Конспект лекций дисциплины Информатика и ИКТ

ЛЕКЦИИ ИНФОРМАТИКА И ИКТОглавление Раздел 1. Информационная деятельность человека..................................3 Тема 1.1. Основные этапы развития информационного общества........3 Тема 1.2. Правовые нормы, относящиеся к информации, правонарушения в информационной сфере, меры их предупреждения. .....................................................................................................................9 Раздел 2. Информация и информационные процессы..............................14 Тема 2.1. Подходы к понятиям информация и измерение информации. ...................................................................................................................14 Тема 2.2. Основные информационные процессы и их реализация с помощью компьютеров............................................................................22 Тема 2.3. Управление процессами..........................................................34 Раздел 3. Средства информационных и коммуникационных технологий .......................................................................................................................37 Тема 3.1. Архитектура компьютеров......................................................37 Тема 3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть......................41 Тема 3.3. Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение....47 Раздел 4. Технологии создания и преобразования информационных объектов.......................................................................................................47 Тема 4.1. Понятие об информационных системах и автоматизации информационных процессов...................................................................47 Программы-переводчики. Возможности систем распознавания текстов .......................................................................................................................48 Гипертекстовое представление информации...........................................48 Раздел 5. Телекоммуникационные технологии.........................................60 Тема 5.1. Представления о технических и программных средствах телекоммуникационных технологий......................................................60 Тема 5.2. Возможности сетевого программного обеспечения для организации коллективной деятельности в глобальных и локальных компьютерных сетях................................................................................65Раздел 1. Информационная деятельность человека Тема 1.1. Основные этапы развития информационного общества.  На заре цивилизации человеку было достаточно элементарных знаний и первобытных  навыков. По мере развития общества участие в информационных процессах требовало уже  не только индивидуальных, но и коллективных знаний и опыта, способствующих  правильной переработке информации и принятию необходимых решений. Для этого  человеку понадобились различные устройства. Этапы появления средств и методов  обработки информации, вызвавших кардинальные изменения в обществе, определяются  какинформационные революции. При этом общество переходит на более высокий уровень  развития и обретает новое качество. Информационные революции определяют переломные  моменты во всемирной истории, после которых начинаются новые этапы развития  цивилизации, появляются и развиваются принципиально новые технологии. Первая информационная революция связана с изобретением письменности, обусловившей гигантский качественный скачок в развитии цивилизации. Появилась возможность  накопления знаний в письменной форме для передачи их следующим поколениям. С пози­ ций информатики это можно оценить как появление качественно нового (по сравнению с  устной формой) средств и методов накопления информации. Вторая информационная революция (середина XVI века) началась в эпоху Возрождения и связана с изобретением книгопечатания, изменившего человеческое общество, культуру и  организацию деятельности самым радикальным образом. Книгопечатание является одной  из первых информационных технологий. Человек не просто получил новые средства  накопления, систематизации и тиражирования информации. Массовое распространение  печатной продукции сделало культурные ценности общедоступными, открыло возможность самостоятельного и целенаправленного развития личности. С точки зрения информатики  значение этой революции в том, что она выдвинула более совершенный способ хранения  информации. Третья информационная революция (конец XIX века) связана с изобретением  электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон и радио, позволяющие  оперативно передавать информацию в любом объеме. Появилась возможность обеспечить  более оперативный обмен информацией между людьми. Этот этап важен для информатики  прежде всего тем, что ознаменовал появление средств информационной коммуникации. Четвертая информационная революция (70­е годы XX столе­ия) связана с изобретением  микропроцессорной технологии и появлением персональных компьютеров. Это  стимулировало переход от механических и электрических средств преобразования  информации к электронным, что привело к миниатюризации узлов, устройств, приборов,  машин и появлению программно­управляемых устройств и процессов. На  микропроцессорах и интегральных схемах стали создаваться компьютеры, компьютерные  сети, системы передачи данных (информационно­коммуникационные системы) и т. д.  Благодаря этой революции человечество впервые за всю историю своего развития получило средство для усиления собственной интеллектуальной деятельности. Этим средством  является компьютер. Толчком к четвертой информационной революции послужило изобретение в середине 40­х  годов XX века электронно­вычислительных машин (ЭВМ). Дальнейшие работы по  усовершенствованию принципов их работы и элементной базы, то есть составляющих  частей, обусловили появление микропроцессорной технологии, а затем и персональных  компьютеров. Для более наглядного представления о связи этих процессов рассмотрим исопоставим достижения в области компьютерной техники, в результате которых  происходила смена поколений компьютеров (табл. 1.1). Как видно из таблицы, появление нового типа ЭВМ определялось изобретением новой  элементной базы. С позиций информатики четвертую информационную революцию можно  связать с появлением ЭВМ четвертого поколения — персонального компьютера,  позволяющего решать проблему хранения и передачи информации на качественно новом  уровне. Информационная революция, происшедшая в 70­х годах, привела к тому, что человеческая  цивилизация к началу XXI столетия оказалась в состоянии перехода от индустриальной  фазы своего развития к информационной. Рассмотрим, каковы основные признаки этих периодов и как осуществлялся переход от  одной фазы к другой. Таблица 1.1. Поколения компьютеров Элементная база Характеристика Электронные  лампы Поколение Первое поколение  (середина 40­х  ­конец 50­х годов) Мощные многопроцессорные вычислительные сис­ темы с высокой производительностью; создание  дешевых микрокомпьютеров; разработка интел­ лектуальных компьютеров. Внедрение компьютерных  сетей во все сферы и их объединение; распределенная обработка данных; повсеместное использование  компьютерных информационных технологий. Характеристика информационного общества Еще совсем недавно никто и не представлял, что уже очень скоро человечество окажется  на пороге новой эры в развитии цивилизации — информационной.  В информационном обществе деятельность как отдельных людей, так и коллективов будет  все в большей степени зависеть от их информированности и способности эффективно  использовать имеющуюся информацию. Известно, что прежде чем предпринять какие­либо  действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее  ЭВМ отличаются огромными  габаритами, большим потреб­ лением энергии, малым быстро­ действием, низкой надежностью.  Программирование ведется в  кодах. Улучшены все технические  характеристики. Для програм­ мирования используются алго­ ритмические языки. Резкое снижение габаритов ЭВМ,  повышение их надежности, уве­ личение  производительности.  Возможность доступа с удаленных терминалов. Улучшены технические характе­ ристики. Массовый выпуск пер­ сональных компьютеров. Второе поколение  (конец 50­х ­ сере­ дина 60­х годов) Полупроводнико­ вые элементы Третье поколение  (середина 60­х  ­конец 70­х годов) Интегральные  схемы, много­ слойный печатный  монтаж Микропроцессоры, большие ин­ тегральные схемы Четвертое  поколение (конец  70­х годов по на­ стоящее время) Перспективы разви­ тияосмыслению и анализу и, наконец, отысканию наиболее рационального решения. Для этого  требуется обработка больших объемов информации, что может оказаться не под силу  человеку без привлечения специальных технических средств. Использование компьютеров во всех сферах человеческой деятельности обеспечит доступ  к надежным источникам информации, избавит людей от рутинной работы, ускорит  принятие оптимальных решений, автоматизирует обработку информации в  производственной и социальной сферах. В результате движущей силой развития общества  должно стать производство не материального, а информационного продукта. Что же  касается материального продукта, то он станет более «информационно емким» и его  стоимость будет в значительной степени зависеть от объема допущенных в его структуре  инноваций, от дизайнерского решения, от качества маркетинга. В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни,  система ценностей, возрастет значимость культурного досуга по отношению к  материальным ценностям. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено  на производство и потребление товаров, в информационном обществе средством и  продуктом производства станут интеллект и знания, что, в свою очередь, приведет к  увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству,  возрастет спрос на знания. Материально­технической основой информационного общества станут различного рода  системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационные  технологии, системы телекоммуникационной связи. Информационное общество — это общество, в котором большинство работающих  занято производством, хранением, переработкой, продажей и обменом информацией. В начале XXI века созданная теоретиками картина информационного общества постепенно приобретает зримые очертания. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное сообщество людей, проживающих в  домах, оснащенных всевозможными электронными приборами и «интеллектуальными»  устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена главным образом на обработке  информации, а производство энергии и материальных продуктов будет возложено на  машины. Задания 1.  Выделите основные характеристики каждой информационной революции. 2. Используя информацию из Интернета или из справочников, выберите несколько  показателей, которые в наибольшей степени характеризуют уровень развития  индустриального общества. 3. Используя информацию из Интернета или из справочников, выберите несколько  показателей, которые в наибольшей степени характеризуют уровень развития  информационного общества.Сопоставьте уровни развития нескольких стран и сделайте  вывод относительно их принадлежности к фазах развития человеческого общества. Контрольные вопросы 1. Как вы понимаете информационную революцию? Неизбежны ли они? 2. Чем были обусловлены информационные революции? Расскажите о каждой из них. 3. Дайте краткую характеристику поколений ЭВМ и свяжите их с индустриальной  революцией. 4. Что определяет индустриальное общество? 5. Как вы представляете информационное общество? 6. Является ли наше общество информационным? Обоснуйте ответ. Представление об информационных ресурсахВ информационном обществе важно иметь представление о возможных информационных  ресурсах. В словаре С. И. Ожегова поясняется, что ресурс — это запас, источник чего­нибудь. В  индустриальном обществе, где большая часть усилий направлена на материальное  производство, известно несколько основных видов ресурсов, уже ставших классическими  экономическими категориями:  материальные ресурсы — совокупность предметов труда, предназначенных для  использования в процессе производства общественного продукта: сырье, материалы, топливо, энергия, полуфабрикаты, детали и т. д.; природные ресурсы — объекты, процессы, природные условия, используемые  обществом для удовлетворения материальных и духовных потребностей людей;    трудовые ресурсы — люди, обладающие общеобразовательными и  профессиональными знаниями для работы в обществе;  финансовые ресурсы — денежные средства, находящиеся в распоряжении  государственной или коммерческой структуры; энергетические ресурсы — носители энергии: уголь, нефть, нефтепродукты, газ,  гидроэнергия, электроэнергия и т. д. Одним из ключевых понятий при информатизации общества стало понятие  «информационные ресурсы». В Федеральном законе «Об информации, информатизации и  защите информации» это понятие определяется следующим образом. Информационные ресурсы ­ это отдельные документы или массивы документов, а  также документы и массивы документов в информационных системах: библиотеках,  архивах, фондах, банках данных и т.д. Надо понимать, что документы и массивы документов, о которых говорится в этом законе,  не существуют сами по себе. В них в различных формах представлены знания, которыми  обладали создавшие их люди. Таким образом, информационные ресурсы — это знания,  подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на  материальном носителе.  Информационные ресурсы общества, если их понимать как знания, отчуждены от тех  людей, которые их создавали, накапливали, обобщали и анализировали. Эти знания  материализовались в виде документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных  программ, а также произведений искусства, литературы и науки. В настоящее время нет ясных рекомендаций относительно того, как осуществлять  прогнозирование потребностей общества в информационных ресурсах. Это снижает  эффективность использования информационных ресурсов и приводит к увеличению  продолжительности переходного периода от индустриального общества к  информационному. Тем не менее информационные ресурсы признаются одним из  важнейших видов ресурсов в любой стране. В наиболее развитых странах они являются  объектом особого внимания. Так, например, в США действует специальная программа «Национальная информационная  инфраструктура». Она должна обеспечить государственную поддержку производителей  информационных ресурсов, а также доступа к ним для любого пользователя. Главными  приоритетами этой программы являются:     государственные информационные ресурсы, создаваемые на основе  правительственной информации;  библиотечные информационные ресурсы;  информационные ресурсы в сфере образования, здравоохранения и экологии. Аналогичная программа «Европейская информационная структура» принята Европейским  союзом.Информационные ресурсы страны, региона или организации должны рассматриваться как  стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам материальных ресурсов:  сырья, энергии, полезных ископаемых. Развитие мировых информационных ресурсов позволило:  превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую  деятельность;     сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;  образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым  возможен сравнительно недорогой доступ;  повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах,  банках, биржах, промышленности, торговле за счет своевременного использования  необходимой информации. Таким образом, главной целью государственной политики любой страны должно являться  создание благоприятных условий для создания информационных ресурсов. Информационные услуги и продукты Информационные ресурсы являются основой для создания информационных продуктов.  Любой информационный продукт отражает информационную модель его производителя и  воплощает его собственное представление о некотором объекте конкретной предметной  области. Информационный продукт, являясь результатом интеллектуальной деятельности  человека, должен быть зафиксирован на материальном носителе в виде документов, статей, обзоров, программ, книг и т. д. Информационный продукт — это совокупность данных, сформированная  производителем для ее распространения в материальной  или в нематериальной  форме. Информационный продукт может распространяться такими же способами, как и любой  другой материальный или нематериальный продукт, с помощью услуг.  Услуга — это результат непроизводственной деятельности предприятия или лица,  направленный на удовлетворение потребностей человека или организации. Информационная услуга — это получение и предоставление в распоряжение  пользователя информационных продуктов. До недавнего времени основным местом сосредоточения значительной части  информационных ресурсов нашей страны являлись библиотеки. Перечислим основные  виды информационных услуг, предоставляемые библиотечной сферой:       предоставление полных текстов документов, а также справок по их описанию и  местонахождению;  результаты библиографического поиска и аналитической переработки информации  (справки, указатели, дайджесты, обзоры и т. п.);  результаты фактографического поиска и аналитической переработки информации  (справки, таблицы, фирменное досье);  научно­техническая пропаганда и рекламная деятельность (выставки новых  поступлений, научно­технические семинары, конференции и т. п.);  результаты информационного исследования (аналитические справки и обзоры,  отчеты, рубрикаторы перспективных направлений, конъюктурные справки и т. д.). Информационные услуги возникают только при наличии баз данных в компьютерном или  некомпьютерном варианте. Базы данных являются источником и своего рода  полуфабрикатом при подготовке информационных услуг соответствующими службами. В  них содержатся всевозможные сведения о событиях, явлениях, объектах, процессах,  публикациях и т. п. Базы данных фактически существовали и до компьютерного периода вбиблиотеках, архивах, фондах, справочных бюро и других подобных организациях, хотя  они и не назывались базами данных. С появлением компьютеров существенно увеличились объемы хранимых баз данных и,  соответственно, расширился круг информационных услуг. В настоящее время, когда идет интенсивная информатизация всех сторон  жизнедеятельности общества, большое значение имеет дистанционный доступ к  удаленным централизованным базам данных. И здесь огромную роль играет всемирная  сеть Интернет и информационно­поисковые системы. Популярность услуг дистанционного  доступа к базам данных нарастает быстрыми темпами и опережает все виды других услуг  благодаря все большему числу пользователей, овладевших информационной технологией  работы в коммуникационной среде компьютерных сетей; высокой оперативности  предоставления услуг; возможности отказа от собственных информационных систем. Основным источником информации для информационного обслуживания в современном  обществе являются базы данных. Они интегрируют в себе поставщиков и потребителей  информационных услуг, связи и отношения между ними, порядок и условия продажи и  покупки информационных услуг. С середины 60­х до середины 70­х годов XX века в результате широкого внедрения  компьютерной техники важнейшим видом информационных услуг стали базы данных,  содержащие различные виды информации по всевозможным отраслям знаний. Начиная с  середины 70­х годов, с созданием национальных и глобальных сетей передачи данных,  ведущим видом информационных услуг стал диалоговый поиск информации в удаленных  от пользователя базах данных. С 80­х годов информационная индустрия приобретает все больший удельный вес и влияние на экономическую и социальную жизнь общества. Совокупность средств, методов и условий, позволяющих использовать информационные  ресурсы, составляет информационный потенциал общества. Это не только весь  индустриально­технологический комплекс производства современных средств и методов  обработки и передачи информации, но также сеть научно­исследовательских, учебных,  административных, коммерческих и других организаций, обеспечивающих  информационное обслуживание на базе современной информационной технологии.   Контрольные вопросы и задания Задания 1. Составьте классификацию информационных продуктов, используемых в школе. 2. Составьте классификацию информационных услуг, предоставляемых школой. 3. Составьте классификацию информационных продуктов и услуг, предоставляемых  крупной компанией, занимающейся производством и распространением видеопродукции. 4. Используя возможности Интернета, создайте базу информационных ресурсов по теме,  которая наиболее вам интересна. Какие информационные услуги вы сможете оказывать  после создания такой базы? Контрольные вопросы 1. Что такое материальные ресурсы? Приведите примеры. 