КомпьютернЫЕ СЕТИ
Программа элективного курса для обучающихся 10-11 классов
с дистанционной поддержкой
Пояснительная записка
Актуальность и основные положения проблемы
В современном сложном и многоликом мире ни одну крупную технологическую проблему нельзя решить без переработки значительных объемов информации и коммуникационных процессов. Особое место в организации новых информационных технологий занимают вычислительные сети. Компьютерные сети – это принципиально новый вид связи и информационного сервиса, превращающий наше общество в единое информационное пространство, позволяющий одновременно, в режиме реального времени, сотням тысяч пользователей компьютера совместно решать одни проблемы, каждому пользоваться результатами трудов всего мирового сообщества, и просто общаться, не придавая значения расстояниям.
Тема «Компьютерные сети» традиционно вызывает интерес у школьников разного возраста, так как информационно-вычислительные сети получили широкое распространение в современном мире, поэтому от любого специалиста в сфере IT требуется знание, как минимум, основ их функционирования, проектирования и организации. Учащиеся старших классов часто планируют дальнейшее обучение по направлениям, связанным с информационно-коммуникационными технологиями, например, технология защиты данных, технология распределенных систем и параллельных вычислений, проектирование информационных систем, основы управления сложными системами. Они считают, что профессионалы в области компьютерных технологий востребованы в современном обществе, и ни одно крупное предприятие или частная компания не могут обойтись без специалистов по сетевому администрированию, защите информации, проектированию кабельной структуры, установке, настройке и обслуживании технических и аппаратно-программных средств. Кроме того, КИМы по информатике для ЕГЭ содержат два задания по сложным запросам к поисковому серверу и адресации в сети Интернет.
Курс «Компьютерные сети» рассчитан на 16 часjd.
В программе курса «Информатика и ИКТ» на изучение темы Компьютерные телекоммуникации на профильном уровне предусмотрено 9 часов. Естественно, этого времени не хватает для полного удовлетворения образовательных интересов учащихся, желающих изучить эту тему более глубоко.
В современной системе образования возрастает роль информационных технологий. Быстрыми темпами развивается новая форма организации учебного процесса – дистанционное образование, которое является одним из наиболее активно развивающихся направлений. Актуальность и все возрастающий спрос на дистанционное образование обеспечивают следующие причины:
- профессиональные знания устаревают очень быстро, необходимо их постоянное совершенствование; дистанционное образование дает возможность непрерывного самообучения; системы дистанционного образования дают равные возможности всем людям независимо от социального положения (школьникам, студентам, гражданским и военным, безработными и т. д.) в любых районах страны и за рубежом реализовать права человека на образование и получение информации, т. е. обеспечивает реализацию конституционного права на образование каждого гражданина страны; дистанционное образование обеспечивает одно из важнейших требований, предъявляемых сегодня к системе образования - доступность, т. е. создание условий, обеспечивающих полноту удовлетворения образовательных запросов учащихся.
Курс «Компьютерные сети» может быть полезен учащимся10-11 классов, готовящимся к поступлению в вузы, заинтересованным в углубленном или расширенном изучении данного курса, пропустившим по каким-либо причинам занятия, обучающимся по модели семейного образования или экстерната и учащимся, занимающимся в системе дополнительного образования.
Таким образом, курс «Компьютерные сети» с дистанционной поддержкой является актуальным.
Курс «Компьютерные сети» с дистанционной поддержкой основывается на следующих принципах:
Гуманизация и интерактивность Индивидуализация и дифференцированность обучения Контроль с диагностикой ошибок и обратной связью Осуществление самоконтроля и самокоррекции учебной деятельностиТребования к учащимся
До изучения курса учащиеся должны:
- иметь представление об архитектуре компьютера;
- знать, что такое материнская плата, разъемы расширения, адаптеры, драйверы.
Цель курса: дать обучающимся знания о классе информационных сетей, их взаимодействии, стандартах OSI и DOD, аппаратных средствах, работе протоколов разных уровней.
Задачи курса:
- расширение возможностей получения дополнительной информации для углубления и расширения знаний по теме «Компьютерные сети»; формирование базовых знаний об организации и функционировании компьютерных сетей; формирование навыков решения заданий В11 и В12 ЕГЭ по информатике.
