Архитектура и эволюция ЭВМ (стр. 4 )

o дифференциальная СС и схема компенсации геометрии как элементы

o системы измерения времени пролета

13. Кодирование интервалов времени.

o многоканальная схема СС

o метод прямого счета, информационные платы Т2а, ТАМ

o нониусный метод

o время-амплитудный преобразователь

o преобразование Т-А-Т

o ВЦП комбинированного типа

o комбинированный ВЦП с непрерывно работающим генератором

o преобразователь хронотронного типа

14. Системы запуска современных детекторов.

o основные требования и основные параметры

o соотношения для выбора мертвого времени и коэффициента селекции

o классификация систем отбора, примеры

o аппаратура потенциальных систем отбора

o аппаратура импульсных систем отбора

o спецпроцессоры

o применение схем памяти в устройствах отбора событий

1. , , Матусевич экспериментальных методов ядерной физики. Москва, "Энергоатомиздат", 1985г.

2. , Козодаев элементарных частиц. Москва, "Наука", 1966г.

3. Заневский детекторы элементарных частиц. Москва, "Атомиздат", 1978г.

4. Н, , Кривицкий электроника. Москва, Издательство МГУ, 1984г.

5. Басиладзе ядерная электроника. Москва, "Энергоиздат", 1982г.

6. -У. Измерительная электроника в ядерной физике. Москва, "Мир", 1989г.

7. Детекторы элементарных частиц. Новосибирск, "Сибирский хронограф", 1999г.

Микропроцессоры и микропроцессорные системы

Старший преподаватель Юрий Васильевич Коваленко

Исторический обзор микропроцессоров. Классификация микропроцес­со­ров.

Основные компоненты микро-ЭВМ с шинной архитектурой (на примере i8080).

Понятия шины, канала, интерфейса, протокола. Шины адреса, данных и управления. Диаграммы операций процессора с шиной. Понятие машинного цикла.

Понятия адресных пространств процессора и ЭВМ.

Система команд. Классификация. Ограничения на право исполнения некоторых команд, обоснование потребности в режиме суперпользователя. Основные стадии исполнения команд. Программно-доступные элементы процессора. Элементы процессора не доступные программно. Условия разрыва последовательности стадий исполнения одной команды другой командой.

Прерывание. Сравнение метода опроса и прерывания. Понятия вектора, приоритета, маскирования. Последовательность операций процессора и внешнего устройства во время процедуры прерывания. Функции и структура контроллера прерываний.

Оценка времени от возникновения запроса на прерывания до начала его обработки.

Прямой доступ к памяти. Последовательность операций процессора и внешнего устройства во время процедуры ПДП. Функции контроллера ПДП. Оценка выигрыша времени при применении ПДП.

Микроконтроллеры (на примере PIC16xXX). Области применения микроконтроллера.

Понятие системы на кристалле SoC. . Особенности PIC в сравнении с другими микроконтроллерами. Основные элементы микроконтроллера.

Специфика питания. Процедура RESET. Управление энергопотреблением. Понижение тактовой частоты. Режим сна. Режим пониженного потребления.

Программируемые выводы корпуса. Реализации двунаправленных выводов.

Квази-двунаправленность, подтягивающий резистор, открытый сток, открытый исток.

Гарвадская архитектура. Независимость разрядности операционного устройства от разрядности слова команды. Разделение шин программной памяти и памяти данных.

Повышение производительности микропроцессора совмещением операций над данными и выборкой командного слова. Адресное пространство контроллера. Страничная (банковая) организация памяти. Аппаратный кэш. Отображение физической памяти PIC16xXX на адресное пространство. Канальная архитектура на примере ППЗУ.

Система команд. Классификация системы команд предлагаемая фирмой MicroChip, сравнение с классификацией данной для i8080. Структура слова команды.

Операции с битами. Понятие Булевого процессора. Система прерываний, отличия от i8080.

