Функции алгоритма. Информационные системы. Системное программное обеспечение
Дайте определение алгоритма. Какова роль алгоритма и области его использования?
Под алгоритмом понимают описание последовательности действий, четкое выполнение которых приводит к выполнению поставленной задачи.
Для разработки алгоритма необходимо иметь исходную информацию (данные) и представлять конечный результат (цель).
Алгоритм должен быть формализован по некоторым правилам посредством конкретных изобразительных средств. К ним относятся следующие способы записи алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, язык операторных схем, алгоритмический язык.
Наибольшее распространение благодаря своей наглядности получил графический (блок-схемный) способ записи алгоритмов.
Алгоритм может быть ориентирован на исполнение его человеком или автоматическим устройством. Алгоритмы, предназначенные для выполнения компьютерами, обычно называют компьютерными программами.
При всем многообразии алгоритмов решения задач в них можно выделить основные виды вычислительных процессов: адаптивный; линейный; логический; ветвящийся; циклический; алгоритм маршрутизации; параллельный; последовательный; циклический.
Адаптивным называется алгоритм, обладающий свойством настраиваться на условия применения.
Линейным называется такой вычислительный процесс, при котором все этапы решения задачи выполняются в естественном порядке следования записи этих этапов.
Логический алгоритм - алгоритм решения логической задачи.
Ветвящимся называется такой вычислительный процесс, в котором выбор направления обработки информации зависит от исходных или промежуточных данных (от результатов проверки выполнения какого-либо логического условия).
Циклом называется многократно повторяемый участок вычислений. Вычислительный процесс, содержащий один или несколько циклов, называется циклическим. По количеству выполнения циклы делятся на циклы с определенным (заранее заданным) числом повторений и циклы с неопределенным числом повторений. Количество повторений последних зависит от соблюдения некоторого условия, задающего необходимость выполнения цикла. При этом условие может проверяться в начале цикла - тогда речь идет о цикле с предусловием, или в конце - тогда это цикл с постусловием.
Алгоритм маршрутизации - алгоритм решения задачи определения оптимального пути, по которому будут передаваться данные в коммуникационной сети.
Параллельный алгоритм - алгоритм, в котором часть или все операции независимы и могут выполняться одновременно (параллельно).
Последовательный алгоритм - алгоритм, все действия которого выполняются последовательно. А так же алгоритм обслуживания, реализующий принцип очереди «первый на входе - первый на выходе» (FIFO) - используется в бухгалтерской отчетности и СУБД 1С.
Циклический алгоритм - алгоритм обслуживания в системах с разделением времени, при котором задача, использовавшая выделенный ей ресурс времени центрального процессора, прерывается и помещается в конец очереди.
Алгоритмы применяют практически во всех областях знаний. Не только в компьютерной области. Алгоритмами пользуются бухгалтера, юристы, некоторое время назад введены алгоритмы действий младшего медицинского персонала для оказания первой доврачебной помощи, алгоритмы медицинских манипуляций. Это упрощает обучение и позволяет максимально снизить риски связанные с ошибочными действиями медика. Алгоритмы применяются спасателями МЧС, т.к. от слаженных, последовательных действий зависит жизнь пострадавшего.
С помощью алгоритмов можно решать сложные алгебраические задачи, сравнивать данные.
Приведите определение понятия «информационная система»
Информационная система - это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
В широком смысле информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией.
Также в достаточно широком смысле трактует понятие информационной системы Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»: «информационная система - совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств».
Одно из наиболее широких определений ИС дал М. Р. Когаловский: «информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей».
Стандарт ISO/IEC 2382-1 дает следующее определение: «Информационная система - система обработки информации, работающая совместно с организационными ресурсами, такими как люди, технические средства и финансовые ресурсы, которые обеспечивают и распределяют информацию».
Российский ГОСТ РВ 51987 определяет информационную систему как «автоматизированную систему, результатом функционирования которой является представление выходной информации для последующего использования».