2. Что такое природные ресурсы? Приведите примеры.  3. Что такое трудовые ресурсы? Приведите примеры. 4. Что такое финансовые ресурсы? Приведите примеры. 5. Что такое энергетические ресурсы? Приведите примеры. 6. Что такое информационные ресурсы? Приведите примеры. 7. Почему информационные ресурсы играют важнейшую роль в развитии страны? 8. Почему информационные ресурсы причисляют к рангу стратегических ресурсов страны?9. Как вы понимаете термин «отчужденность информации»?  10. Что такое «информационный продукт»? Приведите примеры. 11. Что входит в понятие «услуга»? Приведите примеры. 12. В чем отличие информационной услуги от обычной услуги? 13. Какие информационные услуги вы знаете? 14. Какова роль компьютерных баз данных в развитии информационных ресурсов? 15.    Что определяет информационный потенциал страны?          Тема 1.2. Правовые нормы, относящиеся к информации,  правонарушения  в  информационной  сфере,  меры  их   предупреждения. Правовое регулирование Исторически традиционным объектом права собственности является материальный объект. Информация сама по себе не является материальным объектом, но она фиксируется на  материальных носителях. Первоначально информация находится в памяти человека, а  затем она отчуждается и переносится на материальные носители: книги, диски, кассеты и  прочие накопители, предназначенные для хранения информации. Как следствие, ин­ формация может тиражироваться путем распространения материального носителя.  Перемещение такого материального носителя от субъекта­владельца, создающего  конкретную информацию, к субъекту­пользователю влечет за собой утрату права собствен­ ности у владельца информации. Интенсивность этого процесса существенно возросла в связи с тотальным  распространением сети Интернет. Ни для кого не секрет, что очень часто книги, музыка и  другие продукты интеллектуальной деятельности человека безо всякого на то согласия  авторов или издательств размещаются на различных сайтах без ссылок на      Первоначальный источник. созданный ими интеллектуальный продукт становится  достоянием множества людей, которые пользуются им безвозмездно, и при этом не  учитываются интересы тех, кто его создавал. Принимая во внимание, что информация практически ничем не отличается от другого  объекта собственности, например машины, дома, мебели и прочих материальных  продуктов, следует говорить о наличии подобных же прав собственности и на  информационные продукты. Право собственности состоит из трех важных компонентов:  права распоряжения, права владения и права пользования. ♦    Право распоряжения состоит в том, что только субъект­владелец информации имеет  право определять, кому эта информация может быть предоставлена. ♦    Право владения должно обеспечивать субъекту­владельцу информации хранение  информации в неизменном виде. Никто, кроме него, не может ее изменять. ♦    Право пользования предоставляет субъекту­владельцу информации право ее  использования только в своих интересах. Таким образом, любой субъект­пользователь обязан приобрести эти права, прежде чем  воспользоваться интересующим его информационным продуктом. Это право должно  регулироваться и охраняться государственной инфраструктурой и соответствующими  законами. Как и для любого объекта собственности, такая инфраструктура состоит из  цепочки: законодательная власть (законы) ­> судебная власть (суд) ­> —» исполнительная  власть (наказание).Любой закон о праве собственности должен регулировать отношения между субъектом­ владельцем и субъектом­пользователем. Такие законы должны защищать как права  собственника, так и права законных владельцев, которые приобрели информационный  продукт законным путем. Защита информационной собственности проявляется в том, что  имеется правовой механизм защиты информации от разглашения, утечки, несанк­ ционированного доступа и обработки, в частности копирования, модификации и  уничтожения. В настоящее время по этой проблеме мировое сообщество уже выработало ряд мер,  которые направлены на защиту прав собственности на интеллектуальный продукт.  Нормативно­правовую основу необходимых мер составляют юридические документы:  законы, указы, постановления, которые обеспечивают цивилизованные отношения на  информационном рынке. Так, в Российской Федерации принят ряд указов, постановлений,  законов, таких как: «Об информации, информатизации и защите информации», «Об  авторском праве и смежных правах», «О правовой охране программ для ЭВМ и баз  данных», «О правовой охране топологий интегральных схем» и т. д. В нашей стране, претерпевающей серьезные экономические изменения, особенно  актуальным становится организационный фактор государственной политики. Это элементы государственного регулирования взаимодействия производителей и распространителей  информационных продуктов и услуг. Решение всех сопутствующих этому процессу  проблем наше государство во многом должно взять на себя. Цивилизованному отношению производителей и потребителей информационных продуктов должен способствовать и фактор информированности. Это наличие справочно­ навигационных средств и структур, помогающих находить нужную информацию. Сведения  об информационной структуре рынка, включая производителей и распространителей,  можно найти в различных справочниках, например в «Российской энциклопедии информа­ ции и телекоммуникаций». Закон Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации»  является базовым юридическим документом, открывающим путь к принятию  дополнительных нормативных законодательных актов длд успешного развития  информационного общества. С его помощью частично удается решить вопросы правового  урегулирования ряда проблем: защиты прав и свобод личности от угроз и ущерба,  связанных с искажением, порчей и уничтожением «персональной» информации. Закон состоит из 25 статей, сгруппированных по пяти главам: ♦    общие положения; ♦      информационные ресурсы; ♦      пользование информационными ресурсами; ♦    информатизация, информационные системы, технологии и средства их обеспечения; ♦    защита информации и прав субъектов в области информационных процессов и  информатизации. В законе определены цели и основные направления государственной политики в сфере  информатизации. Информатизация определяется как важное новое стратегическое  направление деятельности государства. Указано, что государство должно заниматься  формированием и реализацией единой государственной научно­технической и  промышленной политики в сфере информатизации. Закон создает условия для включения России в международный информационный обмен,  предотвращает бесхозяйственное отношение к информационным ресурсам и  информатизации, обеспечивает информационную безопасность и права юридических и  физических лиц на информацию. В нем определяется комплексное решение проблемы  организации информационных ресурсов, определяются правовые положения по их  использованию. Информационные ресурсы предлагается рассматривать в двух аспектах: '♦      как материальный продукт, который можно покупать и продавать; ♦      как интеллектуальный продукт, на который распространяются право  интеллектуальной собственности и авторское право. Закон закладывает юридические основы гарантий прав граждан на информацию. Он  направлен на регулирование важнейшего вопроса экономической реформы — формы,  права и механизма реализации собственности на накопленные информационные ресурсы и технологические достижения. Обеспечена  защита собственности в сфере информационных систем и технологий, что способствует  формированию цивилизованного рынка информационных ресурсов, услуг, систем,  технологий и средств их обеспечения. Ввод закона в действие и обеспечение выполнения его положений гарантирует, что  государство получит значительную экономию средств и необходимые условия для более  устойчивого развития экономики в России. Однако для нормального функционирования нашего общества в новой информационной  среде и вхождения в информационное общество существующих правовых актов явно  недостаточно. В настоящее время решение проблемы правового регулирования в сфере  формирования и использования информационных ресурсов находится в России на  начальной стадии. Чрезвычайно важно и актуально принятие таких правовых актов,  которые смогли бы обеспечить:    ­ охрану прав производителей и потребителей информационных продуктов и услуг; ­ защиту населения от вредного влияния отдельных видов информационных продуктов;     ­ правовую основу функционирования и применения информационных систем,  Интернета, телекоммуникационных технологий. Информационная безопасность для различных пользователей компьютерных систем Решение проблемы защиты информации во многом определяется теми задачами, которые  решает пользователь как специалист в конкретной области. Поясним это на примерах.  Определим несколько видов деятельности, например: ­ решение прикладных задач, где отражается специфика деятельности конкретного  пользователя­специалиста; ­ решение управленческих задач, что характерно для любой компании; ­ оказание информационных услуг в специализированной компании, например  информационном центре, библиотеке и т. п.; ­ коммерческая деятельность; ­ банковская деятельность. Представим эти области деятельности в виде пирамиды (рис. 1.3). Размер каждого сектора  пирамиды отражает степень массовости потребления информации. Он соответствует  количеству заинтересованных лиц (потребителей информации), которым потребуется  результат соответствующей информационной деятельности. Уменьшение объема сектора  по мере продвижения от основания пирамиды к вершине отражает снижение степени  значимости информации для компании и всех заинтересованных лиц. Поясним это в  процессе рассмотрения каждого из перечисленных видов деятельности.Рис. 1.3. Значимость безопасности информации для различных специалистов с позиции  компании и заинтересованных лиц   При решении прикладных задач пользователь работает с личной информацией, иногда  используя в* качестве источника информации ресурсы Интернета. Перед таким  пользователем, как правило, стоит задача сохранности его личной информации. Ин­ формация, хранящаяся на его персональном компьютере, — это результат его  интеллектуальной деятельности, возможно, многолетней, исследовательской или  коллекционной. Она имеет существенную степень важности непосредственно для данного  пользователя. При решении управленческих задач важную роль играют информационные системы,  реализация которых немыслима без компьютерной базы. При помощи компьютеров  осуществляется организационно­распорядительная деятельность, составляется и хранится  информация по кадрам, ведется бухгалтерия. Компьютеры в данном случае являются  вспомогательным средством, облегчающим работу сотрудников. Для внешней  деятельности также используются сетевые технологии, с помощью которых  осуществляется обмен необходимой информацией. При этом для обеспечения защиты  информации в наиболее важных документах при пересылке пользуются дополнительно  обычной почтой. Проблема потери или искажения информации часто касается отдельных  сотрудников, что может повлиять на успешность их карьеры. Таким образом, перед  управленческими кадрами в такой компании стоит в основном задача обеспечения полноты управленческих документов. Для компаний, занимающихся оказанием информационных услуг, например провайдеров  интернет­услуг или операторов связи, наиважнейшей является задача обеспечения  доступности и безотказной работы информационных систем. От этого зависит рейтинг  компании, доверие к ней абонентов. Приходится вкладывать средства как в аппаратуру  (для обеспечения бесперебойности и устойчивости связи), так и в системы резервного  копирования и средства обнаружения атак, нарушающих доступность систем. Для коммерческой деятельности компаний, работающих в условиях жесткой конкуренции,  важнейшей является задача предотвращения утечки информации, сохранение ее конфиден­ циальности. Это связано с финансовыми рисками компаний в различных сделках. Здесь  экономия средств, выделенных на обеспечение безопасности, может привести к большим  потерям. В банковской деятельности приходится решать задачи и сохранности, и конфиденциаль­ ности, и безопасности работы, но на первое место встает задача обеспечения целостности  информации (например, чтобы было невозможно внести несанкционированные изменения в  обрабатываемые платежные поручения). Методы защиты информацииПри разработке методов защиты информации в информационной среде следует учесть  следующие важные факторы и условия: ♦      расширение областей использования компьютеров и увеличение темпа роста  компьютерного парка (то есть проблема защиты информации должна решаться на уровне  технических средств); ♦      высокая степень концентрации информации в центрах ее обработки и, как следствие,  появление централизованных баз данных, предназначенных для коллективного  пользования; ♦      расширение доступа пользователя к мировым информационным ресурсам  (современные системы обработки данных могут обслуживать неограниченное число  абонентов, удаленных на сотни и тысячи километров); ♦      усложнение программного обеспечения вычислительного процесса на компьютере,  так как современные компьютеры могут работать: ­ в мультипрограммном режиме, когда одновременно решается несколько задач; ­ в мультипроцессорном режиме, когда одна задача решается несколькими параллельно  работающими процессорами; ­ в режиме разделения времени, когда один и тот же компьютер может одновременно  обслуживать большое количество абонентов. При таких режимах работы в памяти компьютера одновременно могут находиться  программы и массивы данных различных пользователей, что делает актуальным сохранение информации от нежелательных воздействий, ее физическую защиту. К традиционным методам защиты от преднамеренных информационных угроз относятся:  ограничение доступа к информации, шифрование (криптография) информации, контроль  доступа к аппаратуре, законодательные меры. Рассмотрим эти методы. Ограничение доступа к информации осуществляется на двух уровнях: ­ на уровне среды обитания человека, то есть путем создания искусственной преграды во­ круг объекта защиты: выдачи допущенным лицам специальных пропусков, установки  охранной сигнализации или системы видеонаблюдения; ­ на уровне защиты компьютерных систем, например, с помощью разделения информации,  циркулирующей в компьютерной системе, на части и организации доступа к ней лиц в  соответствии с их функциональными обязанностями. При защите на программном уровне  каждый пользователь имеет пароль, позволяющий ему иметь доступ только к той  информации, к которой он допущен. Шифрование (криптография) информации заключается в преобразовании (кодировании)  слов, букв, слогов, цифр с помощью специальных алгоритмов. Для ознакомления с  шифрованной информацией нужен обратный процесс — декодирование. Шифрование  обеспечивает существенное повышение безопасности передачи данных в сети, а также  данных, хранящихся на удаленных устройствах. Контроль доступа к аппаратуре означает, что вся аппаратура закрыта и в местах доступа к  ней установлены датчики, которые срабатывают при вскрытии аппаратуры. Подобные меры позволяют избежать, например, подключения посторонних устройств, изменения режимов  работы компьютерной системы, загрузки посторонних программ и т. п. Законодательные меры заключаются в исполнении существующих в стране законов,  постановлений, инструкций, регулирующих юридическую ответственность должностных  лиц — пользователей и обслуживающего персонала за утечку, потерю или модификацию  доверенной им информации. При выборе методов защиты информации для конкретной компьютерной сети необходим  тщательный анализ всех возможных способов несанкционированного доступа к  информации. По результатам анализа проводится планирование мер, обеспечивающих  необходимую защиту, то есть осуществляется разработка политики безопасности.Политика безопасности — это совокупность технических, программных и  организационных мер, направленных на защиту информации в компьютерной сети. Рассмотрим некоторые методы защиты компьютерных систем от преднамеренных  информационных угроз. Защита от хищения информации обычно осуществляется с помощью специальных  программных средств. Несанкционированное копирование и распространение программ и  ценной компьютерной информации является кражей интеллектуальной собственности.  Защищаемые программы подвергаются предварительной обработке, приводящей  исполняемый кйд программы в состояние, препятствующее его выполнению на «чужих»  компьютерах (шифрование файлов, вставка парольной защиты, проверка компьютера по  его уникальным характеристикам и т. п.). Другой пример защиты: для предотвращения  несанкционированного доступа к информации в локальной сети вводят систему разграни­ чения доступа как на аппаратном, так и на программном уровнях. В качестве аппаратного  средства разграничения доступа может использоваться электронный ключ, подключаемый,  например, в разъем принтера. Для защиты от компьютерных вирусов применяются «иммуностойкие» программные  средства (программы­анализаторы), предусматривающие разграничение доступа,  самоконтроль и самовосстановление. Антивирусные средства являются самыми распро­ страненными средствами защиты информации. В качестве физической защиты компьютерных систем используется специальная  аппаратура, позволяющая выявить устройства промышленного шпионажа, исключить  запись или ретрансляцию излучений компьютера, а также речевых и других несущих  информацию сигналов. Это позволяет предотвратить утечку информативных  электромагнитных сигналов за пределы охраняемой территории. Наиболее эффективным  средством защиты информации в каналах связи является применение специальных  протоколов и криптографии (шифрования). Для защиты информации от случайных информационных угроз, например, в компьютерных  системах, применяются средства повышения надежности аппаратуры: ♦     повышение надежности работы электронных и механических узлов и элементов; ♦     структурная избыточность — дублирование или утроение элементов, устройств,  подсистем; ♦     функциональный контроль с диагностикой отказов, то есть обнаружение сбоев,  неисправностей и программных ошибок и исключение их влияния на процесс обработки  информации, а также указание места отказавшего элемента. С каждым годом количество угроз информационной безопасности компьютерных систем и  способов их реализации постоянно увеличивается. Основными причинами здесь являются  недостатки современных информационных технологий и постоянно возрастающая  сложность аппаратной части. На преодоление этих причин направлены усилия  многочисленных разработчиков программных и аппаратных методов защиты информации в  компьютерных системах. Раздел 2. Информация и информационные процессы Тема 2.1. Подходы к понятиям информация и измерение информации. Цели:  Образовательные: дать понятие количества информации, познакомить с вероятностным и  алфавитным подходом при определении количества информации, познакомить сединицами измерения информации, формировать практические навыки по определению  количества информации. Развивающие: продолжить формирование научного мировоззрения, расширять словарный  запас по теме «Информация» Воспитательные: формировать интерес к предмету, воспитывать настойчивость в  преодолении трудностей в учебной работе. Ход работы: 1. Информация. Информационные объекты различных видов Информатика ­ это наука об организации процессов получения, хранения, обработки и  передачи информации в системах различной природы. Информатика также изучает  возможность автоматизации информационных процессов компьютерными средствами.  Синонимом слова "компьютер" является "электронно­вычислительная машина" или ЭВМ.  Персональный компьютер ­ один из видов компьютеров наряду с многопроцессорными и  мультисистемными компьютерами. Сущность же компьютера ­ это транзисторная  технология, которая реализована во всей современной радиотехнике. Более того,  процессор как основа компьютера также не является уникальным явлением, так как  процессоры сегодня могут иметь как телефоны, телевизоры, так и другие бытовые  устройства. Информация (в переводе с латинского informatio ­ разъяснение, изложение) ­ это ключевое  понятие современной науки, которое стоит в одном ряду с такими как "вещество" и  "энергия". Существует три основные интерпретации понятия "информация". Научная интерпретация. Информация ­ исходная общенаучная категория, отражающая  структуру материи и способы ее познания, несводимая к другим, более простым понятиям. Абстрактная интерпретация. Информация ­ некоторая последовательность символов,  которые несут как вместе, так в отдельности некоторую смысловую нагрузку для  исполнителя. Конкретная интерпретация. В данной плоскости рассматриваются конкретные исполнители с учетом специфики их систем команд и семантики языка. Так, например, для машины  информация ­ нули и единицы; для человека ­ звуки, образы, и т.п. Существуют несколько концепций (теорий) информации. Первая концепция (концепция К. Шеннона), отражая количественно­информационный  подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропию) события.  Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем. Вторая концепция рассматривает информацию как свойство (атрибут) материи. Ее  появление связано с развитием кибернетики и основано на утверждении, что информацию  содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Наиболее ярко и  образно эта концепция информации выражена академиком В.М. Глушковым. Третья концепция основана на логико­семантическом (семантика ­ изучение текста с точки зрения смысла) подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентировки, для активного действия,  для управления и самоуправления. Иными словами, информация ­ это действующая,  полезная, "работающая" часть знаний. Представитель этой концепции В.Г. Афанасьев. В настоящее время термин информация имеет глубокий и многогранный смысл. Во многом, оставаясь интуитивным, он получает разные смысловые наполнения в разных отраслях  человеческой деятельности:   в житейском аспекте под информацией понимают сведения об окружающем мире и  протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными  устройствами; в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков  или сигналов;   в теории информации (по К.Шеннону) важны не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность;   в кибернетике, по определению Н. Винера, информация ­ эта та часть знаний,  которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в  целях сохранения, совершенствования, развития системы;   в семантической теории (смысл сообщения) ­ это сведения, обладающие новизной, и  так далее...  Такое разнообразие подходов не случайность, а следствие того, что выявилась  необходимость осознанной организации процессов движения и обработки того, что имеет  общее название ­ информация. 2. Вероятностный подход к определению количества информации В основе нашего мира лежат три составляющие — вещество, энергия и информация. А как  много в мире вещества, энергии и информации.  Можно ли измерить количество вещества и как именно? (Вещество можно взвесить (в  килограммах, гаммах и т.д.) на весах, определить его длину (в сантиметрах, в метрах и т.д.) с помощью линейки, найти его объем, применив соответствующие измерения и т.д.)  Можно ли определить количество энергии? (Можно, например, найти количество  тепловой энергии в Дж, электроэнергии в кВт/ч, и т.д.)  ­ Можно ли измерить количество информации и как это сделать? Оказывается, информацию также можно измерять и находить ее количество. Существуют два подхода к измерению информации. Один из них называется содержательный или вероятностный. Из названия подхода можно  сделать вывод, что количество информации зависит от ее содержания. Упражнение 1 (устно) Определите количество информации в следующих сообщениях с позиции «много» или  «мало». 1) Столица России — Москва. 2) Сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы. 3) Дифракцией света называется совокупность явлений, которые обусловлены волновой  природой света и наблюдаются при его распространении в среде с резко выраженной  оптической неоднородностью. 4) Эйфелева башня имеет высоту 300 метров и вес 9000 тонн. Пояснение: содержит ли сообщение новые и понятные сведения. Сообщение несет больше информации, если в нем содержатся новые и понятные  сведения.  Такое сообщение называется информативным. Необходимо различать понятия информация и информативность.  Содержит ли информацию учебник физики за 10 класс? (Да).  Для кого он будет информативным ­ для ученика 10 класса или 1 класса? (Для ученика  10 класса он будет информативным, так как в нем содержится новая и понятная ему  информация, а для ученика 1 класса она информативной не будет, так как информация для него непонятна.) Вывод:    Количество информации в некотором сообщении равно нулю, если оно с точки зрения  конкретного человека неинформативно. Количество информации в информативном  сообщении больше нуля.  количество информации зависит от информативности.Но информативность сообщения сама по себе не дает точного определения количества  информации. По информативности можно судить только о том, много информации или  мало. 3. Введение понятия вероятностного подхода в измерении инфор    мации Рассмотрим понятие информативности с другой стороны. Если некоторое сообщение  является информативным, следовательно, оно пополняет нас знаниями или уменьшает  неопределенность наших знаний. Другими словами сообщение содержит информацию, если оно приводит к уменьшению неопределенности наших знаний. Рассмотрим пример Мы бросаем монету и пытаемся угадать, какой стороной она упадет на поверхность.  Возможен один результат из двух: монета окажется в положении «орел» или «решка».  Каждое из этих двух событий окажется равновероятным, т.е. ни одно из них не имеет  преимущества перед другим. Перед броском монеты мы точно не знает, как она упадет. Это событие предсказать  невозможно, т.е. перед броском существует неопределенность нашего знания (возможно  одно событие из двух). После броска наступает полная определенность знания, т.к. мы  получаем зрительное сообщение о положении монеты. Это зрительное сообщение  уменьшает неопределенность нашего знания в два раза, т.к. из двух равновероятных  событий произошло одно. Если мы кидаем шестигранный кубик, то мы также не знаем перед броском, какой  стороной он упадет на поверхность. В этом случае, возможно, получить один результат из  шести равновероятных. Неопределенность знаний равна шести, т.к. именно шесть  равновероятных событий может произойти. Когда после броска кубика мы получаем  зрительное сообщение о результате, то неопределенность наших знаний уменьшается в  шесть раз. Упражнение 2 (устно) Еще один пример. На экзамен приготовлено 30 билетов. Чему равно количество событий,  которые могут произойти при вытягивании билета? (30)  Равновероятны эти события или нет? (Равновероятны.)  Чему равна неопределенность знаний студента перед тем как он вытянет билет? (30)  Во сколько раз уменьшится неопределенность знания после того как студент билет  вытянул? (В 30раз.)  Зависит ли этот показатель от номера вытянутого билета? (Нет, т.к. события  равновероятны.) Из всех рассмотренных примеров можно сделать следующий вывод: Чем больше начальное число возможных равновероятных событий, тем в большее  количество раз уменьшается неопределенность наших знаний, и тем большее количество  информации будет содержать сообщение о результатах опыта. А каким может быть самое маленькое количество информации? Вернемся к примеру с  монетой. Предположим, что у монеты обе стороны «орел».  Существует ли неопределенность знаний пред броском в этом случае? Почему? (Нет,  так как мы заранее знаем, что выпадет в любом случае «орел».)  Получите вы новую информацию после броска? (Нет, так как ответ мы уже знали  заранее.)  Будет ли информативным сообщение о результате броска? (Нет, так оно не принесло  новых и полезных знаний.)  Чему равно количество информации в этом случае? (Нулю, т.к. оно неинформативно.) Вывод: мы не получаем информации в ситуации, когда происходит одно событие из одного  возможного. Количество информации в этом случае равно нулю.Для того чтобы количество информации имело положительное значение, необходимо  получить сообщение о том, что произошло событие как минимум из двух равновероятных.  Такое количество информации, которое находится в сообщении о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, принято за единицу измерения информации и равно 1  биту. Огромное количество способов кодирования информации неизбежно привело пытливый ум человека к попыткам создать универсальный язык или азбуку для кодирования. Эта  проблема была достаточно успешно реализована лишь в отдельных областях техники,  науки и культуры. Своя система кодирования информации существует и в вычислительной  технике. Она называется двоичным кодированием. Всю информацию, с которой работает  вычислительная техника, можно представить в виде последовательности всего двух знаков  – 1 и 0. Эти два символа называются двоичными цифрами, по­английски – binary digit или  сокращенно bit – бит. 1 бит кодирует 2 понятия или сообщения (0 или 1) 2 бита – 4 разных сообщения (00 или 01 или 10 или 11) 3 бита – 8 разных сообщений  4 бита – 16 разных сообщений и т.д. Общая формула  N 2 , i где N – количество значений информации, i – количество бит. Почему именно двоичное кодирование используется в вычислительной технике?  Оказывается такой способ кодирования легко реализовать технически: 1 – есть сигнал, 0 –  нет сигнала. Для человека такой способ кодирования неудобен тем, что двоичные  последовательности получаются достаточно длинными. Но технике легче иметь дело с  большим числом однотипных элементов, чем с небольшим числом сложных. Итак, с помощью битов информация кодируется. С точки зрения кодирования с помощью 1 бита можно закодировать два сообщения, события или два варианта некоторой  информации. С точки зрения вероятности 1 бит — это такое количество информации,  которое позволяет выбрать одно событие из двух равновероятных. Согласитесь, что эти  два определения не противоречат друг другу, а совершенно одинаковы, но просто  рассмотрены с разных точек зрения. Еще одно определение 1 бита: 1 бит ­ это количество информации, уменьшающее неопределенность знаний в два раза. Игра «Угадай число» Загадайте число из предложенного интервала. Стратегия поиска: Необходимо на каждом шаге в два раза уменьшать неопределенность знания, т.е. задавать  вопросы, делящие числовой интервал на два. Тогда ответ «Да» или «Нет» будет содержать  1 бит информации. Подсчитав общее количество битов (ответов на вопросы), найдем  полное количество информации, необходимое для отгадывания числа. Например, загадано число 5 из интервала от 1 до 16    (неопределенность знаний перед   угадыванием равна 16). Вопрос  Ответ  Неопределенность  знаний  Число больше 8?  Число больше 4?  Число больше 6?  Нет  Да  Нет  8  4  2  Полученное  количество  информации  1 бит  1бит  1битЧисло 5?  Итого:  Да  1  1 бит  4 бита   количество информации, необходимое для определения одного из 16 чисел, равно 4 Вывод:    бита. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий и  количество информации: N 2 , i где N — количество возможных вариантов, i ­  количество информации. Пояснение: формулы одинаковые, только применяются с разных точек зрения ­  кодирования и вероятности. Если из этой формулы выразить количество информации, то получится  i Как пользоваться этими формулами для вычислений: ­ если количество возможных вариантов N является целой степенью числа 2, то  производить вычисления по формуле  32, i = 5,   т.к.   ­ если же количество возможных вариантов информации не является целой степенью числа  2, т.е. если количество информации число вещественное, то необходимо воспользоваться  калькулятором или следующей таблицей. Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий:  N 2   достаточно легко. Вернемся к примеру: N =  32  ;  log log 52 N . i N . 2 2 i N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 i 0,00000 1,00000 1,58496 2,00000 2,32193 2,58496 2,80735 3,00000 3,16993 3,32193 3,45943 3,58496 3,70044 3,80735 3,90689 4,00000 N 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 i 4,08746 4,16993 4,24793 4,32193 4,39232 4,45943 4,52356 4,58496 4,64386 4,70044 4,75489 4,80735 4,85798 4,90689 4,95420 5,00000 N 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 i 5,04439 5,08746 5,12928 5,16993 5,20945 5,24793 5,28540 5,32193 5,35755 5,39232 5,42626 5,45943 5,49185 5,52356 5,55459 5,58496 N 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 i 5,61471 5,64386 5,67243 5,70044 5,72792 5,75489 5,78136 5,80735 5,83289 5,85798 5,88264 5,90689 5,93074 5,95420 5,97728 6,00000 Например: Какое количество информации можно получить при угадывании числа из  интервала от 1 до 11? В этом примере N=11. Чтобы найти i (количество информации),  необходимо воспользоваться таблицей. По таблице i = 3,45943 бит. Упражнение 4 (устно) 1) Какое количество информации будет получено при отгадывании числа из интервала: ­ 2) Какое количество информации будет получено после первого хода в игре «крестики­ нолики» на поле: ­ ­   от 1 до 20. ­ от 1 до 61 от 1 до 64 ­ 4x4. 3x33) Сколько могло произойти событий, если при реализации одного из них получилось 6  бит информации. 4. Неравновероятные события На самом деле рассмотренная нами формула является частным случаем, так как  применяется только к равновероятным событиям. В жизни же мы сталкиваемся не только с равновероятными событиями, но и событиями, которые имеют разную вероятность  реализации. Например: 1. Когда сообщают прогноз погоды, то сведения о том, что будет дождь, более вероятно  летом, а сообщение о снеге ­ зимой. 2. Если вы – лучший студент в группе, то вероятность сообщения о том, что за  контрольную работу вы получили 5, больше, чем вероятность получения двойки. 3. Если на озере живет 500 уток и 100 гусей, то вероятность подстрелить на охоте утку  больше, чем вероятность подстрелить гуся. 4. Если в мешке лежат 10 белых шаров и 3 черных, то вероятность достать черный шар  меньше, чем вероятность вытаскивания белого. 5. Если одна из сторон кубика будет более тяжелой, то вероятность выпадения этой  стороны будет меньше, чем других сторон. Как вычислить количество информации в сообщении о таком событии? Для этого необходимо использовать следующую формулу i  , 1 log 2 p где i ­ это количество информации, р ­ вероятность события. Вероятность события выражается в долях единицы и вычисляется по формуле: p  , K N где К — величина, показывающая, сколько раз произошло интересующее нас событие, N —  общее число возможных исходов какого­то процесса. Задача №1 В мешке находятся 20 шаров. Из них 15 белых и 5 красных. Какое количество информации  несет сообщение о том, что достали: а) белый шар; б)  красный шар. Сравните ответы. Решение: 1. Найдем вероятность того, что достали белый шар: рб = 15 / 20 = 0,75; 2. Найдем вероятность того, что достали красный шар: р  = 5 / 20 = 0,25. 3. Найдем количество информации в сообщении о вытаскивании белого шара: i б  log 2 1 p б  log 2 1 75,0  log 2 ,`13,1  5470  бит. 4. Найдем количество информации в сообщении о вытаскивании красного шара: i  log 2 к 1 p к  log 2 1 25,0  log 2 4  2  бит. Ответ: количество информации в сообщении о том, что достали белый шар, равно 1,1547  бит. Количество информации в сообщении о том, что достали красный шар, равно 2 бит. При сравнении ответов получается следующая ситуация: вероятность вытаскивания белого шара была больше, чем вероятность вытаскивания красного шара, а информации при этом  получилось меньше. Это не случайность, а закономерная, качественная связь между  вероятностью события и количеством информации в сообщении об этом событии. Задача №2И коробке лежат кубики: 10 красных, 8 зеленых, 5 желтых, 12 синих. Вычислите  вероятность доставания кубика каждого цвета и количество информации, которое при  этом будет получено.  Являются ли события равновероятными? Почему? (Нет, т.к. количество кубиков  разное.)  Какую формулу будем использовать для решения задачи?     log 2 1 p    Решение: 1. Всего кубиков в коробке N = 10 + 8 + 5 + 12 = 35. 2. Найдем вероятности:  ≈ рк = 10 / 35  ≈ рз = 8/ 35   0,22, ≈ рс = 12/35   0,34,  ≈ рж = 5/35   0,14. 3. Найдем количество информации: ic = log2 (1/0,34) = log2 2,9 = 1,5360529 бит, iк = log2 (1/0,29) = log2 3,4 = 1,7655347 бит,  iз = log2 (1/0,22) = log2 4,5 = 2,169925 бит,  iж = log2 (l/0,14) = log2 7,l = 2,827819 бит. Ответ: наибольшее количество информации мы получим при доставании желтого кубика  по причине качественной связи между вероятностью и количеством информации. Задачи для самостоятельного решения 1. В розыгрыше лотереи участвуют 64 шара. Выпал первый шар. Сколько информации  содержит зрительное сообщение об этом? 2. В игре «лото» используется 50 чисел. Какое количество информации несет выпавшее  число? 3. Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на 3 июля  в 18.00 часов? 4. Вы угадываете знак зодиака вашего друга. Сколько вопросов вам нужно при этом  задать? Какое количество информации вы получите? 5. В ящике лежат фигурки разной формы ­ треугольные и круглые. Треугольных фигурок в  ящике 15. Сообщение о том, что из ящика достали фигуру круглой формы, несет 2 бита  информации. Сколько всего фигурок было в ящике? 6. В ведерке у рыбака караси и щуки. Щук в ведерке 3. Зрительное сообщение о том, что из ведра достали карася, несет 1 бит информации. Сколько всего рыб поймал рыбак? 7. Частотный словарь русского языка ­ словарь вероятностей (частот) появления букв в  произвольном тексте — приведен ниже. Определите, какое количество информации несет  каждая буква этого словаря. Символ  Частота  о  е, ё  а, и  т, н  с  Р  Используя результат решения предыдущей задачи, определите количество информации в  слове «КОМПЬЮТЕР». Вопросы для самоконтроля  1. Символ  Частота  Символ  я  Ы, 3  ь, ъ, б  ч  и  X  Частота  0.007  0.006  0.003  0.002  Символ  Частота  в  к  м  д  п  У  0.035  0.028  0.026  0.025  0.023  0.021  ж  ю, ш  ц, щ, э  Ф  0.018  0.016  0.014  0.013  0.012  0.009   0,29, 0.090  0.072  0.062  0.053  0.045  0.040  Что понимают под информацией?Что можно делать с информацией?  Какие виды представления информации в компьютере вы знаете?  Какие приемы кодирования сообщений применялись в древности?  Что такое код и кодирование информации?  Приведите примеры различных способов кодирования информации.  Перечислите достоинства и недостатки кодирования, применяемого в компьютерах. Как называется кодировка для представления символов, вводимых с клавиатуры?  Как кодируются числа?  В чем суть кодирования графической информации?  Чем отличаются растровые и векторные изображения?  Как кодируется звуковая информация? Какие вы знаете типы логических задач, которые допускают для их решения  2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. использование понятия информации? 14. 15. задач?  Условия применимости информации для определения объекта.  Как находить наименьшее число опытов при анализе занимательных логических  Тема 2.2. Основные информационные процессы и их реализация с  помощью компьютеров.  Тема 2.2.1. Принципы обработки информации компьютером.  Компьютер или ЭВМ (электронно­вычислительная машина) – это универсальное  техническое средство для автоматической обработки информации. Аппаратное обеспечение (Hardwear) компьютера – это все устройства, входящие в его состав и обеспечивающие его исправную работу. Несмотря на разнообразие компьютеров в современном мире, все они строятся по единой  принципиальной схеме, основанной на фундаменте идеи программного управления Чарльза Бэббиджа (середина XIX в). Эта идея была реализована при создании первой ЭВМ ENIAC  в 1946 году коллективом учёных и инженеров под руководством известного американского математика Джона фон Неймана, сформулировавшегоконцепцию ЭВМ с вводимыми в  память программами и числами ­программный принцип. Главные элементы концепции: 1. двоичное кодирование информации; 2. программное управление; 3. принцип хранимой программы; 4. принцип параллельной организации вычислений, согласно которому операции над  числом проводятся по всем его разрядам одновременно. С тех пор структуру (архитектуру) современных компьютеров часто называют  неймановской. Это в полной мере относится и к персональным компьютерам как  инструменту школьной информатики. ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРАПерсональный компьютер (ПК) в своём минимально необходимом составе согласно этой  схеме включает:      основные устройства ввода: клавиатуру и манипулятор «мышь»; основное устройство вывода: монитор; центральная часть располагается в системном блоке; внешняя память располагается на носителях – дисках и приводится в действие  специальными приводами – дисководами; в единую конфигурацию все части ПК соединены с помощью устройств сопряжения. В основе строения ПК лежат два важных принципа: магистрально­модульный  принцип и принцип открытой архитектуры. Согласно первому все части и устройства  изготавливаются в виде отдельных блоков, информация между которыми передаётся по  комплекту соединений, объединённых в магистраль. При этом общую схему ПК можно  представить в следующем виде:Второй принцип построения ПК – открытая архитектура – предполагает возможность  сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим  (подобно детскому конструктору). Тема 2.2.2. Хранение информационных объектов различных видов на  различных цифровых носителях.  