Методические указания. +Му к практ.работам всс. Методические указания к практическим работам по дисциплине Вычислительные системы и сети Специальность 5В070200 Автоматизация и управление

• Название: Методические указания к практическим работам по дисциплине Вычислительные системы и сети Специальность 5В070200 Автоматизация и управление
• Анкор: Методические указания
• Дата: 21.01.2023
• Размер: 0.98 Mb.
• Имя файла: +Му к практ.работам всс.doc
• Тип: Методические указания; #897134
• страница: 1 из 10

Екибастузский инженерно-технический институт

им. академика К.И. Сатпаева

Кафедра «Автоматизация и информационные системы»


«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по УМР

__________М.Ж. Турсунов

«___»_____________20__ г.




МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ
по дисциплине «Вычислительные системы и сети»
Специальность: 5В070200 - «Автоматизация и управление»
Форма обучения: очная

Екибастуз – 2019 г.
Составители:

Профессор, к. ф.-м. н. Ст. преподаватель

____________

Беркуцкий В.Я. Курманова Б.Т.

^{(должность, звание) (подпись) (Фамилия И.О.)}

Рекомендованы на заседании кафедры «Автоматизация и информационные системы»

Протокол № ___ «__» ____________ 20___ г.

Заведующий кафедрой: к.т.н., доцент

Акишев Т.Б.

Одобрены учебно-методическим советом инженерно-экономического факультета
Протокол №___ «___» __________ 20___ г.
Председатель: _______________________ М.Ж. Турсунов


Офис: ул. Энергетиков, 54, ауд. № 25А

Тел: [phone]

Е- mail: [e-mail]

СОДЕРЖАНИЕ

Практическая работа№1 4

Представление информации в вычислительных комплексах 4

1.1 Двоичные числа 4

1.2 Шестнадцатеричные числа 7

В то время как процессор и другие устройства ЭВМ используют только двоичное представление информации, такое представление очень неудобно для человека, который анализирует содержимое памяти ЭВМ. Введение шестнадцатеричных чисел значительно облегчает эту задачу. 7

6А 8

4В 8

1.3 Представление текстовой информации 8

1.4 Представление звуковой информации 10

12

Практическая работа№2 13

Память. Конвейерная и многопроцессорная обработка информации в ЭВМ 13

Практическая работа№3 18

Принципы систолической обработки информации 18

Операция поиска вхождений с помощью линейной систолической структуры 18

Операция умножения квадратных матриц с помощью прямоугольной систолической матрицы. 19

Практическая работа№4 21

Получение информации о сетевых настройках локального компьютера 21

Практическая работа№5 22

Тестирование сети TCP/IP 22

22

Практическая работа№6 23

Использование основных команд протокола TCP/IP, применяемых в ОС Windows 23

Практическая работа№7 25

Использование утилит ping и tracert 25

8. Оформить отчет по лабораторной работе. 25

Практическая работа№8 26

Организация файлового обмена в сетях Microsoft Windows 26

Практическая работа№9 28

Доступ к удаленному компьютеру по протоколу telnet 28

Практическая работа№10 37

Установка и настройка Веб-сервера Apache под Windows. 37

Практическая работа№11 39

Средства анализа защищенности сетевых сервисов на примере следующих программ Shadow Security Scanner, LANguard Network Security Scanner, xShares scanner 39

Практическая работа№12 45

Разработка локальной вычислительной сети 45

Практическая работа№1

Представление информации в вычислительных комплексах

1.1 Двоичные числа

Чтобы сделать ВС более надежными и простыми, их аппаратура строится из простейших электронных схем, которые могут находиться только в двух состояниях. Одно из них обозначается 0, а другое – 1. Такая схема предназначена для длительного или краткого хранения самой мелкой единицы информации – бита (от «BInary digiT» – двоичная цифра).

Любое число можно представить в виде цепочки битов. Такое представление числа называется двоичным числом. Цепочка из восьми битов называется байтом (рисунок 1).

10011011
старший бит (бит 7) младший бит (бит 0)

Рисунок 1 - Пример байта

Величина двоичного числа определяется относительной позицией каждого бита и его значением. Позиционный вес младшего бита 2^о = 1(10). 1(10) – единица в десятичной системе счисления. Следующий бит имеет вес 2¹ = 2(10). Вес любой позиции получается удвоением веса предыдущей позиции (рисунок 2).

