Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины




Скачать 314.93 Kb.
НазваниеМгпу учебно-методический комплекс дисциплины
страница1/3
Дата конвертации15.02.2016
Размер314.93 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс
источникhttp://www.mshu.edu.ru/umu-umk/ФМОиП/050202.65 Информатика/СД.ДС.3.МатематическиеОснованияАТИС .
  1   2   3
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мурманский государственный педагогический университет»

(МГПУ)


УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ



Математические основания архитектуры и топологии информационных сетей


Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности


050202.65 Информатика (ДС.03)



Утверждено на заседании кафедры

информатики и ОТД

физико-математического факультета

(протокол №___ от

«__»_____________ 20___ г.)


Зав. кафедрой информатики и ОТД


___________________Н.Ю.Королева



РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.

    1. Авторы программы: Вакурова Ирина Николаевна, ассистент кафедры информатики и ОТД; Замятина Анна Владимировна, аспирантка МГПУ (специальность 13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания (информатика, профессиональный уровень)




    1. Рецензенты: Рыжова Н.И. – доктор пед. наук, профессор кафедры информатики и ОТД

Лазарева И.М. – канд. ф.-м. наук, доцент кафедры информатики и ПО, МГТУ

    1. Пояснительная записка:

Цель:

Сформировать представление о математических основаниях и теоретических основах телекоммуникационных и компьютерных сетей, выработать умения применять на практике эти знания для мониторинга и оптимизации работы образовательных компьютерных сетей, а также создание условий для формирования у студентов системы знаний о месте теоретических разделов теории телекоммуникационных и компьютерных сетей в теоретической информатике.

Задачи:

  • определение базовые понятия архитектуры телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • изучение топологии и структуры телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • изучение архитектуры телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • освоение способов организации и анализа информационных потоков в телекоммуникационных и компьютерных сетях.

Место курса в общей системе подготовки специалиста:

Данный курс имеет теоретическую направленность и предназначен для обучения студентов математическим основаниям и теоретическим основам телекоммуникационных и компьютерных сетей, а также их применению для теоретического анализа информационных процессов в сетях связи.

В данном курсе с этой деятельностью студенты знакомятся лишь в той мере, в которой теоретические знания необходимы для организации эффективной эксплуатации распределенной информационно-образовательной среды (учебной компьютерной сети).

Данный курс необходим для изучения таких курсов как «Технология проектирования, обслуживания и администрирования учебных компьютерных сетей» и «Основы информационной безопасности».

Требования к уровню освоения содержания дисциплины:

После изучения дисциплины студент должен знать:

  • базовые положения архитектуры телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • математические основания теории телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • основные топологии и структуры телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • организацию информационных процессов в телекоммуникационных и компьютерных сетях;

После изучения дисциплины студент должен обладать умениями и навыками:

  • использовать математические модели телекоммуникационных и компьютерных сетей;

  • применять полученные знания для анализа и оптимизации потоков в телекоммуникационных и компьютерных сетях;

  • применять полученные знания для управления потоками в телекоммуникационных и компьютерных сетях;

Ссылки на авторов и программы, которые использовались в подготовке:

Каракозов С.Д., Рыжова Н.И. Информационно-образовательные системы. Учебно-методический комплект. Приложение 3. - Барнаул: Изд-во БГПУ, 2005. - 50 с.


    1. Извлечение из ГОС ВПО специальности 050202 Информатика – вузовский компонент.




    1. Объем дисциплины и виды учебной работы (для всех специальностей, на которых читается данная дисциплина):




№ п/п

Шифр и наименование специальности

Курс

Се-местр

Виды учебной работы в часах

Вид итогового контроля

Трудоем-

кость

Всего ауд.

ЛК

ПР/ СЕМ

ЛБ

Сам. раб.

1.

050202.65 Информатика

4

7

64

32

16

8

8

32

Зачет




    1. Содержание дисциплины:


1.6.1. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного времени:




п/п

Наименование раздела, темы

Количество часов

Всего

ауд.

