Вычислительные системы и компьютерные сети

2026/2027

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

3

Кредиты

Кто читает:

Департамент компьютерной инженерии

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

3-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Альмасизаде Парса Фарид

Борисов Сергей Петрович

Елисеенко Андрей Михайлович

Жаров Евгений Евгеньевич

Иванова Елена Михайловна

Салибекян Сергей Михайлович

Программа дисциплины

Аннотация

Настоящая дисциплина состоит из двух частей, изучаемых последовательно в двух модулях. Часть «Вычислительные системы» знакомит с принципами построения и функционирования основных архитектурных блоков компьютера. На примере решения практических задач различной вычислительной сложности вы научитесь анализировать модели многоуровневой архитектуры компьютера и выбирать оптимальную конфигурацию. Навыки профессиональной оценки современных тенденций построения ПК/ноутбуков/планшетов/смартфонов помогут спроектировать собственную вычислительную систему с применением технологий повышения производительности на программном и аппаратном уровне. Выполнение индивидуальных заданий даст вам возможность на собственном опыте выявить отличия процессорных ядер (CPU/GPU), оценить их достоинства и недостатки, что будет полезно при создании собственных программно-аппаратных проектов любой сложности. В части «Компьютерные сети» рассматриваются основные понятия и принципы функционирования компьютерных сетей, а также работа основных протоколов стека TCP/IP. Рассматриваемый материал является основой для глубокого погружения в вопросы, связанные с организацией сетевых взаимодействий в информационных системах, проектированием и администрированием компьютерных сетей предприятий.

Цель освоения дисциплины

• Получить базовые знания в области программно-аппаратного обеспечения вычислительных систем. Получить базовые знания в области архитектуры вычислительных систем и их состава. Получить базовые знания по операционным системам и программированию на языках низкого уровня.
• Получить базовые знания в области теории передачи данных. Получить базовые знания в области применения компьютерных систем и сетей. Получить базовые знания архитектуры и компонентов компьютерных сетей.

Планируемые результаты обучения

• Анализирует различия архитектуры ВС и процессоров на примере CISC и RISC.
• Анализирует формат команды для выбранного ядра CPU. Объясняет порядок выполнения машинной инструкции ядром процессора
• Владеет знаниями о протоколах прикладного уровня модели OSI. Владеет базовыми умениями по настройке основных сетевых сервисов
• Владеет знаниями о протоколах сетевого уровня модели OSI.Умеет рассчитывать IP-адреса узлов и сетей. Умеет работать с таблицей маршрутизации.
• Владеет знаниями о протоколах транспортного уровня модели OSI.Умеет работать с таблицей соединений/сокетов
• Владеет знаниями о технологии NAT, знает названия и функции организаций, связанных с управлением в Интернет. Знает разницу между LAN, MAN и WAN сетями.
• Владеет знаниями о технологиях семейства Ethernet. Умеет анализировать структуру и содержимое кадров технологии Ethernet
• Знает какие среды передачи данных используются в современных сетях и их характеристики. Умеет обжимать кабель витая пара категории 5е.
• Знает основные понятия, связанные с моделью взаимодействия систем по сети и связи между ними
• Оценивает особенности организации ВС на микроархитектурном уровне и порядок выполнения вычислений процессором
• Сравнивает две любые ВС по их технико-эксплуатационным характеристикам, анализирует тип архитектуры процессора, может рассчитать пиковую производительность ЦП/ВС.
• Понимает принципы функционирования микросхем памяти, оценивает скоростные характеристики различного типа памяти

Содержание учебной дисциплины

• Понятие ВС, технико-эксплуатационные характеристики ВС
• Понятие архитектуры ВС и КС и его составляющих
• Архитектура и характеристики процессора
• Архитектура памяти
• Архитектура и технические характеристики ВС
• Практические работы (модуль 1)
• Семинары (модуль 1)
• Введение. Основы сетевых взаимодействий
• Физические аспекты передачи данных
• Основы коммутации
• Основы маршрутизации
• Основы транспортного уровня OSI
• Основы прикладного уровня OSI
• Интернет
• Основы безопасности сетей и передачи данных
• Семинары (модуль 2)
• Практические работы (модуль 2)

Элементы контроля

• Технические характеристики ВС
  Оценка производительности выбранной ВС, ее процессоров и памяти
• Практические работы
  Составить несколько программ согласно варианту для двух процессоров CISC и RISC
• Оценка за знание теории
  Можно писать небольшие тесты в конце каждой лекции или 1 большую контрольную работу
• Экзамен модуль 1
  Тест в ЛМС из 6 теотетических вопросов и одной задачи
• Активность
• Практическая работа
• Контрольная работа
• Качество усвоения теоретического материала
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2026/2027 1st module
  0.21 * Оценка за знание теории + 0.14 * Технические характеристики ВС + 0.35 * Практические работы + 0.3 * Экзамен модуль 1
• 2026/2027 2nd module
  0.2 * Качество усвоения теоретического материала + 0.3 * Практическая работа + 0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Экзамен + 0.1 * Активность