Информация, закодированная с помощью естественных и формальных языков,  а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти  человека.  Однако для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из  поколения в поколение используются носители информации.  Хранение информационных объектов различных видов на различных цифровых  носителях Материальная природа носителей информации может быть различной:   ­ молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию;   ­ бумага, на которой хранятся тексты и изображения;   ­ магнитная лента, на которой хранится звуковая информация;  ­ фото­ и кинопленки, на которых хранится графическая информация;   ­ микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся про­ граммы и данные в компьютере, и так далее.  По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных  носителях,  превышает один эксабайт в год.  Примерно 80%  всей этой информации  хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20% ­ на  аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фото­ и кинопленки). Большое значение имеет надежность и долговременность хранения информации.  Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как  существует механизм обнаружения повреждений их структуры  (мутаций) и  самовосстановления.Надежность  (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых  носителей, повреждение которых приводит к потери информации только на поврежденном  участке.  Поврежденная часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся  часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию  звука и так далее.  Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря  одного бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности  считать файл, то есть к потере большого объема данных. Именно поэтому необходимо  соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.  Наиболее долговременным носителем информации является молекула ДНК,  которая в течение десятков тысяч лет  (человек) и миллионов лет  (некоторые живые  организмы), сохраняет генетическую информацию данного вида.  Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет   (египетские папирусы и шумерские глиняные таблички),  сотен лет  (бумага)  и десятков  лет (магнитные ленты, фото­ и кинопленки).  Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их  долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным  оценкам,  при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию  сотни лет,  а магнитные ­ десятки лет. Определение объемов различных носителей информации Носители информации характеризуются информационной емкостью, то есть  количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно емкими  являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это  позволяет хранить огромное количество информации  (до 1021 битов в 1  см3), что дает  возможность организму развиваться из одной­единственной клетки,  содержащей всю  необходимую генетическую информацию.  Определение объемов различных носителей информации   Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см3 до 1010 битов  информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что  современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.  Однако если сравнивать информационную емкость традиционных носителей  информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден:  • Лист формата А4 с текстом (набран  на компьютере шрифтом 12­го кегля с  одинарным интервалом)   ­ около 3500 символов • Страница учебника ­  2000 символов • Гибкий магнитный диск –  1,44 Мб • Оптический диск CD­R(W) – 700 Мб • Оптический диск  DVD – 4,2 Гб • Флэш­накопитель ­  несколько Гб • Жесткий магнитный диск – сотни Гб Таким образом, на дискете может храниться 2­3  книги,  а на жестком магнитном диске или DVD ­ целая библиотека, включающая десятки тысяч книг. Архив информации Созданную или полученную каким­либо образом информацию хранят в течение определённого времени, в течение которого её временно или долговременно  содержат на различных носителях электронных данных. Если информация представляет  интерес для её создателей или правообладателей, то им приходится создавать электронные архивы. Электронный архив ­ это файл, содержащий один или несколько файлов в сжатойили несжатой форме и информацию, связанную с этими файлами (имя файла, дата и время последней редакции и т.п.).   Электронные архивы позволяют в любой момент времени извлекать из них  необходимые данные для дальнейшего их использования в различных ситуациях (например, для обновления или восстановления утерянных данных). Такие архивы называют  страховочными копиями. Их используют в случае утраты или порчи основной  машиночитаемой информации, а также для длительного её хранения в месте, которое  защищено от вредных воздействий и несанкционированного доступа. Как правило,  компьютерными архивами информации являются электронные каталоги, базы и банки  данных, а также коллекции любых видов электронной информации.   Для обеспечения надёжности хранения и защиты данных рекомендуют создавать по 2–3 архивные копии последних редакций файлов. В случае необходимости   осуществляется разархивирование данных.   Разархивирование ­ это процесс точного восстановления электронной информации,  ранее сжатой и хранящейся в файле­архиве.   Для создания архивных файлов и разархивирования   используют специальные программы­архиваторы:  ­ WinRAR  ­ 7­Zip File Manager  Основные возможности архиваторов:  •  просмотр содержания архива и файлов, содержащихся в архиве •  распаковка архива или отдельных файлов архива;   •  создание простого архива файлов (файлов и папок) в виде файла с расширением,  определяющим используемую программу­архиватор;   •  создание самораспаковывающегося архива файлов (файлов и папок) в виде файла  с пусковым расширением EXE;   •  создание многотомного архива файлов (файлов и папок) в виде группы файлов­ томов заданного размера (раньше ­ в размер дискеты). Тема 2.2.3. Поиск информации с использованием компьютера.  1. Поиск информации в локальном компьютере После некоторого времени работы за компьютером, вы обнаружите, что не всегда можете  вспомнить место, где расположен тот или иной нужный вам документ. В таком случае вам  следует воспользоваться средствами поиска информации, включенными в операционную  систему. При этом следует помнить, что для успешного поиска файла необходимо  правильно указать критерии поиска. В общем случае поиск информации в Linux Ubuntu удобно проводить, выбрав команду  главного меню Искать файлы из меню Стандартные.   С их помощью вы можете задать  критерии поиска и дать команду начала процедуры поиска нужного файла. Если  пользователь не помнит названия файла, но знает содержимое, используется  дополнительные параметры поиска.Задание 1. Найдите в компьютере папку Загрузки, папку Сайт Часто бывает, что имя файла известно не полностью. В этом случае при поиске  недостающую часть имени или расширения файла заменяют специальными символами  подстановки.  Символ "*" заменяет любое количество любых символов, например, поиск по шаблону *.*  задает поиск всех файлов. Часто применяют шаблоны типа *.htm или *.doc, то есть  шаблоны поиска всех файлов заданного типа.  Символ ? в шаблоне замещает только один, но любой символ, например, по шаблону Д? м будут найдены файлы Дом и Дым.  Если имя файла имеет внутри пробелы, например, состоит из нескольких слов, то при  поиске это имя необходимо заключать в кавычки, например"Любимая песня.wav". Задание 2. Создайте в Домашнем каталоге папки Кит, Кот,  текстовый файл Урок1.odt,  Прок2.odt С помощью шаблона К*т найдите все файлы и папки. С помощью шаблона ?рок?.* определите, сколько файлов обнаружит поисковая система  компьютера 2. Поиск информации в сети Интернет Технология поиска информации в Интернете Изучив эту тему, учащиеся узнают: для чего нужны поисковые серверы; назначение основных частей поисковых серверов; какие виды поиска информации существуют в Интернете; основные правила формирования запроса в поисковой системе. Сеть Интернет растет очень быстрыми темпами, и найти нужную информацию среди сотен  миллионов Web­страниц и файлов становится все сложнее. Для поиска информации  используются специальные поисковые серверы, которые содержат более или менее полную,  и постоянно обновляемую информацию о Web­страницах, файлах и других документах,  хранящихся на десятках миллионов серверов Интернета [5]. Различные поисковые серверы могут использовать различные механизмы поиска, хранения и предоставления пользователю информации. Поиск по адресам URL Самый быстрый и надежный вид поиска информации в Интернете ­ поиск по адресам URL.  Многие из них приводятся в печатных изданиях, специальных справочниках, звучат в эфирепопулярных радиостанций и с экранов телевизора. * Поклонникам группы «Король и шут» хорошо известен официальный сайт этой группы  www.korol.spd.ru. * Любители телеканала НТВ без труда найдут его сайт по адресу www.ntv.ru. Для быстрого доступа к вышеназванным ресурсам достаточно запустить программу­ браузер, например Internet Explorer, и набрать знакомый адрес URL в строке адреса. Поисковые системы В Интернете сосредоточено огромное количество документов. Чтобы облегчить поиск нужной информации, создаются специальные поисковые машины. Поисковые машины ­ это автоматические системы, опрашивающие серверы,  подключенные к глобальной сети, и сохраняющие в своей базе информацию об имеющихся на серверах данных. По специальным образом сформулированному запросу поискoвые машины предоставляют  информацию о том, где можно получить необходимые данные. Как правило, поисковые машины состоят из трех частей: робота, индекса и программы  обработки запроса. * Робот (Spider, Robot или Bot) ­ это программа, которая посещает веб­страницы и  считывает (полностью или частично) их содержимое. Роботы поисковых систем  различаются индивидуальной схемой анализа содержимого веб­страницы. * Индекс ­ это хранилище данных, в котором сосредоточены копии всех посещенных  роботами страниц. Индексы в каждой поисковой системе различаются по объему и способу  организации хранимой информации. Базы данных ведущих поисковых машин храпят  сведения о десятках миллионов документов, а объемы их имдекса составляют сотни  гигабайт. Индексы периодически обновляются и дополняются, поэтому результаты работы  одной поисковой машины с одним и тем же запросом могут различаться, если поиск  производился в разное время. * Программа обработки запроса ­ это программа, которая в соответствии с запросом  пользователя «просматривает» индекc на предмет наличия нужной информации и  возвращает ссылки на найденные документы. Множество ссылок на выходе системы  распределяется программой в порядке убывания релевантности, то есть от наибольшей  степени соответствия ссылки запросу к наименьшей [3]. В настоящее время самыми популярными для российских пользователей Интернета  являются три крупные поисковые системы индексного  типа: Яндекс (www.yandex.ru); Апорт(www.aport.ru); Рамблер (www.rambler.ru). Основными характеристиками поисковых машин являются: * объем документов в индексе; * частота обновления информации; * информационное пространство, которое охватывает робот поисковой машины, и  разнообразие типов документов, о * скорость обработки запроса; * критерий определения релевантности (соответствия найденного документа поисковому  запросу); * возможность детализации и уточнения запроса. 