Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ 

Кафедра компьютерных технологий 

 

 

ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения

специальности 0703 – «Информационные системы»

 

Алматы 2009

СОСТАВИТЕЛИ: З.К.Куралбаев, А.Ж.Тойгожинова. «Основы информационных систем». Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 5В0703 – «Информационные системы». – Алматы: АИЭС, 2009. – 23 с. 

Методические указания предназначены для выполнения в компьютерном классе лабораторных работ  по дисциплине «Основы информационных систем».  Для каждой  лабораторной работы даны краткие методические указания и упражнения для индивидуального выполнения.  Перед выполнением лабораторной работы студент должен ознакомиться с методическими указаниями, изучить материалы по соответствующей теме и ответить на контрольные вопросы. После завершения лабораторной работы студент обязан представить преподавателю отчет  в электронном виде.

Методические указания предназначены для студентов специальности 5В0703 – «Информационные системы» всех форм обучения.

 

Содержание 

Введение                                                                                                          

1 Лабораторная работа № 1.

Использование MS Access для создания базы данных информационной системы    

2 Лабораторная работа № 2. Создание запросов  и отчетов в базе данныхинформационной системы     

3 Лабораторная работа № 3.

Обжим и тестирование «прямых» и «перекрестных»кабелей  UTP 

4 Лабораторная работа № 4.Среда передачи данных    

Список литературы        

 

Введение 

Согласно типового и рабочего учебных планов, «Основы информационных систем»  являются обязательной дисциплиной для студентов специальности 5В0703 - «Информационные системы». Она изучается студентами второго курса после изучения таких дисциплин как «Информатика», «Алгоритмизация и языки программирования» и «Технология программирования».

Для закрепления знаний теоретических материалов, полученных на лекциях, а также начальных навыков проектирования элементов простейших информационных  систем, полученных на практических занятиях, с целью  реализации их в компьютерных классах студенты выполняют лабораторные работы по созданию базы данных  информационной системы и организации передачи данных.

Известно, что информационная система состоит из двух компонентов: программного обеспечения и  информационной сети. В связи с этим для первоначального ознакомления студентов с основами процесса проектирования и создания информационной системы им предлагается выполнить четыре лабораторные работы, в том числе, две работы  по созданию базы данных с помощью Microsoft Access 2007 и две работы по организации передачи данных между компьютерами.

 В качестве программного обеспечения выбрана СУБД Microsoft Access, которая изучается студентами в первом семестре. Выбор этой программы связан с тем, что она уже изучена студентами в курсе информатики. А другие  СУБД  изучаются студентами в последующих семестрах, при изучении дисциплин «Объектно-ориентированное программирование», «Базы данных» и других, предусмотренных учебным планом специальности.

Практика применения компьютерной техники показала,  что наибольшую  эффективность от внедрения ее обеспечивают не отдельные  вычислительные машины, а их объединение в вычислительные сети, позволяющие решать  более сложные, комплексные задачи, в частности, проблемы, связанные с информационными системами. В связи с этим  для будущих спеиалистов по информационным системам является важным получение первичных навыков организации  простейших  вычислительных сетей и передачи информации в этих сетях.

Каждая лабораторная работа  снабжена краткими методическими указаниями и рекомендациями. Для допуска к выполнению лабораторной работы студент обязан изучить необходимые для ее выполнения  теоретические материалы по указанной ниже литературе и ответить на контрольные вопросы. Каждая работа завершается сдачей и защитой отчета по ней.  

 

№ 1 Лабораторная работа. Использование MS ACCESS  для создания  базы данных информационной системы

 

Цель работы:

 - научиться создавать многотабличную реляционную базу данных  информационной системы;

 - приобрести навыки  создания и корректировки таблиц базы данных.

Рабочее задание:

1. Определить цель создания базы данных.

2. Выбрать  набор объектов, информация о которых будет храниться  в базе данных.

3. Составить набор значимых атрибутов каждого объекта, хранимого в базе данных.

4. Составить перечень функций, которые должна  выполнять база данных.

Требуемые ресурсы:

1. Персональный компьютер.

2. Программа Microsoft Access.

Методические указания к выполнению лабораторной работы

1. Таблица. Основой базы данных является таблица. База данных может содержать достаточно большое количество таблиц. Эти таблицы должны быть созданы и заполнены необходимыми данными. Между таблицами базы данных должны быть установлены  постоянные связи, которые будут поддерживаться  при дальнейшем использовании, при создании запросов, форм и отчетов.

 В программе Microsoft Access предусмотрены  три способа  создания таблиц:

- создание  новой таблицы путем ввода данных;

- создание новой таблицы  с использованием шаблонов;

- создание новой таблицы с помощью Конструктора таблиц.

