- •Конспект лекций
- •1 Лекция Ведение. Основные понятия и определения информатики. Информации и виды информации. Подходы к оценке количества информации.
- •2 Лекция
- •5 Лекция Основы операционной системы ms-dos. Понятия «диск», «файл», «каталог» в системе ms-dos. Команды работы с файлами и каталогами. Внешние команды ms-dos.
- •6 Лекция Понятие вычислительной сети. Классификация вычислительных сетей. Одноранговые сети и сети «Клиент-сервер».
- •7 Лекция Современные технологии построения вычислительных сетей. Сети на основе проводных линий связи. Волоконно-оптические линии связи. Беспроводные сети.
- •8 Лекция Основные понятия информационной безопасности. Основы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну.
- •9 Лекция Методы и средства защиты информации. Классификация методов средств защиты информации.
- •10 Лекция Алгоритмизация и программирование. Понятие алгоритма. Варианты описания алгоритмов. Схема алгоритма. Правила выполнения схем алгоритмов.
- •11 Лекция Составление алгоритмов. Виды алгоритмов. Линейный алгоритм. Ветвящийся алгоритм. Алгоритм цикла с параметром. Алгоритм цикла с предусловием. Алгоритм цикла с постусловием.
Омский государственный университет путей сообщения
Конспект лекций
по дисциплине
«Алгоритмы обработки и защиты информации»
Омск, 2012
1 Лекция Ведение. Основные понятия и определения информатики. Информации и виды информации. Подходы к оценке количества информации.
Информатика занимается:
построением информационных объектов;
теорией, систематическим анализом, проектированием и реализацией:
- алгоритмов;
- программ и планов;
а также процессами трансформации и передачи информации.
Информация – сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления.
(Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ Об информации, информационных технологиях и о защите информации).
Информация – сведения, которые могут быть объектом следующих операций (процессов):
получения;
передачи;
распределения;
обработки (преобразования);
хранения;
использования.
Указанные процессы – информационные процессы, реализуемые посредством информационных технологий.
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) - Computer – устройство обработки информации.
Первая ЭВМ на электронных лампах ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer – электронный цифровой интегратор и вычислитель) заработала в 1946 году.
Руководители проекта Дж. П. Эккерт и Дж.У.Мочли.
В 1949 году сдана в эксплуатацию первая ЭВМ на основе архитектуры Джона фон Неймана - EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator– электронный автоматический калькулятор с памятью на линиях задержки).
Руководитель проекта Морис Уилксом.
2 Лекция
Теоретические основы построения современных цифровых ЭВМ. Обобщённая структурная схема ЭВМ.
3 лекция
Современные аппаратные средства ЭВМ. Центральный процессор. Устройства памяти. Устройства ввода-вывода. Системные и локальные магистрали.
Персональный компьютер состоит из следующих устройств:
1) процессор (центральный процессор), выполняющий управление компьютером и обработку информации (CPU);
2) клавиатура, позволяющая вводить в компьютер необходимые символы в процессе диалога;
3) дисплей (монитор) для отображения на экране выводимой компьютером информации;
4) накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков (дискет) для чтения и записи информации на съёмные гибкие магнитные диски (ГМД);
5) накопитель на жёстком магнитном диске (НЖМД, HDD), предназначенный для чтения и записи на несъёмных ЖМД;
6) оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM) для хранения программ и обрабатываемых данных;
7) постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM) для хранения базовой системы ввода - вывода (BIOS) и некоторой другой информации.
Процессор является одной из основных составных частей компьютера и во многом определяет его быстродействие (производительность).
Скорость работы процессора определяется тактовой частой - количеством элементарных циклов (микрокоманд) в 1 секунду.
Кроме того, вычислительная мощность компьютера зависит от разрядности процессора, т. е. от длины двоичного числа, которое может обрабатывать процессор при выполнении микрокоманды.
Процессор, выполненный в виде одной микросхемы (набора микросхем) называют микропроцессор (МП).
