Международный Институт XXI Века

�Вычислительные Системы, Сети и Телекоммуникации�

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

Москва 2005

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.

Дисциплина � Вычислительные  системs, сети и телекоммуникации �(ВССиТ) является одной из базовых и имеет целью изучение студентами теоретических основ построения и организации функционирования персональных компьютеров, их программного обеспечения и способов эффективного применения современных технических средств для решения экономических и информационных задач.

Основной задачей дисциплины является приобретение студентами теоретических знаний по информатике, компьютерным и сетевым технологиям, а также получение ими практических навыков работы на персональном компьютере.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

�        знать принципы построения, состав, назначение аппаратного и программного обеспечения компьютера, особенности их функционирования;

�        уметь эффективно использовать аппаратные и программные средства компьютера (пакеты прикладных программ (ППП) и уникальные прикладные программы) при решении экономических задач;

�        приобрести практические навыки работы в качестве пользователя персонального компьютера (ПК) в различных режимах и с различными программными средствами.

Курс изучается в течение одного семестра (первого). Основные виды занятий- лекции, семинарские и практические занятия в компьютерных классах.

На занятиях всех видов используются

* слайды и раздаточные материалы;

* методические пособия для самостоятельного изучения студентами материала курса;

* контрольно-обучающие системы на ПК;

* тестирование на ПК.

Предусматриваются следующие виды контроля знаний:

* текущий опрос студентов на семинарских и практических занятиях;

* короткие периодические контрольные работы после изучения очередной темы дисциплины;

* индивидуальные задания с проверкой на практических занятиях;

* домашние задания по материалам семинарских занятий (с проверкой их выполнения);

* защита заданий, выполненных во время практических занятий на компьютерах;

* зачет во время зачетной сессии в первом семестре;

* экзамен во время экзаменационной сессии во втором семестре.

Изучение дисциплины опирается на знания по физике, информатике и вычислительной технике, полученные студентами при обучении в средней школе, а также знания и навыки, приобретаемые в курсе �Физические основы Эвм�

Дисциплина обеспечивает изучение алгоритмических языков, программного обеспечения и других профилирующих дисциплин.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.

Раздел 1. Вычислительные машины и системы

Тема 1. Введение

Предмет и содержание дисциплины , взаимосвязь курса со смежными дисциплинами. Основные понятия и определения. Краткая история и тенденции развития вычислительной техники. Основные области применения и формы использования компьютеров. Поколения ЭВМ. Эволюция ЭВМ и вычислительных систем.

Тема 2. Принципы построения компьютеров.

Классификация средств вычислительной техники. Принципы построения современных ЭВМ. Классическая обобщенная структурная схема компьютера. Состав устройств, их назначение и взаимодействие. Принцип программного управления. Особенности и кризис классической структуры ЭВМ. Структура персонального компьютера.

Арифметические и логические основы построения компьютеров.

Элементная база современной вычислительной техники. Классификация элементов. Функционально-полные наборы элементов. Интегральные схемы и микропроцессоры. Проблемы развития элементной базы. Альтернативные пути развития элементной базы.

Тема 3. Функциональная и структурная организация компьютера

Общие принципы функциональной и структурной организации современных компьютеров. Организация функционирования ПК с магистральной архитектурой. Периферия компьютера. Технология взаимодействия центральных и периферийных устройств. Взаимодействие узлов и устройств ЭВМ при выполнении основных команд. Системы адресации. Технология выполнения основных команд ПК и ее отображение в виде структурных схем.

Тема 4. Основные устройства компьютера

Ядро компьютера: центральный процессор и оперативная память. Обобщенная схема центрального процессора. RISC- и CISC-процессоры. Состав и назначение узлов и блоков процессора, их взаимодействие. Основные регистры. Совмещение операций в процессоре

Память компьютера. Иерархия построения памяти компьютера и особенности управления ею. Уровни памяти: сверхоперативная память, кэш-память, оперативная память, внешняя память. Виртуальная память компьютера.

Организация ввода-вывода в компьютере. Проблемы управления периферией.

Тема 5. Программное обеспечение компьютера

Назначение и состав программного обеспечения. Общее и специальное программное обеспечение. Операционные системы, их типы, состав и функции. Ресурсы компьютера и организация вычислительного процесса. Режимы работы: однопрограммные и многопрограммные. Особенности режимов многопрограммной работы под управлением MS Windows.

Пакеты прикладных программ пользователей. Пакеты Microsoft Office и их использование в информационных и экономических системах.

Тема 6. Вычислительные системы

Предпосылки появления и развития вычислительных систем. Преимущества, обеспечиваемые компьютерными системами. Классификация и особенности архитектуры систем различных типов. Типовые структуры компьютерных систем. Уровни и средства обеспечения параллельных вычислений. Многомашинные и многопроцессорные системы. SMP- и MPP-структуры вычислительных систем, их применение в компьютерных сетях. Кластеры и их характеристики.

Раздел 2. Компьютерные сети

Тема 7. Принципы построения и развития компьютерных сетей

Причины и условия развития компьютерных сетей. Преимущества, обеспечиваемые применением сетей. Модель взаимодействия открытых систем. Семиуровневая система протоколов. Классификация компьютерных сетей.

Средства построения телекоммуникационных систем. Средства связи. Цифровизация систем связи. Комплексное применение систем связи. Коммутация в сетях: коммутация цепей, сообщений, пакетов сообщений. Маршрутизация пакетов в сетях. Проблема защиты информации в компьютерных сетях.

