Контрольная работа по "Информатике". 135
ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет»
факультет «Технология машиностроения»
Заочная форма обучения
==============================
Студент _____________________ Адрес_________________________
_____________________________
группа______________________ Шифр ____________________________
Контрольная работа №_____
по ______________________________
за ______курс
Вариант: 18
Задания: 9 и 20
9. Внутренние запоминающие устройства, их состав и назначение. Оперативное запоминающее устройство. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и их назначение. Понятие и особенности работы микросхем флэш-памяти.
20. Защита информации
от компьютерных вирусов.
1. Внутренние запоминающие устройства, их состав и назначение. Оперативное запоминающее устройство. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и их назначение. Понятие и особенности работы микросхем флэш-памяти.
- Внутренние запоминающие устройства, их состав и назначение.
Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации.
Внутренняя память, как правило, состоит из запоминающих устройств двух видов: оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).
ОЗУ предназначена для хранения переменной информации, так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то этот вид памяти называют также памятью с произвольным доступом - RAM (Random Access Memory).
ПЗУ служит для хранения неизменяемой программной информации, программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов, позволяет ее только считывать, изменить содержимое ПЗУ нельзя. Постоянная память имеет собственное название - ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что ею обеспечиваются только режимы считывания и хранения.
1.2 ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ОЗУ или RAM)
Оперативно-запоминающее устройство - это то устройство, без которого не обходиться ни один компьютер. Оно помогает работать компьютеру, оно служит своего рода передатчиком информации с носителей памяти процессору и наоборот.
Оперативная память состоит из микросхем системной логики, которые, в отличии от всех других известных нам микросхем, состоят не из транзисторов, они состоят из микроконденсаторов. Емкость каждого такого конденсатора - 1 бит.
Оперативная память непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.
Всю память с произвольным доступом (RAM) можно разделить на два типа: DRAM (динамическая RAM) и SRAM (статическая RAM).
1.2.1 ДИНАМИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ДОСТУПОМ
Динамическая память с произвольным доступом подразделяется на асинхронную и синхронную.
Асинхронная память – первые запоминающие устройства, выполняли операции чтения и записи, получив лишь запускающий сигнал независимо от каких-либо внешних синхронизирующих сигналов.
Конструктивно память DRAM состоит из «ячеек» размером в 1 или 4 бит, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных. Совокупность «ячеек» такой памяти образуют условный «прямоугольник» состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор «ячеек» условно делится на несколько областей.
Элементы памяти типа DRAM конструктивно выполняют либо в виде отдельных микросхем в корпусах типа DIP, либо в виде модулей памяти типа: SIP (Single In-Line Package), SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module), RIMM (Rambus In-line Memory Module). Микросхемы в корпусах типа DIP выпускались до использования модулей памяти. Эти микросхемы имеют два ряда контактов, расположенных вдоль длинных сторон чипа и загнутых вниз.
FPM DRAM (англ. fast page mode DRAM)
Быстрая страничная память появилась в 1995 году. Принципиально новых изменений память не претерпела, а увеличение скорости работы достигалось путём повышенной нагрузки на аппаратную часть памяти. Данный тип памяти в основном применялся для компьютеров с процессорами Intel 80486 или аналогичных процессоров других фирм. Память могла работать на частотах 25 МГц и 33 МГц с временем полного доступа 70 нс и 60 нс и с временем рабочего цикла 40 нс и 35 нс соответственно.
EDO DRAM (англ. extended data out DRAM)
C появлением процессоров Intel Pentium
II память FPM DRAM оказалась совершенно
неэффективной. Поэтому
SDRAM (англ. synchronous DRAM)
В связи с выпуском новых процессоров и постепенным увеличением частоты системной шины, стабильность работы памяти типа EDO DRAM стала заметно падать. Ей на смену пришла синхронная память. Новыми особенностями этого типа памяти являлись использование тактового генератора для синхронизации всех сигналов и использование конвейерной обработки информации. Также память надёжно работала на более высоких частотах системной шины (100 МГц и выше). Недостатками данного типа памяти являлась его высокая цена, а также его несовместимость со многими чипсетами и материнскими платами в силу своих новых конструктивных особенностей. Рабочие частоты этого типа памяти могли равняться 66 МГц, 100 МГц или 133 МГц, время полного доступа — 40 нс и 30 нс, а время рабочего цикла — 10 нс и 7.5 нс.
