Комплексный подход к обучению инженеров-механиков с использованием компьютерных технологий (CAD/CAM/CAE систем)

сводится исходная задача. Постоянные Ь их описывают трудоемкость рекурсивного перехода от л к п—к. Константа с характеризует временные затраты, которые требуются для непосредственного решения задачи, когда ее размерность чрезвычайно мала (0<п<к— 1). Для реальных алгоритмов всегда существуют какие-то затраты на организацию рекурсии, т.е. Ь>0 и с>0. Если эти затраты не зависят от л, то т = 0. При т = 0, а= 1, согласно следствиям 1 и 2, рекурсивный алгоритм имеет линейную сложность. При т>1, а = 1 и л—о по следствию 3 справедлива оценка t(n) = 0(лт + 1). Таким образом, при а = 1 рекурсивный алгоритм всегда полиномиальный. Следствие 4 утверждает, что при числе подзадач аФ\ рекурсивный алгоритм неизменно имеет экспоненциальную сложность и никакие усовершенствования процедуры разбиения и объединения подзадач не способны изменить класс его сложности.

Таким образом, организовывая рекурсию аддитивным уменьшением параметра рекурсии на некоторую константу к, следует помнить, что полиномиальные алгоритмы возможны лишь в случае, когда задача размера л сводится только к одной подзадаче размера л—к\ причина экспоненциальной сложности при аФ 1 кроется в возникновении на каждом шаге рекурсии перекрывающихся подзадач. Примечательно, что в методе динамического программирования уравнение Беллмана, как правило, порождает именно перекрывающиеся между собой подзадачи. Поэтому для него вместо рекурсии целесообразно применять технику итерационного построения таблиц, несмотря на то, что данный метод рекурсивен по своей сути.

Основные теоремы о рекуррентных соотношениях представляют пусть не универсальное, но доста-

точно мощное средство анализа сложности рекурсивных алгоритмов. Из этих теорем следует практический совет разработчикам алгоритмов и программ: чтобы получать рекурсивные алгоритмы полиномиальной сложности, при их разработке необходимо, прежде всего, позаботиться о сбалансированности подзадач, на каждом шаге рекурсии порождать совершенно новые независимые подзадачи и эффективно выполнять процедуру их разбиения и объединения.

Библиографический список

1. Ахо, А. Структуры данных и алгоритмы / А. Ахо, Дж. Хоп-крофт, Дж. Ульман. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2007. — 400 с.

2. Кормен, Т. Алгоритмы: построение и анализ / Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест. - М.: МЦНМО, 1999. - 960 с.

3. Грин, Д. Математические методы анализа алгоритмов / Д. Грин, Д. Кнут. - М. : Мир, 1987. - 120 с.

4. Головешкин, В. А. Теория рекурсии для программистов / В. А. Головешкин, М. В. Ульянов. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. -296 с.

5. Корн, Г. Справочник по математике / Г. Корн , Т. Корн. — М.: Наука, 1973. - 832 с.

БЫКОВА Валентина Владимировна, кандидат технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры вычислительных и информационных технологий Института математики.

Адрес для переписки: e-mail: bykvalen@mail.ru.

Статья поступила в редакцию 20.09.2010 г. © В. В. Быкова

УДК 378.1:004.9 В> Д ГЛОТОВ

В. Ю. ИГНАТЮГИН

Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ОБУЧЕНИЮ ИНЖЕНЕРОВ-МЕХАНИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (САР/САМ/САЕ СИСТЕМ)_

Рассмотрены вопросы комплексного подхода к применению информационных технологий на кафедре «Механизация путевых, погрузочно-разгрузочных и строительных работ» Сибирского государственного университета путей сообщения при подготовке инженеров-механиков.

Ключевые слова: электронная модель, дипломный проект, компьютерные технологии, Компас-ЗЭ, комплексный подход.

Одним из аспектов подготовки современных специалистов, несомненно, является широкое применение в учебном процессе компьютерных технологий. Наличие большого спектра САО/САМ/САЕ систем позволяет практически полностью охватить подготовку инженеров машиностроительных специаль-

ностей автоматизированными технологиями: ЗБ моделирования, расчета, анализа полученных результатов и поиска оптимальных решений.