Средства и методика разработки программного обеспечения для микроконтроллеров.

Механизмы защиты программного кода от копирования.

Микропроцессоры общего назначения на примере ядра ARM7. Многозадачность.

Организация защиты программ. Устройство управление памятью (MMU), сегменты и страницы. Режимы пользователя и супервизора, режим обработки исключений.

Конвеер, RISC и CISC процессоры. Сбои в работе конвеера, предсказание, условное исполнение команды. Кэш.

Арифметика с плавающей точкой, стандарт IEEE-754. Сопроцессор и арифметическое расширение процессора (в сравнении с i8087).

Методы сокращения объема кода программы. Система команд транспьютера, система команд Thumb процессора ARM.

Средства интеграции микропроцессорных систем.

Шинная архитектура. Обоснование специализации шин. Понятие чипсета. Пример чипсета для ЭВМ на базе i8080. Шина памяти. Шина видеоконтроллера. Шина периферии. Примеры: архитектура PC, модульный стандарт VME. Универсальная шина расширения ISA, микропроцессорные системы в стандартах PC104, микро-PC. Мезонинные технологии - IndustrialPack. Конструктивы микропроцессорных систем Евромеханика.

Канальная архитектура. Предпосылки к широкому применению последовательных линий связи. Физические характеристики последовательных линий связи. Оптика, медь, радиоканал. Способы кодирования сигналов. Двух и трех уровневое кодирование. Уравновешенный код. Самосинхронизирующийся код на примере Манчестер II.

Топология последовательных линий связи. Механизмы арбитража доступа к линии связи. Гарантированное время передачи информации. Доставка с подтверждением.

Влияние механизма подтверждения на скорость передачи.

Стандарты интеграции систем по канальной технологии: SPI, I2C, RS232,(422,485), USB, Ethernet, mil1.std1553b

1. , и др. Однокристальные микро-ЭВМ, М.:МИКАП, 1994,-400с.

2. Проектирование микропроцессорных устройств. Иванов пособие для начинающих разработчиков. Вып. 1: Архитектура и технология программирования микроконтроллеров. - СПб.:СПбГТУ, 1997.-101 с.

3. Дж. Фрир. Построение вычеслительных систем на базе перспективных микропроцессоров. Мир 1990.

Машинная графика
(3 курс, 6 сем., 64 ч., диф. зачет)

Дебелов

1. Цели и задачи курса. Широкое определение компьютерной графики (КГ), основные разделы: Иллюстративная КГ (ИКГ), распознавание образов, обработка изображений. Основные задачи ИКГ: методы графического представления данных, алгоритмы, языки КГ, графические программные средства. Графический стандарт ГКС. Сегментированный дисплейный файл, сегмент, примитивы вывода, атрибуты. Примитивы и устройства ввода. Режимы ввода: опрос, запрос, событие. Графические метафайлы.

2. Краткий курс работы в среде Windows Visual C++ 5 или 6. Создание графических приложений с интерфейсом Single Document/View с использованием Graphical Device Interface. Правила сдачи задач по электронной почте. Критерии для выставления оценок за курс.

3. Пиксельные области (ПО): а) 4-связные и 8-связные; б) внутренне определенные ПО, внутренне заполняющие алгоритмы; в) гранично определенные ПО, гранично заполняющие алгоритмы; г) рекурсивный алгоритм, span-алгоритм; д) заполнение шаблоном; е) аффинные преобразования над ПО. Перевод координат: вещественные <-> растровые. ВМР-файл.

4. Задача растеризации алгебраических кривых. Алгоритм Брезенхэма для отрезков. Идея алгоритма Брезенхэма для растеризации окружностей. Многоугольники, определения. Ориентированные многоугольники. Характеристическая функция. Растеризация многоугольников (идея). Простейший алгоритм растеризации треугольника на основе алгоритма Брезенхэма. Клиппирование многоугольников: алгоритм Сазерленда-Ходжмана.