7 6 5 4 3 2 1 0 позиция

2⁷ 2⁶ 2⁵ 2⁴ 2³ 2² 2¹ 2⁰

128 64 32 16 8 4 2 1 вес

Рисунок 2 - Веса позиций байта

Для преобразования десятичного числа в двоичное надо сделать ряд вычитаний. Каждое вычитание даст значение одного бита. Прежде всего, вычтите из десятичного числа наибольший возможный двоичный вес и запишите 1 в эту позицию бита. Затем из результата вычтите новый наибольший возможный двоичный вес и запишите 1 в эту новую позицию бита. Так - до получения нулевого результата. Например, преобразование числа 50 в двоичное:

_ 50

32. 
    (бит 5 = 1)
    

_18

16. 
    (бит 4 = 1)
    

_2

2. 
   (бит 1 = 1)
   

0

Записывая 0 в остальные позиции битов (биты 0,2,3) получаем окончательный результат: 110010.

Для выполнения обратного преобразования следует сложить десятичные веса тех позиций, в которых стоит 1:

32 (бит 5) + 16 (бит 4) + 2 (бит 1) = 50

Байт может представлять десятичные положительные числа от 0 (00000000) до 255 (11111111). Память ЭВМ состоит из блоков памяти по 1024 байта. Число 1024 есть 2¹⁰. Число 1024 имеет стандартное обозначение К. Следовательно, ЭВМ, имеющая 48 К памяти, содержит 48 x 1024 = 49152 байта.

Машинным словом будем называть битовую строку длиной 16 битов. Одно слово содержит 2 байта (рисунок 3).

Каждый бит слова имеет свой вес (рисунок 4). Просуммировав все веса, найдем максимальное целое число без знака, которое можно записать в одно слово, оно равно 2¹⁶ – 1 = 65535.

Двоичное содержимое байта или слова может рассматриваться (интерпретироваться) как число без знака и как число со знаком. Число без знака занимает все 16 битов слова или 8 битов байта. Оно может быть только положительным. Просуммируем два таких числа:

00111100 60

+ 00110101 + 53

01110001 113

Если слово (байт) содержит число со знаком, то в старшем бите содержится знак ( 0 есть +, 1 есть - ), а оставшиеся 15 или 7 битов содержат само число.

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0



старший байт младший байт
Рисунок 3 - Структура машинного слова
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

1

1

1

1

1

1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

128 64 32 16 8 4 2 1

256

512

1024

2048

4096

8192

16384

32768 Рисунок 4- Веса позиций слова

Отрицательное число хранится в дополнительном коде. Для получения дополнительного кода числа из его абсолютного значения используется следующее правило:

1. 
   все биты числа (в том числе и знаковый) инвертируются;
   
2. 
   к полученному числу прибавляется 1. Например, получим дополнительный код числа –65.
   

65(10) = 01000001(2)

10111110

+ 1

10111111 = -65(10)

Для получения абсолютного значения отрицательного числа повторяют эти же самые два действия. Например:

-65(10)= 10111111

01000000

+ 1

01000001 = 65(10)

Сумма +65 и –65 должна составить ноль:

01000001 (+65)

+ 10111111 (-65)

00000000

В данном примере у нас произошли два интересных переноса: 1) в знаковый (7-й) разряд; 2) за пределы байта. Первая единица переноса обрабатывается как обычно, а вторая теряется. Оба переноса считаются правильными.

Вычитание двух положительных чисел заменяется суммированием первого числа с дополнением второго. Таким образом, как суммирование, так и вычитание выполняет одно и то же аппаратное устройство – сумматор. Кроме этого достоинства использование дополнения имеет еще одно - число ноль имеет единственное представление, т.е. нет двух нулей – положительного и отрицательного.

Приведем целые числа в окрестностях 0:

+ 3 00000011

+ 2 00000010

+ 1 00000001

0 00000000

- 1 11111111

- 2 11111110

- 3 11111101

Отсюда видно, что нулевые биты в отрицательном двоичном числе фактически определяют его величину: рассмотрите весовые значения нулевых битов, как если бы это были единичные биты, сложите эти значения и прибавьте 1.