Лабораторная работа 5.1.4

Ф.И.О. студента: Никифоров Д.Д.

Группа: 32КС-13

Лабораторная работа 5.1.4. Использование калькулятора Windows

в работе с сетевыми адресами

Задачи

Изменить режим калькулятора Windows.

С помощью калькулятора Windows представить числа в десятичной, двоичной и

шестнадцатеричной системах счисления.

С помощью калькулятора Windows определить число узлов в сети, представив его в степени

двойки.

Исходные данные / подготовка

Сетевые техники работают на компьютерах и сетевых устройствах с двоичными, десятичными и

шестнадцатеричными числами. В данной лабораторной работе требуется с помощью калькулятора

Windows преобразовывать числа в двоичную, десятичную и шестнадцатеричную системы счисления.

Также придется с помощью степенной функции определять число узлов, которым можно назначить

адреса, на основе доступного числа разрядов.

Требуются следующие ресурсы:

ПК с установленной ОС Windows XP в работоспособном состоянии.

Шаг 1. Включение калькулятора Windows и определение его режима работы

а. В меню «Пуск» и выберите «Все программы > Стандартные», а затем – «Калькулятор».

Альтернативный метод запуска приложения «Калькулятор» – открыть меню «Пуск», выбрать

команду «Выполнить», ввести calc и нажать клавишу ВВОД. Попробуйте оба метода.

б. После запуска приложения «Калькулятор» откройте меню «Вид».

в. Какой режим [Обычный | Инженерный] является активным в данный момент?

Обычный

г. Выберите режим «Обычный». Это основной режим для простых вычислений. Сколько

математических функций доступно в этом режиме?

д. В меню «Вид» выберите пункт режим «Инженерный».

е. Сколько математических функций доступно в этом режиме?

Шаг 2. Переход между системами счисления

а. Перейдите в режим «Инженерный». Обратите внимание на доступные режимы систем

счисления – Hex (шестнадцатеричная), Dec (десятичная), Oct (восьмеричная) и Bin (двоичная).

б. Какая система счисления используется в данный момент?

Dec

в. Какие цифры на цифровой клавиатуре активны в десятичном режиме?

0-9

Установите переключатель Bin (двоичная). Какие цифры на цифровой клавиатуре активны в

данный момент?

0-1

г. Почему другие цифры недоступны?

Двоичная СС

д. Установите переключатель Hex (шестнадцатеричная).

е. Какие символы на цифровой клавиатуре активны в данный момент?

0-9, A-F

ж. Установите переключатель Dec. С помощью кнопки мыши щелкните цифру 1, а затем – цифру 5

на цифровой клавиатуре. В поле введено десятичное число 15. Установите переключатель Bin.

з. Что стало с числом 15 в текстовом поле наверху окна?

1111

и. Переключая режимы, числа преобразуются из одной системы счисления в другую. Снова

перейдите в режим Dec. Число в окне вернется к десятичному виду. Выберите режим Hex.

к. Какая шестнадцатеричная цифра (0- 9 или A - F) соответствует десятичному числу 15?

л. Очистите окно от значения, представляющего число 15. Снова перейдите в режим Dec. Для

ввода цифр можно использовать не только мышь, но и вспомогательную цифровую клавиатуру

и клавиши с цифрами. С помощью вспомогательной цифровой клавиатуры, расположенной

справа от клавиши ВВОД, введите число 22. Если число не появляется в поле калькулятора,

нажмите клавишу «Num Lock», чтобы включить вспомогательную цифровую клавиатуру.

После появления числа 22 в текстовом поле калькулятора с помощью клавиш с цифрами

наверху клавиатуры добавьте 0 к числу 22 (после чего в поле должно отображаться 220).

Установите переключатель Bin.

м. Какое двоичное число соответствует десятичному числу 220?

11011100

н. Очистите окно от значения, представляющего число 220. В режиме двоичной системы

счисления введите следующее двоичное число: 11001100. Установите переключатель Dec.

о. Какое десятичное число соответствует двоичному числу 11011100?

220

п. Преобразуйте следующие десятичные числа в двоичные.

Десятичное Двоичное

86=1010110

175=10101111

204=11001100

19=10011

р. Преобразуйте следующие двоичные числа в десятичные.