Основная методическая установка курса
Самостоятельное изучение материала под руководством учителя формирует навыки смыслового чтения, так как требуется полное и точное понимание содержащейся в тексте информации. Это, в свою очередь, способствует развитию аналитического, интерпретирующего и критического чтения.
Программа состоит из следующих разделов:
Виды компьютерных сетей Топология локальных сетей Классификация протоколов компьютерных сетей Протокол TCP/IP Адресация в компьютерных сетях Маршрутизация в компьютерных сетях Определение адреса сети Определение номера компьютера Определение количества теоретически возможных адресов Зачет по курсу «Компьютерные сети».Контроль знаний и умений
Текущий контроль осуществляется по результатам ответов на вопросы, выполнения тестовых заданий и проверочных самостоятельных работ. В конце курса выполняется зачетная работа.
Организация учебного процесса
Курс предусматривает самостоятельное изучение теоретического материала, самопроверку в виде ответов на контрольные вопросы, выполнение самостоятельных работ. Преподаватель консультирует учащихся, проводит собеседование или устраивает коллективное обсуждение трудных для понимания тем.
Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения информатики
Личностные результаты – это сформировавшаяся в образовательном процессе система ценностных отношений учащихся к себе, другим участникам образовательного процесса, самому образовательному процессу, объектам познания, результатам образовательной деятельности. Основными личностными результатами, формируемыми при изучении курса, являются:
- наличие представлений об информации как важнейшем стратегическом ресурсе развития личности, государства, общества; понимание роли информационных процессов в современном мире; владение первичными навыками анализа и критичной оценки получаемой информации; ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; развитие чувства личной ответственности за качество окружающей информационной среды; способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значимость подготовки в области информатики и ИКТ в условиях развития информационного общества; готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов информатики и ИКТ; способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств ИКТ.
Метапредметные результаты – освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применимые как в рамках образовательного процесса, так и в реальных жизненных ситуациях. Основными метапредметными результатами, формируемыми при изучении курса, являются:
- владение общепредметными понятиями «объект», «система», «модель», «сеть», «протокол» и др.; владение умениями организации собственной учебной деятельности, включающими: целеполагание как постановку учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что требуется установить; планирование – определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, разбиение задачи на подзадачи, разработка последовательности и структуры действий, необходимых для достижения цели при помощи фиксированного набора средств; прогнозирование – предвосхищение результата; контроль – интерпретация полученного результата, его соотнесение с имеющимися данными с целью установления соответствия или несоответствия (обнаружения ошибки); коррекция – внесение необходимых дополнений и корректив в план действий в случае обнаружения ошибки; оценка – осознание учащимся того, насколько качественно им решена учебно-познавательная задача; опыт принятия решений и управления объектами (исполнителями) с помощью составленных для них алгоритмов (программ); владение основными универсальными умениями информационного характера: постановка и формулирование проблемы; поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска; структурирование и визуализация информации; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; широкий спектр умений и навыков использования средств информационных и коммуникационных технологий для сбора, хранения, преобразования и передачи различных видов информации, навыки создания личного информационного пространства.
Предметные результаты включают в себя: освоенные обучающимися в ходе изучения учебного предмета умения специфические для данной предметной области, виды деятельности по получению нового знания в рамках учебного предмета, его преобразованию и применению в учебных, учебно-проектных и социально-проектных ситуациях, формирование научного типа мышления, научных представлений о ключевых теориях, владение научной терминологией, ключевыми понятиями, методами и приемами.
Образовательные результаты
1.Учащийся может получить представление:
- о моделях сетевого взаимодействия OSI и DOD и функциях всех уровней; об используемых в сетях топологиях и средах передачи данных; о наборах (стеках) протоколов, IP-адресации, о методах маршрутизации информационных потоков; о базовых топологиях вычислительных сетей; о сетевых протоколах.
2. Учащийся может научиться:
- различать понятия физической и логической топологии вычислительных сетей; определять NetBIOS-имя компьютера; определять адрес сети по заданным IP-адресу узла и маске; вычислять количество адресов компьютеров, которое теоретически допускает маска сети; определять порядковый номер компьютера в сети, если заданы маска подсети IP-адрес компьютера.