ЛК

ПР/

СМ

ЛБ

Сам.

раб.

1

Базовые понятия архитектуры компьютерных сетей

16

4

2

2

8

2

Топология, структуры и потоки в информационных сетях

32

8

4

4

16

3

Организация информационных процессов в сетях

16

4

2

2

8

Итого:

64

16

8

8

32


1.6.2. Содержание разделов дисциплины.

Базовые понятия архитектуры компьютерных сетей. Типология компьютерных сетей и их многоуровневая архитектура. Сквозные услуги в сети. Принципы организации, технологии и протоколы. Уровень представления информации (формирование, измерение, преобразование, хранение, обработка и передача информации в компьютерной сети).

Топология, структуры и потоки в информационных сетях. Графы, гиперграфы, алгоритмы на графах и гиперграфах. Обходы и поиск по сети. Поиск кратчайших путей. Определение остовных деревьев. Алгоритмы маршрутизации: алгоритмы «кратчайшего пути» Дейкстры, Беллмана-Форда, «связующее дерево»; маршрутизация при групповой адресации. Передача информации. Сбор и распределение информации. Анализ протокола множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов. Контроль ошибок. Коды для контроля ошибок. Математические основы криптографии и принципов сжатия информации.

Организация информационных процессов в сетях. Системы управления потоками в информационных сетях. Мониторинг и анализ информационных сетей. Борьба с перегрузками и управление потоком в сети; метод коррекции окна при задержке, метод коррекции окна по потерям, эффективность протоколов при наличии ошибок. Модели и анализ информационной сети, построенной на базе очередей: виды очередей (с дисциплиной FIFO, с перерывами и др.), имитационное моделирование.


1.6.3. Темы для самостоятельного изучения.


№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Тема

Кол-во часов

Форма самостоят. работы

Форма контроля выполнения самостоятельной работы

1

Базовые понятия архитектуры компьютерных сетей

Типология компьютерных сетей и их многоуровневая архитектура. Сквозные услуги в сети

2

вопросы для самостоятельного изучения

ответы на вопросы на зачете

2

Принципы организации, технологии и протоколы

2

3

Уровень представления информации

4

4

Топология, структуры и потоки в информационных сетях

Графы, гиперграфы, алгоритмы на графах и гиперграфах

2

вопросы для самостоятельного изучения

ответы на вопросы на зачете

5

Обходы и поиск по сети. Поиск кратчайших путей. Определение остовных деревьев

2

6

7

Алгоритмы маршрутизации: алгоритмы «кратчайшего пути» Дейкстры, Беллмана-Форда, «связующее дерево»; маршрутизация при групповой адресации.

4

8

9

Передача информации. Сбор и распределение информации.

2

Анализ протокола множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов. Контроль ошибок. Коды для контроля ошибок.

2

Математические основы криптографии и принципов сжатия информации.

4

10

Организация информационных процессов в сетях.

Системы управления потоками в информационных сетях. Мониторинг и анализ информационных сетей

2

вопросы для самостоятельного изучения

ответы на вопросы на зачете

11

Борьба с перегрузками и управление потоком в сети; метод коррекции окна при задержке, метод коррекции окна по потерям, эффективность протоколов при наличии ошибок.

4

12

Модели и анализ информационной сети, построенной на базе очередей: виды очередей (с дисциплиной FIFO, с перерывами и др.), имитационное моделирование.

2




    1. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

      1. Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу (планы последовательного проведения занятий: ПР, СМ, ЛБ).


Семинар №1. Каналы передачи данных в сетях

План:

  1. Проводные и беспроводные каналы связи. Носители сигналов и их характеристики.

  2. Аналоговые каналы передачи данных. Спектр сигналов. Виды модуляции.

  3. Цифровые каналы передачи данных.

  4. Спутниковые каналы передачи данных.


