Локальные и глобальные компьютерные сети. Их сходство и различие

Содержание 

1. Введение

2. Принципы  Неймана. Простейшая схема ЭВМ.

3. Локальные и глобальные компьютерные сети. Их сходство и различие.

4. Заключение.

1.Введение.

      Вся жизнь человека так или иначе  связана с обработкой и накоплением  информации, которую он получает из окружающего мира. Как научная категория «информация» составляет предмет изучения для самых разных дисциплин: информатики, кибернетики, философии, физики, биологии, теории связи и т.д.

      Имеется множество определений понятия  информации, от наиболее общего философского (информация есть отражение реального мира) до наиболее частного прикладного (информация есть сведения, являющиеся объектом переработки).

      Особенность информации заключается в том, что  проявляется она только при взаимодействии объектов, причём информацией может совершаться между объектами, которые представляют собой организованную структуру (систему).

Информация  имеет определённые функции и  этапы обращения в обществе. Основными  из них являются:

• познавательная, цель которой — получение новой информации. Пути её реализации: синтез (производство), представление, хранение, восприятие;
• коммуникативная — функция общения людей, реализуемая через этапы обращения информации: передача, распределение;
• управленческая, цель которой — формирование целесообразного поведения управляемой системы, получающей информацию. Эта функция информации неразрывно связана с двумя первыми и реализуется через все основные этапы обращения, включая обработку.

      Без информации не может существовать  жизнь в любой форме и не могут функционировать созданные человеком любые информационные                     системы. Получение информации из окружающего мира, её анализ и генерирование составляют одну из основных функций человека, отличающую его от остального живого мира.

      Неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к необходимости классифицировать её по темам, организовать хранение, доступ к  ней, понять закономерности движения информации в различных изданиях и т.д. Исследования, позволяющие решить возникшие проблемы стали называть информатикой. 

      Многие  годы информатика являлась базой  библиотечного дела и занималась узкоконкретной областью изучения структуры  и общих свойств научной информации, передаваемой посредством литературы. Положение существенно изменилось с появлением электронно-вычислительных машин (ЭВМ), первые из которых создавались для проведения расчётов в атомной физике, в летательной и ракетной технике. ЭВМ стали обрабатывать числовую, текстовую, графическую и другую информацию.

      Развитие  электронно-вычислительной техники, средств и методов общения с ней, создание автоматизированных поисковых систем, методов распознания образов привели к тому, что ЭВМ стали эффективным инструментом и для «описательных» наук, которые  раньше считались недоступными для методов математического моделирования.

      Фундаментом для решения общенаучных задач  стала новая наука — информатика. В переводе с французкого infjrmatique — infjrmation (информация) и automatique (автоматика) означает «информационная автоматика или автоматизированная переработка информации».

      Информатика — очень широкая сфера научных  знаний, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин, изучающих объективные законы природы  и общества. 

2.Принципы  Неймана. Простейшая  схема ЭВМ. 

      В последние годы благодаря развитию интегральной технологии существенно улучшились их характеристики, значительно снизилась их стоимость. Однако, несмотря на успехи, достигнутые в области технологи, существенных изменений в базовой структуре и принципах работы вычислительных машин не произошло. Так, в основу построения подавляющего большинства современных компьютеров положены общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, сформулированные ещё в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

      Согласно  фон Нейману, для того, чтобы ЭВМ  была универсальным и эффективным  устройством обработки информации, она должна строиться в соответствии со следующими принципами:

      1.Информация  кодируется в двоичной  форме и  разделяется  на единицы (элементы) информации, называемые словами.

      Использование в ЭВМ двоичных кодов продиктовано в первую очередь спецификой электронных  схем, применяемых для передачи, хранения и преобразования информации. Совокупность нолей и единиц (битов  информации), используемые для представления отдельных чисел, команд и т.п., рассматриваются как отдельные информационные объекты и называются словами

      2.Разнотипные  слова информации  хранятся в одной  и той же памяти  и различаются  по способу использования,  но не по способу  кодирования.