Оперативное запоминающее устройство
Выполняемая программа и обрабатываемая компьютером информация храниться в ОЗУ. Объём памяти измеряется в байтах. Один байт состоит из 8 бит (двоичных разрядов). Для измерения больших объёмов информации используется килобайт (1 Кбайт = 1024 байт), мегабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт), гигабайт (1 Гбайт = 1024 Мбайт).
Современные персональные компьютеры имеют ОЗУ 1 Гбайт и более.
Дисплей (монитор)
Предназначен для отображения выводимой компьютером информации и может работать либо в текстовом, либо в графическом режиме. При работе в текстовом режиме экран разбит на определенное число позиций (как правило, 25 строк по 80 знаков) и в каждой позиции может быть изображен символ из фиксированного набора (буквы, цифры, специальные символы). При работе в графическом режиме возможно управлять отдельной точкой растра (пикселем), что позволяет получить произвольное изображение.
Современные компьютеры комплектуются дисплеями SVGA на жидкокристаллических матрицах (ЖКИ) с размером экрана 15 дюймов и более.
Мониторы на ЖКИ отличаются малыми габаритами, низким энергопотреблением и высокими гигиеническими свойствами.
Накопители на жестких дисках
Накопители на жестком диске предназначены для постоянного (длительного) хранения информации, используемой при работе с компьютером. Например: операционной системы, трансляторов языков программирования, текстовых и графических редакторов, инструментальных систем и т. д.
На современных компьютерах устанавливаются жесткие диски емкостью несколько десятков Гигабайт. Жесткий диск является, как правило, не съемным и помещается в корпус системного блока.
Разработаны миниатюрные твердотельные запоминающие устройства на основе флэш-памяти (Solid State Disk, SSD) для замены традиционных магнитных дисков.
В мае 2006 года Samsung представил первые SSD –накопители емкостью 32 Гбайта для портативных устройств (форм-фактор 1,8 “ и 2,5”).
Клавиатура
Клавиатура предназначена для ввода в компьютер информации
от пользователя. Информация, вводимая в компьютер с
клавиатуры, как правило, немедленно отображается на экране
монитора. Место, в котором будет отображен очередной
вводимый символ, отмечается на экране курсором.
Клавиши клавиатуры можно разделить на несколько групп:
основная клавиатура с буквами латинского алфавита, цифрами, знаками препинания и некоторыми специальными символами. На “русифицированной “ клавиатуре дополнительно нанесён русский алфавит. Ввод русских букв возможен при загрузке специальной программы-драйвера после нажатия определённой комбинации клавиш (Ctrl + Shift или Alt+ Shift );
дополнительная цифровая клавиатура (расположена в правой части клавиатуры);
функциональная клавиатура (расположена над основной);
клавиши управления курсором (в виде перевёрнутой буквы Т), расположены между основной и дополнительной цифровой;
ряд специальных клавиш.
4 лекция
Понятие программного обеспечения ЭВМ. Понятие вычислительной системы. Операционная система. Программы-утилиты. Программы-драйверы. Инструментальные и интегрированные системы. Универсальные языки программирования. Пакеты прикладных программ.
Вычислительная система – совокупность аппаратных и программных средств.
Для придания ЭВМ конкретных свойств используются средства двух видов:
- аппаратные (Hard);
- программные (Soft).
Программные средства включают в себя системное ПО (операционные и интегрированные системы) и прикладное ПО (пакеты прикладных программ, решающие узкоспециализированные задачи).
Системное ПО:
операционные системы ОС (Operation system OS);
инструментальные системы;
интегрированные системы.
Универсальные алгоритмические языки программирования.
Языки низкого уровня:
- Assembler;
Языки высокого уровня:
- Fortran;
- BASIC;
- Pascal;
- C (C++, C#).
Прикладное ПО:
текстовые редакторы (MicroSoft Word);
электронные таблицы (MicroSoft Excel);
СУБД (MicroSoft Access);
бухгалтерские программы (1С);
математические программы (MatCAD);
САРП (AutoCAD);
игры и т.д.