ВС-РПД - Южный федеральный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Экономический факультет
Кафедра «Прикладная информатика в экономике»
Пищик Лев Анатольевич
Рабочая программа дисциплины
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Специальность Прикладная информатика в экономике
Ростов-на-Дону
2010 г.
ВВЕДЕНИЕ
Сегодня Россия стоит перед исторической необходимостью формирования
информационного общества и информационной экономики.
Информатизация экономики предполагает не совершенствование технологии на
отдельных участках экономической системы, а переход экономики на принципиально иные
основы информационной технологии.
Ключевая роль в современной инфраструктуре информатизации принадлежит системам
коммуникаций и вычислительным сетям, в которых сосредоточены новейшие средства
вычислительной техники, информатики, связи, а также самые прогрессивные
информационные технологии. Именно они обеспечивают пользователям широкий набор
информационно-вычислительных услуг с доступом к локальным и удаленным ресурсам,
технологиям и базам данных.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА
Цель - сформировать у студентов представление об основных принципах построения
ЭВМ и архитектуры ЭВМ, ознакомить с функциональной и структурной организацией ЭВМ,
с архитектурой вычислительных систем, дать представление об основных принципах
построения телекоммуникационных вычислительных сетей и ознакомить с программным и
техническим обеспечением корпоративных вычислительных сетей.
Задачи курса:
 ознакомить с основными принципами построения и архитектуры ЭВМ;
 дать представление о функциональной и структурной организацией ЭВМ


ознакомить с архитектурой вычислительных систем;
раскрыть основные принципы построения телекоммуникационных вычислительных
сетей;
 ознакомить с программным и техническим обеспечением корпоративных
вычислительных сетей.
Занятия проводятся в виде лекций и семинаров. Курс рассчитан на два семестра 70
часов. Форма контроля – экзамен, зачет.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
 иметь представление об арифметических и логических основах ЭВМ;





знать основы функционирования ЭВМ принципы управления внешними
устройствами;
знать типовые структуры вычислительных систем;
иметь представления о коммутации и маршрутизации в сетях;
иметь представление о работе в локальных и глобальных компьютерных сетях;
знать принципы построения системы обеспечения безопасности корпоративных
вычислительных сетей.
ТЕМЫ ЛЕКЦИЙ
Тема 1. Принципы построения и архитектура ЭВМ
Обзор развития вычислительной техники. Информационное общество и информационная
экономика. Инфраструктура информатизации. Роль систем коммуникации и вычислительных
систем в современной инфраструктуре информатизации. Четыре поколения развития
электронной вычислительной техники. Основные характеристики ЭВМ и классификация
средств электронно-вычислительной техники. Структура и архитектура ЭВМ. Архитектура
ЭВМ с точки зрения пользователя. Быстродействие и производительность. Емкость
запоминающих устройств. Понятие бит. Надежность. Точность. Достоверность. Аналоговая
и цифровая вычислительная техника. СуперЭВМ, большие ЭВМ, средние ЭВМ,
персональные и профессиональные ЭВМ, встраиваемые микропроцессоры. Общие
принципы построения ЭВМ. Принцип программного управления. Понятие алгоритм. Способ
построения ЭВМ описанный Дж. фон Нейманом. Структурная схема ЭВМ первого и второго
поколения. Разделение процесса ввода-вывода информации в ЭВМ третьего поколения.
Структурная схема ЭВМ третьего поколения. Процессор. Каналы ввода-вывода. Общие
принципы построения персональных ЭВМ. ЭВМ четвертого поколения. Понятие общей
шины. Структурная схема ПЭВМ. Ядро ПЭВМ – процессор и основная память. Оперативная
память и постоянно запоминающее устройство. Подключение внешних устройств.
Децентрализация построения и управления. Модульность построения, магистральность,
иерархия управления. Логические основы ЭВМ. Основные сведения из алгебры логики.
Представление структурной схемы ЭВМ. Количество всевозможных функций N от n
аргументов. Две основные функции, не зависящие от аргументов. Их техническая
интерпретация. Таблицы истинности. Таблица функций от одной переменной. Технические
аналоги функция от одной переменной – повторитель, инвертор. Таблица функций от двух
переменных. Функции от двух переменных имеющие фундаментальное значение при
построении основных схем ЭВМ. Законы алгебры логики. Понятие о минимизации
логических функций. Техническая интерпретация логических функций.
