Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

7802

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.11.2023
Размер:
1.23 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Международный институт технологий бизнеса

Ноздрин В.В.

Защита персональных данных

(учебное пособие для бакалавров направления подготовки 40.03.01 «Юриспруденция», профиль подготовки «Профессиональная деятельность юриста

в сферах экономики и управления»)

Нижний Новгород – 2019

2

У Д К 0 0 7

Б Б К 3 2 . 8 1

Ноздрин В.В. Защита персональных данных [текст]: учебное пособие. – Н.Новгород: Нижегород. гос. архит.- строит. ун-т, 2019. – 147 с.

ISBN 5-06-003803-3

В учебном пособии рассмотрены способы правовой защиты информации, характеристика информационных технологий, дана общая характеристика процесса сбора, обработки, хранения и передачи информации. Проанализировано аппаратное и программное обеспечение ЭВМ. Приведено описание структуры и функций персонального компьютера. Большое внимание уделено раскрытию основных видов информационных технологий и информатизации общества.

ISBN 5-06-003803-3

© Ноздрин В.В., 2019 © ННГАСУ, 2019

3

 

4

 

 

 

9.3. Особенности локальных, глобальных и городских сетей...........................

120

СОДЕРЖАНИЕ

 

9.4. Отличия локальных сетей от глобальных ....................................................

121

 

 

9.5. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей...........................

123

Введение..........................................................................................................................

5

10. Основы и методы защиты информации..............................................................

125

1. Предмет информатики ...............................................................................................

6

10.1. Современная ситуация в области информационной безопасности..........

125

2. Ресурсы общества и причины появления науки «информатика» .........................

12

10.2. Категории информационной безопасности................................................

125

3. Информационные основы........................................................................................

15

10.3. Абстрактные модели защиты информации................................................

126

3.1. Понятие информации, виды информации......................................................

15

10.4. Комплексный поиск возможных методов доступа....................................

127

3.2. Методы получения, использования информации..........................................

21

10.5. Терминалы защищенной информационной системы................................

128

3.3. Алфавит, слово, процесс, конструкция ..........................................................

24

10.6. Получение пароля на основе ошибок администратора и пользователей. 130

3.4. Кодирование и декодирование........................................................................

27

10.7. Получение пароля на основе ошибок в реализации ..................................

131

3.5. Основная проблема информатики ..................................................................

30

10.8. Социальная психология и иные способы получения паролей..................

134

3.6. Измерение сообщений. Бит, байт, слово ........................................................

31

10.9. Классификация криптоалгоритмов.............................................................

136

4. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и хранения

 

10.10. Среда передачи информации.....................................................................

139

информации ..................................................................................................................

32

10.11. Операционные системы.............................................................................

140

4.1. Восприятие информации .................................................................................

32

10.12. Прикладные программы ............................................................................

141

4.2. Сбор информации.............................................................................................

33

10.13. Ошибки, приводящие к возможности атак на информацию...................

142

4.3. Передача информации .....................................................................................

40

10.14. Классификация по требуемой степени безотказности ............................

143

4.4. Обработка информации ...................................................................................

42

10.15. Классификация по уровню конфиденциальности ...................................

143

4.5. Хранение информации.....................................................................................

50

10.16. Требования по работе с конфиденциальной информацией ....................

144

5. Технические средства реализации информационных процессов.........................

54

10.17. Политика ролей ..........................................................................................

145

5.1. Определение и принципы организации информационных процессов в

 

Литература............................................................................................................

147

вычислительных устройствах ................................................................................

54

 

 

5.2. Функционирование ЭВМ с шинной организацией........................................

56

 

 

5.3. Функционирование ЭВМ с канальной организацией....................................

62

 

 

5.4. Информационная модель ЭВМ.......................................................................

65

 

 

5.5. Основные команды ЭВМ.................................................................................

68

 

 

5.6. Поколения вычислительных средств..............................................................

71

 

 

6. Алгоритмизация и программирование ...................................................................

76

 

 

6.1. Определение алгоритма...................................................................................

76

 

 

6.2. Методы разработки алгоритма........................................................................

80

 

 

6.2.1. Метод частных целей...............................................................................

81

 

 

6.2.2. Метод подъема .........................................................................................

84

 

 

6.2.3. Программирование с отходом назад.......................................................

84

 

 

7. Языки программирования........................................................................................

85

 

 

8. Базы данных..............................................................................................................

93

 

 

8.1. Документальные и фактографические информационные системы..............

93

 

 

8.2. Системы управления базами данных..............................................................

94

 

 

8.3. Модели данных.................................................................................................

