Пособие содержит следующие разделы

• 
  «Подготовка учебного класса к занятиям» — требования к оборудова-нию, необходимому для проведения курса, и описание процедур под­готовки компьютерного класса к занятиям;
  
• 
  «Рекомендации для преподавателя» — основной раздел, содержащий рекомендации по подготовке к проведению уроков и практических (лабораторных) работ, указания, на что нужно обратить особое внима-ние при их проведении и какие результаты должны быть достигнуты на каждом занятии.
  

Об этом курсе

Предлагаемый 40-часовой курс предназначен для учреждений общего об-разования с естественно-математическим и информационно-технологиче-ским профилями и описывает основы построения современных компьютерных сетей и их использования. Вопросы создания сетей об-суждаются начиная с выбора физической среды передачи данных и за-канчивая настройкой основных сетевых служб, обеспечивающих работу современной сети. Использование сетей описано на примере знакомых учащимся из базового курса информатики и ИКТ программ прикладного уровня.

Аудитория

Курс рассчитан на учащихся 10 или 11 классов, уже имеющих достаточ­ную компьютерную подготовку. Освоение этого курса поможет им при построении домашних или офисных сетей и послужит фундаментом для дальнейшего углубленного изучения сетевых технологий (например, в вузах технического профиля или на курсах Официальной учебной про-граммы Майкрософт — Microsoft Official Curriculum, MOC).

Требования к учащимся

Перед началом данного курса учащиеся должны:

• 
  иметь представление об устройстве компьютера;
  
• 
  знать, что такое процессор, память, материнская плата, жесткий диск, разъемы расширения, PCI-адаптеры, драйверы устройств;
  

□ обладать навыками работы с современными сетевыми операционными
системами (такими, как Windows 2000 Professional или Windows XP
Professional).

Знание основных понятий, относящихся к сетевым технологиям, же-лательно, но не является обязательным.

Цели курса

В ходе изучения курса учащиеся узнают:

• 
  что такое компьютерные сети, как и для чего они создаются;
  
• 
  как компьютеры взаимодействуют в сетях и как описать это взаимо-действие в рамках эталонной модели ISO/OSI;
  
• 
  какие базовые топологии используются в сетях и как выбрать нужную топологию для конкретной сети;
  
• 
  какие среды передачи данных используются в сетях, как выбрать не-обходимую среду передачи и построить на ее основе кабельную инфра-структуру;
  
• 
  какие существуют сетевые архитектуры и как выбрать наиболее со-временную, скоростную, надежную и защищенную сетевую архитек­туру;
  
• 
  какие устройства обеспечивают связь компьютеров в сети, каковы их общие черты и различия и как подобрать наиболее подходящие устройства для конкретной сети;
  
• 
  какие существуют стеки протоколов и как выбрать из них наиболее эффективный;
  
• 
  что такое IP-адресация и маршрутизация, как правильно настроить протокол IP и проверить его работоспособность;
  
• 
  что такое клиентские и серверные сетевые операционные системы, ка-кие существуют типы серверов, как работают компьютеры в рабочей группе и домене и какие меры безопасности следует соблюдать при ра-боте в сети;
  
• 
  как обеспечивается подключение сетей к Интернету, что такое «Все-мирная паутина» (World Wide Web) и как работают браузеры и веб-серверы;
  

□ как работают такие средства коммуникации в Интернете, как элект­ронная почта и мгновенные сообщения, что такое совместное исполь-зование файлов и каких правил следует придерживаться при работе в Интернете.

Учебно-методические материалы

В комплект подготовленных для курса «Основы компьютерных сетей» учебно-методических материалов входят:

• 
  методическое пособие для учителей, которое вы держите в руках;
  
• 
  учебное пособие для учащихся;
  
• 
  прилагаемый к методическому пособию для учителей компакт-диск.
  

Учебное пособие

Учебное пособие включает в себя 11 глав.

• 
  Глава 1 «Что такое компьютерная сеть». Глава знакомит учащихся с понятием «компьютерная сеть», назначением и основными принципа-ми создания таких сетей. Здесь же приводятся некоторые способы классификации сетей, вводятся понятия «клиент-серверные сети» и «администрирование сети», а также кратко обсуждается, как компью-теры взаимодействуют друг с другом в сетях.
  
• 
  Глава 2 «Как компьютеры взаимодействуют в сети». Здесь рассматри­вается, что такое сетевые протоколы и как все взаимодействия в сети можно описать в рамках эталонной модели ISO/OSI.
  
• 
  Глава 3 «Сетевые топологии и способы доступа к среде передачи дан-ных». Здесь обсуждаются такие основополагающие для построения се-тей вещи, как топология сети (физическая и логическая) и методы доступа к среде передачи данных. Здесь же описываются преимущест­ва и недостатки различных топологий и методов доступа, а также да-ются рекомендации по выбору топологии, наиболее подходящей для конкретной сети.
  
• 
  Глава 4 «Строим сеть: линии связи». Глава посвящена выбору провод­ной, оптической или беспроводной среды передачи данных, а также вопросам построения кабельной инфраструктуры.
  