      Все слова, представляющие числа, команды и прочие объекты выглядят в ЭВМ совершенно одинаково, и сами по  себе неразличимы. Только порядок использования слов в программе вносит различия в слова.

      3.Слова  информации размещаются  в ячейках памяти  машины и идентифицируются номерами ячеек, называемыми адресами слов.

      Структурно  основная память состоит из пронумерованных  ячеек. Ячейка памяти выделяется для  хранения значения величины, в частности  константы или команды. Чтобы  записать слово в память, необходимо указать адрес ячейки, отведённой для хранения соответствующей величины. Чтобы выбрать слово из памяти, следует указать адрес ячейки памяти. Таким образом адрес ячейки, в которой хранится величина или команда становится машинным идентификатором (именем) величины или команды.

      4.Алгоритм  представляется в  формате последовательности  управляющих слов, называемых командами,  которые определяют  наименование операции  и слова информации, участвующие в  операции. Алгоритм, представленный в  терминах машинных  команд, называется программой.

      Алгоритм  — конечный набор правил или команд, позволяющий исполнителю решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач.  

      В общем случае алгоритм в ЭВМ представляется в виде упорядоченной последовательности команд следующего вида:

      bb...b  bb...b  bb...b...  bb...b

                 коп       А1         А2             Аk

      где  b — двоичная переменная, принимающая  значение 0 или 1.

Определённое  число первых разрядов команды характеризует  код операции (КОП), А1, А2 ... Аk — адреса операндов (аргументов и результатов), участвующих в операции заданной кодом КОП.

      Представим  структуру команды в общем  виде. 

                                   1...m     1...n      1...n                     1...n

      Составные части команды называют полями. Так КОП,А1,А2,...Аk- поля команды. Сверху указаны номера разрядов полей: КОП состоит из m двоичных разрядов, каждое поле  А1,А2,...Аk содержит n двоичных разрядов. То есть эта команда позволяет инициировать одну из 2 в m-степени операций, и каждый адрес может принимать до 2 в n -степени различных значений.

      5.Выполнение  вычислений, предписанных  алгоритмом, сводится  к последовательному  выполнению команд  в порядке, однозначно  определяемом  программой.

      Первой  выполняется команда, заданная пусковым адресом программы. Адрес следующей команды  определяется в процессе выполнения текущей команды и может быть либо адресом следующей по порядку команды, либо адресом любой другой команды. Процесс вычисления продолжается до тех пор, пока не будет выполнена команда, предписывающая прекращение вычислений.               

      Перечисленные принципы функционирования ЭВМ предполагают, что компьютер должен иметь следующие  устройства:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;
• устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программы;
• запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения программ и данных;
• внешние устройства для ввода и вывода информации.

      ЭВМ, построенные в соответствии с принципами фон Неймана, называют фон-неймановскими.

      Несмотря  на разнообразие современных компьютеров, обобщённая структурная схема подавляющего большинства из них может быть представлена следующей схемой: 

-------------------------------

Центральный

процессор    
 

 где                               - управляющие сигналы; 

                                                       - потоки информации

      Структура ЭВМ — совокупность элементов компьютера и связей между ними. 

      Процессор (центральный процессор, ЦП) -программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации, управление им и координацию работы всех устройств компьютера.

      Процессорная  память (ПП) — устройство для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях ЦП, состоящее из специализированных ячеек памяти, называемых регистрами.

      Устройство  ввода обеспечивает считывание информации с определённых носителей информации (клавиатур, магнитных лент, дисков и т.п).

      Устройство  вывода представляет собой результаты обработки информации в форме, удобной для визуального восприятия (экран дисплея, индикаторы, печатающие устройства, графопостроители и т.п.).

      Память  ЭВМ обеспечивает хранение команд и данных. Это устройство состоит из блоков одинакового размера - ячеек памяти, предназначенных для хранения одного слова информации. 
 