95

 

 

8.4. Операции над отношениями реляционных БД ..............................................

98

 

 

8.5. Нормализация отношений...............................................................................

99

 

 

8.6. Средства ускорения доступа к данным ........................................................

103

 

 

8.7. Язык запросов.................................................................................................

105

 

 

9. Локальные и глобальные сети ЭВМ .....................................................................

106

 

 

9.1. От централизованных систем к вычислительным сетям..........................

106

 

 

9.2. Основные проблемы построения сетей ........................................................

114

 

 

5

Введение

Информационное общество имеет следующие основные признаки:

1.Большинство работающих в информационном обществе (около 80 %) занято в информационной сфере, т.е. сфере производства информации и информационных услуг.

2.Обеспечены техническая, технологическая и правовая возможности доступа любому члену общества практически в любой точке территории доступа и в приемлемое время к нужной ему информации.

3.Информация становится важнейшим стратегическим ресурсом общества и занимает ключевое место в экономике, образовании и культуре.

Информатизация необходимое условие научно-технического, социального, экономического и политического прогресса в обществе. Неизбежность информатизации обусловлена следующими причинами:

беспрецедентным усложнением социально-экономических процессов в результате увеличения масштабов и темпов общественного производства, углубления разделения труда и его специализации в научно-технической революции;

необходимостью адекватно реагировать на возникающие проблемы в динамично меняющейся обстановке, присущей постоянно развивающемуся обществу;

повышением степени самоуправления предприятий, территорий, регионов.

Для информационного общества характерно обеспечение требуемой степени информированности всех его членов, возрастание объема и уровня информационных услуг, предоставляемых пользователю. Информационное общество в теоретическом аспекте характеризуется высокоразвитой информационной сферой (инфосферой), которая включает деятельность человека по созданию, переработке, хранению, передаче и накоплению информации.

Научным фундаментом процесса информатизации общества является новая научная дисциплина информатика. В широком смысле информатика это наука об информационной деятельности, информационных процессах и их организации в человеко-машинных системах. Основными разделами информатики являются исследование и разработка информационных средств и технологий, программных средств и моделирование предметных областей.

6

1. Предмет информатики

Можно, видимо, говорить о завершении этапа информатики, понимаемой как основы информатики и вычислительной техники, и наступлении этапа научной, системно-междисциплинарной информатики. Отсутствие развивающей понятийной системы, понятийного аппарата в образовательной информатике, искусственное «притягивание» неадекватного целям, задачам, значению информатики понятийного аппарата из других наук (кибернетика, микропроцессорная техника, управление и др.) сводит его к тривиальному изучению программирования и ЭВМ. Поэтому определим ряд основных, базовых понятий и фактов информатики, выясняющих предмет и назначение этой дисциплины.

Термин «информатика» (l’informatique) введен французскими учеными около 30 лет тому назад. Французская Академия Наук определяла информатику как «науку об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях». Этот термин образовался соединением двух ключевых слов «информация» и «автоматика». Это достаточно молодая и бурно развивающаяся наука. В англоязычных странах более ужился термин «computer science» (компьютерная, вычислительная наука, наука о компьютерах, точнее, наука о преобразовании информации с помощью компьютеров). В нашей стране принято более широкое и фундаментальное толкование информатики.

Информатика это наука, изучающая структуру, общие свойства, вопросы сбора, хранения, поиска, переработки (преобразования), использования (актуализации) знаний, научно - технической информации. Это

- классическое определение информатики.

Информатика наука об информации и информационных процессах, о моделях и моделировании, об алгоритмах и алгоритмизации, о программах и программировании для различных классов исполнителей алгоритмов, в частности, компьютеров, об их использовании в общественном развитии. Это определение информатики назовем «рабочим» определением информатики;

оно используется часто при рассмотрении научно-практических проблем. Информатика наука, изучающая информационные аспекты

системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.

Информатика это наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, протекающих, как правило, динамически, их выявлении, описании, изучении, применении, их организации и самоорганизации. Такое определение естественно назвать синергетическим определением информатики и оно имеет важное значение при исследовании синергетики информационных процессов в различных системах.

Синергетика междисциплинарная наука, изучающая общие идеи, методы и закономерности организации (изменения структуры, ее пространственно-временного усложнения) различных объектов и процессов,

7

инварианты этих процессов. «Синергетика» в переводе совместный, согласованно действующий.

Информатика тесно связана и с философией (понимаемой, например, как общая методология наук). Философия дает общие методы содержательного анализа, а информатика дает общие методы формального анализа предметных областей (особенно, теоретическая, математическая информатика).

Можно дать и философское определение информатики:

информатика это наука, изучающая общие свойства и процессы отражения материи, порядок, структуры в материи, ее структурированность и отражение в сознании человека, общества.

Мы будем уделять большое внимание вопросам, связанным с математическими проблемами, с математической (теоретической)

информатикой. Дадим математическое определение информатики (определение математической информатики).

Математическая информатика наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем их описания и актуализации для различных типов информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств, наука математически (формальным языком) описывающая и исследующая их инварианты, абстрагируясь при этом от материальной основы информационных процессов и исследуемых систем.

Можно дать различные определения информатики с акцентом на ту или иную предметную область. Наиболее актуальными, в силу схожести и важности информационных процессов и структур, являются следующие определения.

Экономическая информатика изучает информационные системы и процессы экономического характера (производства, потребления, накопления, спроса, предложения, финансирования, кредитования, ценообразования, инфляции, капитала и прибыли и др.), включая вопросы купли-продажи информации, а также управление и самоорганизацию в таких системах.

Экологическая информатика изучает информационные системы и процессы в экологических средах, включая экологию человека и проблемы информационной экологии, а также управление и самоорганизацию в таких системах.

Правовая информатика изучает информационные системы и процессы в системах права, юриспруденции, включая правовое обеспечение доступа к доступной информации или защиты конфиденциальной информации, а также проблемы управления и самоорганизации в таких системах.

Социально - гуманитарную информатику можно определить как ветвь информатики, изучающей информационные процессы в социальной и гуманитарной сфере, а также управление и самоорганизацию в таких системах.

Образовательная информатика ветвь информатики, изучающая информационные процессы в образовании, образовательные среды, системы, технологии, а также управление, самоорганизацию в таких системах.

8

Разумеется, можно говорить о химической, медицинской, физической информатике и др. (примеры из них мы будем рассматривать).

Пример. Определим предметы химической, медицинской, физической информатики.

Химическая информатика изучает информационные процессы и системы в химических средах, проблемы управления в них и самоорганизацию химических структур.

Медицинская информатика изучает проблемы информационных процессов, а также управления и самоорганизации в медицинских системах.

Физическая информатика (часто неточно интерпретируемая как компьютерная физика раздел физической информатики) изучает проблемы информационных процессов, управления, вопросы самоорганизации, хаоса (порядка) в открытых физических системах.

Предметом информатики являются информационные ресурсы (знания и отражающая их информация), методы и системы функционирования (организации) этих ресурсов, а также их эволюция и актуализация.

Впрочем, предмет информатики, как следует из вышеприведенных определений, точно математически») невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно отметить следующие три основные ветви информатики (в классическом понимании), определяемые ее познавательной и прагматической функциями, ее внутренней и внешней сущностями. (Деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов).

Теоретическая, математическая информатика (brain ware) изучает теоретические проблемы информатики, которые, большей частью, связанны с формальными системами, моделями, алгоритмами и теорией программирования, кодирования и организации систем.

Практическая, прикладная информатика (soft ware) изучает практические, конкретные проблемы информатики, которые больше связанны с программированием и использованием моделей, программными и компьютерными технологиями и системами.

Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware)

изучает инженерно - физические, технические принципы и вопросы информатики. Они большей частью связанны с проектированием, разработкой, использованием технических средств обработки информации, ЭВМ и систем ЭВМ.

Пример. Задача построения математической модели эпидемии гриппа

это задача из области теоретической информатики. Задача построения алгоритма исследования этой модели (или комплекса моделей) для прогноза эпидемии задача теоретической информатики. Задача разработки компьютерной программы (комплекса программ) для прогноза эпидемии является, например, задачей практической информатики. Задача разработки технических устройств для обеспечения прогноза, например, разработки системы передачи, обработки данных о больных задача технической информатики. Примером междисциплинарной задачи информатики (на стыке

9

информатики и экономики) может служить построение математической модели динамики налоговых поступлений. Она является междисциплинарной задачей, так как при ее решении требуется разработать соответствующие математические, экономические, информационные и компьютерные методы, алгоритмы, системы для решения подзадач этой сложной проблемы.

Информатика базируется на следующих основных и важных понятиях:

информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации сообщениями различного типа;

алгоритм и алгоритмизация, в частности, программа и программный комплекс, проектирование программ и программирование;

система и структура, т. е. отношение и связь, порядок, в частности, информационные система и структура, отношения в них;

изменение, изменчивость и выбор, в частности, выбор решений на базе инвариантов различных информационных систем, процессов;

модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования;

исполнитель и его операционная среда, в частности, автомат (ЭВМ)

икомплекс автоматов (система ЭВМ);

языки и грамматика, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения со средами;

проектирование систем и технология, в частности,

информационная и компьютерная технологии.

Информатика, как и математика, является наукой для описания и исследования проблем других наук. Она предоставляет свои общие и/или частные методы исследования другим наукам, помогает прокладывать и усиливать междисциплинарные связи, исследовать проблемы различных наук, дополняя их своими идеями, методами, технологиями и, особенно, своими инвариантами.

Пример. На стыке различных наук возникли и исследуются следующие важные проблемы информатики: разработка и использование надежных спутников систем связи (информатика, физика, техника, математика, кибернетика и др.); разработка и использование моделей принятия решений человеком или же автоматом, например, в экстремальных ситуациях (информатика, математика, физика, кибернетика, психология и др.); разработка

ииспользование программных систем ведения домашней бухгалтерии (информатика, экономика, математика, психология, социология и др.); разработка, использование медицинских комплексов диагностирования психофизиологического состояния человека (информатика, медицина, биология, химия, математика, психология, кибернетика, физика, и др.); разработка инструментальной системы подготовки и использования учебных компьютерных курсов и обучающих сред (информатика, все учебные дисциплины).

Информатика предоставляет к использованию в различных науках, информационных системах следующие методы и процедуры:

10

абстрагирование и конкретизация;

анализ и синтез;

индукция и дедукция;

формализация;

виртуализация;

актуализация;

визуализация;

структурирование;

макетирование;

алгоритмизация и программирование;

инфологическое (информационно - логическое) моделирование;

математическое моделирование;

компьютерное моделирование, вычислительный эксперимент;

программное управление;

распознавание, классификация и идентификация образов;

экспертное оценивание и тестирование и другие методы и

процедуры.

Информатика, как междисциплинарная наука, объединяет своими методами, алгоритмами, моделями, информационными потоками и технологиями остальные науки, связывает их не только общими проблемами, но и общими методами, технологиями.

Пример. Приведем схему основных связей информатики; при этом отметим, что ни количество, ни пересечение, ни величина, ни расположение прямоугольников никак не связаны с силой, степенью рассматриваемых связей

(см. рис. 1.1).

Математика

Кибернетика

Химия

Семиотика

Лингвистика

Физика

Биология

Медицина

Психология

11

Рис. 1.1 Основные предметные связи информатики

Предметная область науки «информатика» – информационные процессы и системы, модели, языки их описания и технологии их актуализации, направленные как на получение знаний (внутренняя сущность информатики), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных предметных областях (внешняя сущность информатики).

Эти информационные процессы могут происходить в живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.

Базу информатики составляют ее системные, математические, информационно-логические, физико-технические, лингвистические, техно- логические основы.

Информатика описывает и изучает такие важные отношения, как отношения типа (информатика изучает инварианты этих отношений или отношения - инварианты):

«система система»;

«система модель»;

«модель модель»;

«система технология»;

«модель технология»;

«технология технология»;

«система структура»;

«модель структура»;

«структура структура»;

«система инвариант»;

«система актуализация» и др.

Пример. Отношением типа «система система» может быть отношение между программной системой поиска информации (например, СУБД системой управления базами данных) и системой данных о предметной области (БД базой данных) – это отношение возникает при поиске информации (по некоторому запросу СУБД). Отношением типа «система модель» может быть отношение оценки адекватности, точности построенной математической модели отображаемой ею реальной системе; это отношение может быть выражено математически, например, числовой функцией качества. Отношением типа «модель модель» может быть отношение, в которое вступают локального характера модели при построении более глобальной (по ее использованию) модели, например, отношение «замыкания» модели прогноза роста населения некоторой моделью изменения прироста и смертности (темпов их роста). Отношением типа «система технология» может быть отношение перестройки старой технологии (например, подготовки документов с помощью печатной машинки) при внедрении новой технологии (при подготовки документов с помощью компьютера, редактора текста). Отношение типа «модель технология» –

12

поиск технологии обучения (реализации обучающей системы) для заданной модели обучения (или обучаемого). Отношение типа «технология технология» – воздействие технологии производства чипов ЭВМ (например, нанотехнологии) на технологию использования вычислительных систем. Отношение типа «система структура» – отношение системы экономических прав, свобод и структуры рынка. Отношение типа «модель структура» определение структуры образуемого (при химическом взаимодействии реагентов) полимера моделью их соединения. Отношение типа «структура структура» – отношение, определяющее структуру разрабатываемой программы выбранной структурой данных. Отношения типа «система инвариант» могут определять различные интерпретации понятия (инварианта) «функция» в различных теоретических системах, например, в теории чисел, в теории множеств, в математической логике и др. При этом инвариантами будут понятия (объекты) «аргумент», «значение функции», «область определения» и т.п. Отношение типа «система актуализация» наблюдается при включении компьютера и вызове для исполнения программы. Возможны и другие типы отношений.

Научные основы информатики приведены на рис. 1.2., где указаны наиболее важные составляющие.

Научные основы информатики

Алгебры

Системы

Алгоритмы

Языки

Модели

 

кодов и

 

описания

данных;

 

шифров;

 

алгоритмов;

процессов;

 

данных;

 

общения с

систем;

 

знаний;

 

системами;

технологий;

 

исполнителей;

 

метаязыки;

знаний.

 

технологий.

 

знаний;

 

 

 

 

технологий.

 

Рис.1.2 Структурная схема научной базы информатики

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение понятию «информация».

2.Перечислите основные понятия информатики.

3.Перечислите отношения, которые описывает и изучает информатика

2.Ресурсы общества и причины появления науки «информатика»

13

Имеются следующие основные типы ресурсов в природе и в обществе.

1.Вещество наиболее хорошо изученный ресурс, который в основном, представлен таблицей Д. И. Менделеева достаточно полно и пополняется не так часто. Вещество выступает как отражение постоянства материи в природе, как мера однородности материи.

2.Энергия не полностью изученный тип ресурсов, например, мы не владеем управляемой термоядерной реакцией. Энергия выступает как отражение изменчивости материи, переходов из одного вида в другой, как мера необратимости материи.

3.Информация мало изученный тип ресурсов. Информация выступает как отражение порядка, структурированности материи, как мера порядка, самоорганизации материи (и социума). Сейчас это понятие мы будем понимать как некоторые сообщения; ниже этому понятию мы посвятим более детальное обсуждение.

4.Человек выступает как носитель интеллекта высшего уровня и является в экономическом, социальном, гуманитарном смысле важнейшим и уникальным ресурсом общества, выступает как мера разума, интеллекта и целенаправленного действия, мера социального начала, высшей формы отражения материи (сознания).

5.Организация (или организованность) выступает как форма ресурсов

всоциуме, группе которая определяет его структуру, включая институты человеческого общества и его надстройки, выступает как мера упорядоченности ресурсов. Организация системы связана с наличием некоторых причинно-следственных связей в этой системе. Организация системы может иметь различные формы, например, биологическую, информационную, экологическую, экономическую, социальную, временную, пространственную и она определяется причинно- следственными связями в материи и социуме.

6.Пространство мера протяженности материи (события), распределения ее в окружающей среде.

7.Время мера обратимости (необратимости) материи, событий. Время неразрывно связано с изменениями действительности.

Можно говорить о различных полях, в которые «помещен» любой человек: материальном, энергетическом, информационном, социальном, их пространственных и временных характеристиках.

Пример. Рассмотрим простую задачу пойти утром на занятия в вуз. Эта часто решаемая студентом задача имеет все аспекты:

1.материальный, физический аспект студенту необходимо переместить некоторую массу, например, учебников и тетрадей на нужное расстояние;

2.энергетический аспект студенту необходимо иметь и затратить нужное количество энергии на перемещение;

14

3.информационный аспект необходима информация о маршруте движения и месторасположении вуза, и нужно обрабатывать по пути своего движения информацию;

4.человеческий аспект перемещение, в частности, переезд на автобусе невозможен без человека, например, без водителя автобуса;

5.организационный аспект необходимы подходящие транспортные сети и маршруты, остановки и т.д.;

6.пространственный аспект перемещение на определенное расстояние;

7.временной аспект на данное перемещение будет затрачено время

(за которое произойдут соответствующие необратимые изменения в среде, в отношениях, в связях).

Все типы ресурсов тесно связаны и сплетены. Более того, они невозможны друг без друга, актуализация одного из них ведет к актуализации другого.

Пример. При сжигании дров в печке выделяется тепловая энергия, тепловая энергия используется для приготовления пищи, пища используется для получения биологической энергии организма, биологическая энергия используется для получения информации (например, решения некоторой задачи), перемещения во времени и в пространстве. Человек и во время сна расходует свою биологическую энергию на поддержание информационных процессов в организме; более того, сон продукт таких процессов.

Социальная организация и активность людей совершенствуют информационные ресурсы, процессы в обществе, последние, в свою очередь, совершенствуют производственные отношения.

Если классическое естествознание объясняет мир исходя из движения, взаимопревращений вещества и энергии, то сейчас реальный мир, объективная реальность могут быть объяснены лишь с учетом сопутствующих информационных процессов. При этом актуализация одних типов ресурсов, известных их атрибутов и свойств в определенных условиях может актуализировать другие типы ресурсов и их доселе неизвестные свойства и атрибуты.

Информация предполагает наличие в обществе высокого качества информационного обслуживания как отдельных людей, так и социальных, профессиональных групп людей, автоматов, комплексов автоматов.

Информация в обыденном, содержательном смысле (ниже дадим формальное определение этого понятия) представляет собой сведения, пополняющие знания. Она представляется некоторыми сообщениями.

Смысл информации непосредственная и целенаправленная актуализация знаний накопленных в обществе при развитии, а также превращение информационных ресурсов общества в его мощную и непосредственную производительную силу, производственные отношения аналогично другим ресурсам.

Если материальные и энергетические ресурсы имеют тенденцию истощаться, то информационные ресурсы тенденцию насыщаться.

15

Появление информатики было вызвано возникновением и развитием индустрии и технологии сбора, обработки, передачи, актуализации информации, особенно, с помощью компьютеров.

Информатика появилась на определенной стадии как итог развития ряда отраслей науки и техники, в связи с необходимостью автоматизировать умственную, интеллектуальную деятельность.

Контрольные вопросы:

1.Перечислите основные типы ресурсов в природе и обществе.

2.Приведите несколько примеров взаимосвязи типов ресурсов.

3.Информационные основы

3.1.Понятие информации, виды информации

Что же такое информация? Существует несколько взглядов на то, что принято считать информацией. Один взгляд, и его, по-видимому, придерживается большая часть специалистов и неспециалистов, сводится к тому, что существует как бы два сорта информации:

1.Информация техническая, которая передается по телеграфным линиям и отображается на экранах радиолокаторов. Количество такой информации может быть точно вычислено, и процессы, происходящие с такой информацией, подчиняются физическим законам.

2.Информация семантическая, то есть смысловая. Это та самая информация, которая содержится, к примеру, в литературном произведении. Для такой информации предлагаются различные количественные оценки и даже строятся математические теории. Но общее мнение скорее сводится к тому, что оценки здесь весьма условны и приблизительны и алгеброй гармонию все-таки не проверишь.

Второй взгляд состоит в том, что информация это физическая величина, такая же, как, например, энергия или скорость. Определенным образом и в определeнных условиях информация равным образом описывает как процессы, происходящие в естественных физических системах, так и процессы в системах, искусственно созданных.

Как всегда, при наличии двух резко противоположных мнений существует и третье, примиряющее. Сторонники третьего подхода считают, что информация едина, но вот количественные оценки должны быть разными. Отдельно нужно измерять количество информации, причем количество информации строгая оценка, относительно которой можно развивать единую строгую теорию. Кроме количества информации, следует измерять еще и ценность. А вот с ценностью информации происходит то же самое, что и с понятием семантической информации. С одной стороны, вроде ее можно вычислить, а с другой стороны, все эти вычисления справедливы лишь в ограниченном числе случаев. И вообще, кто может точно вычислить, скажем, ценность крупного научного открытия?

16

Бурное развитие науки и промышленности в XX веке, неудержимый рост объeмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать и перерабатывать все ему предназначенное. Возникла необходимость классифицировать эти поступления по темам, организовывать их хранение, доступ к ним, понять закономерности движения информации в различных изданиях и т.д. Исследования, позволяющие разрешить возникшие проблемы, стали называть информатикой.

Понятие информации является одним из основных, ключевых понятий в информатике (в информологии области знаний, изучающей проявления информации, ее представления, измерения, идентификации и т.д.), в математике, в физике и др. В то же время, это понятие является плохо формализуемым понятием из-за его всеобщности, объемности, расплывчатости.

Информация в различных областях трактуется по разному:

как любая сущность, которая вызывает изменения в некоторой информационно-логической (инфологической состоящей из сообщений, данных, знаний. абстракций и т.д.) модели, представляющей систему (математика, системный анализ);

как сообщения, полученные системой от внешнего мира в процессе адаптивного управления, приспособления (теория управления, кибернетика);

как отрицание энтропии, отражение меры хаоса в системе

(термодинамика); как связи и отношения, устраняющие неопределенность в системе

(теория информации);

как вероятность выбора в системе (теория вероятностей);

как отражение и передача разнообразия в системе (физиология, биокибернетика);

как отражение материи, атрибут сознания, «интеллектуальности» системы (философия).