5. Клиппирование многоугольников: алгоритм Вейлера-Азертона. Пересечение отрезков на основе параметрической формы. Теоретико-множественные операции (ТМО) над многоугольниками. Понятие регуляризованных ТМО, схема алгоритма для регуляризованных объединения, пересечения и разности. Дизеринг. Аппроксимация полутонов: за счет увеличения пространственного разрешения и без увеличения. Матрицы дизеринга. Алгоритм упорядоченного возмущения, алгоритм и рекуррентное соотношение для матриц. Алгоритм Флойда-Стайнберга. Дизеринг цветных изображений. Перевод цветного изображения в черно-белое. Пересчет на удвоенное разрешение.

6. Визуализация в научных вычислениях (ViSC). Задача "Изолинии". Задача "Векторные поля". "Лица Чернова".

7. Гамма монитора, гамма-коррекция, яркость, контраст. Пересчет (увеличение до 16 бит при промежуточных вычислениях). Антиалиасинг. Основная идея (в пикселе часть объекта мира). Алиасинг анимаций (по времени). Регуляризация функций. Сглаживающий фильтр. Запись ядра (матрицы) бокс-фильтра. По-пиксельные операции. Основные задачи обработки изображений: коррекция изображения, улучшение изображения, структурный анализ. Оператор Робертса, дифференцирование, алгоритм, порог. Что будет, если взять значение порога больше (меньше)? Примеры популярных фильтров: сглаживающий, подчеркивание краев, тиснение, повышение резкости, акварелизация, медианный фильтр. Что делать, если интенсивность получается меньше 0 или больше 255? А что делать если цветные изображения? Для сглаживающих, для дифференцирующих? Композиция изображений, альфа-канал.

8. Визуализация объемных плотностей (ОП). Что такое ОП? Простейшие модели визуализации ОП: функция передачи прозрачностью, функция передачи цветом. Оптическая модель взаимодействия света с ОП (скалярным полем). Только поглощение. Только эмиссия. Поглощение + эмиссия. Случай раздельного назначения параметров поглощения и эмиссии. Случай модели частиц. Формула приближенного вычисления.

9. Элементы вычислительной геометрии (точка, вектор, расстояние на плоскости и в 3Д, ...). Уравнения отрезка на плоскости и в 3Д: деление 1, параметрические. Уравнения луча на плоскости и в 3Д: параметрические, с направляющим вектором. Уравнение прямой на плоскости как линейное уравнение. Нормаль. Расстояние до точки. Функции угла между векторами, лучами, прямыми. Уравнение плоскости в 3Д как линейное уравнение. Нормаль. Расстояние до точки. Кривизна и кручение. Барицентрические координаты (отрезок, треугольник, тетраэдр). Деление единицы. Выпуклая оболочка множества точек.

10. Конструирование кривых с локальной модификацией. Метод Эрмита, метод Безье. Геометрические свойства отрезка кривой Безье. В-сплайны. Геометрические свойства В-сплайновой кривой. Сопряжение участков кривых (Эрмит, Безье). Геометрическая и параметрическая непрерывности.

11. Параметрические поверхности. Параметрические линии на поверхностях и касательные к ним. Нормаль к поверхности. Уравнение пути фрезы. Конструирование участков поверхностей. Билинейная функция. Линейчатая поверхность, построенная на опорных кривых. Участок поверхности по методу Кунса. Участок поверхности по методу Эрмита. Участок поверхности по методу Безье. Геометрические свойства. В‑сплайны. Сшивка двух участков поверхности. Суперквадрики.

12. Особые случаи параметризации. Поверхности вращения. Другие моделирующие преобразования: скручивание, экструзия и т. п. Морфинг поверхностей.