BEDO DRAM (англ. burst extended data output DRAM)
Пакетная память EDO RAM стала дешёвой альтернативой памяти типа SDRAM. BEDO DRAM основана на памяти EDO DRAM, её ключевой особенностью являлась технология поблочного чтения данных (блок данных читался за один такт), что сделало её работу быстрее, чем у памяти типа SDRAM. Однако невозможность работать на частоте системной шины более 66 МГц не позволила данному типу памяти стать популярным.
Video RAM
Специальный тип оперативной памяти Video RAM (VRAM) был разработан на основе памяти типа SDRAM для использования в видеоплатах. Он позволял обеспечить непрерывный поток данных в процессе обновления изображения, что было необходимо для реализации изображений высокого качества. На основе памяти типа VRAM, появилась спецификация памяти типа Windows RAM (WRAM), иногда её ошибочно связывают с операционными системами семейства Windows. Её производительность стала на 25% выше, чем у оригинальной памяти типа SDRAM, благодаря некоторым техническим изменениям.
Enhanced SDRAM (ESDRAM)
ESDRAM - это по существу SDRAM плюс немного SRAM. При малой задержке и пакетной работе достигается частота до 200 МГц.
DDR SDRAM (SDRAM II)
DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM) является
синхронной памятью,
У всех предыдущих DRAM были разделены линии адреса, данных и управления, которые накладывают ограничения на скорость работы устройств. Для преодоления этого ограничения в некоторых технологических решениях все сигналы стали выполняться на одной шине. Двумя из таких решений являются технологии SLDRAM и RDRAM.
SLDRAM
Как и SDRAM II, эта спецификация использует обе границы тактового сигнала и имеет в себе SRAM. Однако благодаря протоколу SynchLink Interface эта память способна работать на частоте до 400 МГц.
RDRAM (Rambus DRAM)
Direct Rambus DRAM - это высокоскоростная
динамическая память с
Частота работы памяти равна 400 МГц, но за счет использования обеих границ сигнала достигается частота, эквивалентная 800 МГц.
DDR2 SDRAM
Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах. Память может работать на частотах в 200 МГц, 266 МГц, 333 МГц и 400 МГц. Время полного доступа — 25 нс, 11.25 нс, 9 нс, 7.5 нс. Время рабочего цикла — 5 нс, 3.75 нс, 3 нс, 3.5 нс.
1.2.2 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ДОСТУПОМ
SRAM - статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM - Static Random Access Memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние сигнала без постоянной перезаписи, необходимой в динамической памяти (DRAM). Произвольный доступ (RAM — random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов (чаще байтов, зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом (SAM — sequental access memory).
Типичная ячейка статической памяти на КМОП-технологии состоит из двух перекрёстно включенных инверторов и ключевых транзисторов для обеспечения доступа к ячейке. Часто для увеличения плотности упаковки элементов на кристалле в качестве нагрузки применяют поликремниевые резисторы. Недостатком такого решения является рост статического энергопотребления.
CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)
CMOS – это всего лишь статистическая оперативная память небольшого объема с низким энергопотреблением. Первые CMOS-микросхемы имели объем в 64 байта, у следующего поколения объем возрос вдвое – до 128 байт. Современные модели имеют 512 байт памяти и более, которая используется для хранения настроечных параметров компьютера и дополнительных конфигураций данных ESCD(Extended System Configuration Data), используемых для работы системы PnP. Питается эта память от небольшого аккумулятора, встроенного в материнскую плату.
Кэш-память
Для достаточно быстрых компьютеров (например, на основе Intel-80386 с тактовой частотой более 25 МГц или Intel-80486) необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Для этого такие компьютеры могут оснащаться кэш-памятью, т.е. «сверхоперативной» памятью относительно небольшого объема (обычно от 64 до 256 Кбайт), в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Кэш-память располагается «между» микропроцессором и оперативной памятью, и при обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.
1.3 ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ПЗУ или ROM)
ПЗУ - быстрая, энергонезависимая память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере.
В ПЗУ находятся:
- тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
- программы для управления основными периферийными устройствами -дисководом, монитором, клавиатурой;
- информация о том, где на диске расположена операционная система.
Типы ПЗУ:
- ПЗУ с масочным программированием это память, в которую информация записана раз и навсегда в процессе изготовления полупроводниковых интегральных схем. Постоянные запоминающие устройства применяются только в тех случаях, когда речь идет о массовом производстве, т.к. изготовление масок для интегральных схем частного применения обходится весьма недешево.
- ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство).
Программирование ПЗУ – это однократно выполняемая операция, т.е. информация, когда-то записанная в ППЗУ, впоследствии изменена быть не может.
- СППЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). При работе с ним, пользователь может запрограммировать его, а затем стереть записанную информацию.
