Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирская государственная геодезическая академия»

(ФГБОУ ВПО «СГГА»)

Кафедра инженерной геодезии и информационных систем

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе _____________________

«____» ________ 2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ

для направления подготовки дипломированного специалиста

230200 – Информационные системы

специальность 230201 Информационные системы и технологии

код квалификации – 65 (инженер)

Новосибирск

2012

1 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

1.1 Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы

Основные разделы дисциплины (извлечение из Государственного образовательного стандарта):

- основные понятия информационных сетей (вычислительные сети, коммуникационные системы, сетевые технологии, протоколы);

- класс информационных сетей как открытые информационные системы (понятие «открытая система», модель взаимодействия открытых систем OSI);

- модели и структуры информационных сетей, информационные ресурсы сетей;

- теоретические основы современных информационных сетей;

- базовая эталонная модель Международной организации стандартов;

- компоненты информационных сетей, коммуникационные подсети, моноканальные подсети, циклические подсети, узловые подсети;

- методы маршрутизации информационных потоков (принципы маршрутизации, алгоритмы маршрутизации, протоколы маршрутизации);

- методы коммутации информации (коммутация каналов, коммутация пакетов, коммутация сообщений);

- протокольные реализации, сетевые службы;

- модель распределенной обработки информации;

- безопасность информации (понятие безопасности, построение безопасной информационной инфраструктуры, программно-аппаратные средства обеспечения безопасности информации);

- базовые функциональные профили, полные функциональные профили;

- методы оценки эффективности информационных сетей;

- сетевые программные и технические средства информационных сетей.

1.2  Общая характеристика направления подготовки дипломированного специалиста

Ниже перечислены требования к профессиональной подготовленности выпускника, на формирование которых влияет освоение дисциплины «Информационные сети» в комплексе с другими дисциплинами подготовки по направлению (выписка из ГОС).

Выпускник по направлению подготовки дипломированного специалиста «Информационные технологии» в зависимости от вида профессиональной деятельности подготовлен к решению следующих профессиональных задач:

а) проектно-монтажная деятельность:

-  анализ состояния научно-технической проблемы, технического задания и постановка цели и задач проектирования информационных сетей на основе подбора и изучения литературных источников и электронных ресурсов;

-  разработка функциональных и структурных схем компьютерных сетей с определением физических принципов действия устройств, их структур и установлением технических требований на отдельные сегменты сети;

-  проектирование компьютерных сетей различного назначения с использованием кабельных систем и беспроводных технологий, с проведением проектных расчетов производительности и технико-экономическим обоснованием;

-  монтажные работы: изготовление патч-кордов на основе витой пары, монтаж розеток, установка сетевых адаптеров, прокладка сетевого кабеля, создание информационной сети, тестирование линий связи;

-  оценка технологичности конструкторских решений;

-  составление технической документации;

б) научно-исследовательская деятельность:

-  построение математических моделей объектов исследования и выбор численного метода их моделирования, выбор готового или разработка нового алгоритма решения задачи;

-  выполнение компьютерного моделирования и оптимизации объектов на базе имеющихся средств исследований и проектирования, включая стандартные и специализированные пакеты прикладных программ.

2 ОСОБЕННОСТИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1 Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного освоения дисциплины

Учебная дисциплина «Информационные сети» входит в число дисциплин федерального компонента для специальности 230201 – Информационные системы и технологии

Для успешного изучения дисциплины студенту необходимо знать:

-  основы информатики;

-  информационные технологии (модели процессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах; системный подход к решению функциональных задач и к организации информационных процессов в системах; глобальная, базовая и конкретные информационные технологии);

-  физику;

-  математику (геометрию, аналитическую геометрию, дифференциальное и интегральное исчисления);

-  инженерную графику (правила выполнения чертежей, компьютерные методы выполнения чертежей);

-  теорию информационных процессов и систем (понятие информационной системы; системный анализ; информация и управление, модели информационных систем; информационные модели принятия решений).

2.2 Обеспечение последующих дисциплин образовательной программы

Перечень дисциплин, следующих за данной дисциплиной, при изучении которых используется знание информационных сетей:

-  корпоративные информационные системы;

-  проектирование информационных систем;

-  САПР.

2.3 Области применения полученных знаний и умений

Студент, освоивший «Информационные сети», может применять полученные знания и умения для:

-  разработки информационных структур предприятий на основе компьютерных сетей;

-  разработки программно-аппаратных комплексов и административных мер по обеспечению информационной безопасности;

-  проведения расчетов производительности и отказоустойчивости корпоративных сетей и систем;

-  определения требуемых характеристик линий связи, исходя из поставленной задачи, и оценки их предельных значений;

-  определения характеристик отдельных компонентов информационных сетей, выявления узких мест сети;

-  применения отдельных пакетов прикладных программ с целью анализа работы и функциональности компьютерных сетей;

-  разработки технической документации на проекты информационных сетей и подсистем, рабочих чертежей пользовательских мест и серверного оборудования;

-  создания, анализа и реконструкции компьютерных сетей;

-  решения задач администрирования информационных сетей.

