Информационные сети и телекоммуникации

УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор Института
кибернетики
________________ Сонькин М.А.
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Информационные сети и телекоммуникации
НАПРАВЛЕНИЕ ООП
220400 Управление в технических системах
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ Управление и информатика в технических системах
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)
бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА
2011 г.
КУРС 4 СЕМЕСТРЫ 2
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ
4 кредита ECTS
ПРЕРЕКВИЗИТЫ
Б2.Б1, Б2.В2, Б2.В3, Б3.Б2, Б3.Б3, Б3.Б5,
Б3.Б6, Б3.В4
КОРЕКВИЗИТЫ
Б3.Б1, Б3.В.1.5
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
18 час.
Лабораторные занятия
30 час.
Практические занятия
0 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
48 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
72 час.
ИТОГО
120 час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ
экзамен
кафедра АиКС
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ
____________ Цапко Г.П., профессор
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
____________ Коновалов В.И., доцент
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
____________ Аврамчук В.С., доцент
2011 г.
1 ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины является усвоение студентами основ построения
систем передачи данных и их характеристик, современных методов и технологий
телекоммуникационных систем, приобретения навыков расчета и практического
применения информационных сетей.
Поставленные цели соответствуют целям Ц1 – Ц3 ООП.
2 МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Информационные сети и телекоммуникации» (Б3.В.1.4) является
дисциплиной профессионального цикла направления 220400 «Управление в технических
системах». Дисциплина входит в перечень обязательных дисциплин в соответствии с
ФГОС по направлению 220400.
Пререквизиты:. Б2.Б1 «Математика», Б2.В2 «Спецглавы математики»,
Б2.В3 «Компьютерная технология инженерного труда»,
Б3.Б2 «Теоретические основы электротехники»,
Б3.Б3 «Программирование и основы алгоритмизации»,
Б3.Б5 «Метрология и измерительная техника»,
Б3.Б6 «Электроника»,
Б3.В4 «Вычислительные машины, системы и сети»
Кореквизиты: Б3.Б1 «Информационные технологии»,
Б3.В.1.5 «Информационное обеспечение систем управления»
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
 структуру систем телеобработки данных;
 назначение, состав и архитектуру информационных сетей;
 модель открытых систем и протоколы цифровых интегральных сетей
обслуживания;
 основы кодирования и сжатия информации;
 основы построения систем передачи данных, виды каналов передачи данных и
методы передачи данных.
Уметь:
 рассчитывать характеристики устройств передачи данных;
 разрабатывать структурную, функциональную и принципиальную схему системы
передачи информации;
 выбирать принцип построения систем передачи данных и элементную базу;
 создавать программное обеспечение для передачи информации и применять
помехоустойчивые коды для передачи информации;
 пользоваться современным программным обеспечением при проектировании
телекоммуникационных систем.
Владеть:
 навыками
использования
современных
программных
средствами
при
проектировании телекоммуникационных систем и разработке программного
обеспечение для передачи информации в информационно-управляющих системах;
 навыками разработки структурных, функциональных и принципиальных схемы
систем передачи информации;
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1.Универсальные (общекультурные):
 способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
 способность владеть основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как
средством управления информацией (ОК-12);
 способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13).
2. Профессиональные:
 готовность учитывать современные тенденции развития вычислительной техники
и информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);
 способностью владеть основными приемами обработки и представления
экспериментальных данных (ПК-5).
4 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 содержание разделов дисциплины:
Основы телекоммуникационных систем
Предмет и задачи дисциплины. Структура курса. Основы теории передачи
информации. Системы телеобработки данных. Назначение, функции, состав, структура,
характеристики и классификация информационных сетей. Архитектуры информационных
сетей. Многоуровневые архитектуры информационных сетей. Информационные трассы.
Супертрассы. Технологическое ядро информационных трасс. Предпосылки для создания и
развития технологического ядра информационных супертрасс.
Протоколы и техническое обеспечение информационных сетей
Модель взаимодействия открытых систем. Основные понятия, определения,
термины. Протоколы широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания.
Сетевые интерфейсы при асинхронном режиме переноса информации; стандарты
сопряжения информационных сетей. Организация и сопровождение серверов
информационных сетей. Доступ к базам данным информационных сетей.
Кодирование и сжатие информации
Первичная обработка информации. Преобразование аналоговых сигналов в
дискретные. Модуляция сигналов. Сжатие информации. Помехи, их характеристика.
Общие методы борьбы с помехами. Основы кодирования информации. Основные
параметры и характеристики кодов. Классификация кодов. Коды с обнаружением ошибок.
Правила кодирования. Коды на одно сочетание. Коды с исправлением ошибок.
Циклические коды. Представление двоичных комбинаций в виде полиномов. Процедуры
кодирования, построения и декодирования. Рекомендации и стандарты в области
кодирования и сжатия информации.
Системы и каналы передачи данных
Основные понятия и определения. Классификация систем передачи данных.
Системы передачи данных без обратной связи. Системы передачи с повторением
информации. Системы передачи данных с обратной связью. Системы передачи данных с
информационной обратной связью. Системы передачи данных с решающей обратной
связью. Каналообразующая аппаратура. Объем канала. Виды каналов. Линейный канал.
Многоканальная система связи. Пропускная способность канала. Методы передачи
данных на канальном уровне. Разновидности физических каналов: проводные,
оптоволоконные, радиоканалы, спутниковые каналы. Проводные линии связи, их
характеристика. Методы передачи данных на физическом уровне. Режимы переноса
информации: коммутация каналов, многоскоростная коммутация каналов, быстрая
коммутация каналов, асинхронный режим переноса. Быстрая коммутация пакетов,
трансляция кадров, коммутация пакетов. Узлы сети пакетной коммутации. Организация
доступа к сетям пакетной коммутации в монопольном и пакетном режимах.
Конфигурация сетей на радиоканалах. Архитектура сетей при использовании
спутниковых каналов. Внутренняя организация сетей трансляции кадров. Мобильные
системы. Архитектура GSM. Архитектура GPRS. Службы 3G. Служба коротких
сообщений SMS. GPS, основные понятия, определения, термины. NAVSTAR и
ГЛОНАСС. Тенденции и перспективы развития информационных сетей.
4.2 Структура модуля по разделам и формам организации обучения приведена в
таблице 1
Таблица 1.
Структура дисциплины
по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы
1. Введение. Структура курса. Основы теории передачи
информации.
2. Системы телеобработки данных. Назначение,
функции, состав, структура, характеристики и
классификация информационных сетей. Архитектуры
информационных сетей.
3. Многоуровневые архитектуры информационных
сетей. Информационные трассы. Супертрассы.
Технологическое ядро информационных трасс.
Предпосылки для создания и развития
технологического ядра информационных супертрасс.
4. Модель взаимодействия открытых систем. Основные
понятия, определения, термины. Протоколы
широкополосных цифровых сетей интегрального
обслуживания. Сетевые интерфейсы при асинхронном
режиме переноса информации; стандарты сопряжения
информационных сетей. Организация и сопровождение
серверов информационных сетей. Доступ к базам
данным информационных сетей.
5.Первичная обработка информации. Преобразование
аналоговых сигналов в дискретные. Модуляция
сигналов. Сжатие информации. Помехи, их
характеристика. Общие методы борьбы с помехами.
Основы кодирования информации. Основные
параметры и характеристики кодов. Классификация
кодов. Коды с обнаружением ошибок. Правила
кодирования. Коды на одно сочетание. Коды с
исправлением ошибок. Циклические коды.
Представление двоичных комбинаций в виде
полиномов. Процедуры кодирования, построения и
декодирования. Рекомендации и стандарты в области
кодирования и сжатия информации.
6. Основные понятия и определения. Классификация
систем передачи данных. Системы передачи данных без
обратной связи. Системы передачи с повторением
информации. Системы передачи данных с обратной
Аудиторная работа
(час)
Лекции
Лаб. зан.
2
2
12
2
СРС
(час)
Колл,
Контр.
р.
Итого
5
7
5
19
5
Контр.
р.
7
2
8
5
15
2
10
10
22
17
19
2
связью. Системы передачи данных с информационной
обратной связью. Системы передачи данных с
решающей обратной связью.
7. Каналообразующая аппаратура. Объем канала. Виды
каналов. Линейный канал. Многоканальная система
связи. Пропускная способность канала. Методы
передачи данных на канальном уровне. Разновидности
физических каналов: проводные, оптоволоконные,
радиоканалы, спутниковые каналы. Проводные линии
связи, их характеристика. Методы передачи данных на
физическом уровне.
8. Режимы переноса информации: коммутация каналов,
многоскоростная коммутация каналов, быстрая
коммутация каналов, асинхронный режим переноса.
Быстрая коммутация пакетов, трансляция кадров,
коммутация пакетов. Узлы сети пакетной коммутации.
Организация доступа к сетям пакетной коммутации в
монопольном и пакетном режимах.
9. Конфигурация сетей на радиоканалах. Архитектура
сетей при использовании спутниковых каналов.
Внутренняя организация сетей трансляции кадров.
Мобильные системы. Архитектура GSM. Архитектура
GPRS. Службы 3G. Служба коротких сообщений SMS.
GPS, основные понятия, определения, термины.
NAVSTAR и ГЛОНАСС. Тенденции и перспективы
развития информационных сетей.
Контр.
р.
2
8
2
10
12
2
7
9
72
120
18
30
10
4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
приведено в таблице 2. Разделы дисциплины соответствуют п.4.1.
Таблица 2.
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
№ Формируемые
Разделы дисциплины
компетенции
1
2
3
4
5
6
7
8
1. З.
+
+
+
+
+
+
+
2. У.
