Архитектура компьютерных сетей 050100 62 по информатика by VyatGGU

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 050100.62 Педагогическое образование, утвержденным Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 22 декабря 2009 г., регистрационный № 788

Учебно-методический комплекс разработан Е. В. Разовой, канд. пед. наук, доцентом кафедры прикладной математики и информатики ВятГГУ

Рецензент – Е. В. Котельников, канд. техн. наук, доцент кафедры прикладной математики и информатики ВятГГУ

Учебно-методический комплекс утвержден на заседании кафедры прикладной математики и информатики ВятГГУ «21» февраля 2014 г., протокол № 6

Рабочая программа учебной дисциплины «Архитектура компьютерных сетей» 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1.1. Цели и задачи освоения учебной дисциплины «Архитектура компьютерных сетей» Цель дисциплины: формирование знаний и представлений о возможностях и принципах функционирования компьютерных сетей, организации в единое целое разнородной информации, представленной в различных форматах и возможности обеспечить активное воздействие человека на эти данные в реальном масштабе времени, а также организации доступа к распределенным данным. Задачи дисциплины: 1. Изучение общих принципов построения компьютерных сетей. 2. Рассмотрение модели OSI как теоретической основы построения сетей. 3. Анализ основных способов передачи данных. 4. Исследование основных устройств, применяемых в компьютерных сетях. 5. Ознакомление с основными тенденциями развития вычислительных сетей. 6. Формирование умений и навыков по эффективному применению средств и ресурсов вычислительных сетей. 7. Развитие всех видов мышления в процессе творческого исследования принципов, методов и средств компьютерных сетей. 8. Обучение самостоятельному поиску и использованию нормативнотехнической и справочной литературы и электронных источников информации. 9. Воспитание творческого подхода к решению проблем, возникающих в процессе профессиональной деятельности.

1.2. Место дисциплины в структуре программы бакалавриата Учебная дисциплина «Архитектура компьютерных сетей» относится к обязательным дисциплинам вариативной части профессионального цикла (Б.3.В.ОД.16), изучается на втором курсе. Она основывается на учебном материале дисциплин «Математика», «Практикум по решению задач на ЭВМ» изучаемых в 1-3 семестрах. В дальнейшем знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплины «Архитектура компьютерных сетей» будут в значительной мере развиваться и углубляться в процессе изучения большинства дисциплин профессионального цикла. На знаниях, умениях и навыках, полученных при изучении дисциплины «Архитектура компьютерных сетей», базируются следующие дисциплины  «Архитектура компьютера»;  «Операционные системы»;  «Методы и средства защиты информации»;  «Сетевое администрирование»;  «Программирование сетевых приложений»;  «Высокопроизводительные вычисления»;  «Параллельное программирование»;  «Программирование Web-приложений»;  «Методика обучения информатике». Поэтому важно сформировать в ходе изучения дисциплины «Архитектура компьютерных сетей» целостную картину предмета и заложить основы дальнейшего профессионального образования. Требования к знаниям, умениям, навыкам студента, необходимым для изучения дисциплины Дисциплина изучается в 4-ом семестре. Для ее изучения достаточно знаний, умений и навыков, полученных при изучении дисциплин «Математика», «Практикум по решению задач на ЭВМ», изучаемых в 1-3 семестрах, а именно: 1) знать: определения понятий «системы счисления», «основание системы счисления»; основы алгебры логики; основные алгоритмические конструкции языка программирования высокого уровня; 2) уметь: переводить числа в разные системы счисления; строить таблицы истинности для базовых логических функций; составлять и запускать программы на языке программирования высокого уровня. 3) владеть: навыками решения задач по теме «Системы счисления»; навыками решения задач на булевы функции; навыками решения задач на языке программирования высокого уровня.

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся демонстрировать следующие результаты образования:

должен

общекультурные компетенции: 1) владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1); знать: методы обобщения, анализа информации; уметь: ставить цель, выбирать способ решения задачи; владеть: культурой мышления. 2) готов использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готов работать с компьютером как средством управления информацией (ОК-8); знать: понятие информации и данных, принципы представления информации в компьютере; уметь: пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; владеть: основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации. 3) способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-9); знать: архитектуру и топологию компьютерных сетей; уметь: работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; владеть: навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях. 4) способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-12); знать: сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, основные требования защиты информации; уметь: оценивать опасность и угрозу защиты информации; владеть: навыком защиты информации. 5) готов использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-13); знать: нормативно-правовую базу работы в компьютерных сетях; 5

уметь: работать с нормативными правовыми документами; владеть: навык использования нормативно-правовых документов в своей профессиональной деятельности. профессиональные компетенции: общепрофессиональные компетенции: 6) владеет основами речевой профессиональной культуры (ОПК-3); знать: как правильно вести дискуссию, отстаивать собственное мнение; уметь: прислушиваться к мнению других членов коллектива, анализировать и обобщать предлагаемые варианты решения практической задачи; владеть: методиками коллективной деятельности. в области педагогической деятельности: 7) способен реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях (ПК-1); знать: об основных возможностях информационных и компьютерных технологий, о назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях; уметь: применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности; владеть: профессиональными навыками использования информационных и компьютерных технологий в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере, навыками работы с компьютером как средством управления информацией.

2. КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ Учебная дисциплина «Архитектура компьютерных сетей» состоит из четырех разделов, рассчитана на один семестр. Каждое лекционное занятие сопровождается презентацией. К каждому лекционному и практическому занятию студенты получают пакет дидактических материалов. Каждый студент на практическом занятии получает развернутый план в электронном или текстовом варианте. Разработана и используется на практических занятиях и для самостоятельной работы студентов система тестов. Практические занятия проводятся в интерактивном режиме, используются приемы современных образовательных технологий: развития критического мышления, проблемного обучения, мастерских, адаптивного обучения, уровневой дифференциации и др. Рекомендуется в процессе изучения каждого раздела предлагать студентам задания для самостоятельной работы по углублению и расширению знаний, для совершенствования умений и формирования практических навыков. Сведения о рекомендуемых к использованию преподавателем образовательных технологий и материально-техническом обеспечении учебной дисциплины «Архитектура компьютерных сетей». № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Образовательная технология, рекомендуемая к использованию в преподавании учебной дисциплины Информационная лекция Проблемная лекция Лекция-визуализация Лекция-беседа Метод проектов Лекция с применением затрудняющих условий Метод Дельфи Работа в микро-группах Метод «6-6» Учебные задачи Электронный практикум Занятие-визуализация 7

Рекомендуемые средства обучения Мультимедийный проектор Интерактивная доска Наборы слайдов Программы-симуляторы

Сведения о занятиях, проводимых в интерактивных формах № п/п 1

Общий объем (по РУП) в часах/ в процентах

Показатель Занятия, проводимые в интерактивных формах

очная 22 / 40,7%

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Архитектура компьютерных сетей» 3.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часов. № п/п 1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4

Виды учебной работы Трудоемкость (по ФГОС ВПО) Аудиторные занятия, всего в том числе: Лекции Лабораторные работы Практические занятия Семинарские занятия Коллоквиумы Прочие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа студентов, всего в том числе: Контрольная работа Курсовая работа Научно-исследовательская работа Практика Прочие виды самостоятельной работы Вид(ы) промежуточного контроля

Общий объем (по РУП) в часах очная 144 54 18 36

экзамен (27 ч.)