Семинар №2. Криптография

План:

  1. Основные задачи криптографии.

  2. Модель криптографической системы.

  3. Формальная модель криптографической системы и классификация шифров.

  4. Симметричные системы шифрования.

  5. Ассиметричные криптографические системы.

  6. Способы увеличения стойкости шифров.



Семинар №3. Организация информационных процессов в сетях.

План:

  1. Классификация информационных процессов.

  2. Технические и программные средства реализации информационных процессов.

  3. Организация цикличных информационных процессов.

  4. Имитационное моделирование информационных процессов в сетях.

  5. Математическое моделирование информационных процессов в сетях.



Практическое занятие №1. Симметричные системы шифрования и ассиметричные криптографические системы

План:

  1. Шифры перестановки.

  2. Шифры замены.

  3. Гаммирование.

  4. Криптосистема RSA.


Лабораторная работа №1.

План:

  1. Работа с учебной локальной вычислительной сетью МГПУ и сетью Интернет.

  2. Определение конфигурации сети.

  3. Решение задач (на нахождение времени, затрачиваемого на передачу информации между двумя рабочими станциями; на нахождение максимального времени, требуемого на передачу кадра и т.п.) с использованием табличного процессора.


Лабораторная работа №2.

План:

Решение задач (на построение различных форм представления графов, построение остовов и базис-циклов неорентированных графов и т.п.) с использованием текстового/табличного процессора и специализированных (расчетно-)графических приложений.


Лабораторная работа №3.

План:

  1. Решение задач (на нахождение обратного и дополнительного кодов чисел, на исправление ошибки в передаваемой информации, на определение кода Хемминга для кодовой комбинации, на определение контрольных кодов чисел и т.п.) с использованием текстового/табличного процессора.

  2. Работа с программами-архиваторами и определение оптимального метода сжатия для различных видов информации.


Лабораторная работа №4.

План:

  1. Решение задач по расчету временных параметров сетевого графика.

  2. Построение сетевого графика и распределение ресурсов.

  3. Минимизация сети.


Задания для самостоятельной работы:

  1. Продемонстрировать работу различных алгоритмов маршрутизации на предложенных моделях компьютерной сети.

  2. Оценить необходимую память для организации хранения иерархической системы имен Интернет.

  3. Продемонстрировать на примерах работу кодов контроля ошибок: циклический код.

  4. Продемонстрировать на примерах работу кодов контроля ошибок: сверточный код.

  5. Написать собственные программы реализации изученных алгоритмов на графах: обходы и поиск по сети.

  6. Написать собственные программы реализации изученных алгоритмов на графах: поиск кратчайших путей.

  7. Написать собственные программы реализации изученных алгоритмов на графах: определение остовных деревьев.

  8. Привести примеры криптографических алгоритмов, включая их компьютерную реализацию.

  9. Привести примеры алгоритмов сжатия данных, включая их компьютерную реализацию.

  10. Привести математические модели борьбы с перегрузками и управления потоком в сетях.




    1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

      1. Рекомендуемая литература:

  • Основная:

  1. Анкудинов Г.И., Стрижаченко А.И. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Архитектура и протоколы: Учебное пособие. - СПб.: СЗТУ, 2001. - 92 c.

  2. Анкудинов Г.И., Стрижаченко А.И. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Архитектура и сетевые технологии: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006. - 180 с.

  3. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. - Питер, 2002. – 688 с.

  4. Гайсина Л.Ф. Сети ЭВМ и телекоммуникации: Учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 160 с.

  5. Лидский Э.А. Задачи трафика в сетях связи: Учебное пособие. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - 202 с.

  6. Математические основы безопасности компьютерных сетей. Программа дисциплины. - М.: МГУ, 2004.

  7. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. – М.: Мир, 1978.

  8. Погонин В.А., Путин С.Б., Третьяков А.А., Шиганцов В.А. Сети и системы телекоммуникаций: Учебное пособие. - Москва. Издательство "Машиностроение", 2005. - 172 с.