1. Поиск по рубрикатору поисковой системы Поисковые каталоги представляют собой систематизированную коллекцию (подборку)ссылок на другие ресурсы Интернета. Ссылки организованы в виде тематического  рубрикатора, представляющего собой иерархическую структуру, перемещаясь по которой,  можно найти нужную информацию. Рассмотрим пример. Предположим, вы собираетесь приобрести мобильный телефон и  хотите сравнить характеристики аппаратов разных фирм. Поиск мог бы вестись по  следующим рубрикам каталога: Яндекс > Каталог > Компьютеры и связь > Мобильная связь > Мобильные телефоны. Получив ограниченное количество ссылок, можно достаточно оперативно их просмотреть и выбрать телефон, исследовав характеристики по фирмам и модификациям аппаратов. 2. Поиск по ключевым словам Большинство поисковых машин имеют возможность поиска по ключевым словам. Это один  из самых распространенных видов поиска. Для поиска по ключевым словам необходимо  ввести в специальном окне слово или несколько слов, которые следует искать, и щелкнуть  на кнопке Поиск. Поисковая система найдет в своей базе и покажет документы,  содержащие эти слова. Для того чтобы сделать поиск более продуктивным, во всех поисковых системах  существует специальный язык формирования запросов со своим синтаксисом. Правила формирования запроса и поисковой системе Яндекс. 1. Ключевые слова в запросе следует писать строчными буквами. Это обеспечит поиск всех ключевых слов, a не только тех, которые начинаются с прописной буквы. 2. При поиске учитываются все формы слова по правилам русского языка, независимо от  формы слова в запр 3. Для поиска устойчивого словосочетания следует заключить слова в кавычки. 4. Для поиска по точной словоформе перед словом надо поставить восклицательный знак. 5. Для поиска внутри одного предложения слова в запросе разделяют пробелом ил знако 6. Если вы хотите, чтобы были отобраны только те документы, в которых встретилось  каждое слово, указанное в запр 7. При поиске синонимов или близких по значению слов между словами можно поставить  вертикальную черту "|". 8. Вместо одного слова в запросе можно подставить целое выра жение. Для э ого его надо взять в 9. Знак "~" (тильда) позволяет найти документы с предложением, содержащим первое  слово, но не содержащим второе. скобки ( ). е, поставьте перед каждым из них знак плюс " + ".  "&". Несколько набранных в запросе слов, разделенных пробелами, означают, что все они  должны входить в одно предложение искомого документа. е. оторых собирается информация; Задание 3. Найдите в Интернете с помощью любой поисковой системы материал по  прикладному программному обеспечению.  Составляйте запросы различными способами, добейтесь такого результата, прикотором поисковая система найдет наименьшее количество страниц Домашнее задание Ответить письменно на вопросы: 1. Что такое скорость передачи информации? В чем она измеряется? 2. От чего зависит скорость передачи информации в сети? Тема 2.2.4. Передача информации между компьютерами.  Передача информации между компьютерами. Проводная и беспроводная связь.     Одна из основных потребностей человека – потребность в общении. Универсальным  средством общения являются коммуникации, обеспечивающие передачу информации с  помощью современных средств связи, включающих компьютер.     Общая схема передачи информации такова:          источник информации ­ канал связи ­ приемник (получатель) информации     Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в  настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик,  телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.      Передача информации между компьютерами существует с самого момента  возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных  компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, совместно  использовать ресурсы и решать множество других проблем.  Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств,  предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам  сети.     Основное назначение компьютерных сетей ­ обеспечить совместный доступ  пользователей к информации (базам данных, документам и т.д.) и ресурсам (жесткие  диски, принтеры, накопители CD­ROM, модемы, выход в глобальную сеть и т.д.).  Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.     Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ  (станки с числовым программным управлением) и т.д. Любой абонент сети подключён к  станции.  Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом  информации.     Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая  передающая среда.  Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором  распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.     Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи  данных (пропускная способность).  Скорость передачи данных ­ количество бит информации, передаваемой за единицу  времени.      Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных  единицах Кбит/с и Мбит/с.      Соотношения между единицами измерения:  1 Кбит/с =1024 бит/с;  1 Мбит/с =1024 Кбит/с;  1 Гбит/с =1024 Мбит/с.     На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть.      Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и  коммуникационной сети. Виды сетейПо типу используемых ЭВМ выделяют однородные и  неоднородные сети. В неоднородных сетях содержатся  программно несовместимые компьютеры (чаще так и бывает  на практике).      По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.  Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют  абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км.      Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и  учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим  техническим и информационным ресурсам.  Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг  от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах,  странах, на разных континентах (например, сеть Интернет).      Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе  телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные  компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов  всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.  Локальная сеть, глобальная сеть.     Основные компоненты коммуникационной сети: передатчик;  приёмник;  сообщения (цифровые данные определённого формата: файл базы данных, таблица, ответ  на запрос, текст или изображение);  средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура,  обеспечивающая передачу информации).  Топология локальных сетей      Очень важным является вопрос топологии локальной сети.  Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение  компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.       Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы  управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.  Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо.     Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии  связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным  компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При такомсоединении компьютеры могут передавать информацию только по  очереди, так как линия связи единственная.          Достоинства:  простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время  работы сети);  сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;  недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.          Недостатки:  сложность сетевого оборудования;  сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из­за того, что все адаптеры  включены параллельно;  обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;  ограничение на максимальную длину линий связи из­ за того, что сигналы при передаче ослабляются и  никак не восстанавливаются.      Звезда (star), при которой к одному центральному  компьютеру присоединяются остальные  периферийные компьютеры, причем каждый из них  использует свою отдельную линию связи. Весь обмен  информацией идет исключительно через  центральный компьютер, на который ложится очень  большая нагрузка, поэтому он предназначен только  для обслуживания сети.          Достоинства:  выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании  оставшейся части сети;  простота используемого сетевого оборудования;  все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать  работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных  периферийных устройств;  не происходит затухания сигналов.          Недостатки:  выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;  жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;  значительный расход кабеля.      Кольцо (ring), при котором каждый компьютер передает информацию всегда только  одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от  предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца  является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому  затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание  между соседними компьютерами.          Достоинства:  легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;  большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);  высокая устойчивость к перегрузкам.          Недостатки: