Модуль 1. Архитектура и принципы функционирования современных ЭВМ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

учебной дисциплины

«ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ»

Специальность: 080115.65 «Таможенное дело»

 

Ростов-на-Дону

АВТОР

П.Н. Башлы, профессор кафедры информационных

таможенных технологий и информатики

Ростовского филиала Российской таможенной академии,

доктор технических наук, доцент

 

ОТВЕТСТВЕННЫЙ ЗА ВЫПУСК

П.Н. Башлы, заведующий кафедрой информационных

таможенных технологий и информатики

Ростовского филиала Российской таможенной академии,

доктор технических наук, доцент

 

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

В.И. Юхнов, доцент кафедры сети связи и системы коммутации

Северо-Кавказского филиала Московского технического университета

связи и информатики, кандидат технических наук, доцент;

 

Л.Б. Кудрявцева, старший преподаватель кафедры информационных

таможенных технологий и информатики

Ростовского филиала Российской таможенной академии

 

Программа одобрена на заседании кафедры

(протокол от «30» августа 2013 г. № 1)

 

© Российская таможенная академия,

Ростовский филиал, 2013

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Вычислительные системы и сети» относится к дисциплинам специализации, формирующим базовые знания для последующего изучения дисциплин специализации «Информационные таможенные технологии», как «СУБД и язык SQL-Oracle», «Системы обработки информации в таможенных органах», «Web-технологии». Данный курс содержит важные элементы, необходимые при изучении указанных дисциплин.

 

Цель курса

· получение студентами знаний и навыков, необходимых для работы с вычислительными, сетевыми и коммуникационными системами, используемыми в современных информационных системах, в том числе и в таможенных органах.

 

Задачи изучения дисциплины

· освоение фундаментальных принципов построения и функционирования вычислительных, сетевых и коммуникационных систем; овладение базовыми знаниями, позволяющими эффективно использовать и оценивать возможности применения современных вычислительных и сетевых систем в задачах таможенных служб.

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ МИНИМУМ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Основные характеристики, эволюция и классификация ЭВМ; информационно-логические и схемотехнические основы построения цифровых устройств; архитектура ЭВМ; Устройства для долговременного хранения информации. Современные видеосистемы ЭВМ. Современные вычислительные системы. Архитектура современных операционных систем. Файловые системы. Управление вычислительными процессами. Организация защиты ресурсов в операционных системах. Аудит и мониторинг состояния и функционирования вычислительных систем.

Основные понятия сетевых технологий. Информационно-вычислительные сети. Протоколы передачи данных. Стек протоколов, эталонная модель OSI. Сущность TCP/IP. IP-адресация. Адресация подсети. Адресация и маршрутизация в сети, определение IP-адресов, маршрутизация IP. Служба DNS. Служба каталогов Active Directory. Администрирование учетных записей и ресурсов. Управление группами. Одноранговые сети. Доменная структура сети. Безопасность в сети.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

После изучения дисциплины студенты должны:

знать:

· принципы функционирования современных вычислительных систем;

· особенности архитектуры современных вычислительных систем;

· принципы функционирования сетевых систем;

· использование локальных и глобальных телекоммуникационных систем;

 

уметь:

· эффективно использовать и оценивать возможности применения современных вычислительных и сетевых систем в задачах таможенных органов;

·

иметь представление:

· о возможностях и областях применения современных вычислительных систем;

· о возможностях современных сетевых систем;

· о возможностях и применении современных телекоммуникационных систем.

·

владеть навыками:

· настройки основных параметров локальных вычислительных сетей;

· управления ресурсами вычислительной сети.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

№ темы	Название модуля, темы. Формы промежуточного и итогового контроля	Количество часов
Всего	Аудиторные занятия	Самостоя- тельная работа
лекции	Практические занятия
(8-й семестр)
Модуль 1. Архитектура и принципы функционирования современных ЭВМ.
1.1	Основные характеристики, эволюция и классификация ЭВМ
1.2	Информационно-логические и схемотехнические основы построения цифровых устройств, архитектура персональных ЭВМ
1.3	Устройства хранения данных
1.4	Устройства ввода/вывода современных ЭВМ
1.5	Современные высокопроизводительные вычислительные системы
Итого по модулю 1.	30	10	10	10
Модуль 2. Программное обеспечение ЭВМ
2.1	Иерархия программного обеспечения ЭВМ
2.2	Архитектура современных операционных систем
2.3	Управление вычислительными процессами
2.4	Сервисные функции современных операционных систем
Итого по модулю 2.	24	8	8	8
Модуль 3. Современные вычислительные сети и коммуникации
3.1	Основы построения вычислительных сетей
3.2	Сетевые модели передачи данных
3.3	Адресация и маршрутизация в вычислительных сетях
3.4	Глобальная вычислительная сеть Internet
3.5	Безопасность вычислительных сетей
Итого по модулю 3:	46	14	14	18
	Экзамен
ИТОГО:

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Модуль 1. Архитектура и принципы функционирования современных ЭВМ

Тема 1.1. Основные характеристики, эволюция и классификация ЭВМ

Цифровые и аналоговые вычислительные машины. Краткая история развития цифровых машин (механические, электромеханические, электронные). Машины Бэббиджа и Тьюринга. Первые ЭВМ, архитектура и принципы фон Неймана. Совершенствование элементной базы – поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ по назначению, по размерам и мощности, по мобильности. Классификация микро-ЭВМ

Тема 1.2. Информационно-логические и схемотехнические основы построения цифровых устройств, архитектура персональных ЭВМ

Представление данных в ЭВМ. Понятие о простых и сложных данных. Обобщенная структура и основные элементы ЭВМ, их назначение и функциональные характеристики. Функциональная и структурная организация процессора. Системная плата и её роль в персональном компьютере. Принципы построения современных ЭВМ. Понятие архитектуры вычислительной системы. Совместимость архитектур. Принцип открытой архитектуры.

Тема 1.3. Устройства хранения данных

Организация памяти ЭВМ. Внутренняя и внешняя память. Физические основы запоминания данных. Классификация устройств хранения данных. Кэш-память и оперативная память: требования и особенности функционирования, роль в производительности вычислительной системы. Принципы адресации оперативной памяти. Внешние запоминающие устройства, принципы функционирования и характеристики. Перспективы развития устройств хранения данных.

Тема 1.4. Устройства ввода/вывода современных ЭВМ

Устройства ввода/вывода, как периферийные устройства вычислительной системы. Классификация устройств ввода/вывода. Устройства ввода текста. Устройства ввода графических и звуковых данных. Устройства вывода графических и звуковых данных. Физическое устройство и характеристики видеосистем. Устройство CRT и LCD мониторов. Электроннолучевые и жидкокристаллические мониторы. Разрешение и глубина цвета. Экологические, санитарные и нормы безопасности при эксплуатации видеосистем.

Тема 1.5. Современные высокопроизводительные вычислительные системы

Высокопроизводительные вычислительные системы: классификация и виды. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах. Архитектура суперкомпьютеров. Матричные и ассоциативные вычислительные системы. Конвейерные и потоковые вычислительные системы. Кластерные системы. Гибридная архитектура многопроцессорных вычислительных систем (NUMA). Рейтинг Top 500: анализ и тенденции развития суперкомпьютеров. Единицы измерения производительности суперкомпьютеров.

 

Модуль 2. Программное обеспечение ЭВМ

 

Модуль 3. Современные вычислительные сети и коммуникации

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Литература

Издания из электронно-библиотечных систем

1. Исаев Г.Н. Информационные технологии: учебное пособие / Г.Н. Исаев. – М.: Омега-Л, 2012 г. - Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/106847.

2. Аверченков, В.И. Аудит информационной безопасности органов исполнительной власти: учебное пособие/ В.И. Аверченков, М.Ю. Рытов, М.В. Рудановский, А.В. Кувыклин. – М.: Флинта, 2011 г. - Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/116372.

3. Шаньгин, В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях/ В.Ф. Шаньгин. - М.: ДМК Пресс, 2012 г. - Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/112645.

Основная:

1. Башлы, П.Н. Вычислительные системы и сети: учебник/ П.Н. Башлы.– Ростов н/Д: Российская таможенная академия, Ростовский филиал, 2012.

2. Шаньгин, В.Ф. Информационная безопасность компьютерных систем и сетей: Учебное пособие/ Шаньгин, В.Ф. – М.: Форум-Инфра-М, 2012.

Дополнительная:

1. Башлы, П.Н. Современные сетевые технологии: Учебное пособие. - М: Горячая линия - Телеком, 2006.

2. Проблемы совершенствования правовой системы информационной безопасности таможенной деятельности: монография/ М.И. Агибалов [и др.]. – М.: Из-во Российской таможенной академии, 2009.

3. ГОСТ Р ИСО/МЭК 18044-2009. Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Менеджмент инцидентов информационной безопасности – Введ. 2008-07-01. – М.: Стандартинформ. 2009. – 46 с.

4. Малышенко, Ю.В. Защита информации в вычислительных сетях, системах и комплексах: учебное пособие/ Ю.В. Малышенко. – М.: Из-во Российской таможенной академии, 2006.

Методические рекомендации (указания)

1. Башлы, П.Н. Учебно-методические указания по самостоятельной работе студентов и проведению практических занятий по дисциплине вычислительные системы и сети/ П.Н. Башлы – Ростов н/Д: Российская таможенная академия, Ростовский филиал, 2012.

2. Руководство по подготовке и оформлению рефератов, контрольных, курсовых и выпускных квалификационных работ. – М.: Из-во Российской таможенной академии, 2010. – 92с.

КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Для оценки знаний и умений студентов в процессе изучения дисциплины и по ее завершению проводится текущий и итоговый контроль. При изучении дисциплины используется балльно-рейтинговая система оценки успеваемости студентов.

В процессе изучения дисциплины качество усвоения учебного материала студентами оценивается по 100-балльной шкале. При этом максимальная рейтинговая оценка успеваемости студента по результатам текущего и промежуточного контроля знаний в семестре в сумме составляет 70 баллов, а максимальная оценка по результатам итогового контроля (экзамен) – 30 баллов.

Распределение рейтинговых баллов по учебным модулям приведено в табл. 1.

 

Таблица 1

Таблица 2

Диапазон баллов для оценивания аудиторной и самостоятельной

Работы

№ п/п	Способ контроля аудиторной и самостоятельной работы студентов	Количество баллов
	Выполнение и защита практической работы	0-3
	Блиц-опрос	0-1
	Контрольная работа	0-3
4.	Тестирование	0-5

 

Распределение способов контроля знаний студентов по учебным модулям с указанием максимального балла приведено в табл.3. и табл.4.

 

Таблица 3

ДИСЦИПЛИНЫ

 

Методические рекомендации для студентов. Успешное освоение дисциплины «Вычислительные системы и сети» предполагает активную, планомерную работу студента, как в ходе аудиторных занятий, так и в ходе самостоятельной работы.

При изучении дисциплины важная роль отводится конспекту лекций, который должен включать и конспекты заданий на самостоятельную проработку.

Во время самостоятельной работы необходимо просмотреть материал лекции. Убедитесь, что все ключевые вопросы лекции Вам понятны и Вы можете сформулировать содержательные ответы. В случае затруднения, попытайтесь сформулировать ответы с помощью рекомендованной литературы или других источников. Вопросы, ответы на которые Вы не смогли сформулировать, необходимо пометить и обратиться с ними к преподавателю на ближайшем занятии или в часы консультаций.

Рекомендуется повторять материал предыдущего занятия накануне следующего занятия с целью подготовки к блиц-опросу.

 

Методические рекомендации преподавателям. Для стимулирования работы студента с конспектом необходимо определить порядок начисления рейтинговых баллов за качественный конспект.

Перед каждым занятием необходимо проводить блиц-опрос. Для охвата максимального числа студентов в ходе одного занятия блиц-опрос может проводиться в письменной форме. Вопросы для блиц-опроса должны быть сформулированы так, чтобы студенту было достаточно 5-7 минут для ответа.

При чтении лекций наряду с изложением теоретического материала рекомендуется увязывать теорию дисциплины с практикой по специальности. Рекомендуется предоставлять студентам возможность приводить самостоятельные примеры по изучаемым вопросам.

Практические занятия должны быть максимально предметными, направленными на решение конкретных практических задач. Рекомендуется завершать каждое практическое занятие защитой выполненных заданий, позволяющей преподавателю убедиться в освоении материалов занятия студентом или в формировании у студента достаточных навыков практической работы.

Тематика контрольных работ и порядок её выполнения приведены в учебно-методических указаниях по самостоятельной работе студентов и проведению практических занятий по дисциплине вычислительные системы и сети.

АВТОР

Петр Николаевич Башлы

 

 

Издано в авторской редакции

 

Подписано в печать 21. 11. 2013

Формат 64х84/16. Ксерокопия. Таймс. 1,4 Усл. п.л.

Заказ № 3781. Тираж 8 экз.