3.Защита  информации на  ПК. Классификация  вредоносных программ. 

      Проблема  противодействия компьютерным вирусам или борьбы с ними, достаточно актуальна  и ей необходимо уделять самое пристальное внимание. Когда ситуация не контролируется, компьютерные вирусы в состоянии доставить пользователю немало неприятностей, самая серьёзная из которых — разрушение данных на дисках. Вот почему противодействие компьютерным вирусам имеет непосредственное отношение к защите информации на ПК.

  Компьютерным вирусом называется программа, способная, размножаясь, внедряться в другие программы. Основной целью такой программы является нанесение различного вреда пользователям и компьютерам, начиная от выдачи простых и достаточно безобидных звуков и визуальных эффектов до полного уничтожения информации, хранящейся в компьютере и вывода из строя его аппаратных средств.    

      Возможными  и единственными  каналами проникновения  вирусов в компьютер являются накопители на сменных носителях  информации и средства межкомпьютерной  коммуникации. Вот почему так важна  проблема защиты от проникновения вирусов  в ПК — решение этой проблемы позволит предотвратить болезнь прежде, чем возникнет необходимость борьбы с нею. Исторически появление компьютерных вирусов связано с идеей создания самовоспроизводящихся механизмов. Ещё в 1951 г. Джон фон Нейман предложил метод создания таких механизмов, который получил развитие в работах других исследователей.

      Одним из первых известных вирусов считается  программа The Creeper (крадущийся), которая  путешествовала по компьютерной сети в 1970 году. Первые официально зарегистрированные случаи массового заражения вирусом, когда был нанесён существенный ущерб, относятся к 1987 году. В течение нескольких дней были уничтожены данные многих пользователей, а также все файлы университетской библиотеки в городе Лехай (США).

      С тех пор появились десятки  тысяч различных вирусов, а по некоторым подсчётам их количество приближается к ста тысячам. Распространяясь по глобальным и локальным сетям, а также на гибких и оптических дисках, они доставляют  массу неудобств пользователям, которые должны предпринимать специальные меры защиты своих компьютеров от проникновения в них вирусов. Ни один пользователь не может обойтись без знаний основных свойств вирусов и способов борьбы с ними.

      Основными свойствами вирусов  являются: их относительно маленькие размеры; способность к саморазмножению (самовоспроизведению); выполнение разрушительных или вредных для пользователей и компьютеров действий.

      Небольшие размеры помогают вирусам прятаться  среди массы полезных программ и  документов и облегчают их передачу по сети и на дисках, то есть обеспечивают условия для их размножения. Само размножение происходит следующим образом: программа-вирус, попав каким-либо путём в оперативную память компьютера, перехватывает процессор и инициирует собственное выполнение. Во время этого выполнения вирус ищет на дисковых устройствах программы или документы, в которых он может «спрятаться» и, при первой же возможности переписывает их, копируя сам себя в эти программы. Такие программы и документы называются инфицированными или заражёнными. Во время их открытия вирус вновь активизируется и заражает другие программы и документы, при этом разрушая их. Некоторые вирусы в первый период своей деятельности только размножаются, внешне не проявляя себя ничем. В такой скрытый период обнаружить вирус очень сложно.  Признаки заражения вирусом:

• появляются звуковые или визуальные эффекты;
• исчезают файлы, программы перестают правильно работать;
• работа компьютера существенно замедляется;
• операционная система зависает или начинает сама перезагружаться;
• разрушается файловая система на винчестере, он вдруг оказывается переформатированным или вышедшим из строя.

Классификация вирусов.

