальный уровень значимости имеет закон логарифмически нормальный закон распределения.

В качестве примера на рис.1 представлены зависимости изменения параметров законов распределения от расстояния между СВЧ источником и целью для случая воздействия на экранированную аппаратуру вентиляционную щель, как наиболее защищенный вариант. На рисунках также изображено изменение формы кривой распределения величины нагрузки в зависимости от параметров закона распределения. Максимальная погрешность в определении величины нагрузки при 1500 реализациях не превышает +18%. При этом доверительная вероятность равна

0,95.

Рис.1. Зависимость параметров закона распределения величины нагрузки (Вейбулла) при воздействии СВЧ излучения, проникшего через вентиляционную щель,

от расстояния до цели. - параметр формы; в - параметр масштаба

Заключение

Разработанная модель и результаты могут быть использованы для оценки стойкости средств связи и коммуникаций к действию СВЧ излучения, при обосновании требований к их новым образцам, а также для разработки методов и способов защиты от СВЧ излучения [13,14].

Дальнейшим направлением исследований являются:

1.Экспериментальное исследование проникновения СВЧ излучения во внутрь образцов средств связи, с целью верификации модели.

2.Моделирование с помощью разработанной модели(ей) для исследования:

влияния формы СВЧ импульса на деградационное воздействие;

определение наилучшей формы диаграммы направленности излучающей системы СВЧ источника;

расчет зоны деградации для различных средств связи;

разработка рекомендаций по защите средств связи от СВЧ излучения.

255

Литература

1.Keith Florig H. Interaction and influence highpower microwave on electronics.//Annales de Physique. 1989,voi.14,№2,p.101.

2.Некоторые аспекты проблемы создания СВЧ-средств функционального поражения. Панов В.В., Саркисьян А.П. - Зарубежная радиоэлектроника, 1995, №10,11,12.

3.Козлов А.Н. Анализ деградационного воздействия СВЧ излучения на элементы

иустройства вычислительной техники и систем управления объектов авиационнокосмической техники. Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета, Выпуск 21, 2007. С. 89-93.

4.Капур Л., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. - М.: Мир, 1980.

- 604 с.

5.Исследование поражающего действия СВЧ излучения на автоматизированные системы управления войсками и средства связи: отчет о НИР(итоговый) /ПВИ ВВ МВ; Рук. Тарутин А.В. –Пермь: ПВИ ВВ МВД, 2010. 46 с.

6.Козлов А.Н. Математическое моделирование погодных условий, параметров атмосферы и гидрометеоров для оценки ослабления сверхвысокочастотного излучения при распространении в атмосфере. //Радиотехника и электроника. – 2007. Т. 52, № 11, -С. 1-10.

7.Козлов А.Н. Деградационное воздействие мощного СВЧ излучения на элементы

иустройства радиоэлектронной аппаратуры и систем управления объектов авиационнокосмической техники. Монография. –Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, 2007. - 212 с.

8.Козлов А.Н. Математическая модель для расчета диаграммы направленности штыря открытого штепсельного разъема. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации.Управление. 2010. -№4(103). – С.130-135.

9.Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1988. -432 с.

10.Бова Н.Т., Резников Г.Б. Антенны и устройства СВЧ. Киев:Изд.объед. "Вища школа", 1977. - 260 с.

11.Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства: Учеб .пособие для студентов вузов связи. - М.: Связь, 1977. - 312 с., ил.

12.A.Kozlov, A.Rybacov, V.Pashkevich Penetration of microwaves into nonuniformly screened spaces. Latvian journal of physics and technical sciences. ISSN 0868-8257. №4, 2000. с.31-38. (Латвийскийфизико-техническийжурнал)

13.Патент РФ №2438275, 2010 г. Опубл.:27.12.11., Бюл.36. Радиоэлектронный блок с экраном для защиты от сверхвысокочастотного излучения. Козлов А.Н., Бибик А.В.

14.Патент РФ №,2151454, 2000 г. Антенна для радиовысотомера БЛА. Козлов

А.Н. и др.

УДК 004.2

А.В.Кондратьев, Пермская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пермь, Россия

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Аннотация.Статья посвящена проблемам практического изучения элементной базы электронной аппаратуры студентами направления подготовки 230400 факультета Прикладной информатики. Предлагаются вариант содержания, форма и методы проведения, материально-техническое обеспечение комплексных занятий, апробированные в учебном процессе кафедры ИТАП.

Ключевые слова: иерархическая структура, дискретные элементы, радиодетали, номинал, полупроводниковые приборы, тестирование, системность обучения, междисциплинарные связи.

256

При изучении элементной базы электронной вычислительной техники в дисциплине «Схемотехника ЭВМ» минимальным «кирпичиком» иерархической структуры выступает элемент – наименьшая часть, на которые может быть разделен некоторый образец ЭВТ при проектировании и технической реализации. Элементы принято делить на логические, запоминающие и вспомогательные [1]. Иной иерархии не предусматривалось даже в эпоху менее глубокой степени интеграции цифровой элементной базы. Это компенсировалось предшествующим курсом технической электроники, начиная с электронных приборов и усилительных устройств и заканчивая импульсными и цифровыми устройствами.

При переходе к подготовке бакалавров в соответствии с ГОС ВПО третьего поколения и сокращении времени на изучение дисциплины «Электротехника с основами электроники», в рамках которой в настоящее время наряду с изучением фундаментальной теории невозможно обеспечить нужный объем знаний по элементной базе электронной аппаратуры, принципам и практике электрических измерений, необходимо обеспечить преемственность такого обучения в дисциплине «Схемотехника ЭВМ». То есть, речь идет о том, чтобы продолжить изучение того, что мы называем дискретными элементами электронной аппаратуры (радиоэлементами, радиодеталями). Это полупроводниковые приборы различной структуры (диоды всех типов, выпрямительные мосты, транзисторы, тиристоры, оптроны и др.), резисторы, конденсаторы, индуктивности и др.

Цифровые элементы чаще всего недоступны в интегральных структурах, а дискретные элементы, наоборот, доступны в оконечных устройствах, во вторичных источниках питания и других устройствах. Далее под термином «элементы» будем иметь в виду не цифровые элементы, а именно радиодетали.

Каковы возможные аспекты их изучения?

Во-первых, это, прежде всего, идентификация элемента, то есть умение определить тип, номинал (для резисторов и конденсаторов), структуру (для полупроводниковых приборов), используя справочную документацию (в том числе и электронную). Особенно актуальной эту задачу делает наличие большого количества видов и типоразмеров корпусов элементов как отечественного, так и зарубежного производства, а также наличие «слепых», немаркированных корпусов элементов в составе электронной аппаратуры.

Во-вторых, это умение частично или полностью протестировать элемент с помощью минимального набора средств, который, как правило, имеется в распоряжении эксплуатационника: аналогового мультиметра (АММ) и цифрового мультиметра (ЦММ), что также формирует навыки использования измерительных приборов при выполнении электрических измерений. По результатам тестирования может быть выявлена структура элемента, тип которого неизвестен.

Эти задачи могут быть решены на практических и лабораторных занятиях дисциплины «Схемотехника ЭВМ», либо на комплексных занятиях. Занятия не требуют какого-либо дорогостоящего материального обеспечения. Достаточно нескольких АММ и ЦММ, лабораторного источника питания и образцов элементов (россыпью), которые могут быть новыми, а могут быть выпаяны из неисправной аппаратуры, причем неисправные элементы при изучении тестирования тоже нужны.

Основная часть такого занятия должна включать знакомство с конструктивными особенностями типов элементов, их характерными неисправностями, а также возможностями АММ и ЦММ по проверке элементов.

257

Здесь возможна такая последовательность: -тестирование резисторов и конденсаторов;

-тестирование полупроводниковых диодов (в том числе отдельно светодиодов и стабилитронов);

-тестирование транзисторов; -тестирование тиристоров.