Мы будем рассматривать более формальное, математическое понимание этой категории, ничуть не отрицая приведенные выше понятия и, более того, используя их по мере надобности.

Информация это некоторая последовательность сведений, знаний, которые актуализируемы (получаемы, передаваемы, преобразуемы, сжимаемы и/или регистрируемы) с помощью некоторых знаков (символьного, образного, жестового, звукового, сенсомоторного типа).

Информация с мировоззренческой точки зрения отражение реального мира. Информация приращение знания, развитие знаний, актуализация знаний, возникающее в процессе целеполагающей интеллектуальной деятельности человека. Никакая информация, никакое знание не появляется сразу: появлению их предшествует этап накопления, осмысления, систематизации опытных данных, мнений, взглядов, их осмысление и переосмысление.

Информация может существовать в пассивной (не актуализированной) и активной (актуализированной) форме.

17

Пример. Информация актуализируется сообщениями, при этом формы облачения информации в сообщения различны, например, для живых существ сигналы, жесты, для технических устройств сигналы. Информация, передаваемая от одного человека другому, может передаваться символами (письмо), жестами (сигнальщик на боевом корабле), звуками (диктор), геометрическими фигурами (чертежник), художественными образами (балерина). Информация передающаяся животными может быть передана звуками (лай, вой, писк), ситуационным поведением (образами). Информация в технических устройствах, автоматах может быть передана электрическими, магнитными, световыми импульсами, как это происходит в ЭВМ.

Информация по отношению к окружающей среде (или к использующей ее среде) бывает трех типов: входная, выходная и внутренняя.

Входная информация информация, которую система воспринимает от окружающей среды.

Выходная информация (по отношению к окружающей среде) – информация, которую система выдает в окружающую среду.

Внутренняя, внутрисистемная информация (по отношению к данной системе) – информация, которая хранится, перерабатывается, используется только внутри системы, т.е. актуализируемая лишь только подсистемами системы.

Пример. Человек воспринимает, обрабатывает входную информацию, например, данные о погоде на улице, формирует выходную реакцию ту или иную форму одежды. При этом используется внутренняя информация, например, это генетически заложенная или приобретенная физиологическая информация о реакции, например, о «морозостойкости» человека.

Внутренние состояния системы и структура системы влияют определяющим образом на взаимоотношения системы с окружающей средой

внутрисистемная информация влияет на входную и выходную, а также на изменение самой внутрисистемной информации.

Пример. Информация о финансовой устойчивости банка может влиять на его деятельность на рынке.

Накапливаемая (внутрисистемно) социально- экономически негативная (позитивная) информация, проявляемая, например, социальной активностью в среде, может влиять на развитие системы.

Пример. Генетически заложенная в молекулах ДНК информация и приобретенная информация (в памяти) влияют на поведение, на адаптацию человека в окружающей среде. В машинах первого поколения внутренняя структура определялась тысячами ламп, причем каждая из них отдельно была невысокой надежности, т.е. вся система была ненадежной в работе. Это влияло на входную информацию, например, такие ЭВМ не были способны на работу в многозадачном режиме, в режиме реального времени (обработки сообщений по мере получения входных данных).

В живой и неживой природе информация может также передаваться структурой этой информации. Такую информацию называют структурной информацией.

18

Пример. Структурные кольца среза дерева несут информацию о возрасте дерева. Структура питания хищника (или трофическая структура) несет информацию о хищнике, о среде его обитания. Структура плавников рыбы часто несет информацию о глубине среды ее обитания.

Информация по отношению к конечному результату проблемы

бывает:

исходная (на стадии начала использования (актуализации) этой информации);

промежуточная (на стадии от начала до завершения актуализации информации);

результирующая (после использования этой информации, завершения ее актуализации).

Пример. При решении системы линейных алгебраических уравнений информация от методах решения, среде реализации, входных данных (источники, точность и т.д.), размерности системы и т.д. является исходной информацией; информация о совместности системы уравнений, численных значениях корня и т.д. – результирующая; информация о текущих состояниях коэффициентов уравнений, например, при реализации схемы Гаусса - промежуточная.

Информация по изменчивости при ее актуализации бывает:

постоянная (не изменяемая никогда при ее актуализации);

переменная (изменяемая при актуализации);

смешанная условно-постоянная (или условно-переменная). Пример. В известной физической задаче определения дальности

полета снаряда артиллерийского орудия, информация об угле наклона орудия может быть переменной, информация о начальной скорости вылета снаряда постоянной, а информация о координатах цели (точности прицеливания) – условно-постоянной.

