Информационная деятельность и информация
Информационные процессы, т.е. процессы передачи, хранения и переработки информации, всегда играли важную роль в жизни общества. Люди обмениваются устными сообщениями, записками, посланиями. Они передают друг другу просьбы, приказы, отчеты о проделанной работе, описи имущества: публикуют рекламные объявления и научные статьи; хранят старые письма и документы; долго размышляют над полученными известиями или немедленно кидаются выполнять указания начальства.
Информацию можно создавать, передавать, воспринимать, использовать, запоминать, собирать, принимать, копировать, формализовать, преобразовывать, распространять, комбинировать, обрабатывать, делить на части, упрощать, хранить, искать, измерять, разрушать и др.
Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами. В наиболее общем виде информационный процесс определяется как совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого-либо результата (достижения цели). Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах.
Информационные процессы всегда протекают в каких-либо системах. Они могут быть целенаправленными или стихийными, организованными или хаотичными, детерминированными или вероятностными, но какую бы мы систему не рассматривали, в ней всегда присутствуют информационные процессы, и какой бы информационный процесс не рассматривали, он всегда реализуется в рамках какой-либо системы - биологической, социальной, технической, социотехнической.
Схема взаимосвязи информационных процессов показана на рис. 1., где линиями без стрелок показаны включения одних в другие (нижних на схеме в верхние), а линиями со стрелками - последовательность выполнения процессов.
Наиболее общими информационными процессами являются три процесса: сбор, преобразование и использование информации. Каждый из этих процессов распадается, в свою очередь, на ряд процессов, причем некоторые из последних могут входить в каждый из выделенных обобщенных процессов.
Так, сбор информации состоит из процессов поиска и отбора. Поиск информации осуществляется в результате выполнения процедур целеполагания и использования конкретных методов поиска. Методы поиска подразделяются на «ручные» и автоматизированные. Они включают в себя такие процедуры, как формирование поискового образа (в явном или неявном виде), просмотр поступающей информации с целью сравнения ее с поисковым образом. Отбор информации производится на основе ее анализа и оценки ее свойств (объективность, достоверность, актуальность и пр.) в соответствии с выбранным критерием оценки. Отобранная информация сохраняется.
Хранение информации - это распространение ее во времени. Хранение информации невозможно без выполнения процессов кодирования, формализации, структурирования, размещения, относящихся к общему процессу преобразования информации.
В то же время кодирование, формализацию, структурирование можно вполне обоснованно отнести к процессам обработки информации. Наряду с вышеперечисленными к процессам обработки информации относятся также информационное моделирование, вычисления по формулам (численные расчеты), обобщение, систематизация, классификация, кластеризация, схематизация и т.п.
Обработка информации составляет основу процесса преобразования информации.
Информация может быть передана (распространена в пространстве) для ее последующего использования, обработки и хранения. Процесс передачи информации включает в себя процессы кодирования, восприятия, расшифровки и пр.
Важнейшим процессом использования информации субъектом является процесс подготовки и принятия решений. Наряду с этим часто использование информации сводится к процессам формирования документированной информации с целью подготовки информационного пли управляющего воздействия.
В реальной практике широко используются процедуры, входящие в процесс защиты информации. Защита информации - важнейший компонент процессов хранения, обработки, передачи информации в системах любого типа, особенно в социальных и технических системах. К ней относятся разработка кода (шифра), кодирование (шифрование), сравнение, анализ, паролирование и т.п.
После того, как процесс использования информации завершен, например, решение принято и субъект приступил к его реализации, как правило, возникает новая задача и необходимы новая информация либо уточнение уже имеющейся. Это приводит к тому, что субъект вновь обращается к процедуре сбора информации и пр. Поэтому, говоря об информационных процессах, следует подчеркивать не только их взаимосвязь, но и цикличность. Отсюда ясно происхождение понятий «информационный цикл», «жизненный цикл информации».
Кодирование информации
Информационный процесс кодирования информации встречается в нашей жизни на каждом шагу. Любое общение между людьми происходит именно благодаря тому, что они научились выражать образы, чувства и эмоции с помощью специально предназначенных для этого знаков и сигналов - звуков, жестов, букв.
Процесс кодирования можно определить как процесс представления информации в виде знаков. Правило, по которому отображается информация, называется правилом кодирования, или кодом. Знак вместе с его смыслом называется символом. Используемый для кодирования конечный набор отличных от друга знаков называется алфавитом. Наиболее распространенные алфавиты представлены на рис. 2.
При кодировании информации для технических устройств особенно важное значение имеют наборы, состоящие всего из двух знаков: (+, -); (-, -); (0,1); (да, нет). Алфавит, состоящий из двух знаков, называется двоичным, а каждый знак из этого алфавита - двоичным знаком.
Когда в процессе кодирования знак (число или слово) будет представляться не одним, а несколькими символами из применяемого алфавита, то такой набор будет называться длиной кода. В этом случае термин «код» используется как правило кодирования и как набор знаков для кодирования некоторого символа.
Количество знаков в алфавите кодирования и длина кода - совершенно разные вещи. Например, в русском, алфавите 33 буквы, а слова могут быть длиной в 1, 2, 3, ... буквы. В кодах с постоянной длиной кодирования символы могут следовать друг за другом непосредственно, без всяких разделителей. Коды переменной длины в технике встречаются довольно редко. Исключением составляет лишь код Морзе.
Наиболее простым для кодирования является двоичный алфавит. Чем меньше знаков в алфавите, тем проще должна быть устроена «машина» для распознавания (дешифровки) информационного сообщения. Однако чем меньше знаков в алфавите, тем больше их количество (большая длина кода) требуется для кодирования информации. В вычислительной технике в настоящее время широко используется двоичное кодирование с алфавитом {0,1}. Наиболее распространенными кодами являются ASCII (Американский стандарт для обмена информацией), ДКОИ-8, Win 1251.
Передача сообщений всегда осуществляется во времени. Процесс кодирования также требует определенного количества времени, которым зачастую нельзя пренебрегать. При кодировании могут ставиться определенные цели (рис.3.) и применяться различные методы.
Одно и то же сообщение можно закодировать разными способами, то есть выразить на разных языках. В процессе развития Человеческого общества люди выработали большое число языков кодирования (рис. 4.), к которым относятся разговорные языки, языки мимики и жестов, язык рисунков и чертежей, языки науки, языки искусства и специальные языки.
Среди специальных языков • особо выделяются языки программирования. Программирование -кодирование информации на языке, «понятном» компьютеру.
Сбор информации
Поиск информации - один из важных информационных процессов. От того, как он организован, во многом зависит своевременность и качество принимаемых решений.
В широком плане поиск является основой познавательной деятельности человека во всех ее проявлениях: в удовлетворении любопытства, путешествиях, научной работе, чтении и т.п. В более узком смысле поиск означает систематические процедуры в организованных хранилищах информации: библиотеках, справочниках, картотеках, электронных каталогах, базах данных.
Методы поиска информации представлены на рис. 5.
В процессе поиска встречается самая разнообразная информация. Любую информацию человек привык оценивать по степени ее полезности, актуальности и достоверности. После оценки какие-то полученные сведения могут быть отброшены как ненужные, какие-то оставлены на долгое хранение. То есть процесс поиска информации практически всегда сопровождается ее отбором. Все это вместе называют процессом сбора информации.
Понять, что искать, столкнувшись с той или мной жизненной ситуацией, грамотно осуществить процесс сбора информации - вот умения, которые становятся решающими в информационном обществе.
С информацией, которую мы ищем, всегда ассоциируется некоторая известная нам информация, которая в виде ключа или поискового предписания служит опорой для поиска и отбора информации.
В библиотечном деле термин «поиск информации» имеет родственное, но все-таки другое значение. Он относится к методам отыскивания (например, с помощью ключевых слов и индексов) текстов или ссылок на работы по некоторой теме.
Для ускорения процесса получения наиболее полной информации по интересующему вопросу в хранилищах информации стали составлять каталоги (алфавитный, предметный и др.) Но если вспомнить библиотечный каталог, то понятно, что из его карточки можно очень мало почерпнуть о содержании того документа, который он представляет. В лучшем случае — название, фамилии авторов, год и место издания, краткую аннотацию. Следующим шагом в ускорении поиска информации стало создание специальных реферативных (обзорных) журналов.
Подлинный переворот в службе хранения, отбора информации произвели автоматизированные информационно-поисковые системы (ИПС). Использование ИПС (электронного каталога) позволяет сэкономить время и усилия, затраченные на просмотр ящиков, заполненных карточками. Кроме того, появляется возможность существенно сократить пространство хранилищ, отводимое для размещения самих каталогов.
Хранение информации
Хранение информации - процесс такой же древний, как и существование человеческой цивилизации. Он имеет огромное значение для обеспечения поступательного развития человеческого общества, многократного использования информации, передачи накапливаемого знания последующим поколениям.
Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации. Доказательствами тому служат зарубки на деревьях, помогающие не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер.
Сооружения, предметы изобразительного искусства, глиняные таблички, записи, книги, архивы, библиотеки, аудиозаписи, кинофильмы - все это служит целям хранения информации.
Различная информация требует разного времени хранения: автобусный билет требуется хранить только в течение поездки; программу телепередач – неделю; школьный дневник – учебный год; аттестат зрелости – до конца жизни; исторические документы - несколько столетий.
В живой природе и жизни человека процесс длительного хранения информации играет большую роль и подвергается постоянному совершенствованию.
Примеры
/. Благодаря генетической информации, хранящейся в виде генов - участков молекулы дезоксирибонуклешовой кислоты (ДНК), существует непрерывная смена поколений каждого рода живых существ. Любой живой организм при рождении получает на клеточном уровне от своих родителей генетическую информацию и передает ее своим детям. Генетическая информация определяет, каким будет каждый рождающийся организм, его принадлежность к определенному роду и виду.
2. Человеческое общество способно бережно хранить информацию и передавать ее от поколения к поколению. На протяжении всей истории знания и жизненный опыт отдельных, людей накапливается. По современным представлениям, чем больше информации накоплено и используется в обществе, тем выше уровень его развития. Накопление информации является основой развития общества.
Основное хранилище информации для человека – его память, в том числе генетическая. Существует и «коллективная память» - традиции, обычаи того или другого народа.
Когда объект накапливаемой информации возрастает настолько, что ее становится просто невозможно хранить в памяти, человек начинает прибегать к помощи различного рода вспомогательных средств (узелков на память, записных книжек и т.д.).
С рождением письменности возникло специальное средство фиксирования и распространения информации в пространстве и времени. Родилась документированная информация" - рукописи и рукописные книги, появились своеобразные информационно-накопительные центры - древние библиотеки и архивы. Постепенно письменный документ стал и орудием управления (указы, приказы и законы).
Следующим информационным скачком явилось книгопечатание. С его возникновением наибольший объем информации стал храниться в различных печатных изданиях, и для ее получения человек стал обращаться в места их хранения (библиотеки, архивы и пр.).
В настоящее время мы являемся свидетелями быстрого развития новых, автоматизированных методов хранения информации с помощью электронных средств. Компьютер и средства телекоммуникации предназначены для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.
Информация, предназначенная для хранения и передачи представляется в виде документа.
Документ - это информация на любом материальном носителе (глиняные дощечки, бумага, кинопленка, магнитная лента, компакт-диск и т.д.), предназначенная для распространения в пространстве и времени.
Основное назначение документа заключается в использовании его в качестве источника информации при решении различных проблем обучения, управления, науки, техники, производства, социальных отношений.
Одной из процедур хранения информации является ее накопление. Различают активное и пассивное накопление.
При пассивном накоплении поступающая информация просто «складируется», при этом принимаются меры для обеспечения ее сохранности и повторного обращения к ней (считывания). К такому виду накопления относятся:
— запись звуковой информации на магнитную ленту;
— стенографирование выступления;
— - размещение документов в архиве.
При активном накоплении происходит определенная обработка поступающей информации, имеющая много градаций, но в целом направленная на обогащение знания получателя информации. К активному накоплению информации можно отнести:
- разбиение сообщения на отдельные сигналы;
- анализ содержания документов и построение аннотаций к ним;
- систематизация и обобщение документов, поступивших на хранение;
- перевод содержания документов в другую форму;
- перенесение документов на другие носители совместно с процедурами сжатия данных, обеспечения их защитными кодами.
Хранение очень больших объемов информации оправдано только при условии, если поиск нужной информации можно осуществлять достаточно быстро, а сведения получить в доступной форме. Иными словами, информация хранится только для того, чтобы впоследствии ее можно было легко отыскать, а возможность поиска закладывается при определении способа хранения информации и доступа к ней.
Информационно-поисковая система (ИПС) - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, размещения, поиска и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность ИПС, отличающая их от простых скоплений информационных материалов.
Личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря ему, поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляет собой стандартные, формализованные процедуры. То же самое справедливо и для компьютерных ИПС.
Все хранимые в ИПС документы индексируются, то есть каждому документу (статье, протоколу, видеокассете) присваивается индивидуальный код, составляющий поисковый образ документа. Поиск в хранилище идет не по самим документам, а по их поисковым образам, которые могут включать в себя:
• название документа;
• время и место создания;
• фамилии авторов или название организации, создавшей документ;
• тематические разделы, к которым можно отнести документ по его содержанию;
• информацию о местонахождении документа в хранилище и многое другое.
Важной задачей автоматизированного хранения является преобразование формы информации из физических сигналов в «знаковую» форму и обратно, а также сжатие информации, то есть устранение избыточности в ее представлении.
Передача информации
Всякое событие, всякое явление служит источником информации.
Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.
Любое событие или явление может быть выражено по-разному, разным способом, разным алфавитом. Чтобы информацию более точно и экономно передать по каналам связи, ее надо соответственно закодировать.
Информация не может существовать без материального носителя, без передачи энергии. Закодированное сообщение приобретает вид сигналов-носителей информации. Они-то и идут по каналу. Выйдя на приемник, сигналы должны обрести вновь общепонятный вид.
С этой целью сигналы пробегают декодирующее устройство, приобретая форму, удобную для абонента. Система связи сработала, цель достигнута. Когда говорят о каналах связи, о системах связи, чаще всего для примера берут телеграф: Но "каналы связи" - понятие очень широкое, включающее множество всяких систем, самых разных.
Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи.
Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.
Для того, чтобы ясен был многоликий характер понятия "канал связи", достаточно привести несколько примеров.
При телефонной передаче источник сообщения – говорящий человек. Кодирующее устройство, изменяющее звуки слов в электрические импульсы,- микрофон. Канал, по которому передается информация, -телефонный провод. Та часть трубки, которую мы подносим к уху, выполняет роль декодирующего устройства. Здесь электрические сигналы снова преобразуются в звуки. И, наконец, информация поступает в "принимающее устройство - ухо человека - на другом конце провода. А вот канал связи совершенно другой природы - живой нерв. Здесь все сообщения передаются нервным импульсом. В технических каналах связи направление передачи информации может меняться, а по нервной системе передача идет в одном направлении.
Еще один пример - вычислительная машина. Здесь те же характерные черты. Отдельные системы вычислительной машины передают одна другой информацию' с помощью сигналов. Ведь вычислительная машина - автоматическое устройство для обработки информации, как станок - устройство для обработки металла. Машина не создает из "ничего" информацию, она преобразует только то, что в нее введено.
Для передачи разнообразной информации в рамках общества созданы средства массовой информации: газеты, журналы, радио, телевидение. Для быстрой передачи информации человечество придумало много устройств: телеграф, радио, телефон, телевизор, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.
Различают следующие типовые схемы передачи информации: "от одного к одному", "от многих к одному" и "от одного ко многим".
Несколько процессов передачи информации могут образовать особый информационный процесс между двумя или несколькими объектами, при котором каждый объект и получает, и выдает информацию. Такой процесс называемый обменом информации.
Обработка информации
Обработка (преобразование) информации - это целенаправленный и планомерный процесс изменения формы представления информации или ее содержания.
Процессы изменения формы представления информации часто сводятся к процессам ее кодирования и декодирования и проходят параллельно процессам сбора и передачи информации:
1) преобразование рисунка при сканировании в последовательность двоичных цифр;
2) представление данных социологических Исследований в виде диаграмм;
3) перевод сигналов от метеозондов в графики.
Процесс изменения содержания информации включает в себя такие процедуры, как: численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д.
Систему, в которой наблюдателю известна входная и выходная информация, а ее внутренние процессы неизвестны, называют «черным ящиком». Обработка информации по принципу «черного ящика» - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют, и они не принимаются во внимание. Очень часто в нашей жизни приходится находить (угадывать, вычислять) правило, по которому происходит обработка информации.
Если правила преобразования информации строго формализованы и имеется алгоритм их реализации, то можно построить устройство для автоматизированной обработки информации. Возможность автоматизированной обработки информации основывается на том, что преобразование информации по формальным признакам не подразумевает ее осмысления. В вычислительной технике устройством автоматизированной обработки информации является процессор.
Обработка информации - это процесс, происходящий во времени. В ряде случаев он должен подчиняться заданному темпу поступления входной информации и допустимому пределу задержки при выработке выходной информации. В этом случае говорят об обработке информации в реальном масштабе времени. Примером является управление работой машин и устройств, в том числе компьютера. В других случаях время рассматривается как дискретная цепочка мгновенно происходящих событий. При этом важна лишь их последовательность, а не величина разделяющих события временных промежутков.
Наиболее простой формой обработки информации является последовательная обработка, производимая одним процессором, в котором в каждый момент времени происходит не более одного события. При наличии в системе нескольких процессоров, работающих одновременно, говорят о параллельной обработке информации.
Защита информации
Человеку свойственно ошибаться. Любое техническое устройство также подвержено сбоям, поломкам, влиянию помех. Ошибка может произойти при реализации любого информационного процесса. Велика вероятность ошибки при кодировании информации, ее обработке и передаче. Результатом ошибки может стать потеря нужных данных, принятие ошибочного решения, аварийная ситуация.
Примеры
1. Вы неверно выразили свою мысль и невольно обидели собеседника^
2. Вы произнесли не то слово, которое хотели, и ваши слушатели вас не поняли.
3. Вы правильно выбрали метод решения задачи в контрольной работе, но ошиблись в арифметических расчетах и в результате получили ошибочный ответ.
Чем больше информации передается и обрабатывается, тем труднее избежать ошибок. В обществе хранится, передается и обрабатывается огромное количество информации, и отчасти поэтому современный мир очень хрупок, взаимосвязан и взаимозависим. Информация, циркулирующая в системах управления и связи, способна вызвать крупномасштабные аварии, военные конфликты, дезорганизацию деятельности научных центров и лабораторий, разорение банков и коммерческих организаций, поэтому информацию нужно уметь защищать от искажения, потери, утечки, нелегального использования.
Примеры
1. Компьютерная система ПВО Североамериканского континента однажды объявила ложную ядерную тревогу, приведя в боевую готовность вооруженные силы. А причиной послужил неисправный чип стоимостью 46 центов - маленький, размером с монету, кремниевый элемент.
2. В 1983 году произошло наводнение в юго-западной части США. Причиной стал компьютер, в который быт введены неверные данные о погоде, в результате чего он дал ошибочный сигнал шлюзам, перекрывающим реку Колорадо.
Развитие промышленного производства принесло огромное количество новых знаний, и одновременно возникло желание часть этих знаний хранить от конкурентов, защищать их. Информация давно уже стала продуктом и товаром, который можно купить, продать, обменять на что-то другое. Как и всякий товар, она требует применения специальных методов для обеспечения сохранности.
В информатике в наибольшей степени рассматриваются основные виды защиты информации при работе на компьютере и в телекоммуникационных сетях. Компьютеры - это техническое устройство для быстрой и точной (безошибочной) обработки объемов информации самого разного вида. Но, несмотря на постоянное повышение надежности их работы, они могут выходить из строя, ломаться, как и любые другие устройства, созданные человеком. Программное обеспечение также создается людьми, способными ошибаться.
Компьютерный вирус представляет собой специально написанный небольшой по размерам фрагмент программы, который может присоединяться к другим программам (файлам) в компьютерной системе. Например, вирус может вставить себя в начало некоторой программы, так что каждый раз при выполнении этой программы первым будет активизироваться вирус. Во время выполнения вирус может производить намеренную порчу, которая сейчас же становится заметной, или просто искать другие программы, к которым он может присоединить свои копии. Если «зараженная» программа будет передана на другой компьютер через сеть или дискету, вирус начнет заражать программы на новой машине, как только будет запущена переданная программа. Таким способом вирус переходит от машины к машине. В некоторых случаях вирусы потихоньку распространяются на другие программы и не проявляют себя, пока не произойдет определенное событие, например, наступит заданная дата, начиная с которой они будут «разрушать» все вокруг. Разновидностей компьютерных вирусов очень много. Среди них встречаются и невидимые, и самомодифицирующиеся.
Термин «червяк» обычно относится к автономной программе, которая копирует себя по всей сети, размещаясь в разных машинах. Как и вирусы, эти программы могут быть спроектированы для самотиражирования и для проведения «диверсий».
Шифрование как метод защиты информации возник задолго до появления компьютеров. История криптологии (kriptos - тайный, logos - наука) - ровесница истории человеческого языка. Более того, письменность сама по себе вначале была криптографической системой, так как в древних обществах ею владели только избранные. Криптология разделяется на два направления - криптография и криптоанализ. Криптография занимается поиском и исследованием методов шифрования информации. Она дает возможность преобразовывать информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа. Сфера интересов криптоанализа – исследование возможностей расшифровки информации без знания ключей. Ключ – информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текста.
Виды и методы защиты информации при работе с компьютером