3. Учащийся может узнать:
- что такое компьютерные сети, какие бывают сети; какие линии связи, сетевые архитектуры и средства используются в современных сетях; принципы передачи данных в локальных и глобальных сетях; основные типы адресов (физический или аппаратный, сетевой, символьный и универсальный указатель ресурсов).
Описание разделов программы
Виды компьютерных сетей (1 час)
Компьютерные сети, линии связи, каналы связи. Топология. Принципы построения компьютерной сети: общий сетевой протокол, гибкость сети, расширяемость сети. Классификация компьютерных сетей: по принципу управления, по способу соединения, по территориальному признаку. Основные характеристики линий связи. Сравнительные характеристики линий связи. Технологии передачи информации. Среда передачи данных. Кабельные среды передачи данных. Беспроводные среды передачи данных. Устройства приема/передачи данных. Программное обеспечение связи.
Топология локальных сетей (1 час)Логическая и физическая топологии сети. Базовые физические топологии: «шина» (bus), «звезда» (star), «кольцо» (ring). Преимущества и недостатки базовых типов. Функционирование сетей с базовыми видами топологий. Комбинированные виды топологии: Token Ring и древовидная. Преимущества и недостатки комбинированных типов.
Классификация протоколов компьютерных сетей (1 час)
Сетевой протокол. Сетевая модель OSI (англ. Open Systems Interconnection Reference Model) — модель взаимодействия открытых систем. Семь уровней протоколов. Физический уровень (Physical layer). Интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. Ethernet. Концентратор, репитер (ретранслятор), медиаконвертор. Функции физического уровня. Сетевой адаптер, последовательный порт. Канальный уровень (Data Link layer). Взаимодействие сетей на физическом уровне, контроль за ошибками. коммутатор (switch), мост (bridge), Ethernet-адаптер (сетевая карта). Сетевой уровень (Network layer). Трансляция логических адресов и имён в физические, определение маршрутов, коммутация и маршрутизация, отслеживание неполадок и заторов в сети. Маршрутизатор, протоколы IP, IPv6, ARP, RARP и др. Маршрутная таблица. Транспортный уровень (Transport layer). Доставка данных без ошибок, потерь и дублирования в последовательности, в которой они были переданы. Протокол UDP. Структура пакета TCP. Сеансовый уровень (Session layer). Управление созданием и завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Уровень представления (Presentation layer). Осуществление сжатия/распаковки, кодирования/декодирования данных, перенаправления запросов другому сетевому ресурсу. Уровень приложения (Application layer). Передача служебной информации, предоставление приложениям информации об ошибках, формирование запросов к уровню представления.
Стек протоколов TCP/IP. Отличия модели DOD (или TCP/IP) от сетевой модели OSI. Плюсы и минусы моделей OSI и DOD. Принципы работы интернет-протоколов TCP/IP. Функции протоколов TCP и IP. Преимущества сети с протоколами TCP/IP. Стандартные номера серверных приложений. Комбинация IP адреса и номера порта (сокет). Схема «клиент-сервер». Программа-клиент и программа-сервер.
5.Адресация в компьютерных сетях (2 часа)
Основными типами адресов являются следующие: MAC-адрес (физический или аппаратный), IP-адрес (сетевой), символьный адрес (обычное имя компьютера или полное доменное имя), URL (универсальный указатель ресурсов). Соответствие MAC-адреса сетевому интерфейсу компьютера. Назначение физического адреса каждому интерфейсу компьютера. Использование MAC-адреса на физическом и канальном уровнях, т. е. в «однородной» среде. Использование сетевого адреса (IP-адрес) в сетях TCP/IP при обмене данными на сетевом уровне. Причины конфликта адресов. Маска - набор из четырех октетов, разделенных между собой точками. Деление большой сети на подсети для обеспечения повышенной безопасности и разграничения доступа к ресурсам различных подсетей. Определение IP-адреса и маски подсети компьютера, подключенного к локальной сети или интернет. Внешние и внутренние IP-адреса. Статические и динамические IP-адреса. Служба DHCP.
NetBIOS имена и полные доменные имена компьютеров. Определение NetBIOS-имени компьютера. Доменное имя компьютера: имя хоста (webserver), имя домена компании (ibm), имя домена страны (например, ru – Россия) или имя одного из специальных доменов, обозначающих принадлежность домена организации к одному из профилей деятельности (com, gov, edu).