Возможна также классификация информации и по другим признакам:

по стадии использования (первичная, вторичная);

по полноте (избыточная, достаточная, недостаточная);

по отношению к цели системы (синтаксическая, семантическая, прагматическая);

по отношению к элементам системы (статическая, динамическая);

по отношению к структуре системы (структурная,

относительная);

по отношению к управлению системой (управляющая, советующая,

преобразующая, смешанная);

по отношению к территории, территориально (федеральная,

региональная, местная, относящаяся к юридическому лицу, относящаяся к физическому лицу, смешанная);

по доступу (открытая или общедоступная, закрытая или конфиденциальная, смешанная);

19

по предметной области, по характеру использования

(статистическая, коммерческая, нормативная, справочная, научная, учебная, методическая и т.д., смешанная) и другие.

Информация в философском аспекте бывает:

мировоззренческая;

эстетическая;

религиозная;

научная;

бытовая;

техническая;

экономическая;

технологическая.

Все это (вместе с человеком) составляет ноосферу общества более высокое состояние биосферы, возникшее в результате эволюции, структурирования, упорядочивания (как статического, так и динамического) и гармонизации связей в природе и обществе под воздействием целеполагающей деятельности человечества.

Это понятие было введено впервые В.И. Вернадским в качестве отображения концепции этапа эволюции общества и природы, т.е. системы, в рамках которой потенциально может быть реализовано гармоническое, устойчивое развитие (эволюция) систем «Общество» и «Природа», а также постепенное слияние, гармонизация наук о природе и об обществе.

Основные свойства информации (и сообщений):

полнота (содержит все необходимое для понимания информации);

актуальность (необходимость) и значимость (сведений);

ясность (выразительность сообщений на языке интерпретатора);

адекватность, точность, корректность интерпретации, приема и

передачи;

интерпретируемость и понятность интерпретатору информации;

достоверность отображаемых сообщений;

избирательность;

конфиденциальность и адресованность;

информативность и значимость отображаемых сообщений;

массовость (применимость ко всем проявлениям);

кодируемость и экономичность (кодирования, актуализации сообщений);

сжимаемость и компактность;

защищенность и помехоустойчивость;

доступность (интерпретатору);

ценность (предполагает достаточный уровень потребителя).

20

Пример. Рекламный щит простой красочный кусок дерева (железа), но информация, заложенная в сообщениях на этом щите, должна обладать всеми вышеперечисленными свойствами, и, только тогда, этот щит будет ассоциироваться у интерпретатора (человека) с рекламируемым товаром (услугами) и актуализировать информацию. При этом вся форма представления рекламы (сообщения на щите) должна строиться с учетом понятности интерпретатору, быть информативной. Пока символы не организованы определенным образом, не используются для определенной цели, они не отражают информацию.

Информация может оказаться и вредной, влияющей негативно на сознание, например, воспитывающей восприятие мира от безразличного или же некритического до негативного, «обозленного», неадекватного. Информационный поток - достаточно сильный раздражитель.

Пример. Негативной информацией может быть информация о крахе коммерческого банка, о резком росте (спаде) валютного курса, об изменении налоговой политики и др.

Информация может актуализироваться в следующих режимах:

последовательном каждое последующее сообщение этой информации может обрабатываться только после обработки предыдущего сообщения для этой информации;

параллельном все сообщения обрабатываются одновременно;

последовательно - параллельном (смешанном) – какие-то сообщения могут обрабатываться в другом режиме (последовательном или же параллельном).

Параллелизм можно в информатике понимать как в пространственном смысле разные приемники или передатчики сообщений, расположенные в различных местах пространства (обработка сообщений при этом может вестись одновременно по времени), так и во временном смысле обработка одной и той же информации ведется одновременно.

Параллелизм в информатике часто понимают как одновременную обработку сообщений от различных источников информации одним приемником, а также несколькими приемниками (исполнителями).

Пример. Печатающее устройство ЭВМ (принтер) осуществляет обычно печать текста последовательно, символ за символом (строка за строкой); для передачи кода каждой буквы (символа) этого текста используется параллельная обработка всех двоичных сигналов (битовой комбинации, кодирующей данный символ).

По характеру доступа к информации возможны случаи:

полный или свободный доступ (актуализация), когда разрешается чтение (восприятие), запись, копирование, передача, сжатие или использование информации (сообщений);

доступ (актуализация) для чтения (остальное запрещено);

доступ (актуализация) для записи (остальное запрещено);

доступ (актуализация) к копии (полный или частичный доступ к копии информации, к оригиналу нет доступа);

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]