Вычислительные системы и компьютерные сети

Бакалавриат 2022/2023

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Борисов Сергей Петрович, Зунин Владимир Викторович, Иванова Елена Михайловна, Некрасов Глеб Александрович, Уймин Антон Григорьевич

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 76

Полная версия программы учебной 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

Дать студентам представление о принципах построения, функционирования и использования современных вычислительных систем и сетей.
Привить студентам навыки исследовательской работы, предполагающей самостоятельное изучение рабочей документации, специфических инструментов и программных средств,позволяющих смоделировать работу процессора или его частей.
Формирование у студентов понимания важности применения и развития компьютерных сетей в современных технологиях как объективной закономерности информационного общества, а также дать студентам базовые знания для дальнейшего изучения сетевых технологий и ознакомить студентов с основными принципами функционирования сетей и систем телекоммуникаций.

Планируемые результаты обучения

Анализирует различия архитектуры ВС и процессоров на примере CISC и RISC.
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.

Содержание учебной дисциплины

Введение
Понятие ВС, технико-эксплуатационные характеристики ВС
Понятие архитектуры ВС и КС и его составляющих
Организация ВС на микроархитектурном уровне
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

Элементы контроля

Тесты по лекционному материалу (модуль 1)
За модуль 1 планируется семь контрольных работ в виде теста в конце каждой лекции, задача которых проверить усвоение материала и присутствие на лекции.
Семинары (модуль 1)
Бригада студентов рассчитывает технические характеристики выбранной ими ВС
Практические работы (модуль 1)
Экзамен (модуль 1)
Экзаменационная работа содержит две части: теоретическую (включает вопрос по лекционному материалу) и практическую (включает задание по Практическим работам или Семинарским занятиям)
Накопленная оценка (модуль 2)
Экзамен (модуль 2)

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 1 модуль
0.14 * Семинары (модуль 1) + 0.35 * Практические работы (модуль 1) + 0.3 * Экзамен (модуль 1) + 0.21 * Тесты по лекционному материалу (модуль 1)
2022/2023 учебный год 2 модуль
0.5 * Экзамен (модуль 2) + 0.5 * Накопленная оценка (модуль 2)

Программа дисциплины