Вучебниках информатики в общем виде информационный процесс
Вид материала | Учебник |
- 3. Процесс восприятия и управление впечатлением, 191.28kb.
- Понятие о программах и программировании, 592.28kb.
- Поволжская Государственная Академия Телекоммуникаций и Информатики задания и методические, 262.31kb.
- Общеобразовательный стандарт по информатике является нормативным документом, определяющим, 237.91kb.
- Финансы предприятий, 2102.05kb.
- Исходные технические данные, 34.3kb.
- Тема: Личность в системе современного, 42.1kb.
- После того как я написал «Счастлив по собственному желанию», как-то, 1995.16kb.
- Компьютерная технология обучения и опережающая подготовка преподавателей, 49.99kb.
- Активизация познавательной деятельности школьников на уроках информатики, 32.08kb.
Билет № 11
Специализированное программное обеспечение для защиты программ и данных. Компьютерные вирусы и антивирусные программы.
В современном мире значительная часть деятельности человека в самых разных отраслях связана с автоматизированной обработкой данных. Это делает подавляющее большинство производственных, финансовых, обслуживающих и административных процессов зависимыми от надежного функционирования информационных систем и придает весьма высокую стоимость данным, которые в них обрабатываются.
Защита этих данных как от случайного повреждения, так и от злонамеренных действий — цель целой отрасли в области разработки программных и аппаратных средств, отрасли обеспечения информационной безопасности.
При обеспечении информационной безопасности ее рассматривают как процесс сохранения трех аспектов безопасности информации: целостности (логической непротиворечивости, соответствия выполняемым задачам обработки), доступности (возможности проведения всех необходимых операций с обрабатываемыми данными) и конфиденциальности (политики распространения и использования данных).
Наибольшее значение меры по обеспечению информационной безопасности имеют при работе в общедоступных телекоммуникационных сетях и самом крупном их объединении — Интернете.
Для обеспечения безопасности информации при персональной работе применяют несколько видов программного обеспечения. Каждый из этих видов позволяет организовать защиту от реализации некоторых угроз.
Наиболее распространены:
- Антивирусные программы — средства выявления и устранения вредоносного программного обеспечения.
- Брандмауэры — программы, реализующие политику взаимодействия с внешними сетями и контролирующие ее исполнение.
- Средства разграничения доступа к информации на основе некоторых специальных данных (учетных записей пользователей, паролей на доступ к информации, ключей шифрования).
Компьютерные вирусы — это программы или фрагменты программного кода, которые, после запуска, могут вопреки воле пользователя выполнять различные операции на этом компьютере — создавать или удалять объекты, модифицировать файлы данных или программные файлы, осуществлять действия по собственному распространению по локальным вычислительным сетям или по сети Интернет. Такая модификация программных файлов, файлов данных или загрузочных секторов дисков, при которой последние сами становятся носителями вирусного кода и в свою очередь могут осуществлять вышеперечисленные операции, называется заражением (инфицированием).
Существует большое количество вирусов, классифицируемых по различным критериям. Для борьбы с подавляющим большинством вирусов применяются различные антивирусные программы.
Наиболее распространены:
- Программы-сканеры (полифаги). Эти программы после запуска анализируют файлы на диске на предмет обнаружения программного кода вирусных программ. При их обнаружении полифаги принимают меры к удалению вредоносного кода, его блокированию или удалению всей вредоносной программы. Корректность и эффективность работы такой программы зависят от ее своевременного обновления (программы обнаруживают и удаляют в основном известные вирусы и их модификации) и настройки параметров сканирования и удаления. Не обеспечивают мониторинга в реальном времени.
- Программы-мониторы. Проверяют файлы запускаемые, открываемые или модифицируемые во время работы системы. Способ проверки сходен с принципом работы полифагов, зачастую они используют общие базы данных о вирусах и механизмы их удаления. Позволяют принимать меры более оперативно, но не выявляют вирусы уже имеющиеся на диске (например, пропущенные устаревшей версией монитора до обновления). Дополняют полифаги.
- Программы-фильтры. Эти программы проверяют поток данных, принимаемых системой по определенному протоколу (электронной почты, Web-страниц и пр.) Позволяют защитить компьютер от получения вредоносных программ из сети.
- Программы-детекторы нежелательного программного обеспечения (ПО). С многими свободно распространяемыми программами или свободно доступными WEB-страницами связаны формально не вредоносные программы, которые тем не менее могут затруднять работу пользователя, использовать его компьютер для нежелательных операций или разглашать личные данные пользователей. Значительная часть таких программ выявляется антивирусами-полифагами, но иногда это не программы, а настройки уже имеющегося ПО. В таких ситуациях антивирусы бесполезны. Выявляют такие настройки и устраняют их программы-детекторы (Anti-SpyWare).
Все эти программы не могут полноценно противостоять распространяющимся с помощью уязвимостей в сетевом программном обеспечении вирусам-червям. Для защиты от таких программ необходимо своевременно обновлять уже установленное ПО (обновлениями, выпущенными производителями), а также применять программы контроля работы с сетями — брандмауэры.
Таким образом, защита — комплексная задача, требующая грамотного применения набора взаимодействующих программ, а также своевременного их обновления.
Билет № 12
Архитектура современных компьютеров. Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь.
Компьютер — это универсальное (многофункциональное) программно управляемое устройство для хранения, обработки и передачи информации.
Архитектура ПК — это общее описание структуры и функций компьютера на уровне, достаточном для понимания принципов его работы.
Несмотря на огромное разнообразие, подавляющее большинство современных компьютеров построено с использованием общих принципов:
- Собраны по принципу открытой архитектуры. Спецификации на создание тех или иных устройств разрабатываются отраслевыми объединениями и известны всем заинтересованным производителям. Это позволяет собирать компьютеры, подбирая комплектующие в зависимости от заявленных критериев. Архитектуры также предусматривают обмен данными с любыми устройствами — это позволяет разрабатывать устройства любого назначения, не предусматривавшиеся при проектировании.
- Соблюдается магистра л ьно-модульный принцип построения. В соответствии с этим принципом, компьютер представляет собой набор блоков, взаимодействующих на основе общего канала обмена информацией. Каждый блок выполняет специализированные операции. Обмениваются блоки данными по общему каналу
(шине). Микросхемы поддержки шины и средства взаимодействия блоков собраны на основной плате компьютера — материнской. Такая архитектура позволяет организовать обработку любых данных, которые могут быть представлены в цифровой форме.
В 1945 году в своем докладе математик Джон фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер для того, чтобы быть универсальным устройством для работы с информацией. Эти принципы носят его имя; говорят о принципах фон Неймана или об архитектуре фон Неймана:
- принцип программного управления, согласно которому программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности ;
- принцип однородности памяти, согласно которому программы и данные хранятся в одной и той же памяти (оперативном запоминающем устройстве — ОЗУ);
- принцип адресности, согласно которому основная память состоит из пронумерованных ячеек и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.
Конструктивно современные компьютеры реализуются в виде взаимодействующих специализированных устройств, созданных из микросхем (основные модули - СБИС), напаянных на печатных платах.
Процессор — центральное устройство компьютера, выполняющее все арифметические и логические операции и управляющее другими устройствами компьютера.
Внутренняя память компьютера делится на две части. ОЗУ — оперативное запоминающее устройство — быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память, хранит данные, с которыми непосредственно работает процессор. Используется для чтения и для записи информации в адресные ячейки памяти.
ПЗУ — постоянное запоминающее устройство — энергонезависимая память.
В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере (программы проверки оборудования и первоначальной загрузки ПК). ПЗУ — это память только для чтения, микросхема программируется один раз в заводских условиях.
Объем оперативной памяти, тактовая частота и разрядность процессора — это основные характеристики компьютера.
Данные и программы для обработки сохраняются в оперативной памяти, для сохранения их при отключении электропитания используются различные устройства внешней памяти (накопители на жестких («винчестер»), гибких магнитных дисках и оптических дисках (CD, DVD-диски)).
Периферийные устройства служат для увеличения функциональных возможностей компьютера, удобства ввода и вывода информации.
Основные виды устройств и их взаимодействие показаны на следующей схеме:
Для ввода данных в компьютер и демонстрации результатов обработки применяются различные устройства ввода/вывода (от клавиатуры до принтера).
К компьютеру могут быть подключены как внешние устройства (т. е. вне корпуса компьютера), так и внутренние. Внешние устройства подключаются с помощью специальных преобразователей сигналов (адаптеров) или более сложных устройств управления (контроллеров).
Для подавляющего большинства современных устройств разного назначения предусмотрены стандартные средства подключения — адаптеры и контроллеры, которые уже смонтированы на материнской плате компьютера.
Для обеспечения возможности установки и подключения устройств предусмотрены либо разъемы подключения внешних и внутренних устройств (USB, Fire Wire, различные шины подключения устройств внешней памяти) либо возможность установки дополнительной платы-контроллера или адаптера в резервные разъемы системной шины.
Билет № 13
Компьютерные сети. Аппаратные средства компьютерных сетей. Топология локальных сетей. Характеристики каналов (линий) связи.
Одной из наиболее полезных возможностей, предоставляемых современными компьютерами, является возможность использования его для автоматизированного обмена информацией с другими компьютерами по линиям связи. Реализуется эта возможность с помощью компьютерных сетей — объединений компьютеров.
Под компьютерной телекоммуникационной (вычислительной) сетью понимается программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий автоматизированный обмен данными между компьютерами по линиям связи. Для организации такого обмена, в первую очередь, требуется ряд аппаратных средств, позволяющих организовать специальные или использовать уже существующие линии связи для приема и передачи цифровой информации.
При использовании аналоговой линии связи (например, телефонной) для обмена данными требуется устройство модулятор-демодулятор (модем), выполняющий преобразование цифровых сигналов в аналоговые. Пример такого устройства — модем для коммутируемой телефонной линии.
При использовании цифровой линии связи (например, специализированной компьютерной сети) применяется
устройство-адаптер, выполняющее преобразование кодов в стандарт, используемый сетью. Примером такого устройства может служить адаптер для подключения к сети Ethernet.
Комплекс из линии связи и устройств, передающих и принимающих информацию, называется каналом связи.
К основным характеристикам любого канала связи относят:
- Пропускную способность. Это количество информации, которое можно передать через этот канал за единицу времени. Единицей измерения, таким образом, оказывается количество битов в секунду. В некоторых случаях указывают два числа — пропускную способность при приеме и при передаче данных.
- Надежность канала. Под надежностью канала понимают вероятность возникновения ошибки при передаче данных. Чем меньше вероятность, тем надежнее канал. Надежность канала — интегральная характеристика, которая зависит от типа линии, используемой технологии и конкретного канала. Если возникает необходимость, ее рассчитывают как отношение времени, когда канал не мог передавать данные, ко времени, когда он эти данные передавал.
- Максимальную дальность. В зависимости от используемой технологии передачи данных, канал связи может иметь некоторую максимальную длину. Например, в сети, построенной по стандартам FastEthernet, максимальная длина медного кабеля между узлом и устройством сети — 100 метров.
Основными характеристиками технологий обмена данными, применяемыми при создании сетей, являются характеристики максимальной пропускной способности, количества объединяемых в сеть компьютеров и максимального расстояния, на котором возможен обмен данными.
По этим характеристикам среди технологий выделяют:
1. Локальные сети. Это сети, с потенциально ограниченным числом компьютеров и/или небольшой длиной линий связи. Такие сети обладают высокой скоростью при сравнительно небольшой цене, но могут увеличиваться только до определенных пределов. Например, в сети FastEthernet не должно быть более 1024 узлов. Если возникает необходимость, то такие сети делят на отдельные сегменты и объединяют с помощью специального оборудования.
- Территориальные сети. Это сети с потенциально неограниченным числом компьютеров, но сравнительно небольшой длиной линий связи (т. е. расположенные на сравнительно небольшой территории — одного города, например).
- Глобальные сети. Это сети, объединяющие большие территории. Такие сети, как правило, создаются крупными организациями для предоставления услуг связи. В них используют высокоскоростные, специализированные линии дальней связи. Основное назначение глобальных сетей — организация взаимодействия между более мелкими территориальными сетями.
При создании локальных сетей важное значение имеет общий принцип соединения компьютеров и устройств сети линиями связи. Такой принцип соединения называется топологией сети.
Рассматривают три основные топологии (фактически, способа соединения):
• Общая шина. Для связи всех компьютеров в сети создается общий канал обмена данными, к которому подключаются все машины (самый простой пример — все компьютеры подключаются к общему кабелю). Способ логически самый простой, но небезопасный, ограничивающий количество компьютеров в сети и иногда приводящий к техническим проблемам.
• Звезда. Компьютеры соединяются со специальным устройством — концентратором (или коммутатором) отдельными линиями связи. При этом возрастает надежность, такая сеть менее чувствительна к отказам, но она требует центрального устройства, прокладки большего количества линий и зависит от работы центрального устройства. Это самый популярный сейчас способ построения сетей.
• Кольцо. В этой топологии компьютеры соединяются по кругу. Физически это реализуется с помощью устройств-коммутаторов, логически — специальным программным обеспечением. Такая топология требует сложных программ, но позволяет контролировать состояние сети (устраняя ошибки или используя резервное «кольцо» связи) и не теряет производительности под большой нагрузкой.
Сети соединяются между собой с помощью специализированных компьютеров на основе общих межсетевых протоколов обмена. Межсетевые протоколы обмена — наборы правил, позволяющие передавать информацию независимо от технологии, использованной для организации сети. Такие протоколы позволяют организовать транзитную передачу данных, объединяя так сети. Образованное таким образом самое крупное объединение сетей называется межсетевой средой — Интернетом.
Билет № 14
Информационные ресурсы государства. Образовательные информационные ресурсы. Информационная этика и право, информационная безопасность. Защита информации.
Ресурсом принято считать некоторый запас или источник каких-либо средств, использование которых может принести некоторую выгоду или необходимо для решения тех или иных задач. Ресурс может принадлежать государству, компании или частному лицу.
В настоящее время наряду с материальными ресурсами для государства большое значение приобретают информационные ресурсы. Информационными ресурсами считают накапливаемое содержимое специальных хранилищ и источники общественно-значимой информации.
Как и для материальных ресурсов, для информационных ресурсов остро стоит проблема обеспечения их сохранности. Для решения проблемы охраны информационных ресурсов существует юридическое определение понятия «информационный ресурс»: «Информационные ресурсы — отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах)».
В период движения к информационному обществу значимость информационных ресурсов возрастает. Информационные ресурсы государства становятся товаром, совокупная стоимость которого на мировом рынке сопоставима со стоимостью традиционных ресурсов. Информационные ресурсы государства можно считать стратегическими ресурсами,» поскольку по значимости их можно приравнять к ресурсам материальным, сырьевым, энергетическим, финансовым или трудовым.
Отличительная особенность информационных ресурсов в том, что после использования они не исчезают, ими можно воспользоваться многократно. Эта особенность способствует формированию и расширению рынка информационных услуг. К ним относятся поиск и подбор информации по заданным критериям, консалтинг, обучение, телекоммуникации и пр.
Информационные услуги невозможно представить без развитых средств телекоммуникаций. Кроме того, решающее значение для формирования рынка информационных услуг имело и имеет создание баз данных по различным отраслям профессиональной и научной деятельности. Огромные информационные потоки нуждаются в систематизации для их хранения и использования. Поэтому информационные ресурсы классифицируют по какому-либо основанию. Это может быть отраслевой принцип (по виду науки, промышленности, социальной сферы и пр.) или по форме представления (виды носителей, степень формализации, наличие Дополнительных возможностей) и пр.
К образовательным информационным ресурсам можно отнести любые информационные ресурсы, используемые в образовательных целях. Поскольку образование в современном обществе становится непрерывным, то для разных категорий обучаемых требуются различные виды образовательных ресурсов. К наиболее востребованным образовательным ресурсам можно отнести библиотечные образовательные ресурсы, архивные ресурсы и информацию по различным научным отраслям.
На современном этапе развития информационных технологий необходимо обратить внимание на вопросы защиты информации. Защита информации, с одной стороны, представляет собой самостоятельный информационный процесс, но более важным сейчас становится организация защиты информации как важнейшего компонента процессов хранения, обработки, передачи информации в системах любого типа, особенно в социальных и технических.
На рынке информационных услуг возникают новые отношения между его участниками, нуждающиеся в правовом регулировании со стороны государства. Правовое регулирование этой сферы всегда будет отставать от реальных потребностей общества. Поэтому на первое место выходят этические аспекты, определяющие нормы поведения в сфере использования информационных ресурсов, только затем правовые.
Правовое регулирование в информационной сфере на сегодняшний день определяется следующими законами Российской Федерации:
- Закон «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных» (разграничивает вопросы авторских и имущественных прав на программные продукты и базы данных). Именно эти вопросы являются наиболее актуальными в настоящее время.
- Закон «Об информации, информатизации и защите информации» (защита информационных ресурсов от порчи, искажения и уничтожения). Закон создает условия для включения России в международный информационный обмен, закладывает основы предотвращения бесхозяйственного отношения к информационным ресурсам и информатизации, частично обеспечивает информационную безопасность и права юридических и физических лиц на информацию.
Особое внимание стоит уделить статье 11 закона, где говорится об «информации о гражданах (персональные данные)». Статьей предусмотрены гарантии недопущения сбора, хранения, использования и распространения информации о частной жизни граждан (это может делаться только на основании решения суда), недопустимости использования собранной любым путем информации для дискриминации граждан по любому признаку.
Уголовный кодекс РФ, раздел «Преступления в сфере компьютерной информации», предусматривает наказания за неправомерный доступ к компьютерной информации, создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ, умышленное нарушение правил эксплуатации ЭВМ и их сетей [27].
билет № 15
Классификация программного обеспечения компьютера. Взаимосвязь аппаратного и программного обеспечения компьютера.
Современные компьютеры можно считать универсальными, поскольку они применяются для автоматизации обработки и обмена самой разной информацией практически во всех отраслях современной жизни. Эта универсальность достигается, в первую очередь, применением огромного количества самого разного программного обеспечения, реализующего собственно операции по обработке информации.
Условно, программное обеспечение можно разделить на два крупных блока:
1. Системное программное обеспечение. Сюда относятся программы, обеспечивающие выполнение общих для всех программ технических задач, взаимодействие с аппаратурой.
а) Ядро операционной системы. Функции этих программ, данных и библиотек функций — управление выполнением программ, оперативной памятью, обеспечение взаимодействия программ.
б) Системные библиотеки функций. Сюда входят библиотеки и программы, обеспечивающие работу с устройствами внешней памяти (файловые системы), устройств ввода/вывода (обеспечение интерфейса с пользователем) и др. В большинстве современных ОС в ядро или важные системные библиотеки также входят библиотеки для работы с сетями.
в) Драйверы. Программное обеспечение, разрабатываемое поставщиками аппаратных средств и в операционной системе управляющее нестандартными (не предусмотренными при разработке ОС) устройствами. Драйвер обеспечивает выполнение стандартных для класса устройств функций, что позволяет разрабатывать новые, более совершенные устройства и применять их без принципиальных модификаций ОС.
г) Утилиты. Небольшие программы, реализующие частные технические задачи по обслуживанию компьютера: архивирование, контроль состояния устройств внешней памяти, поиск нужных файлов и пр.
2. Прикладное программное обеспечение. Сюда относятся программные комплексы, обеспечивающие выполнение различных прикладных задач, т. е. выполнение фактических задач пользователей. Множество таких программ и комплексов огромно и исчерпывающей классификации не поддается. Среди таких комплексов можно выделить несколько часто используемых видов:
а) Офисные пакеты. Комплексы программ, решающих основные задачи делопроизводства: подготовку
документов, выполнение подсчетов, презентации, ведение переписки и организацию работы и др.
б) Системы управления базами данных (СУБД), справочные системы и оболочки автоматизированных
информационных систем. Эти программы позволяют организовать ввод, хранение и работу с больши
ми объемами специализированных данных. СУБД часто являются общими компонентами, обеспечива
ющими работу большого количества специализированных комплексов.
в) Программы обработки графической информации.Крупный класс программ, целью применения кото
рых является формирование какого-либо изображения. Среди них можно упомянуть программы обра
ботки фотоизображений, издательские комплексы, системы подготовки реалистичных трехмерных
изображений и многие другие.
г) Среды разработки. Программные комплексы, включающие специализированные текстовые редакторы, трансляторы, средства отладки и контроля за исполнением программ, средства разработки дополнительных элементов программ, библиотеки компонентов и многие другие средства, используемые профессиональными разработчиками системного и прикладного программного обеспечения.
Эффективная реализация тех или иных задач требует не только специализированного программного обеспечения, но и предъявляет определенные требования к применяемой аппаратуре.
При этом исходят из того, что необходимые задачи должны быть решены без привлечения чрезмерно дорогостоящей аппаратуры, возможности которой все равно не будут востребованы.
Чаще всего рассматривают следующие варианты:
Компьютеры для решения задач делопроизводства. Основным требованием к таким компьютерам является высокая надёжность. Здесь не требуется высокая производительность, большие объемы оперативной памяти, качественный вывод и ввод звука, но необходимо достаточно качественное (хотя и не так быстро обновляемое) изображение на мониторе, высокая надежность хранения данных, хорошая сетевая поддержка. Такие машины, как правило, комплектуются принтерами, обеспечивающими высокое качество монохромного отпечатка при его минимальной стоимости — лазерными и светодиодными.
Домашние компьютеры. Основные (то есть в данном случае требующие специального учета) задачи таких компьютеров связаны с подключением довольно большого количества разнообразной периферии, необходимостью запуска графических программ (игровых), т. е. применение графических акселераторов, качественное воспроизведение звука. Мониторы таких компьютеров должны работать быстро, соответствовать санитарным нормам, но не обязательно точно отражать оттенки. Домашние ПК не обязательно должны иметь высоконадежные крупные системы хранения данных.
Компьютеры для обработки графической информации. Такие машины, в зависимости от характера графики, должны иметь большие профессиональные мониторы, профессиональные графические ускорители, мощные и точные системы печати. Практически всем таким компьютерам требуются мощные процессоры и большие объемы оперативной памяти. Сходные требования, с поправкой на специфику,
предъявляются и к компьютерам для обработки звука. Для таких задач существует большое количество специализированных периферийных устройств — различные принтеры, графические планшеты для художников и инженеров, системы цветовой калибровки и пр.