Билет №4. Действия в отношении информации.

В юридической практике устоялись следующие определения:

а) уничтожение информации – это приведение информации или её части в непригодное для использования состояние независимо от возможности её восстановления. Уничтожением информации не является переименование файла, где она содержится, а также само по себе автоматическое «вытеснение» старых версий файлов последними по времени;

б) блокирование информации – результат воздействия на компьютерную информацию или технику, последствием которого является невозможность в течение некоторого времени или постоянно осуществлять требуемые операции над информацией полностью или в требуемом режиме, то есть совершение действий, приводящих к ограничению или закрытию доступа к компьютерному оборудованию и находящимся на нём ресурсам, целенаправленное затруднение доступа законных пользователей к компьютерной информации, не связанное с её уничтожением;

в) модификация информации – внесение изменений в компьютерную информацию (или ее параметры). Законом установлены случаи легальной модификации программ (баз данных) лицами, правомерно владеющими этой информацией, а именно: модификация в виде исправления явных ошибок; модификация в виде внесения изменений в программы, базы данных для их функционирования на технических средствах пользователя; модификация в виде частной декомпиляции программы для достижения способности к взаимодействию с другими программами;»

г) копирование информации – создание копии имеющейся информации на другом носителе, то есть перенос информации на обособленный носитель при сохранении неизменной первоначальной информации, воспроизведение информации в любой материальной форме – от руки, фотографированием текста с экрана дисплея, а также считывания информации путем любого перехвата информации и т.п;

Билет №5. Понятия «Информатика», «иткт».

Информатика - наука о методах, процессах и средствах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и интерпретации информации, обеспечивающих возможность её применения в практической деятельности.

Информатика - это область научно-технической деятельности, направленная на исследование, создание и применение информационно-телекоммуникационных технологий в любых сферах деятельности.

Информационно-телекоммуникационные технологии - это область техники, которая охватывает такие сферы как:

1. Вычислительная техника (компьютеры);

2. Технологии разработки и комплексы программ;

3. Стандарты и принципы передачи информации;

4. Приёмники, передатчики и линии связи;

5. Структуры и алгоритмы обработки данных.

Билет №6. Информационные революции.

Начало обработки и хранения информации – становление человека-разумного, формирование речевого аппарата. Около 30 тыс. лет назад.

Первая информационная революция – появление письменности. Около 5 тыс. лет назад (Северная Африка и Месопотамия).

К чему это привело:

1. Расцвет ранних цивилизаций (Египетской, Шумерской, Индийской);

2. Начало формирования культурного наследия (появление древних библиотек, 4500 лет назад);

3. Создан теоретический фундамент технического развития (освоение бронзовых изделий, строительство гребных морских судов).

Вторая информационная революция – появление технологии производства печатных книг. Около 650 лет назад (Западная Европа).

К чему это привело:

1. Реформации и снижению влияния церкви (последовало развитие светского общество, культурный ренессанс и появление науки);

2. Росту влияния городов (торговое и ремесленное сословие начало доминировать, сложились предпосылки промышленной революции).

Третья информационная революция – появление технологий электросвязи. Около 120 лет назад (Великобритания, затем США).

К чему это привело:

1. Глобализация (точкой сближения стал образ жизни, появилась общемировая повестка);

2. Мировая сеть (сформировалась проводная и вещательная инфраструктура);

3. Технологические гиганты (появились компании-инициаторы инноваций).

Четвертая информационная революция – становление цифровых технологий. Около 50 лет назад (США).