Российская таможенная академия, Ростовский филиал

344002, г. Ростов-на-Дону, пр. Буденновский, 20

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

учебной дисциплины

«ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ»

Специальность: 080115.65 «Таможенное дело»

 

Ростов-на-Дону

АВТОР

П.Н. Башлы, профессор кафедры информационных

таможенных технологий и информатики

Ростовского филиала Российской таможенной академии,

доктор технических наук, доцент

 

ОТВЕТСТВЕННЫЙ ЗА ВЫПУСК

П.Н. Башлы, заведующий кафедрой информационных

таможенных технологий и информатики

Ростовского филиала Российской таможенной академии,

доктор технических наук, доцент

 

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

В.И. Юхнов, доцент кафедры сети связи и системы коммутации

Северо-Кавказского филиала Московского технического университета

связи и информатики, кандидат технических наук, доцент;

 

Л.Б. Кудрявцева, старший преподаватель кафедры информационных

таможенных технологий и информатики

Ростовского филиала Российской таможенной академии

 

Программа одобрена на заседании кафедры

(протокол от «30» августа 2013 г. № 1)

 

© Российская таможенная академия,

Ростовский филиал, 2013

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Вычислительные системы и сети» относится к дисциплинам специализации, формирующим базовые знания для последующего изучения дисциплин специализации «Информационные таможенные технологии», как «СУБД и язык SQL-Oracle», «Системы обработки информации в таможенных органах», «Web-технологии». Данный курс содержит важные элементы, необходимые при изучении указанных дисциплин.

 

Цель курса

· получение студентами знаний и навыков, необходимых для работы с вычислительными, сетевыми и коммуникационными системами, используемыми в современных информационных системах, в том числе и в таможенных органах.

 

Задачи изучения дисциплины

· освоение фундаментальных принципов построения и функционирования вычислительных, сетевых и коммуникационных систем; овладение базовыми знаниями, позволяющими эффективно использовать и оценивать возможности применения современных вычислительных и сетевых систем в задачах таможенных служб.

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ МИНИМУМ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Основные характеристики, эволюция и классификация ЭВМ; информационно-логические и схемотехнические основы построения цифровых устройств; архитектура ЭВМ; Устройства для долговременного хранения информации. Современные видеосистемы ЭВМ. Современные вычислительные системы. Архитектура современных операционных систем. Файловые системы. Управление вычислительными процессами. Организация защиты ресурсов в операционных системах. Аудит и мониторинг состояния и функционирования вычислительных систем.

Основные понятия сетевых технологий. Информационно-вычислительные сети. Протоколы передачи данных. Стек протоколов, эталонная модель OSI. Сущность TCP/IP. IP-адресация. Адресация подсети. Адресация и маршрутизация в сети, определение IP-адресов, маршрутизация IP. Служба DNS. Служба каталогов Active Directory. Администрирование учетных записей и ресурсов. Управление группами. Одноранговые сети. Доменная структура сети. Безопасность в сети.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

После изучения дисциплины студенты должны:

знать:

· принципы функционирования современных вычислительных систем;

· особенности архитектуры современных вычислительных систем;

· принципы функционирования сетевых систем;

· использование локальных и глобальных телекоммуникационных систем;

 

уметь:

· эффективно использовать и оценивать возможности применения современных вычислительных и сетевых систем в задачах таможенных органов;

·

иметь представление:

· о возможностях и областях применения современных вычислительных систем;

· о возможностях современных сетевых систем;

· о возможностях и применении современных телекоммуникационных систем.

·

владеть навыками:

· настройки основных параметров локальных вычислительных сетей;

· управления ресурсами вычислительной сети.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

№ темы	Название модуля, темы. Формы промежуточного и итогового контроля	Количество часов
Всего	Аудиторные занятия	Самостоя- тельная работа
лекции	Практические занятия
(8-й семестр)
Модуль 1. Архитектура и принципы функционирования современных ЭВМ.
1.1	Основные характеристики, эволюция и классификация ЭВМ
1.2	Информационно-логические и схемотехнические основы построения цифровых устройств, архитектура персональных ЭВМ
1.3	Устройства хранения данных
1.4	Устройства ввода/вывода современных ЭВМ
1.5	Современные высокопроизводительные вычислительные системы
Итого по модулю 1.	30	10	10	10
Модуль 2. Программное обеспечение ЭВМ
2.1	Иерархия программного обеспечения ЭВМ
2.2	Архитектура современных операционных систем
2.3	Управление вычислительными процессами
2.4	Сервисные функции современных операционных систем
Итого по модулю 2.	24	8	8	8
Модуль 3. Современные вычислительные сети и коммуникации
3.1	Основы построения вычислительных сетей
3.2	Сетевые модели передачи данных
3.3	Адресация и маршрутизация в вычислительных сетях
3.4	Глобальная вычислительная сеть Internet
3.5	Безопасность вычислительных сетей
Итого по модулю 3:	46	14	14	18
	Экзамен
ИТОГО:

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Модуль 1. Архитектура и принципы функционирования современных ЭВМ