В настоящее время в Сибирском государственном университете путей сообщения при обучении инженеров-механиков имеется возможность использовать

Рис. 4. Рабочий орган установлен на автомобиль

Рис. 5. Модель рабочего органа в полностью выдвинутом положении

Рис. 6. Модель трубопровода всасывающего со снятым коленом

Рис. 7. Модель коммунальной пневмотранспортной машины. Вид сбоку

такие специализированные программные продукты, как «Компас-ЗЭ» и «АРМ-ШтМасЫпе». Наряду с применением этих программных продуктов при изучении специальных технических дисциплин, таких как «Детали машин», «Строительные и дорожные машины», «Металлоконструкции» и др. хороший результат наблюдается при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов. Это проявляется как в глубине проработки самой конструкций, так и в точности выполнения основных расчетов при применении указанных программных комплексов. Разработка электронных моделей деталей, узлов и элементов металлоконструкций позволяет наглядно визуализировать их особенности и обеспечить требуемое взаимодействие при совместной работе. Это способствует ускорению расчетов и процесса конструирования машин.

Одним из немаловажных моментов современного технического образования является, по нашему мнению, курирование преподавателями выпускающей кафедры перспективных студентов с момента начала изучения ими специальных дисциплин. Это позволяет систематизировать процесс подготовки специалистов на основе широкого применения компьютерных технологий. Студент, при изучении дисциплины, не только осваивает теоретический курс и правила «ручного» решения поставленных задач, но и имеет возможность проконтролировать себя, проводя компьютерный расчет. Кроме того, на основе многовариантности проработки задачи появляется возможность научить студента проведению анализа полученных результатов, оценки их достоверности и поиску оптимального решения.

Начало ознакомления студента с темой дипломного проекта в момент прихода его на выпускающую кафедру позволяет спланировать выполнение курсовых работ и курсовых проектов по специальным дисциплинам с частичной (или даже полной) проработкой отдельных подразделов дипломного проекта.

В качестве примера такого подхода предлагаем рассмотреть работу студента над проектом коммунальной пневмотранспортной машины.

Начиная с третьего курса, под руководством преподавателя, ведущего данную разработку, студент поэтапно в рамках курсовых проектов решал поставленные передним небольшие задачи.

Так, по итогам изучения дисциплины «Гидропневмопривод» им была произведена разработка принципиальной гидравлической схемы приводов рабочего оборудования машины и подбор необходимого гидрооборудования. Далее в рамках курсового проекта по дисциплине «Детали машин» с применением програм-

Рис. 8. Модель коммунальной пневмотранспортной машины. Вид спереди

много комплекса «APM-WinMachine» [1] были рассчитаны зубчатые передачи раздаточной коробки привода гидравлических насосов, а также цепная передача привода щетки заборного органа и передача винт — гайка в приводе подъема-опускания фрезы. По результатам этих расчетов с применением 3D моделирования получена электронная модель раздаточной коробки и привязаны к ней гидравлические насосы (рис. 1 ). То есть на данном этапе были полностью увязаны результаты проектирования по двум дисциплинам и получены первые результаты для использования в дипломном проекте.

При выполнении курсовой работы по дисциплине «Металлоконструкции» студенту было предложено выполнить разработку рычажного механизма продольного перемещения рабочего органа относительно рамы базового шасси. В рамках этой работы им был выполнен анализ конструктивных схем, произведен расчет кинематики рычажной системы и, исходя из максимальных сопротивлений перемещению каретки, произведен расчет металлоконструкции механизма (рис. 2, 3).

На четвертом курсе студент, изучая дисциплину «Строительные и дорожные машины», в ходе курсовой работы, используя возможности 3D моделирования в среде «KoMnac-3D», проработал предварительную компоновку рабочего оборудования с размещением его на шасси базового автомобиля (рис. 4). Это позволило на пятом курсе в рамках курсового проекта по дисциплине «Приводы и системы управления путевых машин» произвести разработку пневмо-установки и системы управления рабочим органом.