К чему это привело:

1. Цифрофизация (начало внедрения вычислительной техники и сетей во все сферы);

2. Социальные медиа (вовлечение пользователей в производство контента);

3. IT-гиганты (появление глобальных компаний разработчиков ПО и Интернет решений).

Пятая революция – становление «информационного общества»:

1. Электронная коммерция – в 1996 г. Amazon начала продавать через Интернет не только товары, но и цифровой контент;

2. Web 2.0 – в 1999 г. предложена концепция Интернета как единой социальной среды в информационном пространстве, где каждый человек – пользователь;

3. Беспроводные сети – в 2001 г. на рынке появилось оборудование для построения локальных WiFi сетей;

4. Интернет-поисковики – в 2004 г. компания Google вывела поисковую машину на мировой рынок, побив рекорды по стоимости размещаемых акций;

5. Смартфоны – в 2007 г. компания Apple выпустила на рынок iPhone, изменив представление о том каким должен быть телефон и для чего он нужен;

6. Мобильные сети – в 2009 г. началось коммерческое внедрение мобильных 4G сетей с широкополосным доступом в Интернет;

7. Машинное обучение – в 2012 г. создана нейронная сеть, способная распознавать котов в видео на YouTube, бум технологий развития машинного обучения;

8. Интернет вещей – в 2015 г. декларирована концепция Internet of Everything, которая предполагает постоянный доступ к Интернету всех устройств и людей.

Термин «революция» подчёркивает:

1. Кардинальность изменений (затронуло быт обывателей, навсегда изменило направление развития общества);

2. Стремительность изменений (изменения происходили стремительно в масштабе исторического процесса, но при этом менялось несколько поколений людей);

3. Необратимость изменений (никакие дальнейшие события и решения не могли вернуть общество назад на предыдущий этап работы с информацией).

Билет №7. Понятие «Компьютер», функции ПК.

Компьютер – машина (или устройство), способная выполнять последовательные арифметические или логические операции над данными. Последовательность операций называется программой. Способы “доставки” до компьютера программ и данных определяются его назначением.

Функции компьютера:

1. Получение данных – компьютер способен получать данные и инструкции (программы) из каких-либо источников (в том числе непосредственно от пользователя);

2. Обработка данных – компьютер способен производить логические или арифметические операции над данными;

3. Вывод данных - компьютер способен выводить данные, в т.ч. результаты обработки;

4. Хранение данных – компьютер способен хранить данные (в т.ч. промежуточные) для последующего использования.

ПК – настольная цифровая электронная вычислительная машина, предназначенная для индивидуального использования, имеющие универсальные функциональные возможности и эксплуатационные характеристики бытового прибора.

Некоторые функции ПК:

1. Работа с электронными документами;

2. Доступ к компьютерным сетям (в т.ч. Интернет);

3. Мультимедиа (видео, звук, видеоигры);

4. Управление периферийными устройствами;

5. Хранение и организация доступа к файлам и данным;

6. Работа с профессиональными программами и оборудованием (вычисления, проектирование, видеомонтаж).

Билет №8. Архитектура ЭВМ, уровни архитектуры.

С развитием вычислительной техники и программных средств любая ЭВМ стала рассматриваться как вычислительная система, представляющая собой совокупность двух концептуально объединенных частей: аппаратного и программного обеспечения. Появилось понятие "архитектура ЭВМ", связанное с функциональными возможностями вычислительной системы.

Архитектура ЭВМ – это модель, устанавливающая принципы организации вычислительной системы, ее состав, порядок и взаимодействие основных частей.

Любая ЭВМ, в том числе и ПК, для выполнения своих функций должна иметь минимальный набор функциональных блоков:

1. Блок для выполнения арифметических и логических операций;

2. Блок для хранения информации (память) или запоминающее устройство;

3. Устройства для ввода исходных данных и для вывода результатов.

Так как все эти устройства должны синхронно выполнять нужные действия, ими надо управлять. Поэтому в структуре любой ЭВМ необходимо иметь также устройство управления.

Классическая структура ЭВМ: Жирные стрелки – передача информации; тонкие стрелки – передача управляющих сигналов; АЛУ – блок для выполнения арифметических и логических операций; ЗУ – запоминающее устройство; УУ – устройство управления; Увв – устройство ввода информации; Увыв – устройство вывода информации.

Структура ЭВМ определяет совокупность функциональных элементов ЭВМ и способ установления связей между ними. В современных ЭВМ устройство для выполнения арифметических и логических операций и устройство управления объединены в центральный процессор. Взамен ограниченного набора устройств ввода-вывода, имеющихся в ЭВМ первых поколений, в современных машинах имеется большой арсенал устройств (разнообразные накопители на магнитных, оптических и магнитооптических дисках, сканеры, клавиатура, мышь, джойстик, принтеры, плоттеры, графопостроители).

Выделяют несколько уровней организации архитектуры:

1. Цифровой логический уровень, это аппаратное обеспечение машины. Уровень состоящий из логических вентилей.

   1. Аппаратное обеспечение, аппаратные средства, компьютерные комплектующие, «железо» — электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает).

      1. Аппаратный интерфейс (порт) — специализированный разъём в компьютере, предназначенный для подключения оборудования определённого типа.

      2. Протокол — набор определённых правил или соглашений интерфейса логического уровня, который определяет порядок обмена данными.

2. Микроархитектурный уровень – уровень исполнения электронными схемами машинно-зависимых микропрограмм.

   1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — блок процессора, который под управлением устройства управления служит для выполнения арифметических и логических преобразований над данными, называемыми в этом случае операндами.

   2. Управляющий автомат, устройство управления (УУ) — блок, устройство, компонент аппаратного обеспечения компьютера. Представляет собой конечный дискретный автомат. Структурно устройство управления состоит из: дешифратора команд (операций), регистра команд, узла формирования (вычисления) текущего исполнительного адреса, счётчика команд.

3. Уровень архитектуры системы команд, уровень транслятора.

   1. Архитектура набора команд — часть архитектуры компьютера, определяющая программируемую часть ядра микропроцессора. На этом уровне определяются реализованные в микропроцессоре конкретного типа:

      1. Архитектура памяти;

      2. Взаимодействие с внешними устройствами ввода/вывода;

      3. Режимы адресации;

      4. Регистры;

      5. Машинные команды;

      6. Различные типы внутренних данных (например, с плавающей запятой, целочисленные типы и т. д.);

      7. Обработчики прерываний и исключительных состояний.

Билет №9. Основные функциональные блоки ЭВМ.

1) Аппаратное обеспечение (hardware) – совокупность технических средств, используемых в процессе функционирования ЭВМ и взаимодействующих друг с другом. Структурно аппаратное обеспечение современной ЭВМ, в том числе ПК, состоит из двух основных частей: центральной и периферийной. К центральной части обычно относят центральный процессор и основную память, поскольку именно на их основе реализуется принцип программного управления.

2) Центральный процессор обеспечивает выполнение процедур обработки данных и программное управление этим процессом. Он включает арифметико-логическое устройство, устройство управления, собственные запоминающие устройства (регистры, кэш-память).

3) Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – часть процессора, обеспечивающая выполнение процедур преобразования данных.

4) Устройство управления (УУ) – часть процессора, обеспечивающая управление процессом обработки данных.

УУ выбирает команды из основной памяти, интерпретирует тип команды и запускает нужную схему АЛУ.

5) Запоминающие устройства процессора – устройства, обеспечивающие хранение данных.

Все остальные устройства ЭВМ относятся к периферийной части и называются внешними или периферийными. Внешние устройства делятся на устройства ввода-вывода и внешние запоминающие устройства.

6) Основная память ЭВМ включает оперативную и постоянную память.

7) Оперативная память – устройство, обеспечивающее временное хранение команд и данных в процессе выполнения программы.

8) Постоянная память – устройство, обеспечивающее постоянное хранение и возможность считывания критически важной для функционирования ЭВМ информации.

9) Устройства ввода-вывода обеспечивают ввод исходных данных и вывод результатов из центральных устройств ЭВМ.

10) Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) имеют большую емкость и относительно низкое быстродействие. К ним относятся накопители на магнитных дисках (НМЛ), накопители на магнитной ленте (НМЛ), накопители на оптических дисках (ПОД), накопители на основе флэш-памяти. В одной ЭВМ может использоваться от единиц до нескольких сотен внешних устройств.

11) В структуре высокопроизводительных ЭВМ имеются каналы ввода-вывода – совокупность устройств, обеспечивающих обмен данными между центральным процессором, оперативной памятью и устройствами ввода-вывода. Их основное назначение – снять с центрального процессора часть функций по управлению обменом данными с внешними устройствами.

12) Эффективность использования ЭВМ определяется не только составом и характеристиками ее устройств, но и способом организации их совместной работы. Соединение компонентов ЭВМ осуществляется с помощью интерфейсов – совокупности стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информации между устройствами.

13) В ПК чаще всего используется структура с системной магистралью, называемой системной шиной, которая представляет собой систему функционально объединенных проводов, обеспечивающих передачу данных, адресов данных и управляющих сигналов.

Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи данных, называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет количество двоичных разрядов, передаваемых по шине одновременно. Количество проводов для передачи адресов определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован.

14) Аппаратная платформа – совокупность технических средств, определяющих среду функционирования конкретных программ. Основой аппаратной платформы является совокупность системной (материнской) платы и тип используемого процессора.

Внутреннее устройство ЭВМ

Конструктивно ПК состоит из системного блока и подключаемых к нему периферийных устройств. Системный блок размещается в корпусе из металла и пластика. По методу расположения и количеству отсеков для внешних устройств различаются корпуса типа Desktop, Middle-, Mini-, Small-, Big-Tower. Корпус типа Desktop ставится на стол горизонтально, а все остальные – вертикально. Наиболее распространенным типом корпуса домашнего и офисного ПК является формат Middle-Tower.

В системном блоке размещаются:

1. системная или материнская плата (motherboard);

2. процессор;

3. дочерние платы (платы расширения);

4. внутренние накопители;

5. блок питания;

6. устройства охлаждения.

Наиболее часто современные ПК изготавливаются с применением ATХ форм-фактора, который определяет форму и размеры системной платы, конструкцию и положение блока питания, электрические характеристики блока питания. Кроме АТХ могут использоваться уменьшенные версии: Mini-ATX, Micro-АТХ, Flex- АТХ и др. (AT, LPX, Mini-LPX, NLX, ЕАТХ, Nano-IXT, Micro-ВТХ и т.д.).

Билет №10. Системная плата. Основные части.

Системная плата играет важную роль, так как от ее качества во многом зависит работа ПК. Она связывает все электронные компоненты компьютера и обеспечивает их взаимодействие. На ней размещается множество разъемов и устройств, каждое из которых не определяет полностью возможности ПК, но работоспособность компьютера зависит практически от любого из них. Рассмотрим некоторые из них.

1) Чипсет (chipset) – набор микросхем логики платы, обеспечивающих работу процессора, памяти и большинства интерфейсов ввода-вывода. От модели чипсета зависят все основные характеристики платы: поддерживаемые процессоры и виды микросхем памяти, тип системной шины, порты для подключения внешних устройств.

2) Сокет (разъем) для установки процессора (одного или нескольких). Различны для процессоров разных производителей и для разных поколений процессоров (например, Sockct-LGA* для процессоров фирмы Intel, Socket АМ* для процессоров фирмы AMD).

3) Микросхема BIOS (Basic Input Output System – базовая система ввода-вывода) – содержит набор микропрограмм, обеспечивающих работу основных устройств ввода-вывода, программ загрузки с дисковых накопителей операционной системы и программу POST (Power on Self-Test), осуществляющую тестирование устройств ПК при включении компьютера. Раньше для микросхем BIOS использовалась нестираемая память, теперь используется перезаписываемая Flash-память.

4) CMOS-память (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) – память для храпения настроек системной платы (параметры жестких дисков, оперативной памяти, микропроцессора, показания часов и т.д.) и аккумулятор для ее питания.

5) Слоты для модулей памяти – различны для разных видов микросхем памяти.

Также на материнской плате размещаются слоты для установки плат расширения; разъем для подключения питания; разъемы подключения дисководов и внешних устройств; вспомогательные микросхемы и устройства.

Билет №11. Процессор. Основные архитектуры процессоров.

Процессор ЭВМ правильнее называть центральным процессором, так как в компьютере может быть несколько специализированных процессоров, управляющих работой отдельных устройств. Центральный процессор является главным устройством, которое управляет всем процессом обработки информации в компьютере.

Он представляет собой сверхбольшую интегральную схему – кремниевый кристалл, выращенный по специальной технологии и содержащий огромное количество определенным образом связанных между собой элементов.

Важной характеристикой процессора является его производительность. Производительность определяется скоростью выполнения команд программы и в значительной степени его тактовой частотой (количеством циклов работы устройства в единицу времени). Чем выше тактовая частота работы устройства, тем обычно выше производительность процессора.

Тактовая частота современных процессоров измеряется в ГГц.

Для увеличения производительности в современных процессорах реализуется конвейерность или параллельное выполнение нескольких команд. Каждая команда делится на отдельные микрооперации, после выполнения первой микрооперации одной команды процессор приступает к выполнению начала следующей команды и т.д. Таким образом, может одновременно обрабатываться несколько команд программы. В некоторых ЭВМ в процессоре имеется несколько конвейеров, тогда его называют суперскалярным.

Еще одна характеристика процессора – разрядность – это число двоичных разрядов, обрабатываемых одновременно при выполнении одной команды. Большинство современных процессоров являются 32- и 64-разрядными.

К характеристикам процессора относятся наличие и параметры кэш-памяти – массива сверхбыстрой оперативной памяти, являющейся промежуточной между оперативным запоминающим устройством и процессором. Кэш-память позволяет увеличить производительность процессора, так как в нее помещаются из более медленной оперативной памяти блоки данных, которые обрабатываются процессором в текущий момент. Кэш-память разделяется на несколько уровней.

Важной является также архитектура микропроцессора, которая определяет, какие данные он может обрабатывать, какие машинные инструкции входят в набор выполняемых им команд. По архитектуре процессоры отличаются системой команд – полным перечнем команд, которые способна выполнять данная ЭВМ. Часто различают CISC-процессоры (Complex Instruction Set Computer) – процессоры с полным набором команд и RISC-процессоры (Reduced Instruction Set Computer) – процессоры с сокращенным набором команд.

CISC (англ. Complex Instruction Set Computer — «компьютер с полным набором команд») — тип процессорной архитектуры, в первую очередь, с нефиксированной длиной команд, а также с кодированием арифметических действий в одной команде и небольшим числом регистров, многие из которых выполняют строго определенную функцию.

Самый яркий пример CISC архитектуры — это x86 (он же IA-32) и x86_64 (он же AMD64).

В CISC процессорах одна команда может быть заменена ей аналогичной, либо группой команд, выполняющих ту же функцию. Отсюда вытекают плюсы и минусы архитектуры: высокая производительность благодаря тому, что несколько команд могут быть заменены одной аналогичной, но большая цена по сравнению с RISC процессорами из-за более сложной архитектуры, в которой многие команды сложнее раскодировать.

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computer — «компьютер с сокращённым набором команд») — архитектура процессора, в котором быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций: их декодирование становится более простым, а время выполнения — меньшим. Первые RISC-процессоры не имели даже инструкций умножения и деления и не поддерживали работу с числами с плавающей запятой.

По сравнению с CISC эта архитектура имеет константную длину команды, а также меньшее количество схожих инструкций, позволяя уменьшить итоговую цену процессора и энергопотребление, что критично для мобильного сегмента. У RISC также большее количество регистров.

Примеры RISC-архитектур: серия архитектур ARM (ARM7, ARM9, ARM11, Cortex).

В общем случае RISC быстрее CISC. Даже если системе RISC приходится выполнять 4 или 5 команд вместо одной, которую выполняет CISC, RISC все равно выигрывает в скорости, так как RISC-команды выполняются в 10 раз быстрее.