Сигналы, данные, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации.

Основные понятия и методы теории информации. Сигналы, данные, информация. Основные структуры данных.

 

Информатика – наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации.Понятие «информация» здесь можно определить как сведения об окружающем мире, получаемые с помощью органов чувств (в технике – датчиков) и дорабатываемые путём мышления (в технике – путём обработки информации).

Виды информации:

1. По способу восприятия(оптическая, звуковая, тактильная)

2. По форме представления(текстовая, числовая, графическая,звуковая)

3. По общественному значению(массовая-политическая, обыденная, общественная, эстетическая;специальная-научная,производственная;личная)

1. Сбор, получение, восприятие.

2. Хранение

3. Обработка, преобразование.

4. Передача, воспроизведение

5. Использование.

Свойства информации:

1. Объективность(соответствие реальности)

2. Достоверность(характеристика ее неискаженности)

3. Полнота(определяется кол-вом информации,собранной об объекте или явлении)

4. Актуальность

5. Ценность

6. Ясность

Сигналы, данные, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации.

Сигнал – это физический процесс, некоторая характеристика которого несёт информационный смысл. Например, световой сигнал (поток света) характеризуется яркостью, цветом, поляризационными свойствами, направлением распространения и др. Информацию может нести как одна из этих характеристик, так и одновременное сочетание нескольких характеристик.

Сигнал возникает в природе при взаимодействии материальных объектов и несёт в себе информацию об этом взаимодействии. Сигнал способен перемещаться, распространяться в некоторой материальной среде, тем самым, обеспечивая пространственный перенос информации от объекта (источника события) к субъекту (наблюдателю). Материальная среда, в которой распространяется сигнал, называется носителем сигнала.

Виды сигналов

Сигналы различаются, прежде всего, по своей физической природе. Примеры: световой сигнал, звуковой, электрический, радиосигнал...

В зависимости от порождающего их источника сигналы бывают естественные или искусственные.

Естественные сигналы возникают в силу того, что где-то в живой или неживой природе взаимодействуют материальные объекты. Это естественный процесс, никак не связанный с деятельностью человека. Примеры: свечение Солнца, пение птиц, распространение запаха цветов.

Искусственные сигналы инициируются человеком или возникают в технических системах, созданных человеком. Примеры: электрические сигналы телефонной линии; радиосигналы; сигнальная ракета или костёр; сигнал светофора; сирена пожарной машины...

Формы сигналов

По форме сигналы бывают аналоговые, дискретные и цифровые.

Аналоговый (или непрерывный) сигнал представляет собой физический процесс, информационная характеристика которого изменяется плавно. Например, плавно изменяющийся электрический сигнал

Дискретный сигнал представляет собой физический процесс, информационная характеристика которого изменяется скачкообразно и может принимать только некоторый ограниченный набор значений

Цифровой сигнал – это частный случай дискретного сигнала, когда информационная характеристика принимает только два возможных значения: либо есть сигнал, либо нет сигнала

Данные

Процесс изменения свойств некоторого материального объекта под

воздействием сигнала называется регистрацией сигнала. В результате этого

процесса происходит запись информации, содержащейся в сигнале, на

материальный носитель. Образующаяся таким образом запись называется

данные.

Данные - это запись информации на определённом материальном

носителе.

Поскольку такая запись всегда создаётся путём регистрации сигналов,

справедливо и следующее определение: данные - это зарегистрированные

сигналы.

Примеры данных:

 фотоснимок – результат регистрации светового сигнала, излучаемого или

отражённого от изучаемых объектов;

 запись на бумаге – результат регистрации мыслей человека

 записанная на магнитной ленте речь человека – результат регистрации

звукового сигнала

 данные, записанные на дискету, жёсткий диск, лазерный диск или

магнитооптический диск, на флэш-память или в оперативную память; и

другие...

Данные – это пока ещё не информация. Это просто какая-то запись.

Данные могут стать информацией, если к ним применить методы чтения и

интерпретации, которые бы позволили вскрыть содержащийся в данных смысл

и использовать его для решения той или иной задачи.

Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им

методов. Данное определение как раз подчёркивает тот факт, что иметь данные

для получения информации недостаточно. Необходимо также иметь адекватные

методы чтения и интерпретации данных. Если таковых методов нет, данные так

и останутся просто записью – из них невозможно будет получить информацию.

