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

8249

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.11.2023
Размер:
1.48 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

Правовая защита информации и информационных технологий

(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. Правовая защита информации и информационных технологий [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

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

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

5

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

6

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

12

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

15

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

15

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

21

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

24

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

27

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

30

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

31

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

 

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

32

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

32

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

33

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

40

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

42

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

50

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

54

5.1. Определение и принципы организации информационных процессов в

 

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

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

120

4

 

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

121

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

123

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

125

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

125

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

125

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

126

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

127

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

128

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

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

131

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

134

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

136

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

139

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

140

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

141

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

142

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

143

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

143

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

144

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

145

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

147

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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]