  9. Уолрэнд Д. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Учебник. - Москва, 2001. – 476 с.

  10. Халбери С. Принципы маршрутизации в Internet: 2-е изд. - Диалектика, 2001. – 448 с.

  11. Харитонова Е.В. Графы и сети: Учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - 92 с.

  12. Шиндер Д. Основы компьютерных сетей. - Диалектика, 2002. – 304 с.

  • Дополнительная:

  1. Березин С. Интернет у вас дома: 2-е изд. - СПб.: BHV-СПб, 2000. – 735 с.

  2. Биячуев Т.А. Безопасность корпоративных сетей. Учебное пособие / под ред. Л.Г.Осовецкого - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2004. - 161 с.

  3. Громов Ю.Ю., Земской Н.А., Иванова О.Г., Лагутин А.В., Тютюнник В.М. Фрактальный анализ и процессы в компьютерных сетях. Учебное пособие. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2004. - 108 с.

  4. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов: Учебник для вузов. – М.: Сов. Радио, 1979.

  5. Колмогоров А.Н. Теория информации и теория алгоритмов. – М.: Наука, 1987.

  6. Крылов Ю.Д. Вычислительные сети: Учебное пособие. - СПб.: ГУАП, 2006. - 124 с.

  7. Ляш О. И., Королева Н. Ю. Сетевые технологии: основы построения: учеб.-метод. пособие : Ч. 1 - Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск: МГПУ, 2010

  8. Мак-Квери С. Передача голосовых данных по сетям Cisco Frame Relay, ATM и IP. – Диалектика, 2002. – 512 с.

  9. Олифер В.Г. Новые технологии и оборудование IP-сетей. – СПб.: BHV-СПб, 2001. – 512 с.

  10. Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. Учебник. – СПб.: Питер, 2001. – 544 с.

  11. Пасечников И.И. Методология анализа и синтеза предельно нагруженных информационных сетей. - М.: Изд-во "Машиностроение", 2004. - 216 с.

  12. Рудалев В.Г., Артемова Л.Ф. Разработка Internet-приложений: Учебно-методическое пособие. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2003. - 31 с.

  13. Финогеев А.Г., Бождай А.С. Сетевые технологии. 3 часть. Углубленный уровень подготовки: Учебное пособие. - Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2003. - 114 с.

  • ЭБС "Университетская библиотека on-line"

  1. Ибе О. Компьютерные сети и службы удаленного доступа - М.: ДМК Пресс, 2007

  2. Василенко О.Н. Теоретико-числовые алгоритмы в криптографии (2-е издание, дополненное) – М.: МЦНМО, 2006

  3. Виро О. Я. Элементарная топология – М.: МЦНМО, 2010

  4. Максим М. Безопасность беспроводных сетей – М.: ДМК Пресс, 2008

  5. Математические вопросы кибернетики. Сборник статей. Том 12 – М.: Физматлит, 2011

  6. Салимов Р.В. Математика для инженеров и технологов – М.: Физматлит, 2009

  7. Страшун Ю.П. Основы сетевых технологий для автоматизации и управления. Учебное пособие – М: Московский государственный горный университет, 2003

  8. Сычев Ю. Н. Основы информационной безопасности: учебно-практическое пособие - М.: Евразийский открытый институт, 2010

  9. Хохлова Н. М. Информационные технологии. Телекоммуникации. Конспект лекций. Учебное пособие – М.: А-Приор, 2009

  10. Чекмарев Ю. В. Локальные вычислительные сети 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ДМК Пресс, 2009

  11. Щербаков А. Современная компьютерная безопасность. Теоретические основы. Практические аспекты: учебное пособие – М.: Книжный мир, 2009

  • ЭБС "Ibooks"

  1. Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы : учебнное пособие – СПб. : Питер, 2011

  2. Таненбаум Э. С. Компьютерные сети. 4-е изд. — СПб.: Питер, 2010




    1. Материально-техническое обеспечение дисциплины

      1. Перечень используемых технических средств: компьютерные классы, персональные компьютеры IBM PC, различные технические и аудивизуальные средства обучения, офисные приложения, специализированные бесплатные расчетнографические программы, интегрированные программированные среды.

      2. Перечень используемых пособий — нет.

      3. Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения — нет.




    1. Примерные зачетные тестовые задания – нет.

    2. Примерный перечень вопросов к зачету:




  1. Типология компьютерных сетей и их многоуровневая архитектура.

  2. Принципы организации, технологии и протоколы.

  3. Уровень представления информации (формирование, измерение, преобразование, хранение, обработка и передача информации в сети).

  4. Графы, гиперграфы, алгоритмы на графах и гиперграфах.

  5. Обходы и поиск по сети.

  6. Поиск кратчайших путей.

  7. Определение остовных деревьев.

  8. Алгоритмы маршрутизации: маршрутизация при групповой адресации.

  9. Передача информации. Сбор и распределение информации.

  10. Анализ протокола множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов.

  11. Контроль ошибок. Коды для контроля ошибок.

  12. Математические основы криптографии и принципов сжатия информации.

  13. Системы управления потоками в информационных сетях. Мониторинг и анализ информационных сетей.

  14. Борьба с перегрузками и управление потоком в сети: метод коррекции окна по задержке, метод коррекции окна по потерям, эффективность протоколов при наличии ошибок.

  15. Модели и анализ информационной сети, построенной на базе очередей: виды очередей (с дисциплиной FIFO, с прерываниями и др.), имитационное моделирование.




    1. Комплект экзаменационных билетов (утвержденный зав. кафедрой до начала сессии) – не предусмотрено.

    2. Примерная тематика рефератов – нет.

    3. Примерная тематика курсовых работ – нет.

    4. Примерная тематика квалификационных (дипломных) работ – нет.

    5. Методика(и) исследования (если есть) – нет.

    6. Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания знаний студентов по данной дисциплине – нет.


  1   2   3

Похожие:

Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины icon«Мурманский государственный педагогический университет» (мгпу) учебно-методический комплекс дисциплины
...
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины icon«Мурманский государственный педагогический университет» (мгпу) учебно-методический комплекс
Автор программы: Н. В. Василевская, доктор биологических наук, профессор кафедры биологии и химии мгпу
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины Для студентов экономического факультета
Учебно-методический комплекс дисциплины «Статистика» / сост. С. И. Кузин. М. Импэ им. А. С. Грибоедова, 2009. – 18 с
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины
Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании госо рк и типовой учебной программы по дисциплине Алматы, 2000 г
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины
Учебно-методический комплекс дисциплины «Философия» / сост. О. А. Ефремов, В. В. Миронов, Т. П. Покровская. – М. Импэ им. А. С. Грибоедова,...
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины современные конфликты и пути их решения по кредитной технологии обучения для студентов специальности «международные отношения»
Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) составлен: на основании госо рк и типовой учебной программы
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Археология»
Учебно-методический комплекс дисциплины составлен профессором кафедры истории Казахстана, доктором исторических наук Абиль Еркином...
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины гсэ. В «актуальные проблемы культуры XX века»
Авторы (составители) программы: В. Е. Фёдоров, кандидат философских наук, доцент кафедры философии и социологии мгпу
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины страхование для студентов экономического факультета
Учебно-методический комплекс дисциплины «Страхование» / сост. Т. А. Борисовская. – М. Импэ им. А. С. Грибоедова, 2009. – 14 с
Мгпу учебно-методический комплекс дисциплины iconУчебно-методический комплекс дисциплины микроэкономика для студентов экономического факультета
Учебно-методический комплекс дисциплины «Микроэкономика» / сост. Т. А. Борисовская. – М. Импэ им. А. С. Грибоедова, 2009. – 10 с
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница