litceysel.ru
добавить свой файл
1
Рекомендовано МССН


«Информатика»


ПРОГРАММА


Наименование дисциплины: Компьютерные сети


Рекомендуется для направления (ий) подготовки (специальности (ей))

010300 Фундаментальная информатика и информационные технологии

(указываются код и наименования направления (ий)

подготовки (специальности (ей) и/или профилей (специализаций)


Квалификация (степень) выпускника бакалавр

(указывается квалификация (степень) выпускника в соответствии с ФГОС)



  1. Цели и задачи дисциплины:

Целью освоения дисциплины является введение учащихся в предметную область современных компьютерных сетей, систем и сетей телекоммуникаций..

Задачами дисциплины являются анализ принципов построения и архитектур сетей, функционирующих в режимах коммутации каналов и коммутации пакетов; построение эталонной модели взаимодействия открытых систем; исследование принципов построения и архитектур основных типов современных систем и сетей телекоммуникаций.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

(указывается цикл, к которому относится дисциплина; формулируются требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для ее изучения; определяются дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей)

Цикл, к которому относится дисциплина: базовая часть профессионального цикла Б.3. обязательная дисциплина

Требования к входным знаниям и умениям: необходимо пройти обучение по дисциплинам Архитектура вычислительных систем, Операционные системы профессионального цикла Б.3.

Студенту необходимо:

знать основные понятия и определения архитектуры компьютера, а также базовые понятия, относящиеся к процессам передачи информации;


уметь решать задачи в рамках дисциплины «Архитектура вычислительных систем»;

обладать следующими компетенциями:

ОК: 12; ПК: 1,4,8,20,23-29


  • владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией;

  • способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования, электронные библиотеки и коллекции, современные профессиональные стандарты информационных технологий (в соответствии с профилями);

  • способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, фундаментальные концепции и системные методологии, международные и профессиональные стандарты в области информационных технологий, способность использовать современные инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки);

  • способность профессионально владеть базовыми математическими знаниями и информационными технологиями, эффективно применять их для решения научно-технических задач и прикладных задач, связанных с развитием и использованием информационных технологий;

  • понимание концепций, базовых алгоритмов, принципов разработки и функционирования современных операционных систем;

  • владение начальными методами и навыками использования и конфигурирования сетевых технологий;

  • владение методами и навыками использования и конфигурирования операционных систем и платформенных окружений;

  • уверенное знание теоретических и методических основ, понимание функциональных возможностей, следующих предметных областей: Архитектура и организация компьютеров, Конфигурирование и использование операционных систем
  • понимание теоретических основ и общих принципов использования следующих профессиональных областей: Технология вычислительных систем, Встроенные системы, Распределенные системы


  • способность квалифицированно применять в профессиональной деятельности современные языки программирования, электронные библиотеки и коллекции, сетевые технологии, библиотеки и пакеты программ, современные профессиональные стандарты информационных технологий;

  • способность решать задачи производственной и технологической деятельности на высоком профессиональном уровне, включая: разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых опытно-конструкторских работ и проектов; создание информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента

  • способность оценивать процессы жизненного цикла информационных систем, программного обеспечения, сервисов систем информационных технологий, а также реализовывать методы и механизмы оценки и анализа функционирования средств и систем информационных технологий

  • Дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей:

  • «Сетевые технологии» вариативной части профессионального цикла Б. 3.

  • «Модели для анализа качества обслуживания в сетях связи следующего поколения» вариативной части профессионального цикла Б. 3.

  • «Анализ производительности сотовых сетей подвижной связи» вариативной части профессионального цикла Б. 3.

  • «Математическая теория телетрафика», «Управление качеством и вероятностные модели функционирования сетей связи следующего поколения» вариативной части профессионального цикла М.2 программы магистерской специализации «Управление инфокоммуникациями и интеллектуальные системы» направления 010400.68 «Прикладная математики и информатика»;

  • курсовые и выпускные квалификационные работы.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

    Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

    ОК: 12,13; ПК: 1,2,4,7,8,20,23-29


    (указываются в соответствии с ФГОС ВПО)


ОК-12: владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией

ОК-13: способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях

ПК-1: способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования, электронные библиотеки и коллекции, сетевые технологии, библиотеки и пакеты программ, современные профессиональные стандарты информационных технологий (в соответствии с профилями)

ПК-2: способность профессионально решать задачи производственной и технологической деятельности с учетом современных достижений науки и техники, включая: разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых исследований

ПК-4: способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, фундаментальные концепции и системные методологии, международные и профессиональные стандарты в области информационных технологий, способность использовать современные инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки)

ПК-7: способность применять на практике международные и профессиональные стандарты информационных технологий, современные парадигмы и методологии, инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки)

ПК-8: способность профессионально владеть базовыми математическими знаниями и информационными технологиями, эффективно применять их для решения научно-технических задач и прикладных задач, связанных с развитием и использованием информационных технологий

ПК-20: понимание концепций, базовых алгоритмов, принципов разработки и функционирования современных операционных систем


ПК-23: умение проанализировать результат и скорректировать математическую модель, лежащую в основе задачи

ПК-24: владение методами и навыками использования и конфигурирования операционных систем и платформенных окружений

ПК-25: уверенное знание теоретических и методических основ, понимание функциональных возможностей, следующих предметных областей: Разработка и принципы сетевых технологий

ПК-26: понимание теоретических основ и общих принципов использования следующих профессиональных областей: Системное администрирование, Встроенные системы, Распределенные системы, Управление безопасностью ИТ, Управление информационными коммуникациями

ПК-27: способность квалифицированно применять в профессиональной деятельности современные сетевые технологии, библиотеки и пакеты программ, современные профессиональные стандарты информационных технологий

ПК-28: способность решать задачи производственной и технологической деятельности на высоком профессиональном уровне, включая: разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых опытно-конструкторских работ и проекто

ПК-29: способность разрабатывать, оценивать и реализовывать процессы жизненного цикла информационных систем, а также реализовывать методы и механизмы оценки и анализа функционирования средств и систем информационных технологий

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать принципы построения сетей с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов, общие принципы построения открытых систем, уровневую модель функций взаимодействия, стек протоколов TCP/IP, архитектуру сетей сотовой подвижной связи, принципы построения простейших математических моделей для анализа показателей качества обслуживания;

уметь проводить анализ принципов построения и архитектур сетей, функционирующих в режимах коммутации каналов и коммутации пакетов; проводить исследование принципов построения и архитектур основных типов современных систем и сетей телекоммуникаций; строить простейшие модели телекоммуникационных сетей



4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет __3__ зачетных единицы.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры




108

4




Аудиторные занятия (всего)

72

72




В том числе:

-

-




Лекции

36

36




Лабораторные работы (ЛР)

36

36




Самостоятельная работа (всего)

36

36




В том числе:

-

-




Расчетные (практические) задания

-


-




Другие виды самостоятельной работы










Самостоятельная проработка дополнительного материала

36

36




Итоговая аттестация (зачет)

зачет

зачет




Общая трудоемкость час

зач. ед.

108

3

108

3





5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

Тема 1. Архитектура и принципы построения сетей с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов.

Введение и историческая справка: телефонные сети связи общего пользования, сеть передачи данных ARPA и сети Internet. Архитектура сетей связи: структурные элементы сети, режим коммутации каналов, принципы установления и разъединения соединений, принципы построения телефонной сети общего пользования. Архитектура сетей передачи данных: структурные элементы сети, режим коммутации пакетов, архитектура центра коммутации пакетов и принципы маршрутизации.

Тема 2. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

Общие принципы построения открытых систем: уровневая модель функций взаимодействия, понятие о протоколе и межуровневом интерфейсе. Стандартизация в телекоммуникациях и международные организации по стандартизации. Эталонная модель взаимодействия открытых систем Международной организации стандартизации (OSI/ISO). Принципы построения иерархической системы протоколов функций взаимодействия открытых систем. Сетевые протоколы: физический уровень, канальный уровень, сетевой уровень. Протоколы верхних уровней: прикладной, представительный, сеансовый и транспортный уровни. Модель взаимодействия открытых систем и модель протоколов IP-сетей.


Тема 3. Принципы построения основных типов сетей телекоммуникаций.

Режим асинхронной передачи (АТМ) в широкополосных цифровых сетях, виртуальные пути и виртуальные каналы. Цифровая сеть с интеграцией служб, архитектура сети, базовый метод доступа. Сети сотовой подвижной связи: архитектура сети GSM, принципы предоставления услуг пользователям. Интеллектуальная сеть: архитектурная концепция, основные типы услуг. Эволюция сетей телекоммуникаций, общие понятия о сетях 3G и 4G..

Тема 4. Основы построения моделей функционирования систем и сетей телекоммуникаций.

Понятие о показателях качества обслуживания и вероятностно-временных характеристиках. Построение простейшей модели обслуживания вызовов в соте сети подвижной связи, описание модели в виде системы массового обслуживания М/М/с/0. Построение простейшей модели функционирования канала передачи данных, описание модели в виде системы массового обслуживания М/М/1/~.

(Содержание указывается в дидактических единицах. По усмотрению разработчиков материал может излагаться не в форме таблицы)

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин







1

2

3

4

1.

«Сетевые технологии»


+

+

+




2

«Модели для анализа качества обслуживания в сетях связи следующего поколения»

+

+

+

+

3.

«Анализ производительности сотовых сетей подвижной связи»

+

+

+

+

4.

«Математическая теория телетрафика»

+

+

+

+

5.

«Управление качеством и вероятностные модели функционирования сетей связи следующего поколения»

+

+

+

+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1.


Введение и историческая справка. Телефонные сети связи общего пользования. Сеть передачи данных ARPA и сети Internet.

2




2




2

6

2.

Архитектура сетей связи: структурные элементы сети, режим коммутации каналов, принципы установления и разъединения соединений, принципы построения телефонной сети общего пользования.

4




4




4

12

3.

Архитектура сетей передачи данных: структурные элементы сети, режим коммутации пакетов, архитектура центра коммутации пакетов и принципы маршрутизации.

4




4




4

12

4.

Общие принципы построения открытых систем. Уровневая модель функций взаимодействия. Понятие о протоколах и межуровневых интерфейсах.

4




4




4

12

5.

Стандартизация в телекоммуникациях. Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI/ISO. Сетевые протоколы. Протоколы верхних уровней. Модель взаимодействия открытых систем и модель протоколов IP-сетей.


4




4




4

12

6.

Сети сотовой подвижной связи. Архитектура сети подвижной связи. Принципы предоставления услуг пользователям.

4




4




4

12

7.

Интеллектуальная сеть, архитектурная концепция, основные типы услуг. Эволюция сетей телекоммуникаций, общие понятия о сетях 3G и 4G.

4




4




4

12

8.

Понятие о показателях качества обслуживания и вероятностно-временных характеристиках.

4




4




4

12

9.

Построение простейшей модели обслуживания вызовов в соте сети подвижной связи, построение простейшей модели обслуживания вызовов в соте сети подвижной связи.

6




6




6

18




Итого:

36




36




36

108



6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1.

1

Вводные занятия, выбор тем рефератов, подбор материалов в Интернет, разработка шаблонов рефератов.

2

2.

2

Принципы построения сетей связи с коммутацией каналов и сетей передачи данных с коммутацией пакетов.

4

3.

3

Принципы построения сетей связи с коммутацией каналов и сетей передачи данных с коммутацией пакетов.

4

4.

4

Модель взаимодействия открытых систем. Сетевые протоколы. Алгоритмы маршрутизации.

4

5.

5

Модель взаимодействия открытых систем. Высокоуровневые протоколы. Управление нагрузкой и качество обслуживания.


4

6.

6

Качество обслуживания в сетях телекоммуникаций.

4

7.

7

Вероятность блокировки соединений. Задержки передачи информации.

4

8.

8

Модели обслуживания вызовов в соте сети подвижной связи.

4

9.

9

Модель канала передачи данных.

6




Итого:




36


7. Практические занятия (семинары) Не предусмотрено

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Не предусмотрено

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература


  1. Таненбаум Э. Компьютерные сети, 4 изд. // Спб.: Изд-во «Питер», 2007.

  2. Кулябов Д.С., Королькова А.В. Архитектура и принципы построения современных сетей и систем телекоммуникаций // Уч. пособие. М. : ИПК РУДН, 2008. - 309 с. http://lib.rudn.ru/polnotekstovye-knigi/61-Kulyabov.pdf
  3. Башарин Г.П., Гайдамака Ю.В., Самуйлов К.Е., Яркина Н.В.. Модели для анализа качества обслуживания в сетях связи следующего поколения. Уч. пособие. Москва, ИПК РУДН, 2008, 111 с. http://lib.rudn.ru/polnotekstovye-knigi/37-Basharin.pdf


б) дополнительная литература

  1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для вузов (3 изд.) // Спб.: Изд-во «Питер», 2006. – 958 с.

  2. Гольдштейн Б.С., Соколов Н.А., Яновский Г.Г. Сети связи. Учебник для вузов // Спб.: БХВ-Петербург, 2010. – 400с.

в) программное обеспечение лаборатории «Управление инфокоммуникациями» кафедры систем телекоммуникаций РУДН, Scilab, GNUPlot

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: Учебный портал кафедры систем телекоммуникаций РУДН http://stud.sci.pfu.edu.ru/;


10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Занятия проводятся на базе Лаборатории «Управление инфокоммуникациями» кафедры систем телекоммуникаций РУДН, созданной для выполнения Инновационной образовательной программы в рамках в рамках национального проекта «Образование» правительства Российской Федерации.

Лаборатория состоит из трех подразделений - учебного (ауд. 110), учебно-научного (ауд.116) и научного (ауд. 123), и оснащена современным сетевым оборудованием и компьютерной техникой. Лабораторная база позволяет осуществлять проекты по разработке прикладных средств инфокоммуникационной среды, проводить лекционные и лабораторные занятия с мультимедийными средствами обучения.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

(указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в состав которых она может входить, образовательные технологии, а также примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации)

В процессе изучения дисциплины студентам предлагается написать краткие (15-20 стр.) рефераты на выбор по предлагаемым ниже темам.

- Эволюция сетей связи с коммутацией каналов.


- Эволюция сетей связи с коммутацией пакетов.

- Эволюция WWW.

- Эталонная модель OSI/ISO.

- Эталонная модель TCP/IP.

- Цифровые сети с интеграцией служб ISDN.

- Режим асинхронной передачи АТМ.

- Сети подвижной связи GSM.

- Сети подвижной связи GSM/GPRS.

- Сети подвижной связи CDMA.

- Беспроводные сети Wi-Fi.

- Беспроводные сети WiMax.

- Протоколы множественного доступа, система ALOHA.

- Протоколы множественного доступа, стандарт Ethernet.

- Сетевой уровень, алгоритмы маршрутизации.

- Сетевой уровень, алгоритмы управления перегрузками.

- Протокол OSPF.

- Протокол BGP.

- Протоколы мультивещания.

- Технология коммутации по меткам MPLS.

- Протокол TCP.

- Протокол SCTP.

- Система сигнализации №7, технология Sigtran.

- Протокол http.

- Служба доменных имен DNS.

- Архитектура WWW.

- Сеть управления TMN.

- Протокол SNMP.

- Архитектура интеллектуальной сети.

- Архитектура UMTS.

- Архитектура NGN.

- Протокол SIP.

- Протокол Diameter.

- Протокол RTP.

- Архитектура подсистемы мультимедиа IMS.

- IP телефония.

В процессе чтения курса предусмотрен один промежуточный контроль знаний и итоговый контроль знаний.

Промежуточный контроль знаний № 1.

Контроль уровня знаний осуществляется в виде письменной контрольной работы № 1, включающей 2 вопроса из следующего примерного перечня.


  1. Архитектура сетей связи. Структурные элементы сети. Режим коммутации каналов. Пример построения телефонной сети общего пользования.
  2. Архитектура сетей передачи данных. Структурные элементы сети. Режим коммутации пакетов. Принципы маршрутизации.


  3. Архитектура информационно-вычислительной системы. Пример архитектуры компьютера с интерфейсом типа общая шина.

  4. Архитектура центра коммутации пакетов. Принципы построения маршрутных таблиц.

  5. Общие принципы построения открытых систем. Уровневая модель функций взаимодействия.

  6. Понятие о протоколе и межуровневом интерфейсе.

  7. Эталонная модель взаимодействия открытых систем. Физический, канальный и сетевой уровни.

  8. Эталонная модель взаимодействия открытых систем. Транспортный, сеансовый, представительный и прикладной уровни.

  9. Модель взаимодействия открытых систем и модель протоколов IP-сетей.

Итоговый контроль знаний.

Контроль уровня знаний осуществляется в виде письменной контрольной работы № 2, включающей 2 вопроса из следующего примерного перечня.

  1. Сети сотовой подвижной связи: архитектура сети GSM, принципы предоставления услуг пользователям.

  2. Интеллектуальная сеть: архитектурная концепция, основные типы и логика услуг.

  3. Понятие о показателях качества обслуживания и вероятностно-временных характеристиках.

  4. Модель обслуживания вызовов в соте сети подвижной связи в виде в виде системы массового обслуживания М/М/с/0.

  5. Модели функционирования канала передачи данных в виде системы массового обслуживания М/М/1/~.


Разработчик:

заведующий кафедрой каф. систем телекоммуникаций К.Е. Самуйлов

Должность, название кафедры, инициалы, фамилия


Заведующий кафедрой систем телекоммуникаций К.Е. Самуйлов

название кафедры, инициалы, фамилия