Лекция № 1. Информация и информатика

Существуют разные подходы к определению информации. Один из них отталкивается от происхождения слова «информация». Слово «информация» (от латинского informatio – разъяснение, изложение) в обычном понимании обозначает некоторые сведения об окружающем нас мире, которые мы используем для регулирования своего поведения. Поэтому можно определить информацию как определенным образом связанные сведения, данные, понятия, отраженные в нашем сознании и изменяющие наши представления о реальном мире.

Другой подход к определению информации отталкивается от схематичного представления процесса её передачи. В нём можно выделить два фундаментальных элемента:

· источник (передатчик);

· приёмник (потребитель, клиент).

При их взаимодействии и возникает информация – некоторое сообщение, которое тем или иным способом уменьшает незнание потребителя (приёмника) о некотором объекте, факте или явлении. Основываясь на данном подходе, один из основоположников теории информации Клод Шеннон определил информацию следующим образом:

Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределённости, неполноты знаний.

Итак, с термином “информация” связаны термины:

q Сообщение – информация представленная в определенной форме (речь, текст, изображение, цифровые данные, график, таблица) и предназначенная для передачи.

q Данные – сведения, представленные в определенной знаковой системе и на определенном носителе для обеспечения возможностей их хранения, передачи, приема и обработки. Данные безотносительны к содержанию информации.

Информация – это данные, сопровождающиеся смысловой нагрузкой. Например, набор цифр и номера телефонов друзей, родственников и коллег.

Действия, выполняемые с информацией, называются информационными процессами.

q Информационные процессы – это процессы получения, передачи, преобразования, хранения и использования информации в живой природе, обществе, технике.

Знания – проверенный практикой и удостоверенный логикой результат познания действительности, отраженный в сознании человека в виде представлений, понятий, суждений и теорий. Знания позволяют принимать решения. Для знаний характерны структурированность, связанность.

Информация обладает свойствами, наиболее важными из которых являются:

q ценность,

q достоверность,

q полнота,

q актуальность,

q компактность,

q доступность.

Ценность информации определяется тем, насколько она важна для достижения цели, стоящей перед ее получателем.

Достоверность – это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению.

Полнота информации связана с тем, насколько много в ней сведений, позволяющих получателю информации достичь своей цели.

Актуальность информации определяется необходимостью ее немедленного использования получателем для достижения какой-либо цели.

Компактность информации – это свойство информации быть представленной в наиболее сжатом виде.

Доступность – возможность получения информации в любой точке земного шара и в любое время (кроме информации, доступ к которой ограничен законом).

Характеристиками информации являются ее содержание и форма представления.

Содержание информации определяет, как и для чего, она будет использована.

Среди основных форм представления информации могут быть названы:

q символьная (информация, представленная совокупностью букв, цифр, знаков и т.п.),

q графическая (различные виды изображений, анимация и т.п.),

q звуковая (фонетическая).

Прежде чем говорить о содержании информации, поговорим о ее видах.

Выделяют различные виды информации. При этом для ее классификации по видам разработано много подходов, использующих разнообразные признаки и особенности информации. Так, в зависимости от того, какими органами чувств воспринимается информация, ее делят на:

q визуальную,

q аудильную (звуковую, фонетическую),

q а удиовизуальную,

q тактильную.

По направленности информации всем членам общества или каким-то его группам различают информацию массовую, предназначенную для всех членов общества, и специальную – для специалистов в различных областях науки, техники, культуры, производства.

Базовые понятия код, шифр, количество информации мера.

