КОМП’ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ

Силабус освітнього компонента

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Опис дисципліни

В наш час усі інформаційні системи мають розподілену структуру, і дистанційний доступ до інформаційних ресурсів цих систем через локальні та глобальні комп’ютерні мережі отримує велика кількість користувачів та інших систем. В основі сучасних інформаційних систем лежить розвинена ІТ-інфраструктура, яка, зокрема, містить багаточисельні обчислювальні ресурси, які надають різноманітні сервери. Ці сервери поєднуються комп’ютерними мережами, які створюються з використанням багаточисельних мережевих технологій. Здобувачі освіти за освітньою програмою «Інтегровані інформаційні системи» мають знати не лише технології побудови комп’ютерних мереж верхнього рівня ієрархії інформаційних систем, а також і технології комп’ютерних мереж рівня виробництва, мереж, які використовуються в системах управління розподіленими об’єктами, мереж, які поєднують давачі, виконуючі пристрої, контролери та сервери в системах IoT. Від ефективності функціонування комп’ютерних мереж залежить ефективність функціонування інформаційних систем усіх рівнів ієрархії, тому майбутній фахівець з інформаційних систем та технологій має знати: сучасні технології побудови комп’ютерних мереж; місце комп’ютерних мереж в інформаційних мережах; вплив особливостей функціонування комп’ютерних мереж, побудованих за окремими специфікаціями, на функціонування інформаційних систем; яким чином забезпечити взаємодію компонентів розподілених інформаційних систем різних рівнів ієрархії задля побудови інтегрованих інформаційних систем. Силабус освітнього компонента «Комп’ютерні мережі» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 – Інформаційні системи та технології.

Мета навчальної дисципліни

Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: ФК3. Здатність до проєктування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерноінтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними. ФК4. Здатність проєктувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші). ФК10. Здатність вибору, проєктування, розгортання, інтегрування, управління, адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організації. ФК12. Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційно- комунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет).

Предмет навчальної дисципліни

Теоретичні та практичні основи побудови та функціонування комп'ютерних мереж.

Результати навчання

ПРН3. Використовувати базові знання інформатики й сучасних інформаційних систем та технологій, навички програмування, технології безпечної роботи в комп’ютерних мережах, методи створення баз даних та інтернет-ресурсів, технології розроблення алгоритмів і комп’ютерних програм мовами високого рівня із застосуванням об’єктно-орієнтованого програмування для розв’язання задач проєктування і використання інформаційних систем та технологій. ПРН4. Проводити системний аналіз об’єктів проєктування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів передачі інформації в інформаційних системах та технологіях. ПРН5. Аргументувати вибір програмних та технічних засобів для створення інформаційних систем та технологій на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи і експлуатаційних умов; мати навички налагодження та тестування програмних і технічних засобів інформаційних систем та технологій. ПРН6. Демонструвати знання сучасного рівня технологій інформаційних систем, практичні навички програмування та використання прикладних і спеціалізованих комп’ютерних систем та середовищ з метою їх запровадження у професійній діяльності. ПРН7. Обґрунтовувати вибір технічної структури та розробляти відповідне програмне забезпечення, що входить до складу інформаційних систем та технологій. ПРН9. Здійснювати системний аналіз архітектури підприємства та його ІТ інфраструктури, проводити розроблення та вдосконалення її елементної бази і структури. ПРН 15. Знати та застосовувати професійні стандарти і інші нормативно-правові документи в галузі інформаційних систем та технологій. ПРН17. Знати методології та технології проєктування та реалізації інформаційних управляючих систем та технологій підтримки прийняття рішень. Вміти використовувати існуючі засоби, компоненти та технології для побудови інформаційних управляючих систем та технологій підтримки управлінських рішень. ПРН19. Вміти розв’язувати складні непередбачувані задачі і проблеми у спеціалізованих сферах професійної діяльності та/або навчання, що передбачають збирання та інтерпретацію та аналіз інформації (даних), вибір методів та інструментальних засобів, застосування інноваційних підходів.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни

Пререквізити

Для успішного засвоєння дисципліни студент повинен володіти освітніми компонентами: Операційні системи; Спеціальні розділи математики. Частина 1. Дискретна математика; Теорія алгоритмів.

Постреквізити

Компетенції, знання та уміння, одержані в процесі вивчення освітнього компонента є необхідними для подальших освітніх компонентів: «Організація науково-інноваційної діяльності» та проведення наукової роботи аспіранта.

3. Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1. Принципи побудови комп’ютерних мереж Тема 1.1. Призначення та принципи організації комп'ютерних мереж. Тема 1.2. Архітектура комп'ютерних мереж. Тема 1.3. Топології комп’ютерних мереж. Тема 1.4. Мережі з фіксованими та змінними направленнями зв’язків. Розділ 2. Еталонна модель взаємодії відкритих систем (ЕМВВС) Тема 2.1. Принципи рівневої організації ЕМВВС. Тема 2.2. Надання сервісу в ЕМВВС. Тема 2.3. Рівні ЕМВВС. Тема 2.4. Принципи передачі даних в ЕМВВС. Тема 2.5. Порівняння моделі та стеку OSI з моделлю та стеком TCP/SP Розділ 3. Управління множинним доступом до середовища передачі даних Тема 3.1. Ресурсні компоненти управління доступом до середовища (УДС). Тема 3.2. Методи множинного доступу. Тема 3.3. Рівнорангові системи без опитування. Тема 3.4. Різновиди протоколів ALOHA. Розділ 4. Мережі з централізованим управлінням Тема 4.1. Особливості мереж, які використовуються в системах управління розосередженими об'єктами. Тема 4.2 Методи централізованого управління множинним доступом до середовища передавання даних. Тема 4.3. Технічні засоби мережі з мультиплексними каналами зв'язку. Тема 4.4. Формати повідомлень та формати слів в мережі з централізованим управлінням множинним доступом. Тема 4.5. Команди управління інформаційним обміном. Тема 4.6. Особливості проектування мереж з централізованим управлінням множинним доступом до середовища. Розділ 5. Мережі з множинним доступом, контролем несучої та виявленням конфліктів Тема 5.1. Метод множинного доступу CSMA/CD.

4. Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Комп’ютерні мережі. Частина 1 Навчальний посібник. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 121 «Інженерія програмного забезпечення» та 126 «Інформаційні системи та технології», спеціалізації «Інженерія програмного забезпечення інформаційно управляючих систем» та «Інформаційне забезпечення робототехнічних систем»/ Б. Ю. Жураковський, І.О. Зенів; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 8,6 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 336 с.

Допоміжна література

1. Ролік О.І. Моделювання управління потоками даних в корпоративних IP-мережах/ О.І. Ролік, Ю.М. Пошак, М.А. Никоненко, А.В. Мельник // Адаптивні системи автоматичного управління. Міжвідомчий наук.-техн. зб. – Дніпропетровськ: Системні технології, 2011.– Вип. 18(38).– С. 94–103.
2. Теленик С.Ф., Ролік О.І., Ясочка М.В., Голоднов К.О. Аналіз підходів до визначення впливу неполадок елементів мережі доступу на якість обслуговування клієнтів / // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2011. – №3. – С. 69–83.
3. 15. Rolik, V. Kolesnik, and V. Barna. “Network traffic monitoring system for the quality of service control” in Proc. of the International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo). – Odessa, Ukraine. – 2017. – pp. 1–6.
4. 15. Rolik, E. Zharikov, M. Yasochka, M. Butenko “The Method Of Impact Analysis For Access Networks With RIP And OSPF Protocols” 2018 International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), 10-14 Sept. 2018. ¬¬– Odessa, Ukraine. – 2018. – pp. 1–7.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

Лабораторні роботи

Самостійна робота студента

7. Модульна контрольна робота

Метою модульної контрольної роботи є закріплення та перевірка теоретичних знань із освітнього компонента.

Політика та контроль

8. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

• правила відвідування занять: заборонено оцінювати присутність або відсутність здобувача на аудиторному занятті, в тому числі нараховувати заохочувальні або штрафні бали. Відповідно до РСО даної дисципліни бали нараховують за відповідні види навчальної активності на лекційних заняттях;
• комп'ютерний практикум захищається у два етапи – перший етап: студенти виконують завдання на допуск до захисту комп'ютерного практикуму; другий етап – захист комп'ютерного практикуму. Бали за комп'ютерний практикум враховуються лише за наявності електронного звіту;
• заохочувальні бали виставляються за навчальну активність на лекційних заняттях. Кількість заохочуваних балів не більше 5;
• штрафні бали виставляються за невчасну здачу комп'ютерного практикуму. Кількість штрафних балів не більше 5;
• політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни «Тенденції розвитку інформаційних систем та технологій»;
• при використанні цифрових засобів зв’язку з викладачем (мобільний зв’язок, електронна пошта, переписка на форумах та у соцмережах тощо) необхідно дотримуватись загальноприйнятих етичних норм, зокрема бути ввічливим та обмежувати спілкування робочим часом викладача.

9. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: вправи на лекційних заняттях, виконання та захист комп’ютерного практикуму. Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу. Семестровий контроль: екзамен. Умови допуску до семестрового контролю: Умови допуску до семестрового контролю: виконані та захищені лабораторні роботи, семестровий рейтинг більше 30 балів.