В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы. ИС в узком смысле рассматривают как программно-аппаратную систему, предназначенную для автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающую, в соответствии с заложенной в нее логикой обработки, возможность получения, модификации и хранения информации.
В любом случае основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД, поэтому термин «информационная система» на практике сливается по смыслу с термином «система баз данных».
В идеале в рамках предприятия должна функционировать единая корпоративная информационная система, удовлетворяющая все существующие информационные потребности всех сотрудников, служб и подразделений. Однако на практике создание такой всеобъемлющей ИС слишком затруднено или даже невозможно, вследствие чего на предприятии обычно функционируют несколько различных ИС, решающих отдельные группы задач: управление производством, финансово-хозяйственная деятельность и т. д. Часть задач бывает «покрыта» одновременно несколькими ИС, часть задач - вовсе не автоматизирована. Такая ситуация получила название «лоскутной автоматизации» и является довольно типичной для многих предприятий.
Какие функции выполняет системное программное обеспечение?
Системное программное обеспечение - это комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой - приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.
В состав системного ПО входят операционные системы (ОС) и служебные программы, предоставляющие пользователям дополнительный сервис по управлению и обслуживанию ЭВМ.
Операционная система (ОС) - это совокупность программ, обеспечивающих общее управление функционированием ЭВМ.
Основными функциями ОС являются:
управление работой устройств ЭВМ;
управление файловой системой;
взаимодействие с пользователем ЭВМ;
управление выполнением программ.
Встроенные программы или firmware - это программы, «зашитые» в цифровые электронные устройства. В ряде случаев (например, BIOS IBM-PC совместимых компьютеров) являются по сути частью операционной системы, хранящейся в постоянной памяти. В достаточно простых устройствах вся операционная система может быть встроенной. Многие устройства современных компьютеров имеют собственные «прошивки», осуществляющие управление этими устройствами и упрощающие взаимодействие с ними.
Утилиты (англ. utility или tool) - программы, предназначенные для решения узкого круга вспомогательных задач.
Иногда утилиты относят к классу сервисного программного обеспечения. алгоритм информационный программный системный
Мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования - мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S.M.A.R.T. жёстких дисков;
Управления параметрами оборудования - ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов.
Контроля показателей - проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.
Расширения возможностей - форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.
Приведите меры защиты информации от компьютерных вирусов
Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может «приписывать» себя к другим программам (т.е. «заражать» их), а также выполнять различные нежелательные действия на компьютере. Программа, внутри которой находится вирус, называется «зараженной». Когда такая программа начинает работу, то сначала управление получает вирус. Вирус находит и «заражает» другие программы, а также выполняет какие-нибудь вредные действия (например, портит файлы или FAT-таблицу, «засоряет» оперативную память и т.д.). Для маскировки вируса действия по заражению других программ и нанесению вреда могут выполняться не всегда, а при выполнении определенных условий. После того как вирус выполнит нужные ему действия, он передает управление той программе, в которой он находится, и она работает также, как обычно. Тем самым внешне работа зараженной программы выглядит так же, как и незараженной.
Компьютерный вирус может испортить, т.е. изменить ненадлежащим образом, любой файл на имеющихся в компьютере дисках. Но некоторые виды файлов вирус может «заразить». Это означает, что вирус может «внедриться» в эти файлы, т.е. изменить их так, что они будут содержать вирус, который при некоторых обстоятельствах может начать свою работу.
Каким бы не был вирус, пользователю необходимо знать основные методы защиты от компьютерных вирусов.
Для защиты от вирусов можно использовать:
общие средства защиты информации, которые полезны также и как страховка от физической порчи дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователя;
профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятность заражения вирусом;
специализированные программы для защиты от вирусов.
