Устройство контроля обращений и процедур доступа к секторам жесткого магнитного диска

• Автор: Таныгин, Максим Олегович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОБРАЩЕНИЙ К ИНФОРМАЦИИ НА ПОСТОЯННЫХ НОСИТЕЛЯХ ПЭВМ.

1.1 Проблема контроля обращений к данным в современных ЭВМ.

1.2 Программные средства контроля обращений к данным и их основные недостатки

1.3 Аппаратные системы контроля обращений к данным

1.4 Проблема сохранности служебных данных, хранящихся в аппаратных средствах контроля обращений

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО АППАРАТНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ОБРАЩЕНИЙ И ПРОЦЕДУР ДОСТУПА К СЕКТОРАМ ЖМД.
2.1 Способ переноса функций контроля обращений к данным ЖМД с программного уровня на аппаратный в устройство контроля обращений к секторам УКОС
2.2 Архитектура программноаппаратной системы контроля обращений к секторам данных ЖМД
2.3 Варианты реализации устройства контроля обращений
2.3.1 Способы хранения атрибутов секторов
2.3.2 Принципы построения и функционирования встроенного УКОС
2.3.3 Принципы построения и функционирования интерфейсного УКОС
2.3.4 Сравнение вариантов построения УКОС
2.3.5 Хранение копий атрибутов секторов на диске
2.4 Теоретические основы организации аппаратного контроля процедур доступа к служебным данным УКОС
2.4.1 Причины искажений служебных данных и способы их предотвращения
2.4.2 Процедуры проверки программных команд в устройстве контроля обращений к секторам
2.4.2.1 Опознавание команды управляющего программного обеспечения по дополнительному ключевому полю
2.4.2.2 Контроль программных команд путм анализа повторений содержимого кодовых полей команд
2.4.2.3 Контроль программных команд путм подсчта выданных устройству команд
2.4.3 Механизмы проверки управляющим программным обеспечением команд, исполняемых устройством
2.4.3.1 Использование буфера программных команд устройства БКУ
2.4.3.2 Метод потоковой записи команд в буфер и их проверки до исполнения
2.4.3.3 Хеширование кодов команд для ускорения процедуры проверки содержимого буфера
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ОБРАЩЕНИЙ К СЕКТОРАМ И ЕГО ОБНАРУЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
3.1 Моделирование работы устройства в режиме программно управляемой модификации атрибутов секторов
3.1.1 Проблемы, возникающие при программно управляемой модификации атрибутов секторов
3.1.2 Расчт вероятности искажения атрибутов при различных вариантах воздействий на систему контроля обращений
3.1.2.1 Расчт вероятности искажения атрибутов при известном алгоритме преобразований над содержимым поля Ключ
3.1.2.2 Расчт вероятности искажения атрибутов при подборе содержимого поля Ключ несколькими попытками
3.1.2.3 Оценка вероятности изменения атрибутов за счт искажения многословной составной команды
3.2 Моделирование работы устройства в режиме контроля обращений к секторам ЖМД
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4. Структурная и функциональная организация устройства контроля обращений к секторам.
4.1 Алгоритмы функционирования устройства контроля обращений к секторам
4.1.1 Основные функции устройства контроля обращений к секторам, реализованного в виде интерфейсного экрана
4.1.2 Обобщенный алгоритм работы устройства
4.2 Структурные и функциональные схемы интерфейсного устройства контроля обращений к секторам
4.2.1 Подключение устройства к линиям ШЕ шлейфа и основные блоки устройства
4.2.2 Описание блока сопряжения с интерфейсной шиной и блокирования сигналов
4.2.3 Описание блока обмена данными с ОЗУ
4.2.4 Описание блока формирования адресов записи на диск
4.2.5 Описание блока анализа кодовых полей команд
4.2.6 Описание узлов УКОС, организующих хранение исполняемых команд в БКУ
4.2.7 Описание микропрограммного устройства управления
4.3 Проект реализации устройства ограничения несанкционированного доступа на ПЛИС и типовых микросхемах памяти. Оценка аппаратной сложности устройства и его тактовой частоты
4.4 Оценка быстродействия устройства и степени снижения скорости обмена данными с ЖМД
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Синтезированы алгоритм функционирования, структурные и функциональные схемы интерфейсного УКОС, ориентированные на ускорение анализа кодов атрибутов секторов за счт конвейерного выполнения операций по выборке из ОЗУ, позволяющие повысить быстродействие и обнаруживающую способность УКОС, снизить создаваемые им временные задержки до величины, на три порядка меньшей, чем время доступа к данным ЖМД, а также блокировать исполнение контроллером ЖМД заданного пользователем списка команд ЭЦВМ. На основе аппарата цепей Маркова и метода вложенных подграфов созданы вероятностные математические модели процедур контроля обращений к секторам данных и процессов информационного обмена между УКОС и УПО, позволившие выбрать приемлемые для практической реализации значения параметров УКОС, а также обосновать достигаемые показатели обнаруживающей способности разработанных средств аппаратного контроля. Практическая ценность. Разработана организация двух вариантов УКОС встроенного в контроллер накопителя и в виде интерфейсного экрана, различающихся организацией долговременного хранения кодов атрибутов секторов ЖМД, и выполнено сравнение требуемых для их реализации затрат. Разработаны архитектура программноаппаратной системы контроля обращений к секторам и проект реализации интерфейсного устройства контроля обращений. Произведена оценка аппаратной сложности интерфейсного УКОС на основе ПЛИС слайсов, 5 блоков вводавывода и типовые микросхемы оперативных, постоянных и перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств и его быстродействия, увеличение времени обращения к данным ЖМД при использовании разработанного устройства не превышает 0. Разработанное интерфейсное УКОС не требует изменения схем и конструкции контроллера жесткого диска и вводится в ЭЦВМ как переходная плата, вставляемая в его разъм, с использованием стандартных интерфейсов и системных программ типовых ЭЦВМ. Реализация и внедрение. Результаты работы использованы и внедрены в ОКБ Авиаавтоматика г. РФ , а также в учебном процессе Курского государственного технического университета. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и российских научнотехнических конференциях МНТК Распознавание г. Курск, г. Молоджь и XXI век Курск, г. Белгород, г. МНТК Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций Рязань, , гг. ВТ КурскГТУ. Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ, в том числе 2 патента на изобретение, 4 статьи, 3 из которых в журналах, входящих в перечень ВАК, 4 тезиса докладов и 1 депонированная рукопись. Способы аппаратного контроля обращений и процедур доступа к секторам файлов, хранящихся на ЖМД, основанные на переносе процедур контроля обращений с программного уровня ЭЦВМ на уровень контроллера жесткого магнитного диска и позволяющие повысить обнаруживающую способность УКОС, исключить несанкционированные запись и чтение контролируемых секторов и ограничить доступ к секторам диска. Аппаратно ориентированные процедуры и функциональные узлы УКОС для проверки команд УПО и основанные на них средства контроля процедур доступа к служебным данным УКОС, позволяющие снизить вероятность исполнения устройством команд, выданных иными, помимо УПО, программами и вероятность изменения атрибутов секторов без ведома пользователя. УКОС и его обнаруживающую способность, снизить создаваемые им временные задержки и блокировать исполнение контроллером жесткого магнитного диска команд ЭЦВМ. Математические модели процедур контроля обращений к секторам ЖМД и процессов информационного обмена между УКОС и УПО, основанные на аппарате цепей Маркова и методе вложенных подграфов, позволившие выбрать приемлемые значения параметров УКОС и обосновать достигаемые показатели обнаруживающей способности разработанных средств аппаратного контроля. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов и заключения, содержащих 3 страницы основного текста, рисунков, список использованных источников из 1 наименования на страницах, и 8 приложений на страницах.