Беспроводная связь третьего поколения

В кадре максимального размера полезные данные составляют 12000 битов (1500 байтов), что дает нам общий размер пакета в 12304 байтов. Поделив 100000000 бит/с на это число, получим максимальную скорость передачи, равную 8127,44 пакета максимального размера в секунду.

Если объем полезных данных пакета, составляющий 1500 байтов, умножить на 8127,44, то получим максимальную производительность FastEthernet, равную 12191157 байт/с.

Другой показатель - это эффективность FastEthernet, определяющаяся как часть общей полосы пропускания (100 Мбит/с), которая используется для передачи полезных данных. Например, 81227,44 пакета по 1200 битов полезной информации в каждом составляют 97529258 битов полезных данных в секунду. Поделив на 100 Мбит/с, получим эффективность сети, равную 98 % (точнее 97,53%).

Однако не все передаваемые пакеты имеют максимальный размер. Часто узел передает данные объем которых составляет менее 1500 байтов. Зависимость эффективности работы сети и ее пропускной способности от размера кадра представлена в таблице 3.8.

Таблица 3.8 - Пропускная способность и эффективность работы сети

Размер кадра, байты	Полезные данные, байты	Максимальное число кадров, передаваемых в секунду	Пропускная способность, байты/с	Эффективность, %
1518	1500	8127,44	12191157	97.53
1280	1262	9615.38	12134615	97.08
1024	1006	11973.18	12045019	96.36
512	494	23496.24	11607143	92.86
256	238	45289.86	10778986	86.23
128	110	84459.46	9290541	74.32
64	46	148809.52	6845238	54.76
64	32	148809.52	4761905	38.10
64	24	148809.52	3571429	28.57
64	16	148809.52	2380952	19.05
64	8	148809.52	1190476	9.52
64	3	148809.52	446429	3.57

Очевидно, что эффективность сети начинает ощутимо понижаться начиная с момента использования кадров размером менее 256 байтов.

Показатель использования сети указывает, насколько эффективно ЛВС использовалась в течение заданного периода времени. Это гораздо более точный способ оценить качество работы Fast Ethernet, поскольку в расчет принимаются не только количество коллизий, но и ряд других факторов. Другой способ определить показатель использования сети - вычислить часть полосы пропускания, которая применялась для передачи полезных данных в течение заданного периода времени.

Предложенная нагрузка (offered load) - это количество данных или кадров, которые должна передать сеть. Этот показатель контрастирует с показателем использования сети, который определяет, сколько информации действительно прошло через ЛВС в заданное время.

Производительность сети есть функция, зависящая как от показателя использования сети, так и от показателя предложенной нагрузки. Если сеть не нагружена, то она будет работать быстро, поскольку предложенная нагрузка не превышает ее возможностей. Существует простое правило, принимающее во внимание все сказанное: сеть работает хорошо, если и значение показателя предложенной нагрузки, и значение показателя использования сети высоки. Точка, в которой второй показатель уже не возрастает, несмотря на увеличение предложенной нагрузки, называется полной нагрузкой. В этом определении принимаются во внимание все факторы: скорость передачи, коллизии, эффективность протокола и интенсивность запросов пользователей.

3.10 Безопасность сети

Одним из ключевых аспектов построения вычислительной сети является обеспечение ее безопасности.

Некоторые повторители обладают встроенными функциональными возможностями обеспечения безопасности, помогающими предотвратить порчу данных, вторжение в сеть и другие виды атак на локальную сеть Fast Ethernet. Обычно повторители являются устройствами уровня 1 и оперируют только пакетами данных. Тем не менее многие повторители могут также обрабатывать информацию уровня 2, или уровня кадра. Это позволяет им собирать статистику уровня кадра, например сведения о количестве октетов и широковещательных кадров. Способность различать кадры также позволяет им реализовать некоторые интересные функциональные возможности по обеспечению безопасности.

Существует огромное количество способов обеспечения безопасности сети. На уровне 2 в повторителях FastEthernet можно предусмотреть три способа обеспечения безопасности (они часто бывают реализованы и в повторителях класса Ethernet 10Base-T):

Предотвращение подслушивания;

Обеспечение подлинности;

Предотвращение использования подстановки адресов.

Важно заметить, что функции обеспечения безопасности встраиваются в набор микросхем, используемый при создании повторителя. Многие функциональные возможности запатентованы и имеются не во всех повторителях. Они также не являются частью стандарта FastEthernet 802.3u, который вообще не затрагивает вопросов безопасности. Тем не менее имеющий их повторитель соответствует стандарту 802.3u, если он выполняет все требования, предъявляемые к работе повторителя. Этот уровень обеспечения безопасности часто называется безопасностью канального уровня.

Предотвращение подслушивания.

Один из видов нарушения безопасности называется подслушиванием. Обычно узел в сети игнорирует пакеты, не адресованные ему. Подслушивание становится возможным, когда узел входит в режим, в котором он получает все пакеты. Такой режим часто называют мониторным. Обычно мосты и анализаторы сети при выполнении своей работы должны действовать именно в таком режиме. Тем не менее, чтобы обеспечить безопасность сети, некоторые из узлов желательно лишить возможности прослушивать сеть.

Подслушивание чаще всего осуществляется программами перехвата пароля. Такие программы ищут в сети пакеты, содержащие пароли, и записывают их. Затем полученные данные можно такую атаку использовать для взлома сервера организации. Кроме того, многие системы на базе персональных компьютеров посылают по сети незашифрованные пароли. Даже если пароль зашифрован, его все равно можно послать на сервер и открыть сеанс работы. Только использование аппаратных ключей и техники управления новыми паролями типа запросов, может остановить.

Подслушивание можно использовать для перехвата любых видов данных из ЛВС. В частности, можно перехватить любой передаваемый файл. Файл электронной таблицы, содержащий всю информацию о заработной плате, можно перехватить в момент, когда его открывает руководство. Все, что нужно, - это доступ к тому же сегменту сети, к которому подключены компьютеры руководства, и портативный компьютер с соответствующей программой перехвата данных.