Общие средства защиты информации полезны не только для защиты от вирусов. Имеются две основные разновидности этих средств:
копирование информации - создание копий файлов и системных областей дисков;
разграничение доступа предотвращает несанкционированное использование информации, в частности, защиту от изменений программ и данных вирусами, неправильно работающими программами и ошибочными действиями пользователей.
Несмотря на то, что общие средства защиты информации очень важны для защиты от вирусов, все же их недостаточно. Необходимо и применение специализированных программ для защиты от вирусов. Эти программы можно разделить на несколько видов: детекторы, доктора (фаги), ревизоры, доктора-ревизоры, фильтры и вакцины (иммунизаторы).
Программы-детекторы позволяют обнаруживать файлы, зараженные одним из нескольких известных вирусов. Эти программы проверяют, имеется ли в файлах на указанном пользователем диске специфическая для данного вируса комбинация байтов. Такая комбинация называется сигнатурой. При ее обнаружении в каком-либо файле на экран выводится соответствующее сообщение. Многие детекторы имеют режимы лечения или уничтожения зараженных файлов. Следует подчеркнуть, что программы-детекторы могут обнаруживать только те вирусы, которые ей «известны».
Таким образом, из того, что программа не опознается детекторами как зараженная, не следует, что она здорова - в ней могут сидеть какой-нибудь новый вирус или слегка модифицированная версия старого вируса, неизвестные программам-детекторам.
Программы-ревизоры имеют две стадии работы. Сначала они запоминают сведения о состоянии программ и системных областей дисков (загрузочного сектора и сектора с таблицей разбиения жесткого диска). Предполагается, что в этот момент программы и системные области дисков не заражены. После этого с помощью программы-ревизора можно в любой момент сравнить состояние программ и системных областей дисков с исходным. О выявленных несоответствиях сообщается пользователю.
Многие программы-ревизоры являются довольно «интеллектуальными» - они могут отличать изменения в файлах, вызванные, например, переходом к новой версии программы, от изменений, вносимых вирусом, и не поднимают ложной тревоги. Дело в том, что вирусы обычно изменяют файлы весьма специфическим образом и производят одинаковые изменения в разных программных файлах. Понятно, что в нормальной ситуации такие изменения практически никогда не встречаются, поэтому программа-ревизор, зафиксировав факт таких изменений, может с уверенностью сообщить, что они вызваны именно вирусом.
Некоторые программы-фильтры не «ловят» подозрительные действия, а проверяют вызываемые на выполнение программы на наличие вирусов. Это вызывает замедление работы компьютера.
Однако преимущества использования программ-фильтров весьма значительны - они позволяют обнаружить многие вирусы на самой ранней стадии.
Программы-вакцины, или иммунизаторы, модифицируют программы и диски таким образом, что это не отражается на работе программ, но тот вирус, от которого производится вакцинация, считает эти программы или диски уже зараженными. Эти программы крайне неэффективны.
Ни один тип антивирусных программ по отдельности не дает полной защиты от вирусов. Лучшей стратегией защиты от вирусов является многоуровневая, «эшелонированная» оборона. Рассмотрим структуру этой обороны.
Средствам разведки в «обороне» от вирусов соответствуют программы-детекторы, позволяющие проверять вновь полученное программное обеспечение на наличие вирусов.
На переднем крае обороны находятся программы-фильтры. Эти программы могут первыми сообщить о работе вируса и предотвратить заражение программ и дисков.
Второй эшелон обороны составляют программы-ревизоры, программы-доктора и доктора-ревизоры.
Самый глубокий эшелон обороны - это средства разграничения доступа. Они не позволяют вирусам и неверно работающим программам, даже если они проникли в компьютер, испортить важные данные. В «стратегическом резерве» находятся архивные копии информации. Это позволяет восстановить информацию при её повреждении.
Итак, одним из основных методов борьбы с вирусами является своевременная профилактика их появления и распространения. Только комплексные профилактические меры защиты обеспечивают защиту от возможной потери информации. В комплекс таких мер входят:
1.Регулярное архивирование информации (создание резервных копий важных файлов и системных областей винчестера).
