МР_к_ЛПЗ_по_ОП.01_09.02.02. Методические указания по проведению лабораторно практических занятий по оп. 01. Основы теории информации для специальности 09. 02. 02 Компьютерные сети
 Скачать 1.36 Mb.
|
|
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ «КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ № 54» ИМЕНИ П.М.ВОСТРУХИНА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ по ОП. 01. Основы теории информации для специальности: 09.02.02 Компьютерные сети Москва 2015
Разработал: Ф.И.Казиханов, преподаватель ГБПОУ Колледж связи №54 Предисловие Назначение методических указаний Требования к знаниям и умениям студентов при проведениилабораторно-практических занятий по дисциплине Правила проведения лабораторно – практических занятий Этапы выполнения лабораторных(практических)работ Тематика лабораторных (практических) работ и задания к ним Список литературы, необходимой для подготовки к проведению и защите лабораторных (практических) работ Предисловие Назначение методических указаний Данные методические указания предназначены для закрепления теоретических знаний, полученных в рамках лекционного курса, и приобретения необходимых практических навыков и умений в решении профессиональных задачна базе компьютерных технологий с применением соответствующих методических средств по программе ОП.01 «Основы теории информации» специальности 09.02.02 Компьютерные сети. В сборнике содержатся методические указания по выполнению следующих лабораторных и практических работ: Практическая работа №1. Способы хранения обработки и передачи информации Практическая работа № 2.Поиск энтропии случайных величин. Лабораторная работа №1.Измерение количества информации. Практическая работа № 3. Применение теоремы отчетов. Практическая работа №4. Расчет вероятностей Лабораторная работа №2. Выполнение расчетов по теореме отчетов. Лабораторная работа №3. Определение пропускной способности дискретного канала. Лабораторная работа №4. Составление закона распределения вероятностей. Практическая работа №5. Практическое применение различных алгоритмов сжатия. Лабораторная работа №5. Сравнение и анализ архиваторов. Практическая работа №6. Практическое применение алгоритмов кодирования. Лабораторная работа № 6. Кодирование информации. Лабораторная работа №7. Декодирование информации. Практическая работа №7.Практическое применение криптографии. Лабораторная работа №8. Изучение и сравнительный анализ методов шифрования. Требования к знаниям и умениям студентов при проведении лабораторно-практических занятий по дисциплине При выполнении лабораторных (практических)работ обучающийся долженуметь: применять закон аддитивности информации; применять теорему Котельникова; использовать формулу Шеннона. При выполнении лабораторных (практических)работ обучающийся должензнать: виды и формы представления информации; методы и средства определения количества информации; принципы кодирования и декодирования информации; способы передачи цифровой информации; методы повышения помехозащищенности передачи и приема данных, основы теории сжатия данных. ОК и ПК, которые актуализируются при проведении лабораторно-практических занятий: ОК1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес; ОК2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество; ОК4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; ОК8 Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития. Заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации; ОК9 Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности; ПК1.3Обеспечивать защиту информации в сети с использованием программно-аппаратных средств; ПК2.1Администрировать локальные вычислительные сети и принимать меры по устранению возможных сбоев; ПК 2.2 Администрировать сетевые ресурсы в информационных системах; ПК 3.2 Проводить профилактические работы на объектах сетевой инфраструктуры и рабочих станциях Правила проведения лабораторно – практических занятий Студент должен подготовить ответы на теоретические вопросы к ЛПЗ; Перед началом каждой работы проверяется готовность студента к ЛПЗ; После выполнения лабораторной(практической)работы студент должен представить отчет о проделанной работе с обсуждением полученных результатов и выводов; Студент, пропустивший ЛПЗ по уважительной или неуважительнойпричинам, обязан выполнить работу в дополнительно назначенное время. Оценка за работу студенту выставляется с учетом предварительной подготовки к работе, доли самостоятельности при ее выполнении, точности и грамотности оформления отчета по работе. Этапы выполнения лабораторных (практических) работ 3.1. Постановка задачи работы На первом занятии со студентами проводится общая постановка задач. Преподаватель может давать необходимые пояснения по методике предстоящих лабораторных (практических) работ. После ознакомления с программным комплексом преподаватель проводит постановку задачи конкретного лабораторного или практического занятия. Здесь разъясняется группе студентов содержание и объем конкретной лабораторной (практической)работы. Прежде всего, формулируются цели, задачи, основные этапы работы, последовательность и ход решения. Определяются содержание и форма представления результатов работы. Проводится инструктаж поОхране труда с записью в журнал. 3.2. Ознакомление студента с содержанием и объемом работы. На этом этапе студент должен тщательно изучить содержание и объем предстоящей работы. Если постановка задачи недостаточно ясна, он может обратиться к преподавателю за дополнительными разъяснениями. Затем студент приступает к выполнению задания лабораторной (практической)работы. 3.3. Порядок выполнения работы. Студент включает ПК и, при необходимости, запускает соответствующую программу. В соответствии с установленной последовательностью этапов работы студент выполняет объем работ, предусмотренных заданием. При условии выполнения полного объема работы студент проверяет правильность результатов и предъявляет преподавателю результаты работы, выведенные на монитор. В случае замеченных ошибок, студент принимает меры к их исправлению и затем снова предъявляет результаты преподавателю для контроля и приема результатов работы. Если в работе ошибок не содержится, то приступает к составлению и оформлению отчета по работе. 3.4. Регистрация результатов и оформление отчета по работе. По мере того, как выполняются этапы лабораторной (практической)работы, студент регистрирует все результаты своей работы в собственном файле. Этот файл в будущем должен быть оформлен как отчет студента по работе. Файл должен храниться в папке соответствующего студента. На основе полученных результатов составить соответствующий отчет и сдать его преподавателю. Отчет по каждой лабораторной (практической)работе составляется по следующей обобщенной структуре: Наименование идентифицирующих признаков: «Отчет по лабораторной (практической) работе №_____ по теме (наименование темы)». Студента (указываются фамилия и инициалы, курс, группа). Цель работы. Формулируется в соответствии с содержанием раздела «Цельработы», соответствующей лабораторной (практической) работы. Методика работы. Определяется в соответствии с указанной выше формулировкой и при необходимости уточняется в зависимости от содержания конкретной лабораторной (практической) работы. Этапы выполнения работы. Приводятся номера и наименования этапов работы, указанные выше. Последовательно по каждому из этапов приводится характеристика содержания выполненных по этапу работ. Ответы на контрольные вопросы приводятся во всех лабораторных (практических) работах. Выводы по работе. К этой части работы студент должен быть особенно внимательным. Формулируются выводы теоретического и практического характера о выполненной лабораторной (практической) работе. Обычно выводы излагаются последовательно по каждому из этапов работы (отчета) – 1-2 вывода. Выводы формулируются в сжатой и четкой форме. Вывод должен содержать сжатую мысль о выполненном этапе работы, как результат аналитической переработки содержания выполненного этапа. Не следует указывать в выводах содержание и объем выполненных работ. Текст отчета должен быть изложен лаконично и вместе с тем информативно с соблюдением правил грамматики. В конце отчета может быть указана литература, которую студент применил в лабораторной (практической) работе. Библиографические описания литературных источников должны быть оформлены в соответствии с ГОСТ 7.1-84. Правила библиографического описания документации. 3.5. Заключительная часть лабораторной (практической) работы. После окончания составления отчета студент проверяет его правильность и устраняет ошибки. При условии отсутствия ошибок предъявляет экранный отчет преподавателю. Преподаватель читает текст отчета и принимает его. При условии замеченных ошибок преподаватель указывает студенту на эти ошибки. После этого студент исправляет ошибки и повторно предъявляет отчет преподавателю. После завершения полного объема работ, исправления ошибок по замечаниям преподавателя, сохраняет отчет, выходит из системы и выключает компьютер. Тематика лабораторных и практических работ и задания к ним Практическая работа №1 Тема: Способы хранения, обработки и передачи информации. Цель: научиться сохранять, обрабатывать и передавать данные при помощи технических средств информации. Время выполнения: 2 часа Оборудование: ПК, сканер, фотоаппарат, микрофон, диск. Раздаточный материал: инструкционно – технологическая карта для сканирования фотографии. Программное обеспечение: операционная система, программа для работы с видеоинформацией. Теоретические основы 1. Технологии сбора и хранения информации Сбор предполагает получение максимально выверенной исходной информации и является одним из самых ответственных этапов в работе с информацией, поскольку от цели сбора и методов последующей обработки полностью зависит конечный результат работы всей информационной системы. Технология сбора подразумевает использование определенных методов сбора информации и технических средств, выбираемых в зависимости от вида информации и применяемых методов ее сбора. На заключительном этапе сбора, когда информация преобразуется в данные, т. е. в информацию, представленную в формализованном виде, пригодном для компьютерной обработки, осуществляется ее ввод в систему Для сбора данных необходимо сначала определить технические средства, позволяющие осуществлять сбор быстро и высококачественно и поддерживающие операции ввода информации и представления данных в электронной форме.  2. Технологический процесс обработки информации Технологический процесс обработки информации — есть строго определенная последовательность взаимосвязанных процедур, выполняемых для преобразования первичной информации с момента ее возникновения до получения требуемого результата. Технологический процесс призван автоматизировать обработку исходной информации за счет привлечения технических средств базовой информационной технологии, сократить финансовые и трудовые затраты, обеспечить высокую степень достоверности результатной информации. Для конкретной задачи той или иной предметной области технологический процесс обработки информации разрабатывается индивидуально. Совокупность процедур зависит от следующих факторов: • характер и сложность решаемой задачи; • алгоритм преобразования информации; • используемые технические средства; • сроки обработки данных; • используемые системы контроля; • число пользователей и т. д. В общем случае технологический процесс обработки информации включает процедуры.  3. Способы обработки информации Современные информационные технологии позволяют обрабатывать информацию централизованным и децентрализованным (т. е. распределенным) способами. Централизованный способ предполагает сосредоточение данных в информационно-вычислительном центре, выполняющем все основные действия технологического процесса обработки информации. Основное достоинство централизованного способа — сравнительная дешевизна обработки больших объемов информации за счет повышения загрузки вычислительных средств. Децентрализованный способ характеризуется рассредоточением информационно-вычислительных ресурсов и распределением технологического процесса обработки информации по местам возникновения и потребления информации. Достоинством децентрализованного способа является повышение оперативности обработки информации и решения поставленных задач за счет автоматизации деятельности на конкретных рабочих местах, применения надежных средств передачи информации, организации сбора первичных документов и ввода исходных данных в местах их возникновения. Децентрализованный способ обработки информации может быть реализован автономным или сетевым методом. При автономной обработке информации передача документов и данных на электронных носителях осуществляется по почте либо курьером, а при сетевой — через современные каналы связи. На практике применяют смешанный способ обработки информации, для которого характерны признаки двух способов одновременно (централизованный с частичной децентрализацией или децентрализованный с частичной централизацией). 4. Режимы обработки информации на компьютере Вычислительные средства участвуют в процессе обработки информации в двух основных режимах: пакетном или диалоговом. В случае, когда технология обработки информации на компьютере представляет собой заранее определенную последовательность операций, не требующую вмешательства человека, и диалог с пользователем отсутствует, информация обрабатывается в так называемом пакетном режиме. Суть его состоит в том, что программы обработки данных последовательно выполняются под управлением операционной системы как совокупность (пакет) заданий. Операционная система обеспечивает ввод данных, вызов требуемых программ, включение необходимых внешних устройств, координацию и управление технологическим процессом обработки информации. Задачи, решаемые в пакетном режиме, характеризуются следующими свойствами: • алгоритм решения задачи формализован, вмешательства пользователя не требуется; • наличие большого объема входных и выходных данных, в основном хранящихся на устройствах хранения информации (например, жестких дисках компьютеров); • расчет выполняется для большинства записей входных файлов; • длительное время решения задачи — как правило, обусловлено большими объемами обрабатываемых данных; • регламентность — задачи решаются с заданной периодичностью. Пакетный режим возник первым и широко использовался с середины XX в., когда обработка информации на ЭВМ осуществлялась в специально создаваемых вычислительных центрах. Заказчики подготавливали исходные данные (обычно на перфокартах или перфолентах) и отправляли их в вычислительный центр, где данные обрабатывались и результаты обработки возвращались заказчику. С развитием персональных ЭВМ (начиная с 80-х гг. прошлого века) обработка данных стала осуществляться, в основном, непосредственно потребителями, поэтому в настоящее время пакетный режим используется достаточно редко. Сегодня более распространен диалоговый режим, когда необходимо непосредственное взаимодействие пользователя с компьютером и на каждое свое действие пользователь получает немедленные ответные действия компьютера. Диалоговый режим позволяет пользователю интерактивно управлять порядком обработки информации и получать результатные данные в виде необходимых документов либо файлов. 5. Технологии передачи и представления информации Информационные процессы невозможны без средств передачи и представления информации, поскольку зачастую информация требуется в месте, территориально удаленном от источника ее возникновения, и должна быть представлена в виде символов, образов и сигналов, пригодных для восприятия потребителем. Современные средства связи способны передавать информацию в любой форме: телефонные, телевизионные, телеграфные сообщения, массивы данных, печатные материалы, фотографии и т. д. В соответствии со спецификой передаваемых сообщений организуется канал передачи информации — совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигналов от источника к потребителю. Основная характеристика канала передачи — скорость передачи информации, а ее предельно допустимое значение называют емкостью канала, которая ограничивается шириной полосы канала и шумом. Канал связи соединяет передатчик и приемник с помощью линии связи, которая может быть проводной, кабельной, радио, микроволновой, оптической или спутниковой. Примерами линий связи являются телефонные и вычислительные сети, сети телевизионного и радиовещания, мобильной связи, спутниковые технологии передачи данных. В современных цифровых системах связи функции передатчика и приемника выполняет модем. Основное достоинство передачи информации в цифровой форме заключается в возможности использования кодированных сигналов, обеспечения защиты информации и наилучшего способа приема. Для представления переданной или хранимой информации потребителю используются процессы воспроизведения и отображения. Воспроизведение информации — это процесс, при котором ранее записанная на носителе информация считывается устройством воспроизведения. Отображение информации — есть представление информации, т. е. генерация сигналов на основе исходных данных, а также правил и алгоритмов их преобразования в форме, приемлемой для непосредственного восприятия человеком. Потребителем информации наиболее часто выступает человек, и для принятия решений ему необходимы результаты обработки информации. Тем не менее человек не способен ощутить машинное представление информации, а может воспринимать ее лишь органами чувств (органами зрения, слуха, осязания, обоняния и т. д.), поэтому для организации взаимодействия человека с информационными моделями объектов информационная система должна быть наделена специальными средствами отображения данных. Поскольку зрение используется для восприятия информации наиболее активно, то средства отображения в современных ИС должны представлять информацию в лучшей форме для визуального наблюдения. Заметим, что мультимедиа-системы позволяют также представлять информацию в форме аудио- и видеосигналов, однако для управленческих информационных систем наиболее характерно отображение информации в текстовой и графической форме, что осуществляется за счет использования мониторов и печатающих устройств (например, принтеров, плоттеров). Прежде чем, например, на мониторе, появится информация в доступной для человека форме, компьютером будет автоматически осуществлена следующая последовательность операций: • преобразование данных, представленных в машинной форме, в вид, приемлемый для экранного отображения; • согласование формы представления данных с параметрами монитора; • воспроизведение в соответствии с возможностями воспроизводящего устройства (т. е. в данном примере — монитора). 6.Инструкционно-технологическая карта для сканирования фотографий Перед началом работы положите фотографию на стекло сканера, лицом вниз. Для того чтобы отсканировать фотографию воспользуйтесь «Мастером работы со сканером» или используйте программное обеспечение поставляемое производителем вашего сканера. Мы рассмотрим пример сканирования фотографии посредством «Мастера работы со сканером». Для запуска мастера войдите в меню Пуск → Настройки → Панель управления → Сканеры и камеры → Выберите модель вашего сканера и нажмите дважды. В появившемся окне (см. рис.1) выберите «Особые параметры» и нажмите кнопку «Настроить»   Рисунок 1Рисунок 2 В появившемся окне (см. рис. 2) выберите «Разрешение (DPI)» - 300, «Тип изображения» - Цветной снимок и нажмите кнопку ОК, вы попадете в предыдущее меню в котором необходимо нажать кнопку «Просмотр» (см. рис. 1)У вас на экране появится предварительный просмотр изображения с вашего сканера (см.рис. 3)   Рисунок 3 Рисунок 4 Для того чтобы отсканировать фотографию правильно необходимо выбрать область сканирования (выделена пунктирной линией) как показано на рис. 4, в противном случае сканер кроме фотографии туриста отсканирует также и всю плоскость стекла, в результате чего в визе туриста вместо фотографии будет напечатан белый лист, такая визу будет считаться недействительной! После того как вы выбрали область сканирования нажмите кнопку «Далее», в появившемся окне укажите название файла, выберите формат файла JPG и укажите папку для сохранения фотографии, после чего нажмите кнопку «Далее». Порядок выполнения работы 1. Создание досье группы. Заранее заготовить материал: фотографии, текст. 2. Сфотографировать своих однокурсников. 3. Включить компьютер. 4. Создать общую папку на сервере. 5. Сканировать фотографии и сохранить в общую папку. 6. Включить текстовый редактор. Создать титульный лист с общей фотографией и названием группы: специальность и год. 7. Оформить каждый лист на одного человека. Записать данные: дата рождения, номер школы, хобби. 8. Сохранить данные на жесткий диск в свою папку под именем досье группы. Отчет Отчет должен быть оформлен в текстовом редакторе и содержать: наименование работы; цель работы; задание; последовательность выполнения работы; ответы на контрольные вопросы; вывод о проделанной работе. Контрольные вопросы 1. Что такое сбор информации и каково его предназначение? 2. Что понимается под технологией сбора информации? 3. Чем отличаются понятия «информация» и «данные»? 4. Назовите основные требования к сбору данных и к хранимым данным. 5. Перечислите основные средства сбора текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Какие еще средства сбора информации вам известны? 6. Какие еще методы сбора данных вам известны? 7. В чем заключается процедура хранения информации? 8. Перечислите основные требования к структурам хранения. 9. Что такое база данных? 10. В чем различие между базой и банком данных? 11. Что такое резервное копирование и для чего оно осуществляется? 12. Что такое архивное копирование и в чем его отличие от резервного копирования? 13. Что такое базовая информационная технология? 14. В чем заключается различие между централизованным идецентрализованным способами обработки информации? 15. Какие режимы обработки информации вам известны? |