+
+
+
+
+
3. В.
+
+
+
9
+
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В таблице 2 приведено описание образовательных технологий, используемых в
данном модуле.
Таблица 2.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО
Лекц.
Методы
IT-методы
Работа в команде
Case-study
+
Лаб. раб.
+
Пр. зан./
Сем.
Тренинг,
Мастеркласс
СРС
+
+
К. пр.
Игра
Методы проблемного
обучения
Обучение
на основе опыта
Опережающая
самостоятельная работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский метод
Другие методы
+
+
+
+
+
6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1 Самостоятельная работа студентов (СРС) состоит из текущей СРС.
Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным
работам и практическим занятиям; опережающая самостоятельная работа; изучение тем,
вынесенных на самостоятельную проработку; подготовка к экзамену.
6.2 Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм:
самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль проводится с использованием списка вопросов, предлагаемых для
подготовки к экзамену.
Рубежный контроль в виде тестов по теоретической части.
По результатам текущего и рубежного контроля формируется допуск студента к
экзамену. Экзамен проводится в письменной форме и оценивается преподавателем.
6.3 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Для самостоятельной работы студентов используются образовательные ресурсы,
размещенные в сети Интернет.
7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Текущий контроль полученных студентами знаний осуществляется проведением
контрольных работ и защитой лабораторных работ.
7.1 Список вопросов текущего и рубежного контроля
1. Основные термины и определения. Информация, Сообщение.
2. Основные термины и определения. Сигнал, виды сигналов.
3. Назначение и состав систем телеобработки данных (СТОД).
4. Абонентский пункт. Аппаратура передачи данных.
5. Назначение, состав информационно-вычислительных сетей. Эффективное
использование ИВС.
6. Основные показатели качества ИВС.
7. Виды информационно-вычислительных сетей.
8. Классификация ИВС (по принципу организации, топологии).
9. Кодирование и модуляция сигналов.
10. Виды модуляции.
11. Запись кодовых комбинаций в виде полиномов.
12. Сложение, умножение и деление кодовых комбинаций (полиномов).
13. Циклические коды. Матричная запись, единичная и транспонированная матрица.
14. Циклические коды. Образующий полином.
15. Классификация систем передачи данных.
16. Каналообразующая аппаратура.
17. Пропускная способность канала.
18. Виды каналов.
19. Частотное разделение каналов.
20. Первичные параметры проводных ЛС.
21. Вторичные электрические параметры.
22. Коммутация каналов.
23. Многоскоростная коммутация каналов
24. Быстрая коммутация каналов.
25. Быстрая коммутация пакетов.
26. Трансляция кадров.
27. Коммутация пакетов.
28. Конфигурация сетей на радиоканалах.
29. Архитектура сетей при использовании спутниковых каналов.
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
Основная литература
Курицын С.А. Телекоммуникационные технологии и системы: учебное пособие для
вузов. – М.: Академия, 2008. – 299 с.
Собакин Е.Л. Кодирование в системах передачи информации: учебное пособие. –
Томск : Изд-во ТПУ, 2002. – 95 с.
Бройдо В.Л. Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации:
учебное пособие для вузов. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008. –766 с.
Строганов М.П., Щербаков М.А. Информационные сети и телекоммуникации: учебное
пособие. – М.: Высшая школа, 2008. – 151 с.
Собакин
Е.Л.
Структурное
проектирование
устройств
телеуправлениятелесигнализации: учебное пособие по курсовому проектированию. – Томск: Изд-во
ТПИ, 1986. – 96 с.
Дополнительная литература:
Берлин А.Н. Основные протоколы Интернет: учебное пособие. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний: Интернет-Университет информационных технологий, 2008. – 504
с.
Росляков А.В. Оконечное оборудование сети ISDN: учебное пособие для вузов. – М.:
Горячая линия-Телеком, 2008. – 104 с.
Гордиенко В.Н. Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы:
учебник. – М.: Горячая линия-Телеком, 2007. – 416 с.
Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем
и сетей: учебное пособие / Е. Б. Алексеев и др.; под ред. М. С. Тверецкого. – М.:
Горячая линия-Телеком, 2008. – 392 с.
Макаров С.Б. Телекоммуникационные технологии. Введение в технологии GSM:
учебное пособие – 2-е изд., испр. – М.: Академия, 2008. – 256 с.8.
Используемое программное обеспечение и Internet-ресурсы:
1 MathCad, Borland Delphi, MS Word.
2 Web-ресурсы: ya.ru
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторные работы проводятся в компьютерном классе, оснащенном ЭВМ с
установленным программным обеспечением: ОС MS Windows, MS Office, MathCad.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению 220400 «Управление в технических системах».
Программа одобрена на заседании кафедры автоматики и компьютерных систем
(протокол № 8 от 02.06.2011 г.
Автор
Аврамчук В.С.
Рецензент
Суходоев М.С.