Тема 2. Функциональная и структурная организация ЭВМ
Функциональные средства ЭВМ. Функциональная организация ЭВМ. Структурная
организация ЭВМ. Структурные компоненты ЭВМ. Совместимые ЭВМ. Организация
функционирования ЭВМ с магистральной структурой. Микропроцессорный комплект.
Центральные и периферийные устройства. Системная магистраль. Интерфейс системной
шины. Состав центральных устройств ЭВМ. Внешние запоминающие устройства и
устройства ввода-вывода. Выполнение программы на ЭВМ. Загрузка программы в
оперативную память. Счетчик команд. Начало работы процессора. Считывание команды из
оперативной памяти в процессор. Регистр команд. Кодовая и адресная части команды.
Обработка кода команды и адресной части. Выполнение команды в АУ. Отработка
результата. Передача команды другому устройству отличному от процессора.
Взаимодействие микропроцессора с внешним устройством. Интерфейс ввода-вывода.
2
Однопрограммный и многопрограммный режим работы. Классификация микропроцессоров.
Система команд микропроцессора. Микропроцессор – основа центрального процессора.
Назначение, количество разрядов в обрабатываемой информационной единице, технология
изготовления микропроцессора. RISC-процессоры – процессоры для серверов. CISCпроцессоры – процессоры для персональных компьютеров. Принцип Дж. фон Неймана –
работой ЭВМ управляет программа. Команды программы. Код операции. Адресная часть.
Одно-, двух-, трех-, четырехадресные и безадресные команды. Команды передачи
управления. Косвенная, базовая, индексная и базово индексная адресация операндов.
Организация работы при выполнении задания пользователя. Особенности управления
основной памятью. Язык управления заданиями. Исходный модуль. Компиляторы и
интерпретаторы. Объектный модуль. Библиотека объектных модулей. Библиотека
компилятора. Условные адреса. "Привязка" к конкретным физическим адресам основной
памяти. Редактор связей. Загрузочный модуль. Программа выборки. Перемещение
загрузочного модуля в основную память и инициализация его выполнения. Отображение
адресного пространства программы на основную память. Статическое и динамическое
перемещение. Абсолютный модуль. Виртуальная память. Иерархическая структура
запоминающих устройств. Использование в программе максимально допустимого для
данной ЭВМ объема памяти на реальном объеме значительно меньшим максимального.
Сегментно-страничная или страничная организация виртуальной памяти. Страничные блоки
основной памяти. Внешняя страничная память. Загрузка программы в виртуальную память. .
Система прерываний ЭВМ. Зона внимания процессора. Режим сканирования ожидаемого
события. Большие потери времени ЦП при использовании режима сканирования.
Прерывания – способ реагирования на события, происходящие вне зоны внимания.
Появление нештатных ситуаций. Организация работы по диагностике и восстановлению.
Внутренние и внешние прерывания. Вектор или слово состояния процессора. Прерывания
BIOS и DOS. Три типа прерываний – аппаратные, логические и программные. Работа
микропроцессора при выполнении программного прерывания. Программы-обработчики
прерываний. Таблица векторов прерываний. Дескрипторная таблица прерываний. Структура
записи в векторе прерываний. Получение адреса обработчика прерывания по номеру
прерывания. Команда INTДействия выполняемые по команде INT. Команда возврат из
прерывания – IRET.
Тема 3. Управление внешними устройствами ЭВМ
Принципы управления. Операция ввода и операция вывода. Интерфейс – технология
обращения к автономным внешним устройствам. Виды интерфейса – внутренний, вводавывода, межмашинного обмена, "человек-машина". Место интерфейса в аппаратном
комплексе. Последовательный, параллельный и последовательно-параллельный интерфейс.
Логический и физический уровни интерфейса ввода-вывода. Три способа управления
обменом (режим сканирования, синхронный обмен, прямой доступ к памяти). Способы
организации совместной работы периферийных и центральных устройств. Симплексный,
полудуплексный, дуплексный режимы. Внешние запоминающие устройства ЭВМ. Виды
3
внешней памяти ПЭВМ. Связь внешних запоминающих устройств с микропроцессором.
Цели использования контроллера. Накопитель на жестком магнитном диске. Магнитные
головки. Дорожка. Цилиндр.
Тема 4. Программное обеспечение Структура ПО. Операционные системы. Цели применения
ОС. Вычислительный процесс в системе. Управление заданиями. Управление задачами.
Командный процессор. Внутренние и внешние команды. Системы автоматизированного
программирования. Языки программирования. Классификация языков программирования.
