Понятие о теоремах шенона. Первая теорема шенона. Вторая теорема шенона.

Первая теорема Шеннона о передаче информации, которая называется также основной теоремой о кодировании при отсутствии помех, формулируется следующим образом:

При отсутствии помех передачи всегда возможен такой вариант кодирования сообщения, при котором среднее число знаков кода, приходящихся на один знак кодируемого алфавита, будет сколь угодно близко к отношению средних информаций на знак первичного и вторичного алфавитов.

Используя понятие избыточности кода, можно дать более короткую формулировку теоремы: При отсутствии помех передачи всегда возможен такой вариант кодирования сообщения, при котором избыточность кода будет сколь угодно близкой к нулю.

Вторая теорема Шеннона гласит, что при наличии помех в канале всегда можно найти такую систему кодирования, при которой сообщения будут переданы с заданной достоверностью. При наличии ограничения пропускная способность канала должна превышать производительность источника сообщений. Вторая теорема Шеннона устанавливает принципы помехоустойчивого кодирования. Для дискретного канала с помехами теорема утверждает, что, если скорость создания сообщений меньше или равна пропускной способности канала, то существует код, обеспечивающий передачу со сколь угодно малой частотой ошибок.

 

Алгебра логики. Таблица истинности основных логических операций (И ИЛИ НЕ ИНЕ ИЛИНЕ)

Алгебра логики (алгебра высказываний) — раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями.Чаще всего предполагается что высказывания могут быть только истинными или ложными. Базовыми элементами, которыми оперирует алгебра логики, являются высказывания.

Логическое сложение или дизъюнкция: Дизъюнкция - это сложное логическое выражение, которое истинно, если хотя бы одно из простых логических выражений истинно и ложно тогда и только тогда, когда оба простых логических выраженныя ложны.

Обозначение: F = A + B.

A B F

1 1 1

1 0 1

0 1 1

0 0 0

 

Логическое умножение или конъюнкция: Конъюнкция - это сложное логическое выражение, которое считается истинным в том и только том случае, когда оба простых выражения являются истинными, во всех остальных случаях данное сложеное выражение ложно.

Обозначение: F = A & B.

A B F

1 1 1

1 0 0

0 1 0

0 0 0

 

Логическое отрицание или инверсия: Инверсия - это сложное логическое выражение, если исходное логическое выражение истинно, то результат отрицания будет ложным, и наоборот, если исходное логическое выражение ложно, то результат отрицания будет истинным. Другими простыми слова, данная операция означает, что к исходному логическому выражению добавляется частица НЕ или слова НЕВЕРНО, ЧТО.

A неА

1 0

0 1

 

Логическое следование или импликация:Импликация - это сложное логическое выражение, которое истинно во всех случаях, кроме как из истины следует ложь. Тоесть данная логическая операция связывает два простых логических выражения, из которых первое является условием (А), а второе (В) является следствием.

A B F

1 1 1

1 0 0

0 1 1

0 0 1

 

Логическая равнозначность или эквивалентность:Эквивалентность - это сложное логическое выражение, которое является истинным тогда и только тогда, когда оба простых логических выражения имеют одинаковую истинность.

A B F

1 1 1

1 0 0

0 1 0

0 0 1

 

Порядок выполнения логических операций в сложном логическом выражении.

1. Инверсия;

2. Конъюнкция;

3. Дизъюнкция;

4. Импликация;

5. Эквивалентность.

Нечеткая логика

раздел математики, являющийся обобщением классической логики и теории множеств. Понятие нечёткой логики было впервые введено профессором Лютфи Заде в 1965 году. В его статье понятие множества было расширено допущением, что функция принадлежности элемента к множеству может принимать любые значения в интервале [0...1], а не только 0 или 1. Такие множества были названы нечёткими. Также автором были предложены различные логические операции над нечёткими множествами и предложено понятие лингвистической переменной, в качестве значений которой выступают нечёткие множества.

Предметом нечёткой логики является построение моделей приближенных рассуждений человека и использование их в компьютерных системах. В настоящее время существует по крайней мере два основных направления научных исследований в области нечёткой логики:

-нечёткая логика в широком смысле (теория приближенных вычислений);

-нечёткая логика в узком смысле (символическая нечёткая логика).

Причины вирусной опасности. Рост числа опасностей в сфере информационных

Технологий. Примеры ущерба наносимого информационными технологиями. Кража электронной личности.

По мере развития и модернизации компьютерных систем и программного обеспечения возрастает объем и повышается уязвимость хранящихся в них данных. Одним из новых причин, резко повысивших эту уязвимость, является массовое производство программно-совместимых мощных персональных ЭВМ, которое явилось одной из причин появления нового класса программ-вандалов - компьютерных вирусов. Наибольшая опасность, возникающая в связи с опасностью заражения программного обеспечения компьютерными вирусами, состоит в возможности искажения или уничтожения жизненно-важной информации, которое может привести к финансовым и временным потерям.

Растет количество атак, они становятся все изощреннее. Преступления в сфере информационных технологий включают как распространение вредоносных вирусов, взлом паролей, кражу номеров кредитных карточек и других банковских реквизитов (фишинг), так и распространение противоправной информации (клеветы, материалов порнографического характера, материалов, возбуждающих межнациональную и межрелигиозную вражду и т.п.) через Интернет, коммунальные объекты.

В зарубежных государствах, в частности США, получили распространение аферы, связанные с продажей доменных имен: производится массовая рассылка электронных сообщений, в которых, например, сообщают о попытках неизвестных лиц зарегистрировать доменные имена, похожие на адреса принадлежавших адресатам сайтов и владельцам сайтов предлагается зарегистрировать ненужное им доменное имя, чтобы опередить этих лиц.

Ущерб, наносимый, например, спамом:

1. Трафик. Трафик входящей почты обычно оплачивает получатель спамерских писем. Это особенно актуально в случае подключения к Интернету по телефонной линии. Но и для компаний, оплачивающих трафик при соединении по выделенной линии, финансовый ущерб из-за большого объема пересылаемой почты и соответственно большого объема спама может оказаться очень существенным.

2. Потери рабочего времени. Средний офисный работник тратит на просмотр и удаление спама от 10 до 20 минут рабочего времени в день. Умножив это время на количество сотрудников в крупной компании, можно получить весьма ощутимые цифры.

3. Дыра в системе безопасности. Однако ущерб от спама определяется не только затратами рабочего времени и оплатой лишнего трафика. Спамерские письма систематически становятся переносчиками вредоносных программ, поскольку довольно часто рассылаются с приложениями в виде программ, документов Word или Excel, в которых могут содержаться вирусы.

Кража личности - Жертвами такого рода воровства сейчас становятся примерно 10 млн. американцев в год. В Штатах на сегодня это наиболее активно развивающийся вид преступности. Суммарно жертвы аферистов потеряли $265 млн. Недавно консультант минфина США заявил, что киберпреступность стала более прибыльным занятием, чем наркоторговля. Полицейские службы просто не поспевают за развитием событий. Общее количество зафиксированных компьютерных преступлений так велико, что его просто трудно осознать.

Что делать?

- Не захламляйте собственный компьютер. Содержите в порядке и вовремя обновляйте антивирусные и антишпионские программы, проводите регулярную чистку компьютера.

- Поставьте заслон. Убедитесь, что задействован встроенный межсетевой экран Windows. Еще лучше обзавестись специализированным межсетевым.

- Сначала думайте, а уж потом жмите на клавиши. Многие приходящие по почте вирусы и черви самоустанавливаются в вашем компьютере после одного-единственного нажатия на клавишу.

- Избавьтесь от «хвостов». Обзаведитесь уничтожителем документов, желательно с перекрестной нарезкой, и тщательно уничтожайте все приходящие по почте счета и отчеты.

- Следите за собой. Внимательно следите за состоянием вашего счета и сообщениями от вашего банка. Мелкие жулики могут снимать с вашего счета долларов по 20, а то и меньше.

- Не щелкайте клювом. Смотрите с подозрением на любое электронное письмо, запрашивающее вашу личную или финансовую информацию. Банки и продавцы никогда не рассылают писем с просьбами к своим клиентам «обновить счета». Если вы сомневаетесь в подлинности полученного письма, позвоните в компанию, которая его якобы прислала.

- Действуйте без промедления. Если у вас украли идентификационную информацию, сразу бейте тревогу. Позвоните в банк, который отвечает за ваши кредитные карты.

 

Поколения ЭВМ.

1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.

2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.

3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).

4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

ЭВМ первого поколения были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC – представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии.

Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор.

ЭВМ второго поколения. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.

В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС).

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Немного позднее появились машины серии IBM-370.

В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски. Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

Четвертое поколение ЭВМ. Микро-ЭВМ относится к машинам четвертого поколения. Наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК). В 1976 году на свет появился первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году – Apple-2.Однако с 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее архитектура стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания.С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых невозможно обойтись в большинстве областей деятельности человека. Появилась новая дисциплина – информатика.

ЭВМ пятого поколения будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.