Локальные компьютерные сети (ЛВС). Типы и характеристики ЛВС. Протоколы передачи данных и методы доступа к передающей среде. Средства построения ЛВС, организация функционирования ЛВС.

Глобальные компьютерные сети. Сеть Internet. История создания и развития сети Internet. Основные принципы построения и работы. Протокол TCP/IP. Семейство сетевых и транспортных протоколов.

Тема 8. Основные службы и сервисы, обеспечиваемые компьютерными сетями

Виды сервисов в компьютерных сетях. Работа в сети Internet.

Сервис создания сетевых ресурсов и их адресации. Адресация сетей различных классов. Электронная почта. Создание сообщений и работа с ними. Система новостей UseNet. Сервис WWW (World Wide Web). Поисковые системы. Построение запросов для поиска информации. Поиск и передача файлов. Другие сетевые сервисы.

Корпоративные компьютерные сети.

Тема 9. Заключение. Перспективы развития вычислительной техники

 Общие тенденции совершенствования средств вычислительной техники. Характеристика последних моделей компьютеров различного класса. Пути совершенствования конфигурации вычислительных машин, структур различных устройств ЭВМ. Примеры построения компьютеров нетрадиционных архитектур. Повышение производительности ЭВМ за счет совершенствования алгоритмов обработки информации.

3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ.

Примечание: с.з. - семинарские занятия; п.з. - практические занятия на компьютерах.

4. ЛИТЕРАТУРА.

Основная

1. А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко.  Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник.-2-е изд., перераб. и доп. Под ред. А.П. Пятибратова.-М.: Финансы и статистика, 2003. -512с.:ил.

2. Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы: Учебно-практическое пособие/ Московский государственный университет экономики, статистики и информатики. � М.,2004.

3. Информатика: Базовый курс/ С.В. Симонович и др. � СПб.:Питер,2001 � 640с.:ил.

4. Информатика: Учебник. � 3-е перераб. изд./ Под ред. Н.В.Макаровой. -М.: Финансы и статистика, 2004. -768с.:ил.

Дополнительная

!. А.А. Кириченко.  Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Практикум. - М.,2004. � 64с.

2. Лабораторный практикум по информатике: Учебное пособие для вузов/ В.С.Микшина, Г.А.Еремеева, Н.Б.Назина и др.; Под ред. В.А.Острейковского. � М.: Высш. шк., 2003. � 376с.:ил.

3Куртер Дж., Маркви А. Microsoft Office 2000: учебный курс - СПб.:Питер,2002 � 640с.:ил.

4. В.Э. Фигурнов. IBM PC для пользователя. Изд. 8-е. - М: Финансы и статистика, 1997.

5. ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ППП.

Операционные системы и оболочки : MS DOS фирмы Microsoft, Windows 2000, Windows XP, MS Office 2000/XP, Micro � 88.

Технические средства: персональные компьютеры фирмы IBM, имеющиеся в МЭСИ.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.

1. Каковы основные этапы развития средств вычислительной техники?

2. Какими качественными отличиями характеризуются поколения ЭВМ?

3. Каков порядок подготовки задачи к решению ее на ЭВМ?

4. Каков порядок обработки информации в ЭВМ?

5. Каковы особенности структуры вычислительной системы?

6. Как взаимодействуют между собой устройства ПК?

7. Каковы особенности фон-Неймановской структуры ЭВМ?

8. В чем смысл принципа программного управления?

9. Какова роль программного обеспечения в организации вычислительного процесса?

10. Каковы основные функции операционных систем?

11. Какие системы счисления используются в компьютере и в чем состоят особенности их применения?

13. Какова связь логических выражений алгебры логики со схемами ЭВМ?

14. Как классифицируются элементы ЭВМ?

15. Какова логика работы сложных логических схем: регистров, счетчиков, сумматоров и др.?

16. Как компьютер управляет последовательностью выполнения команд?

17. Какие режимы работы используются в ПК и в ВС?

18. Какие архитектурные решения необходимы для организации многопрограммного режима работы ЭВМ?

19. Какие способы адресации применяются в ПК и почему?

20. Как реализуется программный принцип управления в ЦУУ?

21. Как реализуются в АЛУ алгоритмы основных операций?

22. Что такое конвейер команд?

24. Зачем нужна иерархическая структура памяти в компьютере?

25. Чем объясняется использование матричной организации ОП?

26. Как определяется физический адрес ОП в реальном и защищенных режимах?

27. Зачем нужна КЭШ-память?

28. Для чего необходима стековая память и как она организована?

31. Какие устройства ввода-вывода применяются в ПК?

32. Какие характеристики устройств ввода-вывода важно знать пользователю и почему?

34. С какой целью в ЭВМ реализован режим прерываний?

35. Какие виды прерываний реализуются в ПК?

36. Какие действия выполняет процессор при появлении запроса на прерывание?

37. В чем особенности динамического распределения памяти?

38. Как организуется страничное и сегментное распределение памяти?

39. Что такое защита памяти и в каких случаях она необходима?

40. Зачем нужен интерфейс?

41. Какие способы управления обменом информацией нашли применение в интерфейсах?

43. Каков порядок подключения внешних устройств к ПК?

44. По каким признакам классифицируются вычислительные системы?

45. Какие принципы заложены в основу классификации архитектур ВС?

46. Какие виды параллелизма применяются в архитектуре ВС?

47. В чем отличия многопроцессорных от многомашинных вычислительных комплексов?

48. Какие факторы влияют на дальнейшее развитие средств вычислительной техники и почему?                 

 Автор программы профессор к т н доцент Гудыно Л.П..