Загальна рейтингова оцінка аспіранта після завершення семестру складається з балів, отриманих за:

• виконання та захист компютерного практикуму;
• відповіді на екзамені.

10. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни складається із балів стартового рейтингу (протягом семестру) та балів за екзамен. Бали стартового рейтингу протягом семестру студент отримує за:

1. виконання та захист 9 лабораторних робіт;
2. виконання двох одногодинних модульних контрольних робіт (МКР);
3. заохочувальних та штрафних балів.

Лабораторні роботи

Критерії оцінювання лабораторних робіт: «відмінно», повна відповідь на питання (не менше 90% потрібної інформації) та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 4 бали; «добре», достатньо повна відповідь на питання (не менше 75% потрібної інформації) та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 3 бали; «задовільно», неповна відповідь на питання (не менше 60% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 2 балів; «незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 0 балів (повертається на відпрацювання або доопрацювання). Захист усіх лабораторних робіт є умовою допуску до складання екзамену. Студенти, що на момент консультації перед екзаменом не захистили лабораторні роботи, не допускаються до основної здачі та готуються до перескладання. Для допуску до перескладання екзамену треба у визначений викладачем термін здати всі заборгованості з лабораторних робіт. За кожне запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну (період 2 тижні між лабораторними заняттями) оцінка знижується на 1 бал.

Модульні контрольні роботи:

– «відмінно» — повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 8 балів; – «добре» — достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації), або повна відповідь з незначними помилками – 6 балів; – «задовільно» — неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 3 бали; – «незадовільно» — незадовільна відповідь (неправильний розв’язок задачі), потребує обов’язкового повторного написання в кінці семестру – 0 балів; Заохочувальні бали: – за активну творчу роботу на лекції — 1 бал; – за участь у модернізації однієї лабораторної роботи – 2 бали.

Календарний контроль

Календарний контроль базується на поточній рейтинговій оцінці. Умовою позитивної атестації є значення поточного рейтингу аспіранта не менше 50% від максимально можливого на час атестації. Бал, необхідний для отримання позитивного календарного контролю доводиться до відома аспірантів викладачем не пізніше ніж за 2 тижні до початку календарного контролю.

Додаткові (бонусні) бали

Рейтинговою системою оцінювання передбачені додаткові бали за виконання додаткових завдань та за активну творчу роботу на лекції 1 бал, за участь у модернізації однієї лабораторної роботи – 5 балів. Один студент не може отримати більше ніж 10 бонусних балів у семестрі. Бонусні бали можуть бути отримані за такі види робіт: «Івенти», «Вправи на лабораторних роботах», «Додаткові лекції».

Івенти

Івенти - це спеціальні події для аспірантів, які хочуть отримати додаткові бали за вирішення ускладнених завдань. Івенти активуються у визначений час і активні протягом одного тижня. Додаткові бали отримують тільки ті аспіранти, які вірно виконали завдання та завантажили свої відповіді у визначений івентом термін. Кількість балів за додаткові завдання визначає кожен івент окремо.

Додаткові лекції

Додаткові лекції – це теми на самостійне опрацювання, які забезпечать здобувачам посилення теоретичних знань з дисципліни. Ваговий бал 0,5. Максимальна кількість балів за опрацювання додаткових лекції – 0,5 балів * 10 лекцій = 5 балів.

Штрафні бали

Запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну -1 бал, але в сумі не більше -5

Форма семестрового контролю – Екзамен

Максимальна сума балів за роботу у семестрі складає 52. На екзамені студенти мають відповісти на чотири теоретичних питання. Кожне теоретичне питання оцінюється у 12 балів. Система оцінювання теоретичних питань: «відмінно» — повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 10-12 балів; «добре» — достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації, або незначні неточності) – 7-9 балів; «задовільно» — неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації та деякі помилки) – 3-6 балів; «незадовільно» — незадовільна відповідь – 0 балів.

Система оцінювання теоретичних питань

• «відмінно»,повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 10 балів;
• «добре», достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації, або незначні неточності) – 8 балів;
• «задовільно», неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації та деякі помилки) – 6 балів;
• «незадовільно», незадовільна відповідь – 0 балів.

Сума стартових балів і балів за екзаменаційну контрольну роботу переводиться до екзаменаційної оцінки згідно з таблицею:

Таблиця 1. Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено: завідувач кафедри, д.т.н., професор Ролік О. І.

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій ФІОТ (протокол № 16 від 12.06.2024 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 10 від 21.06.2024 р.)