Konyuhova_vychisl_sistemy

Методические указания содержат рекомендации по выполнению расчётно-графической работы, варианты заданий, требования к оформлению расчётно-графической работы, список рекомендуемой литературы.

Предназначены студентам очной формы обучения, обучающимся по направлению 230700.62 «Прикладная информатика», изучающим дисциплину «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации».

Редактор А.А. Митин Технический редактор О.В. Амелина

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Государственный университет - учебно-научно- производственный комплекс»

Подписано к печати 23.05.2013 г. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 0,8. Тираж 26 экз.

Заказ №________

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК»,

302030, г. Орел, ул. Московская, 65.

© ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», 2013

2

3

Введение

Постоянное совершенствование архитектуры вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций, усложнение их конструктивнотехнологической базы предъявляют высокие требования к специалистам в сфере прикладной информатики. Специалист высокого качества должен обладать знаниями, соответствующими современному состоянию науки и техники в области разработки и эксплуатации вычислительных комплексов как технической базы для разработки и эксплуатации информационных систем.

Знания и практические навыки, полученные в ходе выполнения расчётно-графической работы, необходимы для успешного освоения дисциплин, связанных с разработкой информационных систем с использованием электронно-вычислительных машин, вычислительных систем и сетей.

1 Организация выполнения расчётно-графической работы

1.1 Цель и задачи расчётно-графической работы

Дисциплина «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» относится к базовой части профессионального цикла, формирующей профессиональные знания бакалавров в области подходов и технологий организации технической базы для разработки эксплуатации информационных систем на базе компьютеров, вычислительных систем и сетей.

Целью расчётно-графической работы является закрепление знаний бакалавров в сфере организации компьютерных сетей, полученных при изучении данной дисциплины, а также изучения алгоритмов анализа сетей на основе теории графов. В результате выполнения расчётно-графической работы студенты-бакалавры должны получить более четкое представление о технологиях, принципах организации и функционирования компьютерных сетей, а также алгоритмах анализа сетей на базе теории графов.

Достижение указанной цели обеспечивается выполнением следующих задач:

1) анализом теоретического материала по тематике расчётнографической работы;

4

2) изучением алгоритма исследования графов в практической части расчётно-графической работы и реализацией его на языке программирования Паскаль.

1.2 Выполнение расчётно-графической работы

В соответствии с учебным планом направления 230700.62 «Прикладная информатика» по дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации», расчётно-графическая работа выполняется в четвертом семестре и входит в число контрольных мероприятий.

Преподаватель, ведущий лекции по данной дисциплине, составляет задание к расчётно-графической работе, проводит консультации, помогает студенту-бакалавру решать принципиальные вопросы постановки задачи, описания исследуемой проблемы, использования программных средств реализации алгоритма задачи.

Студенту-бакалавру руководителем расчётно-графической работы выдается индивидуальное задание на второй-третьей учебной неделе четвертого семестра.

По мере необходимости, студент может обращаться за консультацией к преподавателю, предоставляя материалы промежуточных этапов работы (описания, схемы алгоритмов, результаты расчетов) для проверки правильности полученных им промежуточных результатов и уточнения дальнейшего направления выполнения расчётнографической работы.

К основным этапам выполнения расчётно-графической работы относятся:

1)знакомство с литературой по выбранной тематике, анализ информации по исследуемой проблеме;

2)изучение алгоритма решаемой задачи и его программная реализация;

3)оформление результатов расчётно-графической работы;

4)защита результатов расчётно-графической работы.

На первом этапе студенты знакомятся с рекомендуемой и найденной самостоятельно литературой по выбранной тематике рас- чётно-графической работы, анализируют найденный материал, выбирают наиболее существенную информацию для раскрытия темы. В случае возникновения вопросов студент обращается к основному преподавателю, выдавшему задание по расчётно-графической работе для их решения.

5

На втором этапе студенты анализируют практическую задачу, определяют алгоритм ее решения (разрабатывают свой или находят существующий) и средства его программной реализации. Результатом выполнения данного этапа является блок-схема алгоритма решения задачи и программа на языке программирования Паскаль.

Порядок выполнения третьего этапа описан в настоящих методических указаниях.