3.2. Матрица соотнесения разделов / тем учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций

Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей Тема 4.3. Сетевое оборудование Тема 4.4. Беспроводная передача данных Всего:

ПК- 1

ОК-13

ОК-12

ОК- 9

ОПК- 3

Раздел 1. Введение в компьютерные сети Тема 1.1. Основные понятия сетей передачи данных Тема 1.2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии связи Тема 2.2. Кодирование сигнала при передаче Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP адресация Раздел 4. Локальные и глобальные сети Тема 4.1. Технология Ethernet

ОК- 8

Разделы / темы учебной дисциплины

ОК-1

Компетенции Количество часов

Σ общее количество компетенций

28 12

32 16

6 5

38 38

5 +

4 5

144

3.3. Содержание разделов / «Архитектура компьютерных сетей»

тем

учебной

дисциплины

Раздел 1 Введение в компьютерные сети Тема 1.1. Основные понятия сетей передачи данных Понятие компьютерной сети и её эволюция. Характеристики сети. Ресурсы сети (разделяемые и неразделяемые). Виды компьютеров в сети. Виды 9

передачи данных. Классификация компьютерных сетей по размеру и типу взаимодействия. Понятие топологии и её виды. Современные тенденции. Тема 1.2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях Понятие коммутации. Коммутация пакетов и каналов: достоинства и недостатки. Многоуровневый подход к сетям. Модель ОSI и её уровни. Модель DOD и её уровни. Сравнение эталонных моделей. Стандарты в сетях: международные организации и основные принципы. Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии связи Классификация линий связи. Типы передаваемых сигналов. Характеристики линий связи. Типы кабелей: экранированная и неэкранированная витая пара, коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, их сравнение. Структурированная кабельная система. Тема 2.2. Кодирование сигнала при передаче Модуляция – амплитудная, частотная, фазовая. Дискретизация аналоговых сигналов. Методы кодирования – потенциальные и импульсные коды, логическое кодирование. Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP адресация Типы адресов стека протоколов TCP/IP: аппаратные, сетевые и доменные адреса. Структура IP адреса. Классовая и бесклассовая IP адресация. Понятие маски. Особые IP адреса. Протокол IPv6 и тенденции развития адресации в сети. Раздел 4. Локальные и глобальные сети Тема 4.1. Технология Ethernet Стек протоколов IEEE 802.x. История Ethernet. Формат кадров. Спецификации физической среды Ethernet. Технология Fast Ethernet – история, физический уровень, спецификации. Технология Gigabit Ethernet – история, физический уровень, спецификации. Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей Технология Token Ring – история, физический уровень, спецификации. Технология FDDI – история, физический уровень, спецификации. Глобальные сети. Сеть X.25: стек протоколов, формат кадра и адресация. Тема 4.3. Сетевое оборудование 10

Сетевые адаптеры. Повторители. Концентраторы. Мосты. Маршрутизаторы: статическая и динамическая маршрутизация. Коммутаторы. Интеллектуальные функции коммутаторов. Шлюзы. Мультиплексоры. Модемы. Тема 4.4. Беспроводная передача данных Беспроводные среды и электромагнитные волны. Электромагнитный спектр и закономерности распространения электромагнитных волн. Лицензирование. Спутниковая связь. Стек протоколов IEEE 802.11. Беспроводные системы: IrDA, Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX. 3.4. Тематический план учебной дисциплины «Архитектура компьютерных сетей» а) аудиторные занятия Разделы / темы учебной дисциплины

Вид учебной работы

Раздел 1. Введение в компьютерные сети Тема 1.1. Основные Лекция понятия сетей передачи данных Лабораторная работа

Тема 1.2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях

Часов очная

Технология обучения

Форма текущего контроля

Информационная лекция

Опрос

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах Информационная лекция

Защита практикума Тест

Лекция

Лабораторная работа

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах

Защита практикума Тест

Информационная лекция

Опрос

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах

Защита практикума Тест

Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии связи Лекция Лабораторная работа

Опрос

Тема 2.2. Кодирование сигнала при передаче

Лекция

Информационная лекция

Опрос

Лабораторная работа

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах

Защита практикума Тест

Информационная лекция

Опрос

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах

Защита практикума Тест

Информационная лекция

Опрос

Лабораторная работа

Защита практикума Тест

Лекция

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах Информационная лекция

Лекция

Информационная лекция

Опрос

Лабораторная работа

Защита практикума Тест

Лекция

Учебные задачи Электронный практикум Работа в микрогруппах Информационная лекция

Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP адресация Лекция 2 Лабораторная работа

Раздел 4. Локальные и глобальные сети Тема 4.1. Технология Лекция Ethernet

Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей Тема 4.3. Сетевое оборудование

Тема 4.4. Беспроводная передача данных Итого:

Опрос

б) самостоятельная аудиторная работа Разделы / темы учебной дисциплины

Вид учебной работы (форма самостоятельной работы)

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Тема 1.1. Основные Слежение за планом понятия сетей лекции, проработка передачи данных конспекта лекции. Самостоятельное решение задач, обсуждение методов решения в микрогруппах. Тест

Тема 1.2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях

Слежение за планом лекции, проработка конспекта лекции. Самостоятельное решение задач, обсуждение методов решения в микрогруппах. Тест

Результат

Знание методов обобщения, анализа информации; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; правил ведения дискуссии, отстаивания собственное мнение; об основных возможностях информационных и компьютерных технологий, о назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; оценивать опасность и угрозу защиты информации; прислушиваться к мнению других членов коллектива, анализировать и обобщать предлагаемые варианты решения практической задачи; применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности. Знание методов обобщения, анализа информации; архитектуры и топологии компьютерных сетей; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; нормативноправовой базы работы в компьютерных сетях; правил ведения дискуссии, отстаивания собственное мнение. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; оценивать опасность и угрозу защиты информации; работать с нормативными правовыми документами; прислушиваться к мнению других членов коллектива, анализировать и обобщать предлагаемые варианты решения практической задачи.

Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии связи Слежение за планом лекции, проработка конспекта лекции. Самостоятельное решение задач, обсуждение методов решения в микрогруппах. Тест

Тема 2.2. Кодирование сигнала при передаче

Знание методов обобщения, анализа информации; понятия информации и данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; правил ведения дискуссии, отстаивания собственное мнение; об основных возможностях информационных и компьютерных технологий, о назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; оценивать опасность и угрозу защиты информации; прислушиваться к мнению других членов коллектива, анализировать и обобщать предлагаемые варианты решения практической задачи; применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности. Знание методов обобщения, анализа информации; понятия информации и данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; нормативноправовой базы работы в компьютерных сетях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в

глобальных компьютерных сетях; оценивать опасность и угрозу защиты информации; работать с нормативными правовыми документами. Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP адресация Слежение за планом лекции, проработка конспекта лекции. Самостоятельное решение задач, обсуждение методов решения в микрогруппах. Тест

Раздел 4. Локальные и глобальные сети Тема 4.1. Технология Слежение за планом Ethernet лекции, проработка конспекта лекции. Самостоятельное решение задач, обсуждение методов решения в микрогруппах. Тест

Знание методов обобщения, анализа информации; понятия информации и данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; нормативноправовой базы работы в компьютерных сетях; об основных возможностях информационных и компьютерных технологий, о назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; работать с нормативными правовыми документами; применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности. Знание методов обобщения, анализа информации; понятия информации и данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; нормативноправовой базы работы в компьютерных сетях; об основных возможностях информационных и компьютерных технологий, о назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в

Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей

Слежение за планом лекции, проработка конспекта лекции. Тест

Тема 4.3. Сетевое оборудование

глобальных компьютерных сетях; оценивать опасность и угрозу защиты информации; работать с нормативными правовыми документами; применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности. Знание методов обобщения, анализа информации; понятия информации и данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; нормативноправовой базы работы в компьютерных сетях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; оценивать опасность и угрозу защиты информации; работать с нормативными правовыми документами. Знание методов обобщения, анализа информации; понятия информации и данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; об основных возможностях информационных и компьютерных технологий, о назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности.

Тема 4.4. Беспроводная передача данных

Слежение за планом Знание методов обобщения, анализа лекции, проработка информации; понятия информации и конспекта лекции. Тест данных, принципов представления информации в компьютере; архитектуры и топологии компьютерных сетей; сущности и значения информации в развитии современного информационного общества, основных требований защиты информации; нормативноправовой базы работы в компьютерных сетях. Умение ставить цель, выбирать способ решения задачи; пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; оценивать опасность и угрозу защиты информации; работать с нормативными правовыми документами.

в) занятия в интерактивных формах № п/п

1 2

3 4 5 6 7

РАЗДЕЛЫ / ТЕМЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1. Введение в компьютерные сети Тема 1.1. Основные понятия сетей передачи данных Тема 1.2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии связи Тема 2.2. Кодирование сигнала при передаче Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP адресация Раздел 4. Локальные и глобальные сети Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей Тема 4.3. Сетевое оборудование Итого

Общий объем (по РУП) в часах очная 4 2 2 4 2 2 10 10 4 2 2 22

г) самостоятельная внеаудиторная работа Разделы / темы учебной дисциплины

Вид учебной работы (форма самостоятельной работы)

Часов

Раздел 1. Введение в компьютерные сети Тема 1.1. Работа с Основные первоисточниками. понятия сетей Выполнение домашнего передачи задания. Подготовка к данных тесту. Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета. Тема 1.2. Работа с Коммутация, первоисточниками. эталоны и Выполнение домашнего стандартизация задания. Изучение в компьютерных материала, вынесенного сетях на самостоятельную проработку. Подготовка к тесту. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета. Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии Работа с связи первоисточниками. Выполнение домашнего задания. Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку. Подготовка к тесту. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета.

Тема 2.2.

Работа с 18

Результат

Владение культурой мышления; навыком защиты информации; методиками коллективной деятельности; профессиональными навыками использования информационных и компьютерных технологий в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере, навыками работы с компьютером как средством управления информацией. Владение культурой мышления; навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях; навыком защиты информации; навык использования нормативноправовых документов в своей профессиональной деятельности; методиками коллективной деятельности.

Кодирование сигнала при передаче

первоисточниками. Выполнение домашнего задания. Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку. Подготовка к тесту. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета. Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP Работа с адресация первоисточниками. Выполнение домашнего задания. Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку. Подготовка к тесту. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета.

Раздел 4. Локальные и глобальные сети Тема 4.1. Работа с Технология первоисточниками. Ethernet Выполнение домашнего задания. Подготовка к тесту. Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета.

Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных

основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях; навыком защиты информации; навык использования нормативно-правовых документов в своей профессиональной деятельности.

Работа с первоисточниками. Выполнение домашнего задания. Подготовка к тесту. Изучение

6 19

Владение культурой мышления; основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях; навык использования нормативноправовых документов в своей профессиональной деятельности; профессиональными навыками использования информационных и компьютерных технологий в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере, навыками работы с компьютером как средством управления информацией. Владение культурой мышления; основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях; навыком защиты информации; навык использования нормативно-правовых документов в своей профессиональной деятельности; профессиональными навыками использования информационных и компьютерных технологий в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере, навыками работы с компьютером как средством управления информацией. Владение культурой мышления; основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыком решения профессиональных задач в

сетей

материала, вынесенного на самостоятельную проработку.

Тема 4.3. Сетевое оборудование

Работа с первоисточниками. Выполнение домашнего задания. Подготовка к тесту. Обмен, систематизация и анализ предложенных микрогруппами способов решения. Оформление отчета.

Тема 4.4. Работа с Беспроводная первоисточниками. передача данных Выполнение домашнего задания. Подготовка к тесту. Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку.

глобальных компьютерных сетях; навыком защиты информации; навык использования нормативно-правовых документов в своей профессиональной деятельности. Владение культурой мышления; основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях; профессиональными навыками использования информационных и компьютерных технологий в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере, навыками работы с компьютером как средством управления информацией. Владение культурой мышления; основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях; навыком защиты информации; навык использования нормативно-правовых документов в своей профессиональной деятельности.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ Раздел 1. Введение в компьютерные сети Тема 1.1. Основные понятия сетей передачи данных Аудиторные занятия Лекция 1. Основные понятия сетей передачи данных (2 часа) План: 1. Понятие компьютерной сети и её эволюция. 2. Характеристики сети. 3. Ресурсы сети (разделяемые и неразделяемые). 4. Виды компьютеров в сети. Виды передачи данных. 5. Классификация компьютерных сетей по размеру взаимодействия. 6. Понятие топологии и её виды. 7. Современные тенденции.

типу

Лабораторная работа №1. Настройка общего доступа к ресурсам локальной сети (2 часа) 20

Цель: научиться устанавливать и настраивать доступ к общим ресурсам локальной сети. Вопросы для самоконтроля: 1. Что такое общие ресурсы сети? 2. Какие объекты могут выступать в качестве сетевых ресурсов? 3. Что такое кэширование при открытии сетевого доступа к диску или папке? 4. Определите понятие сетевого диска? 5. Является ли только что созданная папка сетевым ресурсом? Почему? 6. Для чего предназначена папка «Общие документы»? Чем отличается работа с файлом в папке «Общие документы» отличается от файла, открытого в общий доступ? Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Групповая

