Методическое пособие 771

НА У Ч Н А Я О П О Р А

ВО Р О Н Е Ж С К О Й О Б Л А С Т И

С Б О Р Н И К Т Р У Д О В победителей конкурса научно-исследовательских работ

студентов и аспирантов ВГТУ по приоритетным направлениям развития науки и технологий

Воронеж 2020

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

НАУЧНАЯ ОПОРА ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

С Б О Р Н И К Т Р У Д О В победителей конкурса научно-исследовательских работ

студентов и аспирантов ВГТУ по приоритетным направлениям развития науки и технологий

Воронеж 2020

1

УДК 001(06)

ББК 74я4

Н345

Научная опора Воронежской области: сборник трудов победителей конкурса научноисследовательских работ студентов и аспирантов ВГТУ по приоритетным направлениям Н345 развития науки и технологий [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (8,6 Мб). – Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2020. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGA c разрешением 1024×768; Аdobe Acrobat; CD-ROM

дисковод; мышь. – Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0861-0

Всборнике представлены труды победителей конкурса на лучшую научную работу студентов

иаспирантов ВГТУ по приоритетным направлениям развития науки и технологий «Научная опора Воронежской области».

Материалы сборника соответствуют научным направлениям «Новые материалы и покрытия», «Ресурсо- и энергосберегающие технологии», «Электронные технологии и робототехника», «Машиностроение», а также перечню критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.

Сборник предназначен для научных и педагогических работников, преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов с целью использования в научной работе и учебной деятельности. В издании использованы авторские рисунки и иллюстрации, взятые из открытых источников Интернета.

УДК 001(06)

ББК 74я4

Редакционная коллегия:

И. Г. Дроздов – д-р техн. наук, проф. – ответственный редактор, Воронежский государственный технический университет;

Д. А. Коновалов – д-р техн. наук – ответственный секретарь, Воронежский государственный технический университет;

В. И. Ряжских – д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;

С. М. Пасмурнов – канд. техн. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;

В. А. Небольсин – д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;

А. В. Бурковский – канд. техн. наук, доц., Воронежский государственный технический университет;

Д. В. Панфилов – канд. техн. наук, доц., Воронежский государственный технический университет;

С. А. Яременко – канд. техн. наук, доц., Воронежский государственный технический университет;

А. Е. Енин – канд. архитектуры, проф., Воронежский государственный технический университет;

С. А. Баркалов – д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;

А. В. Еремин – канд. техн. наук, доц., Воронежский государственный технический университет

Издается по решению научно-технического совета Воронежского государственного технического университета

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вцелях реализации результатов научно-исследовательской, проектноконструкторской и инновационной деятельности профессорско-преподаватель- ского состава, студентов, аспирантов и молодых ученых, пропаганды научных достижений Воронежского государственного технического университета и подведения итогов научно-исследовательской деятельности университета ежегодно проводятся «Дни науки ВГТУ» включающие мероприятия:

- научно-техническую конференцию профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов;

- региональный конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов по приоритетным направлениям развития науки и технологий;

- выставку-конкурс научно-технических достижений студентов, аспирантов и молодых ученых.

Всборнике «Научная опора Воронежской области» представлены труды победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ по приоритетным направлениям развития науки и технологий.

3

УДК 72.092

ШКОЛА В «НЕШКОЛЕ» (ПО ИТОГАМ УЧАСТИЯ В КОНКУРСНОМ ПРОЕКТЕ)

Е. А. Кулакова1, В. В. Журавлева2, Н. В. Семенова3, Н. П. Султанова4 1Студент гр. Барх-162, kulakova.elenaa@yandex.ru

2Студент гр. Барх-162, valeriavlx@yandex.ru

3Доцент кафедры теории и практики архитектурного проектирования, natali.sem@mail.ru

4Доцент кафедры теории и практики архитектурного проектирования, sulnat@bk.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

В условиях конкурса UNSCHOOL COPENHAGEN было необходимо создать проект «Школы будущего», который должен отвечать современным требованиям и нормам, а также предлагаемые решения должны носить новаторский характер. В ходе работы над проектом мы разработали несколько направлений концепции, которые меняют привычный облик здания школы, а также могли бы улучшить процесс обучения и сделать его более интересным для детей.

Ключевые слова: образовательные учреждения, проектирование, межпредметные связи, зонирование.