На четвертом, заключительном, этапе проводится защита результатов расчётно-графической работы. Законченная расчётнографическая работа подписывается студентом и предоставляется основному преподавателю, который после просмотра всех материалов (при отсутствии ошибок) подписывает расчётно-графическую работу и назначает дату и время защиты. Защита расчётно-графической работы проводится в форме доклада с демонстрацией расчетов на компьютере, а также ответов на вопросы преподавателя. Для доклада отводится 7-10 минут. В докладе кратко следует представить полученное задание, основное содержание расчётно-графической работы и выводы по ней.

При отсутствии значительных замечаний в процессе доклада и при ответе на вопросы преподавателя, результаты расчётнографической работы считаются защищёнными и студент получает зачёт, что проставляется преподавателем на титульном листе расчёт- но-графической работы в виде слова «ЗАЧЁТ» или «ЗАЧТЕНО».

Студент, не представивший в установленный срок расчётнографическую работу или не защитивший ее по неуважительный причине, считается имеющим академическую задолженность.

При выполнении расчётно-графической работы студенту рекомендуется руководствоваться настоящими методическими указаниями, предложениями и советами преподавателя. Основной преподаватель осуществляет общий контроль за выполнением расчётнографической работы, помогает в решении принципиальных вопросов, предоставляя студенту самостоятельность при выборе информации для раскрытия темы, разработке алгоритма решения задачи и его программной реализации.

Расчётно-графическая работа должна быть выполнена в соответствии со стандартными требованиями; замена вариантов заданий рас- чётно-графической работы не допускается.

6

1.3 Структура расчётно-графической работы

Расчётно-графическая работа оформляется в виде пояснительной записки и состоит из двух частей: реферативной, в которой раскрывается поставленная в работе проблема, и практической, в которой рассматривается решение практической задачи. К пояснительной записке прикладывается съемный носитель с рабочим вариантом программы, решающей практическую задачу.

В пояснительную записку должны входить:

1)Титульный лист, который оформляется в соответствии с приложением А.

2)Лист с описанием структуры расчётно-графической работы (содержание) с указанием номеров страниц.

3)Введение, в котором указывается цель работы, актуальность проблемы, задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели.

4)Раздел, посвященный теоретической части расчётнографической работы, название которого совпадает с темой расчётнографической работы, а структура определяется самим студентом.

5)Раздел, отведенный под практическую часть расчётнографической работы, название которого соответствует сформулированному преподавателем практическому заданию к расчётнографической работе, и включающий в себя следующие параграфы: описание задачи, разработанный или найденный алгоритм ее решения, блок-схема алгоритма. Программная реализация оформляется в виде приложения к пояснительной записке.

6)Заключение, в котором указываются выводы по теоретической и практической частям расчётно-графической работы.

7)Список литературы, оформленный в соответствии с библиографическими требованиями. При этом необходимо указывать только те источники, на которые имеются ссылки в тексте пояснительной записки.

8)Приложение, содержащее программную реализацию алгоритма решения задачи. Листинг программы должен обязательно сопровождаться пояснениями и комментариями.

7

1.4 Оформление пояснительной записки расчётнографической работы

Примерный объем пояснительной записки расчётнографической работы 20-25 листов машинописного текста формата A4. Текст пишется с одной стороны листа.

Оформление текста пояснительной записки осуществляется в соответствии с Методическими указаниями по оформлению пояснительных записок к дипломным, курсовым проектам (работам) и отчетам по практикам в соответствии с требованиями государственных стандартов /1/, принимаемых на кафедре «Информационные системы» Госуниверситета - Учебнонаучнопроизводственного комплекса.

По всему тексту записки следует выдерживать единые аббревиатуры, обозначения и размерности для используемых терминов, характеристик, параметров и переменных.

2 Примерная тематика расчётно-графических работ

Ниже приводятся наименования примерных тем расчётнографических работ, определяющих содержание реферативной части расчётно-графической работы. Более точно тема расчётнографической работы может быть сформулирована в процессе обсуждения и согласования с преподавателем.

1)Технологии локальных вычислительных сетей. Ethernet.

2)Технологии локальных вычислительных сетей. Token Ring.

3)Технологии локальных вычислительных сетей. FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

4)Технологии локальных вычислительных сетей. ATM (Asynchronous Transfer Mode).