Работа в малых группах

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

2- я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

самостоятельной реализации этого решения. В ходе третьего этапа происходит коллективное обсуждение полученных результатов, включающее в себя анализ правильности полученных решений, их сравнение, выбор среди них оптимального. Тема 1.2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях Аудиторные занятия Лекция 2. Коммутация, эталоны и стандартизация в компьютерных сетях (2 часа) План: 1. Понятие коммутации. 2. Коммутация пакетов и каналов: достоинства и недостатки. 3. Многоуровневый подход к сетям. 4. Модель ОSI и её уровни. 5. Модель DOD и её уровни. 6. Сравнение эталонных моделей. 7. Стандарты в сетях: международные организации и основные принципы. Лабораторная работа №2-3. Сети с коммутацией пакетов и каналов (4 часа) Цель работы: изучить возможности и производительность сетей с коммутацией пакетов и каналов, сделать сравнительную характеристику. Вопросы для самоконтроля: 1. При каком виде коммутации пульсирующий трафик передается наиболее эффективно? 2. Приведите ситуации, в которых необходимо и обязательно использовать тот или иной вид коммутации. 3. Что такое буферизация в коммутации пакетов? 4. Что такое пропускная способность линии связи? Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Групповая

Работа в малых группах

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной 22

Срок сдачи

Форма отчетности

Общая

работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

4-я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

Самостоятельная аудиторная работа по данной теме проводится в интерактивной форме на практических занятиях. Занятия проводятся по следующей схеме: постановка проблемы – решение проблемы – рефлексия. На первом этапе перед студентами формулируется проблема / задача и в малых группах обсуждаются возможные пути / варианты решения обозначенной проблемы. На этом этапе происходит активный обмен мнениями в процессе межличностного взаимодействия. На следующем этапе каждая малая группа студентов выбирает для себя оптимальный, по ее мнению, вариант решения обозначенной задачи и переходит к самостоятельной реализации этого решения. В ходе третьего этапа происходит коллективное обсуждение полученных результатов, включающее в себя анализ правильности полученных решений, их сравнение, выбор среди них оптимального. Раздел 2. Технологии физического уровня Тема 2.1. Линии связи Аудиторные занятия Лекция 3. Линии связи (2 часа) План: 1. Классификация линий связи. 2. Типы передаваемых сигналов. 3. Характеристики линий связи. 4. Типы кабелей: экранированная и неэкранированная витая пара, коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, их сравнение. 5. Структурированная кабельная система. Лабораторная работа №4-5. Проектирование локальной сети (4 часа) Цель работы: структурировать и спроектировать локальную компьютерную сеть на основании полученных знаний.

Вопросы для самоконтроля: Какие топологии сетей вы знаете? Чем отличается локальная сеть от глобальной? Может ли быть компьютер одновременно клиентом и сервером? Сколько проводов в витой паре? Можно ли назвать соединение шина с соединенными концами – кольцом? 6. Чем отличается свитч (switch) от хаба (hub)? 7. Для чего нужен Терминатор? 8. Каково назначение сетевого адаптера? 9. Чем отличается витая пара в стандартах 100-BASE-T и 1000-BASE-T? 10.Чем обусловлена задержка в оптоволоконных и электрических кабелях? 1. 2. 3. 4. 5.

Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Групповая

Работа в малых группах

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

6-я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

каждая малая группа студентов выбирает для себя оптимальный, по ее мнению, вариант решения обозначенной задачи и переходит к самостоятельной реализации этого решения. В ходе третьего этапа происходит коллективное обсуждение полученных результатов, включающее в себя анализ правильности полученных решений, их сравнение, выбор среди них оптимального. Тема 2.2. Кодирование сигнала при передаче Аудиторные занятия Лекция 4. Кодирование сигнала при передаче (2 часа) План: 1. Модуляция – амплитудная, частотная, фазовая. 2. Дискретизация аналоговых сигналов. 3. Методы кодирования – потенциальные и импульсные коды, логическое кодирование. Лабораторная работа №6-7. Кодирование сигнала при передаче по сети (4 часа) Цель работы: изучить различные способы передачи цифровых (дискретных) данных на физическом уровне. Вопросы для самоконтроля: 1. Определите понятия цифрового и аналогового сигналов. 2. В чем отличие кодирования от шифрования? 3. Что такое логическое кодирование? 4. Как называют класс методов кодирования, при котором результирующая последовательность сигналов получается путем перестановок исходных битов по определенному алгоритму? 5. Влияет ли избыточное логическое кодирование на пропускную способность канала связи? Если да, то как? Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Групповая

Работа в малых группах

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

8-я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

Самостоятельная аудиторная работа по данной теме проводится в интерактивной форме на практических занятиях. Занятия проводятся по следующей схеме: постановка проблемы – решение проблемы – рефлексия. На первом этапе перед студентами формулируется проблема / задача и в малых группах обсуждаются возможные пути / варианты решения обозначенной проблемы. На этом этапе происходит активный обмен мнениями в процессе межличностного взаимодействия. На следующем этапе каждая малая группа студентов выбирает для себя оптимальный, по ее мнению, вариант решения обозначенной задачи и переходит к самостоятельной реализации этого решения. В ходе третьего этапа происходит коллективное обсуждение полученных результатов, включающее в себя анализ правильности полученных решений, их сравнение, выбор среди них оптимального. Раздел 3. Сетевой уровень передачи данных Тема 3.1. IP адресация Аудиторные занятия Лекция 5. IP адресация (2 часа) План: 1. Типы адресов стека протоколов TCP/IP: аппаратные, сетевые и доменные адреса. 2. Структура IP адреса. 3. Классовая и бесклассовая IP адресация. 4. Понятие маски. 5. Особые IP адреса. 6. Протокол IPv6 и тенденции развития адресации в сети. Лабораторная работа №8. Основы работы в локальной сети. Диагностика стека протоколов TCP/IP (2 часа) Цель: овладеть основными навыками работы в локальной сети. Научиться проверять работоспособность сетевого подключения. 26

Вопросы для самоконтроля: 1. Раскрыть термины: хост, шлюз, время жизни пакета, маршрут, порт TCP, время отклика. 2. Какие утилиты можно использовать для проверки правильности конфигурирования TCP/IP? 3. Каким образом команда ping проверяет соединение с удаленным хостом? 4. Каково назначение протокола ARP? 5. Как утилита ping разрешает имена узлов в IP-адреса (и наоборот)? 6. Какие могут быть причины неудачного завершения ping и tracert? (превышен интервал ожидания для запроса, сеть недоступна, превышен срок жизни при передаче пакета). 7. Всегда ли можно узнать символьное имя узла по его IP-адресу? Лабораторная работа №9-10. Настройка сетевого интерфейса на Linux через консоль (4 часа) Цель: познакомиться с возможностями настройки сетевого интерфейса через консоль и сохранением настроек сетевого интерфейса на Linux подобных системах. Вопросы для самоконтроля: 1. Что такое консоль, терминал и командная строка в Linux? 2. Что такое сетевой интерфейс? 3. Какую команду консоли ОС Windows можно поставить в соответствие команде ifconfig в ОС Linux? 4. Какую функцию выполняет команда traceroute? Лабораторная работа №11-13. IP адресация (6 часов) Цель: познакомиться с IP-адресацией, научиться решать задачи системного администрирования, связанные с IP-адресацией. Вопросы для самоконтроля: 1. Какие три уникальных адреса имеет каждый узел в сети? 2. Какими свойствами должна обладать маска подсети? 3. Приведите примеры несуществующего IP адреса, mac адреса и маски подсети. 4. Чем отличаются версии IP протокола IPv4 и IPv6? 5. Что такое широковещательный адрес сети? Какой широковещательный адрес будет соответствовать узлу со следующим IP: 192.168.145.6 /18? Лабораторная работа №14-15. Передача файлов по сети с использованием протоколов HTTP и FTP (4 часа) Цель: научиться передавать информацию в компьютерной сети по протоколам HTTP и FTP, а также организовывать и управлять этой передачей. 27

Вопросы для самоконтроля: 1. Определите понятие протокола и интерфейса относительно эталонных моделей OSI. 2. На каких уровнях модели OSI работают протоколы HTTP и FTP? 3. Что означает приписанное начало гиперссылки http://google.com практически на любой вэб страничке вашего браузера? 4. Каковы основные недостатки передачи информации по протоколу FTP? 5. В чем отличие HTTP от HTTPS? 6. Каким образом можно просматривать файлы на ftp cсерверах? 7. Каким образом можно получать и отправлять информацию по протоколу HTTP? Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Групповая

Работа в малых группах

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

16-я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

уровень, уровень,

Лабораторная работа №16-17. Локальные сети Ethernet (4 часа) Цель работы: изучить технологии создания локальных сетей Ethernet. Вопросы для самоконтроля: 1. Назовите основные характеристики спецификаций Ethernet 10 Мбит/с. 2. Назовите основные характеристики спецификаций Ethernet 100 Мбит/с. 3. Назовите основные характеристики спецификаций Ethernet 1 Гбит/с. 4. Какие стандарты Ethernet используют оптоволоконный кабель? Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Групповая

Работа в малых группах

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

18-я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

Самостоятельная аудиторная работа по данной теме проводится в интерактивной форме на практических занятиях. Занятия проводятся по следующей схеме: постановка проблемы – решение проблемы – рефлексия. На первом этапе перед студентами формулируется проблема / задача и в малых группах обсуждаются возможные пути / варианты решения обозначенной проблемы. На этом этапе происходит активный обмен мнениями в процессе межличностного взаимодействия. На следующем этапе каждая малая группа студентов выбирает для себя оптимальный, по ее мнению, вариант решения обозначенной задачи и переходит к самостоятельной реализации этого решения. В ходе третьего этапа происходит коллективное обсуждение полученных результатов, включающее в себя анализ правильности полученных решений, их сравнение, выбор среди них оптимального. Тема 4.2. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей Аудиторные занятия Лекция 7. Обзор сетей с передачей маркера и глобальных сетей (2 часа) План: 1. Технология Token Ring – история, физический уровень, спецификации. 2. Технология FDDI – история, физический уровень, спецификации. 3. Глобальные сети. Сеть X.25: стек протоколов, формат кадра и адресация. Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, письменное выполнение теста

Форма отчетности Конспект лекции, тест

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

18-я неделя семестра

Конспект

Тема 4.3. Сетевое оборудование Аудиторные занятия Лекция 8. Сетевое оборудование (2 часа) План: 1. Сетевые адаптеры. 2. Повторители. 3. Концентраторы. 4. Мосты. 5. Маршрутизаторы: статическая и динамическая маршрутизация. 6. Коммутаторы. Интеллектуальные функции коммутаторов. 7. Шлюзы. 8. Мультиплексоры. 9. Модемы. Лабораторная работа №18. Логическая структуризация компьютерных сетей (2 часа) Цель работы: исследовать характеристики существующей компьютерной сети. Структурировать компьютерную сеть. Исследовать производительность полученной сети. Вопросы для самоконтроля: 1. Какие функции выполняет сетевой адаптер? На каком уровне модели OSI он работает? 2. Чем концентратор отличается от коммутатора? 3. Для чего применятся логическая структуризация сети? 4. В каких случаях следует структурировать сеть? Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Общая

Проработка конспекта лекции, самостоятельное решение задач, письменное выполнение теста

Форма отчетности Конспект лекции, сверка полученных решений, тест

Групповая

Работа в малых группах

Защита групповых решений

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к практическим занятиям, к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

20-я неделя семестра

Отчет по лабораторной работе

Самостоятельная аудиторная работа по данной теме проводится в интерактивной форме на практических занятиях. Занятия проводятся по следующей схеме: постановка проблемы – решение проблемы – рефлексия. На первом этапе перед студентами формулируется проблема / задача и в малых группах обсуждаются возможные пути / варианты решения обозначенной проблемы. На этом этапе происходит активный обмен мнениями в процессе межличностного взаимодействия. На следующем этапе каждая малая группа студентов выбирает для себя оптимальный, по ее мнению, вариант решения обозначенной задачи и переходит к самостоятельной реализации этого решения. В ходе третьего этапа происходит коллективное обсуждение полученных результатов, включающее в себя анализ правильности полученных решений, их сравнение, выбор среди них оптимального. Тема 4.4. Беспроводная передача данных Аудиторные занятия Лекция 9. Беспроводная передача данных (2 часа) План: 1. Беспроводные среды и электромагнитные волны. 2. Электромагнитный спектр и закономерности распространения электромагнитных волн. 3. Лицензирование. 4. Спутниковая связь. 5. Стек протоколов IEEE 802.11. 6. Беспроводные системы: IrDA, Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX. Самостоятельная аудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы 32

Форма отчетности

Общая

Проработка конспекта лекции, письменное выполнение теста

Конспект лекции, тест

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме учебной дисциплины № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая

Форма самостоятельной работы Выполнение домашнего задания, подготовка к тесту

Срок сдачи

Форма отчетности

21-я неделя семестра

Конспект

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Эволюция вычислительных систем. Структурированная кабельная система. Обнаружение и коррекция ошибок. Спутниковые системы. Спецификации физической среды Ethernet. Сетевые адаптеры. Сети Frame Relay.

Форма текущего контроля по теме: тесты, защита отчета по выполнению заданий лабораторных работ. Материалы текущего контроля 1. Укажите правильную историческую последовательность появления компьютерных систем передачи данных. a) Многотерминальные системы, глобальные сети, локальные сети. b) Глобальные сети, локальные сети, многотерминальные системы. c) Локальные сети, глобальные сети, многотерминальные системы. d) Многотерминальные системы, локальные сети, глобальные сети. 2. В каком виде сетей, как правило, используется только одна среда для передачи данных? a) Городские сети b) Корпоративные сети c) Локальные сети d) Глобальные сети 3. Какая топология сети обеспечивает наиболее высокий уровень надежности сети: 33

a) b) c) d)

Иерархическая звезда Кольцо Шина Граф

4. Вид передачи, при котором информация передается попеременно в двух направлениях a) симплексный b) полусимплексный c) полудуплексный d) полнодуплексный 5. Расположите три нижних уровня последовательности… a) Физический, канальный, сетевой b) Канальный, сетевой, физический c) Сетевой, физический, канальный d) Физический, сетевой, канальный

модели

OSI

правильной

6. Укажите правильный вид МАС-адреса… a) 17-F0-A8-69-2B b) 00-86-E7-AD-76-12 c) 192.168.1.1 d) www.rambler.ru 7. Максимальная битовая скорость, достигаемая на современном этапе в технологии Ethernet по витой паре, равна a) 100 Мбит/с b) 1 000 Мбит/с c) 10 000 Мбит/с d) 100 000 Мбит/с 8. Какой вид кабеля не используется в стандарте Fast Ethernet 100 Мбит/с? a) оптоволоконный b) коаксиальный c) витая пара d) твинаксиал 9. Наибольшую пропускную способность обеспечивает следующий вид среды передачи данных a) коаксиальный кабель b) витая пара c) радиоволны d) оптоволоконный кабель 34

10. Какая рабочая группа IEEE занимается разработкой стандартов сетей Ethernet? a) 802.1; b) 802.3; c) 802.7; d) 802.11. 11. Какой вид кабеля используется в стандарте 10BASE-2? a) оптоволоконный b) коаксиальный c) витая пара d) твинаксиальный 12. На каком уровне эталонной модели OSI работают коммутаторы? a) Прикладной; b) Физический; c) Транспортный; d) Канальный. 13. В оптоволоконных сетях используется a) Инфракрасное излучение; b) Видимый свет; c) Микроволновое излучение; d) Волны сверхвысокой частоты. 14. Определите, к каким классам относится MAC адрес: С2:АF:00:1D:9F a) Групповой, локальный b) Групповой, централизованный c) Индивидуальный, централизованный d) Ни к каким. 15. Какая ветка стандартов описывает сетевые технологии? a) 802.х b) 803.х c) 800.1 d) 804.1. 16. Сколько бит МАС адреса отводится под идентификатор организации? a) 22 b) 48 c) 2 d) 24 17. Соотнесите технологию и её спецификацию 35

a) b) c) d) e) f) g) h)

«Толстый» Ethernet «Тонкий» Ethernet UTP Ethernet Оптоволоконный кабель 10Base-2 10Base-T 10Base-5 10Base-F.

18. Какая из топологий компьютерных сетей самая распространенная? a) Шина b) Звезда c) Сотовая d) Кольцо 19. Что означает выражение «доступность сети равна 0,7», если доступность измеряется на интервале времени – год? 20. Приведите классификацию линий связи по виду передаваемых сигналов. 21. К какому классу относится данный IP-адрес 125.168.93.5? 22. Какому классу соответствует маска 255.255.255.0? 23. На каком уровне отличаются Ethernet и Fast Ethernet? a) физический b) канальный c) LLC d) Всё вышеперечисленное. 24. Если в кадре содержатся 38 Кбайт данных, какова будет длина поля PAD (технология Ethernet)? a) 0 байт b) 8 байт c) 34 байт d) Такого кадра не существует 26. Какую функцию а кадре выполняет поле Idle (технология Fast Ethernet)? a) Определение, свободна ли среда b) Синхронизация c) Подтверждение целостности кабеля d) Всё вышеперечисленное. 27. Что не относится к соединительному оборудованию? 36

a) b) c) d)

Мост Шлюз Сокет Сетевая карта с трансивером

28. Какое соединительное оборудование помимо физического уровня модели OSI использует и канальный уровень? a) «Интеллектуальные» хабы b) «Интеллектуальные» мосты c) Сетевые карты d) Всё вышеперечисленное 29. Если мост не знает адресата пакета в своей подсети, каковы его действия с пакетом? Отсылает обратно отправителю a) Передает на все сегменты сети b) Хранит в своем буфере c) Удаляет пакет как ненадежный. 30. Какое соединительно оборудование способно преобразовывать сигналы разных сред? a) Повторитель b) Мост c) Шлюз d) Концентратор. Организации выделена сеть 77.128.0.0 /24. На сколько подсетей можно разделить эту сеть, чтобы в каждой из них было не менее 64 узлов? 31. Выберите организации стандартизации из перечисленных. a) OSI, IIIE b) ISO, IIIE c) ISO, IEEE d) OSI, IEEE 32. Расставьте в нужном порядке уровни модели DOD(TCP/IP), начиная с нижнего (поставьте в соответствие цифры от 1 до 4, где 1 соответствует самому нижнему уровню). a) Уровень межсетевого взаимодействия b) Прикладной уровень c) Транспортный уровень d) Уровень сетевого интерфейса 33. На каком уровне сетевой модели работает почта (SMTP и POP3 протоколы)? a) Сетевой уровень b) Транспортный уровень c) Прикладной уровень 37

Физический уровень

34. Какая команда в командной строке ОС Windows позволит определить аппаратный адрес вашего компьютера? 35. Соотнесите типы адресов с их примерами. a) Аппаратный/локальный адрес b) Сетевой адрес c) Символьный/доменный адрес d) Неправильный адрес e) Media-407.cs f) 00:08:5F:99:AF g) 00001010 11011000 00000001 11111110 h) 12-99-00-1A-8D-01 36. Представьте IP-адрес 300 250 055 0018 в привычном десятичном виде. 37. Какая ветка стандартов описывает сетевые стандарты? a) 802.х b) 801.х c) 812.х d) 811.х 38. Расставьте в нужном порядке уровни модели DOD(TCP/IP), начиная с нижнего (поставьте в соответствие цифры от 1 до 4, где 1 соответствует самому нижнему уровню). a) Уровень межсетевого взаимодействия b) Прикладной уровень c) Транспортный уровень d) Уровень сетевого интерфейса 39. На каком уровне сетевой модели работают протоколы IP и ARP? a) Сетевой уровень b) Транспортный уровень c) Прикладной уровень d) Физический уровень 40. Какая команда в терминале ОС Linux позволит определить аппаратный адрес вашего компьютера? 41. Соотнесите типы адресов с их примерами. a) Аппаратный/локальный адрес b) Сетевой адрес c) Символьный/доменный адрес 38

d) e) f) g) h)

Неправильный адрес 13.99.100.101 FF:00:01:FF:AF www.e-мебель.рф 00-FF-FD-1A-40-00

42. Представьте IP-адрес 300 250 310 0098 в привычном десятичном виде. 43. Определите, к какому классу относится IP-адрес (классовая адресация): 200.199.245.15 44. Какой класс IP-адресов следует выбрать, если в компьютерной сети находится следующее количество узлов: 1000 45. Определите номер узла и номер сети в следующих IP-адресах в обеих системах адресации (бесклассовая адресация): 125.129.45.19 /12 46. Укажите, какие адреса из приведенного допустимыми адресами хостов. a) 0.10.10.10 b) 10.0.10.10 c) 10.10.0.10 d) 10.10.10.10

ниже списка не являются /16 /32 /24 /18

47. Укажите неверные варианты маски. a) 255.254.128.0 b) 255.255.252.0 c) 240.0.0.0 d) 255.255.255.255 48. Определите маску подсети, соответствующую указанному диапазону IP адресов: 172.88.32.1 – 172.88.63.254. 49. Определите, находятся ли два узла A и B в одной подсети или в разных подсетях. IP-адрес компьютера А: 94.235.16.59; IP-адрес компьютера В: 94.235.23.240; Маска подсети: 255.255.240.0. 50. Определите количество адресов подсетей. 192.168.0.217 /28 51. Дана сеть 168.179.0.0 /16. Разбейте сеть на 4 подсетей. Определите маску, количество узлов подсетей. 39

