Коммуникационное оборудование.

Область применения и нормативные ссылки

Программа разработана в соответствии с:

· Образовательным стандартом университета для направления подготовки 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника".

· Положением об итоговой государственной аттестации Университета.

· Рабочим учебным планом образовательной программы «Информатика и вычислительная техника», утвержденным в 2015г.

Содержание

Базовый профессиональный цикл.

 

Организация ЭВМ

· Архитектуры ЭВМ. CISC и RISC архитектуры. Основные подсистемы, входящие в состав ЭВМ, их назначение и пути развития.

· Архитектура фон Неймана и её реализация в современных вычислительных системах.

· Центральный процессор. Структура ЦП. Основные блоки и устройства, включенные в состав ЦП и их назначение. Характеристики ЦП.

· Арифметико-логические устройства (АЛУ). Назначение, принципы организации и основные характеристики АЛУ, их классификация. Структура АЛУ и алгоритмы выполнения основных арифметических операций. АЛУ табличного типа. АЛУ с конвейерной обработкой операндов.

· Назначение и классификация устройств управления (УУ) процессора, их функции. Системы адресации ЭВМ. Обобщенная структурная схема УУ. Организация управления выполнением последовательности команд и операций. Взаимодействие узлов УУ при реализации переходов, циклов, обращений к процедурам и др. Аппаратные и микропрограммные УУ.

· Типы данных. Классификация команд. Процедура выполнения команд. Конвейер команд. Режимы адресации операндов и команд.

· Подсистема памяти. Иерархия памяти. Способы защиты памяти. Виды ЗУ, относящиеся к различным уровням иерархии, их особенности и назначение. Типовая структура и принцип работы Кэш-памяти. Способы размещения данных в КЭШ.

· Назначение и общие принципы организации подсистемы прерывания программ. Характеристики. Программно-управляемый приоритет прерывающих программ. Маскирование прерываний. Организация прерываний в персональных ЭВМ.

· Организация подсистемы ввода/вывода. Алгоритмы и структура интерфейсов ввода-вывода при различных видах обмена: программно-управляемом, по прерыванию, с прямым доступом к памяти. Каналы ввода-вывода. Типовые интерфейсы ЭВМ.

Программирование.

 

· Динамические структуры в языке Pascal. Статические и динамические переменные. Указатели. Типизированный указатель. Операция разыменования. Стандартные процедуры для работы с памятью. Использование указателей. Связанные списки. Основные типы связанных списков стек и очередь, линейные и циклические связанные списки.

· Язык программирования С. Структура и достоинства языка. Простые и составные типы. Типы данных. Определение размеров памяти для хранения данных. Константы целые, вещественные, символьные и строковые. Специальные управляющие символьные константы. Описания с начальным присваиванием.

· Абстрактные классы в С++.

· Проявления полиморфизма в программах на С++.

· Инкапсуляция и наследование.

· Виртуальные методы в С++.

· Статические методы и свойства класса в С++.

· Области видимости переменных и членов класса в С++.

· Конструктор, деструктор и аллокатор в С++.

· Перегрузка операторов в С++.

· Библиотека Standard Template Library (STL).

Базы данных.

· Назначение и основные компоненты системы баз данных. Трехуровневая модель систем баз данных.

· Понятие модели данных. Модели данных первого поколения (сетевая и иерархическая).

· Реляционная модель данных. Операции реляционной алгебры.

· Этапы проектирования баз данных. Проектирование с использованием метода "сущность-связь".

· Особенности проектирования реляционных баз данных. Нормализация отношений (до ЗНФ).

· Системы управления базами данных, состав и основные функции. Обеспечение логической и физической целостности БД.

· Физическая организация данных в системах БД. Структуры хранимых данных. Методы управления памятью.

· Индексирование как механизм доступа к данным. Принципы организации и использование индексов.

· Механизмы размещения и доступа к данным: хеширование и кластеризация. Принципы организации и использование этих механизмов.

· Оптимизация выполнения запросов. Методы оптимизации по синтаксису и по стоимости.

· Обеспечение защиты данных от несанкционированного доступа. Управление доступом к данным.

· Обеспечение защиты данных при сбоях. Восстановление базы данных. Резервное копирование.

· Доступ к базе данных в многопользовательских системах. Взаимовлияние транзакций и уровни изоляции транзакций. Блокировки.

Схемотехника.

· Элементная база БИС. Схемотехника электронных ключей и логических элементов

· Схемотехника полупроводниковых запоминающих устройств.

· БИС и СБИС с программируемой структурой. Схемотехника и области применения.

· Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.

· Операционные усилители. Классификация, параметры, применение.

· Обратные связи в электронных устройствах. Виды обратных связей, влияние на параметры электронных устройств.

· Схемотехника аналоговых электронных устройств на операционных усилителях.

· Активные фильтры. Области применения, частотные характеристики, схемотехника.

· Способы обеспечения помехоустойчивости электронных устройств.

· Автоматизация схемотехнического проектирования цифровых и аналоговых электронных узлов. Модели компонентов, алгоритмы, этапы проектирования.

 

Сети и телекоммуникации.

· Архитектура (физическая и логическая структуризация) сети. Сетевые службы. Понятие «открытая система». Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Модель OSI. Сетезависимые и сетенезависимые уровни.

· Модульность и стандартизация. Источники стандартов. Стандартные стеки коммуникационных протоколов. Стек протоколов. Стеки OSI, TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB.

· Передача цифровых данных по аналоговым каналам. Квадратурно-амплитудная модуляция

· Импульсно-кодовая модуляция. Каналы передачи данных Т1/Е1, Т2/Е2, Т3/Е3.

· Сети Ethernet. Принципы функционирования, формат кадра, виды сетей Ethernet.

· Протокол TCP/IP, форматы кадров, управление трафиком и обеспечение QoS. Фрагментация и дефрагментация потока передаваемых данных.

· Протокол IP. Адресная маршрутизация, фрагментирование.

· Адресация в крупных и глобальных вычислительных сетях. Необходимость различных уровней сетевых адресов, их взаимосвязь.

· Сетевой уровень модели OSI/ISO, его взаимосвязь с нижними уровнями. Протоколы IP и ARP. Способы построения маршрутов в крупных и глобальных вычислительных сетях.

· Технологии межсетевого взаимодействия с преобразованием сетевых адресов.

· Методы передачи данных на канальном уровне. Асинхронные и синхронные протоколы. Обнаружение и коррекция ошибок. Методы обнаружения ошибок. Избыточные коды. Методы восстановления искаженных и потерянных кадров. Компрессия данных.

· Методы передачи данных на сетевом и транспортном уровне. Методы коммутации данных. Коммутация каналов, ее виды и характеристики. Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий FDM, TDM и WDM.

 

Литература

 

Область применения и нормативные ссылки

Программа разработана в соответствии с:

· Образовательным стандартом университета для направления подготовки 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника".

· Положением об итоговой государственной аттестации Университета.

· Рабочим учебным планом образовательной программы «Информатика и вычислительная техника», утвержденным в 2015г.

Содержание

Базовый профессиональный цикл.

 

Организация ЭВМ

· Архитектуры ЭВМ. CISC и RISC архитектуры. Основные подсистемы, входящие в состав ЭВМ, их назначение и пути развития.

· Архитектура фон Неймана и её реализация в современных вычислительных системах.

· Центральный процессор. Структура ЦП. Основные блоки и устройства, включенные в состав ЦП и их назначение. Характеристики ЦП.

· Арифметико-логические устройства (АЛУ). Назначение, принципы организации и основные характеристики АЛУ, их классификация. Структура АЛУ и алгоритмы выполнения основных арифметических операций. АЛУ табличного типа. АЛУ с конвейерной обработкой операндов.

· Назначение и классификация устройств управления (УУ) процессора, их функции. Системы адресации ЭВМ. Обобщенная структурная схема УУ. Организация управления выполнением последовательности команд и операций. Взаимодействие узлов УУ при реализации переходов, циклов, обращений к процедурам и др. Аппаратные и микропрограммные УУ.

· Типы данных. Классификация команд. Процедура выполнения команд. Конвейер команд. Режимы адресации операндов и команд.

· Подсистема памяти. Иерархия памяти. Способы защиты памяти. Виды ЗУ, относящиеся к различным уровням иерархии, их особенности и назначение. Типовая структура и принцип работы Кэш-памяти. Способы размещения данных в КЭШ.

· Назначение и общие принципы организации подсистемы прерывания программ. Характеристики. Программно-управляемый приоритет прерывающих программ. Маскирование прерываний. Организация прерываний в персональных ЭВМ.

· Организация подсистемы ввода/вывода. Алгоритмы и структура интерфейсов ввода-вывода при различных видах обмена: программно-управляемом, по прерыванию, с прямым доступом к памяти. Каналы ввода-вывода. Типовые интерфейсы ЭВМ.

Программирование.

 

· Динамические структуры в языке Pascal. Статические и динамические переменные. Указатели. Типизированный указатель. Операция разыменования. Стандартные процедуры для работы с памятью. Использование указателей. Связанные списки. Основные типы связанных списков стек и очередь, линейные и циклические связанные списки.

· Язык программирования С. Структура и достоинства языка. Простые и составные типы. Типы данных. Определение размеров памяти для хранения данных. Константы целые, вещественные, символьные и строковые. Специальные управляющие символьные константы. Описания с начальным присваиванием.

· Абстрактные классы в С++.

· Проявления полиморфизма в программах на С++.

· Инкапсуляция и наследование.

· Виртуальные методы в С++.

· Статические методы и свойства класса в С++.

· Области видимости переменных и членов класса в С++.

· Конструктор, деструктор и аллокатор в С++.

· Перегрузка операторов в С++.

· Библиотека Standard Template Library (STL).

Базы данных.

· Назначение и основные компоненты системы баз данных. Трехуровневая модель систем баз данных.

· Понятие модели данных. Модели данных первого поколения (сетевая и иерархическая).

