Проблемы информационной безопасности. Понятие алгоритма. Формы его представления. Понятие «архитектура ЭВМ». Принципы архитектуры со

Алгоритм содержит ошибки, если приводит к получению неправильных результатов, либо не дает результатов вовсе. Алгоритм не содержит ошибок, если он дает правильные результаты для любых допустимых исходных данных.

Линейным называется алгоритм, в котором выполняются все этапы решения задачи строго последовательно. Блок схема алгоритма выглядит, как последовательность действий, т.е. не содержит ветвлений и циклов:

 

Ветвление в алгоритмах – иногда действия зависят от того или иного условия. Например:

• если воскресенье, то не идём на занятия;
• если дождь, то берём зонт, если нет, зонт не берём;
• если число отрицательное, то нельзя из него извлечь действительный квадратный корень;
• если знаменатель дроби равен нулю, то дробь вычислить нельзя, иначе - можно.

Выбор того или иного действия означает выбор той или иной 'ветки'. Ветвление - это алгоритмическая конструкция, в которой в зависимости от условия выполняется та или иная последовательность действий. Если ветвление определяет действия для верного и неверного условия (содержит две ветки), то это полная форма ветвления. Если ветвление описывает действия только для верного условия, то это неполная форма.

Полную форму ветвления используют в предложениях типа: если <условие> то… иначе. Неполную форму ветвления можно распознать в предложениях типа: если <условие> то... Например:

 

Купить билеты в кино на 12 часов:

 

 

«Архитектура ЭВМ1»

Компьютер (англ. computer2) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Существует два основных класса компьютеров:

• цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;
• аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово «компьютер» употреблять в значении «цифровой компьютер». Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) – заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд. Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат. Например, у команды «сложить два числа» операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды «стоп» операндов нет, а результатом является прекращение работы программы. Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера. Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы – сотни миллионов операций в секунду.

Персональные компьютеры, более чем какой-либо другой вид ЭВМ, способствуют переходу к новым компьютерным информационным технологиям, которым свойственны:

• дружественный информационный, программный и технический интерфейс с пользователем;
• выполнение информационных процессов в режиме диалога с пользователем;
• сквозная информационная поддержка всех процессов на основе интегрированных баз данных;
• так называемая «безбумажная технология».

 

Компьютер – это многофункциональное электронное устройство для накопления, обработки и передачи информации. Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945г. Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).
2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).
3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек).

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (архитектуру фон Неймана). Архитектура ПК3 определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера:

• центрального процессора;
• основной памяти;
• внешней памяти;
• периферийных устройств.

Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard4). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (DaughterBoard5) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами6 расширения.

Основные блоки ПК и их значение

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные. Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов. Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения. Достоинствами ПК являются:

• малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;
• автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;
• гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;
• «дружественность» операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;
• высокая надежность работы.

Структура персонального компьютера

Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК.

Микропроцессор – это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:

• устройство управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;
• арифметико-логическое устройство – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ7 подключается дополнительный математический сопроцессор);
• микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного характера, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, ибо основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессор. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП8, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);
• интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП9, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. ПВВ10 – аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

 

Заключение:

 

Таким образом:

• Из предложенных в данной работе определений понятий защита информации, безопасность информации, информационная безопасность видно, что существует прямая связь и зависимость между понятиями защита информации - безопасность информации, безопасность информации - информационная безопасность и опосредованная - между понятиями защита информации - информационная безопасность
• Что такое программирование? В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование - реализация одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования.

В более широком смысле, программирование - процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

• Алгоритм – это четкая последовательность действий или точный набор инструкций, описывающих последовательность действий исполнителя для достижения результата решения  задачи за короткое время.
• Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные. Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

 

 

Список литературы

 

1. Гейн, А.Г., Информатика [Текст]: учебник / А.Г. Гейн,  А. И. Сенокосов. — М.: Дрофа, 2003.

 

2. Кузнецов, А. А. Основы информатики [Текст]: учебник для вузов / А.А. Кузнецов. — М.: Дрофа, 2004.

 

3. Кушниренко, А.Г. Информатика [Текст]: учебник / А.Г. Кушниренко. — М.: Дрофа, 2001.

 

4. Лебедев, Г. В. 12 лекций по преподаванию курса информатики [Текст] / Г.В. Лебедев, А.Г. Кушниренко . — М.: Дрофа, 2000.

 

5. Рудометов, Е. Архитектура ПК, комплектующие, мультимедиа [Текст] /  Е. Рудометов, В. Рудометов. — СПб, 2000.

 

 

 

 

1 ЭВМ – электронно-вычислительная машина.

2 англ. computer - вычислитель

3 ПК – персональный компьютер.

4 MotherBoard – материнская плата.

5 DaughterBoard – дочерняя плата.

6 англ. slot – щель, паз.

7 АЛУ – арифметико–логическое устройство.

8 ОП – основная память

9 МП – Микропроцессор

10 ПВВ – порт ввода-вывода