На первый взгляд эти понятия могут показаться синонимами, однако они имеют совершенно разные значения. Шифром называют способ преобразования информации с целью ее защиты от несанкционнованих пользователей. Науку, изучающую эти методы и способы шифрования информации называют криптографией. Следует отметить, что исторически в криптографии закрепились некоторые чисто военные термины: враг, атака, шифр и т.п. - они точно отражают смысл соответствующих понятий. Вместе с тем военная терминология, базируется на термине «код» не имеет ничего общего с теоретической криптографией, ведь за последние десятилетия сформирована теория кодирования - большое научное направление, которое разрабатывает и изучает методы защиты информации от возникновения случайных ошибок на каналах связи. Поэтому высказывание «кодирование - это разновидность шифрования» является неправильным. - Читайте подробнее на Кодирование и шифрование тесно связаны между собой, но каждый из этих процессов имеет свои цели. Кодирование информации осуществляется для того, чтобы превратить информацию по определенным правилам в форму, удобную для передачи по определенному каналу связи. Основой любого кодирования является система счисления как запись математической структуры, на базе которой можно получить любое количество различных кодов. Как правило, коды изображают двоичными строками из нулей и единиц (такая запись является естественным для использования компьютерами при передаче и хранении информации). Шифрование информации - это способ преобразования информации с целью ии защиты от несанкционированного доступа. Таким образом, сообщение шифруется для того, чтобы оно стало непонятным, а кодируется - чтобы остаться понятным даже после передачи по каналу связи, на который могут влиять шумы. Кодирование информации должно сократить символьного текста при ограниченном количестве символов (т.е. кодирование должно быть оптимальным), а также обнаружения и исправления ошибок при передаче и хранении информации (кодирование должно быть корректирующим). Поэтому если необходимо передать информацию по некоторому каналу связи так, чтобы на выходе получить достоверную секретную информацию нужно комбинировать оба процесса преобразования, а именно: - Перевести сообщение некоторую систему счисления (иногда достаточно перевести в двоичную систему счисления, но существуют и другие, например, биноминальная, фибоначиева т.д.); - Зашифровать сообщение (существует большое количество разнообразных методов шифрования, ведь создание шифров достигает времен античности); - Полученное зашифрованное сообщение необходимо закодировать таким образом, чтобы сообщение на выходе можно было однозначно декодировать; - Декодировать сообщение, должно выявить и исправить ошибки, возникшие при передаче сообщения; - Дешифровать сообщение согласно проведенному шифрования (для этого отправитель и получатель должны предварительно согласовать процедуру шифровки). Как правило, эта процедура состоит из общего метода и «ключа». Ключом называют совокупность данных, определяющих конкретное преобразование из множества преобразований шифра; - Полученное сообщение перевести из полученной системы счисления в исходную. Таким образом, защита и корректная передача информации требуют много усилий. В наше время мощная вычислительная техника значительно упрощает этот процесс, но не всегда с помощью техники можно дешифровать сообщение, особенно если ключ неизвестен. В связи с препятствиями в каналах связи информация может искажаться, поэтому используются такие приемы кодирования, которые позволяют выявить и исправить ошибку.

Итак, каждый из приведенных способов кодирования имеет свои недостатки, однако эти способы играют большое значение в теории кодирования и лежат в основе построения более совершенных кодов. В наше время используются коды Хэмминга, Нагое, Рида -Мюллера, Адамара и т.д.. Относительно шифров как средства защиты информации от несанкционированного доступа существует несколько способов, в соответствии с которыми можно классифицировать шифры. Обычно в качестве основной считают классификацию: а) шифры ограниченного использования; б) шифры общего использования с открытым ключом; в) шифры общего использования с закрытым ключом. В 1963 году американский математик Клод Шеннон с помощью разработанного им же метода исследования шифров математически обосновал, что во всех классических шифрах в качестве типичных компонентов можно выделить следующие способы шифрования, как шифры перемешивания и шифры рассеяния. Сущность шифра рассеивания состоит в перераспределении избыточности исходного, которая есть в разных местах открытого текста. Для этого используют подстановки с конечного числа элементов П, которая и является неизвестным ключом. Таким образом, количество всех возможных ключей равно П. При дешифровке используют обратную матрицу подстановки. Такое шифрование, хотя и не повлияет на частоту появления букв, но скроет частоту появления биграмм, триграмм и т.д.. Сущность шифра перемешивания заключается в том, чтобы зависимость между ключом и шифрования текстом сделать настолько сложной, насколько это вообще возможно. Лучше использовать подстановку блоками из нескольких символов алфавита сообщения, хотя она приводит к тому, что ключ становится намного длиннее. Построение современной криптологии как науки базируется на совокупности понятий и фактов математики, физики, теории информации и т.п.. Однако, несмотря на сложность, обилие теоретических достижений криптологии широко используется в повседневной жизни, например, в пластиковых карточках, в электронной почте, в системах банковских платежей, при введении баз данных, системах электронного голосования и т.д.. –

Практические основы правовой информатики

Основной элемент практической работы в сфере правовой информатики (и не только в ней) – компьютер.