Каждая таблица базы данных формируется на основе информации об объектах определенного типа. Каждая  строка  таблицы включает  данные  об одном объекте. Столбцы таблицы формируются  на основе характеристик объектов, носящих  название атрибутов. Строки  таблицы носят название записей. Записи должны  иметь одинаковую структуру. Эта структура  представляет собой  поля, в которых  хранятся атрибуты.  Каждое поле содержит  одну характеристику  объекта. Для поля  определяется тип  данных.  Используются следующие типы данных:

- текстовый;

-  поле МЕМО;

- числовой;

- дата/время;

- денежный;

- счетчик;

- логический;

-  поле объекта OLE;

- гиперссылка;

- вложение;

- мастер подстановок.

При создании таблиц рекомендуется использовать различные способы для их создания.

2. Ключевое поле. Одним из важных  понятий при создании базы данных является определение ключевых полей Ключевое поле  - это  одно из нескольких полей, комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Ключевые поля используются для  быстрого поиска и связи данных из разных таблиц при помощи запросов, форм и отчетов. Рассматриваются три типа  ключевых полей:

-         счетчик;

-         простой ключ;

-         составной ключ.

Поле-счетчик  характеризуется тем, что программа автоматически заполняет его последовательными или случайными числами  без участия  пользователя.  Чтобы создать ключевое поле-счетчик, нужно  определить поле с типом данных Счетчик и выбрать его в качестве ключа.

Для создания простого ключа достаточно иметь поле, которое содержит уникальные значения (не повторяющиеся или пустые значения).

 Составной ключ необходим  в случае, если невозможно  гарантировать уникальность записи с помощью одного поля.  Он представляет собой комбинацию нескольких полей. Для определения составного ключа  необходимо сделать ключевыми те поля таблицы, которые должны входить в состав ключа.

3. Индексы.  С целью ускорения  поиска и сортировки данных  в любой СУБД  используются индексы.  Индекс – это специальное  средство, обеспечивающее быстрый доступ к данным в таблице на основе  значений одного или нескольких столбцов. Индекс представляет собой упорядоченный список значений и ссылок на те записи, в которых хранятся эти значения.  Чтобы найти  нужные записи, СУБД сначала ищет требуемое значение  в индексе, а затем по ссылкам быстро отбирает соответствующие записи. Рекомендуется создавать индексы только для тех столбцов таблицы, по которым чаще  всего выполняется  поиск записей. Индексы бывают двух типов:

простые индексы – индексы, созданные  по одному столбцу таблицы;

- составные индексы – индексы, построенные по нескольким  столбцам таблицы.

Каждое  ключевое поле таблицы индексируется автоматически. Индексировать  можно любые поля таблицы, кроме имеющих тип данных Поле МЕМО, Гиперссылка, Поле объекта OLE.

4. Связи таблиц. Для того, чтобы все таблицы базы данных использовались как одна таблица, они должны быть связаны между собой.  Таблицы одной базы могут быть связаны  только одной схемой.  Связи между таблицами  в базах данных определяются  по совпадению значений полей. В основном используются следующие виды связей:

- «один-ко-многим»;

- «многие-ко-многим»;

- «один-к-одному».

Отношение «один-ко-многим» означает,что одной записи в таблице может соответствовать несколько записей  в связанной таблице. Отношение «многие-ко-многим»  подразумевает множественные отношения между записями  связанных таблиц. Отношение «один-к-одному» используется только в тех случаях, когда необходимо  будет разделить одну большую таблицу на две таблицы.

При работе  со сложной базой данных пользователю часто  требуется просматривать, создавать, удалять и модифицировать связи между  таблицами базы данных. Все эти действия  удобно выполнять с помощью схемы данных. Схема данных автоматически распознает и устанавливает связи между  таблицами базы данных. Однако это возможно  в том случае, если в таблицах базы данных правильно определены  ключевые поля, а поля для связи таблиц имеют одинаковые названия и совместимые типы данных.

Порядок выполнения работы:

1. Создание новой базы данных.

2. Создание таблицы путем ввода данных.

3. Создание таблицы с помощью шаблона.

4. Создание таблицы с помощью Конструктора.

5. Определение ключевых полей.

6. Создание индексов.

7. Связывание таблиц базы данных.

8. Ввод  и корректировка данных.

9. Сортировка и фильтрация данных.

10. Печать таблиц и отчет по работе.

Варианты индивидуальных заданий.  Индивидуальное задание студенту определяется преподавателем. В индивидуальном задании требуется спроектировать, описать и создать базу данных.

Вариант №1. В базе данных  должны храниться  следующие сведения  о сотрудниках:

а) Биографические сведения: фамилия, имя, отчество; дата рождения, место рождения, пол, образование; отношение к воинской обязанности (да/нет).

б) Сведения о текущем служебном положении: отдел, должность, оклад. Сотрудник может работать только в одном подразделении и на одной должности (т.е. внутрифирменное  совместительство запрещено).

в) Сведения  о продвижении  по службе в данной организации: отдел, должность, с какого времени по какое работал, оклад (если оклад менялся без изменения должности, это  тоже должно  фиксироваться в базе данных).