13. Преобразования. Понятия модельных, видовых, анимационных преобразований. Векторная алгебра, базисы. Линейные и аффинные преобразования. Сдвиг, масштабирование и поворот на плоскости. Матричные записи для линейных. Задача поворота относительно точки (невозможно представить одной матрицей из-за сдвига). Примеры языка PostScript. Однородные координаты и 2Д преобразования. Соглашения о записи вектора: строка / столбец. Запись и применение преобразований. Левосторонняя и правосторонняя СК. Положительное вращение вокруг осей. Однородные координаты и 3Д преобразования. Поворот: углы Эйлера. Преобразование твердого тела. Из чего состоит матрица? Поворот вокруг произвольной оси. Кватернионы. Сферическая интерполяция.

14. Видовое преобразование: перспективное и параллельное проецирование. Пирамида видимости (POV), видимый объем. Матрицы проецирования, вывод. Преобразование видимого объема к полукубу. Алгоритм Z-буфера. Конвейер преобразования координат: модельные СК – мировая СК – СК камеры – полукуб – клиппирование – плоскость изображения – порт вывода. Преобразование координат через базисы.

15. Полигонолизация поверхностей – полигональные сетки. Фактура: текстура, bump mapping. Выборка: Nearest, Linear, MIPMAP. Текстурные системы координат. Покрытия: flat, cylindrical, spherical, chrome. Пример неверного задания сетки куба для текстурирования.

16. Моделирование и имитация природных объектов: рост ботанических деревьев на основе гелиотропизма, моделирование пламени. Обзор курса.

Дебелов

1. Task1 (см. файл Task1_03.doc). Освоить программирование в среде VisualStudio 6.0 на языке C++ графических приложений типа Single Document/View. Краткое пособие находится в файлах: Vc_gdi_03.doc, Vc_gdi_03(2).doc, Vc_gdi_03(3).doc, Vc_gdi_03(4).doc. Отработка технологии сдачи задач через электронную почту (см. файл E_mail_TaskRule_03.doc). Разработка – 8 часов. Сдача – 4-я и 5-я учебные недели.

2. PixDom (см. файл TaskPixDom_03.doc). Работа с пиксельными областями, программирование алгоритмов заливки. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 6-ой учебной недели.

3. Clip (см. файл TaskClip_03.doc). Программирование алгоритмов клиппирования многоугольников на плоскости. Примечание: эта задача выполняется по алгоритму Сазерленда студентами, имеющими нечетный номер в списке группы, иначе алгоритмом Вейлера. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 8-й учебной недели.

4. Izo (см. файл TaskIzo_03.doc). Разработка программы построения изолиний и цветотоновой карты для функции двух переменных. Примечание: эта задача выполняется студентами, имеющим нечетный номер в списке группы. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 10-й учебной недели.

5. Vector (см. файл TaskVecPol_03.doc). Разработка программы построения карты векторных полей. Примечание: эта задача выполняется студентом, имеющим четный номер в списке группы. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 10-й учебной недели.

6. Fog (см. файл TaskFog_03.doc). Программирование простейших фильтров для полноцветных изображений и алгоритма визуализации объемных плотностей. Разработка – 5 часов. Сдача – конец 13-й учебной недели.

7. Morph (см. файл TaskMorph_03.doc). Программирование морфинга параметрически заданных кривых. Разработка – 3 часа. Сдача – конец 14-й учебной недели.

8. Wire (см. файл TaskWire_03.doc). Изображение функции двух переменных в виде проволочной модели поверхности. Применения преобразований в однородных координатах (модельные преобразования, преобразования камеры, клиппирование по полукубу, преобразование в экранные координаты). Делают те студенты, которые программировали задачу Izo. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 16-й учебной недели.

9. ParWire (см. файл TaskParWire_03.doc). Изображение параметрической поверхности в виде проволочной модели поверхности. Применения преобразований в однородных координатах (модельные преобразования, преобразования камеры, клиппирование по полукубу, преобразование в экранные координаты). Делают те студенты, которые программировали задачу Vector. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 16-й учебной недели.