Наиболее распространенный тип компьютера – персональный компьютер. Он имеет малую стоимость, малые размеры, малое энергопотребление, высокую надежность, высокий уровень интеграции компонентов, легко адаптируется к разнообразным применениям и т.д.

Ядро персонального компьютера – системная (материнская плата), на которой размещаются: микропроцессор, микропроцессорная память, интерфейсная система микропроцессора для сопряжения и связи с другими устройствами, генератор тактовых импульсов, контроллеры устройств (схем) интегрированных в материнскую плату, микросхемы памяти и др.

Системы управления и методы обработки информации при управлении

Управление - это совокупность организационных, методических, технико-экономических решений с целью улучшения функционирования какого-либо объекта. Процесс управления заключается в том, чтобы из множества состояний системы выбрать наиболее рациональное с точки зрения поставленной цели.

На протяжении десятков лет теория регулирования, а затем и теория управления имели дело с объектами и процессами определенной природы, создаваемыми для вполне определенных целей, и в рамках некоторых ограничений можно было ставить задачу оптимизации целевой функции.

На этих “трех китах” (назначение объекта управления - критерий управления - ограничения) основывалась вся теория управления. Само понятие “управление” считалось неразрывно связанным с назначением объекта управления, отражаемым целевой функцией, критерием управления и ограничениями. Знание объекта и критерия управления давало возможность ответить на вопрос о качестве управления. Лучшим считалось такое управление, которое обеспечивало более предпочтительные значения целевой функции в условиях выполнения заданных ограничений в предположении, что объект управления удовлетворяет своему назначению. Такой подход к управлению принято считать классическим.

Важным принципом классической теории управления является принцип массовости, широко известный в прикладной математике. Суть этого принципа состоит в том, что методы, разрабатываемые в теории, должны находить применение при решении многих однотипных задач. Именно принцип массовости лежит в основе того, что в теории управления стали возможны формализация объектов и систем управления, замена реальных физических и технических систем их математическими аналогами. Такие модели объектов управления принято называть синтаксическими.

Однако не все объекты управления укладываются в рамки классической теории управления. Управление отраслями народного хозяйства, территориально-производственными комплексами, энергосистемами, транспортными системами постоянно сталкивается с необходимостью пересмотра сложившихся в классической теории управления принципов и методов решения. Все эти объекты принадлежат к той категории, для которой использование чисто синтаксических моделей управления невозможно.

Для моделей управления иного типа важно не только составить, насколько это возможно, формализованное описание данного объекта управления, найти средства формализации сведений о цели управления, но и о том, как объект реагирует на те или иные управляющие воздействия, какие ограничения необходимы. Новые модели получили название семиотических.

Семиотику можно определить как “науку о знаковых системах”. Знаки, входящие в подобные системы, есть объекты, обладающие тремя качествами: синтаксисом, семантикой и прагматикой. Синтаксис знака - это форма его выражения. Семантика связана с его смыслом, содержанием. Прагматика может быть выявлена лишь при наличии “потребителя” знака, того, кто использует объект. Итак, модели объектов управления и самого процесса управления, в которых необходимо отразить не только формальные связи и процессы (то есть синтаксис), но и семантику объекта управления, прагматику самого управления, называют семиотическими.

Рассмотрим основные отличия моделей классической теории управления от семиотических. Модели первого типа являются преимущественно процедуральными. Для них процедуры управления могут быть представлены в виде алгоритмов и программ, реализуемых на ЭВМ.

Модель управления, отражающая внутреннюю структуру, закономерности функционирования объекта и его отклика на управляющие воздействия, - это совокупность декларативных знаний.

В рамках семиотических моделей должны гармонично объединяться и процедуральные, и декларативные знания. Семиотические модели существенно расширяют возможности автоматизации процессов управления. Наличие в памяти ЭВМ модели управляемого объекта и достаточного количества информации об опыте управления этим объектом позволяет организовать в ЭВМ процесс обучения и порождения процедуральных знаний на основе накопленного опыта по управлению.

Помимо семиотических моделей существует еще ряд других, таких как игровое управление, имитационное моделирование и т.п.

Итак, методы управления, основанные на использовании семиотических и других неклассических моделей, применяются при решении задач, для которых невозможна формализация структуры объектов, протекающих в них процессов, критериев управления и методов управления ими. Придя на смену формальным моделям теории управления, они не отвергают последних.