Разрабатывая проект здания для детей, архитектору необходимо поставить себя на их место, вспомнить, что нравилось нам самим в школе, и какие были недостатки. Человечество уже давно шагнуло в то время, когда типовые здания превращаются в культовые постройки, когда обычная районная школа может стать местом притяжения. Также в современном мире существует проблема потери интереса к школе, как со стороны детей, так и со стороны многих родителей. Почти у каждого школьника есть гаджеты со всей информацией мира, а некоторые взрослые считают, что в силах и сами дать своему ребенку знания. Такие методы обучения имеют место быть, но информация может быть не всегда полной и систематизированной. Поэтому создание проекта школы – задача архиважная. Применением новых строительных материалов тут не обойтись, инновации в таком объекте должны быть гораздо глубже. Форма здания и его внутренняя организация должны повлиять на процесс образования и вернуть интерес ребенка к школе.

Территория, предложенная конкурсным заданием, находится в городе Копенгагене рядом с территорией Hekla Park и индивидуальной застройкой. По форме она достаточно нестандартная, вытянутая в длину и узкая.

Несмотря на то, что организован был конкурс для одной конкретной страны, проблема, обозначенная нами в процессе проектирования школы, актуальна и для других стран. Мы считаем, что школа дает большой объем знаний, но в современных условиях ее необходимо адаптировать под детей.

4

Каждый ребенок должен иметь не только право на образование, но и интерес к познанию. Зачастую школьники не понимают, как тот или иной предмет может пригодиться им в жизни. В своем проекте мы попытались обратить внимание на особенности современной системы образования, выделив следующие направления развития концепции нашего проекта:

необычная форма здания. Школа разделена на блоки по зонам, которые соединены переходами (рис. 1, 2). Остекленные переходы располагаются, как на водной глади на уровне первого этажа, так и соединяет вторые этажи. Это дает детям больше свободы передвижений, школа становится отчасти игровым пространством, которое изо дня в день интересно;

также здания частично стоят на искусственном водоеме, что позволяет заниматься водными видами спорта прямо в школе. А территория школы озеленена различными видами растений и создан искусственный рельеф, на заднем дворе имеется сад с плодовыми деревьями и культурами, а также небольшая ферма. Выход туда оборудован прямо из кабинета биологии, что позволяет детям наглядно изучать животных и растения на уроках (рис. 3, 4);

Рис. 1. Главная визуализация здания школы

Рис. 2. Схема зонирования здания

5

Рис. 3. Схема связи между блоками с обозначениями выходов, озеленения территории и искусственного водоема

еще одна особенность проекта – террасы на последнем уровне общеобразовательного блока, где в теплое время года могут также проводиться занятия;

центральным ядром концепции стал блок профильных классов. Струк-

тура блока представляет собой круглое здание в два этажа, на каждом из которых по 4 класса. Они связаны между собой с целью, укрепить межпредметные связи. На первом этаже центральным звеном является кабинет физики, от него расходятся химия, биология и астрология. На втором – история, от него

– география, обществознание и правоведение (рис. 4).

Рис. 4. Схема связи кабинетов профильного блока

6

«Для продуктивного усвоения учеником знаний и для его интеллектуального развития важно давать такие задачи, которые ориентированы на установление широких связей, как между разными разделами изучаемых курсов, так и между разными предметами в целом. По существу, ставится вопрос о формировании нетрадиционного способа мышления, характерного и необходимого для современного человека. Интегрируя, мы работаем над такими сквозными понятиями, которые являются объектом изучения разных наук. Усваивая их на одном уроке, ученик углубляет свои знания о признаках опорных понятий, обобщает их, устанавливает причинно-следственные связи»

[1].

Нашей концепцией мы подразумеваем, что, получив знания на одном предмете, например, физике, переходя в кабинет химии, школьники будут закреплять полученную информацию путем интеграции предметов. Таким образом, информация будет лучше усваиваться, школьники будут лучше понимать, как связаны предметы между собой. Благодаря интеграции предметов ученики начнут понимать связь наук, необходимость полученных знаний в жизни, а также научатся творчески мыслить и находить нестандартные решения задач.

Все эти изменения могут качественно повлиять на процесс обучения ребенка в школе. Природная среда благоприятно влияет на детей, в ней они могут, как обучаться, так и проводить свободное время. А интеграция наук будет повышать интерес детей к учебе.