52. Выделите на рисунке наикратчайший маршрут от узла A к узлу N

53. Выберите ответ, который не является свойством составного канала (СК). a) СК создается один раз при первичной коммутации абонентов и является впоследствии постоянным b) На всем протяжении СК состоит из одинакового количества элементарных каналов c) Все элементарные канала внутри СК поступают в исключительное пользование абонентов d) СК имеет фиксированную пропускную способность 54. При передачи какого типа трафика коммутация каналов становится неэффективной? a) Компьютерный b) Пульсирующий c) Медиа d) Всё вышеперечисленное 55. Определите понятие пакета a) Порция данных для передачи по сети, имеющая отдельный подзаголовок/контрольную сумму b) Все данные для передачи по сети, имеющие отдельный подзаголовок/контрольную сумму c) Разбитое на части сообщение с узла отправления, которое собирается на узле назначения d) Единица данных, передаваемая по сети 56. Отличие коммутации пакетов от коммутации каналов a) Наличие буферной памяти при коммутации b) Быстродействие c) Более высокая пропускная способность d) Наличие заголовка в каждом пакете 57. Соотнесите понятия протокола и интерфейса с их определениями (поставьте рядом с определениями буквы П или И) a) это правила обмена сообщениями между сетевыми компонентами, находящимися на соседних уровнях в одном узле 40

b) это правила обмена сообщениями между сетевыми компонентами, находящимися на одном уровне в разных узлах 58. Пронумеруйте уровни эталонной модели OSI (1 соответствует нижнему уровню) a) Физический b) Прикладной c) Сеансовый d) Сетевой e) Канальный f) Представления g) Транспортный

5. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Основная литература: 1.

2. 3.

4. 5. 6.

Бройдо, В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст]: учебник для вузов / В. Л. Бройдо. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2011. – 560 с. Котельников, Е. В. Вычислительные машины, системы и сети [Текст] / Е. В. Котельников. – Киров: Изд-во ВятГГУ, 2012. – 218 с. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы [Текст]: учебник для вузов / В. Л. Олифер, Н. А. Олифер. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2011. – 944 с. Смелянский, Р. Л. Компьютерные сети [Текст] / Р. Л. Смелянский. – В 2х тт. – Том 1. Системы передачи данных. – М.: Академия, 2011. – 304 с. Смелянский, Р. Л. Компьютерные сети [Текст] / Р. Л. Смелянский. – В 2х тт. – Том 2. Сети ЭВМ. – М.: Академия, 2011. – 240 с. Таненбаум, Э. Компьютерные сети [Текст] / Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл. – 5-е изд. – СПб: Питер, 2012. – 960 с.

Дополнительная литература: 1. 2. 3. 4.

Бройдо, В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст]: учебник / В. Л. Бройдо. – СПб.: Питер, 2006. Гук, М. Аппаратные средства локальных сетей [Текст] / М. Гук. – СПб.: Питер, 2002. Ибе, О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения [Текст] / О. Ибе. – М.: ДМК Пресс, 2002. Иртегов, Д. В. Введение в сетевые технологии [Текст] / Д. В. Иртегов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 41

5. 6. 7. 8. 9. 10.

11. 12. 13. 14. 15.

Куинн, Л., Рассел, Р. Fast Ethernet [Текст] / Л. Куинн, Р. Рассел. – Киев: BHV-Киев, 1998. Куроуз, Дж. Компьютерные сети [Текст] / Дж. Куроуз, К. Росс. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2004. Могилев, А. В. Информатика [Текст] / А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер. – М.: Академия, 2001. Олифер, В. Г. Компьютерные сети [Текст] / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. Основы организации сетей Cisco [Текст] / под ред. В. Амато. Том 1. – М.: Вильямс, 2002. Пятибратов, А. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст]: учебник / А. П. Пятибратов, Л. П. Гудыно, А. А. Кириченко. – М.: Финансы и статистика, 2005. Столингс, В. Современные компьютерные сети [Текст] / В. Столингс. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2003. Столлингс, В. Компьютерные системы передачи данных [Текст] / В. Столлингс. – М.: Изд. дом «Вильямс», 2002. Столлингс, В. Передача данных [Текст] / В. Столингс. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2004. Таненбаум, Э. Компьютерные сети [Текст] / Э. Таненбаум. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2002. Халсал, Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем [Текст] / Ф. Халсал. – М.: Радио и связь, 1995.

6. СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ СТУДЕНТАМИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ» И ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ 6.1. Шкала баллов по учебной дисциплине В соответствии с Положением о балльно-рейтинговой системе оценки знаний студентов ВятГГУ по учебной дисциплине предусмотрены следующие виды контроля качества знаний студентов: – входной контроль; – текущая аттестация; – межсессионная аттестация; – промежуточная аттестация в форме экзамена. Шкала баллов по учебной дисциплине № п/п 1 2 3 4 1 2 3 1 2

Показатели

Норма баллов

Виды текущей аттестации до межсессионной аттестации Посещение аудиторных занятий 4 (по 1 баллу за 3 занятия) Выполнение заданий лабораторных работ 22 Тесты 8 Контрольная работа 5 Виды текущей аттестации после межсессионной аттестации Посещение аудиторных занятий 5 (по 1 баллу за 3 занятия) Выполнение заданий лабораторных работ 26 Тесты 10 Виды работ и заданий на экзамене Теоретическое задание 10 Теоретическое задание 10 Всего баллов за экзамен 20 Итого: 100

Шкала перевода рейтингового балла по дисциплине в 5-балльную систему оценки: «отлично» – 80–100 баллов; «хорошо» – 70–79 баллов; «удовлетворительно» – 60–69 баллов; 43

Студенты, набравшие «неудовлетворительно».

менее

баллов,

получают

оценку

6.2. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации Сводные данные по оценке компетенций № п/п

Результат (освоенные компетенции)

ОК-1

ОК-8

ОК-9

ОК-12

Основные показатели оценки результата

Виды контроля

знает: методы обобщения, анализа информации; умеет: ставить цель, выбирать способ решения задачи; владеет: культурой мышления. знает: понятие информации и данных, принципы представления информации в компьютере; умеет: пользоваться техническими средствами для получения, хранения, обработки информации; владеет: основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации. знает: архитектуру и топологию компьютерных сетей; умеет: работать с информаций в глобальных компьютерных сетях; владеет: навыком решения профессиональных задач в глобальных компьютерных сетях. знает: сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, основные требования защиты информации; умеет: оценивать опасность и угрозу защиты информации; 44

Т М П

Номер раздела / темы (для текущего контроля) Тест Темы 1.1, Контрольная 1.2, 2.1, 2.2, работа 3.1, 4.1, 4.2, Экзамен 4.3, 4.4 Формы и методы контроля

Т М П

Тест Темы 2.1, Контрольная 2.2, 3.1, 4.1, работа 4.2, 4.3, 4.4 Экзамен

Т М П

Тест Контрольная работа Экзамен

Темы 1.2, 2.1, 2.2, 3.1, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4

Тест Темы 1.1, Контрольная 1.2, 2.1, 2.2, работа 4.1, 4.2, 4.4 Экзамен

владеет: навыком защиты информации. 5 ОК-13 знает: нормативно-правовую Тест Темы 1.2, базу работы в компьютерных Контрольная 2.2, 3.1, 4.1, сетях; работа 4.2, 4.4 умеет: работать с Экзамен нормативными правовыми документами; владеет: навык использования нормативноправовых документов в своей профессиональной деятельности. 6 ОПК-3 знает: как правильно вести Т Тест Темы 1.1, дискуссию, отстаивать М Контрольная 1.2, 2.1 собственное мнение; П работа умеет: прислушиваться к Экзамен мнению других членов коллектива, анализировать и обобщать предлагаемые варианты решения практической задачи; владеет: методиками коллективной деятельности. 7 ПК-1 знает: об основных Т Тест Темы 1.1, возможностях М Контрольная 2.1, 3.1, 4.1, информационных и П работа 4.3 компьютерных технологий, о Экзамен назначении компьютера в современном мире, о его основных возможностях; умеет: применять информационные и компьютерные технологии в исследовательской и прикладной деятельности, применять компьютер в исследовательской и прикладной деятельности; владеет: профессиональными навыками использования информационных и компьютерных технологий в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере, навыками работы с компьютером как средством управления информацией. * в – входной контроль; т – текущий контроль; м – межсессионная аттестация; п – промежуточная аттестация; и – итоговая аттестация. 45

** при заполнении таблицы рекомендуется учитывать данные Приложения V.

6.2.1. Входной контроль знаний студентов Примерный перечень задач для проверки знаний студентов 1. Перевести число 100 из десятичной системы счисления в двоичную. 2. Перевести число 100 из двоичной системы счисления в десятичную. 3. Перевести число 100 из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную. 4. Перевести число 100 из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную. 5. Перевести число 100 из десятичной системы счисления в восьмеричную. 6. Перевести число 100 из восьмеричной системы счисления в десятичную. 7. Построить таблицу истинности булевой функции AND. 8. Построить таблицу истинности булевой функции OR. 9. Построить таблицу истинности булевой функции XOR. Примерные задания для проверки знаний студентов 6.2.2. Текущая аттестация Примерные задания для проведения текущей аттестации представлены в разделе 4 УМК. 6.2.3. Межсессионная аттестация Межсессионная аттестация проводится в форме контрольной работы. Примерный перечень заданий для подготовки к межсессионной аттестации: 1. Запишите формулу гармонического сигнала. Поясните на примере формулы виды модуляции. 2. Назовите преимущества потенциальных кодов перед импульсными. 3. Поясните, для чего используется логическое кодирование. 4. Назовите известные вам методы обнаружения ошибок. Какие преимущества и недостатки у каждого из этих методов? 5. Назовите известные вам методы коррекции ошибок. Какие преимущества и недостатки у каждого из этих методов? 6. Разработайте программу для реализации бит-стаффинга.

7. Запишите основные характеристики (скорость передачи, тип кабеля, диаметр сети, длина сегмента, количество узлов) каждой из следующих спецификаций: a. Ethernet 10 BASE-5, Ethernet 10 BASE-2, b. Ethernet 10 BASE-T, Ethernet 10 BASE-F, c. Ethernet 100 BASE-TX, Ethernet 10 BASE-T4, d. Ethernet 10 BASE-FX. 6.2.4. Материалы для проведения промежуточной аттестации Промежуточная аттестация проводится в форме экзамена. Примерный перечень вопросов к экзамену 1. Компьютерные сети, основные понятия. 2. Классификация компьютерных сетей по области действия. 3. Эволюция компьютерных сетей. 4. Классификация компьютерных сетей по типу взаимодействия. Критерии выбора. 5. Основные характеристики компьютерной сети. 6. Топология компьютерной сети. Физическая и логическая топология. 7. Типы физической топологии: название, схема, характеристика. 8. Модель взаимодействия OSI: назначение, понятие протокола, стека протоколов, интерфейса. 9. Схема обмена сообщениями при взаимодействии двух компьютеров. 10. Уровни модели OSI: назначение, функции, реализация, единицы сетевой информации каждого уровня. 11. Модель DoD: уровни, отличия от модели OSI. 12. Типы адресов стека TCP/IP. 13. Структура IP-адреса. 14. Классы IP-адресов. 15. Использование масок. Особые IP-адреса. 16. Протокол IPv6. 17. Линии связи: классификации, характеристики. 18. Проводные линии связи: виды, устройство, основные характеристики (стоимость, сложность установки, пропускная способность, затухание и устойчивость к внешним электромагнитным помехам). 19. Структурированная кабельная система: назначение, принципы организации. 20. Беспроводные среды. 21. Закономерности распространения электромагнитных волн. 22. Беспроводные системы. Лицензирование. 23. Спутниковая связь. 24. Коммутация каналов: характеристика, преимущества, недостатки. 47

25. Повышение эффективности передачи данных в сетях с коммутацией каналов. 26. Коммутация пакетов: характеристика, преимущества, недостатки. 27. Аналоговая модуляция при передаче дискретных сигналов. 28. Методы цифрового кодирования. 29. Критерии выбора метода цифрового кодирования. 30. Логическое кодирование: необходимость применения, преимущества и недостатки, примеры. 31. Технология Ethernet: история создания, формат кадра, общая характеристика спецификаций. 32. Технология Fast Ethernet: история создания, формат кадра, общая характеристика спецификаций. 33. Технологии Gigabit Ethernet, 10G Ethernet, 40/100 G Ethernet: история создания, формат кадра, общая характеристика спецификаций. 34. Стек протоколов IEEE 802.11 – топологии, режимы доступа, безопасность. 35. Беспроводные технологии передачи данных: обзор. 36. Оборудование локальных и глобальных сетей: сетевые адаптеры, мосты, концентраторы, коммутаторы и др. 37. Глобальные сети: обзор. 38. Сети с передачей маркера: обзор. 6.3. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения итоговой аттестации Содержание учебной дисциплины «Архитектура компьютерных сетей» входит в перечень вопросов государственного экзамена, проводимого в соответствии с «Положением об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений Российской Федерации», утвержденным приказом Минобразования РФ от 25.03.2003 № 1155, и программы государственной аттестации выпускников направления подготовки 050100.62 Педагогическое образование (Профиль «Информатика»), утвержденной на заседании ученого совета факультета. Примерный перечень вопросов к государственному экзамену по учебной дисциплине «Архитектура компьютерных сетей» 1. Понятие компьютерной сети и её эволюция. Характеристики сети. Ресурсы сети (разделяемые и неразделяемые). Виды компьютеров в сети. Виды передачи данных. Классификация компьютерных сетей по размеру и типу взаимодействия. Понятие топологии и её виды. Современные тенденции. 2. Модель взаимодействия OSI: назначение, понятие протокола, стека протоколов, интерфейса. Схема обмена сообщениями при 48

взаимодействии двух компьютеров. Уровни модели OSI: назначение, функции, реализация, единицы сетевой информации каждого уровня. 3. Типы адресов стека протоколов TCP/IP: аппаратные, сетевые и доменные адреса. Структура IP адреса. Классовая и бесклассовая IP адресация. Понятие маски. Особые IP адреса. Протокол IPv6 и тенденции развития адресации в сети. 4. Локальные и глобальные сети. Технология Ethernet. Сетевое оборудование. Беспроводная передача данных.