Рабочая программа дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Владимирский государственный университет

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе

_____________ В.А. Прокошев

«_____» ______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Вычислительные машины, системы и сети»

Направление подготовки _220700 – Автоматизация технологических процессов и производств__________________

Профиль подготовки Автоматизация технологических процессов и производств(по отраслям)

Квалификация (степень) выпускника бакалавр

Факультет___механико-технологический_____________________________

Кафедра ___Автоматизация технологических процессов

Кафедра-разработчик рабочей программы __Автоматизация технологических процессов

Семестр	Трудоем-кость зач. ед., час	Лекций, час.	Практич. занятий, час.	Лаборат. работ, час	СРС, час.	Форма промежуточного контроля (экз./зачет)
9	час	17		17	74	экзамен

Владимир

2011

Аннотация

Предметом дисциплины “Вычислительные машины системы и сети” является изложение основ построения, выбора и обеспечения надёжности информационно-вычислительных сетей.

В настоящее время выходит на первый план среди прочих ресурсов объектов экономики различных форм собственности и назначения. Это обуславливается необходимостью экономить трудовые, материальные и финансовые ресурсы. В настоящее время информационные процессы являются активными силами взаимосвязи внутри и между экономическими объектами хозяйствования. Такие процессы в основном строятся на использовании разнообразных технологических решений и информационных систем.

В курсе сделан акцент на особенности использования современных технических и программных средств при построении локальных и глобальных сетей. Определённое место отведено методике выбора локальной сети.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью курса «Dычислительные машины, системы, сети» является формирование целостного представления о:

физических основах вычислительных процессов, построении и функционировании вычислительных машин и систем;
общих принципах построения вычислительных сетей и телекоммуникационных систем.

Задачи курса:

Студенты должны:

получить на основе системного подхода учебную информацию о вычислительных машинах и системах, телекоммуникационных вычислительных сетях;
приобрести знания об информационно-логических основах электронно-вычислительных машин (ЭВМ), принципах функциональной и структурной организации вычислительных машин, построения вычислительных сетей, их техническом и программном обеспечении,
приобрести навыки по конструированию логических схем ЭВМ;
приобрести навыки по использованию компьютера в качестве инструмента для получения и обработки научно-учебной информации с использованием телекоммуникаций.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина «вычислительные машины, системы и сети» относится к циклу (разделу) ООП – бакалавриат.

Для успешного изучения дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» студенты должны быть знакомы с основными положениями информатики, курсов «САПР систем автоматизации», «Микропроцессорные средства и системы».

Дисциплина «САПР систем автоматизации» дает студентам первичное представление об основах работы современных систем автоматизированного проектирования и основам применения, автоматизированным систем проектирования в современной инновационной промышленности.

Материал дисциплины «Микропроцессорные средства и системы» дает представление о средствах вычислительной техники для создания цифровых систем управления различными объектами. В рамках курса затрагиваются вопросы построения информационно-управляющих и контролирующих систем на базе типовых микропроцессорных комплексов.

Производственная практика на предприятии дает возможность студентам увидеть и познакомиться с современными вычислительными комплексами и овладеть навыками создания и администрирования локальных вычислительных систем.

КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины студент:

способен к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства;
способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;
способен использовать прикладные программные средства при решении практических задач профессиональной деятельности;
способен участвовать в разработке проектов модернизации действующих производств;
способен выбирать технологии, инструментальные средства и средства вычислительной техники при организации процессов проектирования, изготовления, контроля и испытания продукции;
способен выполнять работы по наладке, настройке, регулировке, опытной проверке, регламентному техническому, эксплуатационному обслуживанию оборудования, средств и систем автоматизации;

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет _6__зачетных единиц, 108 часов.

4.1. Учебно- образовательные модули дисциплины

№ п/п	Семестр	Номер недели семестра	Раздел дисциплины	Вид учебной работы и трудоемкость (час)				Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра). Форма промежуточной аттестации.
№ п/п	Семестр	Номер недели семестра	Раздел дисциплины	Лекции	Практ. занятия	Лабор. работы	Самост.работа
1.	5		Устройство и принципы функционирования современных вычислительных систем
1.1		1	Развитие вычислительной техники	2		2	6	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
1.2		3 - 5	Устройство ПК	4		4	16	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
1.3			Промежуточная аттестация по модулю 1					Рейтинг-контроль

2.			Локальные и глобальные вычислительные сети
2.1		7	Общие принципы построения вычислительных сетей	2		2	10	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
2.2		9	Протоколы и стандарты локальных сетей	2		2	8	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
2.3		13	Структурированная кабельная система	2		2	10	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
2,4			Промежуточная аттестация по модулю 2					Рейтинг-контроль

3.			Основы передачи дискретных данных
3.1		13	Метода передачи дискретных данных	2		2	8	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
3.2		15	Цифровое кодирование	2		2	10	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
3.3		17	Обнаружение и коррекция ошибок	1		1	6	Отчеты по лабор. занятиям . Устный опрос
3.4			Промежуточная аттестация по модулю 3					Рейтинг-контроль
			ИТОГО	17		17	74

4.2. Трудоемкость базовых модулей дисциплины

№	НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ	Трудоемкость, зачетных единиц	Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия	Самостоятельная работа
№	НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ	Трудоемкость, зачетных единиц	час
1	Устройство и принципы функционирования современных вычислительных систем		6		6	22
2	Локальные и глобальные вычислительные сети		6		6	28
3	Основы передачи дискретных данных		5		5	24

Всего на дисциплину			17		17	74

4.3. Формируемые компетенции при изучении разделов дисциплины

Компетенции	Модуль 1		Модуль 2			Модуль 3
	Темы
	1.1	1.2	2.1	2.2	2.3	3.1	3.2	3.3
	час
	2	4	2	2	2	2	2	2
способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства	+		+	+	+	+
Способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях			+	+	+
способность использовать прикладные программные средства при решении практических задач профессиональной деятельности	+	+					+	+
Способность участвовать в разработке проектов модернизации действующих производств	+	+		+			+	+
способен выбирать технологии, инструментальные средства и средства вычислительной техники при организации процессов проектирования, изготовления, контроля и испытания продукции	+	+				+	+	+
способен выполнять работы по наладке, настройке, регулировке, опытной проверке, регламентному техническому, эксплуатационному обслуживанию оборудования, средств и систем автоматизации	+	+	+	+			+

4.5. Дидактический минимум учебно-образовательных модулей дисциплины

№ п/п	НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ ДИСЦИПЛИНЫ	ДИДАКТИЧЕСКИЙ МИНИМУМ
1	Устройство и принципы функционирования современных вычислительных систем	Принципы Фон-Неймана Классификация ПК по элементной основе Конструктивные особенности ЭВМ Устройство материнской платы Многоядерные процессоры Типы компьютерных шин
2	Локальные и глобальные вычислительные сети	Эволюция вычислительных систем Мультипроцессорные компьютеры Связь компьютера с периферийными устройствами Топология физических связей Физическая структуризация сети Уровни модели OSI Особенности локальных, глобальных и городских сетей Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям Протоколы и стандарты локальных сетей Концентраторы и сетевые адаптеры Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов
3	Основы передачи дискретных данных	Типы линий связи Аппаратура линий связи Методы передачи дискретных данных на физическом уровне Методы передачи данных канального уровня Асинхронные протоколы Обнаружение и коррекция ошибок Методы обнаружения ошибок Коммутация каналов

Лабораторный практикум

Лабораторный практикум является групповой аудиторной работы в малых группах. Целью лабораторного практикума является:

- подтверждение теоретического материала, полученного на лекционных занятиях, путем поведение небольших по объему экспериментальных исследований по изучаемой теме в условиях научно-исследовательских лабораторий вуза;

- приобретение практических навыков и инструментальных компетенций в области постановки и проведения экспериментов по профилю профессиональной деятельности.

Перед проведением лабораторных занятий студенты должны освоить требуемый теоретический материал и процедуры выполнения лабораторной работы по выданным им предварительно учебным и методическим материалам.

Темы лабораторных работ

№ пп	Учебно-образовательный модуль. Цели лабораторного практикума	Наименование лабораторных работ
1.	Модуль 1. Цель: Изучить строение материнской платы, составить краткое описание ее составляющих.	Материнская плата персонального компьютера
	Цель: Научиться собирать персональный компьютер из комплектующих	Сборка персонального компьютера
	Цель: Изучение существующих способов оценки производительности производительности вычислительных машин и получение базовых навыков сравнения производительности вычислительных машин	Исследование производительности вычислительных систем
2.	Модуль 2. Цель: Изучить структуру LAN	Структура LAN
	Цель: Изучить способы соединения двух компьютеров для совместного использования файлов	Способы соединения двух компьютеров для совместного использования файлов
	Цель: Научиться обжимать кабель «витая пара» 5-й категории.	Обжим кабеля UTP5/STP5 (витая пара САТ5)
3.	Модуль 3. Цель: исследовать топологии фрагментов Internet с использованием утилиты traceroute	Работа с утилитой traceroute
3.	Цель: Исследовать вероятностно-временные характеристики сети с использованием утилиты ping	Работа с утилитой ping

. Самостоятельная работа студентов

Целью самостоятельной работы являются формирование личности студента, развитие его способности к самообучению и повышению своего профессионального уровня.

Самостоятельная работа заключается в изучении содержания тем курса по конспектам, учебникам и дополнительной литературе, подготовке к лабораторным и практическим занятиям, оформлении лабораторных работ, к рубежным контролям, к экзамену, оформлении лабораторных работ. Она может включать в себя практику подготовки рефератов, презентаций и докладов по ним.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

5.1. Лекционные занятия проводятся в аудиториях, оборудованных компьютерами, электронными проекторами и интерактивными досками, что позволяет сочетать активные и интерактивные формы проведения занятий. Чтение лекций сопровождается демонстрацией компьютерных слайдов, общим количеством 46 шт.

5.3. Лабораторные занятия по дисциплине проводятся в компьютерном классе кафедры «Автоматизация технологических процессов». Класс имеет 13 компьютеров, на которых установлено необходимое программное обеспечение.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ и ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости:

а) отчет по выполненным лабораторным работам;

б) летучий устный или письменный опрос студентов во время лекции по изучаемому материалу.

Вопросы для рейтинг-контроля:

Вопросы на рейтинг-контроль №1

Вариант 1:

Принципы Фон-Неймана.
Классификация ПК по элементной основе.

Вариант 2:

Идеи Чарльза Бэббиджа и их влияние на вычислительную технику.
Классификация ПК по системам исчисления.

Вариант 3:

Развитие ЭВМ в СССР.
Конструктивные особенности ЭВМ.

Вопросы на рейтинг-контроль №2

Вариант 1:

Устройство материнской платы.
Многоядерные процессоры.

Вариант 2:

Устройство блока питания.
Параллельные шины.

Вариант 3:

Внешние компьютерные шины.

2. Суперскалярная архитектура процессора.

Вопросы на рейтинг-контроль №3

Вариант 1:

устройство графической платы.
Российские микропроцессоры.

Вариант 2:

Жёсткий диск, оперативная память.
Конвейерная архитектура процессора.

Вариант 3:

Типы компьютерных шин
CISC, RISC, MISC – процессоры

Вопросы на рейтинг-контроль №4

Вариант 1:

Функции сетевого уровня.
Адресация в IP-сетях.

Вариант 2:

Адресация компьютеров.
Маршрутизация в сетях.

Вариант 3:

Связь с периферийными устройствами.
функции сетевого уровня.

Вопросы на рейтинг-контроль №5

Вариант 1:

Типы соединений.
Сетевые службы.

Вариант 2:

Беспроводная связь.
Структуризация сети.

Вариант 3:

Физическая структуризация сети.
Использование линий связи.

Вопросы на рейтинг-контроль №6

Вариант 1:

Локальные сети
Производительность сетей.

Вариант 2:

Глобальные сети.
Надёжность и безопасность сетей.

Вариант 3:

Функции брандмауэра.
Отличия локальных сетей от глобальных.

Оценочные средства для промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины:

Вопросы на экзамен:

Принципы Фон-Неймана;
Классификация ПК по элементной основе;
Конструктивные особенности ЭВМ;
Устройство материнской платы;
Многоядерные процессоры;
Типы компьютерных шин;
Эволюция вычислительных систем;
Мультипроцессорные компьютеры;
Связь компьютера с периферийными устройствами;
Топология физических связей;
Физическая структуризация сети;
Уровни модели OSI;
Особенности локальных, глобальных и городских сетей;
Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям;
Протоколы и стандарты локальных сетей;
Концентраторы и сетевые адаптеры;
Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов;
Типы линий связи;
Аппаратура линий связи;
Методы передачи дискретных данных на физическом уровне;
Методы передачи данных канального уровня;
Асинхронные протоколы;
Обнаружение и коррекция ошибок;
Методы обнаружения ошибок;
Коммутация каналов.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а) основная литература

1. Компьютерные сети: Принципы, технологии, протоколы : Учебник для вузов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - СПб. : Питер, 2002. - 669 с. : ил. - (Учебник для вузов). - Библиогр.: с. 641-642. -Алф. указ.: с. 643-668. - ISBN 5-8046-0133-4 (в пер.)

б) дополнительная литература

Столлингс, В. Операционные системы. Внутреннее устройство и принципы проектирования / В. Столлингс .— 4-е изд. — Москва : Вильямс, 2002 .— 843 c.— ISBN 5-8459-0310-6.
Столлингс, В. Компьютерные сети, протоколы и технологии / В. Столлингс .— Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2005 .— 817 c.— ISBN 5-94157-508-4.
Мюллер, С. Модернизация и ремонт персональных компьютеров / С. Мюллер ; под ред. А. Молодяну .— Москва : Бином, 1996 .— 886 c. — ISBN 5-89350-010-5.
Велихов, А. В. Компьютерные сети : учебное пособие по администрированию локальных и объединенных сетей : [для вузов] / А. В. Велихов, К. С. Строчников, Б. К. Леонтьев ; под ред. В. С. Брябрина .— Изд. 3-е, доп. и испр. — Москва : Новый издательский дом, 2005 .— 301 c. — Авт. указаны на обл. — Библиогр.: с.298 .— ISBN 5-9643-0072-3.
Никифоров, С. В. Введение в сетевые технологии : элементы применения и администрирования сетей : учебное пособие для вузов / С. В. Никифоров .— Москва : Финансы и статистика, 2005 .— 223 c. : ил .— Библиогр.: с. 213-214 .—ISBN 5-279-02549-6.

в) программное и коммуникационное обеспечение

Операционные системы Windows, стандартные офисные программы, программы Тестирования ПК, Сетевой кабель, сетевые коннекторы.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Набор слайдов, подбор задач для текущего контроля, лабораторный практикум, экзаменационные вопросы.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению и профилю подготовки 220700 – Автоматизация технологических процессов и производств.

Автор ____доцент к.т.н. Бакутов А.В.

Рецензент(ы) _______________________________________________

Программа одобрена на заседании кафедры _____________________

от _____________ года, протокол № _______

Blog

Рабочая программа дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки

Содержание