При тестировании резисторов и конденсаторов с помощью АММ необходимо привести простую эквивалентную схему прибора в режиме измерения сопротивлений и показать, что шкала прибора в этом режиме является обратной и нелинейной. Далее следует продемонстрировать преимущества ЦММ при измерении малых сопротивлений.

При тестировании конденсаторов необходимо привести структуру оксидного (электролитического) конденсатора, объясняющую его низкую надежность и малый срок службы, а также режим включения АММ для их проверки. Здесь не обойтись без повторения теории переходных процессов в цепях постоянного тока и законов коммутации, изученных в курсе электротехники. Полезно при демонстрации тестирования иметь наряду с исправными конденсаторами также и конденсаторы с «пробитым» диэлектриком, либо с явной утечкой.

При тестировании полупроводниковых диодов лимит учебного времени не позволит рассмотреть все их разновидности. Возможно ограничиться рассмотрением выпрямительных и импульсных диодов, светодиодов и полупроводниковых стабилитронов. Здесь несомненным преимуществом обладает ЦММ, позволяющий определить не только исправность, но и материал полупроводникового прибора (германий или кремний). Для тестирования стабилитронов и светодиодов необходимо заготовить их цепочки с балластными резисторами и источник питания.

При тестировании транзисторов необходимо привести эквивалентные схемы проверки биполярных транзисторов p-n-p- и n-p-n-структуры, что позволит обучаемым правильно определять прямое и обратное направление переходов «базаэмиттер» и «база-коллектор». Далее возможно знакомство с особенностями тестирования некоторых разновидностей униполярных (полевых) транзисторов.

При проверке биполярных транзисторов различной структуры необходимо отдельно остановиться на тех транзисторах, тестирование которых затруднено:

-транзисторы с защитным диодом и резистором для работы на индуктивную нагрузку;

-составные транзисторы по схеме Дарлингтона; -цифровые транзисторы с внутренними цепями смещения для работы в клю-

чевом режиме.

Для тестирования тиристоров (а поскольку число их разновидностей велико, то здесь можно ограничиться проверкой лишь триодных тиристоров с управлением по катоду, незапираемых, то есть тех полупроводниковых приборов, которые чаще всего имеют в виду под термином «тиристор»). Здесь понадобятся заготовки для простейшей электрической цепи с зажимами типа «крокодил» и лампой накаливания в качестве нагрузки, а также лабораторный источник питания.

В ходе демонстрации тестирования обязательно должны быть использованы наряду с исправными также и неисправные элементы (полупроводниковые приборы с «пробитым» p-n-переходом и др.).

После этого все виды тестирования обучаемые проделывают под руководством преподавателя самостоятельно, а при тестировании биполярных транзисто-

258

ров им предлагается сделать выводы и выработать рекомендации для определения структуры и расположения выводов транзисторов, тип которых неизвестен.

Приведенный сценарий может быть реализован в объеме одного или двух четырехчасовых комплексных (лабораторно-практических) занятий в зависимости от лимита учебного времени. Все вышесказанное следует рассматривать, как применение к организации занятий системного подхода, позволяющего реализовать междисциплинарные связи и повысить качество изучения элементной базы электронной аппаратуры при ограниченном ресурсе учебного времени.

Литература 1. Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника: Уч. пособие для вузов. - СПб.:БХВ –

Петербург, 2007. - 800с.

УДК 004.5+304.2+308

К.П. Кукликова, Пермская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пермь, Россия

ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ В ОЦЕНКЕ УРОВНЯ ОБРАЗОВАННОСТИ

Аннотация. В этой статье рассмотрена актуальная на сегодняшний день проблема повсеместного комплексного тестирования. Компьютеры сегодня оценивают людей, предопределяя их профессиональную пригодность, материальный достаток, судьбу. Оценка касается не только интеллекта, но и образованности человека в целом, т.е. сложной многомерной и многоуровневой системы свойств и способностей личности. Образование и образованность – это разные понятия. Фактом того, что человек имеет образование, является диплом о высшем образовании. Но диплом не является фактом образованности данного индивида. Был проведен небольшой опрос студентов с целью анализа и подведения некой статистики в вопросе отношения к комплексному тестированию. Проанализировав полученные результаты, можно уследить парадокс: студенты предпочитают тестирование, но при этом не считают подобный метод оценки объективным, а если бы им предложили самим оценивать кандидатов, то они в большинстве выбирали бы беседу, а не тестирование.