• 
  Глава 5 «Строим сеть: выбор сетевой архитектуры». Здесь рассматри­ваются как устаревшие, так и современные сетевые архитектуры и приводятся рекомендации по выбору высокоскоростной, надежной и защищенной сетевой архитектуры.
  
• 
  Глава 6 «Строим сеть: выбор устройств связи». Здесь обсуждается, с помощью какого оборудования компьютеры объединяются в сеть, рас-сматриваются принципы работы различных устройств связи (начиная с сетевых адаптеров и заканчивая шлюзами) и предлагаются критерии выбора устройств, наиболее подходящих для конкретной сети.
  
• 
  Глава 7 «Налаживаем взаимодействие между компьютерами: выбор
  

стека протоколов». В главе описываются некоторые из существующих наборов протоколов и подробно обсуждается самый распространенный из них — стек TCP/IP. Здесь же указано, как работают такие протоко-лы стека TCP/IP, как IP, ICMP, TCP и UDP, и вкратце описываются наиболее популярные протоколы прикладного уровня.

• 
  Глава 8 «Налаживаем взаимодействие между компьютерами: настрой-ка IP-адресации и маршрутизации». Здесь обсуждаются важнейшие вопросы, связанные с протоколом IP: что такое IP-адрес, какие бывают типы адресов и как правильно назначать IP-адреса узлам сети. Здесь же описаны принципы работы IP-маршрутизаторов и перечислены основ-ные способы проверки работоспособности стека TCP/IP.
  
• 
  Глава 9 «Налаживаем работу в сети: сетевые службы, клиенты, серве-ры, ресурсы. Защита при работе в сети». Глава посвящена рассмотре-нию клиентских и серверных сетевых операционных систем и служб, а также основных типов серверов. Здесь же обсуждаются две возмож-ные модели сетевого взаимодействия в сетях Майкрософт - рабочие группы и домены и приводятся рекомендации по обеспечению безо-пасности компьютеров при работе в сети.
  
• 
  Глава 10 «Подключаем сеть к Интернету. Начинаем работать в сети». Здесь описано, как обеспечивается физическое подключение к Интернету и как настраивается взаимодействие на сетевом уровне. Кроме того, здесь рассмотрена работа системы доменных имен (DNS), «Всемирной паутины» (World Wide Web), браузеров и веб-серверов.
  
• 
  Глава 11 «Средства общения и обмена данными. Правила поведения в Интернете». В главе обсуждается, как работают различные средства коммуникации в Интернете: электронная почта и системы обмена мгновенными сообщениями, что такое совместное использование фай­лов и каких правил следует придерживаться при работе в Интернете.
  

Подготовка учебного класса к занятиям

Чтобы сделать занятия интересными и добиться успешного освоения уча-щимися материалов курса, особое внимание следует уделить подготовке учебного класса к занятиям и практическим работам. В первую очередь это касается технического оснащения класса компьютерами и сетевым оборудованием.

Системные требования

Для проведения занятий вам понадобятся компьютеры, удовлетворяю-щие минимальным требованиям для установки используемых при изу-чении курса сетевых операционных систем Windows 2000 Professional / Server, Windows XP Professional или Windows Server 2003 (см. табл. 1; в скобках в таблице также указаны рекомендуемые значения соответст­вующих параметров).

Таблица 1

Сетевое оборудование

Кроме компьютеров, вам потребуется следующее сетевое оборудование и обеспечение:

• 
  отрезок коаксиального кабеля RG-58 длиной не менее одного метра;
  
• 
  набор BNC-коннекторов (как минимум, два обычных, два T-коннекто-ра и два терминатора);
  
• 
  клещи для заделки BNC-коннекторов (если на концах отрезка коакси­ального кабеля коннекторы еще не установлены);
  
• 
  два или более PCI-совместимых сетевых адаптера с BNC-портами;
  
• 
  гибридный 10-мегабитный концентратор с несколькими портами 10Base-T и одним портом 10Base-2*;
  
• 
  несколько отрезков кабеля типа «витая пара» категории 5;
  
• 
  несколько коннекторов RJ-45;
  

• 
  клещи для заделки коннекторов RJ-45 (если на концах отрезка кабеля «витая пара» коннекторы еще не установлены);
  
• 
  тестер для проверки качества заделки коннекторов;
  
• 
  два или более 10/100-мегабитных концентратора или 10/100/1000-ме-габитных коммутатора (можно использовать небольшие устройства с 5-8 портами).
  

Желательно также иметь в наличии беспроводную точку доступа Wi-Fi, подключаемую к сети Ethernet.

Установка ОС

Для проведения практических работ на компьютеры нужно установить операционную систему. Подойдет любая из перечисленных выше в табл. 1 версий ОС Windows, однако следует учесть, что задания в лабора-торных работах рассчитаны на использование локализованных русскоя­зычных версий Windows XP Professional SP2 (в качестве клиентской ОС) и Windows Server 2003 Standard Edition (в качестве серверной ОС).

