Вучебниках информатики в общем виде информацион­ный процесс

Вид материалаУчебник

Содержание


Специализированное программное обеспечение для за­щиты программ и данных. Компьютерные вирусы и анти­вирусные программы.
Компьютерные вирусы
Программы-сканеры (полифаги).
Внутренняя память компьютера
Периферийные устройства
Пропускную способность.
Надежность канала.
Максимальную дальность.
1. Локальные сети.
Территориальные сети.
Глобальные сети.
Общая шина.
Информационными ресурсами
Защита информации
1. Системное программное обеспечение.
Ядро операционной системы.
Системные библиотеки функций.
Прикладное программное обеспечение.
Офисные пакеты.
Системы управления базами данных (СУБД), спра­вочные системы и оболочки автоматизированныхинформационных систем.
...
Полное содержание
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9

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:
  1. Антивирусные программы — средства выявления и устранения вредоносного программного обеспечения.
  2. Брандмауэры — программы, реализующие политику взаимодействия с внешними сетями и контролирую­щие ее исполнение.
  3. 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:
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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:
  1. 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.
  2. 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.
  1. 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).
  2. 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:
  1. 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.
  2. 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.