1.
Пояснительная
записка
1.1
По своей направленности программа является
научно-технической.
По уровню усвоения – профориентированной.
1.2
Актуальность и новизна
Одной из задач дополнительного образования является содействие
воспитанию нового поколения, отвечающего по своему уровню развития и образу жизни условиям информационного общества. Для этого учащимся
дополнительного образования предлагается
осваивать элементы инженерно-технической деятельности. Ознакомиться и
приобщиться к современным информационным технологиям, на практике освоить и
закрепить последние достижения науки и техники
в области физики и электротехники. Научиться
на практике работать с электромонтажным инструментом и современными
измерительными устройствами, научиться использовать компьютер для решения
нестандартных прикладных задач.
Данный курс посвящен получению знаний и навыков,
необходимых для создания
локальных
сетей, а так же служит базой последующим курсам специализации «Основы построения компьютерных сетей».
В настоящее время задача объединения нескольких компьютеров в сеть, даже для
домашнего использования, становится все более актуальной. Количество сервисов,
предоставляемых глобальной сетью Интернет возрастает, а технологии беспроводной
связи находят все большее применение. Чтобы эффективно использовать современные
сетевые службы и технологии становится недостаточно знаний на уровне
пользователя ПК.
В рамках специализации «Основы построения компьютерных сетей» производится подготовка
начинающих сетевых администраторов, которые являются специалистами в области
администрирования как локальных, так и глобальных вычислительных сетей.
Администрирование (иначе управление сетью) необходимо для обеспечения работы
сети, которая в общем случае может состоять из десятков, сотен и тысяч
компьютеров.
Научиться работать с технической документацией, а так
же — искать необходимую информацию, анализировать ее, выявлять в ней факты и
проблемы, самостоятельно ставить задачи.
Обеспечивая
работу сети, сетевой администратор сталкивается с необходимостью выявления и
устранения различных неисправностей в сети, возникающими как на аппаратном, так
и программном уровнях. Для решения этих задач привлекаются знания в области
математики, физики, информатики.
Актуальность. данной программы состоит в том, что она дает
возможность школьникам ознакомить учащихся с разнообразным миром современных
сетевых технологий. изучить основы
достаточно новой и востребованной в современном мире области знаний -
Построение компьютерных сетей и
технологии коммутации, в том числе разработки данная программа нацеливает ребят
на осознанный выбор профессии сетевых
администраторов.
Отличительной
особенностью и новизной данной
образовательной программы является комплексный и всесторонний подход к
изучению такой сложной области как разработка
и построение компьютерных сетей. При
этом приоритетное внимание уделяется практической работе.
1.3
Цели обучения:
¨
Выявление и развитие у школьников творческих
способностей и задатков в информационно-технической области.
¨
Обучение
основам современных ИКТ, в том числе
технологии проектирования и монтажа компьютерных сетей, с ориентацией на
получение профессий, требующих знаний информационно-коммуникационных технологий.
¨
Развитие
личности ребенка, адаптированного к современной жизни, способного к творческому
самовыражению через приобщение его к
технике и компьютерным технологиям.
Для достижения
вышеперечисленных целей, создав комфортную среду для развития личности ребенка,
необходимо решить задачи:
1. Образовательные.
v
Научить планировать свою работу;
v
Научить ребят работать с простейшим инструментом
и оборудованием (отвертка, молоток, обжимные клещи, плоскогубцы, коммутаторы,
сетевые карты, цифровой пробник и т.д.);
v
Научить ребят работать с электронным
оборудованием (измерительным тестором, маршрутизаторами и т.д;
v
Научить ребят работать с электронным оборудованием
(осциллографом, беспроводным оборудованием и т.д;
v
Научить ребят основам схемотехники;
v
Научить приемам, технологии прокладки и
настройки компьютерных сетей;
v
Изучить терминологию компьютерных сетей.