5)Технологии локальных вычислительных сетей. AppleTalk и ARCNet (Attached Recourse Computing Network).

6)Маршрутизация в сети передачи данных.

7)Методы передачи физического сигнала.

8)Системы подвижной радиосвязи.

9)Системы радиосвязи.

10)Широковещательные системы. Системы телевещания.

11)Цифровые сети связи.

12)Защита информации в компьютерных сетях.

13)Сеть Интернет: структура, протоколы, технологии.

14)Спутниковые сети.

8

15)Передача гипертекстовых сообщений в сети Интернет. Все-

мирная паутина. Протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol).

16)Электронная почта: принципы организации, протоколы.

17)Доступ к удаленным файлам в сети Интернет. Технология

FTP (File Transfer Protocol).

18)Информационно-поисковые системы в сети Интернет: организация и принципы работы.

19)Передача видео- и аудиоинформации в Интернет. Видеоконференции и IP-телефония.

20)Протоколы сети Интернет для обеспечения целостности и безопасности передачи конфиденциальной информации.

21)Адресация и маршрутизация в сети Интернет. Протоколы

TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol).

22)Особенности передачи информации в сетях с разделяемой средой передачи данных.

23)Компьютерные вирусы в сети и методы защиты от них.

24)Сетевые операционные системы.

25)Передача дискретных данных по телефонным линиям. Модем.

26)Организация факсимильной связи.

27)Методы обнаружения ошибок в кадрах на канальном уровне.

28)Технология «клиент - сервер».

29)Оптические методы передачи данных в коммуникационных

сетях.

30)Сетевое оборудование для организации межсетевого взаимодействия.

31)Протоколы локальных сетей.

32)Методы передачи данных в глобальных сетях.

33)Совместная передача речи, видеоизображений и данных

34)Асинхронная и синхронная передача дискретных данных на канальном уровне.

35)Коммутация в сетях передачи данных.

36)Методы исправления ошибок на канальном уровне.

2.3 Типовые задачи для студентов специальности 220301

1)Написать программу на языке Паскаль, которая устанавливает k - связность графа, используя метод Клейтмана.

2)Написать программу на языке Паскаль, которая позволяет построить минимальное остовное дерево неориентированного графа, используя поглощающий алгоритм (Прим-Дейкстры).

9

3)Написать программу на языке Паскаль, которая решает транспортную задачу по доставке информации между узлами сети.

4)Написать программу на языке Паскаль, которая позволяет найти наикратчайший путь в графе, используя алгоритм Дейкстры.

5)Написать программу на языке Паскаль, которая решает задачу коммивояжера для обхода всех узлов сети.

6)Написать программу на языке Паскаль, которая решает задачу нахождения пути минимальной стоимости с учетом фиксированных платежей в узлах сети.

7)Написать программу на языке Паскаль, которая строит эйлеров путь для неориентированного графа для проверки линий связи сети и выводит его длину.

8)Написать программу на языке Паскаль, которая находит и выводит контуры для заданного ориентированного графа с целью обнаружения замкнутых путей в сети.

9)Написать программу на языке Паскаль, которая позволяет найти кратчайший путь в графе, используя алгоритм БеллманаФорда.

10)Написать программу на языке Паскаль, которая строит гамильтоновый путь в графе и выводит длину пути.

11)Написать программу на языке Паскаль, которая позволяет решить задачу о назначениях для оптимального распределения трафика сети между ее сегментами, используя венгерский алгоритм.

12)Написать программу на языке Паскаль, которая решает задачу построения топологии остовного дерева графа методом Эссау– Вильямса.

13)Написать программу на языке Паскаль, которая строит аранжированный граф для заданного графа (если это возможно).

14)Написать программу на языке Паскаль, которая позволяет найти наикратчайший путь в графе, используя алгоритм ФлойдаУоршела.

15)Написать программу на языке Паскаль, которая строит минимальное остовое дерево графа, используя алгоритм Крускаля.

16)Написать программу на языке Паскаль, которая для заданного графа находит центральные вершины.

17)Написать программу на языке Паскаль, которая находит максимальный поток и минимальный разрез в сети, используя алгоритм Форда-Фалкерсона (алгоритм расстановки пометок).

10