Процесс управления - многоуровневый. На примере управления отраслью можно выделить несколько уровней

С течением времени из-за усложнения производственно-хозяйственных связей и информационных коммуникаций растет объем управленческих работ на предприятиях и в организациях, увеличивается число звеньев, где принимаются решения. Миллионы принимаемых управленческих решений оформляются документально. Все более значительны затраты времени на подготовку, передачу и переработку информации. При этом нельзя компенсировать рост объемов управленческих работ за счет создания все новых и новых рабочих мест в аппарате управления хотя бы по финансовым соображениям.

Это диктует необходимость перехода в сфере управления от экстенсивных форм развития, при которых увеличение объемов управленческих работ обеспечивается ростом числа рабочих мест, к интенсивным формам, предполагающим в ряде случаев сокращение рабочих мест управленческого аппарата. Интенсификация в сфере управления может быть достигнута за счет внедрения автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ).

Цель создания автоматизированных систем обработки информации и управления - обеспечение всех звеньев какой-либо системы достоверной информацией, представленной в форме, пригодной для принятия быстрых научно обоснованных решений, иными словами, повышение эПод автоматизированной системой обработки информации и управления понимается совокупность экономико-математических методов, организационных мероприятий, информационных и технических средств, обеспечивающих сбор, передачу, обработку и представление результатов о деятельности какого-либо объекта, предприятия, подразделения.

Автоматизированные системы обработки информации и управления относятся к классу человеко-машинных систем, причем их развитие в каждой конкретной области применения идет по линии повышения роли ЭВМ как в сфере принятия решений, так и в сфере реализации принятых решений.

Предельный случай, когда ответственность как за принятые решения, так и за их выполнение возлагается на вычислительную машину, должен рассматриваться как отдельная сфера применения ЭВМ, а именно сфера автоматического управления в реальном масштабе времени[1]. Чтобы обеспечить работу в реальном времени, соответствующие языки программирования и программы должны содержать зависящие от времени конструкции.

В этом случае ЭВМ используется в контуре обратной связи некоторой системы управления, то есть вмешательство человека в процесс управления полностью исключается.

Итак, следует отличать термины ”автоматизированный” и “автоматический”.

ффективности управления, совершенствование руководства.

ЭЦП

Электро́нная по́дпись (ЭП), Электро́нная цифровая по́дпись (ЭЦП) — реквизит электронного документа, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа подписи и позволяющий проверить отсутствие искажения информации в электронном документе с момента формирования подписи (целостность), принадлежность подписи владельцу сертификата ключа подписи (авторство), а в случае успешной проверки подтвердить факт подписания электронного документа (неотказуемость). Электронная подпись предназначена для определения лица, подписавшего электронный документ, и является аналогомсобственноручной подписи в случаях, предусмотренных законом^[1].

Электронная подпись применяется при совершении гражданско-правовых сделок, оказании государственных и муниципальных услуг, исполнении государственных и муниципальных функций, при совершении иных юридически значимых действий^[2

виды угроз информационной безопасности

1. Целостность данных - такое свойство, в соответствии с которым информация сохраняет свое содержание и структуру в процессе ее передачи и хранения. Создавать, уничтожать или изменять данные может только пользователь, имеющий право доступа.

2. Конфиденциальность — свойство, которое указывает на необходимость ограничения доступа к конкретной информации для обозначенного круга лиц. Таким образом, конфиденциальность дает гарантию того, что в процессе передачи данных, они могут быть известны только авторизованным пользователям

3. Доступность информации - это свойство характеризует способность обеспечивать своевременный и беспрепятственный доступ полноправных пользователей к требуемой информации.

4. Достоверность – данный принцип выражается в строгой принадлежности информации субъекту, который является ее источником или от которого она принята.

Задача обеспечения информационной безопасности подразумевает реализацию многоплановых и комплексных мер по предотвращению и отслеживанию несанкционированного доступа неавторизованных лиц, а также действий, предупреждающих неправомерное использование, повреждение, искажение, копирование, блокирование информации.

Вопросы информационной безопасности становятся первоочередными в тех случаях, когда выход из строя или возникновение ошибки в конкретной компьютерной системе могут привести к тяжелым последствиям.