2. Развивающие.
v
Развить у детей элементы технического мышления,
изобретательности, творческой инициативы;
v
Развить навыки конструирования и
рационализаторства;
v
Развить базовые познания в области
электротехники;
v
Развить усердие, терпение в процессе работы и
аналитические способности.
3. Воспитательные.
v
Воспитание творческих и изобретательских
способностей ребят; отвлечение их от улицы с ее негативным влиянием (алкоголизм
и наркомания);
v
Воспитание уважения к труду;
v
Формирование чувства коллективизма,
взаимопомощи;
v
Воспитание воли, чувства самоконтроля,
стремления к победе;
1.4. Возраст детей,
участвующих в реализации данной образовательной программы 12-16 лет. Для начала обучения требуются начальные знания и
навыки по работе с операционной системой персонального компьютера и текстовыми
редакторами.
1.4
Сроки реализации программы
Указанные выше цели могут быть
достигнуты в течение одного года.
1.5
Формы и режим занятий
Форма проведения занятий - групповая.
Занятия проводятся:
¨
2 раза в
неделю по 3 часа (216 часов за год);
Наполняемость учебной
группы:
¨
10 - 12
человек
1.6. Ожидаемые
результаты и способы определения их результативности
К концу 1 года обучения ребята
v
приобретают элементарную политехническую
грамотность (осваивают основы строения компьютерных сетей, электротехники и материаловедения,
знакомятся с приемами и технологиями настроек сетевых адаптеров);
v
приобретают навыки работы с простейшими
инструментами и материалами;
v
приучаются планировать свою деятельность;
v
приобщаются к труду и учатся относиться к нему
уважительно;
v
развивают элементы технического мышления,
изобретательности, творческой инициативы;
v
постигают и приобретают чувство коллективизма,
взаимопомощи;
v
должны
знать:
ü
общие сведения о компьютерных сетях;
ü
основные классификации сетей и сетевые модели;
ü
терминологию;
ü
среды передачи информации;
ü
основы схемотехники;
ü
безопасные приемы работы с оборудованием и
инструментами;
ü
строение сети Ethernet;
ü
приемы и технологии сетевых монтажных работ;
ü
приемы настройки транспортных протоколов сети;
ü
основы конструирования и проектирования сетевых
коммуникаций;
ü
методы работы с системными утилитами
тестирования сети;
ü
технические приемы настройки операционных систем
и сетевых плат;
ü
безопасные приемы работы с сетевым оборудованием;
ü
назначение
маршрутизатора;
ü
протоколы транспортного и прикладного уровней
модели TCP/IP;
ü
приемы настройки транспортных протоколов сети;
ü
методы беспроводного подключения к сети
интернет;
ü
методы подключения к Internet локальных
сетей;
ü
методы работы с системными утилитами
тестирования сети;
ü
знать принципы работы сетевых мостов;
ü
безопасные приемы работы с сетевым оборудованием;
v
должны
уметь:
ü
уметь пользоваться технической документацией к сетевому оборудованию;
ü
разрабатывать типовую планировку компьютерной
сети;
ü
самостоятельно пользоваться специальной
литературой;
ü
работать простейшим инструментом (отвертка,
кусачки, бокорезы, молоток т.д.);
ü
планировать порядок рабочих операций;
ü
доводить начатое дело до конца;
ü
обращаться (при необходимости) за помощью к
товарищам;
ü
выполнять поручения коллектива, работать в
группе.
ü
в ходе приемов тестирования определять причины
неисправностей в компьютерных сетях;
ü
работать в коллективе, адекватно оценивать свое
место в нем;
ü
применять элементы технического мышления,
изобретательности, творческой инициативы;
ü
управлять коммутатором через локальную сеть;
ü
измерять количество информации и скорость работы
информационных каналов.
2.
Учебно-тематический план
I год обучения
|
№п/п
|
Темы
|
Количество
часов
|
|
Теория
|
Практика
|
Всего
|
|
1.
|
Вводное занятие:
|
2
|
-
|
2
|
|
2.
|
Повторение
пройденного материала, на уроках информатики в 7-9 классах
|
|
6
|
6
|
|
3.
|
Общие сведения о
компьютерных сетях.
|
3
|
6
|
9
|
|
4.
|
Классификация сетей.
|
4
|
9
|
13
|
|
5.
|
Сетевые модели
|
2
|
6
|
8
|
|
6.
|
Различные
топологии компьютерных сетей.
|
5
|
10
|
15
|
|
7.
|
Качество
передачи информации в среде
|
4
|
8
|
12
|
|
8.
|
Среды передачи
информации
|
5
|
10
|
15
|
|
9.
|
Сети Ethernet
|
10
|
22
|
32
|
|
10.
|
Адресация в IP
сетях.
|
5
|
10
|
15
|
|
11.
|
Назначение
маршрутизатора.
|
4
|
6
|
10
|
|
12.
|
Установка
и настройка протоколов в сетевых ОС.
|
5
|
10
|
15
|
|
13.
|
Протоколы
транспортного и прикладного уровней модели TCP/IP
|
6
|
12
|
18
|
|
14.
|
Подключение
к сети Internet.
|
8
|
15
|
23
|
|
15.
|
Выпускная работа.
|
-
|
22
|
22
|
|
16.
|
Подведение итогов
|
1
|
-
|
1
|
|
|
Итого:
|
64
|
152
|
216
|
3. Содержание программы I год обучения.
Тема 1. Вводное занятие (2 часа)
Теория (2 часа): Техника безопасности и правила
поведения в коллективе.
Представление об использовании компьютерных сетей.
Знакомство с терминалогией. Компьютер как совокупность аппаратных и программных
средств. Задачи на год.
Тема 2. Повторение пройденного материала, на уроках информатики в 7-9
классах
(6 часов)
Практика (6 часов ): Операционная система Windows
Текстовый процессор MS Word
Электронные таблицы MS EXCEL
Знакомство с Интернет и электронной почтой
Технология создания презентаций POWERPOINT
Тема 3. Общие сведения о
компьютерных сетях. (9 час)
Теория (3 часа): Обзор архитектуры персонального
компьютера. Основное сетевое оборудование и программное обеспечение. Сетевое
взаимодействие.
Практика (6 часов): Работа с электронными тренажерами, монтаж и
демонтаж устройств, входящих в системный блок ПК. Настройка ip адресации на ПК
Тема 4. Классификация сетей.
(13 час)
Теория (4 часа): Основная терминология,
используемая в локальных и глобальных вычислительных сетях. Системы счисления,
используемые при передаче информации в компьютерных сетях. Представление 32
битного двоичного числа в виде четырех октетов, разделенных точками.
Практика (9 часов):
Подключение сетевых периферийных устройств ПК к сети. Выявление неисправностей при
отсутствии физического подключения к локальной сети.
Решение задач на преобразование чисел из двоичной в
десятичную систему счисления и обратно. Преобразование чисел из
шестнадцатиричной в двоичную и десятичную системы счисления и обратно.
Тема 5. Сетевые модели.
(8 час)
Теория (2 часа): Модель ISO/OSI. Протоколы и
интерфейсы. Процесс инкапсуляции/декапсуляции. Модель TCP/IP. Понятие IP адреса
и маски сети.
Практика (6 часов): Конфигурация компьютера в
сети, Работа с сетевыми утилитами ping, tracert, ipconfig.
Тема 6. Различные топологии
компьютерных сетей. (15 час)
Теория (5 часов): Топологии: шина, кольцо,
звезда, граф. Использования сетевых устройств, назначение уровней сетевых
моделей: процесса инкапсуляции.
Практика (10 часов): Лабораторные работы на
получение информации о сетевой
конфигурации компьютера. Решение задач по сравнению сетевых моделей процесс
инкапсуляции, использования сетевых устройств, назначение уровней.
Лабораторные работы: Проверка
связности узлов в лаборатории с помощью утилиты ping. Использование утилиты
tracert.
Тема 7. Качество передачи
информации в среде. (12 час)
Теория (4 часа): Теорема Котельникова,
Аналоговый и цифровой сигналы. Период и амплитуда сигнала. Шум в канале,
способность канала связи. Единицы измерения. Понятие кодирования информации.
Таблица ASCII.
Практика (8 часов): Проведение экспериментов
по минимизации шума в канале. Расчет затухание сигнала с
помощью численных методов. Решение задач
на кодирование информации.
Тема 8. Среды передачи
информации. (15 час)
Теория (5 часов): Медный проводник: коаксиальный
кабель, витая пара. Оптоволокно: одномодовое, многомодовое. Принцип передачи
информации. Строение и характеристики кабелей. Беспроводные среды. Применение
модели ISO/OSI на практике.
Практика (10 часов): Сборка простой электрической
цепи на основе медного проводника. Разработка, построение системы передачи
информации и проверка ее функционирования. Занятия по правильной обжимке
сетевой витой пары, создание сетевого соединения по стандарту RJ45.
Тема 9. Сети Ethernet. (32
час)
Теория (10 часов): Физический и канальный
уровень локальных сетей: среды передачи. форматы кадров Ethernet. Стандарты
IEEE, Технологии Ethernet:10Base5, 10Base2, 10BaseT, 10BaseF
Активные сетевые
устройства технологии Ethernet.
Сетевые карты. Функции, внутреннее строение. Принципы выбора
сетевой карты. Хабы. Внутреннее строение. Принцип работы мостов. Алгоритм
работы прозрачного моста. Коммутаторы. Внутренне строение. Сегментация сети.
Принципы выбора коммутатора внутреннее строение портов сетевых устройств
Сети Ethernet на
основе коаксиального кабеля. Строение толстого и тонкого коаксиального
кабеля и их применение в построении сетей. Построение сети по технологиям
10Base5 и 10Base2.
Подключение компьютера к сетям на основе толстого и тонкого коаксиальных кабелей.
Сети Ethernet на
основе витой пары.
Строение кабеля на основе витой пары и его применение в
построении сетей. Построение сети по технологиям 10BaseT, 100BaseTx, 100BaseT2,
100BaseT4, 1000BaseT. Подключение компьютера к сети на основе витой пары.
Практика (22
часа): IP-адресация. Получение
информации о количестве компьютеров в сети. Расчет конфигурации и планирование
адресного пространства подсетей. Работа с сетевыми утилитами ping, tracert,
Обжимка кабеля “Витая пара” объединение нескольких компьютеров
в разных помещениях в единую сеть.
Лабораторные работы на тему: Основные элементы кабельных
систем на основе коаксиального кабеля. Инструменты для работы с коаксиальным
кабелем. Сборка соединителей для коаксиального кабеля. Монтаж разъема на
коаксиальный кабель.
Лабораторные работы на тему: Основные элементы кабельных
систем на основе витой пары. Инструменты для работы с кабелем на основе витой
пары. Сборка прямого, перевернутого и перекрестного патч-кордов. Сборка прямого
кабеля с заделкой в розетку.
Прокладка и
документирование кабельной системы.
Разработка кабельной системе на тест тренажере “Колпинтест”.
Сборка электрической цепи на основе высокочастотного телевизионного кабеля.
Тема 10. Адресация в IP сетях.
(15 час)
Теория (5 часов): Классы сетей.
Зарезервированные IP адреса. Деление IP-адресов на основе маски сети. Протоколы
ARP, RARP
Практика (10 часов): Лабораторные работы на
отработку настроек различных протоколов сети (ipx, netbios, tcp-ip). Настройка роутеров через
WEB интерфейс Основы IP адресации. Получение
специализированных IP адресов и информации о количестве компьютеров в сети,
подсети. Работа с сетевыми службами telnet.
Тема 11. Назначение
маршрутизатора. (10 час)
Теория (4 часов): Построение таблиц
маршрутизации. Выбор метрик.
Практика (10 часов):
Монтаж сети на основе
проводных и беспроводных маршрутизаторов. Разбиение на подсети сетей класса А,
В, С, В. Настройка программируемых маршрутезаторов-роутеров.
Тема 12. Установка и настройка
протоколов в сетевых ОС. (15 час)
Теория (5 часов): Сетевые компоненты
операционных систем Windows 2000/XP/2003. Привязки. Настройки протоколов
TCP/IP.
Практика (10
часов): Лабораторные работы по установке
и настройке протоколов и служб в сетевых операционных системах. Настройка
сетевых карт для работы в сети под различными операционными системами. Обмен
данными между компьютерами, соединенными через концентратор, коммутатор,
маршрутизатор.
Тема 13. Протоколы
транспортного и прикладного уровней модели TCP/IP. (18 час)
Теория (6 часов): Протоколы транспортного
уровня: TCP и UDP. Протоколы передачи файлов FTP, TFTP. Протокол передачи
гипертекстовой информации HTTP. Протокол удаленного доступа: telnet. Протокол
передачи почты: SMTP, POP3, IMAP4.
Практика (12
часов): Лабораторные работы на тему: Работа с сетевыми
службами telnet, ftp, http и почтовыми службами. Развертывание и
конфигурирование территориально распределенных сетей типа мост точка-точка.
Тема 14. Подключение к сети
Internet.. ( 23 час)
Теория (8 часов): Типовые способы подключения к
сети Internet.
Модемы. Принцип работы. Сетевые протоколы и службы для выхода в Интернет.
Методы подключения к Internet локальных сетей. Существующие программные
решения: NAT. Proxy. Беспроводные сети: технология и возможности.
Практика (15
часов): Лабораторные работы: Подключение
беспроводных клиентов к существующей проводной сети. Организация публичной
беспроводной сети (Hot-Spot).
Развертывание и конфигурирование территориально
распределенных сетей типа мост точка-многоточка. Настройка сетевых протоколов и
служб для выхода в Internet. Методы подключения к Internet локальных сетей.
Обмен информацией между компьютерами посредством использования модемов и
программы HyperTerminal .
Тема 15. Выпускная
работа. (22 час)
Практика (22 часов): Разработка проекта по созданию сети в учебном заведении.
Разработка технического задания.
Распределение работы между разными
участниками группы
(заказчик, подрядчик, монтажник,
администратор сети, программист), их функции в общем проекте.
Особенности коллективной (групповой)
деятельности по созданию сети в учебном заведении.
Проектирование, монтаж и настройка сети.
Защита выпускной работы.
Оценка работы товарищами группы.
Тема 16. Итоговое занятие.
(1 час)
Подведение итогов I го года обучения.
6. Список
литературы
Для педагога:
Администрирование MS Windows
Server 2003. Мастер-класс, Дж. Хассел
1-е издание, 2006.
Руководство по Cisco IOS, Дж.
Бони 2-е издание, 2007.
Пахомов С., Асмаков С. «Железо
2008» СПб.: Питер, 2008
4. Хонхикатт Джерри.
«Использование Internet»
Пер. с англ. – 3-е изд. – К.; М.; СПб: Издательский дом «Вильямс», 2003
Кошелев В.Е. «Создай свою сеть в Windows XP» Бином. Москва 2006
Сагман С. «Microsoft Office» - М.:ДМК Пресс,
2002. - 672 с.: ил. (Серия “Самоучитель).
Периодические издания: журналы
«Информатика и образование», «Информатика в уроках и задачах».
Хонхикатт Джерри. «Использование Internet» Пер. с англ. – 3-е
изд. – К.; М.; СПб: Издательский дом «Вильямс», 2003