г) Сведения о его прежней работе (послужной список): место работы (организация), должность, с какого времени  по какое работал, способ перехода (переводом (да/нет) в каждую из организаций).

 

Вариант №2.  В базе данных должны храниться следующие сведения о сотрудниках:

а) Биографические сведения: фамилия, имя, отчество; дата рождения, место рождения, пол, образование; отношение к воинской обязанности (да/нет).

б) Сведения о невыходах  на работу. Если был пропущен  неполный рабочий день, то указывается  время, с какого по какое  сотрудник отсутствовал. Фиксируется  причина невыхода (болезнь, отгул, отпуск, прогул).

в) Для отпусков должен быть зафиксирован приказ (№, дата) с указанием вида  отпуска (очередной, учебный, за свой счет, декретный и т.д.), с какого по какое число предоставлен отпуск. Если это очередной отпуск, то указывается, за какой год предоставлен отпуск.

г) При болезни фиксируется тип оправдательного документа (больничный, справка), № документа, с какого  по какое число выдан оправдательный  документ, кем выдан (поликлиника, врач).

 

Вариант №3.  В базе данных должны храниться  следующие сведения о студентах:

а) Биографические сведения: фамилия, имя, отчество; дата рождения, место рождения, пол, образование; отношение к воинской обязанности (да/нет).

б) В какой группе и по какой специальности  учится студент.  Считаем, что студент может учиться одновременно в двух группах, получая образование по двум разным специальностям.

в) Сессионная успеваемость за время  обучения в институте. Успеваемость фиксируется по каждой из получаемых  данным студентом специальностей. Если в учебных планах разных специальностей  встречаются  одинаковые предметы, то результаты  контрольных мероприятий , полученные по одной  специальности, могут быть перезачтены для другой специальности, если согласно учебного плана объем часов по предмету, оценка которого перезачитывается, не меньше, чем    объем часов по той специальности, для которой оценка перезачитывается. Если ранее  была получена  любая положительная экзаменационная оценка, то она может быть зачтена с оценкой «зачтено», если по другой  специальности предусмотрен не экзамен, а зачет. По желанию студент  может сдавать  экзамен по повторяющемуся  предмету, который  он уже сдавал ранее, обучаясь по другой специальности.

г) Сведения  о назначенной стипендии (на каждый семестр). Стипендия назначается  только по результатам текущей успеваемости по той специальности, которая для  данного студента считается основной.  Если студент ранее уже получил  высшее образование, то стипендия не назначается.

 

Вариант №4.  В базе данных должна храниться информация о студентах:

а) Фамилия, имя, отчество, дата рождения, пол, адрес, телефон; фамилии, имена, отчества родителей, места их работы и служебные телефоны.

б) Студенты могут учиться как на платной, так и на бесплатной основе.

в) Для платных студентов фиксируется  размер оплаты. Считается, что  размер оплаты – фиксированный  и одинаковый  для всех специальностей. Студенты могут  оплачивать обучение по семестрам. В базе данных фиксируется  информация об оплате: студент, размер оплаты, семестр, дата оплаты.

г) Для бюджетных студентов фиксируется размер стипендии, назначенный  студенту в каждом из семестров.

д) Все студенты зачислены  в какие-либо  студенческие группы.Группы могут быть полностью бесплатные, полностью платные, смешанные. Группы относятся  к конкретной специальности, специальность – к факультету.

е) По каждому студенту фиксируется  его успеваемость за все время обучения (экзамены,  зачеты, практика, курсовые проекты\работы, дипломный проект/выпускная работа).

 

Вариант №5. В базе данных должна храниться информация о высшем учебном заведении:

а) Для всех сотрудников фиксируются следующие данные: фамилия, имя, отчество, дата рождения, пол, адрес, номер телефона (может быть несколько).

б) Для сотрудников фиксируется подразделение, в котором он работает, должность, тарифный разряд, образование, условия работы (основная, совместительство), условия оплаты (оклад, почасовая оплата). Сотрудники делятся на две категории: «Профессорско-преподавательский состав» (ППС) и «Другие». Для ППС дополнительно фиксируются:  ученая степень, ученое звание, научно-педагогический стаж, дата последнего прохождения по конкурсу, а также список всех публикаций.

в) Для магистрантов фиксируется, на какой кафедре  он учится, дата поступления,форма обучения (научно-педагогическая, профильная), условия обучения (платные или бюджетные) и научный руководитель.

г) Для всех сотрудников  фиксируется, какими языками и в какой  степени они владеют.

 

Вариант №6. В базе данных должна храниться информация о кафедре:

а) Информация о профессорско-преподавтельском составе кафедры: фамилия, имя, отчество, год рождения, ученая степень, ученое звание, стаж научно-педагогической работы, название вуза, где обучался преподаватель и год окончания.

б) Перечень дисциплин кафедры, объем лекций, практических и лабораторных занятий по каждой из дисциплин, семестр, в котором проводятся занятия по данной дисциплине. Какой преподаватель может  читать лекции по данной дисциплине? Для того, чтобы читать лекции, преподаватель должен владеть данной дисциплиной, иметь ученое звание или ученую степень, работать на должности  выше, чем ассистент.

г) Какой преподаватель читал лекции по данной дисциплине на данном семестре?

д) Список магистрантов данного преподавателя с указанием формы обучения (научно-педагогическая, профильная) и  условия  обучения (платные или бюджетные). Руководить магистрантами  могут только  преподаватели, имеющие на это специальное разрешение Ученого Совета.  Факт наличия разрешения  должен быть зафиксирован в базе данных.

 

Вариант №7. В базе данных должна храниться информация об общеобразовательной средней школе:

а) По каждому учителю  должна быть известна следующая информация: фамилия, имя, отчество,  дата рождения, пол, адрес, телефон, образование, специальность, иностранные языки, которыми он владеет, и степень владения, состав семьи.

б) Каждый учитель может вести  один или несколько школьных предметов.

в) За каждым классом закреплен классный руководитель. Учитель может быть  классным руководителем только  в одном классе. Учитель  может не иметь классного руководства.

г) Известно, в каком классе учится каждый ученик.

д)  По каждому ученику должна быть известна  следующая информация:  фамилия, имя, отчество, дата рождения, пол, адрес, телефон, фамилии, имена, отчества родителей, места их работы и служебные телефоны.

е) Имеется расписание занятий на текущую четверть, в котором зафиксировано: в каком кабинете, в каком классе, по какому предмету и какой учитель ведет занятие.

Контрольные вопросы:

1. Что собой представляет база данных?

2. Что такое «реляционная база данных»?

3. Назовите основные объекты базы данных Microsoft Access.

4. Как задается имя таблицы?

5. Как создаются новые таблицы в случае использования режима Конструктора?

6. Что такое Шаблоны таблиц?

7.  Что такое ключи и какими способами можно их создавать?

8. Как можно изменять структуру существующей таблицы?

9. Какую максимальную длину может иметь текстовое поле?

10.Что такое индекс и для чего он используется?

11. Как осуществляется ввод данных в базу?

12. Для чего используется сортировка данных?

13. Что такое фильтрация данных?

14. Что такое схема данных?

15. Какую роль играют связи между таблицами?

 

№ 2 Лабораторная работа. Создание запросов и отчетов  в базе данных

 

Цель работы:  приобрести навыки использования базы данных для поиска и получения необходимой информации.

Рабочее задание:

1.  Продумать форму  выдачи результатов  выполнения  функций базы данных, созданной в предыдущей работе.

2.  Организовать удобный  и понятный интерфейс пользователя для базы данных

3.  Создание запросов на выборку.

4.  Отображение данных и создание отчетов.

Требуемые ресурсы:

1. Персональный компьютер.

2. Программа Microsoft Access.

Порядок выполнения работы:

1. Создание различными способами  нескольких форм.

2. Произвести  изменения полученных форм.

3. Использование форм для  корректировки записей.

4. Создать несколько запросов на выборку, исходя из условий задания по созданию базы данных.

5. Создание отчетов различными способами.

6. Защита отчета по лабораторной работе.

 

Методические указания к выполнению лабораторной работы

1. Формы. Для организации удобного и понятного интерфейса пользователя при работе с данными используются формы.  Формы представляют собой настриваемые диалоговые окна, которые являются  специализированными объектами  базы данных и сохраняются в файле базы данных. Формы могут быть использованы  для ввода и отображения данных, содержащихся в таблицах базы данных. 

Итак, форма – это объект базы данных, который можно использовать для ввода, изменения или отображения данных из таблицы или запроса.  Форма должна иметь имя. Формы можно рассматривать как окна, через которые пользователи могут просматривать и изменять базу данных.

Для создания формы существуют различные способы. Наибольшее практическое  значение  имеют следующие способы создания новых форм:

-         автоматическое создание простой формы;

-         автоматическое создание разделенной формы;

-         создание формы с помощью Мастера форм;

-         создание формы с дополнительными элементами;

-         создание пустой формы;

-         создание формы в режиме Конструктора.

Самыми простыми являются первые два способа создания форм: автоматическое создание простой формы и разделенной формы. Чтобы автоматически создать простую форму для таблицы  существующей базы данных, нужно использовать инструмент Форма. Для этого должны быть выполнены действия: Имя таблицы→Создание→Формы→Форма Сохранить→Имя формы→ОК. При использовании этого инструмента  в новой форме размещаются  все поля выбранной таблицы. Можно использовать эту форму или можно ее изменить с помощью Конструктора или в режиме макета. 