Ключевые слова: образование, образованность, комплексное тестирование, компьютеры, знания, мышление.

Немногие вузы могут похвастаться качеством остаточных знаний студентов. Причин такого явления несколько: во-первых, это незаинтересованность самого учащегося, во-вторых, неправильная подача материала, и, в-третьих, ограниченный подход к проверке знаний. Решение первых двух проблем лежит в области психологии личности и сугубо индивидуально. В этой статье хотелось бы поделиться актуальной на сегодняшний день проблемой повсеместного комплексного тестирования.

Пищей для размышления о данной проблеме послужила статья Алана М.Тьюринга «Вычислительные машины и интеллект»[1]. В этой статье Тьюринг убедительно доказывает, что через 50 лет (в 2000 г.) машины будут имитировать интеллект, необходимый для ведения осмысленного разговора между людьми, т.е. «диалоговый интеллект». Обсуждая теоретические возможности построения мыс-

259

лящих машин, и предлагая проект для их реализации средствами универсального цифрового компьютера, функционирующего в соответствии с заложенными в него эвристиками, А.Тьюринг полагал, что в «будущем компьютеры будут успешно соперничать с людьми во всех интеллектуальных областях»[2].

Несмотря на всю амбициозность статьи, А.Тьюринг сегодня бы недоумевал, узнав о том, как в нашей стране применяются компьютеры в сфере высшего образования. Они уже не «соперничают» с людьми. Они оценивают людей, предопределяя их профессиональную пригодность, материальный достаток, судьбу. Оценка касается не только интеллекта, но и образованности человека в целом, т.е. сложной многомерной и многоуровневой системы свойств и способностей личности. Компьютеры конституируют механистические стереотипы мышления культурного человека, формируют менталитет нашего народа, оставляют неизгладимый след на генофонде.

По моему мнению, образование и образованность – это разные понятия. Фактом того, что человек имеет образование, является диплом о высшем образовании. Но диплом не является фактом образованности данного индивида. Образованность - понятие более широкое, которое, как мне кажется, вмещает в себя наличие следующих качеств - это морально-нравственные, творческо-продуктивные, моти- вационно-волевые, эмоционально-чувственные, разумно-рациональные и т.д., которые, по определению, машина оценить не может.

Мною был проведен небольшой опрос студентов нашего факультета (50 человек), преимущественно в возрасте от 19 до 22 лет, с целью анализа и подведения некой статистики в вопросе отношения к комплексному тестированию. Студентам были заданы следующие вопросы:

По Вашему мнению, в современном обществе больше ценится наличие образования или образованность индивида?

Сколько процентов людей из Вашего окружения Вы можете назвать образованными?

Если бы Вам предложили выбрать форму сдачи теоретического экзамена, то что бы Вы выбрали?

Согласны ли Вы с утверждением Алана М.Тьюринга, что компьютеры могут успешно соперничать с людьми во всех интеллектуальных областях?

Считаете ли Вы, что современные методы оценки знаний на основе комплексного тестирования достаточно объективны? Например (ЕГЭ, дистанцион-

ное образование)

Представьте, что Вы работодатель и Вам требуется сотрудник на ответственную должность. Как Вы будете проводить собеседование?

Результаты опроса показали, что 70% опрошенных понимают важность образованности, но всѐ же 30% считают, что наличие диплома достаточная составляющая, чтобы чувствовать себя важным кадром.

Более половины студентов (56%) считают, что их окружают в своем большинстве образованные люди. Лишь некоторые отмечали, что среди их окружения менее 10% таковых.

Ответы на следующий вопрос показали отношение студентов к методикам оценки знаний. Подавляющее большинство (82%) предпочитает тестирование устному ответу, беседе с преподавателем.

260