Например, дискета (хотя, предположим, на ней имеются весьма ценные

данные) будет бесполезна, если нет компьютера с дисководом для дискет.

Электронная почта

Электро́нная по́чта (англ. email, e-mail, от англ. electronic mail) — технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений (называемых «письма» или «электронные письма») по распределённой (в том числеглобальной

) компьютерной сети.

Достоинствами электронной почты являются: легко воспринимаемые и запоминаемые человеком адреса вида имя_пользователя @ имя_домена (например [e-mail]); возможность передачи как простого текста, так и форматированного, а также произвольных файлов; независимость серверов (в общем случае они обращаются друг к другу непосредственно); достаточно высокая надёжность доставки сообщения; простота использования человеком и программами.

Недостатки электронной почты: наличие такого явления, как спам (массовые рекламные и вирусные рассылки); теоретическая невозможность гарантированной доставки конкретного письма; возможные задержки доставки сообщения (до нескольких суток); ограничения на размер одного сообщения и на общий размер сообщений в почтовом ящике (персональные для пользователей).

В настоящее время любой начинающий пользователь может завести свой бесплатный электронный почтовый ящик, достаточно зарегистрироваться на одном из интернет-порталов.

Спам — разновидность почтовой рассылки с целью рекламы (часто нежелательной) того или иного товара или услуги, аналог бумажной рекламы, бесплатно распространяемой по почтовым ящикам жилых домов.

Для рассылки спама в настоящий момент активно используются все возможные технические ухищрения: открытые релеи, ремейлеры, прокси-серверы, бесплатные серверы электронной почты (допускающие автоматизацию отправки почты), ботнеты, поддельные сообщения о невозможности доставки.

По мере ужесточения запрета на размещение рекламы, сообщения разделились на легитимные рассылки (на которые обычно подписывается пользователь и от которых он может отказаться в любой момент) и нелегитимные (собственно и называемые спамом). Для борьбы со спамом были разработаны различные механизмы (чёрные списки отправителей, серые списки, требующие повторного обращения почтового сервера для отправки, контекстные фильтры). Одним из последствий внедрения средств борьбы со спамом стала вероятность «ошибочно положительного» решения относительно спама, то есть часть писем, не являющихся спамом, стала помечаться как спам. В случае агрессивной антиспам-политики (уничтожение писем, кажущихся спамом, в автоматическом режиме без уведомления отправителя/получателя) это приводит к труднообнаруживаемым проблемам с прохождением почты.

 

Использование хеш-функций

Поскольку подписываемые документы — переменного (и как правило достаточно большого) объёма, в схемах ЭП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на его хеш. Для вычисления хэша используются криптографические хеш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хеш-функции не являются частью алгоритма ЭП, поэтому в схеме может быть использована любая надёжная хеш-функция.

Использование хеш-функций даёт следующие преимущества:

· Вычислительная сложность. Обычно хеш цифрового документа делается во много раз меньшего объёма, чем объём исходного документа, и алгоритмы вычисления хеша являются более быстрыми, чем алгоритмы ЭП. Поэтому формировать хэш документа и подписывать его получается намного быстрее, чем подписывать сам документ.

· Совместимость. Большинство алгоритмов оперирует со строками бит данных, но некоторые используют другие представления. Хеш-функцию можно использовать для преобразования произвольного входного текста в подходящий формат.

· Целостность. Без использования хеш-функции большой электронный документ в некоторых схемах нужно разделять на достаточно малые блоки для применения ЭП. При верификации невозможно определить, все ли блоки получены и в правильном ли они порядке.

Социальные атаки

Социальные атаки направлены не на взлом алгоритмов цифровой подписи, а на манипуляции с открытым и закрытым ключами ^[13] .

· Злоумышленник, укравший закрытый ключ, может подписать любой документ от имени владельца ключа.

· Злоумышленник может обманом заставить владельца подписать какой-либо документ, например, используя протоколслепой подписи.

· Злоумышленник может подменить открытый ключ владельца на свой собственный, выдавая себя за него.

Использование протоколов обмена ключами и защита закрытого ключа от несанкционированного доступа позволяет снизить опасность социальных атак.