· Реляционная модель данных. Операции реляционной алгебры.

· Этапы проектирования баз данных. Проектирование с использованием метода "сущность-связь".

· Особенности проектирования реляционных баз данных. Нормализация отношений (до ЗНФ).

· Системы управления базами данных, состав и основные функции. Обеспечение логической и физической целостности БД.

· Физическая организация данных в системах БД. Структуры хранимых данных. Методы управления памятью.

· Индексирование как механизм доступа к данным. Принципы организации и использование индексов.

· Механизмы размещения и доступа к данным: хеширование и кластеризация. Принципы организации и использование этих механизмов.

· Оптимизация выполнения запросов. Методы оптимизации по синтаксису и по стоимости.

· Обеспечение защиты данных от несанкционированного доступа. Управление доступом к данным.

· Обеспечение защиты данных при сбоях. Восстановление базы данных. Резервное копирование.

· Доступ к базе данных в многопользовательских системах. Взаимовлияние транзакций и уровни изоляции транзакций. Блокировки.

Схемотехника.

· Элементная база БИС. Схемотехника электронных ключей и логических элементов

· Схемотехника полупроводниковых запоминающих устройств.

· БИС и СБИС с программируемой структурой. Схемотехника и области применения.

· Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.

· Операционные усилители. Классификация, параметры, применение.

· Обратные связи в электронных устройствах. Виды обратных связей, влияние на параметры электронных устройств.

· Схемотехника аналоговых электронных устройств на операционных усилителях.

· Активные фильтры. Области применения, частотные характеристики, схемотехника.

· Способы обеспечения помехоустойчивости электронных устройств.

· Автоматизация схемотехнического проектирования цифровых и аналоговых электронных узлов. Модели компонентов, алгоритмы, этапы проектирования.

 

Сети и телекоммуникации.

· Архитектура (физическая и логическая структуризация) сети. Сетевые службы. Понятие «открытая система». Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Модель OSI. Сетезависимые и сетенезависимые уровни.

· Модульность и стандартизация. Источники стандартов. Стандартные стеки коммуникационных протоколов. Стек протоколов. Стеки OSI, TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB.

· Передача цифровых данных по аналоговым каналам. Квадратурно-амплитудная модуляция

· Импульсно-кодовая модуляция. Каналы передачи данных Т1/Е1, Т2/Е2, Т3/Е3.

· Сети Ethernet. Принципы функционирования, формат кадра, виды сетей Ethernet.

· Протокол TCP/IP, форматы кадров, управление трафиком и обеспечение QoS. Фрагментация и дефрагментация потока передаваемых данных.

· Протокол IP. Адресная маршрутизация, фрагментирование.

· Адресация в крупных и глобальных вычислительных сетях. Необходимость различных уровней сетевых адресов, их взаимосвязь.

· Сетевой уровень модели OSI/ISO, его взаимосвязь с нижними уровнями. Протоколы IP и ARP. Способы построения маршрутов в крупных и глобальных вычислительных сетях.

· Технологии межсетевого взаимодействия с преобразованием сетевых адресов.

· Методы передачи данных на канальном уровне. Асинхронные и синхронные протоколы. Обнаружение и коррекция ошибок. Методы обнаружения ошибок. Избыточные коды. Методы восстановления искаженных и потерянных кадров. Компрессия данных.

· Методы передачи данных на сетевом и транспортном уровне. Методы коммутации данных. Коммутация каналов, ее виды и характеристики. Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий FDM, TDM и WDM.

 

Коммуникационное оборудование.

· Передача данных по линиям связи. Топология физических связей. Типы и характеристики линий связи и способы их определения. Помехоустойчивость и достоверность. Организация совместного использования линий связи. Стандарты кабелей. Типы кабелей (витая пара, коаксиал, оптоволокно) и их основные характеристики. Беспроводные линии связи (радиосвязь, спутниковая связь, инфракрасная связь).

· Методы передачи дискретных данных на физическом уровне. Методы и характеристики аналоговой модуляция сигналов данных. Методы и характеристики цифровой модуляции (кодирования) сигналов данных.

· Структурированная кабельная система. Концентраторы и сетевые адаптеры. Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов. Принципы работы мостов.

· Коммутаторы локальных сетей. Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов. Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов. Типовые схемы применения коммутаторов в локальных сетях. Сочетание коммутаторов и концентраторов.

· Intranet - технология. Стянутая в точку магистраль на «коммутаторе». Распределенная магистраль на коммутаторах. Виртуальные локальные сети VLAN и сети VPN. Особенности построения мобильных локальных сетей.

· Маршрутизаторы. Принципы и типы маршрутизации. Протоколы и таблицы маршрутизации в IP-сетях. Внутренние и внешние протоколы маршрутизации Internet. Дистанционно-векторный протокол RIP. Адаптация RIP-маршрутизаторов к изменениям состояния сети. Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе RIP.

· Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня. Реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP. Соответствие уровней стека TCP/IP семиуровневой модели ISO/OSL. Протокол IP. Адресация в IP-сетях. Протокол надежной доставки ТСР-сообщений.