Доработка рабочего оборудования и его компоновка проводились студентом при выполнении дипломного проекта (рис. 5, 6), основными задачами которого явились: систематизация полученных ранее данных, окончательное 3-D моделирование машины, проверочные расчеты металлоконструкций с использованием модуля АРМ Structure 3D [2].

В результате проведенной студентом работы получен проект коммунальной снегоуборочной машины (рис. 7,8).

Библиографический список

1. Шелофаст, В. В. Основы проектирования машин / В. В. Ше-лофаст. - М. : Изд-во АПМ. 2000. - 472 с.

2. Замрий, А. А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде АРМ Structure3D / А. А. Замрий. - М.: Изд-во АПМ, 2010. - 288 с.

ГЛОТОВ Виктор Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механизация путевых, погру-зочно-разгрузочных и строительных работ». Адрес для переписки: e-mail: v.glotov(q)ngs.ru.

ИГНАТЮГИН Валерий Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механизация путевых, погрузочно-разгрузочных и строительных работ». Адрес для переписки: e-mail: forto@ngs.ru

Статья поступила в редакцию 13.12.2010 г. © В. А. Глотов, В. Ю. Игнатюгин

УДК 004.93'1:681.5.015:004.354 П. С. ЛОЖНИКОВ

А. В. ЕРЁМЕНКО

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия,

г. Омск

ПОДХОД

К ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ПЭВМ ПО ДИНАМИКЕ НАПИСАНИЯ ПАРОЛЕЙ

Надежная идентификация пользователей является одной из ключевых задач для обеспечения безопасности информационных ресурсов. В настоящее время наиболее массовой остается парольная система защитыг обладающая рядом недостатков. Для их устранения разработана биометрическая система идентификации пользователей по динамике написания паролей и проведена оценка ее эффективности.

Ключевые слова: биометрическая идентификация, динамика подписи, графический планшет, ошибки 1 -го, 2-го рода, порог распознавания, «собственная область» подписанта.

Работа выполнена в рамках реализации программы ((Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009—2013 годы», контракт № П215 от 22.07X19 г.

По имеющимся данным, от 50 до 70 % нарушений информационной безопасности приходится на инсайдеров (штатных сотрудников компаний) [1,2]. Для вхождения в информационную систему повсеместно используются парольные и аппаратные идентификаторы. Разработанные к настоящему времени технологии преодоления традиционных систем защиты информационных ресурсов получают все большее распространение. Для противодействия им ведутся разработки биометрических технологий. Существующий уровень этих разработок характеризуется рядом недостатков. Главными из них считаются неприемлемый уровень ошибок идентификации и открытость процедуры проверки. Избежать последнего недостатка возможно при реализации технологии идентификации пользователя ПЭВМ по автографу. Снизить ошибки распознавания — цель проведенного исследования.

Общая идея идентификации пользователя ПЭВМ по динамике написания паролей заключается в следующем. Пользователь регистрирует свой автограф в системе, расписываясь на графическом планшете к раз.

Формируются кривые, характеризующие динамику написания заученного слова: изменение положения пера в плоскости графического планшета хОу, давление кончика пера на поверхность планшета, наклон пера относительно плоскости графического планшета. На базе полученных функций строится

пространство признаков, используемое для идентификации личности. Усредненные измерения найденных признаков принимаются за его эталон.

Кривые написания рукописного пароля для одного подписанта имеют подобный вид. Но есть проблемы в использовании «эффекта подобия» для идентификации подписантов ввиду неоднозначного воспроизведения ими подписей (пользователи по-разному совершают отрывы пера при разных попытках ввода подписи), амплитудных и частотных изменений в их реализациях.

Примером, не до конца просчитывающим последствия, может служить предложение в [3], в котором технический результат достигается путем увеличения контролируемых параметров и повторного масштабирования данных. Спорным моментом решения является получение дополнительных параметров за счет разделения подписи на сегменты по признаку отрыва пера и вычисления дополнительных параметров динамики ввода на найденных участках подписи. Другими словами, количество выбираемых для идентификации параметров зависит от результата разбиения подписи на фрагменты.

Приводятся оптимистические расчеты для подписи, в процессе воспроизведения которой автор совершил 7 отрывов пера от поверхности планшета. Большинство авторов реже делают прерывания при написании пароля или не делают их вообще. Если