Понятие информатики

1. Понятие информатики, информации, информационной системы информационной технологии.

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними. Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика.

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы.

Информация существует в  виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических  и нервных импульсов и т.п

Важнейшие свойства информации:объективность и субъективность; полнота; достоверность; адекватность; доступность; актуальность.

Информационная  система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи.

Наиболее удачным определением понятия информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее как человеко-машинную технологию сбора, обработки и передачи информации, которая грунтується на использовании вычислительной техники.

2 кодирование информации

Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

Кодирование текстовой инфо: начиная с 60х 20в компы все чаще стали использоваться для обработки текстовой информации, но человек различает символы по начертанию, а комп по коду. Традиционно 1 символ=8 бит. Восьмиразрядный код закодирует 256 символов. Соответствие байтов и символов с помощью табл кодировки, в кот. устанавливается связь между символами и их порядковым номером в компьютерном алфавите(0..255) Для разных типов ЭВМ разные алфавиты, но с распространением ПК типа IBM международн стандартом стала таблица кодировки ASCII. Первые 128 симб-стандартные. Хранологически одним из первых сиандартов кодиров-я латинских букв- КОИ8. В кон.90х 20в-новый международный стандарт Unicod,отводящий под 1 симбол 2 байта,поэтому с его помощью можно закодировать 65536 символов .

Графической инфо: графич изображ, хранящиеся в аналоговой(непрерывной) форме на бумаге, фото и кинопленке,м.б. преобразованы в цифровой компьютерный формат путем пространственной дискретизации. То реализуется путем сканирования,результат-растровое изображение(состоит из отдельных точек(пикселей),каждая из которых может иметь свой цвет. Совокупность всех цветов-палитра. Качество растрового изобо определяется его размещением(количество точек по вертикали и горизонтали) и используемой палитрой.Цветное изображение может иметь разную глубину цвета,т.е. кол-во бит инфо,необходимое для хранения цвета одной точки для каждой палитры цветов. Количество отображенных цветов можно вычислить по формуле N=2ⁱ N-кол-во отображенных цветов i-глубина цвета

Звуковая  инфо: в аналоговой форме звук- волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. При преобразовании звука в цифровую дискретную форму производится временная дискретизация,.при которой в определенные моменты времени амплитуда звук волны измеряется и квантуется,т.е. ей присваивается определен значение из некоторого фиксируемого набора. Данный метод-импульсивно-кодовая модуляция. Преобразование звук волны в последовательность звук импульсов различной апмлитуды производится с помощью аналога цифрового преобразования размещенного на звуковой плате. Качество кодирования звука зависит от частоты дискретизации,т.е. количества изменений уровня сигнала в единицу времени(величина может принимать значения от 8 до 48 килогерц.

3.Основы защиты  информации

Виды компьютерных преступлений чрезвычайно многообразны. Это и  несанкционированный доступ к информации, хранящейся в компьютере, и ввод в программное обеспечение "логических бомб", которые срабатывают при  выполнении определенных условий и  частично или полностью выводят  из строя компьютерную систему, и  разработка и распространение компьютерных вирусов, и хищение компьютерной информации. Компьютерное преступление может произойти также из-за небрежности  в разработке, изготовлении и эксплуатации программно-вычислительных комплексов или из-за подделки компьютерной информации. Вся инфо делится на 2 больших  класса- публичная(открытая) преднахначена для всех без исключения,публикуется в открытых источниках(СМИ и интернет) и коденфициальная(секретная) для ограниченного круга легальных пользователей(врачебная тайна.военная) Для секретной инфо должна обеспечиватьься безопасность в рамках которой различают:угрозы безопасности инфо;методы и средства ее защиты.