Если эти операционные системы в вашем компьютерном классе еще не установлены (или по каким-либо причинам требуется выполнить их пере-установку), то вы можете обратиться к описанию процедуры автоматиче-ской установки Windows XP Professional с загружаемого дистрибутивного компакт-диска, приведенной в приложении 1 к данному методическому пособию (процедура установки системы Windows Server 2003 практически аналогична).

Для некоторых упражнений также потребуется наличие домена на базе Windows 2000 Server или Windows Server 2003. Если домен в вашей школе уже развернут, нужно обсудить с администратором домена, как организовать выполнение заданий, в которых рассматриваются вопросы работы компьютеров в домене (следует получить у администратора школьного домена полномочия для управления учетными записями и об-ратить внимание, что учебный компьютерный класс должен иметь под­ключение к школьной сети, настройки протокола TCP/IP должны быть согласованы с сетевым администратором, a DNS-cepBep(bi) и контрол­лер^) домена — доступны по сети). Если же домен еще не развернут, то можно воспользоваться процедурой установки домена, приведенной в разделе 5.2.1 «Установка DNS и службы каталогов Active Directory» име-ющегося на компакт-диске (прилагаемом к данному методическому посо-бию) курса «Системный администратор школьной компьютерной сети».

Наконец, в одном из заданий требуется доступ к почтовому серверу. Если в вашей школе почтовый сервер уже развернут, то следует восполь-зоваться существующими учетными записями учащихся на этом сервере; если нет, то можно развернуть почтовый сервер на компьютере препода-вателя с ОС Windows Server 2003, воспользовавшись процедурой, приве-денной в приложении 2 к данному методическому пособию.

Рекомендации для преподавателя

Тип курса: элективный.

Возраст учащихся: третья ступень общего образования — старшая школа (10-11 классы).

Профили: естественно-математический, информационно-технологиче-ский.

Цель курса: обучение основам построения и использования компью-терных сетей.

Количество часов. Курс рассчитан на 40 учебных часов в клас­сно-урочной или внеурочной форме; при проведении двух уроков в неде-лю весь курс укладывается в одно полугодие. Курс разбит на 11 тем, в каждой из которых выделены часы на теорию, компьютерный практи­кум и проверку полученных знаний.

Метод обучения. Основным методом обучения являются теоретиче-ские занятия (лекции, сопровождаемые проводимыми преподавателем демонстрациями). Для закрепления новых для учащихся определений и терминов используются кроссворды (классические и венгерские). Полу-ченные знания дополнительно фиксируются в ходе выполнения практи­ческих работ.

Контроль знаний и навыков. Первичный контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам ответов учащихся на вопросы, приведенные в конце каждой главы учебного пособия (вы также можете разработать собственный набор вопросов, наиболее подходящих к вашей версии изложения обсуждаемого материала). Дальнейший контроль зна-ний проводится с помощью интерактивных тестов, имеющихся на ком­пакт-диске, а итоговый — по результатам выполнения учащимися практических заданий на компьютере.

Организация учебного процесса. Курс предусматривает организацию учебного процесса в классно-урочной форме, когда учитель объясняет но-вый материал и консультирует учащихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере.

Далее в методическом пособии приведены рекомендации, касающиеся тематического планирования курса. Материал в пособии для учащихся разбит на 11 глав, поэтому тематический план также разделен на 11 мо­дулей. Каждый такой модуль предусматривает изучение теории, решение кроссворда (классического или венгерского — по выбору) и тестов, а так­же выполнение практических заданий. Соответственно, в тематическом планировании приведены названия глав и разделов учебно-методических материалов, которые учителю следует проработать при подготовке к про-ведению курса, а также список кроссвордов, тестов и практических зада-ний, которые учащиеся должны выполнить в ходе занятий.

Кроссворды и тесты реализованы в виде исполняемых файлов, кото-рые перед началом занятий следует скопировать из папки Курс "Основы компьютерных сетей"\Практикум\Модуль <номер модуля>\Кросс-ворды с компакт-диска (прилагаемого к данному методическому посо-бию) на компьютеры учащихся.

В ходе изучения курса запланировано выполнение 11 лабораторных ра-бот, каждая из которых содержит по нескольку заданий. Описания лабора-торных работ и инструкции по их выполнению также приведены на компакт-диске в папке Курс "Основы компьютерных сетей"\Практикум\ Модуль <номер модуля>\Лабораторная работа (их нужно распечатать и перед началом практических занятий раздать учащимся).

Оценить время теоретических занятий, проверочных и практических работ вам поможет таблица 2. Значок Ш в ней указывает на использова-ние соответствующей главы пособия для учащихся. Значок (^ указыва-ет на необходимость обращения к соответствующей папке на компакт-диске (прилагаемом к данному методическому пособию); все эти папки хранятся на диске в папке Курс "Основы компьютерных сетей"\ Практикум\Модуль <номер модуля>. (Ваше собственное расписание мо-жет несколько отличаться от приведенного ниже.)

Таблица 2