Оценка на дифференцированном зачете по курсу "Компьютерная графика" выставляется после устного ответа с учетом:

· предварительных отметок по заданиям 1 – 7;

· оценки, выставляемой преподавателем за работу в семестре с учетом своевременной сдачи заданий.

При проверке программ на всех этапах существенными будут следующие факторы:

· Своевременность сдачи программ. Все программы сдаются по электронной почте по установленным в курсе правилам. Например, неверная тема письма считается грубейшей ошибкой. Временем предъявления программы считается время отправки письма. Это время должно быть не позднее, чем 24:00 субботы указанной учебной недели.

· Полнота, недвусмысленность и краткость описания особенностей авторской реализации.

· Полнота учета требований к программе.

· Реализация дополнительных эффектов сверх требований.

1. , . Графический интерфейс GDI в MS Windows. (Библиотека системного программиста Т. 14) – М.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1994.

2. С. Холзнер. Microsoft Visual C++ 6: учебный курс. С.-Пб: Питер пресс, 1999.

3. http://studentweb. nait. ab. ca/courses/start. asp? table=bcs232 – Introduction to Windows Programming, 1999.

4. . Visual studio 98. Visual C++ 6.0. Уроки программирования. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999..

5. Дж. Фоли, А. вэн Дэм. Основы интерактивной машинной графики. В двух книгах. Пер. с англ.-М.:Мир,1985.

6. А. Фокс, М. Пратт. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. Пер. с англ. – М.: Мир, 1982.

7. Д. Роджерс. Алгоритмические основы машинной графики. Пер. с англ. – М.: Мир, 19ое издание – 2001 год).

8. . Дифференциальная геометрия. – М.: Наука, 1969.

9. N. Max. Optical Models for Direct Volume Rendering. - IEEE Trans. on Visualization and Comput. Graphics. 1995, v. 1, No.2, pp. 99-108

10. Visualization and Computer Animation, 1994, v.5, No.1.

11. У. Пратт, "Цифровая обработка изображений ", т. 1, 2, Москва, Мир, 1982.

12. П. Ньюмен, Р. Спрулл, "Основы интерактивной машинной графики", Москва, Мир, 1976

13. В. Гилой, "Интерактивная машинная графика", Москва, Мир, 1981

14. Т. Павлидис, "Алгоритмы машинной графики и обработки изображений", Москва, Радио и связь, 1986

Динамическая 3D графика
(4 курс, 7 сем., 72 ч., диф. зачет)

Дебелов

1. Цели и задачи курса. Реалистическая визуализация. Введение, исторический обзор алгоритмов и аппаратных возможностей. Wireframe. Удаление невидимых линий. Алгоритм подвижного горизонта. Очерки или линии силуэта.

2. Упрощенная модель зрения (или сведения из психофизиологии – колбочки, палочки, цвет). Полосы Маха. Диапазон различаемых яркостей. Локальная модель освещенности, рассеянный свет, диффузное отражение, зеркальное отражение. Закраска по Гуро, закраска по Фонгу. Полигональные приближения гладких поверхностей. Модель Торренса-Спэрроу.

3. Простейшая трассировка лучей. Пространственная сцена. Отраженный и преломленный лучи. Нахождение пересечений луча с основными элементами сцены: а) сфера; б) бокс; в) плоский многоугольник в пространстве.

4. Алгоритм обратной рекурсивной лучевой трассировки. Основные элементы сцены. Камера. Правила ограничения дерева трассировки. Методы повышения качества изображений (удаление лестничного эффекта) – рендеринг на субпиксельном уровне, фильтрация, .

5. Методы ускорения лучевой трассировки. Пространственные структуры данных: иерархические ограничивающие объемы (боксы, сферы), сетки, иерархические сетки, октодеревья, kd-деревья. Достоинства и недостатки этих структур при изображении динамических сцен. Кластеризация источников света.