Трансляторы-интерпретаторы. Трансляторы-интерпретаторы. Системные обслуживающие
программы. Средства отладки. Вспомогательные программы (утилиты).
Тема 5. Вычислительные системы
Классификация вычислительных систем (ВС). Понятие вычислительная система. Основные
цели создания ВС. Основные принципы построения ВС. Понятие структура ВС.
Универсальные и специализированные ВС. Многомашинные многопроцессорные ВС.
Однородные и неоднородные ВС. Классификация ВС по степени территориальной
разобщенности и по методам управления элементам ВС. ВС с жестким и плавающим
закреплением функций. Классификация ВС по режиму работы. Архитектура
вычислительных систем (ВС). Понятие архитектуры ВС. Классификация архитектур с
позиций параллелизма (классификация Флинна). Два вида параллелизма – независимость
потока заданий (команд) и независимость (несвязность) данных. Четыре основных
архитектуры ВС. Одиночный поток команд–одиночный поток данных (ОКОД, SISD).
Одиночный поток команд–множественный поток данных (ОКМД, SIMD). Множественный
поток команд–одиночный поток данных (МКОД, MISD). Множественный поток команд–
множественный поток данных (МКМД, MIMD). Организация функционирования
вычислительных систем (ВС). Операционные системы ВС. Операционные системы
многомашинных ВС, Диспетчерские функции в многомашинных ВС. Программное
обеспечение многопроцессорных ВС. Типовые методы взаимодействия процессоров.
"Ведущий-ведомый". Симметричная иди однородная обработка во всех процессорах.
Раздельная независимая работа процессоров по обработке заданий.
Тема 6. Принципы построения телекоммуникационных вычислительных сетей
Характеристика
телекоммуникационных
вычислительных
сетей.
Понятие
телекоммуникационная вычислительная сеть (ТВС). Абонентская система. коммутационная
подсеть. Прикладной процесс. Преимущества ТВС по сравнению отдельно работающих
ЭВМ. Аппаратное, информационное и программное обеспечение ТВС. Основной показатель
эффективности работы в сети. Задача создания ТВС. Классификация ТВС. Понятие
корпоративная вычислительная сеть. Управление взаимодействием прикладных процессов.
Две концепции взаимодействия процессов в сетях – без функциональной среды межу ними и
только через функциональную среду. Семиуровневая эталонная модель взаимодействия
открытых систем. Функциональные уровни. Уровневый протокол. Иерархическое
взаимодействие функциональных уровней. Понятие интерфейс. Протоколы передачи данных
4
нижнего уровня. Метод доступа к передающей среде. Физический и канальный уровень.
Сетевой уровень. Протоколы передачи данных верхних уровней. Транспортный уровень.
Роль транспортного уровня в обеспечении связи между коммуникационной подсетью и
верхними уровнями эталонной модели. Понятие сообщения. Пакет данных – единица
управляемая сетью. Сеансовый уровень. Основные функции сеансового уровня.
Представительский уровень. Уровень представления данных. Синтаксис данных.
Прикладной уровень. Семантика данных. Граница межу процессами сети и прикладными
(пользовательскими) процессами. Обеспечение безопасности в сетях. Три базовых принципа
информационной безопасности – целостность данных, конфиденциальность информации и
доступность информации авторизированным пользователям. Характер проникновения
(несанкционированного доступа в сеть). Виды воздействия проникновения в
информационную среду. Основные источники преднамеренного проникновения в сеть.
Источники непреднамеренного проникновения в сеть.
Тема 7. Телекоммуникационные системы
Основные сведения о телекоммуникационных системах. Характерные особенности
телекоммуникационных систем. Понятие территориальная сеть связи. Типы сетей, линий и
каналов связи. Режимы передачи – симплексный, полудуплексный и дуплексный.
Коммутируемые и выделенные каналы связи. Синхронизация элементов ТКС.
Синхросигналы. Синхронная передача. Асинхронная передача. Передача с автоподстройкой.
Кодирование цифровых данных. Физическая передача информационных битов. Аналоговые
сигналы. Цифровые (дискретные) сигналы. Передача цифровых данных по телефонным
(аналоговым) линиям связи. Аналоговое кодирование. Модулятор-демодулятор (модем). Три
метода модуляции – амплитудная, частотная, фазовая. Широкополосная передача. Цифровое
кодирование. Изменение уровней сигналов несущих информацию. Коммутация в сетях.
Коммутируемая транспортная сеть. Метолы коммутации – коммутация цепей (каналов),
коммутация сообщений и коммутация пакетов. Недостатки метода коммутации цепей.
Коммутация с промежуточным хранением. Недостатки метода коммутации сообщений.
Основные цели коммутации пакетов. Отличия технологии коммутации пакетов от
коммутации сообщений. Мультиплексирование. Виртуальный канал. Символьная
коммутация (субпакетная коммутация или метод общего пакета). Маршрутизация пакетов в
сетях. Задача маршрутизации. Маршрутизация в виртуальных и дейтаграммных сетях.
Алгоритм маршрутизации. Основные цели маршрутизации. Способы маршрутизации.
Централизованная маршрутизация. Распределенная (децентрализованная) маршрутизация.
Выбор оптимального маршрута. Эффективность алгоритмов маршрутизации. Факторы,
снижающие эффективность маршрутизации. Методы маршрутизации. Три вида
маршрутизации. Особенности применения простой маршрутизации. Случайная и лавинная
маршрутизация. Степень учета изменения топологии и нагрузки сети при решении задачи
выбора маршрута. Фиксированная маршрутизация. Таблица маршрутов. Однопутевая и
многопутевая фиксированные маршрутизации. Область применения фиксированной
маршрутизации. Адаптивная маршрутизация. Локальная адаптивная маршрутизация.
5
Распределенная адаптивная маршрутизация. Централизованная адаптивная маршрутизация.
Гибридная адаптивная маршрутизация. Сети и технологии X.25 и Frame Relay.
Рекомендации X.25. Низкоскоростные и среднескоростные каналы связи. Тир уровня
протоколов в рекомендациях X.25 (физический, канальный, сетевой). Два режима доступ
пользователей к сети X.25 – пакетный и монопольный. Преимущества сети X.25.
Ограничения сетевой технологии X.25. Протокол FR. Отличительные особенности протокола
FR. Отличия сетей Frame Relay от технологии X.25. Кадр FR-сети. Мультимедийные
пакетные коммутаторы. Сети и технологии ISDN и SDH.. Сеть ISDN – цифровая сеть с
интеграцией услуг. Недостатки при передачи аналогового сигнала.. Использование
цифрового сигнала. Две скорости подключения пользовательского оборудования к сети
ISDN. Преобразование аналогового сигнала в цифровой. Импульсно-кодовая модуляция
(ИКМ). Три этапа ИКМ – отображение, квантование и кодирование. Технология синхронных
волоконно-оптических сетей. Модули сетей SDH. Топология сети SDH.
Тема 8. Локальные вычислительные сети
Понятие локальная вычислительная сеть (ЛВС). Обобщенная структура ЛВС. Типы и
характеристики ЛВС. Основные компоненты сети. Передающая среда и сетевые адаптеры.
Рабочие станции и сервера сети. Сетевое оборудование ЛВС – трансиверы
(приемопередатчики), репитеры, концентраторы (хабы), мосты, маршрутизаторы и
коммутаторы, модемы, анализаторы, сетевые тестеры. Основные характеристики ЛВС.
Классификация ЛВС. Управление локальными сетями. Пять категорий управления ЛВС.
Управление конфигурацией. Обработка сбоев. Управление учетом. Управление
производительностью. Управление защитой. Протоколы управления ЛВС. Протоколы SNMP
и CMIP.
Тема 9 Глобальные вычислительные сети. Сеть Интернет
Принципы организации глобальных вычислительных сетей. Характеристика сети Интернет.
Семейство протоколов TCP/IP. Протокол IP. Понятие IP-адреса. Доменная система имен.
Иерархия доменов, доменные адреса, схема разрешения имен. URL – ссылка на ресурс
Интернет.
Тема 10. Корпоративные вычислительные сети
Организация обмена данными в территориальных сетях. Два способа связи – без
установления логического соединения между передающими уздами сети и с установлением
логического соединения. Характеристика способа связи без установления логического
соединения. Особенности организации обмена данными с установлением логического
соединения. Связь с установлением логического канала в виртуальных сетях.
Многоуровневый принцип передачи сообщений основа архитектуры сетей. Управление
обменом данных в территориальных сетях и протоколы верхнего уровня эталонной модели.
Характеристика корпоративных вычислительных сетей. Понятие корпоративной
вычислительной сети (КВС). Технология "клиент-сервер". Типовая структура КВС. Решение
технологических и организационных вопросов для обеспечения эффективного
6
использования КВС. Использования языка HTML как мощное средство обработки
документов. Использование HTML-форм и CGI-сценариев для расширения интерактивных
возможностей корпоративных сетей. Методы и средства обеспечения безопасности
корпоративных вычислительных сетей. Традиционные методы и средства обеспечения
безопасности КВС. Парольная защита. Правила использования паролей. Идентификация
пользователей. Аутентификация пользователей. Криптографические методы защиты.
