МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Рудненский индустриальный институт

Кафедра автоматизации, информационных систем и безопасности


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
по дисциплине «Информационно-коммуникационные технологии»

для студентов всех специальностей


Рудный 2016

ББК 32.973
Авторы: Брановец Н.Е., Штыкова И.В. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Информационно-коммуникационные технологии» для студентов всех специальностей. – Рудный, РИИ, 2016. – 82 с.
Рецензент: Зарубин М.Ю., зав. кафедрой АИСиБ, к.т.н., доцент РИИ
Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программы дисциплины «Информационно-коммуникационные технологии» и включают сведения необходимые для выполнения лабораторных работ.

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей.
Табл. 8, Ил. 92, Список лит. 7 назв.

Для внутривузовского использования

 Рудненский индустриальный институт 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение Тема 1. Вычисление метрик производительности компьютерной системы: скорость, эффективность, затраты энергии, закон Амдаля, CPU время Тема 2. Определение свойств операционной системы. Работа с файлами и каталогами. Тема 3. Определение требований к разработке "удобного в применении" Web-сайта Тема 4. Разработка структуры базы данных, создание таблиц и запросов Тема 5. Проектирование и создание презентаций лекционного материала, научных докладов Тема 6. Обработка числовой информации, редактирование формул и создание диаграмм в табличных редакторах Тема 7. Создание простой сетевой конфигурации. IP-адресация. Мониторинг сети. Анализ трафика. Использование сниферов для анализа сетевых пакетов. Тема 8. Использование аппаратно-программных средств для генерации ключей. Применение ЭЦП и шифрования при обмене сообщениями по E-mail Тема 9. Получение данных с сервера. Проектирование графического интерфейса Web-приложения. Создание стилей Тема 10. Создание Google аккаунтов с использованием Google Docs. Использование мобильных технологий для получения доступа к информации, GPS навигатор, GSM сигнализация Тема 11. Создание видео-файлов с использованием программ: HyperCam, Adobe Premiere Pro, Windows Movie Maker Тема 12. Работа со Smart-приложениями: Smart TV, Smart Hub Тема 13. Работа с сервисами на сайте электронного правительства http://egov.kz/cms/ru/government-services/for_citizen: регистрация заявок, получение дубликатов документов Тема 14. Разработка структуры и содержания урока в среде дистанционного обучения:Moodle, eDX Тема 15. Установка и использование прикладных программ в профессиональной сфере Список литературы

4 5 9 12 16 23 27 36 47 53 57 60 62 64 66 70

---

ВВЕДЕНИЕ
Отрасль информационных технологий занимается созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем. Информационные технологии призваны, основываясь и рационально используя современные достижения в области компьютерной техники и иных высоких технологий, новейших средств коммуникации, программного обеспечения и практического опыта, решать задачи по эффективной организации информационного процесса для снижения затрат времени, труда, энергии и материальных ресурсов во всех сферах человеческой жизни и современного общества. Информационные технологии взаимодействуют и часто составляющей частью входят в сферы услуг, области управления, промышленного производства, социальных процессов

Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) - совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, интегрированных с целью сбора, обработки, хранения, распространения, отображения и использования информации в интересах ее пользователей.
Как отмечают Е.И. Виштынецкий и А.О. Кривошеев, использование применяемых в сфере образования ИКТ должно ставить своей целью реализацию следующих задач, таких как:

• 
  поддержка и развитие системности мышления обучаемого;
  
• 
  поддержка всех видов познавательной деятельности обучающегося  в приобретении знаний, развитии и закреплении навыков и умений;
  
• 
  реализация принципа индивидуализации учебного процесса при сохранении его целостности.
  

ТЕМА 1. ВЫЧИСЛЕНИЕ МЕТРИК ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ: СКОРОСТЬ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ, ЗАКОН АМДАЛЯ, CPU ВРЕМЯ

Цель: Вычисление метрик
Задание:

1. 
   Вычислить метрики производительности компьютерной системы
   

Порядок выполнения работы:
1. Теоретические сведения

В ходе измерений появляется значительные методические ошибки, вызванные нарушением базовой концепция построения измерительных систем, в результате чего "измерительный прибор" становится неотъемлемой частью измеряемой системы.

Возникают серьезные методические трудности сравнения производительности компьютеров с разными операционными системами.

В связи с этим в методиках оценки производительности используют разное время:

• 
  астрономическое;
  
• 
  время выполнения (execution time);
  
• 
  время ответа (response time);
  
• 
  прошедшее время (elapsed time), представляющее задержку выполнения задания и включающее: время работы процессора, время обращения к жесткому диску, время обращения к ОП, время выполнения операций ввода/вывода, накладные расходы операционной системы.
  

---

Для измерения времени, затрачиваемого процессором на выполнение данной программе, используется специальное время, которое называют временем центрального процессора (CPU time). Из этого времени исключено время ожидания выполнения ввода-вывода и время выполнения других программ. Необходимость применения этого параметра обусловлена тем, что в многопрограммном режиме происходит совмещение во времени процедур, обслуживающих задачи, которые используют разные ресурсы.

Время центрального процессора можно разделить пользовательское и системное.

Все современные ЭВМ работают в общем случае, как минимум, в двух-задачном режиме, обслуживая запросы операционной системы и запросы задачи пользователя.

В случаях, когда функции операционных систем могут быть сведены до одной простой задачи диспетчеризации заданий, системным временем центрального процессора можно пренебречь. Примером могут служить бортовые системы управления авиационных и космических комплексов, автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Особенностью процессора как объекта измерения является то, что скорость взаимодействия функциональных устройств процессора чаще всего не зависит от динамических характеристик этих устройств, а задается частотой генератора тактовых импульсов. Поэтому время центрального процессора может быть вычислено двумя способами:

• 
  умножением количества тактов синхронизации необходимых для выполнения данной программы на длительность такта синхронизации,
  
• 
  либо делением количества тактов синхронизации для данной программы на частоту синхронизации.
  

Важной характеристикой процессора является среднее количество тактов синхронизации, необходимых для выполнения одной команды (CPI clock cycles per instruction). Этот параметр позволяет легко оценить время центрального процессора, необходимое для данной программы, зная количество выполняемых в программе команд.

Производительность центрального процессора определяется тремя параметрами:

• 
  тактовой частотой;
  
• 
  средним количеством тактов на команду;
  
• 
  количеством выполняемых команд.
  
• 
  Все эти параметры тесно связаны между собой:
  
• 
  среднее количество тактов на команду зависит от функциональной организации и системы команд;
  
• 
  частота синхронизации зависит от уровня технологии Aпроизводства аппаратных средств и функциональной организацией процессора;
  
• 
  количество выполняемых в программе команд определяется решаемой задачей, архитектурой системы и алгоритмом работы компиляторов. Для сравнения двух компьютеров по их производительности необходимо рассматривать все три компоненты.
  

---

В процессе поиска стандартной метрики для оценки производительности вычислительных систем было выбрано несколько единиц измерения.

Одной из наиболее распространенных среди них является MIPS (Million Instruction Per Second). Она показывает количество команд программы, выполняемых в секунду.

Производительность определяется как обратная ко времени выполнения величина, а более быстродействующий компьютер имеет более высокий MIPS-рейтинг.

Формула производительности

Возьмем самую общую формулу производительности:



Видим, что производительность можно измерять в количестве выполняемых инструкций за секунду.

Распишем процесс поподробнее, введем туда тактовую частоту:



Первая часть полученного произведения – количество инструкций, выполняемых за один такт (IPC, Instruction Per Clock), вторая – количество тактов процессора в единицу времени, тактовая частота.
Таким образом, для увеличения производительности нужно или поднимать тактовую частоту или увеличивать количество инструкций, выполняемых за один такт.

Т.к. рост частоты остановился, придется увеличивать количество исполняемых «за раз» инструкций.
Закон Амдала

Ускорение выполнения программы за счет распараллеливания её инструкций на множестве вычислителей ограничено временем, необходимым для выполнения её последовательных инструкций.

Ускорение кода зависит от числа процессоров и параллельности кода согласно формуле


Использование CPU на конкретном сервере

Процессор работает в двух режимах: пользовательском и привилегированном. В пользовательском режиме процессор выполняет инструкции, составляющие бизнес- логику приложения. В привилегированном режиме процессор выполняет операции уровня ядра операционной системы, такие как файловые операции, выделение памяти, подкачка, управление потоками, переключение контекста между процессами. Для отслеживания загрузки процессора следует наблюдать за следующими счетчиками производительности:

• 
  Processor\%Privileged Time количество времени, которое тратит процессор на работу в привилегированном режиме. Постоянно-высокое значение этого счетчика показывает, что система тратит значительное время, выполняя функции операционной системы и может быть вызвано большими объемами операций I/O, постоянными блокировками процессов или потоков, чрезмерной подкачкой или накладными расходами при управлении памятью (например, при сборке мусора).
  
• 
  Processor\%User Time, время, котрое тратит процессор на выполнение кода приложения, а не системных функций.
  
• 
  Processor\%Processor Time общая загрузка процессора (в пользовательском и привилегированном режимах). Обычно загрузка процессора колеблется между высокими и низкими значениями, но постоянно высокий уровень (свыше 80%) означает, что процессор может являться узким местом.
  

---

Эффективность

Эффективность (Efficiency) характеризует целесообразность наращивания числа процессоров через ту долю ускорения, достигнутого за счет параллельных вычислений, которая приходится на один процессор:

E(n)=S(n)/n=T(1)/(nT(n)).

Эффективность обычно отвечает условию 1/n≤Е(n)≤n. Для более реалистичного описания производительности параллельных вычислений необходимо промоделировать ситуацию, когда параллельный алгоритм может потребовать больше операций, чем его последовательный аналог.
Контрольные вопросы:

1. 
   Что такое эффективность?
   
2. 
   Что такое производительность?
   
3. 
   Что такое метрики?
   
4. 
   Что такое закон Амдаля?
   
5. 
   Что такое CPU?
   

ТЕМА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ. РАБОТА С ФАЙЛАМИ И КАТАЛОГАМИ.
Цель работы: Развитие профессиональных навыков работы в среде графической операционной системы Windows.
Задание:
Задание 1. Запуск приложений в Windows
При включении компьютера, как правило, автоматически загружается Windows и на экран выводится изображение рабочего стола, на котором размещены различные значки (Компьютер, Корзина и др.) и Панель задач.

КОМПЬЮТЕР – приложение, которое показывает содержимое данного компьютера и при помощи которого можно настраивать компьютер.

КОРЗИНА – приложение, которое хранит удаленные значки, файлы и папки.

Кроме того, пользователь может разместить на рабочем столе значки файлов, папок и приложений.

ПАНЕЛЬ ЗАДАЧ – нижняя строка экрана, на которой размещены кнопка ПУСК и располагаются значки работающих приложений (рисунок 1.2).

Нажатие на кнопку ПУСК выводит главное меню Windows, в котором есть пункты: ВСЕ ПРОГРАММЫ, ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ, УСТРОЙСТВА И ПРИНТЕРЫ, ПРОГРАММЫ ПО УМОЛЧАНИЮ, СПРАВКА И ПОДДЕРЖКА, ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ и др.

Рисунок 1.2 – Панель задач Windows
ВСЕ ПРОГРАММЫ – в этом пункте содержится список установленных на компьютере приложений.

ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ – в данном пункте содержатся приложения, при помощи которых можно выполнять настройку Windows и оборудования компьютера.

СПРАВКА И ПОДДЕРЖКА – приложение, которое содержит справочную информацию по операционной системе Windows.

Пункт ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ предназначен для завершения работы на компьютере или для перезагрузки компьютера.

---

Смотрите также файлы

• Инструкция по эксплуатации Варочная панель ikr64443fw содержание сведения по технике безопасности.pdf

• Мышечная система. Мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей. План.docx

• 1. Современное состояние малого бизнеса 4 1 Понятие малого бизнеса 4.docx

• Учебник Пожарная безопасность технологических процессов Пожарнопрофилактическая подготовка.docx

• Сборник работ для суммативного оценивания по алгебре и началам анализа 11 класс.docx