6. Недостатки рекурсивной лучевой трассировки – отсутствие диффузных переотражений. Компонент рассеянного света. Метод световых сеток. Световые сетки прямой и непрямой освещенности.

7. Введение в MS DirectX. Общие сведения об объектно-ориентированной системе SmogDX: сцена (основной объект), камера, порт вывода, мировая система координат, фреймы, модельная система координат, геометрические элементы, источники света, материалы, текстуры, анимации.

8. Основной объект – сцена. Пульс – динамика сцены. Методы класса CD3DMainObject.

9. Класс CD3DFrame. Иерархическая структура фреймов. Управление фреймами на основе однородных преобразований координат. Создание геометрии сцены (полигональные сетки). Окрашивание поверхностей сцены, применение полупрозрачных цветов. Динамика – поступательная и вращательная скорости фрейма. Основные методы класса.

10. Методика программирования геометрических классов в системе SmogDX. Методика создания простейшего приложения. Класс CD3DMaterial. Расчет освещенности в точке в зависимости от материала. Методы класса. Приписывание материала фрейму.

11. Класс CD3DTexture. Понятие текстуры, текстурные координаты. Виды покрытий. Текстурирование поверхностей (сеток) сцены. Класс CD3DDecal. Размещение изображения фона на порту вывода.

12. Программирование динамики сцены. Использование скоростей фрейма. Простейший морфинг – изменение положения вершин в сетках. Класс CD3DAnimation – создание сценариев поведения фреймов.

13. Программирование указаний мышью на трехмерные объекты сцены. Программирование теней. Обзор инструментов для создания динамических интерактивных приложений в среде SmogDX.

14. Ведение в OpenGL. Совпадающие и различающиеся характеристики OpenGL и SmogDX или OpenGL и DirectX.

15. Создание приложений на OpenGL в среде Windows.

16. Уравнение визуализации – уравнение баланса освещенности в сцене. Особенности лучевой трассировки Монте-Карло. Диффузные сцены. Излучательность (radiosity), уравнение излучательности. Расчет методом конечных элементов.

17. Методы расчета коэффициентов формы: полукуб, Монте-Карло. Обзор курса.

Дебелов

Задание № 1 (сдать к концу 8-й учебной недели)

Лучевая трассировка

Разработать программу в среде VisualStudio 6.0 на языке C++, реализующую алгоритм рекурсивной лучевой трассировки для визуализации пространственных сцен. Выполняется в 3 этапа:

1. Программа выбора ракурса. Создается простая сцена, состоящая из 1-3 примитивов. Минимальный набор примитивов: плоскость, куб, сфера. Вычисляется габаритный бокс сцены. Пользователь при помощи мыши осуществляет повороты и перемещения бокса для достижения требуемого ракурса. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 2-й учебной недели.

2. Разработать библиотеку функций, вычисляющих пересечение луча со сферой, с боксом, с плоским выпуклым многоугольником в пространстве. Разработать функции, вычисляющие: нормальный вектор к примитиву в указанной точке, отраженный вектор, преломленный вектор. Для тестирования предлагается унифицированный формат файла. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 4‑й учебной недели.

3. Разработать программу лучевой трассировки на основе программы, выполненной на этапе 1, и библиотеки функций, выполненной на этапе 2. Характеристики программы: а) возможен выбор ракурса изображения сцены в интерактивном режиме (см. этап 1), разрешение изображения определяется клиентской областью окна приложения; б) чтение описания сцены из файла (унифицированный формат); в) все действия выполняются с использованием библиотеки функций, разработанных на этапе 2; г) регулируется глубина дерева трассировки (от одного до трех отражений); д) один из объектов сцены должен быть в движении – имитация смазывания изображения; е) включение/выключение гамма-коррекции. Разработка – 8 часов. Сдача – конец 8-й учебной недели.