Разграничение прав доступа пользователей к ресурсам сети. Использование заложенных в
ОС возможностей сети. Специфические сетевые методы и средства обеспечения
безопасности КВС. Межсетевые экраны (брандмауэры). пакетные фильтры. Прокси-система.
Средства усиления защиты сети. Мониторинг и аудит сети. Архитектурные методы защиты.
Тема 11. Эффективность функционирования и перспективы развития
телекоммуникационных вычислительных сетей
Понятия эффективности функционирования ТВС.
телекоммуникационных вычислительных сетей.
Перспективы
развития
ЭВМ
и
Тематика семинарских занятий.
Семинар 1. Классификация средств ЭВТ
Аналоговые вычислительные машины. Темпы развития вычислительной техники,
разнообразие и динамизм рынка современных компьютеров. Место и роль ЭВМ в сети.
Мощные машины, кластерные структуры, серверы, рабочие станции, сетевые компьютеры.
Семинар 2. Арифметические основы ЭВМ
Системы счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления. Теоретически
наиболее экономичная система счисления. Двоичная система счисления. Восьмеричная и
шестнадцатеричная системы счисления. Целые числа, числа с фиксированной точкой.
Перевод целых чисел. Числа с плавающей точкой. Правила сложения двоичных чисел.
Машинные коды. Прямой, обратный и дополнительный код. Операции сложения и
вычитания.
Семинар 3. Проблемы развития элементной базы.
Смена поколений ЭВМ – переход на новую элементную базу. Большие (БИС) и
сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы. Технологический принцип разработки и
производства интегральных схем. Литография. Размер кристалла. Альтернативные пути
построения будущих ЭВМ. Молекулярные и биокомпьютеры (нейрокомпьютеры).
Квантовые компьютеры. Оптические компьютеры.
Семинар 4. Адресная структура команд микропроцессора и планирование ресурсов.
Фрагментация основной памяти. Динамическая трансляция адресов. Загрузка
сегментированной программы. Форма имени сегмента. Таблица сегментов. Регистр начала
таблицы сегментов. Страницы. Значительное сокращение фрагментации при использовании
страниц. Сегментно-страничная организация адресного пространства.
7
Семинар 5. Состав, устройство и принцип действия основной памяти
Понятие запоминающего устройства (ЗУ). ЗУ – основная память, сверхоперативная память
(СОЗУ) и внешние запоминающие устройства. Основная память – оперативное
запоминающие устройство (ОЗУ или RAM) и постоянное запоминающие устройство (ПЗУ
или ROM). Основные характеристики ОЗУ. Модульная структура ОЗУ ПЭВМ. Разрядность
шины данных. Время доступа. Занесение информации в ПЗУ. Программатор.
Семинар 6. Прямой доступ к памяти
Контроллер прямого доступа к памяти (ПДП). Функции контроллера прямого доступа к
памяти. Взаимодействие устройств в режиме прямого доступа к памяти. Регистры ПДП.
Структурная схема контроллера ПДП. Два основных режима контроллера ПДП. Режим
программирования. Режим выполнения циклов ПДП. Мультиплексное использование
системной магистрали в режиме прямого доступа к памяти.
Семинар 7. Структура программного обеспечения ЭВМ
Общее программное обеспечение (ПО). Специальное ПО. Иерархия программных средств
ЭВМ. Классификация языков программирования. Машинно-ориентированные языки и
процедурно-ориентированные языки. Пакеты программ. Виды работ пользователей, которые
обеспечиваются прикладными системами – системы обработки текстов, обработки
"электронных таблиц", системы управления базами данных, системы "деловой графики".
Семинар 8. Операционные системы
Определение операционной системы (ГОСТ 15971-84). Основные функции ОС. Цели
применения ОС. Вычислительный процесс. Ресурсы ВС. Задание. Управление заданиями.
Задача. Управления данными. Структура ДОС ПЭВМ. Программа начальной загрузки.
Базовая система ввода-вывода (BIOS). Модуль расширения BIOS. Базовый модуль ДОС.
Командный процессор.
Семинар 9. Комплексирование в вычислительных системах
Три аспекта понятия совместимости – аппаратный или технический, программный и
информационный. Условия технической (hardware) совместимости. Требования к
программной (software) совместимости. Информационная совместимость. Уровни и средства
комплексирования. Уровень прямого управления (процессор-процессор). Уровень общей
оперативной памяти. Уровень комплексируемых каналов ввода-вывода. Уровень устройств
управления внешними устройствами. Уровень общих внешних устройств.