Разделенная форма  отображает  данные таблицы одновременно в двух  представлениях: в режиме формы и в режиме таблицы.  Эти два представления всегда синхронизированы.  Для создания разделенной формы необходимы следующие действия: Имя таблицы → Создание → Формы→ Разделенная форма→Сохранить→Имя формы→ОК.

В случае использования  Мастера форм  при создании новой формы можно указать способ группировки и сортировки данных, а также  включить в форму поля из нескольких таблиц или запросов при условии, что заранее заданы отношения между таблицами и запросами. Для создания  новой формы с помощью Мастера форм требуется выполнить следующие операции: Имя таблицы→ Создание→ Формы→ Другие формы→ Мастер форм, а затем в окне Мастера форм выбрать таблицу и определить набор полей для новой формы. После этого выбирают внешний вид формы и название формы.

 В рассмотренных выше способах создания форм  отображается  только одна запись таблицы. Для создания формы, в которой  отображаются сразу несколько  записей, и одновременно с этим требуются  более широкие  возможности настройки, можно воспользоваться инструментом Несколько элементов.

Если пользователя не удовлетворяют способы, рассмотренные выше, то он может воспользоваться  инструментом Пустая форма или построить в Конструкторе.

Форма, так же как и  таблица, может служить  документом для печати. Итак, каждая форма может служить промежуточным звеном между таблицей базы данных и пользователем, работающим с этой таблицей.

2. Запросы на выборку.  Запросы  используются для просмотра, анализа и изменения данных в одной или нескольких таблицах  базы данных. Запрос можно использовать для отображения данных из одной или нескольких таблиц и отсортировать их в определенном порядке, выполнить вычисления над группой записей, осуществить выборку из таблицы по определенным условиям. Запросы могут служить источником данных для форм и отчетов.

Существуют различные виды запросов:

- запросы к серверу, которые используются  для выборки данных с сервера;

- запросы на автоподстановку; они автоматически заполняют поля для новой записи;

- запросы на выборку осуществляют выборку данных из таблиц баз данных;

- запросы на изменение дают возможность модифицировать данные в таблицах;

- запросы на создание таблиц позволяют создавать новую таблицу на основе данных одной или нескольких существующих таблиц.

Из этих перечисленных запросов, наиболее часто используются запросы на выборку.

Перед тем, как приступить к реализации запросов в базе данных, рекомендуется предварительно выполнить  некоторые действия.  Вначале  изучить структуру  базы данных; необходимо знать состав таблиц, о типах данных, хранимых в них. В качестве источника данных могут быть использованы не только таблицы базы данных, а также  другие запросы, поэтому нужно иметь информацию о существующих запросах. Запросы составляются на основе  информационных потребностей пользователя базы данных.

Для создания нового запроса могут быть использованы четыре  основных способа:

-         с использованием Мастера запросов;

-         с помощью Конструктора запросов;

-         в режиме  SQL-редактора;

-         на основе существующего фильтра.

3.  Создание отчетов.  Под отчетом  понимается любой  выходной документ: список, письмо, адрес, какие-либо сведения и т.д. В отличие от других объектов базы данных,  с помощью отчета невозможно изменять  сведения, хранящиеся в базе данных. С помощью отчета можно  только отображать данные, содержащиеся в таблицах или выбранные из базы данных по запросу.

Существуют различные способы создания  нового отчета в базе данных:

-         автоматическое создание  отчета с помощью средства Отчет;

-         создание отчета с помощью Мастера отчетов;

-         создание отчета с использованием средства Пустой отчет;

-         создание отчетов в Конструкторе отчетов;

-         создание наклеек с помощью Мастера наклеек.

Варианты индивидуальных заданий те же, которые были выполнены в предыдущей лабораторной работе №1.

Контрольные вопросы:

1. Что такое форма и для чего она используется?

2. Какие формы могут быть составлены в автоматическом режиме?

3. Что является отличительной чертой  формы с дополнительными элементами?

4. Для чего используются запросы?

5. Что может служить источником данных для запроса?

6.Что собой представляют параметрические запросы? Как и для чего они создаются?

7. Как можно получать итоговые значения  в запросах?

8.Как можно сохранить запрос? Для чего это делается?

9. Как можно сохранить  результат выполнения запроса? Для чего это делается?

10. Как  задается  состав полей, выводимых в ответ?

11. Как можно упорядочить  данные в ответе?

12. Каков порядок создания отчета?

13. Как можно обеспечить сортировку данных в отчете?

14. Как осуществляется автоматическое создание отчета?

15.Дайте классификацию форм отчетов.

 

3 Лабораторная работа. Обжим и тестирование «прямых» и «перекрестных» кабелей utp

Цель работы: ознакомление со средой передачи данных; приобретение  навыков по обжиму и тестированию кабелей UTP для сети Ethernet.

Рабочее задание:

1.   Обжать «прямой кабель» по стандарту Т568В.

2.   Протестировать кабель с помощью тестера.

