Комп'ютерні мережі та алгоритми передачі даних
Спеціальність: Прикладна математика та інформатика
Код дисципліни: 6.113.04.E.059
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Прикладна математика
Лектор: Алєксєєв Владислав Ігорович, к.т.н., доц.
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
ЗК3 – базові знання в області інформаційних технологій, алгоритмів та їх програмної реалізації, необхідні для освоєння професійно-орієнтованих дисциплін.
ЗК5 – здатність до застосування знань на практиці.
ЗК8 – мати навички розроблення та управління проектами.
ЗК12 – уміння працювати як індивідуально, так і в команді.
ЗК13 – уміння ефективно спілкуватися на професійному та соціальному рівнях.
ЗК15 – потенціал до подальшого навчання.
фахові компетентності:
ФК2 – базові знання наукових понять, теорій та методів, необхідних для розуміння принципів збору, обробки та збереження інформації, розробки та програмної реалізації побудованих алгоритмів.
ФК4 – здатність використовувати та впроваджувати нові технології, брати участь в модернізації систем та комплексів з метою підвищення їх ефективності.
ФК6 – здатність застосовувати професійно-профільовані знання та практичні навички для розв’язання типових задач спеціальності, а також експлуатації програмно-інформаційних комплексів.
Результати навчання: В результаті вивчення дисципліни студенти повинні:
– знати: основоположні поняття паралельних обчислень; ключові елементи комп’ютерних мереж; мережеві протоколи передачі даних; технології побудови розподілених комп’ютерних систем та обчислювальних кластерів: PVM, MPI, CORBA.
– вміти: правильно використовувати паралелізм різних рівнів; проектувати та розробляти програмне забезпечення із використанням багатопотокової архітектури, міжпроцесної взаємодії, мережевого обміну даними із застосуванням сокетів та альтернативних технологій різних операційних систем; проектувати програмне забезпечення із застосуванням принципів технологій PVM, MPI та CORBA.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
1. Програмування ч.1, ч.2. (1, 2 сем.)
2. Об’єктно-орієнтоване та системне програмування (3 сем.)
3. Архітектура комп’ютерів та мереж
(3 сем.)
4. Програмування WEB-додатків ч.1, ч.2 (4, 5 сем.)
5. Бази даних та організація надвеликих баз (5 сем.)
Кореквізити:
1. Промислова розробка програмних продуктів (8 сем.)
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Комп’ютерні мережі та алгоритми передачі даних» є складовою освітньо-професійної програми підготовки фахівців за першим рівнем вищої освіти «бакалавр» галузі знань 11 «Математика та статистика» зі спеціальності 113 «Прикладна математика» за освітньою програмою «Прикладна математика та інформатика». Дана дисципліна є вибірковою. Викладається в другому семестрі 3-го курсу (6-й навчальний семестр) в обсязі – 150 год. (5 кредитів ECTS) зокрема: лекції – 15 год., лабораторні заняття – 30 год., самостійна робота – 105 год. Завершується дисципліна – іспитом.
У межах дисципліни розглядаються сучасні підходи до побудови і використання розподілених обчислювальних систем із застосуванням методів паралельного і розподіленого програмування. Зокрема, вивчаються основоположні поняття паралельних обчислень; ключові елементи комп’ютерних мереж; мережеві протоколи передачі даних; технології побудови розподілених комп’ютерних систем та обчислювальних кластерів: PVM, MPI, CORBA. На лабораторних заняттях студенти набувають навичок правильно використовувати паралелізм різних рівнів; проектувати та розробляти програмне забезпечення із використанням багатопотокової архітектури, міжпроцесної взаємодії, мережевого обміну даними із застосуванням сокетів та альтернативних технологій різних операційних систем; проектувати програмне забезпечення із застосуванням принципів технологій PVM, MPI та CORBA.
Опис: 1. Вступ до дисципліни. Уявлення про паралелізм.
2. Основи мережевого програмування у ОС Windows
3. Проблеми паралельного і розподіленого програмування
4. Моделі створення і функціонування потоків
5. Синхронізація паралельно виконуваних задач
6. Бібліотеки C++ для управління процесами та потоками
7. Побудова ПЗ на базі технології CORBA
8. Побудова ПЗ на базі технології PVM
9. Побудова ПЗ на базі технології MPI
Методи та критерії оцінювання: Лабораторні роботи – 30, у т.ч.:
- ЛР №1–5 – по 6 балів кожна ЛР
Завершене виконання проекту – 5 балів
Контрольні роботи у ВНС – 10 балів
Екзаменаційний контроль – 55 балів
Критерії оцінювання результатів навчання: Навчальна дисципліна, завершується семестровим контролем, форма якого передбачена навчальним планом із виставленням семестрової оцінки.
Семестрова оцінка складається із суми балів, передбачених на поточний контроль та контрольне тестування у ВНС. Цю інформацію викладач доводить студентам на першому занятті з навчальної дисципліни.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. A.Tanenbaum. Computer Networks. — 4th edition, 2003.
2. C. Hughes, T. Hughes. Parallel and Distributed Programming Using C++ — 2004.
3. J.Hart. Windows System Programming — 3rd edition, 2005.
4. Thomas Rauber, Gudula Runger. Parallel Programming For Multicore and Cluster Systems – Springer, 2010. – 462 p. – ISBN 978-3-642-04817-3
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).