Угрозы безопасности инфо-действие или событие,кот может привести к искажению,разрушению или несанкционир использованию инфо. Угрозы делят на:1 случайные(сбои в програмн обеспеч) 2умышленны(преследуют цель нанесения ущерба,подразделяются на: пассивные(нессанкционир использование,кот не оказывает влияние на саму инфу) и активные(целенаправленное воздействие на инфо,програмные и аппаратные ресурсы)

5 криптографический заключается в том,что инфо преобраз-ся(шифруется) в новый формат,причем обратные преобразования может выполнить тот,кто знает некоторый ключ

 

4. Методы защиты  информации. 1) Юридические – в любом государстве есть свод законов, который предусматривает наказание за несанкционированный доступ информации. Авторские права на программу возникают автоматически при ее создании. В 2002 году был принят закон РФ об электронной подписи. Этот закон регулирует электронный документ. При регистрации электронно-цифровой подписи пользователь получает 2 ключа: а) секретный (хранится на диске и д.б. известен только пользователю); б) открытый (д.б. у всех потенциальных получателей документов и обычно посылается по электронной почте). 2) Организационный – во всяком учебном заведении д.б. разработана система мер по защите информации, т.е. структура, отвечающая за безопасность информации: должностные инструкции, обязывающие сотрудников соблюдать определенные правила; мероприятия по подбору персонала; организация надежного пропускного режима; организация паролей и полномочий доступа; учет, хранение, использование и уничтожение хранителей информации. 3) Технический – заключается в использовании технических средств для защиты информации (сигнализации, двери, системы слежения и т.д.). 4) Стенографический – заключается в том, что конфиденциальная информация прячется в большом объеме публичной, тем самым скрывается факт ее существования. 5) Криптографический – заключается в том, что информация преобразовывается в новый формат, и обратное преобразование может выполнить только тот, кто знает определенный ключ.

5. Архивация данных. Архиватор – программа, которая сжимает файл или группу файлов в один архивный файл с целью уменьшения их размеров, при этом не теряется информация и любой файл можно извлечь из архива. Упаковка в один архивный файл другой файл существенно упрощает их перенос с одного комп-а на другой, сокращает время копирования файла на диске, позволяет защитить информацию от несанкционированного доступа. Расширение архива соответствует названию архиватора. Упаковка и распаковка файлов может выполняться одной или разными программами. Важной функцией архиваторов является создание многотомных и самораспаковывающихся архивов. Многотомные архивы – это архивы, разбитые на несколько отдельных файлов (томов). Они применяются когда необходимо перенести большой объем информации на дискетах. При работе с такими архивами, распаковку следует начинать с самого 1 тома. Самораспаковывающиеся архивы – используются только тогда, когда необходимо перенести информацию на другой комп-р. Эти архивы представляют собой исполняемый файл с расширением exe, который включает в себя заархивированные данные и программу для их распаковки.

6.Архитектура ПК.

Под архитектурой ЭВМ понимают весь комплекс програмных и аппаратн.средств и их харк-к, определяющие функциональные возможности ЭВМ при решение соответствующих классах задач.

Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных  с построением комплекса аппаратных и программных средств  и  учитывает  множество факторов (стоимость, сфера  применения, удобство эксплуатации и  т.д.).

Архитектура ЭВМ.

Вычислительные возможности:система команд;форматы данных;быстродействие

Аппаратные средства:структура ЭВМ; организация памяти;организация ввода, вывода;принципы управления

Программные обеспечения:операционные системы; языки программирования; прикладн. ПО

Архитектуру ПК следует отличать от его структуры.

Структура опред. его кон-ный состав на некотором уровне детализации и описывает связи внутри ПК.

Архитектура ПК определяет правила  взаимодействия составных частей и  отражает круг проблем соотносящихся  к общему проектированию и построению вычислительных машин их ПО.

Большинство современных  машин строится на базе принципов  сформулиров. Джон фон Нейман, эти принципы были опубликованы в 1945 г. И заключаются в следующем :

1. Основные блоки ПК это- блок управления , арифмет.логич.устройство, память, устройство ввода, вывода.

2. Информация кодируется в двоичной форме . Информация сохраняется, а не считывается каждый раз заново.

3. Алгоритм представляет собой послед.управл.слов или команд, совокупность которых, образует программу.

В основу архитектуры современных  ПК положен магистрально-модульный  принцип. Модульный принцип позволяет  подбирать нужную конфигурацию и  при необходимости модернизацию.

Модульный принцип орган. ПК  опирается на магистральный  метод обмена информации между устройствами.

Все блоки компьютера связаны  между собой с помощью магистральных  или систем шины.