В Ethernet и FastEthernet узел может перейти в мониторный режим в какой угодно момент, и не существует централизованного способа предотвратить такой переход. Обычно этот режим реализуется при помощи программы, называемой сетевым анализатором. Программа перехватывает все кадры, передаваемые по ЛВС, и отображает их в расшифрованном виде.

Чтобы предотвратить подслушивание, повторитель должен запомнить МАС-адреса узлов, подключенных к каждому порту. Он делает это так же, как мост, однако запоминает только адреса узлов. Задать повторителю МАС-адреса узлов, которые подключены к нему и/или к каждому порту, может и администратор сети.

Поскольку повторитель знает МАС-адреса подключенных узлов, он предотвращает подслушивание, шифруя однопунктовые кадры, у которых адрес получателя не совпадает ни с одним из адресов узла, подключенных к данному порту. Кадр, ретранслируемый портом, к которому подключен узел-получатель этого кадра, не шифруется. Это означает, что узел, подключенный к безопасному повторителю, получает, как и ожидалось, все кадры ЛВС, однако не зашифрованными будут только однопунктовые кадры с его собственным МАС-адресом.

В качестве средства предотвращения несанкционированного подключения к компьютерной сети служит система SecurePort и списки доступа коммутаторов. Список допустимых MAC адресов задается для каждого порта. Вся информация о нарушениях прав доступа поступает на консоль системы управления и регистрируется в системном журнале. Таким образом, системный администратор отслеживает нарушения, которые происходят в сети.

Программное обеспечение Policy Manager устанавливается на станцию управления. Основная функция, которую выполняет Policy Manager - управление оборудованием, выполняющим функции межсетевого экрана . Помимо функций управления оборудованием ПО Policy Manager способен выполнять функции аудита трафика, проходящего через устройства обеспечения безопасности, вести журнал событий, а также формировать отчеты.

Узлы от A до F на рисунке 3.10. подключены к безопасному повторителю. Повторитель знает MAC-адреса каждого присоединенного к нему узла и к какому порту присоединен каждый узел. Когда узел А передает кадр узлу D, повторитель пошлет зашифрованные кадры всем узлам, кроме D. Только узел D получит незашифрованный кадр. Единственное сходство между зашифрованным кадром и оригиналом - его длина. Это обеспечивает правильную работу механизма CSMA/CD.



Рисунок 3.10 - Шифрование кадра повторителем

Обеспечение подлинности.

С помощью функции обеспечения подлинности, часто называемой предотвращением вторжения или обнаружением вторжения, мы сможем предотвратить подключение к сети незарегистрированных компьютеров. Подобно функции предотвращения подслушивания, функция предотвращения использования псевдонимов адресов заставляет повторитель обрабатывать информацию уровня 2, в частности адреса МАС. Функции предотвращения использования псевдонимов имен и предотвращения подслушивания обычно применяются совместно, поскольку обе основаны на том, что повторителю известно, какие МАС-адреса имеют узлы ЛВС и к каким портам они могут быть подключены.

Предотвращение использования подстановки адресов.

Функция предотвращения использования подстановки адресов очень похожа на функцию обеспечения подлинности и в действительности является продолжением той же идеи. Функции работают по одному принципу и их лучше применять совместно.

Большинство адаптерных плат (или встроенных наборов микросхем) для Ethernet и FastEthernet позволяют программировать и/или изменять МАС-адреса узлов динамически. Относительно несложно написать программу, позволяющую посылать пакеты с различными МАС-адресами отправителя. Этот прием называется использованием подстановки МАС-адресов.

Функция защиты от использования подстановки адресов запрещает узлу, подключенному к порту, передавать кадры с адресом МАС, не совпадающим с определенным для этого порта. Повторитель видит каждый из кадров, которые передает узел. Каждый из них должен иметь адрес отправителя, совпадающий с заранее определенным. Если послан кадр, у которого адрес не совпадает с указанным, то повторитель немедленно отключит порт.

Обеспечение подлинности и предотвращение использования подстановки адресов иногда называют просто безопасностью МАС-адресов.

Безопасность работы системы складывается из нескольких компонентов:

¦ Исключение несанкционированного доступа к сетевым ресурсам;

¦ Регистрация всех событий, которые происходят в сети, для последующего анализа.

Одной из функций системы управления сетью является управление правами доступа. С консоли сетевой администратор может просмотреть права доступа и внести в них необходимые изменения при перемещении рабочей станции с одной розетки на другую.

В качестве средства предотвращения несанкционированного подключения к компьютерной сети служит система SecurePort и списки доступа коммутаторов. Список допустимых MAC адресов задается для каждого порта. Вся информация о нарушениях прав доступа поступает на консоль системы управления и регистрируется в системном журнале. Таким образом, системный администратор отслеживает нарушения, которые происходят в сети.

3.11 Перспективы развития сети

В плане дальнейшего развития сети можно определить следующее направление. Возможно также увеличение количества рабочих станций в сети. Для обслуживания большего количества рабочих станций возможно добавление новых серверов локальной сети.

Выводы

В данном разделе рассмотрены современные высокоскоростные технологии для ЛВС. Подробно рассмотрена технология FastEthernet, которая применяется для построения сети. Рассмотрена кабельная система корпоративной сети. Построен проект корпоративной сети предприятия. Выбрано оптимальное сетевое оборудование для данного проекта. Определено необходимое оборудование для сервера сети и почтового сервера. Произведен анализ эффективности сети. Показаны способы для обеспечения безопасности сети на аппаратном уровне.

4. Программное обеспечение локальной вычислительной сети

4.1 Анализ информационной структуры

Согласно описанию использования сетевой среды в предыдущих разделах приходим к выводу, что основное назначение используемой вычислительной сети это обеспечение взаимодействия между рабочими станциями. Клиенты используют как правило приложения для работы с АРМами, текстами или электронными таблицами.