Задание № 2 (сдать к концу 14-й учебной недели)

Динамическое приложение SmogDX

Разработать динамическое приложение, используя систему классов SmogDX в среде VisualStudio 6.0 на языке C++. Выполняется в 3 этапа:

1. Простейшее приложение. Разработать собственный геометрический класс. Разработка – 2 часа. Сдача – конец 10-й учебной недели.

2. Разработать сценарий анимационного приложения. Запрограммировать геометрические элементы и анимацию элементов сцены. Источники освещения. Разработка – 6 часов. Сдача – конец 12-й учебной недели.

3. Применить текстурирование объектов сцены, применить 2-3 материала, использовать 1-2 тени, использовать указание на изображение трехмерного объекта. Разработка – 4 часа. Сдача – конец 14-й учебной недели.

Задание № 3 (сдать к концу 17-й учебной недели)

Динамическое приложение OpenGL

Разработать несложное динамическое приложение, используя библиотеку OpenGL в среде VisualStudio 6.0 на языке C++. Программа должна основываться на иерархическом построении объектов, использовать текстуры, дисплейные списки и стеки координатных преобразований. Разработка – 6 часов. Сдача – конец 17-й учебной недели.

Оценка на дифференцированном зачете по курсу "Динамическая 3D графика" выставляется после устного ответа с учетом:

· трех предварительных отметок по заданиям 1 – 3;

· оценки, выставляемой преподавателем за работу в семестре с учетом своевременной сдачи заданий.

При проверке программ на всех этапах существенными будут следующие факторы:

· Своевременность сдачи программ. Все программы сдаются по электронной почте по установленным в курсе правилам. Например, неверная тема письма считается грубейшей ошибкой. Временем предъявления программы считается время отправки письма. Это время должно быть не позднее, чем 24:00 субботы указанной учебной недели.

· Полнота, недвусмысленность и краткость описания особенностей авторской реализации.

· Полнота учета требований к программе.

· Реализация дополнительных эффектов сверх требований.

1. Дж. Фоли, А. вэн Дэм. Основы интерактивной машинной графики. В двух книгах. Пер. с англ.-М.:Мир,198с. ил.

2. А. Фокс, М. Пратт. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. Пер. с англ. – М.: Мир, 1982.

3. , . Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения – М.: "ДИАЛОГ - МИФИ", 1995.

4. , . SmogDX – объектно-ориентированная графика для Windows (DirectX и Visual C++). Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2001, 311 с.

5. , . Объектно-ориентированная система машинной графики для Windows (C++ и Microsoft DirectX). – Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 1999.

6. Д. Роджерс. Алгоритмические основы машинной графики. Пер. с англ. – М.: Мир, 19ое издание – 2001 год).

7. Н. Томпсон. Секреты программирования трехмерной графики для Windows 95. СПб: Питер, 1997. – 352 с.

8. Ю. Тихомиров. Программирование трехмерной графики – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 1999. – 256 с.

Информационные сети и системы

Рылов

Введение

Введение в программирование сетевых приложений. Пример взаимодействия программ с использованием стека протоколов TCP/IP под OS Unix (Linux). Пример параллельного TCP сервера и TCP клиента. Пример последовательного UDP сервера и UDP клиента.

1. Основы теории информации

Свойства информации. Понятие источника сообщений и его характеристики. Эргодические источники. Определение меры информации по Шеннону. Связь информации и энтропии. Теорема Шеннона. Сигнал и шум. Избыточность. Естественные языки и генетический код как примеры избыточного кодирования. Теорема Шеннона для канала с шумом.

2. Введение в информационные сети

Что такое сеть? Обязательные элементы сетевого взаимодействия. Обзор сервисов современных компьютерных сетей: файловый сервис, сервис печати, сервис передачи сообщений, доступ к базам данных, сервис приложений, распределенные вычисления. Сети с коммутацией каналов, сообщений и пакетов.