Шина-коммуникационная линия, предназначенная для передачи данных между блоками ПК. Она позволяет различным частям системы совместно использовать данные.

К сист.шине подкл.процес.и операт.память,а также устройства ввода, вывода.

Системная шина состоит из 3х частей:(шина адреса,предназначена для передачи адреса ячейки или порта ввода, вывода; Шина данных

Предназначена для передачи команд и данных , ее ширина во многом определяет информационную пропускную способ.общей шине;

Шина управления-Включает в себя все линии, которые обеспечивают работу  общ.шины. Ее ширина зависит от типа шины и опред.алгоритмом ее работы (протоколом).

Каждая шина характеризуется  шириной т.е. числом параллельных проводников для передачи информации.

Типы шин

1. ISA-является практически стандартной шиной для ПК типа ЭВМ.

2. PSI-шина взаимодействия периферийных  устройств, обеспечивающих обмен информацией с контр. Периферийных устройств.

3. EISA-использов.рядом фирм для выпуска ПК, но уступила шине PSI и в настоящее время используется редко.

ПК-это универсально техническая  система, его конфиг.можно изменять по мере необходимости. Сущность понятия базовой конфигурации, которую считают типовой. Понятие базовой конфигурации может меняться.

В настоящее вермя в базовой конфигурации рассматриваются 4 основных элемента:

-системный блок

-монитор

-клавиатура

-мышь

Устройство ПК делятся  на 2 группы:

1.Группа:

Центральные устройства(ЦУ) процессор, оперативная запоминающее устройство (ОЗУ),

Постоянное запоминающее устройство(ПЗУ).

2.Группа:

Периферийные устройства 

Предназначены для ввода, вывода данных.

Материнская(системная) плата- это основная плата ПК на ней размещаются:

1.Процессор( основная микросхема, выполняющая большинство мат.и логич.операций)

2. Микропроцессорный комплект:

Набор микросхем, управляющих  работой внутренних устройств ПК ,и определяет основные функциональные возможности материнской платы.

3.Шины:

Наборы проводников, по которым  происходит обмен информации между  внутренними устройствами ПК.

4.Оперативная память:

Набор микросхем, предназначенный  для временного хранения данных, когда  комп.включен.

5.ПЗУ:

Набор микросхем, предназначенный  для длительного хранения данных, в том числе когда компьютер выключен.

6.Разъемы для подключения  дополнительных устройств

Центральный процессор-функционально  законченное , программно-управляемое устройство, выполненное на 1ом или нескольких сверхбольших интерактивных схемах.

 

1.Полная система командования  перемен.длины(CISC) данную архитектуру имеет весь ряд проц.установ.в ПК типа ЭВМ . Такие проц.имеют обширный набор команд из которых програм. Может выбрать команду наиболее подходящую. Недостатком этой архитектуры является то, что большой набор команд усложняет управление проц. И увеличивает время управления команд.

2.Сокращенный набор команд (фиксирования) PISC

-данную архитектуру имеют  процессоры моторолла, использ.фирмой Apple.

Процессоры такой архитектуры  имеют ограниченный набор команд и каждая команда выполняется за 1 такт.

Наибольшее число команд упрощают обращение.

К недостатком этой архитектуры  можно отнести то, что если требуемая команды нет, то праграм. Вынужден реализовать ее с помощью нескольких команд из имеющегося набора. Что ведет к увеличению программного хода.

Наиболее сложным функц.процессора, явление устройства управлен.команд.

Оно содержит:

1.Буфер команд;

Хранит 1 или несколько  очередных комаед,читает следующие команды из запомин.устройства пока выполняется очередная команда, что сокращает время выборки.

2.Демивратор:

Расшифровывает код операции очередной команды и преобразует  его в адрес начала микропрограмм, котор.реализует исполнение команды.

3.Управление выборкой  очередной команды представляет  собой небольшой проц. Имеет свой  счетчик микрокоманд, которая  выбирает очередную микрокоманду  из ПЗУ.

4. ПЗУ микрокоманд.

Это запоминающее устройство, в которое информация записывается однократно. Не требует постоянного  питан.напряжения.