Согласно приведенному выше описанию, сетевая операционная система должна наиболее эффективно работать на файл-сервере. Эти особенности следует учитывать при дальнейшем принятии решений.

4.2 Выбор сетевой операционной системы

Рассмотрим возможности наиболее известных сетевых операционных систем и требования, которые они предъявляют к программному и аппаратному обеспечению устройств сети.

Характеристики системы Banyan Vines 7.0.

Требовательность к аппаратной платформе. Так как в основе ОС лежит Unix, то особых требований к аппаратуре не предъявляется. Производительность системы снижается пропорционально росту нагрузки.

Простота администрирования и сопровождения. Администрирование требует высокой квалификации и знания операционной системы.

Наличие службы глобальных каталогов. Служба глобальных каталогов StreetTalk и справочная система STDA.

Поддержка стандартных транспортных протоколов. Полностью прозрачно поддерживается только собственный транспортный протокол Vines IP независимо от типа соединения (LAN или WAN).

Обеспечение сетевой печати. Базовая ОС обеспечивает сетевую печать на принтерах, подключенных к серверу.

Обеспечение электронной почты. Имеется специализированный продукт Inteligent Messaging System, обеспечивающий эффективную почтовую систему. Для работы с Windows необходимо приобретать дополнительно драйверы MAPI для почтового клиента MS Exchange.

Условия лицензирования. Лицензируется на фиксированное число лицензий 10, 50, 100, 250. Возможно и лицензирование на пользователя.

Локализация продукта. Клиентское и серверное ПО локализуется для США, Франции, Италии, Испании, Японии.

Наличие разработок третьих фирм. Имеется большое число фирм, разрабатывающих приложения для данной ОС. Степень известности таких фирм на российском рынке мала.

Поддержка новых устройств - отстает.

Поддержка многопроцессорных и кластерных систем. Обеспечивается поддержка многопроцессорных платформ (двухпроцессорных), стоимость многопроцессорной ОС отличается от стоимости однопроцессорной системы. Начиная с версии 8.0 базовая система поддерживает до четырех процессоров. А поддержку многопроцессорных систем Banyan Systems начала гораздо раньше Microsoft.

Возможность разработки приложений. Разработка приложений затруднена. Необходимо приобретать специализированную среду разработки. Разработку серверных приложений можно вести только на С++.

Поддержка технологии интранет. Поддержка технологии intranet обеспечивается только за счет разработок третьих фирм. Есть и свои разработки, причем не имеющие аналогов среди продуктов Microsoft по функциональности.

Характеристика системы NetWare 4.10.

Требовательность к аппаратной платформе. Данная система не предъявляет особых требований к аппаратуре.

Простота администрирования и сопровождения. Администрирование требует знания операционной системы.

Наличие службы глобальных каталогов. Служба каталогов Network Directory Server.

Поддержка стандартных транспортных протоколов. Поддерживаются протоколы IPX/SPX, IP, AppleTalk.

Обеспечение сетевой печати. ОС обеспечивает все виды сетевой печати.

Обеспечение электронной почты. Необходима установка дополнительного продукта, обеспечивающего функционирование электронной почты.

Локализация продукта. Локализация ПО для России поддерживается.

Наличие разработок третьих групп. Существует множество фирм-разработчиков поддерживающих данную ОС.

Поддержка новых устройств. Поддержка большинства новых устройств. Большинство производителей оборудования самостоятельно разрабатывают драйверы для систем Novell NetWare.

Поддержка многопроцессорных и кластерных систем. Обеспечивается поддержка многопроцессорных платформ. Технологии поддержки кластерных систем SFT ЙЙЙ, и Wolf Mountain обеспечивают функционирование совместно от двух до нескольких десятков серверов.

Возможность разработки приложений. Разработку приложений можно вести различными инструментальными средствами: Visual C++, Visual FoxPro, Delphi и т.д.

Поддержка технологии интранет. Для поддержки данной технологии требуется установка дополнительных модулей.

Характеристики системы Windows 2000 Server.

Требовательность к аппаратной платформе. Имея более тяжелое ядро, ОС предъявляет высокие требования к аппаратной платформе. В то же время сейчас стоимость аппаратной платформы значительно упала.

Простота администрирования и сопровождения. Администрирование требует знания операционной системы, в тоже время интерфейс знаком по настольным системам (Windows 98/NT), что значительно облегчает процесс администрирования и обучения.

Наличие службы глобальных каталогов. Нет службы глобальных каталогов.

Поддержка стандартных транспортных протоколов. Поддерживаются все наиболее распространенные транспортные протоколы: TCP/ IP, IPX /SPX, NetBEUI. При этом обеспечивается маршрутизация по LAN -соединению. Для обеспечения маршрутизации по WAN-соединению разработано расширение StreelSuit. Все сервисы поддержки различных протоколов поставляются вместе с ОС и входят в ее стоимость.

Обеспечение сетевой печати. Базовая ОС обеспечивает все виды сетевой печати.

Обеспечение электронной почты. Предлагается дополнительный продукт MS Exchange, обеспечивающий функционирование системы. MS Exchange дополнительно поддерживает электронные формы и позволяет разрабатывать расширение почтовой системы.

Условия лицензирования. Лицензии можно приобретать на произвольное число пользователей.

Локализация продукта. Клиентское ПО локализуется практически для всех языковых групп, в том числе для России. Серверное ПО обеспечивает поддержку всех языков клиентской стороны.

Наличие разработок третьих фирм. Практически все софтверные фирмы разрабатывают продукты под ОС Windows 2000.

Поддержка новых устройств. Обеспечивается поддержка практически всех новых устройств выпускаемых различными производителями. Большинство производителей оборудования самостоятельно разрабатывают драйверы для систем Windows 2000.

Поддержка многопроцессорных и кластерных систем. Базовая ОС обеспечивает поддержку до четырех процессоров. При увеличении числа процессоров необходимо лицензирование со стороны производителя аппаратной системы. Имеются кластерные решения.

Возможность разработки приложений. Разработку серверных и клиентских приложений можно вести практически любыми инструментальными средствами: Visual C++, Visual Basic, Visual FoxPro, Delphi, Power Builder и так далее.

Поддержка технологии интранет. Поддержка технологии интранет встроена в ОС. В базовую ОС входят такие службы, как Web-сервер, FTP-сервер, Gopher - сервер, редактор HTML FrontPage, поддержка активных серверных страниц, Index Server, DNS Server, DHCP Server.

Из рассмотренных выше сетевых операционных систем явным лидером с полной уверенностью можно обозначить ОС MS Windows 2000 Server. Она наиболее полно отвечает требованиям надежности, эффективности функционирования и администрирования, системам защиты информации и разграничения доступа, а также позволяет оптимально настроить и эффективно эксплуатировать разработанную локальную вычислительную сеть.

4.3 Операционные системы рабочих станций

В настоящее время рабочие станции работают под управлением операционной системы Microsoft Windows 2000. Эта многозадачная ОС позволяет довольно эффективно работать с корпоративными приложениями, предоставляет дружественный интерфейс для пользователей. Но характеризуется рядом недостатков - недостаточной степенью надежности, практически отсутствующей защитой от несанкционированного доступа, что является важнейшими требованиями для ОС, работающих в сети. Использование MS Windows 2000 позволяет повысить степень надежности системы более чем в 2 раза, а хорошо спланированная система защиты позволяет применить политику разграничения доступа к ресурсам рабочей станции и вычислительной сети. Кроме того, Windows 2000 изначально ориентировалась на сетевое функционирование, что позволяет добиться оптимальных характеристик работы системы в целом.

4.4 Обеспечение безопасности сети на программном уровне

Обеспечение безопасности сети возможно на нескольких уровнях защиты. Рассмотрим некоторые из них.

Основной принцип безопасности - обеспечивать доступ к вычислительным ресурсам только тем, кому это разрешено. Это достигается путем аутентификации - проверки личности пользователя. Она осуществляется использованием паролей, которые для обеспечения должной защиты необходимо шифровать.

Распределенные системы требуют механизма аутентификации, позволяющего установить личность даже того пользователя, который неизвестен заранее. Для этого используются сертификаты. Существует международный стандарт на сертификаты - Х.509.

Использование сертификатов для аутентфикации укрепляет систему безопасности.

Межсетевые экраны («брандмауэр» или firewall) позволяют следить за безопасностью определенного участка сети - связывающего локальную сеть с глобальной сетью.

Основу для работы межсетевых экранов создает надежная аутентификация пользователей. Межсетевой экран обеспечивает пользователям, имеющим сертификаты, возможность работать с внутренней информацией из любой сети как по одну, так и по другую сторону экрана. Кроме того, брандмауэр может аутентифицировать не только пользователей, но и внешние серверы, блокируя доступ пользователей к «неблагонадежным» внешним компьютерам.

Выводы

В данном разделе рассмотрены различные сетевые операционные системы. Обоснован выбор Windows 2000 Server как сетевой операционной системы и выбор Windows 2000 как операционной системы для рабочих станций. Рассмотрена безопасность сети на программном уровне.

5. Технико-экономическая эффективность проекта

5.1 Определение трудоемкости выполненных работ

Технико-экономическое обоснование проекта информационной системы (подсистемы) проводится для того, чтобы:

– доказать целесообразность инвестиционного проекта по внедрению информационной системы (подсистемы);

– рассчитать и дать оценку составляющим денежного потока для рассматриваемого срока службы информационной системы (подсистемы);

– сопоставить затраты на создание и функционирование информационной системы (подсистемы) с результатами, получаемыми от ее внедрения, оценить прибыль, определить сроки окупаемости затрат.

В процессе проектирования информационной системы проектировщик может разработать несколько вариантов технологических процессов, среди которых ему необходимо выбрать наилучший.

Основные требования, предъявляемые к выбираемому технологическому процессу:

– обеспечение пользователя своевременной и достоверной информацией;

– обеспечение высокой степени достоверности получаемой информации;

– обеспечение минимальности трудовых и стоимостных затрат, связанных с обработкой данных.

Трудоемкость разработки программного обеспечения в чел.-часах определяется по формуле:

(5.1)

где - затраты труда на описание задачи;

- затраты на исследование предметной области;

- затраты на разработку блок схемы;

- затраты на программирование;

- затраты на отладку программы;

- затраты на подготовку документации.

Определение затрат труда на описание задачи затруднено, так как этот труд связан с творческим характером работы. Допустим, что = 100 чел.-часов и то, что работу выполняет инженер-программист с окладом 15000 руб. в месяц и коэффициентом квалификации (определяется в зависимости от стажа работы и составляет: для работающих до 2-х лет - 0,8; от 2-х до 3-х - 1,0; от 3-х до 5 - 1,1...1,2; от 5 до 7 - 1,3...1,4; свыше семи лет - 1,5...1,6) .

Затраты труда на исследование предметной области с учетом уточнения описания и квалификации программистов определяются по формуле (5.2).

(5.2)

где D - общее число операторов, ед; - коэффициент увеличения затрат труда, вследствие недостаточного описания задачи (= 1,2...1,5); - количество операторов, приходящееся на 1 чел.-час (для данного вида работ = 75...85 ед./чел.-ч).

Большинство составляющих трудоемкости определяются через общее число операторов D

 (5.3)

где - число операторов, ед.; c - коэффициент сложности задачи, (с = 1,25 ... 2); p - коэффициент коррекции программы, учитывающий новизну проекта (для совершенно новой программы p = 0,1).

При разработке подсистемы автоматизации в соответствии с формулой (5.3), примем следующее условное число операторов программы:

ед.

Коэффициент () увеличения затрат труда, вследствие недостаточного описания задачи равен 1,4.

Примем количество операторов, приходящееся на 1 чел.-час равным 80.

В соответствии с формулой (5.3) затраты труда программистов на исследование предметной области чел.-часов.

Затраты труда программистов на разработку алгоритма решения задачи рассчитывается по формуле

(5.4)

Принимем = 25 ед./чел.-часов, тогда чел.-часов.

Затраты труда программистов на составление программы на ЭВМ по готовой блок-схеме находят по формуле:

(5.5)

Учитывая, что = 20 ед./чел.-часов, получим чел.-часов.

Затраты труда на отладку программы на компьютере

(5.6)

Подставив в данную формулу значения: = 7 ед./чел.-часов, получаем, чел.-часа.

Подготовка документации включает в себя подготовку материалов в рукописи и последующие редактирование, печать и оформление документов.

Затраты труда программистов на подготовку материалов в рукописи вычислим по формуле:

(5.7)

Подставив в формулу (5.7) значения = 12 ед./чел.-часов и = 1,0, получим, чел.-часов.

Затраты труда программистов на редактирование, печать и оформление документов рассчитываются по формуле:

(5.8)

Получим величину затрат труда на редактирование, печать и оформление документов равную чел.-часов.

Окончательно подставив в формулу (5.1) все найденные значения, получим полные трудозатраты инженера-программиста .

Полученное значение необходимо скорректировать с учетом уровня языка программирования

(5.9)

где - коэффициент уровня языка программирования (в нашем случае ).

Учитывая последнюю формулу получим значение общей трудоемкости разработки программного обеспечения равное 733 чел.-часа.

5.2 Суммарные затраты на разработку

Суммарные затраты на разработку проекта состоят из единовременных расходов на всех этапах инновационного процесса: исследование, разработка, внедрение, эксплуатация. Определение этих затрат производится путем составления калькуляции плановой себестоимости.

Плановая себестоимость включает все затраты, связанные с ее выполнением, независимо от источника их финансирования. Себестоимость единицы продукции состоит из следующих статей затрат:

- основная заработная плата;

- дополнительная заработная плата;

- отчисления на социальные нужды;

- затраты на электроэнергию;

- затраты на амортизацию и ремонт вычислительной техники;

- расходы на материалы и запасные части;

- накладные расходы.

Основная заработная плата включает заработную плату менеджера и инженера-программиста. Для ее расчета применяется следующая формула:

 (5.10)

где - дневная тарифная ставка, T - время работы.

Для расчета основной заработной платы определим продолжительность работы исполнителей заказа на данную подсистему, поместив полученные данные в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Продолжительность работы исполнителей заказа

Наименование работ	Исполнитель	Продолжительность работ (дней)
Постановка задачи	Менеджер	5
Подготовительный этап	Менеджер	5
Разработка алгоритма и структуры подсистемы	Программист	12
Разработка требований к интерфейсу приложения	Менеджер	3
Написание программы	Программист	12
Отладка программы	Программист	31
Оформление документации	Программист	25
Тестирование программы	Менеджер	7
ИТОГО	Менеджер	20
	Программист	80

Из таблицы 5.1, видно, что наиболее продолжительную работу по разработке подсистемы автоматизации выполняет программист. Основными этапами разработки являются разработка алгоритма и структуры, отладка программы, а так же оформление документации. Исходя из этого, рассчитаем основную заработную плату разработчиков.

Принимаем дневную тарифную ставку программиста рубля.

По формуле 5.10, найдем величину основной заработной платы программиста:

 рубля.

Принимаем дневную тарифную ставку менеджера рубля.

Продолжительность работы над проектом менеджера составляет 20 рабочих дней, тогда его основная заработная плата за работу над проектом составит:

рублей.

Учитывая рассчитанные значения, рассчитаем основной фонд заработной () платы, воспользовавшись формулой:

рублей (5.11)

Дополнительная заработная плата () в виде различных премий составляет 50 % от . Тогда рублей.

К отчислениям на социальные нужды относятся отчисления на социальный налог, который составляет 34 % от основной и дополнительной заработной платы. Тогда

(5.12)

Для расчета суммы основной и дополнительной заработных плат воспользуемся формулой:

95460 рублей (5.13)

Используя формулу (5.13), найдем отчисления на единый социальный налог:

рублей

Затраты на оплату электроэнергии можно рассчитаем по формуле:

(5.14)

где - мощность ЭВМ, кВт; t - время работы вычислительного комплекса;

С - стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, руб.

Затраты на оплату электроэнергии составят рублей.

Эксплуатационные затраты на использовании ЭВМ в процессе программирования рассчитываются согласно амортизационным отчислениям при учете основных средств:

(5.15)

где - первоначальная стоимость персонального компьютера;

А - амортизационные отчисления в % (обычно принимают 20 %);

m - количество месяцев использования.

Работа ЭВМ составляет 100 дней, что приблизительно составляет 3,3 месяца. За этот период амортизационные отчисления при первоначальной стоимости персонального компьютера 32000 руб. составят:

рублей.

Кроме амортизационных отчислений в эксплуатационные затраты входят затраты на оплату электроэнергии и следовательно, сумма эксплуатационных затрат составила: 2000 рублей.

Расходы на материалы и запасные части включают стоимость всех видов сырья и материалов, расходуемых на разработку подсистемы (см. таблицу 5.2).

Таблица 5.2 - Расчет сырья и материалов

Наименование	Единица измерения	Количес- тво	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
Дискеты	шт.	15	15	225,00
DVD-RW диск	шт.	15	25	375,00
Бумага	пачка (500 листов)	3	150	450,00
Услуги доступа в Интернет (безлимитный доступ)	месяц	4	1050	4200,00
Картридж для принтера HP Laser Jet 1010	шт.	3	150	450,00
Итого				5700

Таким образом, общая сумма сырья и материалов, потребленных в процессе разработки, составила 5700 рублей.

Здесь же необходимо рассчитать и накладные расходы, которые включают в себя затраты на обслуживание управления и производства. При исчислении себестоимости продукции они должны прибавляться к основным расходам. Накладные расходы составляют 20% от прямых затрат, и рассчитываются по формуле:

(5.16)

В прямые затраты входят затраты, рассчитанные ранее, и составляют в нашем случае: = 135616 рублей.

Воспользовавшись формулой (5.16), рассчитаем сумму накладных расходов:

рубля. (5.17)

Составим смету затрат на разработку подсистемы (таблица 5.3).

Таблица 5.3 - Смета затрат на разработку подсистемы

Статьи	Сумма руб
1 Сырье и материальные ресурсы	5700,00
2 Основная заработная плата	63640,00
3 Дополнительная заработная плата	31820,00
4 Затраты при использовании ПК	2000,00
5 Единый социальный налог	32456,00
6 Накладные расходы	27123,00
ИТОГО	162739,00

Анализ таблицы позволяет сделать вывод, что основными затратами на создание подсистемы автоматизации являются затраты на заработную плату разработчиков, относительно незначительные затраты составляют накладные расходы.

5.3 Технико-экономический эффект от разработки подсистемы документооборота

Технико-экономический эффект от разработки подсистемы автоматизации документооборота может быть оценен таким параметром, как коэффициент оперативности управления (принятия решений). Коэффициент оперативности К определяется по формуле:

, (5.18)

где - время принятия решения при традиционном подходе; - время принятия решения при использованием подсистемы автоматизации. Все данные для расчета технико-экономического эффекта представлены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Данные для расчета технико-экономической эффективности разработки

Наименование работы	Время обработки
	ручной метод	с применением подсистемы автоматизации
Среднее время обработки данных	20 мин	1 мин.
Проверка корректности полученных данных	5 мин	1 мин
Среднее время анализа	10 мин	2 мин
Среднее время принятия докладов	30 мин	5 мин
Время необходимое для подготовки и предоставления отчета	30 мин	10 мин
Итого	95 минут	19 минут.

Используя формулу 5.17, получим коэффициент оперативности управления

К = 5.

На основе приведенных вычислений можно сделать вывод, что внедрение подсистемы автоматизации приводит к пятикратному повышению оперативности работы по принятию решения.

5.4 Оценка экономической эффективности внедрения программного продукта

Показатель экономической эффективности определяет все положительные результаты, достигаемые при использовании программного продукта. Прибыль от использования продукта за год определяется по формуле:

, (5.19)

где Э - приток денежных средств при использовании программного продукта, руб.

З - стоимостная оценка затрат при использовании программного продукта, руб.

Приток денежных средств в процессе использования программного продукта в течение года может составить:

, (5.20)

где: З_ручн. - затраты на ручную обработку информации в руб.;

З_авт. - затраты на автоматизированную обработку информации, руб.;

Э_доп. - дополнительный экономический эффект, связанный с уменьшением числа используемых бланков, высвобождением рабочего времени и т.д., руб.

, (5.21)

где: t_p - время, затрачиваемое на обработку информации вручную, ч;

ц_ч - цена одного часа работы оператора, руб.;

k_d - 1…2 - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на логические операции.

(5.22)

где: t_a - затраты времени на автоматизированную обработку информации, ч.

Основные экономические показатели проекта:

- чистый дисконтированный доход (ЧДД) от использования программного продукта;

- срок окупаемости (Т_ок) проекта.

Чистый дисконтированный доход от использования программного продукта определяют по формуле:

, (5.23)

где: п - расчетный период, год;

П_k - прибыль от использования программного продукта за k-й год его эксплуатации, руб.;

Е - норма дисконта;

К - капиталовложения при внедрении программного продукта.

Срок окупаемости проекта определяется по следующей формуле:

(5.24)

Где: N - максимальное количество лет, прошедших с начала эксплуатации программного продукта, в течение которых, величина дохода от его использования не превысила величины капиталовложения при внедрении программного продукта;

Эj - величины приведенных (дисконтированных) годовых эффектов за j год, прошедший с начала эксплуатации программного продукта, вычисленные по формуле (5.23) при подстановке нормы дисконта Е = 20%.

Исходя из вышеприведенных расчетов, можно оценить эффективность внедрения программного продукта.

Данный продукт используется десятью работниками. Оклад специалиста - 12000 руб., премиальный фонд - 20% от оклада. Часовая тарифная ставка составит:

Годовые затраты десяти работников при ручной обработке информации (затраты на ручную обработку информации составляют 25 ч в месяц) составят:

З_ручн = 25 х 10 х 12 х 81,8 = 245400 руб.

При автоматизированной обработке информации (затраты времени 5 ч в месяц):

З_авт = 5 х 10 х 12 х 81,8 = 49080 руб.

Годовой эффект от внедрения программного продукта:

Э = З_ручн - З_авт = 245400 - 49080 = 196320 руб.

Эксплуатационные затраты при использовании программного продукта будут состоять из затрат на электроэнергию, техническое обслуживание и текущий ремонт вычислительной техники.

За 12 месяцев затраты на электроэнергию при потребляемой мощность компьютера Р_в = 0,3кВт составят (стоимость электроэнергии ц_э = 3,50 руб./кВт-ч):

З_э = P_в x t x Ц_э = 0,3 х 10 х 6 х 12 х 3,50 = 604,80 руб.

Затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт:

,

Где - балансовая стоимость вычислительной техники;

- годовой фонд рабочего времени вычислительной техники, =2112;

= 4% - норма отчислений на ремонт;

- фонд рабочего времени при создании программного продукта;

= 1,15 x (T_п + T_отл + T_д) = 1,15 x (264 + 754 + 770) = 2056

Тогда получим: З = З_э + З_п = 604,80 + 1246 = 1850 руб

Оценка эффективности внедряемого программного продукта.

Прибыль равна : П = 196320- 1850 = 194470 руб.