3.   Обжать «перекрестный  кабель» по стандарту Т568В и Т568А. Проверить работоспособность кабеля с помощью тестера.

Требуемые ресурсы:

1.       Два куска кабеля  категории 5 или 5e для каждой пары студентов. Прямой кабель длиной 1,5 метра, перекрещенный – 3 м;

2.       Не менее четырех разъемов RJ-45 (может потребоваться больше при неправильном соединении проводов);

3.     Обжимные инструменты RJ-45;

4.     Тестер кабелей Ethernet.

 

Методические указания к выполнению лабораторной работы

Наиболее распространенным кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение, часто называемое "витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с (1 Гбит/с), легко наращивается, однако является помехонезащищенной средой. Максимальная длина кабеля не может превышать 100 м. Минимальная длина кабеля - 1м.

В качестве коннектора используется восьмиконтактный модульный соединитель "RJ-45".

1 - контакты 8 шт.
2 - фиксатор разъема
3 - фиксатор провода

Рискнок 1 – Вид коннектора с боку

Контакт 1
2
3
4
5
6
7
Контакт 8

Рисунок 2 – Вид коннектора со стороны контактов

В процессе обжима, они будут утоплены внутрь корпуса, прорежут изоляцию (2) провода и воткнутся в жилу(1).

 

Рисунок 3 – Вид коннектора спереди

 

В «прямом кабеле» цвет провода контакта 1 на одном конце совпадает с цветом провода контакта 1 на другом конце кабеля. Для остальных семи контактов ситуация аналогична.

Кабель будет создан на основе стандарта TIA/EIA T568A или T568B для Ethernet, который определяет цвета проводов для каждого контакта. Прямые соединительные кабели обычно используются для прямого подключения узла к концентратору или коммутатору либо к настенному креплению в офисе.

В «перекрестном кабеле» вторая и третья пары на разъеме RJ-45 на одном конце кабеля перекрещены по отношению к другому концу. Выводы данного кабеля соответствуют стандарту T568A на одном конце и стандарту T568B на другом. «Перекрестные кабели» обычно используются для соединения однородных устройств между собой, например компьютер с компьютером, коммутатор с коммутатором и т.д.

Лабораторную работу лучше выполнять парами или в группе.

Т а б л и ц а 1 - Расположение проводов по стандарту T568A

№ контакта

№ пары

Цвет провода

Функция

 

1

2

Белый/зеленый

Передача

2

2

Зеленый

Передача

3

3

Белый/оранжевый

Прием

4

1

Синий

Не используется

5

1

Белый/синий

Не используется

6

3

Оранжевый

Прием

7

4

Белый/коричневый

Не используется

8

4

Коричневый

Не используется

 

Т а б л и ц а 2 - Расположение проводов по стандарту T568B

№ контакта

№ пары

Цвет провода

Функция

 

1

2

Белый/оранжевый

Передача

2

2

Оранжевый

Передача

3

3

Белый/зеленый

Прием

4

1

Синий

Не используется

5

1

Белый/синий

Не используется

6

3

Зеленый

Прием

7

4

Белый/коричневый

Не используется

8

4

Коричневый

Не используется

 

Порядок выполнения работы:

1 Создание и тестирование прямого кабеля Ethernet.

1.1 Получение и подготовка кабеля.

1.1.1      Отрежьте кусок кабеля требуемой длины.

1.1.2      С помощью инструмента для снятия изоляции очистите от оболочки оба конца кабеля на 5,08 см (2").

1.1.3      Определите правильную таблицу на основе используемого стандарта.

1.1.4      Расплетите короткий участок пар и упорядочите их в порядке, точно соответствующем стандарту. Очень важно расплетать как можно меньший участок. Скручивание очень важно, так как обеспечивает подавление помех.

1.1.5      Выпрямите и разгладьте провода между своими большим и указательным пальцами.

1.1.6      Убедитесь, что порядок проводов кабеля все еще соответствует стандарту.

1.1.7      Обрежьте прямой участок кабеля на расстоянии 1,25 – 1,9 см от края кабельной оболочки. Если оставить более длинный участок, кабель будет восприимчив к перекрестным помехам (помехам, создаваемым соседними проводами).

1.1.8      При вставке проводов выступ (штырь, торчащий из разъема RJ-45) должен находиться с обратной стороны и быть направленным вниз. Вставьте провода в разъем RJ-45 до упора, все провода должны заходить в разъем на максимальную длину.

1.1.9      Осмотрите конец разъема. Восемь проводов должны быть плотно сжаты на конце разъема RJ-45. Некоторая часть оболочки кабеля должна заходить в разъем. Если оболочка заходит в разъем недостаточно глубоко, то в конечном итоге это может привести к повреждению кабеля.

1.1.10 Если все правильно выровнено и вставлено, вставьте разъем RJ-45 и кабель в обжимный инструмент. Обжимный инструмент обожмёт разъем RJ-45 двумя поршнями.