Литература

1. Король О. Роль и значение реализации межпредметных связей в школьном курсе / О. Король. – Текст: электронный // Социальная сеть работников образования: [сайт]. – URL: https://nsportal.ru/shkola/raznoe/library/2015/01/08/rol-i-znachenie-realizatsii- mezhpredmetnykh-svyazey-v-shkolnom

7

УДК 004.056.053

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМ СВЯЗИ

ОТ МОДИФИКАЦИИ И КОПИРОВАНИЯ НЕИЗВЕСТНЫМ УСТРОЙСТВОМ ИЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ

А. А. Трофимов1, А. В. Гречишкин2 1Студент группы БТ-161, e-mail: trofimov.aa98@mail.ru

2Канд. техн. наук, ОАО «Концерн «Созвездие», e-mail: grechishkin.av@mail.ru ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

В текущий момент времени для многих компаний и частных разработчиков актуальной остается проблема цифрового пиратства – незаконного копирования и распространения чужой интеллектуальной собственности, охраняемой авторским правом, с нарушением условий договора об использовании или без разрешения авторов и правообладателей

[1].

Ключевые слова: информационная безопасность.

Ярким примером такого правонарушения является незаконное копирование операционной системы или исполняемой программы с официальных устройств компаний-производителей, дальнейшая их модификация и внедрение в собственные дешевые аналоги с целью дальнейшей продажи. Подобные девайсы в полной мере можно назвать подделкой и они бы попадали под действие закона о защите авторских прав, если бы злоумышленники не научились получать полный доступ к исходному коду похищенных данных. Обладая такими ресурсами, они могут вносить контролируемые изменения в скопированное программное обеспечение и подменять защищенную законодательством информацию о принадлежности данных компании-производителю на свои.

Некоторые производители различных системных компонентов предусматривают защиту своей интеллектуальной собственности, делая невозможным получение к ней доступа на физическом и программном уровне. Типичным примером является компания Atmel и ее bootloader – утилита установки программного обеспечения на устройство из внешних источников. Доступ к ней невозможно осуществить, так как производитель заблокировал к ней доступ извне на уровне микросхемы, внедрив ее в закрытую область памяти микроконтроллера [2-3].

Но тут встает главный вопрос – что же делать тем, кто приобрел подобное устройство и хочет защитить уже свою интеллектуальную собственность, которая будет расположена в открытых областях памяти?

Чтобы ответить на этот вопрос, для начала надо ознакомиться со структурой памяти в защищаемом устройстве. В качестве примера возьмем отладочную плату компании Atmel модели AT-SAM3S-EK.

8

На данном устройстве, как и на многих программно-конфигурируемых девайсах, есть 2 основных блока памяти – FLASH-память и SRAM (англ. Static Random Access Memory). В официальном документе указано, что первые 16 килобайт Boot памяти заняты упомянутым ранее bootloader-ом.

Алгоритм авторизации на защищаемом устройстве.

В основе данного алгоритма лежит существующий механизм авторизации пользователя с помощью каких-либо уникальных данных. В основном такими данными является комбинация «логин-пароль», которая также будет применяться и в этой работе.

Принципиальное отличие данного алгоритма от подобных аналогов заключается в периодичном автоматическом изменении пароля пользователя, что практически сводит на нет возможность добыть эту информацию с помощью перебора всех возможных комбинаций символов. Также для дополнительных мер защиты алгоритм предусматривает ограничение количества попыток ввода каждого из полей.

Механизм авторизации предполагается следующий: при подключении к объекту защиты персонального компьютера или другого автономного устройства алгоритм начнет свое действие и перейдет в состояние ожидания специальной сигнатуры. Далее от пользователя потребуется ручной ввод данных в соответствующие поля и отправка их через установленное с платой соединение. Для подтверждения правильности введенных логина и пароля часть необходимой информации будет передана вместе с ними на устройство.

Обладая всеми необходимыми данными, алгоритм произведет повторную генерацию входных параметров и сравнит полученный результат с тем, что было получено извне [4].

Для полноценной работы разрабатываемого программного комплекса необходима еще одна утилита, отвечающая за генерацию данных для авторизации.

Используемый в данной утилите алгоритм предполагает, что авторизующийся пользователь или устройство уже имеет логин, который должен быть ему предоставлен администратором системы или иным ответственным лицом. Так же пользователь обязан знать специальный набор правил и параметров, которые помогут ему получить вторую часть данных для входа [5].

Преобразование входных данных пользователя будет происходить

вследующем порядке:

1.Применение к логину шифра Гронсфельда. Ключ к шифру будет находиться в списке параметров, которые пользователь должен иметь для успешной генерации пароля. После преобразования алгоритм проверит логин на наличие в нем запрещенных символов (! , . ; / и т.д.).

2.Вычисление хэш-функции. Если администратор сети захочет повысить надежность создаваемого пароля, он может с помощью специальной комбинации символов «@#%» указать дополнительный параметр генерации

9