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Advanced Computer Organization Architecture - CCBY4_007 - Harrison Njoroge - 2022 - Open Educational Resources: libretexts.org - https://ibooks.ru/products/390238 - 390238 - iBOOKS
• CISC 302 Computer Familiarization - CCBY4_016 - Marjorie Du?y - 2022 - Open Educational Resources: libretexts.org - https://ibooks.ru/products/390533 - 390533 - iBOOKS
• Computer architecture : a quantitative approach, Hennessy, J. L., 2019
• Администрирование сетей Cisco: освоение за месяц - Пайпер Б. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-94074-519-6 - 2018 - русский - https://e.lanbook.com/book/112927 - ЛАНЬ - 112927
• Анюшенкова О.Н., - Основы компьютера. Computer Grundlagen - 978-5-16-020056-9 - ИНФРА-М - 2025 - https://znanium.ru/catalog/product/2156469 - 2156469 - ZNANIUM
• Архитектура компьютерных систем : как собрать современный компьютер по всем правилам, Нисан, Н., 2023
• Архитектура ЭВМ и вычислительные системы - Степина В.В. - КУРС - 2023 - https://znanium.com/catalog/product/1916205 - 349417 - ZNANIUM
• Архитектуры процессорных систем : практический курс, Переверзев, А. Л., 2025
• Компьютерные сети : принципы, технологии, протоколы, Олифер, В. Г., 2021
• Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Юбилейное издание - 978-5-4461-1426-9 - Виктор Олифер, Наталья Олифер - 2021 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/products/387241 - 387241 - iBOOKS
• Компьютерные системы: архитектура и программирование, Брайант, Р. Э., 2022
• Конфигурирование коммутаторов Cisco - Трошин А. В. - Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики - - - 2021 - русский - https://e.lanbook.com/book/301205 - ЛАНЬ - 301205
• Криминалистика компьютерной памяти на практике. Как эффективно анализировать оперативную память - Островская С., Скулкин О. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-93700-157-3 - 2023 - русский - https://e.lanbook.com/book/314951 - ЛАНЬ - 314951
• Маршрутизаторы Cisco. Практическое применение - Хабракен Д. - Издательство "ДМК Пресс" - 5-94074-123-1 - 2008 - русский - https://e.lanbook.com/book/1076 - ЛАНЬ - 1076
• Методы и средства аппаратного обеспечения высокопроизводительных микропроцессорных систем, Бобков, С. Г., 2021
• Новожилов, О. П.  Архитектура компьютерных систем в 2 ч. Часть 2 : учебное пособие для среднего профессионального образования / О. П. Новожилов. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 246 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-10301-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/517679 (дата обращения: 28.08.2023).
• Основы построения объединенных сетей по технологиям CISCO - - - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - - - 2016 - русский - https://e.lanbook.com/book/100313 - ЛАНЬ - 100313
• Основы работы в программе CISCO PACKET TRACER - - - Воронежский государственный университет - - - 2017 - русский - https://e.lanbook.com/book/154795 - ЛАНЬ - 154795
• Основы сетей передачи данных - Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - - - 2016 - русский - https://e.lanbook.com/book/100346 - ЛАНЬ - 100346
• Толстобров, А. П.  Архитектура ЭВМ : учебное пособие для вузов / А. П. Толстобров. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 154 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-12377-7. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/518719 (дата обращения: 02.07.2026).
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера - Дэвид М. Харрис, Сара Л. Харрис - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-522-6 - 2017 - русский - https://e.lanbook.com/book/97336 - ЛАНЬ - 97336
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера : дополнение по архитектуре ARM, Харрис, Д. М., 2019
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера : пер. с англ., Харрис, Д. М., 2018
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера RISC-V - Харрис Д. М., Харрис С. Л. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-961-3 - 2022 - русский - https://e.lanbook.com/book/241166 - ЛАНЬ - 241166
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера: RISC-V, Харрис, С. Л., 2022
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Дополнение по архитектуре ARM - Харрис Дэвид М., Харрис Сара Л. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-650-6 - 2019 - русский - https://e.lanbook.com/book/111431 - ЛАНЬ - 111431

Рекомендуемая дополнительная литература

• Безопасность компьютерных сетей, Олифер, В. Г., 2016

Авторы

• Борисов Сергей Петрович
• Романова Ирина Ивановна
• Некрасов Глеб Александрович
• Иванова Елена Михайловна