2.4 Итоговый контроль

Оценка знаний и умений студентов проводится с помощью:

-  экзамена;

-  зачета;

-  приема и разбора индивидуальных заданий в виде решения задач по основным разделам дисциплины;

-  контроля за выполнением расчетов с использованием компьютерных проектировочных программ;

-  защиты лабораторных работ, включая тестирование;

-  контрольных работ.

2.5 Современные информационные технологии, используемые при чтении дисциплины

Для проведения лекционных занятий используются:

-  комплект слайдов для мультимедийного проектора;

-  электронная библиотека учебников по дисциплине.

Для проведения лабораторных и практических занятий используются:

-  электронная библиотека учебников по дисциплине;

-  программы для компьютерных расчетов;

-  компьютерные программы для выполнения чертежей

-  сетевое коммуникационное оборудование;

-  сетевые тестеры;

-  инструменты для монтажных работ.

3 ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Информационные сети» относится к базовым дисциплинам содержания образовательных программ по направлению подготовки «Информационные технологии» и имеет своей целью подготовку студентов в области теории, проектирования и создания информационных сетей.

Дисциплина базируется на знаниях студентами теоретических основ современной информатики и информационных технологий, приобретенных при изучении соответствующих дисциплин.

Целью данной дисциплины является освоение основных принципов построения информационных сетей, освоение методов маршрутизации и коммутации информации; изучение базовых технологий локальных и глобальных сетей, а также средств анализа и управления сетями.

Задачами преподавания дисциплины, связанными с ее содержанием, являются:

-  сформировать у студентов необходимый объем знаний об информационных сетях;

-  ознакомить обучающихся с основными характеристиками, типами и моделями коммуникационного оборудования;

-  обеспечить получение студентами знаний основных принципов построения и функционирования базовых типов компьютерных сетей;

-  ознакомить обучающихся с основами компьютерного расчета и проектирования информационных сетей;

-  обеспечить приобретение студентами практических навыков создания, настройки и обеспечения функциональности информационных сетей, расчетов пропускной способности и отказоустойчивости.

Студент будет иметь представление:

-  о круге проблем, решаемых с применением знаний в области информационных сетей и систем;

-  об основных методах, используемых для разработки информационных структур, построения локальных и глобальных линий связи;

-  о состоянии научно-технических достижений в сфере сетевых информационных технологий;

-  об основных принципах проектирования информационных сетей;

-  об основных сферах применения полученных знаний.

Студент будет знать:

-  цели, задачи и место данной дисциплины среди других дисциплин;

-  основные понятия информационных сетей;

-  разновидности и типы компьютерных сетей;

-  параметры, характеристики, свойства элементной базы коммуникационных подсистем;

-  теорию и принципы действия основных типов коммуникационных средств;

-  основные методы проведения расчетов пропускной способности сети с применением технологий транков и VLAN.

Студент будет уметь:

-  выбирать способы, методы и средства решения задач в области информационных технологий;

-  проводить расчеты пропускной способности линий связи и основных функциональных блоков информационных сетей;

-  определять требуемые характеристики сетевой информационной структуры, исходя из поставленной задачи, и оценить их предельные значения;

-  определять характеристики отдельных компонентов информационной сети и правильно выбирать сетевое оборудование для построения надежных систем;

-  применять отдельные пакеты прикладных программ для анализа работы компьютерной сети;

-  разрабатывать техническую документацию на компьютерную сеть, структурированную кабельную систему (СКС)

-  строить локальные сети, выполнять монтаж кабельных систем.

Основными задачами воспитательной работы в процессе проведения всех видов учебных занятий и руководства самостоятельной работой студентов являются следующие:

- формирование ценностных ориентиров в сфере профессиональной деятельности; интереса к дальнейшему изучению специальных дисциплин;

-  содействие формированию общих компетенций: планомерного подхода к выполнению работы, умения работать в коллективе; ответственного отношения к делу; умения обосновывать принятые решения и доказывать их эффективность;

-  поддержка стремления к изучению дисциплины на продвинутом уровне, стремления к самосовершенствованию;

-  содействие сохранению и приумножению нравственных, культурных и научных ценностей общества; повышению общего уровня культуры студентов.

4 ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

5 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

5.1 Лекционные занятия

5.2 Лабораторные занятия

Лабораторный практикум предусматривает обязательное выполнение работ в компьютерной аудитории как совместно (построение единой компьютерной сети) так и по индивидуальным для каждого студента вариантам.

5.3 Курсовой проект

Нет

5.4 Самостоятельная работа студента (СРС) по дисциплине и контроль её выполнения

6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1 Список вопросов для подготовки к экзамену

1. Понятие «информационная сеть», цели создания, основные компоненты. Коммуникационные устройства компьютерной сети, их функции и применение.

2. Структурированная кабельная система. Виды и применение сетевого кабеля. Основные характеристики стандартных кабелей.

3. Единицы информации в компьютерных сетях. Единицы информации в IP – сетях, в сетях Ethernet, в сетях АТМ.