6. Маршрутизация в компьютерных сетях (2 часа)
Деление сообщения на пакеты. Маршрут. Статические и динамические маршруты. Маршрутизация. Специализированное программное обеспечение для обработки IP-пакетов. Специализированные устройства. Программные и аппаратные маршрутизаторы. Коммутационная матрица. Маска - число, используемое в паре с IP-адресом. Двоичная запись маски. Маски стандартных классов сетей. Поразрядная конъюнкция. Свойства поразрядной конъюнкции. Алгоритм определения адреса сети.
7. Определение адреса сети (2 часа)
Повторение: компьютерная сеть - совокупность узлов и каналов связи; разделение большой сети на несколько маленьких подсетей для упрощения маршрутизации. Все адреса, используемые в современных компьютерных сетях – это 32-разрядные двоичные числа. Предназначение маски. Адрес_сети = адрес_узла & маска.
Алгоритм вычисления адреса сети.
Практическое занятие по формированию навыков вычисления адреса сети: разбор заданий по определению адреса сети, выполнение проверочной работы.
8. Определение номера компьютера (узла) (2 часа)
Повторение необходимых понятий. Алгоритм вычисления номера компьютера в сети.
Практическое занятие: разбор заданий по определению номера компьютера, выполнение самостоятельной работы с проверкой ответа.
9. Определение количества теоретически возможных адресов (2 часа)
Идентификация устройств в сети. Хост. Идентификатор хоста. Функции номера сети и идентификатора хоста. Количество разрядов в номере сети. Максимально возможное число хостов. Количество подсетей. Количество хостов (узлов) в подсети. Алгоритм определения количества теоретически возможных адресов.
Практическая работа: разбор заданий по определению количества теоретически возможных адресов, выполнение самостоятельной работы с проверкой ответа.
10. Зачет по курсу «Компьютерные сети» (3 часа)
Зачетная работа должна содержать основные идеи всех тем курса и может быть представлена в следующем виде.
Чайнворд, состоящий из терминов курса и содержащий не менее 20 слов; представляется в формате. xls (.xlcx) или в виде исполняемого файла какой-либо среде программирования – оценка 5. Web-сайт или презентация по основным разделам курса. Презентация должна содержать не менее 25 слайдов.Оценка определяется полнотой отражения изученного материала и соответствием требованиям.
Критерии оценки web-сайта
№ | Критерии оценивания | Баллы |
1 | Содержание | 50 |
1.1 | Полнота раскрытия темы | 25 |
1.2 | Грамотность и логичность изложения | 5 |
1.3 | Стиль изложения (текст легко читается) | 5 |
1.4 | Соответствие текста литературным нормам языка | 5 |
1.5 | Источники информации | 5 |
1.6 | Наличие информации об авторе | 5 |
2 | Технологичность | 20 |
2.1. | Простота и понятность навигации | 10 |
2.2 | Рациональное использование площади экрана | 10 |
3 | Дизайн | 30 |
3.1 | Единство стиля оформления | 15 |
3.2 | Качество графики, читаемость надписей на кнопках | 15 |
Максимальное количество баллов | 100 |
Критерии оценки презентации
№ | Критерии оценивания | Баллы |
1 | Полнота раскрытия темы | 25 |
2 | Наличие титульной страницы | 5 |
3 | Ясная и логическая структура изложения материала, грамотность изложения | 20 |
4 | Единство стиля оформления, цветовая гамма | 15 |
5 | Оптимальное количество текстовой информации на слайдах | 10 |
6 | Оптимизация графических объектов по формату и размеру | 10 |
7 | Оптимальность использования анимационных эффектов | 10 |
8 | Источники информации | 5 |
Максимальное количество баллов | 100 |
Распределение разделов курса по часам
Тема | Количество часов |
1. Виды компьютерных сетей | 1 |
2. Топология локальных сетей | 1 |
3. Классификация протоколов компьютерных сетей | 1 |
4. Протокол TCP/IP | 1 |
5. Адресация в компьютерных сетях | 2 |
6. Маршрутизация в компьютерных сетях | 2 |
7. Определение адреса сети | 2 |
8. Определение номера компьютера | 2 |
9. Определение количества теоретически возможных адресов | 2 |
10. Зачет по курсу «Компьютерные сети». | 3 |
Итого | 16 |