Семинар 10. Службы безопасности. Механизмы реализации службы безопасности
Нейтрализация угроз безопасности. Службы безопасности, определенные документами
Международной организации стандартизации – аутентификация, обеспечение целостности
передаваемых данных, засекречивания данных, контроль доступа, защита от отказов.
Протоколы информационного обмена в виртуальных и дейтаграмных сетях. Распределение
Служб безопасности по уровням эталонной модели взаимодействия открытых систем.
Механизмы реализации служб безопасности. Шифрование. Цифровая подпись. Контроль
8
доступа. Обеспечение целостности данных. Обеспечение аутентификации. Подстановка
трафика. Управление маршрутизацией. Арбитраж.
Семинар 11. Защита от ошибок в сети
Проблема обеспечения достоверной передачи информации в сети. Программные и
аппаратные методы защиты от ошибок. Основные причины возникновения ошибок при
передачи информации по сети. Три группы методов защиты от ошибок – групповые методы,
помехоустойчивое кодирование и системы передачи с обратной связью. Мажоритарный
метод и метод передачи информационными блоками с количественной характеристикой
блока. Показатели корректирующих кодов. Системы с решающей обратной связью и
системы с информационной обратной связью.
Семинар 12. Сети и технологии ATM
Основные особенности ATM- технологии. Главное отличие ATM- технологии от других
телекоммуникационных технологий. Постоянные (PVC) и коммутируемые (SVC)
виртуальные каналы. Четыре класса трафика в режиме ATM. Синхронный трафик с
постоянной скоростью передачи и предварительным установлением соединения.
Синхронный трафик с переменной скоростью передачи и предварительным установлением
соединения. Асинхронный трафик с переменной скоростью передачи и предварительным
установлением соединения. Асинхронный трафик с переменной скоростью передачи и без
установления соединения.
Семинар 13. Сетевое оборудование ЛВС
Сетевые адаптеры (СА). Две группы СА – реализующие функции физического и канального
уровня, реализующие функции первых четырех уровней эталонной модели. Концентраторы
(хабы). Трансиверы и репитеры. Мосты и шлюзы. Маршрутизаторы (роутеры). Модемы и
факс-модемы. Стандарты передачи сигналов для модемов. Стандарт по скорости передачи.
Стандарт коррекции ошибок. Стандарт сжатия. Состав типичного модема. Внутренние и
вешние модемы. Анализатор ЛВС. Контроль и наблюдение за сетью в реальном времени.
Сетевые тестеры. Тестеры линий передачи.
Семинар 14. Принципы организации глобальных вычислительных сетей
Мировые тенденции развития ТВС. Процесс объединения сетей. Современный
информационный рынок. Рынок электронной информации. Рынок электронных сделок.
Рынок программного обеспечения. Наиболее распространенные услуги предоставляемые
современными ТВС
Семинар 15. Характеристика сети Internet
Глобальная сеть Internet. Услуги предоставляемые пользователю сетью Internet. Типы
сервисов Internet. Три группы сервисов сети Internet – интерактивные, прямого обращения и
отложенного чтения. Электронная почта – типичный сервис отложенного чтения (offline).
FTP – сервис прямого доступа.
9
Семинар 16. Эффективности функционирования ТВС
Понятие эффективности использования ТВС. Корпоративная вычислительная сеть (КВС) –
человеко-машинная система. Три признака деления на типы человеко-машинных систем – по
виду эксплуатации, по роли и месту человека-оператора, по степени влияния трудовой
деятельности. Оценка эффективности функционирования КВС. Факторы определяющие
эффективность функционирования КВС. Оценка эффективности внедрения новой техники и
технологий. Формирование интегральных оценок всей сети. Оценка эффективности
функционирования системы эргономического обеспечения.
Семинар 17. Перспективы развития ЭВМ и телекоммуникационных вычислительных сетей
Направления и пути совершенствования и развития ТВС. Развитие топологии сети. Развитие
технических средств передачи и обработки информации в сетях. Совершенствование и
развитие программного обеспечения сетей. Расширение перечня и повышение
интеллектуального уровня информационно-вычислительных услуг. Интенсивный переход на
цифровые сети связи. Развитие методов и средств обеспечения более высокого уровня
безопасности информации. Основные этапы создания и развития глобальной
интеллектуальной сети – телефонизация страны, цифровизация сети, интеграция услуг,
интеллектуализация сети.