      В настоящее время можно выделить следующие основные группы вирусов:

• Файловые вирусы, поражающие исполняемые файлы (содержащие различные программы, а так же файлы операционной системы).
• Загрузочные вирусы, поражающие загрузочные секторы дисков. Как известно, загрузочный сектор диска содержит специальную программу, которая осуществляет загрузку операционной системы. Поражение программы вирусом делает невозможной нормальную загрузку системы и блокирует работу компьютера.
• Комбинированные вирусы, сочетающие в себе свойства файловых и загрузочных вирусов.
• Макровирусы, поражающие документы,созданные в приложениях пакета MS Offise, в основном в документах текстового редактора  MS World или обработчика электронных таблиц MS Excel.
• «Троянские» программы (троянцы, трояны), которые осуществляют  сбор различной, в основном секретной информации о пользователях, такой как, например, пароли.
• Полиморфные вирусы (вирусы-мутанты), содержащие в себе  алгоритмы кодировки- расшифровки, благодаря которым два экземпляра одного и того же вируса, заразившие два разных файла, не имеют не одной повторяющейся цепочки байт, что существенно затрудняет опознание таких вирусов специальными антивирусными программами.
• Стелс-вирусы (невидимки), в которых реализованы алгоритмы, скрывающие присутствие вируса на заражённой машине. Их нельзя обнаружить просто просматривая файлы на диске с помощью файлового менеджера. Один из приёмов маскировки состоит в том, что в момент открытия заражённого файла для просмотра, вирус сам себя удаляет из тела файла, а момент закрытия возвращает назад.

      Заражение компьютера происходит:

• при выполнении программы, заражённой вирусом;
• при работе с заражёнными макровирусами документами, созданными в приложении пакета  MS Offise;
• при просмотре гипертекстовых документов в Интернете, содержащих макровирусы;
• при просмотре вложений, пришедших с сообщениями электронной почты, которые содержат инфицированные программы или документы;
• при загрузке операционной системы с заражённого системного диска;
• при установке на компьютер уже заражённой операционной системы.

      Иногда  файлы программ с целью маскировки содержащихся в них вирусов снабжаются как бы двойным расширением типа .jpeq         .vbs. На самом деле любой файл может иметь только одно расширение. Отделённое от фактического расширения  .vbs. большим количеством пробелов и не внушающее опасений «как бы» расширение .jpeq на самом деле является частью имени. Так прятался знаменитый в 2000 году вирус I Love You. 
 

Заключение.

      Бурное  развитие Информатики во второй половине ХХ века, особенно появление персональных компьютеров и глобальной сети Интернет, за очень короткий период существенно  изменили как человеческое общество в целом, так и жизнь каждого человека. Компьютер упрощает математические вычисления, подготовку текстов, издание книг и журналов, разработку чертежей различных изделий. Это помощник врача, юриста, филолога, историка и даже домашней хозяйки. Это умелый ассистент композитора, художника, архитектора. И наконец, это средство текстовой, звуковой и видеосвязи между отдельными людьми и организациями, это способ обмена информацией между группами связанных общими интересами людей, которые разделены тысячами километров, границами, морями и континентами, это практически мгновенный доступ к общемировым источникам информации, как для специалиста, так и для любого заинтересованного человека.

      ЛЮБОЙ СОВРЕМЕННЫЙ ЧЕЛОВЕК ОБЯЗАН ИМЕТЬ  ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ НАВЫКИ РАБОТЫ С КОМПЬЮТЕРОМ: уметь включить компьютер, запустить программу, скопировать документ, отформатировать гибкий диск и т.д., работая в среде Windows  или с оболочкой типа Norton Commander. Любой специалист  должен уметь набирать, редактировать и печатать текст документа в одном из текстовых редакторов. Он должен освоить работу с пакетами программ, используемых в той или иной области деятельности, уверенно пользоваться основными информационными услугами, предоставляемыми глобальными сетями, такими, как Интернет. 
 
 

Список  литературы.

 Информатика:  базовый курс: Учебник для студентов  вузов, бакалавров, магистров, обучающихся  по направлениям «Информатика  и вычислительная техника»/О.А.Акулов , Н.В.Медведев.- М.: Омега-Л, 2004.