Laboratorium – Wykorzystanie kalkulatora Windows do obliczania adresów sieciowych
Cele
Część 1: Dostęp do programu Kalkulator.
Część 2: Konwersja między systemami liczbowymi
Część 3: Konwersja adresu IPv4 hosta oraz maski podsieci do postaci binarnej
Część 4: Określanie liczby hostów w sieci za pomocą potęg liczby 2
Część 5: Konwersja adresu MAC oraz IPv6 do postaci binarnej
Scenariusz
Technicy sieciowi wykorzystują liczby binarne, dziesiętne oraz szesnastkowe podczas pracy z komputerami i urządzeniami sieciowymi. Microsoft dostarcza wbudowaną w system operacyjny aplikację Kalkulator. Wersja Kalkulatora w systemie operacyjnym Windows 7 posiada tryb Standardowy, który może być wykorzystany do podstawowych obliczeń arytmetycznych takich jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie oraz dzielenie. Aplikacja Kalkulator ma również zaawansowane tryby programisty, naukowy oraz statystyczny.
W tym ćwiczeniu użyjesz kalkulatora systemu Windows 7 do konwersji pomiędzy systemami liczbowymi: dwójkowym, dziesiętnym i szesnastkowym. Wykorzystasz również funkcje potęgowania w widoku naukowym do określenia liczby hostów, która może zostać zaadresowana za pomocą dostępnej liczby bitów przeznaczonej dla hosta.
Wymagane wyposażenie
· 1 PC (Windows 7, Vista lub XP)
Uwaga: W przypadku korzystania z systemu operacyjnego innego niż Windows 7, dostępne widoki i funkcje aplikacji Kalkulator mogą się różnić od przedstawionych w tym laboratorium. Jednak powinieneś być w stanie wykonać obliczenia.
Part 1: Dostęp do programu Kalkulator.
W części 1, można zapoznać się z wbudowaną w system operacyjny Microsoft Windows aplikacją Kalkulator i zobaczyć dostępne tryby działania.
Step 1: Naciśnij przycisk Start i wybierz Wszystkie programy.
Step 2: Kliknij folder Akcesoria, a następnie wybierz Kalkulator.
Step 3: Po uruchomieniu kalkulatora, wybierz z menu opcję Widok.
Jakie są cztery dostępne tryby?
_______________________________________________________________________________________
Uwaga: W tym laboratorium wykorzystywane są tryby Programisty i Naukowy.
Part 2: Konwersja między systemami liczbowymi
W widoku Programisty kalkulatora, dostępnych jest kilka systemów liczbowych: Hex (Szesnastkowy - o podstawie 16), Dec (Dziesiętny - o podstawie 10), Oct (Ósemkowy o podstawie 8) i Bin (Dwójkowy - o podstawie 2).
Jesteśmy przyzwyczajeni do korzystania z dziesiętnego systemu liczbowego, który wykorzystuje cyfry od 0 do 9. Dziesiętny system liczbowy jest używany w życiu codziennym do wszelkiego typu obliczeń, w walutach i transakcjach finansowych. Komputery i inne urządzenia elektroniczne używają binarnego systemu liczbowego tylko z cyframi 0 i 1 do przechowywania i transmisji danych oraz obliczeń numerycznych. Wszystkie obliczenia wewnątrz komputerów są wykonywane w formie binarnej (cyfrowej), niezależnie od tego, jak są one wyświetlane.
Wadą liczb binarnych jest to, że liczba binarna odpowiadająca dużej liczbie dziesiętnej może być dość długa. To sprawia, że trudno je odczytywać i zapisywać. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest rozmieszczenie liczb binarnych w grupach po cztery cyfry i zapis ich jako liczby szesnastkowe. Liczby szesnastkowe wykorzystują podstawę 16, oraz używają cyfr od 0 do 9 i liter od A do F do reprezentacji odpowiedników w systemach binarnym i dziesiętnym. Znaki szesnastkowe są używane do zapisywania lub wyświetlanie adresów IPv6 i MAC.
Ósemkowy system liczbowy jest bardzo podobny co do zasad do systemu szesnastkowego. Liczby ósemkowe reprezentują liczby binarne w grupach po trzy. Ten system liczbowy wykorzystuje cyfry od 0 do 7. Liczby ósemkowe są również wygodnym sposobem reprezentacji dużych liczb binarnych w mniejszych grupach, ale ten system liczbowy nie jest powszechnie używany.
W tym ćwiczeniu kalkulator systemu Windows 7 zostanie wykorzystany do konwersji pomiędzy różnymi systemami liczbowymi w trybie Programisty.
a. Kliknij menu Widok i wybierz Programisty, aby przełączyć w tryb programisty.
Uwaga: W systemie Windows XP i Vista są dostępne tylko dwa tryby: standardowy i naukowy. Jeśli używasz jednego z tych systemów operacyjnych, można użyć trybu naukowego do wykonania tego laboratorium.
Który system liczbowy jest obecnie aktywny? ______________________________________________
Które przyciski z cyframi są dostępne na klawiaturze numerycznej w trybie dziesiętnym? _________________________
b. Zmień tryb na dwójkowy, wybierając opcję Bin. Jakie przyciski z cyframi są teraz aktywne?
____________________________________
Jak myślisz, dlaczego inne cyfry są nieaktywne?
____________________________________________________________________________________
c. Zmień tryb na szesnastkowy, wybierając opcję Hex. Które przyciski z cyframi i literami zostały teraz uaktywnione?
d. Wybierz opcję Dec. Za pomocą myszki, kliknij cyfry 1, a następnie 5 na kalkulatorze. Została wprowadzona liczba 15 w systemie dziesiętnym.
Uwaga: Cyfry i litery na klawiaturze mogą być również wykorzystane do wprowadzania wartości. Wykorzystując klawiaturę numeryczną, wprowadź liczbę 15. Jeżeli nie udało się wprowadzić liczby do kalkulatora, należy uaktywnić klawiaturę numeryczną, wciskając klawisz Num Lock.
Wybierz opcję Bin. Co stało się z liczbą 15?
e. Przełączając się pomiędzy różnymi trybami, liczby są konwertowane z jednego systemu liczbowego do drugiego. Wybierz ponownie opcję Dec. Liczba zostaje ponownie zamieniona do zapisu dziesiętnego.
f. Wybierz opcję Hex radio button to Hex aby zmienić tryb na szesnastkowy. Jaki znak szesnastkowy (od 0 do 9 lub od A do F) reprezentuje dziesiętną liczbę 15? _______________________
g. Przełączając między systemami liczbowymi można zauważyć, że liczba binarna 1111 jest wyświetlana podczas konwersji. To pomaga w skojarzeniu liczb binarnych z zapisem w innych systemach liczbowych. Każdy zestaw 4 bitów reprezentuje jeden znak szesnastkowy lub potencjalnie wiele cyfr w systemie dziesiętnym.
h. Wyczyścić wartości w oknie, klikając C ponad przyciskiem 9 na klawiaturze kalkulatora. Przekształć podane poniżej liczby pomiędzy dwójkowym, dziesiętnym oraz szesnastkowym systemem liczbowym.
Wartość dziesiętna
Dwójkowo
Szesnastkowo
86
175
204
0001 0011
0100 1101
0010 1010
38
93
E4
i. Czy zapisując wartości w tabeli powyżej zauważyłeś jakąś prawidłowość między binarnymi a szesnastkowymi liczbami?
Part 3: Konwersja adresu IPv4 hosta oraz maski podsieci do postaci binarnej.
Adresy i maski podsieci protokołu IP w wersji 4 są reprezentowane w postaci dziesiętnej z kropkami (cztery oktety), jak np. odpowiednio 192.168.1.10 i 255.255.255.0. To sprawia, że adresy te są bardziej czytelne dla ludzi. Każdy z dziesiętnych oktetów, występujących w adresie IP lub masce sieciowej, może być zapisany w postaci 8 bitów dwójkowych. Oktet ma zawsze 8 bitów w zapisie binarnym. Jeżeli wszystkie cztery oktety zostaną zamienione na postać dwójkową, to ile będzie w sumie bitów? ________________________
a. Wykorzystaj aplikację kalkulator do konwersji adresu IP 192.168.1.100 do postaci binarnej i zapisz liczby binarne w poniższej tabeli:
Dziesiętnie
192
168
1
10
b. Maski podsieci, takie jak 255.255.255.0, są również przedstawiane w postaci dziesiętnej, oddzielanej kropkami. Maska podsieci zawsze będzie się składała z czterech ośmiobitowych oktetów, z których każdy jest reprezentowany przez liczbę dziesiętną. Wykorzystując Kalkulator Windows zamień osiem możliwych oktetów, jakie mogą występować w masce podsieci, na postać dwójkową i zapisz wynik w poniższej tabeli:
0
128
224
240
muc13k