Таким образом, денежный поток будет выглядеть так:

0 шаг (капиталовложения) - 162739 руб.;

1 шаг - 194470 руб.;

2 шаг - 194470 руб.;

3 шаг - 194470руб.;

4 шаг - 194470 руб.;

Чистый дисконтированный доход за 4 года использования программного продукта (срок до морального старения данной разработки) при норме дисконта Е = 20% составит:

ЧДД =

ЧДД положителен, т.е. проект эффективен.

Рассчитаем срок окупаемости проекта.

Величины приведенных (дисконтированных) годовых эффектов по годам расчетного периода равны:

Срок окупаемости проекта составит:

Основные технико-экономические показатели проекта

Основные показатели	ед.измерения	сумма
Итоговая трудоемкость разработки	чел-ч	733
Полные затраты на создание программного продукта	руб.	162739
Годовой эффект от внедрения программного продукта	руб.	196320
Чистый дисконтированный доход за 4 года использования программного продукта	руб.	349992
Срок окупаемости проекта	год	1

Выводы

На основании проведенного расчета экономической эффективности разработанной и внедряемой подсистемы можно сделать вывод, что итоговая трудоемкость разработки составит 733 чел.-ч, годовой эффект от внедрения подсистемы - 196320 руб. Срок окупаемости данного проекта определен в 1 год. Следовательно, затраты на создание и внедрение данной подсистемы практически окупятся в течение первого года использования программного продукта.

Таким образом, разработка данного программного обеспечения является экономически целесообразным.

6. Безопасность и экологичность проекта

6.1 Общая характеристика опасных и вредных факторов на рабочем месте

В настоящее время ЭВМ используются во многих областях производства различного рода товаров и услуг. Применение ЭВМ позволяет снизить нагрузку работника, передав часть осуществляемых им функций специализированным информационным системам. Но помимо облегчения труда работников производства, ЭВМ являются источником вредных и опасных факторов на производстве.

К вредным факторам на рабочем месте относятся:

наличие электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного излучения;

наличие статического электричества;

напряжение зрения и внимания;

интеллектуальные, эмоциональные и длительные статические физические нагрузки;

монотонность труда;

большой объем обрабатываемой информации.

К опасным факторам относятся:

1) возможность возникновения пожара;

2) возможность поражения электрическим током.

6.2 Общие мероприятия по обеспечению безопасности на рабочем месте

Рассматриваемое помещение находится в конструкторском корпусе на втором этаже здания. Окна рабочего помещения выходят на запад, затеняющих зданий и козырьков нет. На расстоянии 70 м от здания находится автомобильная дорога с однополосным интенсивным движением.

Параметры основного рабочего помещения (рисунок 6.1):

– длина - 7 м;

– ширина - 8 м;

– высота потолка - 2,5 м;

– окна: два окна, расположение - одностороннее, высота - 2,4 м, общая ширина - 5 м, расстояние от пола - 0,9 м.

В помещении находится 6 рабочих мест оснащенных ПЭВМ. Так же в помещении установлен кондиционер и ксерокс. Оконные проемы располагаются относительно рабочих мест справа и слева.

Высота рабочей поверхности рабочего места составляет 0,8 м. Рабочий стол имеет пространство для ног высотой 0,72 м, шириной - 1,2 м. Стул подъемно-поворотный, регулируется по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а так же расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра независима, легко осуществляема и имеет надежную фиксацию. Конструкция обеспечивает:

ширину и глубину поверхности сиденья 0,43 м;

поверхность сиденья с закругленным передним краем.

Поверхность сиденья и спинки стула полумягкая, с нескользящим, антистатическим и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений. Экран монитора находится от глаз на расстоянии 0,8 м.

Площадь помещения составляет 56 м², а общий объем - 201,6 м³. Так как в помещении расположено 6 рабочих мест, то на одно рабочее место приходится порядка 9,3 м² площади (при норме 6 м²) и 33,6 м³ объема (при норме 20 м³). Таким образом помещение по площади и объему соответствует санитарным нормам.

Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.

Параметры микроклимата нормируются в зависимости от категории тяжести труда и от характеристики работ по энергозатратам.

Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 °С и выше, холодный - ниже +10 °С.

В данном помещении производятся работы категории 1а, при этом работа на ПЭВМ является основной. Нормируемые параметры микроклимата для данного помещения приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Нормируемые параметры микроклимата

Период года	Температура воздуха, °С не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	22 - 24	40 - 60	0,1
Теплый	23 - 25	40 - 60	0,1

Для поддержания оптимальных параметров микроклимата в помещении установлен кондиционер, автоматически регулирующий в помещении температуру и влажность воздуха. Вентиляция в помещении - естественного типа.

Освещение в помещении совместное: естественное - используется в светлое время суток, искусственное - в сумеречное время суток. Естественное освещение осуществляется через оконные проемы общей площадью 12 м² с установленными жалюзи. Освещенность рабочего места составляет при этом более 300 лк и соответствует нормам.

Стены в помещении выкрашены в розовый цвет; потолок окрашен в светло-голубой цвет, коэффициент отражения в пределах 0,7, что соответствует установленным нормам. Пол застелен антистатическим линолеумом серого цвета.

Источниками шума в помещении являются работающая оргтехника и шумовой фон от уличного и дорожного движения.

ПЭВМ включены постоянно, принтер и кондиционер используются периодически. Уровень шума от одного ПЭВМ составляет 35дБ, кондиционера - 40 дБ и принтера - 48 дБ. Для расчета суммарного уровня шума от n источников воспользуемся формулой:

(6.1)

где - уровень шума от i-го источника.

Суммарный уровень шума от системных блоков ПЭВМ составляет 42.782 дБА. Максимальный уровень шума в помещении (при использовании принтера и кондиционера) составляет 49.641 дБА. При этом нормируемое значение суммарного шума в помещении составляет 50 дБА, следовательно помещение по уровню шума соответствует санитарным нормам.

Уровень вибрации в помещении находится в допустимых пределах, поскольку в работе используется современное оборудование, сертифицированное на соответствие установленным нормам (для системных блоков ПЭВМ - на уровне сборки). Так же для снижения вибрации системные блоки установлены на специальные подставки, а принтер расположен на отдельном столе для снижении уровня вибрации при его работе непосредственно на рабочих местах.