2.Использование только лицензионных дистрибутивных копий программных продуктов.
.Систематическая проверка компьютера на наличие вирусов. Компьютер должен быть оснащен эффективным регулярно используемым и постоянно обновляемым пакетом антивирусных программ. Для обеспечения большей безопасности следует применять параллельно несколько антивирусных программ.
.Осуществление входного контроля нового программного обеспечения, поступивших дискет. При переносе на компьютер файлов в архивированном виде после распаковки их также необходимо проверять.
.При работе на других компьютерах всегда нужно защищать свои дискеты от записи в тех случаях, когда на них не планируется запись информации.
.При поиске вирусов следует использовать заведомо чистую операционную систему, загруженную с дискеты.
.При работе в сети необходимо использовать антивирусные программы для входного контроля всех файлов, получаемых из компьютерных сетей. Никогда не следует запускать непроверенные файлы, полученные по компьютерным сетям.
Современные технологии антивирусной защиты позволяют защитить от вируса файловые сервера, почтовые сервера и сервера приложений. Например, антивирус Касперского для защиты файловых серверов позволяет обнаружить и нейтрализовать все типы вредоносных программ на файловых серверах и серверах приложений, работающих под управлением ОС Solaris, включая «троянские» программы, Java и ActiveX - апплеты. В состав антивируса Касперского для защиты файловых серверов входят:
антивирусный сканер, осуществляющий антивирусную проверку всех доступных файловых систем на наличие вирусов по требованию пользователя. Проверяются в том числе архивированные и сжатые файлы;
антивирусный демон, являющийся разновидностью антивирусного сканера с оптимизированной процедурой загрузки антивирусных баз в память, осуществляет проверку данных в масштабе реального времени;
ревизор изменений, Kaspersky Inspector, отслеживает все изменения, происходящие в файловых системах компьютера. Модуль не требует обновлений антивирусной базы: контроль осуществляется на основе снятия контрольных сумм файлов (CRC - сумм) и их последующего сравнения с данными, полученными после изменения файлов.
Обнаруженные подозрительные или инфицированные объекты могут быть помещены в предварительно указанную «карантинную» директорию для последующего анализа.
Антивирус Касперского обеспечивает полномасштабную централизованную антивирусную защиту почтовых систем, работающих под управлением ОС Solaris.
Проверке на наличие вирусов подвергаются все элементы электронного письма - тело, прикрепленные файлы (в том числе архивированные и компрессированные), внедренные OLE-объекты, сообщения любого уровня вложенности. Обнаруженные подозрительные или инфицированные объекты могут быть вылечены, удалены, переименованы, или помещены в заранее определенную карантинную директорию для последующего анализа.
Ежедневное обновление базы вирусных сигнатур, автоматически реализуется через Интернет при помощи специально встроенного модуля и обеспечивает высокий уровень детектирования компьютерных вирусов.
Список литературы
1.Горбунова Н.В. Практикум по информатике: для студентов 1 курса. - Тюмень: ТГАМЭУП.часть 2.-2010.
2.Информатика и информационные технологии [текст]:Учеб.пособие/Под ред. Ю.Д. Романовой.-2-е изд.-М.:ЭКСМО,2007.
.Коноплева И.А. и др. Информационные технологии: уч. пособ./ И.А. Коноплева, О.А.Хохлова, А.В.Денисов.- М: Проспект,2008.
.Саак А. Э.и др. Информационные технологии управления: Учебник для вузов(+СД).-СПб.:Питер,2010.-320 с.
5.Степанов А.Н. Информатика. Базовый курс: учебник.-6-е изд. - СПб.: Питер, 2010.
6.Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник/ Под ред. Косарева В.П., Королева А.Ю.-2-е изд., перераб. и доп.-М:Финансы и статистика,1998.