10
Семинары
В том числе
Лекции
Общее
количество
часов
УЧЕБНО-КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
1. Принципы построения и архитектура ЭВМ
10
5
5
2. Функциональная и структурная организация ЭВМ
10
5
5
3. Управление внешними устройствами ЭВМ
9
4
5
4. Программное обеспечение
4
2
2
5. Вычислительные системы
3
2
1
6. Принципы построения телекоммуникационных
вычислительных сетей
7
4
3
7. Телекоммуникационные системы
9
4
5
8. Локальные вычислительные сети
4
2
2
9. Глобальные вычислительные сети. Сеть Интернет
5
3
2
10. Корпоративные вычислительные сети
5
2
3
11. Эффективность функционирования и перспективы развития
телекоммуникационных вычислительных сетей
4
2
2
70
35
35
Тема
ИТОГО
11
Экзаменационные вопросы (1 часть)
1. Как изменялась элементная база при развитии вычислительной техники. Какие поколения
выделяются в развитии ВТ?
2. Что такое ЭВМ. Структура и архитектура ЭВМ. Какие специалисты проектируют и
создают программное обеспечение для ЭВМ.
3. Пользователи ЭВМ. С каких позиций пользователи рассматривают архитектуру ЭВМ.
4. Основные характеристики ЭВМ (быстродействие и производительность, емкость
запоминающих устройств).
5. Основные характеристики ЭВМ (надежность, точность, достоверность).
6. Основной принцип построения современных ЭВМ. Алгоритм. Программа для ЭВМ. Суть
способа построения ЭВМ Дж. фон Неймана.
7. Структурная схема ЭВМ первого и второго поколения.
8. Особенности структуры ЭВМ третьего поколения. Структурная схема ЭВМ третьего
поколения.
9. Структура ПЭВМ. Структурная схема ПЭВМ.
10. Арифметические основы ЭВМ. Машинные коды (прямой, обратный, дополнительный).
11. Логические основы ЭВМ. Представление схемы ЭВМ. Таблица функций от одной
переменной.
12. Таблица функций от двух переменных. Минимизация логических функций.
13. Техническая интерпретация логических функций. Схема фиксации "неправильных"
тетрад.
14. Функциональная и структурная организация ЭВМ. Совместимые ЭВМ.
15. Что такое микропроцессорный комплект? Центральные и периферийные устройства
ЭВМ. Системная магистраль. Шина адреса. Шина данных и шина управления.
16. Как выполняется управляющая работой ЭВМ программа?
17. Взаимодействие МП с внешними устройствами. Интерфейс ввода-вывода.
Однопрограммный и многопрограммный режим работы ЭВМ.
18. Работа ЭВМ при выполнении задания пользователя. Исходный, объектный и загрузочный
модули.
19. Что такое RISC-процессоры? К какому классу обычно относятся микропроцессоры для
персональных ЭВМ? Система команд МП. Код операции. Адресная часть.
20. Виртуальная память.
21. Система прерываний ЭВМ. Слово состояния процессора (вектор состояния). Внутренние
и внешние прерывания.
22. Прерывания BIOS и DOS. Программы - обработчики прерываний.
23. Аппаратные, логические и программные прерывания. Обработка микропроцессором
программного прерывания. Команда INT и IRET.
24. Периферийные устройства. Операции ввода-вывода. Понятие стандартного интерфейса.
25. Что такое интерфейс? Виды интерфейсов (внутренний, ввода-вывода, межмашинного
обмена, "человек-машина").
26. Что такое последовательный, параллельный и последовательно-параллельный
интерфейс? Где они используются? Логический и физический уровни интерфейсов вводавывода.
27. Что такое вычислительная система? Основные принципы построения, закладываемые в
при создании ВС.
12
28. Классификация вычислительных систем. Универсальные и специализированные ВС.
Однородные и неоднородные ВС.
29. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы. Централизованное,
децентрализованное и смешанное управление.
30. Классификация вычислительных систем по степени территориальной разобщенности
модулей ВС. Оперативный и неоперативный временной режим работы ВС.
31. Одиночный поток команд – одиночный поток данных.
32. Одиночный поток команд – множественный поток данных.
33. Множественный поток команд – одиночный поток данных.
34. Множественный поток команд – множественный поток данных.
35. Организация функционирования вычислительных систем. Особенности построения ОС в
зависимости от структурной организации ВС. Операционные системы многомашинных
ВС.
36. Программное обеспечение многопроцессорных систем. Типовые методы взаимодействия
процессоров. Ведущий-ведомый. Однородная обработка. Раздельная независимая работа
по обработке задания.
Вопросы к зачету (2 часть)
1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.
2. Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем.
3. Физический и канальный уровень.
4. Сетевой и транспортный уровень.
5. Сеансовый представительный и прикладной уровни.
6. Что такое телекоммуникационная вычислительная сеть, абонентская система, коммуникационная
подсеть, прикладной процесс?
7. Какие преимущества имеет сеть перед автономно работающими ЭВМ?
8. Что составляет информационное и программное обеспечение ВС.
9. Классификация ТВС по территориальной распределенности.
10. Классификация ТВС по способу управления и организации передачи данных.
11. Почему появление ТВС. стимулировало информационное пиратство. Три базовых принципа
информационной безопасности.
12. Как можно классифицировать характер проникновения в сеть. Случайные и преднамеренные
проникновения.
13. В чем опасность кратковременного проникновения в сеть и какой ущерб может нанести
долговременное проникновение?
14. Какие основные источники преднамеренного проникновения в сеть?
15. Какие основные источники непреднамеренного проникновения в сеть?
16. Какие бывают виды воздействия на информацию в случае преднамеренного проникновения в
сеть?
17. Что такое сеть ISDN? Почему сети ISDN получают все большее распространение?
18. Как в сети ISDN передается аналоговый сигнал? С какими недостатками сопряжена передача
аналогового сигнала по телефонной сети?
13
19. Что такое импульсно-кодовая модуляция?
20. Что такое сети и технологии Х.25? Почему в сетях Х.25 невозможна передача оцифрованного
голосового сигнала с удовлетворительным качеством?
21. Какие уровни протоколов эталонной модели описывают рекомендации Х.25.
22. Какие недостатки имеет сеть Х.25.
23. Что такое сети и технологии Frame Relay? Преимущества Frame Relay перед Х.25.
24. Что такое коммутируемая транспортная сеть? Какие бывают виды коммутации? Коммутация
цепей. Преимущества и недостатки.
25. Коммутация с промежуточным хранением. Коммутация сообщений. Основные преимущества и
недостатки.
26. Коммутация пакетов. Основные преимущества и недостатки. Что такое мультиплексирование?
27. Сущность, цели и способы маршрутизации.
28. Способы маршрутизации. Преимущества и недостатки основных способов маршрутизации.
29. Критерии
оценки
эффективности
алгоритмов
маршрутизации.
Какие
бывают
методы
маршрутизации?
30. Простая маршрутизация, случайная, лавинная, фиксированная маршрутизации. Основные
принципы, преимущества и недостатки.
31. Адаптивная маршрутизация. Виды адаптивной маршрутизации, основные преимущества и
недостатки.
32. Сети и технологии АТМ. Основные особенности АТМ-технологии.
33. Традиционные методы обеспечения безопасности корпоративных ВС.
34. Специфические сетевые методы и средства обеспечения безопасности корпоративных ВС.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Вычислительные машины, системы и сети: Учебник/ Под ред. А.П. Пятибратова. — М.:
Финансы и статистика, 2001.
2. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы: Справочная книга. — М.: Финансы и
статистика, 1996.
3. Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ. — М.: Восточная книжная компания, 1996.
4. Локальные вычислительные сети. Кн. 1: Принципы построения, архитектура,
коммуникационные средства / Под ред. С.В. Назарова. — М.: Финансы и статистика,
1994.
5. Корпоративные сети связи. Вып. 3 / Под ред. М.Б. Купермана. — М.:Информсвязь, 1997.
6. Мостовой Д.Ю. Современник технологии борьбы с вирусами // Мир ПК. — № 8. — 1993.
7. Пятибратов А.П. Информатизация общества: экономика и эффективность. — Киев:
Наукова Думка, 1993.
14
8. Расторгуев С.П. Программные методы защиты информации в компьютерах и сетях. —
М.: Яхтсмен, 1993.
9. Хоникатт Дж. Использование Internet. —2-е изд.: Пер. с англ. — Киев:Диалектика,1997.
10. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы: Пер. с англ. — М.: Мир, 1990.
11. Бремнер Л.М., Изи Э.Ф., Сервати О. Библиотека программиста Intranet: Пер. с англ. —
Минск: 000 «Попурри», 1998.
12. Вакка Д. Безопасность интранет. — М.: Бук Медиа Паблишер, 1998.
15