Вычислительные системы и компьютерные сети

Бакалавриат 2025/2026

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Альмасизаде Парса Фарид, Борисов Сергей Петрович, Иванова Елена Михайловна, Салибекян Сергей Михайлович

Язык: русский

Кредиты: 3

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Настоящая дисциплина состоит из двух частей, изучаемых последовательно в двух модулях. Часть «Вычислительные системы» знакомит с принципами построения и функционирования основных архитектурных блоков компьютера. На примере решения практических задач различной вычислительной сложности вы научитесь анализировать модели многоуровневой архитектуры компьютера и выбирать оптимальную конфигурацию. Навыки профессиональной оценки современных тенденций построения ПК/ноутбуков/планшетов/смартфонов помогут спроектировать собственную вычислительную систему с применением технологий повышения производительности на программном и аппаратном уровне. Выполнение индивидуальных заданий даст вам возможность на собственном опыте выявить отличия процессорных ядер (CPU/GPU), оценить их достоинства и недостатки, что будет полезно при создании собственных программно-аппаратных проектов любой сложности. В части «Компьютерные сети» рассматриваются основные понятия и принципы функционирования компьютерных сетей, а также работа основных протоколов стека TCP/IP. Рассматриваемый материал является основой для глубокого погружения в вопросы, связанные с организацией сетевых взаимодействий в информационных системах, проектированием и администрированием компьютерных сетей предприятий.

Цель освоения дисциплины

Получить базовые знания в области программно-аппаратного обеспечения вычислительных систем. Получить базовые знания в области архитектуры вычислительных систем и их состава. Получить базовые знания по операционным системам и программированию на языках низкого уровня.
Получить базовые знания в области теории передачи данных. Получить базовые знания в области применения компьютерных систем и сетей. Получить базовые знания архитектуры и компонентов компьютерных сетей.

Планируемые результаты обучения

Анализирует различия архитектуры ВС и процессоров на примере CISC и RISC.
Анализирует формат команды для выбранного ядра CPU. Объясняет порядок выполнения машинной инструкции ядром процессора
Владеет знаниями о протоколах прикладного уровня модели OSI. Владеет базовыми умениями по настройке основных сетевых сервисов
Владеет знаниями о протоколах сетевого уровня модели OSI.Умеет рассчитывать IP-адреса узлов и сетей. Умеет работать с таблицей маршрутизации.
Владеет знаниями о протоколах транспортного уровня модели OSI.Умеет работать с таблицей соединений/сокетов
Владеет знаниями о технологии NAT, знает названия и функции организаций, связанных с управлением в Интернет. Знает разницу между LAN, MAN и WAN сетями.
Владеет знаниями о технологиях семейства Ethernet. Умеет анализировать структуру и содержимое кадров технологии Ethernet
Знает какие среды передачи данных используются в современных сетях и их характеристики. Умеет обжимать кабель витая пара категории 5е.
Знает основные понятия, связанные с моделью взаимодействия систем по сети и связи между ними
Оценивает особенности организации ВС на микроархитектурном уровне и порядок выполнения вычислений процессором
Сравнивает две любые ВС по их технико-эксплуатационным характеристикам, анализирует тип архитектуры процессора, может рассчитать пиковую производительность ЦП/ВС.

Содержание учебной дисциплины

Вводная часть
Понятие ВС, технико-эксплуатационные характеристики ВС
Архитектура вычислительных систем (ВС). Основные понятия и определения.
Архитектура системы команд
Архитектура и характеристики процессора
Архитектура памяти ВС
Введение. Основы сетевых взаимодействий
Физические аспекты передачи данных
Основы коммутации
Основы маршрутизации
Основы транспортного уровня OSI
Основы прикладного уровня OSI
Интернет
Основы безопасности сетей и передачи данных

Элементы контроля

Домашняя работа модуль 1
Оценить характеристики выбранной ВС: процессора и памяти, пройти защиту работы устно или в виде теста в СМАРТ ЛМС
Защита практических работ модуль 1
Необходимо создать несколько простых программ на Ассемблере для двух типов процессоров: Интел и MIPS, проанализировать результаты выполнения, оценить типы используемых данных и команд, их характеристики. Задания по вариантам указаны в соответствующих методических пособиях.
Контрольная работа по лекционному мтериалу
Проводиться проверка теоретических знаний по лекциям. Возможно два варианта контроля: 1) 7 микротестов в конце каждой лекции, 2) 1 большой тест в конце модуля 1
Экзамен модуль 1
Содержит вопросы по теоретическому материалу (лекциям) и задачу по практическим работам или ДЗ
Активность
Оцениввается посещение аудиторных занятий, участие в проведении занятий
Практические работы
Контрольные работы
Домашнее задание (словарь терминов)
Доклад
Экзамен

Промежуточная аттестация

2025/2026 1st module
0.14 * Домашняя работа модуль 1 + 0.35 * Защита практических работ модуль 1 + 0.21 * Контрольная работа по лекционному мтериалу + 0.3 * Экзамен модуль 1
2025/2026 2nd module
0.2 * Активность + 0.08 * Доклад + 0.07 * Домашнее задание (словарь терминов) + 0.1 * Контрольные работы + 0.35 * Практические работы + 0.2 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Некрасов Глеб Александрович
Романова Ирина Ивановна
Борисов Сергей Петрович
Иванова Елена Михайловна

Программа дисциплины