Основными источниками электромагнитного излучения на рабочих местах являются дисплеи (мониторы) ПЭВМ. Для данного класса устройств установлены следующие предельные нормы излучений:

– напряженность электромагнитного поля на расстоянии 0,5 м вокруг дисплея по электрической составляющей:

а) в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц: 25 В/м;

б) в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц: 2,5 В/м;

– плотность магнитного потока на расстоянии 0,5 м вокруг дисплея:

а) в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц: 250 нТл;

б) в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц: 25 нТл;

– поверхностный электростатический потенциал: 500 В.

Все дисплеи полностью соответствуют указанным нормам, поскольку имеют сертификат соответствия более жесткому стандарту - TCO-99 и TCO-2003.

Трудовая деятельность в помещении относится к III категории работы с ПЭВМ группе В с 8-часовой сменой. При такой трудовой деятельности нормируется 70 минут суммарного времени регламентированных перерывов. В течение смены определен перерыв на обед длительностью 60 минут, а так же короткие перерывы в течение рабочей смены.

Несоблюдение некоторых требований по охране труда ведет к систематическому ухудшению общего самочувствия работников в течение рабочего дня (головные боли, повышение артериального давления и другое), но профессиональных заболеваний, относящихся в основном к нервной и мышечной системам организма, среди сотрудников предприятия на данный момент не зарегистрировано.

Основная опасность электрического тока выражается в том, что реакция человека на электричество возникает лишь при протекании тока через организм. При напряжении в электросети 220 В и частоте тока 50 Гц опасным считается ток силой более 20 мА; при силе тока более 30 мА существует угроза жизни человека вследствие остановки дыхания или сердца, а также получения сильных ожогов. Следовательно, правильная организация обслуживания оборудования, проведение ремонтных и профилактических работ имеет большое значение для предотвращения электротравматизма. На предприятии профилактикой оборудования занимается квалифицированный инженер; работы по ремонту электротехники на предприятии не осуществляются.

В полной мере поражений персонала электрическим током (в совокупности с правилами безопасности) можно избежать только при соблюдении требований электробезопасности пользователей ПЭВМ; на практике выполняются следующие из них:

а) все узлы одного персонального компьютера и подключенное к нему периферийное оборудование питаются от одной фазы электросети;

б) корпуса системного блока и внешних устройств заземлены радиально, с одной общей точкой;

в) все соединения ПЭВМ и внешнего оборудования производятся только при отключенном электропитании;

г) перед началом работы оборудовании осматривается на предмет наличия оголенных участков проводов, а так же различного рода повреждений корпусов;

д) в помещении находится отдельный щит с автоматами защиты и общим рубильником для отключения электрооборудования.

Перебои электроснабжения в работе ЭВМ могут привести к тяжелым последствиям как для самой техники (выход из строя отдельных ее элементов), так и для хранимой информации (порча или потеря информации с невозможностью восстановления при выходе из строя устройств хранения данных). В совокупности с простоями техники это может привести к ощутимым финансовым потерям, в том числе из-за недополученной прибыли. Поэтому на предприятии для защиты от некачественного электропитания каждая ПЭВМ укомплектованы источниками бесперебойного питания. Помимо этого, для увеличения степени защищенности информации периодически проводится резервное копирование ценных данных на оптические носители, для чего каждая ПЭВМ укомплектована устройством записи на оптические диски.

Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы кондиционирования воздуха. Однако они же являются дополнительной пожарной опасностью.

В помещении, в котором находятся ЭВМ, не курят, не оставляют вблизи ЭВМ горячих и быстро воспламеняющихся веществ. Пожарная безопасность кабинета обеспечивается применением первичных средств пожаротушения: огнетушителей ОУ-2, автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения (дымовых датчиков КН-1), на каждом этаже расположен план эвакуации.

В случае возникновения пожара необходимо отключить электропитание, вызвать пожарную команду, эвакуировать людей из помещения согласно плану эвакуации. При наличии небольшого очага пламени можно воспользоваться противопожарным водопроводом и огнетушителями, либо подручными средствами с целью прекращения доступа воздуха к объекту возгорания.В документах изложены основные требования к огнестойкости зданий и сооружений, противопожарным преградам, эвакуации людей из зданий и помещений. План эвакуации людей из здания при пожаре развешен в коридорах и в помещениях зданий СевКавГТУ.

6.3 Расчет искусственного освещения

Расчет искусственного освещения производится методом коэффициента использования светового потока.

Для этого определим количество ламп, необходимых для освещения рабочего кабинета, используя формулу

N = Е_min * К * S * Z / Ф * , (6.2)

где Е=300 лк - минимальная освещенность (лк), принятая по СНиП 2.2.2./2.4.1340-03;

К - коэффициент запаса освещенности (1.4);

S - площадь освещаемого помещения (54 м);

Z - коэффициент неравномерности освещения (1.1);

Ф - световой поток лампы (лк);

- коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на расчетную поверхность к световому потоку, испускаемому лампами.

Поскольку рабочий кабинет является помещением с малым выделением пыли и для его освещения используются люминесцентные лампы, значит коэффициент запаса освещенности К=1.4. Площадь помещения S = 6 * 9= 54 м.

Коэффициент использования светового потока напрямую зависит от типа осветительных приборов, коэффициентов отражения потолка, стен и других поверхностей, индекса помещения. В данном случае тип светильника - ШОД. Индекс помещения определятся по формуле

I = A * B / Н * (A + B),(6.3)

где А и В - длина и ширина помещения (м); Н- расчетная высота подвеса светильника (расстояние от светильника до рабочей поверхности), м. Поскольку высота кабинета 2,5 м, а высота рабочего стола-0,8 м, то Н=2.5-0,8=1.7 м. Таким образом, I = (9*6) / (1.7*(9+6))=2.