3. Понятие протокола. Семиуровневая модель OSI

Протокол как механизм внесения избыточности. Многоуровневая структура протоколов на примере естественного языка (фонемы, лексемы, синтаксис, невербальные сигналы). Требования совместимости. Диалекты. Открытые и "собственные" протоколы. Сети и вообще средства связи как исторически складывающиеся эволюционирующие структуры. Семиуровневая модель OSI. словная природа этой модели. Разнобой в трактовках самой модели. Четырехуровневая модель DoD.

4. Физический уровень модели OSI

Использование электромагнитных колебаний для передачи информации. Частотные диапазоны. Дисперсия, затухание, помехи. Модулированная и немодулированная передача. Способы модуляции. Синхронная и асинхронная передача. RS232 как пример асинхронного протокола. Примеры синхронной передачи. Манчестерский код и его модификации. Использование полосы пропускания. Мультиплексирование. Беспроводная передача информации. Провода и волноводы. Волоконная оптика. Физическая топология сети. Двухточечное соединение; кольцо; шина; звезда; соты; полносвязная сеть. Соединительные устройства физического уровня: концентраторы, повторители, ретрансляторы, модемы, устройства сопряжения.

5. Канальный уровень OSI

Адресация канального уровня. Логическая топология сети. Широковещательные, групповые и индивидуальные адреса. Доступ к среде. Способы разделения доступа: маркер, разрешение коллизий, временное мультиплексирование. Ethernet, FDDI, PPP как примеры канальных протоколов. Варианты физической топологии Ethernet как пример независимости физической и логической топологий. Соединительные устройства канального уровня: мосты и коммутаторы.

6. Сетевой уровень OSI.

Необходимость соединения разнородных сетей канального уровня. Адресация сетевого уровня. IP как пример сетевого протокола. Трансляция сетевых адресов в канальные на примере протокола ARP. Маршрутизация. Алгоритмы поиска и выбора маршрутов: вектор расстояний, состояние соединения, балансировка загрузки. Шлюзы и туннели. NetBEUI как пример немаршрутизуемого сетевого протокола.

7. Транспортный уровень OSI.

Проблема надежности передачи. Сегментация сообщений. Квитирование. Связь с установлением соединения и без него. TCP и UDP как примеры протоколов транспортного уровня. Трансляция имен в адреса. Обзор протоколов DNS и TCPBEUI. URL. Сессионный уровень OSI Управление диалогом: симплексная, полудуплексная и дуплексная передача. Управление сессиями. Понятие транзакции. Проблемы безопасности и аутентификации. Методы аутентификации: привязка к адресу, пароль, challenge/response механизмы, электронная подпись. rlogin/rsh как пример аутентификации привязкой к адресу. Червь Морриса. ssh как пример криптографической challenge/response аутентификации.

8. Уровень представления OSI

Представление данных. Обзор кодировок текста на примере кодировок кириллицы. Другие проблемы представления: порядок байт, разрядность чисел, разделители строк. Понятие метаданных. Кодовые страницы и Unicode. Протокол MIME. Использование MIME протоколом HTTP и почтовыми протоколами.

9. Прикладной уровень OSI

Способы поиска сервиса: пассивный, рекламирование, служба каталогов. Понятия клиента и сервера. Языки запросов и ответов на примере протокола HTTP. Популярные стеки протоколов. Протокол IPX и стек протоколов NetWare. Протокол IPX фирмы Xerox. Схема адресации IPX. Протоколы RIP и SAP. NetWare Core Protocol (NCP). SPX. NLSP. Служба каталогов Ware/IP.

1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. / Олифер Н. А. – СПб: Питер, 2001.

2. Новые технологии и оборудование IP-сетей. / Олифер Н. А. – СПб: БХВ – Санкт-Петербург, 2000.

3. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. / – СПб: Питер, 1999.

4. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Водный курс. /Уолренд Дж. Пер. С англ. – Москва: Постмаркет, 2001

5. Стандарты и протоколы Интернета. / Найк Дилип – М.: Издательский отдел «Русская редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1999.

6. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. / – СПб: Питер, 2000.