1.1.11 Повторно осмотрите разъем. В случае неправильной установки обрежьте конец и повторите процесс.

1.1.12 Выполните ранее описанные действия, чтобы установить разъем RJ-45 на другом конце кабеля.

1.2       Тестирование кабеля

1.2.1      С помощью кабельного тестера проверьте работоспособность «прямого кабеля». Если кабель не прошел тест, заново выполните данную лабораторную работу.

1.2.2      К каждому тестируемому кабелю примените следующую процедуру. Вставьте один конец кабеля в разъем RJ-45 тестера с маркировкой UTP/FTP. Вставьте другой конец кабеля в охватывающую втулку RJ-45, а затем вставьте идентификатор кабеля с другой стороны втулки. Протестируйте кабель.

2 Создание и тестирование «перекрестного кабеля» Ethernet

2.1           Получение и подготовка кабеля

2.1.1 Отрежьте кусок кабеля требуемой длины и с помощью инструмента для снятия изоляции очистите от оболочки оба конца кабеля на 5,08 см (2").

2.1.2  Найдите таблицу T568A в начале данного документа.

в. Выполните ранее описанные действия по пунктам 1.1.2- 1.1.10 (но используя таблицу и стандарт T568А), чтобы установить разъем RJ-45 на одном конце кабеля.

2.1.3 Повторно осмотрите разъем. В случае неправильной установки обрежьте конец и повторите процесс.

Обработка другого конца кабеля в соответствии со стандартом T568B

2.1.4 Выполните ранее описанные действия (но используя таблицу и стандарт T568B), чтобы установить разъем RJ-45 на другом конце кабеля.

2.1.5 Повторно осмотрите разъем. В случае неправильной установки обрежьте конец и повторите процесс.

2.2 Тестирование кабеля

2.2.1 С помощью кабельного тестера проверьте работоспособность перекрещенного кабеля. Если кабель не прошел тест, заново выполните данную лабораторную работу.

3                   Контрольные вопросы

3.1            Какие типы кабелей вы знаете?

3.2            Максимальная длина кабеля UTP. Объясните причину ограничения длины кабеля?

3.3            Чем отличается прямой кабель от перекрещенного?

3.4            Какие разъемы используются для подключения витых пар?

3.5            Каким стандартом определяется порядок разводки проводов для разъемов RJ-45?

3.6            Приведите схему обжима витой пары и объясните принцип передачи информаций.

3.7            Основные электрические и частотные параметры витой пары.

3.8            Массогабаритные и эксплуатационные параметры кабеля UTP категории 5е.

 

4 Лабораторная работа. Среда передачи данных

 

Цель работы:

 – знакомство с различными способами соединения двух узлов между собой;

– изучение характеристик, выявление достоинств и недостатков различных сред для передачи информаций.

Рабочее задание:

1     Организовать передачу данных между двумя компьютерами (прямое соединение ПК к ПК).

2     Организовать передачу данных между узлами, соединенных между собой с помощью коммутатора.

3     Организовать беспроводное соединение между компьютерами без точки доступа.

4     Сравнить эти способы передачи данных между собой и написать вывод.

Методические указания

IP адреса для сетевых карт компьютеров выбирают из таблицы 1.

Т а б л и ц а 1

пары

IP адрес ПК1

IP адрес ПК2

Маска подсети

1

10.0.0.1

10.0.0.2

 

 

255.0.0.0

2

10.0.0.3

10.0.0.4

3

10.0.0.5

10.0.0.6

4

10.0.0.7

10.0.0.8

5

10.0.0.9

10.0.0.10

6

10.0.0.11

10.0.0.12

Порядок выполнения работы

1 Организовать передачу данных между двумя компьютерами (прямое соединение ПК к ПК).

1.1            С помощью перекрещенного кабеля (обжатый в предыдущей лабораторной работе)  соедините два ПК между собой (рис 1).

 

Рисунок 1

1.2            Нужно присвоить IP адреса сетевым картам компьютера согласно таблице 1. Для этого нужно открыть  окно «Свойства» сетевого окружения. В открывшемся окне выбрать свойство «Локальная сеть», а далее зайти в свойство протокола TCP/IP и присвоить IP адрес.

Примечание. Пользователь должен зайти в ПК под администратором.

1.3            Повторить эти действия для второго ПК для присвоения IP адреса.

1.4            Проверить физическую связь между компьютерами с помощью утилиты ping.

1.5            Для этого на обоих компьютерах нажмите кнопку «Пуск» и выберите команду «Выполнить». В открывшемся окне наберите cmd и нажмите OK.

1.6             В командной строке обоих компьютеров введите команду ipconfig.

1.7            Запишите IP-адреса компьютеров.

Компьютер 1: _________________________

Компьютер 2: _________________________

1.8             В командной строке одного компьютера введите команду ping с IP-адресом соседнего компьютера. Если кабель работоспособен, проверка связи должна быть успешной.