Управление ключами

Важной проблемой всей криптографии с открытым ключом, в том числе и систем ЭП, является управление открытыми ключами. Так как открытый ключ доступен любому пользователю, то необходим механизм проверки того, что этот ключ принадлежит именно своему владельцу. Необходимо обеспечить доступ любого пользователя к подлинному открытому ключу любого другого пользователя, защитить эти ключи от подмены злоумышленником, а также организовать отзыв ключа в случае его компрометации.

Задача защиты ключей от подмены решается с помощью сертификатов. Сертификат позволяет удостоверить заключённые в нём данные о владельце и его открытый ключ подписью какого-либо доверенного лица. Существуют системы сертификатов двух типов: централизованные и децентрализованные. В децентрализованных системах путём перекрёстного подписывания сертификатов знакомых и доверенных людей каждым пользователем строится сеть доверия. В централизованных системах сертификатов используются центры сертификации, поддерживаемые доверенными организациями.

Центр сертификации формирует закрытый ключ и собственный сертификат, формирует сертификаты конечных пользователей и удостоверяет их аутентичность своей цифровой подписью. Также центр проводит отзыв истекших и компрометированных сертификатов и ведет базы выданных и отозванных сертификатов. Обратившись в сертификационный центр, можно получить собственный сертификат открытого ключа, сертификат другого пользователя и узнать, какие ключи отозваны.

Хранение закрытого ключа

Закрытый ключ является наиболее уязвимым компонентом всей криптосистемы цифровой подписи. Злоумышленник, укравший закрытый ключ пользователя, может создать действительную цифровую подпись любого электронного документа от лица этого пользователя. Поэтому особое внимание нужно уделять способу хранения закрытого ключа. Пользователь может хранить закрытый ключ на своем персональном компьютере, защитив его с помощью пароля. Однако такой способ хранения имеет ряд недостатков, в частности, защищенность ключа полностью зависит от защищенности компьютера, и пользователь может подписывать документы только на этом компьютере.

В настоящее время существуют следующие устройства хранения закрытого ключа ^[14] :

· Дискеты

· Смарт-карты

· USB-брелоки

· Таблетки Touch-Memory

Кража или потеря одного из таких устройств хранения может быть легко замечена пользователем, после чего соответствующий сертификат может быть немедленно отозван.

Наиболее защищенный способ хранения закрытого ключа — хранение на смарт-карте. Для того, чтобы использовать смарт-карту, пользователю необходимо не только её иметь, но и ввести PIN-код, то есть, получается двухфакторная аутентификация. После этого подписываемый документ или его хэш передается в карту, её процессор осуществляет подписывание хеша и передает подпись обратно. В процессе формирования подписи таким способом не происходит копирования закрытого ключа, поэтому все время существует только единственная копия ключа. Кроме того, произвести копирование информации со смарт-карты сложнее, чем с других устройств хранения.

В соответствии с законом «Об электронной подписи», ответственность за хранение закрытого ключа владелец несет сам.

 

Основные понятия алгебры логики

 

Для математического описания работы вычислительных устройств и их программного проектирования широко используется алгебра логики (булевская алгебра).

Функция

F = X & Y

Логический элемент.

 

Таблица истинности

набор	X	Y	F

 

Основные понятия языков программирования

 

Системы программирования

Системы программирования – это комплексы программ и прочих средств, предназначенных для разработки и их эксплуатации на конкретном языке программирования для конкретного вида ЭВМ.

Система программирования включает:

Текстовый редактор	программа-отладчик	Транслятор – программа переводчик с конкретного алгоритмического языка на машинного ориентированный.	компоновщик(редактор связей)	Программа, обеспечивающая запуск программы
Текст программы, написанный на конкретном алгоритмическом языке.	отладка исходного текста программы (поиск и устранение ошибок)	Программа на машинно-ориентированном языке	объединяются оттранслированные модули в единые загрузочные, готовые к выполнению

+ библиотека подпрограмм, + Help

Выделяют два вида трансляторов: интерпретаторы и компиляторы.

Среда визуальной разработки — среда разработки программного обеспечения, в которой наиболее распространённые блоки программного кода представлены в виде графических объектов. Применяются для создания прикладных программ и любительского программирование.

Синтаксис и семантика

Каждый язык программирование обладает своими лексическими, синтаксическими и семантическими правилами, которые необходимо соблюдать при составлении компьютерной программы.

Электронная коммерция

Электронная коммерция (от англ. e-commerce) — это сфера экономики, которая включает в себя все финансовые и торговые транзакции, осуществляемые при помощи компьютерных сетей, и бизнес-процессы, связанные с проведением таких транзакций. ^[1][2]

К электронной коммерции относят:

· электронный обмен информацией (Electroniс Data Interchange, EDI),

· электронное движение капитала (Electronic Funds Transfer, EFS),

· электронную торговлю (e-trade),

· электронные деньги (e-cash),

· электронный маркетинг (e-marketing),

· электронный банкинг (e-banking),

· электронные страховые услуги (e-insurance).

Виды электронной коммерции

Существует несколько общепризнанных категорий, на которые подразделяется электронная коммерция. Как правило, такое размежевание проводится по целевой группе потребителей. ^[3]

Схема B2B или бизнес-бизнес

Принцип осуществления подобного взаимодействия очень прост: предприятие торгует с другим предприятием. B2B — одно из наиболее перспективных и активно развивающихся направлений электронной коммерции на сегодняшний день. Интернет-платформы дают возможность значительно упростить проведение операций на всех этапах, сделать торговлю более оперативной и прозрачной. Часто, в таких случаях представитель стороны заказчика имеет возможность интерактивного контроля процесса выполнения заказа путем работы с базами данных продавца. Пример сделки B2B — продажа шаблонов для сайта компаниям для последующего использования в качестве основы дизайна собственного веб-ресурса компании. Безусловно, сюда относятся любые взаимодействия, включающие в себя оптовые поставки товара или аналогичное выполнение заказов.

Для организаций

· Глобальный масштаб

· Сокращение издержек

· Улучшение цепочек поставок

· Бизнес всегда открыт (24/7/365)

· Персонализация

· Быстрый вывод товара на рынок

· Низкая стоимость распространения цифровых продуктов

Для потребителей

· Повсеместность

· Анонимность

· Большой выбор товаров и услуг

· Персонализация

· Более дешевые продукты и услуги

· Оперативная доставка

· Электронная социализация

Для общества

· Широкий перечень предоставляемых услуг (например, образование, здравоохранение, коммунальное обслуживание)

· Повышение уровня жизни

· Повышение национальной безопасности

· Уменьшение «цифрового» разрыва

· Онлайн продажа/заказ товаров/услуг уменьшает автомобильный трафик и снижает загрязнение окружающей среды

Для организаций

· Возможные сомнения сторон по поводу принадлежности того или иного проекта к компании (негативная анонимность)

· Некоторая сложность в ведении и узаконивании деятельности предприятия в интернете

Для потребителей

· Недоверие потребителя к услугам, продаваемым посредством интернета ^[4]

· Невозможность «потрогать» товар руками

· Ожидание доставки приобретенной продукции

Для общества

· Привлекательная платформа для мошенничества (снижение уровня сетевой безопасности)

· Вытеснение с рынка коммерческих оффлайн предприятий

Для государства

· Недополучение в бюджет государства налоговых выплат при ведении «серых» схем учета

Программирование (programming) - теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Решение задач на компьютере включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.

1. Постановка задачи:

• сбор информации о задаче;

• формулировка условия задачи;

• определение конечных целей решения задачи;

• определение формы выдачи результатов;

• описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

2. Анализ и исследование задачи, модели:

• анализ существующих аналогов;

• анализ технических и программных средств;

• разработка математической модели;

• разработка структур данных.

3. Разработка алгоритма:

• выбор метода проектирования алгоритма;

• выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

• выбор тестов и метода тестирования;

• проектирование алгоритма.

4. Программирование:

• выбор языка программирования;

• уточнение способов организации данных;

• запись алгоритма на выбранном языке

программирования.

5. Тестирование и отладка:

• синтаксическая отладка;

• отладка семантики и логической структуры;

• тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;

• совершенствование программы.

Основные понятия и методы теории информации. Сигналы, данные, информация. Основные структуры данных.

 

Информатика – наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации.Понятие «информация» здесь можно определить как сведения об окружающем мире, получаемые с помощью органов чувств (в технике – датчиков) и дорабатываемые путём мышления (в технике – путём обработки информации).

Виды информации:

1. По способу восприятия(оптическая, звуковая, тактильная)

2. По форме представления(текстовая, числовая, графическая,звуковая)

3. По общественному значению(массовая-политическая, обыденная, общественная, эстетическая;специальная-научная,производственная;личная)

1. Сбор, получение, восприятие.

2. Хранение

3. Обработка, преобразование.

4. Передача, воспроизведение

5. Использование.

Свойства информации:

1. Объективность(соответствие реальности)

2. Достоверность(характеристика ее неискаженности)

3. Полнота(определяется кол-вом информации,собранной об объекте или явлении)

4. Актуальность

5. Ценность

6. Ясность

сигналы, данные, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации.

Сигнал – это физический процесс, некоторая характеристика которого несёт информационный смысл. Например, световой сигнал (поток света) характеризуется яркостью, цветом, поляризационными свойствами, направлением распространения и др. Информацию может нести как одна из этих характеристик, так и одновременное сочетание нескольких характеристик.

Сигнал возникает в природе при взаимодействии материальных объектов и несёт в себе информацию об этом взаимодействии. Сигнал способен перемещаться, распространяться в некоторой материальной среде, тем самым, обеспечивая пространственный перенос информации от объекта (источника события) к субъекту (наблюдателю). Материальная среда, в которой распространяется сигнал, называется носителем сигнала.

Виды сигналов

Сигналы различаются, прежде всего, по своей физической природе. Примеры: световой сигнал, звуковой, электрический, радиосигнал...

В зависимости от порождающего их источника сигналы бывают естественные или искусственные.

Естественные сигналы возникают в силу того, что где-то в живой или неживой природе взаимодействуют материальные объекты. Это естественный процесс, никак не связанный с деятельностью человека. Примеры: свечение Солнца, пение птиц, распространение запаха цветов.

Искусственные сигналы инициируются человеком или возникают в технических системах, созданных человеком. Примеры: электрические сигналы телефонной линии; радиосигналы; сигнальная ракета или костёр; сигнал светофора; сирена пожарной машины...

Формы сигналов

По форме сигналы бывают аналоговые, дискретные и цифровые.

Аналоговый (или непрерывный) сигнал представляет собой физический процесс, информационная характеристика которого изменяется плавно. Например, плавно изменяющийся электрический сигнал

Дискретный сигнал представляет собой физический процесс, информационная характеристика которого изменяется скачкообразно и может принимать только некоторый ограниченный набор значений

Цифровой сигнал – это частный случай дискретного сигнала, когда информационная характеристика принимает только два возможных значения: либо есть сигнал, либо нет сигнала

Данные

Процесс изменения свойств некоторого материального объекта под

воздействием сигнала называется регистрацией сигнала. В результате этого

процесса происходит запись информации, содержащейся в сигнале, на

материальный носитель. Образующаяся таким образом запись называется

данные.

Данные - это запись информации на определённом материальном

носителе.

Поскольку такая запись всегда создаётся путём регистрации сигналов,

справедливо и следующее определение: данные - это зарегистрированные

сигналы.

Примеры данных:

 фотоснимок – результат регистрации светового сигнала, излучаемого или

отражённого от изучаемых объектов;

 запись на бумаге – результат регистрации мыслей человека

 записанная на магнитной ленте речь человека – результат регистрации

звукового сигнала

 данные, записанные на дискету, жёсткий диск, лазерный диск или

магнитооптический диск, на флэш-память или в оперативную память; и

другие...

Данные – это пока ещё не информация. Это просто какая-то запись.

Данные могут стать информацией, если к ним применить методы чтения и

интерпретации, которые бы позволили вскрыть содержащийся в данных смысл

и использовать его для решения той или иной задачи.

Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им

методов. Данное определение как раз подчёркивает тот факт, что иметь данные

для получения информации недостаточно. Необходимо также иметь адекватные

методы чтения и интерпретации данных. Если таковых методов нет, данные так

и останутся просто записью – из них невозможно будет получить информацию.

Например, дискета (хотя, предположим, на ней имеются весьма ценные

данные) будет бесполезна, если нет компьютера с дисководом для дискет.