- ЭИПЗУ (электрически изменяемое постоянное запоминающее устройство). Его программирование и изменение осуществляются с помощью электрических средств. В отличии от СППЗУ для стирания информации, хранимой в ЭИПЗУ, не требуется специальных внешних устройств.
1.4 Понятие и особенности работы микросхем флэш-памяти.
Флэш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна и компактна. Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков).
Недостатком, по сравнению с жёсткими дисками, является большая цена при меньшем объёме. Так, для самых больших флеш-карт объём составляет около 64 Гб. Работа по устранению этого недостатка уже ведётся: компания Apple выпустила флеш-носители ёмкостью до 160 Гб. А в конце 2007 года компания Toshiba объявила о начале выпуска флеш-носителей объёмом до 256 Гб. Флэш-память используется в картах памяти и USB флэш-накопителях.
Флэш-память представляет собой микросхему стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (СППЗУ) с неограниченным числом циклов перезаписи. В СПЗУ флэш-памяти использован новый принцип записи и считывания, отличный от того, который использован в известных схемах СПЗУ. Кристалл схемы из флэш-памяти состоит из трех слоев. Средний слой, имеющий толщину порядка
1.5 нм, изготовлен из
ферроэлектрического материала.
2. Защита информации от компьютерных вирусов. Характеристика вирусов и антивирусов. Антивирусные мероприятия.
2.1 Компьютерные вирусы
Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам (т.е. "заражать" их), а также выполнять различные нежелательные действия на компьютере. Программа, внутри которой находится вирус, называется "зараженной". Когда такая программа начинает работу, то сначала управление получает вирус.
Вирус находит и "заражает" другие программы, а также выполняет какие-нибудь вредные действия (например, портит файлы или таблицу размещения файлов на диске, "засоряет" оперативную память и т.д.).
2.2 Классификация вирусов
Рис. 2 Классификация компьютерных вирусов
В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на:
А)Cетевые: Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. К сетевым относятся вирусы, которые для своего распространения активно используют протоколы и возможности локальных и глобальных сетей.
Б) Файловые: Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. в файлы, имеющие расширения COM и EXE. Они могут внедряться и в другие типы файлов, но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к размножению.
В) Загрузочные: Распространение и активизация этих вирусов происходит в момент загрузки операционной системы, еще до того, как пользователь успел запустить какую-либо антивирусную программу.
Г) Документные (макровирусы): Заражают текстовые файлы редакторов или электронных таблиц, используя макросы, которые сопровождают такие документы. Вирус активизируется, когда документ загружается в соответствующее приложение.
По способу заражения среды обитания:
A)Резидентные: Под термином "резидентность" понимается способность вирусов оставлять свои копии в системной памяти, перехватывать некоторые события (например, обращения к файлам или дискам) и вызывать при этом процедуры заражения обнаруженных объектов (файлов и секторов). Таким образом, резидентные вирусы активны не только в момент работы зараженной программы, но и после того, как программа закончила свою работу.
Б) Нерезидентные: Нерезидентные вирусы, напротив, активны довольно непродолжительное время — только в момент запуска зараженной программы. Для своего распространения они ищут на диске незараженные файлы и записываются в них. После того, как код вируса передает управление программе-носителю, влияние вируса на работу операционной системы сводится к нулю вплоть до очередного запуска какой-либо зараженной программы. Поэтому файлы, зараженные нерезидентными вирусами значительно проще удалить с диска и при этом не позволить вирусу заразить их повторно.
По алгоритмам функционирования:
А) Паразитирующие - вирусы, изменяющие содержимое зараженных файлов и секторов диска. Могут быть достаточно легко обнаружены и уничтожены.
Б) Троянские кони - это программа, содержащая в себе некоторую разрушающую функцию, которая активизируется при наступлении некоторого условия срабатывания. Обычно такие программы маскируются под какие-нибудь полезные утилиты. Вирусы могут нести в себе троянских коней или "троянизировать" другие программы – вносить в них разрушающие функции.
В) Вирусы-невидимки способны прятаться при попытке их обнаружения. Они перехватывают запрос антивирусной программы и либо временно удаляются из зараженного файла, либо подставляют вместо себя незараженные участки программы.
Г) Мутирующие вирусы периодически изменяют свой программный код, что делает задачу обнаружения вируса очень сложной.
2.3 Методы и средства защиты от компьютерных вирусов
Основным средством борьбы с вирусами были и остаются антивирусные программы. Можно использовать антивирусные программы (антивирусы), не имея представления о том, как они устроены. Однако без понимания принципов устройства антивирусов, знания типов вирусов, а также способов их распространения, нельзя организовать надежную защиту компьютера. Как результат, компьютер может быть заражен, даже если на нем установлены антивирусы.
Сегодня используется несколько основополагающих методик обнаружения и защиты от вирусов:
· сканирование;
· эвристический анализ;
· использование антивирусных мониторов;
· обнаружение изменений;
· использование антивирусов, встроенных в BIOS компьютера.
Сканирование:
Самая простая методика поиска вирусов заключается в том, что антивирусная программа последовательно просматривает проверяемые файлы в поиске сигнатур известных вирусов. Под сигнатурой понимается уникальная последовательность байт, принадлежащая вирусу, и не встречающаяся в других программах.
Антивирусные программы-
Для шифрующихся и полиморфных вирусов, способных полностью изменять свой код при заражении новой программы или загрузочного сектора, невозможно выделить сигнатуру. Поэтому простые антивирусные программы-сканеры не могут обнаружить полиморфные вирусы.
Эвристический анализ:
Эвристический анализ позволяет обнаруживать ранее неизвестные вирусы, причем для этого не надо предварительно собирать данные о файловой системе
Антивирусные программы, реализующие метод эвристического анализа, проверяют программы и загрузочные секторы дисков и дискет, пытаясь обнаружить в них код, характерный для вирусов. Эвристический анализатор может обнаружить, например, что проверяемая программа устанавливает резидентный модуль в памяти или записывает данные в исполнимый файл программы.
Практически все современные антивирусные
программы реализуют
Антивирусные мониторы:
Существует еще целый класс антивирусных программ, которые постоянно находятся в памяти компьютера, и отслеживают все подозрительные действия, выполняемые другими программами. Такие программы носят название антивирусных мониторов или сторожей.
Монитор автоматически проверяет все запускаемые программы, создаваемые, открываемые и сохраняемые документы, файлы программ и документов, полученные через Интернет или скопированные на жесткий диск с дискеты и компакт диска. Антивирусный монитор сообщит пользователю, если какая-либо программа попытается выполнить потенциально опасное действие.
В комплект одного из наиболее совершенных сканеров Doctor Web, разработанных Игорем Даниловым входит сторож Spider Guard, выполняющий функции антивирусного монитора.
Обнаружение изменений:
Когда вирус заражает компьютер, он изменяет содержимое жесткого диска, например, дописывает свой код в файл программы или документа, добавляет вызов программы-вируса в файл AUTOEXEC.BAT, изменяет загрузочный сектор, создает файл-спутник. Таких изменений, однако, не делают «бестелесные» вирусы, обитающие не на диске, а в памяти процессов ОС.
Антивирусные программы, называемые ревизорами диска, не выполняют поиск вирусов по сигнатурам. Они запоминают предварительно характеристики всех областей диска, которые подвергаются нападению вируса, а затем периодически проверяют их (отсюда происходит название программы-ревизоры). Ревизор может найти изменения, сделанные известным или неизвестным вирусом.
В качестве примеров ревизоров диска можно привести программу Advanced Diskinfoscope (ADinf), разработанную в ЗАО «ДиалогНаука» и ревизор AVP Inspector производства ЗАО «Лаборатория Касперского»
Вместе с ADinf применяется лечащий модуль ADinf Cure Module (ADinfExt), который использует собранную ранее информацию о файлах для восстановления их после поражения неизвестными вирусами. Ревизор AVP Inspector также имеет в своем составе лечащий модуль, способный удалять вирусы.
Защита, встроенная в BIOS компьютера:
В системные платы компьютеров тоже встраивают простейшие средства защиты от вирусов. Эти средства позволяют контролировать все обращения к главной загрузочной записи жестких дисков, а также к загрузочным секторам дисков и дискет. Если какая-либо программа попытается изменить содержимое загрузочных секторов, срабатывает защита и пользователь получает соответствующее предупреждение.
Однако эта защита не очень надежна. Существуют вирусы (например, Tchechen.1912 и 1914), которые пытаются отключить антивирусный контроль BIOS, изменяя некоторые ячейки в энергонезависимой памяти (CMOS-памяти) компьютера.
Использованная литература
- Соболь Б.В., Галин А.В. и др. Информатика. Ростов н/Д, Феникс, 2010.
2. Информатика, под ред. А.Г. Гейна, А.И. Сенокосова М.: Дрофа, 2000
3. Информатика и информационные технологии, Угринович Н.Д., М.: БИНОМ, 2003
4. www.frolov-lib.ru
5. http://www.citforum.ru
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
- Контрольная работа по "Информатике"