1.9        Создайте общий доступ к любой вами выбранной папке (кроме системных) и переместите информацию из этой папки в соседний компьютер. Засеките и запишите время копирования (сколько понадобилось времени для копирования информации), объем данных, скорость передачи и расстояние между узлами.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для успешного выполнения проверки связи на целевом компьютере необходимо временно отключить брандмауэр Windows.

2     Организовать передачу данных между узлами, соединенных между собой с помощью коммутатора.

2.1   С помощью прямого кабеля (используйте ранее обжатый вами прямой кабель) подключите ПК к сети (к коммутатору (см. рисунок 2)).

                                               Рисунок 2

где n - любая цифра, меньше 255, а в качестве  маски подсети принять 255.0.0.0.

2.2            IP-адреса сетевых карт ПК должны оставаться такими же, как для первого соединения.

2.3            Используя утилиту ping проверить физическое соединение с соседними компьютерами.

2.4            Если проверка прошла успешно, то с ранее созданной общей папки переместите информацию (того же объема) в соседний компьютер. Опять засеките и запишите время копирования (сколько понадобилось времени для копирования информации), объем данных, скорость передачи и расстояние между узлами, сравните с предыдущим данными.

3          Организовать беспроводное соединение между компьютерами без точки доступа.

3.1            Настроить беспроводную сеть (без точки доступа) между компьютерами (или компьютером и ноутбуком).

Рисунок 3

3.1.1     Через свойство Сетевого окружения открыть свойство Беспроводного сетевого соединения, здесь выберите вкладку Беспроводные сети.

3.1.2     В открывшемся окне нажмите на кнопку Добавить и наберите сетевое имя, например – home. Отключите шифрование данных, присвоив параметр Disable.

3.1.3     В том же окошке нажмите на кнопку Дополнительно. В открывшемся окне из предложенных вариантов выберите параметр Сеть компьютер- компьютер.

3.1.4     На иконке Беспроводного сетевого соединения нажмите на правую клавишу мыши и выберите параметр Просмотр доступных беспроводных сетей.

3.1.5     В открывшемся окне поставьте галочку Разрешить подключение и нажмите на кнопку Подключить.

3.1.6     Обратите внимание, красный крестик на иконке беспроводного сетевого соединения исчез, это значит, появилась беспроводная связь между компьютерами.

3.1.7     Протестируйте через командную строку с помощью команды ping вашу новую сеть. Для этого откройте Пуск/Выполнить (Run), наберите команду cmd, нажмите ОК и после этого наберите команду ping с IP адресом соседнего узла.

3.2            Попробуйте войти в соседний компьютер через беспроводную сеть и с ранее созданной общей папки переместите информацию (того же объема) в свой компьютер. Опять засеките и запишите время копирования (сколько понадобилось времени для копирования информации), объем данных, скорость передачи и расстояние между узлами, сравните с предыдущими показателями и напишите вывод.

 

3       Контрольные вопросы

3.1  Что можно назвать средой передачи данных?

3.2  Сравните различные способы передачи информации и выявите их достоинства и недостатки.

3.3  Какую утилиту можно использовать для тестирования физической среды передачи данных?

3.4  Какие стандартные процедуры должны быть реализованы чтобы связать два хоста между собой?

3.5  Достоинства и недостатки беспроводной среды передачи.

 

Список литературы

 

1. Избачков Ю., Петров В. Информационные системы: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: 2005. – 656 с.:ил.

2. Акулов О.А., Медведев Н.В. Информатика: базовый курс: учеб. пособие для студентов  вузов. 2-е изд. – М.: Омега-Л, 2005.-552 с.

3. Информационные технологии в радиотехнических системах. – Учеб. пособие. – 2-е изд. Васин В.А., Власов И.Б., Егоров Ю.М. и др.: Под ред. И.Б.Федорова. –М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004.- 708 с.

4. Киммел П. Основы  визуального анализа и проектирования UML.Универсальный язык программирования. – М.: НТ Пресс, 2008. – 272 с.

5. Введение в теорию информационных систем. – Под ред. Юркевича Е.В.- М.: ИД Технологии, 2004.

6. Терри Кватрани, Джим Палистрант. Визуальное моделирование с помощью IBM Rational Software Architect и  UML. Пер. с англ. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС.- 2007.- 192 с.

7.  Лемке Джуди. Microsoft Office Visio 2003.  Шаг за шагом. Прак. Пособ./ Пер. с англ. – М.: «СП ЭКОМ», 2006.- 252 с.

8. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. – Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-изд. – СПб: «Питер», 2007. – 958 c.

9. Программа сетевой академии Cisco CCNA 1 и 2 Вспомогательное руководство. 3-е изд. с испр.: пер. с англ. – М.: Вильямс, 2005. – 1168 с.

10. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия  –  СПб: Издательство «Питер», 2000.  –  576 с.