Вычислительные машины, сети и системы

Москва  2022

М инис терс тво науки и высш его о б ра з о ва н и я рФ

ФеДераЛЬное госуДарственное автоноМное образоватеЛЬное уЧреЖДение 
высшего образования 
«наЦионаЛЬныЙ иссЛеДоватеЛЬскиЙ теХноЛогиЧескиЙ университет «Мисис»

институт инФорМаЦионныХ теХноЛогиЙ и коМПЬЮтерныХ наук 
 
Кафедра автоматизированных систем управления

И.И. Микитенко

Вычислительные машины,  
сети и системы

Лабораторный практикум

рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4690

УДК 004.7  
 
М59

Р е ц е н з е н т 
канд. техн. наук, доц. А.И. Широков; 
ст. преп. Г.С. Крынецкая 

Микитенко, Игорь Иванович.
М59  
Вычислительные машины, сети и системы: лаб. 
практикум / И.И. Микитенко. – Москва : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 2022. – 72 с.

В лабораторном практикуме рассматривается проведение восьми лабораторных работ по курсу «Вычислительные машины, сети 
и системы». Структурно каждая такая работа состоит из базовой 
теоретической части для изучения, отрабатываемых студентами 
на практике пунктов заданий и контрольных вопросов для самопроверки усвоенного материала и защиты работы.
Сборник лабораторных работ предназначен для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 09.03.01 
«Информатика и вычислительная техника», профили «Интеллектуальные системы анализа данных», «Системная и программная 
инженерия», а также изучающих информационные технологии.

УДК 004.7

 Микитенко И.И., 2022
 НИТУ «МИСиС», 2022

ОглавленИе

Предисловие ..................................................................4

Лабораторная работа № 1. Основные компоненты 
вычислительной машины .................................................5

Лабораторная работа № 2.  
Загрузка компьютера и изучение BIOS / UEFI ...................10

Лабораторная работа № 3. Моделирование работы ЛВС ......19

Лабораторная работа № 4. Современные сети и системы – 
оборудование, понятия, термины и определения.  
Изучение темы и практика на основе применения 
современных цифровых инструментов .............................24

Лабораторная работа № 5. Блоки питания ВМ,  
расчет мощности при выборе или сборке компьютера .........36

Лабораторная работа № 6. Изготовление кабелей  
Ethernet и соединение двух компьютеров в ЛВС ................43

Лабораторная работа № 7. Первичные команды уровня 
командной строки .........................................................53

Лабораторная работа № 8. Представление вычислительной 
сети в эмуляторах Cisco Packet Tracer и eNSP ....................59

Заключение .................................................................66

Библиографический список ............................................67

Приложение .................................................................70

ПРеДИСлОвИе

Практическая подготовка студентов вуза представляет собой форму организации образовательной деятельности при 
освоении образовательной программы в условиях выполнения 
обучающимися определенных видов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью и направленных на 
формирование, закрепление, развитие практических навыков 
и компетенций по профилю соответствующей образовательной 
программы.
Поэтому необходимость изучения студентами, обучающихся по направлению подготовки бакалавра 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», профили «Интеллектуальные системы анализа данных», «Системная и программная 
инженерия», «Системы автоматизированного проектирования и информационной поддержки изделий», дисциплины 
«Вычислительные машины, сети и системы» объясняется местом, которое занимают современные вычислительные машины в информатизации общества в целом. А теоретические и 
практические навыки, реализуемые в рамках проведения по 
курсу комплекса лабораторных работ, являются реальной основой для достижения поставленных целей подготовки будущего специалиста.
Предметом дисциплины «Вычислительные машины, сети и 
системы» является изложение основ построения вычислительных машин, выбора и обеспечения надежности функционирования информационно-вычислительных сетей. В предлагаемом лабораторном практикуме сделан акцент на особенностях 
использования современных технических подходов и программных средств для изучения текущего состояния и обоснования облика современных вычислительных машин, локальных и глобальных сетей.

лабОРатОРная РабОта № 1. 
ОСнОвные КОМПОненты 
вычИСлИтельнОй МашИны

Цель работы: классифицировать основные компоненты системного блока компьютера и изучить их характеристики.

теоретическая часть

Как было отмечено на первой лекции курса, в дальнейшем 
при изучении вычислительных машин (ВМ) за основу будет 
принят традиционный персональный компьютер (ПК). Как 
правило, в состав компьютера входит [22–24] системный блок 
и периферийные устройства. Часто упрощенный набор составляющих ВМ, таких как сам системный блок, монитор, клавиатура, мышь и принтер, называется автоматизированным рабочим местом (АРМ) пользователя или специалиста.
В состав системного блока ВМ входят следующие его компоненты (рис. 1.1): корпус ВМ (шасси), материнская (системная) 
плата, блок питания ВМ, всевозможные запоминающие устройства и используемые ими носители информации, система охлаждения (вентиляции), порты ввода-вывода информации для 
подключения внутренних и внешних периферийных устройств.
Материнская плата – основная составляющая аппаратной части начинки системного блока ВМ. К ней подключаются преимущественно все другие компоненты компьютера: накопители информации (твердотельный диск, жесткий 
диск), процессор (CPU), оперативная память (ОЗУ), видеокарта, оптический привод и др. Следует отметить, что подобных 
устройств внутри системного блока компьютера может быть 
несколько. Также на самой материнской плате могут интегрироваться следующие функциональные элементы (рис. 1.2): 
микросхема ПЗУ системы BIOS или UEFI, слоты расширения 
шины материнской платы, элементы чипсетов или контрол- 
леры-мосты (наборы микросхем северного и южного моста), звуковой и видеоконтроллеры, другие контроллеры для 
управления другими устройствами, например устройствами 
хранения информации. Также на материнской плате базируются порты и интерфейсы сопряжения для подключения 

внешних периферийных устройств (USB, кабеля локальной 
сети, звуковых колонок, гарнитуры, видеовыходы и др.).

Рис. 1.1. Состав системного блока персонального компьютера

Северный мост (англ. Northbridge) – это системный контроллер (или набор микросхем), являющийся одним из элементов чипсета материнской платы, отвечающий за работу 
процессора (CPU) с оперативной памятью (RAM) и видеоадаптером.
Южный мост (англ. Southbridge) – функциональный контроллер, также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода, отвечает за работу периферийных устройств – 
мыши, клавиатуры, принтера, джойстика, сканера и других 
устройств.
Центральное процессорное устройство, процессор (CPU) – 
электронный блок либо большая интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции, главная 
часть аппаратного обеспечения ВМ или программируемого логического контроллера. 
Оперативная память – энергозависимая часть системы 
памяти компьютера, в которой во время его работы хранится 

выполняемый машинный код (программы), а также входные, 
выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

Рис. 1.2. Состав (вариант) материнской платы

Накопитель на жестких магнитных дисках (HDD, винчестер) – устройство для длительного хранения программ и информации пользователя. Данное устройство представляет собой 
группу дисков с магнитным покрытием, расположенных на одной оси и вращающихся с высокой скоростью. Основными параметрами жесткого диска считаются емкость и производительность. Винчестер характеризуется не только временем доступа 
к хранимым данным и скоростью передачи информации, но и 
характеристиками интерфейса, с помощью которого HDD связывается с материнской платой. Также все чаще применяются 
сегодня высокоскоростные твердотельные накопители SSD на 
микросхемах, без механических вращающихся компонентов.
Контроллеры устройств (адаптеры), располагаемые на материнской плате, служат для обмена информацией между ОЗУ 
и внутренними и внешними периферийными устройствами 
(клавиатурой, дисководами DVD, BD, принтерами, сканерами 

и др.) через общую шину платы. Для каждого внешнего типового устройства, как правило, на материнской плате предусматривается наличие специальной электронной схемы, управляющей этим устройством. Другие подключаемые устройства 
могут использовать для этих целей унифицированные порты 
(например, USB), управляемые также соответствующими 
контроллерами.

Ход выполнения и задания по работе

1. Используя подготовленный стенд (старый системный 
блок ПК) и отвертку, под управлением преподавателя поочередно демонтируйте основные компоненты компьютера. Получите практические навыки демонтажа и обратной установки 
в соответствующие посадочные места следующих основных 
компонентов: процессора, кулера (вентилятора) процессора, 
оперативной памяти, видеоадаптера, блока питания с разъемами подключения на материнской плате, накопителей информации (винчестера, твердотельного диска, DVD и др.).
2. Занесите в табл. 1.1 аббревиатуру модели и производителей основных компонентов системного блока, начиная с материнской платы. Используя сеть «Интернет», по аббревиатуре 
моделей компонентов изучите подробно и внесите в последний 
столбец таблицы технические характеристики каждого рассматриваемого компонента системного блока.

Таблица 1.1
Характеристики компонентов системного блока

Тип устройства
Модель
Производитель
Основные технические характеристики
Материнская плата
Процессор
Кулер
Видеоадаптер
Оперативная память
Накопители (HDD, SSD)
Блок питания
Порты
Другие компоненты (при 
наличии)