Двоичное Десятичное

11000011=195

101010=42

111000=56

1001001=73

Шаг 3. Преобразование IP-адресов узлов

а. У сетевых компьютеров обычно есть два адреса: IP-адрес и MAC-адрес Ethernet. Для удобства

пользователей IP-адрес обычно представляется в виде точечно-десятичной нотации (группы

десятичных чисел, разделенных десятичной точкой), например, 135.15.227.68. Каждый

десятичный октет в адресе или маске можно преобразовать в 8 двоичных разрядов. Помните,

что компьютер понимает только двоичные разряды. Если все 4 октета преобразовать в

двоичную форму, сколько разрядов получится?

б. IP-адреса обычно представляются в виде четырех десятичных чисел, которые принимают

значения в пределах от 0 до 255 и разделены точкой. Преобразуйте 4 части IP-адреса

192.168.10.2 в двоичную форму.

Десятичное Двоичное

192=11000000

168=10101000

10=1010

2=10

в. Обратите внимание в предыдущей задаче на то, что число 10 преобразуется только в четыре

цифры, а 2 – в две цифры. Так как в каждой позиции IP-адреса может быть указано любое

число от 0 до 255, то для предоставления каждого такого числа обычно используется восемь

цифр. В предыдущем примере для представления чисел 192 и 168 в двоичной форме

требовалось восемь цифр, однако для представления чисел 10 и 2 столько цифр не требуется.

Обычно к каждому преобразованному к двоичной форме числу IP-адреса слева добавляются

нули (0), чтобы получить восемь двоичных цифр. Число 10 должно быть представлено в виде

00001010. Перед четырьмя значащими двоичными цифрами добавлены четыре нуля.

г. В текстовом поле калькулятора в двоичном режиме введите цифры 00001010 и установите

переключатель Dec.

д. Какому десятичному числу соответствует 00001010?

е. Влияют ли «лидирующие» нули на число?

Нет

ж. Как должно быть представлено число 2 (в предыдущем примере) восемью цифрами?

00000010

Шаг 4. Преобразование масок IP-подсетей узлов

а. Маски подсетей, такие как 255.255.255.0, также представлены в виде десятичных чисел с

разделительными точками. Маска подсети всегда состоит из четырех 8-разрядных октетов,

каждый из которых представляется десятичным числом. За исключением десятичного числа 0

(все 8 двоичных разрядов – нули) и десятичного числа 255 (все 8 двоичных разрядов –

единицы), у каждого октета будет некоторое количество единиц слева и некоторое число нулей

справа. Преобразуйте 8 возможных ° ___десятичных значений октетов маски подсети в двоичную

форму.

Десятичное Двоичное

0=0

128=10000000

192=11000000

224=11100000

240=11110000

248=11111000

252=11111100

254=11111110

255=11111111

б. Преобразуйте четыре компонента маски подсети 255.255.255.0 в двоичную форму.

Десятичное Двоичное

255=11111111

0=0

Шаг 5. Преобразование адресов широковещательной рассылки

а. Узловые компьютеры и сетевые устройства используют адреса широковещательной рассылки

для отправки сообщений целым группам узлов. Преобразуйте следующие адреса

широковещательной рассылки.

Адрес Двоичное

IP-адрес широковещательной

рассылки 255.255.255.255=11111111.11111111.11111111.111111111

MAC-адрес широковещательной

рассылки

FF:FF:FF:FF:FF:FF=11111111:11111111:11111111:11111111:11111111:11111111

Шаг 6. Преобразование IP- и MAC-адреса узла

а. Нажмите кнопку «Пуск», выберите команду «Выполнить», введите команду cmd и нажмите

клавишу ВВОД. В командной строке введите ipconfig /all.

б. Отметьте IP-адрес и физический адрес (также известный как MAC-адрес).

IP-адрес:

10.201.10.61

MAC-адрес:

70-71-BC-45-B2-1E

в. С помощью калькулятора преобразуйте четыре числа IP-адреса в двоичную форму.

Десятичное Двоичное

г. MAC-адрес, или физический адрес, обычно представлен 12 шестнадцатеричными цифрами,

сгруппированными в пары и разделенными тире (-). Физические адреса на компьютерах под

управлением Windows обычно отображаются в формате xx-xx-xx-xx-xx-xx, где x – цифра 0 - 9

или буква от A до F. Каждую шестнадцатеричную цифру в адресе можно преобразовать в 4-

разрядное двоичное число, «понятное» компьютеру. Если все 12 шестнадцатеричных цифр

преобразовать в двоичную форму, сколько разрядов получится?

д. Преобразуйте каждую шестнадцатеричную пару в двоичную форму. Например, если группа

чисел CC-12-DE-4A-BD-88 соответствует физическому адресу, приведите шестнадцатеричное

число CC к двоичному виду (11001100). Затем преобразуйте в двоичную форму

шестнадцатеричное число 12 (00010010) и так далее. Убедитесь, что добавлено необходимое

число лидирующих нулей, чтобы получить 8 двоичных разрядов для каждой пары

шестнадцатеричных чисел.

Шестнадцатери Двоичное

Шаг 7. Определение числа узлов сети с помощью степеней числа 2

а. Для представления двоичных чисел используются две цифры: 0 и 1. При вычислении

количества возможных узлов в подсети используются степени числа 2 из-за двоичного

представления. В качестве примера рассмотрим маску подсети, в которой остается шесть

разрядов в части IP-адреса, соответствующей узлу. В этом случае число узлов в сети равно 2 в

6-ой степени минус 2 (так как одно число требуется для представления сети, другое – для

достижения всех узлов сети, т.е. для адреса широковещательной рассылки). Всегда

используется число 2, так как работа ведется в двоичной системе счисления. Число 6

определяет количество разрядов, соответствующих узлам.

б. В режиме Dec введите в поле калькулятора число 2. Нажмите кнопку «x^y», которая

соответствует возведению числа в некоторую степень. Введите число 6. Нажмите кнопку «=»,

а затем – клавишу ВВОД или «=» на клавиатуре – это эквивалентные способы получения

конечного результата. В результате появится число 64. Чтобы вычесть два, нажмите кнопку с

минусом (-), затем – кнопку 2, а в конце – кнопку «=». В результате появится число 62. Это

означает, что может использоваться 62 узла.

в. С помощью описанного выше процесса определите число узлов, если для представления

узлов используется следующее число разрядов.

Количество

разрядов для узлов Количество узлов

5=30

14=16382

24=16777214

10=1022

г. С помощью освоенного метода определите, чему равняется 10 в 4-ой степени.

10000

д. Закройте калькулятор Windows.

Шаг 8. Определение номера сети и числа узлов на основе маске подсети (необязательный)

а. Задан сетевой IP-адрес 172.16.203.56 и маска подсети 255.255.248.0. Определите сетевую

часть адреса и, на основе оставшегося для узлов числа разрядов, вычислите, сколько можно

создать узлов.

б. Начните с преобразования 4 октетов десятичного IP-адреса в двоичную форму, а затем

преобразуйте к двоичному виду десятичную маску подсети. При преобразовании к двоичной

форме не забудьте добавить лидирующие нули, чтобы получить 8 разрядов для каждого

октета.

IP-адрес и маска

подсети в

десятичной форме

IP-адрес и маска подсети в двоичной форме

172.16.203.56=10101100.00010000.11001011.00111000

255.255.248.0=11111111.11111111.11111000.00000000

в. Выровняйте 32 разряда маски подсети с 32 разрядами IP-адреса <t_<tи сравните их. Разряды IP-

адреса, соответствующие разрядам с единицами в маске подсети, представляют номер сети.

Укажите двоичный и десятичный номер сети для данного IP-адреса. Сначала определите

двоичный адрес (включите все 32 разряда), а затем преобразуйте его десятичную форму.

Сетевой адрес в двоичной форме:

10101100.00010000.11001000.00000000

Сетевой адрес в десятичной форме:

172.16.200.0

г. Сколько разрядов с единицами в данной маске подсети?

д. Сколько разрядов осталось для создания узлов?

е. Сколько узлов можно создать с оставшимся числом разрядов?

2046

Шаг 9. Вопросы для обсуждения

а. Список других возможных применений инженерного режима калькулятора Windows. Это не

должно быть связано с сетями.

• тригонометрические и гиперболические (флажок «Hyp») функции, натуральный и десятичный логарифмы, возведение в степень (для квадратов и кубов выделены отдельные кнопки). Обратные функции (извлечение корня для возведения в степень) доступны через флажок «Inv» (сбрасывается автоматически).

• перевод долей градуса в минуты и секунды (обратно через флажок «Inv»), вычисление факториалов

• группировка операций (кнопки со скобками, есть индикатор уровня вложенности), переключение режимов отображения (фиксированная/плавающая точка).

• вычисление остатка от деления

• по битовые операции: AND, OR, NOT, XOR. Перед вычислением дробная часть отбрасывается.

• сдвиг влево (сдвиг вправо через флажок «Inv»)