Аппаратный состав мультимедийного компьютера 1 страница

Обычно под набором комплектующих, объединенных понятием «мультимедийный компьютер», понимают следующий их состав:

· Корпус с блоком питания

· Системная (материнская) плата

· Центральный процессор

· Оперативная память

· Видеоадаптер

· Монитор

· Накопитель на жестких дисках

· Клавиатура

· Мышь

· Дисковод CD-ROM

· Дисковод гибких дисков

· Звуковая карта

· Дисковод DVD

· Модем

· Телевизионный и УКВ тюнер

Контрольные вопросы

1. Дать определение мультимедиа.

2. Дать определениемультимедиа технологии.

3. Какие возможности мультимедиа активно используются в представлении информации?

4. Перечислить аппаратные средства мультимедиа.

5. Перечислить программные средства создания проектов.

6. Что входит в состав мультимедийного компьютера?

Самостоятельная работа студента

Найти в дополнительных источниках информации для чего используются следующие аппаратные средства создания мультимедиа проектов:

1. TV-тюнеры

2. Фрейм грабберы

3. Преобразователи VGA-TV

4. MPEG-плейеры

Тема 7	Дополнительная литература:
Базовые информационные технологии: технологии защиты информации
	Содержание
Виды информационных угроз Идентификация и аутентификация при защите данных Криптографическая защита данных Шифрование методом Вижинера Шифрование методом простой перестановки Шифрование методом перестановки по вертикали и горизонтали Защита от вирусов

Виды информационных угроз

Наряду с позитивным влиянием на все стороны человеческой деятельности широкое внедрение информационных технологий привело к появлению новых угроз безопасности людей. Это связано с тем обстоятельством, что информация, создаваемая, хранимая и обрабатываемая средствами вычислительной техники, стала определять действия большей части людей и технических систем. В связи с этим резко возросли возможности нанесения ущерба, связанные с хищением информации, так как воздействовать на любую систему (социальную, биологическую или техническую) с целью ее уничтожения, снижения эффективности функционирования или воровства ее ресурсов (денег, товаров, оборудования) возможно только в том случае, когда известна информация о ее структуре и принципах функционирования.

Все виды информационных угроз можно разделить на две большие группы:

1. отказы и нарушения работоспособности программных и технических средств;

2. преднамеренные угрозы, заранее планируемые злоумышленниками для нанесения вреда.

Выделяют следующие основные группы причин сбоев и отказов в работе компьютерных систем:

• нарушения физической и логической целостности хранящихся в оперативной и внешней памяти структур данных, возникающие по причине старения или преждевременного износа их носителей;

• нарушения, возникающие в работе аппаратных средств из-за их старения или преждевременного износа;

• нарушения физической и логической целостности хранящихся в оперативной и внешней памяти структур данных, возникающие по причине некорректного использования компьютерных ресурсов;

• нарушения, возникающие в работе аппаратных средств из-за неправильного использования или повреждения, в том числе из-за неправильного использования программных средств;

• неустраненные ошибки в программных средствах, не выяв­ленные в процессе отладки и испытаний, а также оставшиеся в ап­паратных средствах после их разработки.

Однако основным видом угроз целостности и конфиденциаль­ности информации являются преднамеренные угрозы, заранее пла­нируемые злоумышленниками для нанесения вреда. Их можно разделить на две группы:

• угрозы, реализация которых выполняется при постоянном участии человека;

• угрозы, реализация которых после разработки злоумышлен­ником соответствующих компьютерных программ выполняется этими программами без непосредственного участия человека.

Задачи по защите от угроз каждого вида одинаковы:

• запрещение несанкционированного доступа к ресурсам вы­числительных систем;

• невозможность несанкционированного использования ком­пьютерных ресурсов при осуществлении доступа;

• своевременное обнаружение факта несанкционированных действии, устранение их причин и последствий.

Цели и способы защиты передаваемых данных отображены на следующей схеме:

Идентификация и аутентификация при защите данных

Основным способом запрещения несанкционированного доступа к ресурсам вычислительных систем является подтверждение подлинности пользователей и разграничение их доступа к информационным ресурсам, включающего следующие этапы:

• идентификация;

• установление подлинности (аутентификация);

• определение полномочий для последующего контроля и раз­граничения доступа к компьютерным ресурсам.

Идентификация необходима для указания компьютерной систе­ме уникального идентификатора обращающегося к ней пользовате­ля. Идентификатор может представлять собой любую последова­тельность символов и должен быть заранее зарегистрирован в сис­теме администратора службы безопасности. В процессе регистра­ции заносится следующая информация:

• фамилия, имя, отчество (при необходимости другие характеристики пользователя);

• уникальный идентификатор пользователя;

• имя процедуры установления подлинности;

• эталонная информация для подтверждения подлинности (на­пример, пароль);

• ограничения на используемую эталонную информацию (на­пример, время действия пароля);
• полномочия пользователя по доступу к компьютерным ресур­сам.

Установление подлинности (аутентификация) заключается в проверке истинности полномочий пользователя. Для особо надежного опознания при идентификации исполь­зуются технические средства, определяющие индивидуальные ха­рактеристики человека (голос, отпечатки пальцев, структура зрачка). Однако такие методы требуют значительных затрат и поэтому используются редко.

Наиболее массово используемыми являются парольные методы проверки подлинности пользователей. Пароли можно разделить на две группы:

1. простые (пароль не изменяются от сеанса к сеансу в течение ус­тановленного периода его существования);

2. динамически изме­няющиеся (пароль изменяется по правилам, определяе­мым используемым методом).

Выделяют следующие методы реали­зации динамически изменяющихся паролей:

• методы модификации простых паролей. Например, случайная выборка символов пароля и одноразовое использование паролей;

• метод «запрос—ответ», основанный на предъявлении пользо­вателю случайно выбираемых запросов из имеющегося массива;

• функциональные методы, основанные на использовании не­которой функции F с динамически изменяющимися параметрами (дата, время, день недели и др.), с помощью которой определяется пароль.

Криптографическая защита данных

Защита информации от исследования и копирования предпола­гает криптографическое закрытие защищаемых от хищения дан­ных. Задачей криптографии является обратимое преобразование некоторого понятного исходного текста (открытого текста) в кажу­щуюся случайной последовательность некоторых знаков, часто на­зываемых шифротекстом, или криптограммой.

Под шифрованием понимается такой вид криптографического закрытия, при котором преобразованию подвергается каждый символ защищаемого сообщения. Все известные способы шифрования можно разбить на пять групп: подстановка (замена), перестановка, аналитическое преобразование, гаммирование и комбинированное шифрование.

Многоалфавитная подстановка – наиболее простой вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же алфавита) по более или менее сложному правилу.

Перестановки – несложный метод криптографического преобразования. Используется, как правило, с другими методами.

Гаммирование – этот метод заключается в наложении на исходный текст некоторой псевдослучайной последовательности, генерируемой на основе ключа.

Блочные шифры представляют собой последовательность (с возможным повторением и чередованием) основных методов преобразования, применяемую к блоку (части) шифруемого текста.

В шифре выделяют два основных элемента — алгоритм и ключ. Алгоритм шифрования представляет собой последовательность преобразований обрабаты­ваемых данных, зависящих от ключа шифрования. Ключ задает значения некоторых параметров алгоритма шифрования, обеспечи­вающих шифрование и дешифрование информации. При похищении информации необходимо знать ключ и алгоритм шифрования.

По способу использования ключей различают два типа крипто­графических систем: симметрические и асимметрические.

В симметрических (одноключевых) криптографических систе­мах ключи шифрования и дешифрования либо одинаковы, либо легко выводятся один из другого.

В асимметрических (двухключевых или системах с открытым Ключом) криптографических системах ключи шифрования и де­шифрования различаются таким образом, что с помощью вычисле­ний нельзя вывести один ключ из другого. Скорость шифрования в двухключевых криптографических сис­темах намного ниже, чем в одноключевых. Поэтому асимметриче­ские системы используют в двух случаях:

• для шифрования секретных ключей, распределенных между пользователями вычислительной сети;

• для формирования цифровой подписи.

Шифрование методом Вижинера

Таблица Вижинера представляет собой квадратную матрицу с n² элементами, где n – число символов используемого алфавита. Каждая строка получена циклическим сдвигом алфавита на символ.

Для шифрования выбирается буквенный ключ, в соответствии с которым формируется матрица шифрования:

· из полной таблицы выбирается первая строка и те строки, первые буквы которых соответствуют буквам ключа;

· под первой строкой размещаются строки, соответствующие буквам ключа в порядке следования этих букв в ключе.

Процесс шифрования:

1. под каждой буквой шифруемого текста записываются буквы ключа. Ключ при этом повторяется необходимое число раз;

2. каждая буква шифруемого текста заменяется по подматрице буквами, находящимися на пересечении линий, соединяющих буквы шифруемого текста в первой строке подматрицы и находящимися под ними букв ключа;

3. полученный текст может быть разбит на группы по несколько знаков.

Рассмотрим пример шифрования текста МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ЦЕНОЙ ЯВЛЯЕТСЯ ПЯТЬСОТ РУБ. ЗА ШТУКУ с помощью ключа САЛЬЕРИ

Сначала составим рабочую матрицу шифрования:

Теперь зашифруем текст согласно правилу шифрования:

2) букве «м» шифруемого текста соответствует буква «с» ключа; по букве шифруемого текста «м» входим в рабочую матрицу шифрования и выбираем под ней букву, расположенную в строке, соответствующей букве «с», т.е. букву Э; выбранную букву помещаем в шифрованный текст.

3) повторить эту процедуру с остальными символами до зашифрования всего текста.

Получим шифротекст – эахмныиын пифгцчичио жнюоф…

Процесс расшифровки:

над буквами зашифрованного текста последовательно надписываются буквы ключа, причем ключ повторяется необходимое число раз;

1) в строке подматрицы Вижинера, соответствующей букве ключа, отыскивается буква, соответствующая знаку зашифрованного текста (для «с» - буква «э»). Находящаяся над ней буква первой строки подматрицы и будет буквой исходного текста (над буквой «э» - буква «м»);

2) повторить процедуру до полного расшифрования.

Шифрование методом простой перестановки

Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов.

Разновидности данного метода.

Самая простая перестановка – написать текст задом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв.

Например, из фразы ПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ получится шифротекст ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЬ ТСУП.

В последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Значит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой (например, О) до числа, кратного пяти: ПУСТЬ-БУДЕТ-ТАККА-КМЫХО-ТЕЛИО. Тогда шифрограмма будет выглядеть так: ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУП.

Шифрование методом
перестановки по вертикали и горизонтали

Перестановка, которая была в ходу во время Гражданской войны в США: исходная фраза пишется в несколько строк. Например, по пятнадцать букв в каждой (с заполнением последней строки незначащими буквами).

После этого вертикальные столбцы по порядку записываются в строку с разбивкой на пятерки букв:

ПКУМС ЫТХЬО БТУЕД ЛЕИТК ТЛАМК НКОАП

Другой вариант этого шифра: сначала исходную фразу записать в столбики:

Потом строки разбить на пятерки букв:

ПСЬУЕ ТКАМХ ТЛАВД УТБДТ АККЫО ЕИБГЕ

Защита от вирусов

Подсистема защиты от компьютерных вирусов (специально разработанных программ для выполнения несанкционированных действий) является одним из основных компонентов системы за­щиты информации и процесса ее обработки в вычислительных системах.

Выделяют три уровня защиты от компьютерных вирусов:

• защита от проникновения в вычислительную систему вирусов известных типов;

• углубленный анализ на наличие вирусов известных и неиз­вестных типов, преодолевших первый уровень защиты;

• защита от деструктивных действий и размножения вирусов, преодолевших первые два уровня.

Поиск и обезвреживание вирусов осуществляются как автоном­ными антивирусными программными средствами (сканеры), так и в рамках комплексных систем защиты информации.

Широкое внедрение в повседневную практику компьютерных се­тей, их открытость, масштабность делают проблему защиты инфор­мации исключительно сложной. Выделяют две базовые подзадачи:

• обеспечение безопасности обработки и хранения информа­ции в каждом из компьютеров, входящих в сеть;

• защита информации, передаваемой между компьютерами сети.

Контрольные вопросы

1. Привести примеры информационных угроз.

2. Перечислить виды информационных угроз.

3. Перечислить основные группы причин сбоев и отказов в работе компьютерных систем.

4. Каковы задачи по защите от угроз каждого вида?

5. Перечислить этапы запрещения несанкционированного доступа к ресурсам вычислительных систем.

6. На какие группы делятся пароли?

7. Перечислить методы реали­зации динамически изменяющихся паролей.

8. В чём заключается криптографическая защита данных?

9. Перечислить группы криптографии.

10. В чём заключается метод шифрования по Вижинеру?

11. В чём заключается метод шифрования простой перестановки?

12. В чём заключается метод шифрования перестановки по вертикали и горизонтали?

13. Перечислить уровня защиты от компьютерных вирусов.

Самостоятельная работа студента

Зашифровать текст:

1) методом Вижинера фразу «Защита информации» с помощью ключа «бит»;

2) методом простой перестановки фразу «Программирование в компьютерных системах» (по 5 букв);

3) методом перестановки по вертикали и горизонтали фразу «Информационные технологии в профессиональной деятельности» (по 7 букв).

Тема 8	Дополнительная литература:
Базовые информационные технологии: телекоммуникационные технологии и технологии искусственного интеллекта
	Содержание
Архитектура телекоммуникационных технологий Подсоединение к Интернету Серверы Web Серверы FTP Электронная почта Технологии искусственного интеллекта

Архитектура телекоммуникационных технологий

По мере эволюции вычислительных систем сформировалась наиболее прогрессивнаяархитектура компьютерных сетей - архитектура «клиент—сервер» на основе Web-технологии. Особен­ность данного класса систем состоит в децентрализации архитек­туры автономных вычислительных систем и их объединении в глобальные компьютерные сети. Ниже на рисунке представлена типовая архитектура «клиент—сервер».

Создание данного класса сис­тем связано с появлением персональных компьютеров, взявших на себя часть функций центральных ЭВМ. В результате появи­лась возможность создания глобальных и локальных вычисли­тельных сетей, объединяющих персональные компьютеры (кли­енты или рабочие станции), использующие ресурсы, и компью­теры (серверы), предоставляющие те или иные ресурсы для об­щего использования.

Наиболее ярко современные тенденции телекоммуникационных технологий проявились в Интернете. Архитектура «клиент-сервер», основанная на Web-технологии представлена на следующем рисунке:

В соответствии с Web-технологией на сервере размещаются так называемые Web-документы, которые визуализируются и ин­терпретируются программой навигации (Web-навигатор, Web-браузер), функционирующей на рабочей станции. Логически Web-документ представляет собой гипермедийный документ, объ­единяющий ссылками различные Web-страницы. В отличие от бу­мажной Web-страница может быть связана с компьютерными программами и содержать ссылки на другие объекты. В Web-тех­нологии существует система гиперссылок, включающая ссылки на следующие объекты:

• другую часть Web-документа;

• другой Web-документ или документ другого формата (напри­мер, документ Word или Excel), размещаемый на любом компьюте­ре сети;

• мультимедийный объект (рисунок, звук, видео);

• программу, которая при переходе на нее по ссылке, будет пе­редана с сервера на рабочую станцию для интерпретации или за­пуска на выполнение навигатором;

• любой другой сервис — электронную почту, копирование файлов с другого компьютера сети, поиск информации и т.д.

Передачу с сервера на рабочую станцию документов и других объектов по запросам, поступающим от навигатора, обеспечивает функционирующая на сервере программа, называемая Web-серве­ром. Когда Web-навигатору необходимо получить документы или другие объекты от Web-сервера, он отправляет серверу соответст­вующий запрос. При достаточных правах доступа между сервером и навигатором устанавливается логическое соединение. Далее сер­вер обрабатывает запрос, передает Web-навигатору результаты об­работки и разрывает установленное соединение. Таким образом, Web-сервер выступает в качестве информационного концентрато­ра, который доставляет информацию из разных источников, а по­том в однородном виде предоставляет ее пользователю.

Подсоединение к Интернету

Подсоединение к Интернету для каждого конкретного пользо­вателя может быть реализовано различными способами: от полного подсоединения по локальной вычислительной сети (ЛВС) до дос­тупа к другому компьютеру для работы с разделением и использо­ванием программного пакета эмуляции терминала.

Фактически выход в Интернет может быть реализован несколь­кими видами подключений:

• доступ по выделенному каналу;

• доступ по ISDN (Integrated Services Digital Network — цифро­вая сеть с интегрированными услугами);

• доступ по коммутируемым линиям;

• с использованием протоколов SLIP и РРР.

Корпорациям и большим организациям лучше всего использо­вать доступ по выделенному каналу. В этом случае возможно наи­более полно использовать все средства Интернета. Поставщик се­тевых услуг при этом сдает в аренду выделенную телефонную ли­нию с указанной скоростью передачи и устанавливает специаль­ный компьютер-маршрутизатор для приема и передачи сообщений от телекоммуникационного узла организации. Это дорогостоящее подключение. Однако, установив такое соединение, каждый ком­пьютер ЛВС-организации является полноценным членом Интерне­та и может выполнять любую сетевую функцию.

ISDN — это использование цифровой телефонной линии, со­единяющей домашний компьютер или офис с коммутатором теле­фонной компании. Преимущество ISDN — в возможности досту­па с очень высокими скоростями при относительно низкой стои­мости. При этом по Интернету предоставляется такой же сервис, как и по коммутируемым линиям. Услуги телефонных компаний, предоставляющих сервис ISDN, доступны не на всей территории России.

Наиболее простои и дешевый способ получения доступа к сети (Dial — up Access) осуществляется по коммутируемым линиям. В этом случае пользователь приобретает права доступа к компьюте­ру, который подсоединен к Интернету (хост-компьютеру или узлу Интернета). Войдя по телефонной линии (при этом используется модем и программное обеспечение для работы в коммутируемом режиме) с помощью эмулятора терминала в удаленную систему, необходимо в ней зарегистрироваться и далее уже можно пользо­ваться всеми ресурсами Интернета, предоставленными удаленной системе. Пользователь в таком режиме арендует дисковое про­странство и вычислительные ресурсы удаленной системы. Если требуется сохранить важное сообщение электронной почты или другие данные, то это можно сделать в удаленной системе, но не на диске пользовательского компьютера: сначала нужно записать файл на диск удаленной системы, а затем с помощью программы передачи данных перенести этот файл на свой компьютер. При таком доступе пользователь не может работать с прикладными программами, для которых нужен графический дисплей, так как в такой конфигурации с компьютера, подсоединенного к Интерне­ту, нет возможности передать графическую информацию на ком­пьютер пользователя.

При дополнительных финансовых затратах и в коммутируемом режиме можно получить полный доступ к Интернету. Это достига­ется применением протоколов SLIP и РРР. Один называется «меж­сетевой протокол последовательного канала» (Serial Line Internet Protocol — SLIP), а другой — «протокол точка — точка» (Point-to-Point Protocol — РРР). Одно из главных достоинств SLIP и РРР состоит в том, что они обеспечивают полноценное соединение с Интерне-том. Пользовательский компьютер не использует какую-то систему как «точку доступа», а непосредственно подключается к Интернету. Но для подключения средних и больших сетей к Интернету эти протоколы не подходят, поскольку их быстродействия недостаточ­но для одновременной связи со многими пользователями.

Серверы Web

Серверы Web — специальные компьютеры, осуществляющие хранение страниц с информацией и обработку запросов от других машин. Пользователь, попадая на какой-нибудь сервер Web, полу­чает страницу с данными. На компьютере пользователя специаль­ная программа (браузер) преобразует полученный документ в удоб­ный для просмотра и чтения вид, отображаемый на экране. Серве­ры Web устанавливаются, как правило, в фирмах и организациях, желающих распространить свою информацию среди многих поль­зователей, и отличаются специфичностью информации. Организа­ция и сопровождение собственного сервера требует значительных затрат. Поэтому в WWW встречаются «разделяемые» (shared) серве­ры, на которых публикуют свои данные различные пользователи и организации. Это самый дешевый способ опубликования своей ин­формации для обозрения. Такие серверы зачастую представляют своеобразные информационные свалки.

Серверы FTP

Серверы FTP представляют собой хранилища различных фай­лов и программ в виде архивов. На этих серверах может находиться как полезная информация (дешевые условно бесплатные утилиты, программы, картинки), так и информация сомнительного характе­ра, например порнографическая.

Электронная почта

Электронная почта является неотъемлемой частью Интернета и одной из самых полезных вещей. С ее помощью можно посылать и получать любую корреспонденцию (письма, статьи, деловые бума­ги и др.). Время пересылки зависит от объема, обычно занимает минуты, иногда часы. Каждый абонент электронной почты имеет свой уникальный адрес. Надо отметить, что подключение к элек­тронной почте может быть организовано и без подключения к Интернету. Необходимый интерфейс пользователя реализуется с по­мощью браузера, который, получив от него запрос с Интернет-адресом, преобразовывает его в электронный формат и посылает на определенный сервер. В случае корректности запроса, он достигает WEB-сервера, и последний посылает пользователю в ответ инфор­мацию, хранящуюся по заданному адресу. Браузер, получив ин­формацию, делает ее читабельной и отображает на экране. Совре­менные браузеры имеют также встроенную программу для элек­тронной почты.

Среди наиболее распространенных браузеров необходимо выде­лить Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.

Технологии искусственного интеллекта

С развитием компьютерных технологий менялся смысл, вкла­дываемый в понятие информационной системы. Современная информационная система — это набор информационных техно­логий, направленных на поддержку жизненного цикла информа­ции и включающего три основные процесса: обработку данных, управление информацией и управление знаниями. В условиях резкого увеличения объемов информации переход к работе со знаниями на основе искусственного интеллекта является, по всей вероятности, единственной альтернативой информацион­ного общества.

По определению профессора Д.А. Поспелова «Система называется интеллектуаль­ной, если в ней реализованы следующие основные функции:

1) накапливать знания об окружающем систему мире, класси­фицировать и оценивать их с точки зрения прагматической полез­ности и непротиворечивости, инициировать процессы получения новых знаний, осуществлять соотнесение новых знаний с ранее хранимыми;

2) пополнять поступившие знания с помощью логического вы­вода, отражающего закономерности в окружающем систему мире или в накопленных ею ранее знаниях, получать обобщенные зна­ния на основе более частных знаний и логически планировать свою деятельность;