4. Понятие «протокол передачи данных», привести примеры наиболее известных стандартных протоколов. Стеки коммуникационных протоколов, поддержка стеками семиуровневой модели OSI, примеры стеков и их использование в сетях.

5. Особенности локальных, глобальных и городских сетей, их отличия и сходства.

6. Программные модули: «клиент», «сервер», «редиректор», построение сетей на их основе. Одноранговые сети, сети с выделенным сервером и гибридные.

7. Топологии физической связи. Физическая и логическая структуризация сети, привести примеры. Стандартные топологии сетей Ethernet, FDDI, Token ring.

8. Основные характеристики компьютерной сети. Характеристики производительности, надежности и безопасности.

9. Понятие «открытая система». Модель взаимодействия открытых систем, OSI. Функции и назначение уровней модели OSI. Поддержка уровней OSI сетевыми устройствами. Стандартные стеки коммуникационных протоколов.

10. Понятие «сетевая технология». Стандартные технологии локальных и глобальных сетей. Основные характеристики технологии Ethernet, классы сетей Ethernet. Основные характеристики технологий: FDDI и Token ring.

11. Адресация компьютеров, виды адресации, привести примеры. Использование различных видов адресов сетевыми устройствами. Функции протоколов DHCP, DNS и ARP.

12. Физический уровень передачи данных. Проблемы передачи данных по линиям связи. Методы кодирования дискретной информации.

13. Методы цифрового кодирования, методы аналоговой модуляции.

14. Логическое кодирование информации. Использование методов логического кодирования в стандартных технологиях Fast Ethernet и FDDI.

15. Среда передачи данных (линии связи). Основные характеристики линий связи.

16.Виды и применение неэкранированной и экранированной витой пары. Волоконно-оптические линии связи, преимущества и недостатки волоконно-оптического кабеля.

17.Беспроводные сети.

18. Функции и назначение канального уровня передачи данных, два подуровня. Методы обнаружения и коррекции ошибок при передаче данных.

19. Методы доступа к физической среде передачи данных: метод CSMA/CD и маркерный метод передачи данных.

20. Коммутаторы, их функции, принципы работы. Типы коммутаторов и их конструктивное исполнение. Коммутаторы 3 –го уровня.

21. Сетевой уровень передачи данных, протоколы, функции. Принципы маршрутизации: устройства решающие задачи выбора маршрута, роль протоколов маршрутизации, таблицы маршрутизации. Алгоритмы маршрутизации: одношаговый подход и многошаговый.

22. Функции маршрутизатора (уровень интерфейсов, уровень сетевого протокола и уровень протоколов маршрутизации). Виды маршрутизаторов и их применение.

23. Основные функции протокола IP. Адресация в IP – сетях, классы IP – адресов, маска подсети. Автоматизация назначения IP – адресов, работа протокола DHCP.

24. Транспортный уровень передачи данных. Основные функции протокола TCP.

25. Методы коммутации в глобальных сетях.

26.Техника частотного мультиплексирования – FDM.

27.Техника мультиплексирования по времени - TDM.

28. Коммутация пакетов и коммутация сообщений.

29.Структура и функции глобальной сети. Типы глобальных сетей.

30 Основные характеристики технологий АТМ и Х.25.

31. Средства анализа и управления сетями. Многоуровневое представление задач управления.

32. Архитектура систем управления сетями, схема «менеджер – агент». Структуры распределенных систем управления; платформенный подход для построения систем управления. Протокол SNMP.

33. Контроль работы сети. Мониторинг и анализ сети.

6.2 Перечень используемых методических разработок

Информационные сети [Текст]: сборник описания лабораторных работ / – Новосибирск: СГГА, 2010. – 94 с.

Примеры выполнения работ по проектированию информационных сетей.

Комплект слайдов для мультимедийного проектора.

Электронная библиотека учебников по дисциплине.

6.3 Библиографический список основной и дополнительной литературы

а) основная

б) дополнительная

1.  Сети предприятий на основе Windows NT для профессионалов. Стерн, Монти; перев. с англ. – СПб.: Питер, 2009 г.

2.  Сырецкий . Фундаментальный курс. Учебник для вузов. Том 2. Информационные технологии и системы. – СПб: БХВ-Петербург, 2007. – 848 с.

7 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Компьютерный класс

Программное обеспечение

Сетевое оборудование: концентраторы, маршрутизатор, модем, трансивер, кабели (коаксиальный, волоконно – оптический и витая пара), сетевые карты, коннекторы для витой пары RJ - 45, сетевые розетки.

Инструменты для выполнения монтажных работ, тестеры

Аудитория с наличием мультимедийного проектора и ноутбука или компьютера

Разработчик: , – ст. преподаватель кафедры Инженерной геодезии и информационных систем ФГБОУ ВПО «СГГА».

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ИГиИС

Протокол №

(обсуждается и пересматривается ежегодно не позднее 1 июля)

« » 2012 г.

Зав. кафедрой

(Ф. И.О., подпись)

Одобрено научно-методическим советом института ………………………………

« » 2012 г.

Председатель

(Ф. И.О., подпись)