Информационные технологии в научной деятельности и образовании. Информационная безопасность пользователей

 

3.1 Информационные технологии в научной деятельности

 

Гипертекст. В 1945 г. Ваневар Буш, научный советник президента Трумена, проанализировав способы представления информации в виде отчётов, докладов, проектов, графиков, планов и поняв неэффективность такого представления, предложил способ размещения информации по принципу ассоциативного мышления. На базе этого принципа была разработана модель гипотетической машины МЕМЕКС. Через 20 лет Теодор Нельсон реализовал этот принцип на ЭВМ и назвал его гипертекстом.

Гипертекстовая технология заключается в том, что текст представляется как многомерный, т.е. с иерархической структурой типа сети. Материал текста делится на фрагменты. Каждый видимый на экране ЭВМ фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информацию об изучаемом объекте и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.

Гипертекст обладает нелинейной сетевой формой организации материала, разделённого на фрагменты, для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определённым типам связей. При установлении связей можно опираться на разные основания (ключи), но в любом случае речь идёт о смысловой, семантической близости связываемых фрагментов. Следуя указанным связям, можно читать или осваивать материал в любом порядке. Текст теряет свою замкнутость, становится принципиально открытым, в него можно вставлять новые фрагменты, указывая для них связи с имеющимися фрагментами. Структура текста не разрушается, и вообще у гипертекста нет априорно заданной структуры. Таким образом, гипертекст - это новая технология представления неструктурированного свободно наращиваемого знания. Этим он отличается от других моделей представления информации.

Под гипертекстом понимают систему информационных объектов (статей), объединённых между собой направленными семантическими связями, образующими сеть. Каждый объект связывается с информационной панелью экрана, на которой пользователь может ассоциативно выбирать одну из связей. Объекты не обязательно должны быть текстовыми, они могут быть графическими, музыкальными, с использованием средств мультипликации, аудио- и видеотехники. Обработка гипертекста открыла новые возможности освоения информации, качественно отличающиеся от традиционных. Вместо поиска информации по соответствующему поисковому ключу гипертекстовая технология предполагает перемещение от одних объектов информации к другим с учётом их смысловой, семантической связанности. Обработке информации по правилам формального вывода в гипертекстовой технологии соответствует запоминание пути перемещения по гипертекстовой сети.

Гипертекстовая технология ориентирована на обработку информации не вместо человека, а вместе с человеком, т.е. становится авторской. Удобство её использования состоит в том, что пользователь сам определяет подход к изучению или созданию материала с учётом своих индивидуальных способностей, знаний, уровня квалификации и подготовки. Гипертекст содержит не только информацию, но и аппарат её эффективного поиска. По глубине формализации информации гипертекстовая технология занимает промежуточное положение между документальными и фактографическими информационными системами.

Структурно гипертекст состоит из информационного материала, тезауруса гипертекста, списка главных тем и алфавитного словаря.

Информационный материал подразделяется на информационные статьи, состоящие из заголовка статьи и текста. Заголовок содержит тему или наименование описываемого объекта. Информационная статья содержит традиционные определения и понятия, должна занимать одну панель и быть легко обозримой, чтобы пользователь мог понять, стоит ли её внимательно читать или перейти к другим, близким по смыслу статьям. Текст, включаемый в информационную статью, может сопровождаться пояснениями, примерами, документами, объектами реального мира. Ключевые слова для связи с другими информационными статьями должны визуально отличаться (подсветка, выделение, другой шрифт и т.д.).

Тезаурус гипертекста – это автоматизированный словарь, отображающий семантические отношения между лексическими единицами дескрипторного информационно-поискового языка и предназначенный для поиска слов по их смысловому содержанию. Тезаурус гипертекста состоит из тезаурусных статей. Тезаурусная статья имеет заголовок и список заголовков родственных тезаурусных статей, где указаны тип родства и заголовки тезаурусных статей. Заголовок тезаурусной статьи совпадает с заголовком информационной статьи и является наименованием объекта, описание которого содержится в информационной статье. В отличие от традиционных тезаурусов-дескрипторов тезаурус гипертекста содержит не только простые, но и составные наименования объектов. Полнота связей, отражаемых в тезаурусной статье, и точность установления этих связей определяют полноту и точность поиска при обращении к данной статье гипертекста. Существуют следующие типы родства, или отношений:

вид-род, род-вид, предмет-процесс, процесс-предмет, целое-часть, часть-целое, причина-следствие, следствие-причина и т.д. Пользователь получает более общую информацию по родовому типу связи, а по видовому - специфическую информацию без повторения общих сведений из родовых тем. Тем самым глубина индексирования текста зависит от родовидовых отношений.

Список заголовков родственных тезаурусных статей представляет собой локальный справочный аппарат, в котором указываются ссылки только на ближайших родственников.

Тезаурус гипертекста можно представить в виде сети: в узлах находятся текстовые описания объекта (информационные статьи), рёбра сети указывают на существование связи между объектами (статьями) и на тип родства. В гипертексте поисковый аппарат не делится на тезаурус и массив поисковых образов-документов, как в обычных информационно-поисковых системах. В гипертексте весь поисковый аппарат реализуется как тезаурус гипертекста.

Список главных тем содержит заголовки всех справочных статей, для которых нет ссылок с отношениями род-вид, часть-целое. Желательно, чтобы список занимал не более одной панели экрана.

Алфавитный словарь содержит перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке.

Гипертекст используется для предоставления какой-либо информации в виде ссылок на другие темы или документы.

Гипертексты, составленные вручную, используются давно, это справочники, энциклопедии, а также словари, снабжённые развитой системой ссылок. Область применения гипертекстовых технологий очень широка: это издательская деятельность, библиотечная работа, обучающие системы, разработка документации, законов, справочных руководств, баз данных, баз знаний и т.д.

Мультимедиа. Мультимедиа – это интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями., видеоизображением., анимацией, текстом и звуковым рядом. Одним из первых инструментальных средств создания технологии мультимедиа явилась гипертекстовая технология, которая обеспечивает работу с текстовой информацией, изображением, звуком, речью. В данном случае гипертекстовая технология выступала в качестве авторского программного инструмента.

Появлению систем мультимедиа способствовал технический прогресс: возросла оперативная и внешняя память ЭВМ, появились широкие графические возможности ЭВМ, увеличилось качество аудио- и видеотехники, появились лазерные компакт-диски и др.

Появление систем мультимедиа произвело революцию в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, бизнес, и в других сферах профессиональной деятельности. Технология мультимедиа создала предпосылки для удовлетворения растущих потребностей общества.

Самое широкое применение технология мультимедиа получила в сфере образования. Созданы видеоэнциклопедии по многим школьным предметам, музеям, городам, маршрутам путешествий. Их число продолжает расти. Созданы игровые ситуационные тренажёры, что сокращает время обучения. Тем самым игровой процесс сливается с обучением, в результате мы имеем Театр обучения, а обучаемый реализует творческое самовыражение. Идёт создание базы знаний, в которой сконструированы «живые» миры. Посредством сети ЭВМ эти базы доступны любому члену человеческого общества.

Термин «виртуальная реальность» был введён в 1989 г. Для обозначения искусственного трёхмерного мира – киберпространства, создаваемого мультимедийными технологиями и воспринимаемое человеком посредством специальных устройств: шлемов, очков, перчаток и т.д. Киберпространство отличается от обычных компьютерных анимаций более точным воспроизведением деталей и работает в режиме реального времени. Поэтому виртуальная реальность открывает небывалые перспективы в производстве, маркетинге, медицине, образовании, науке, искусстве и других сферах деятельности.

Новый класс интеллектуальных технологий. На базе мультимедиа и гипертекста растёт класс интеллектуальных технологий. К ним можно отнести информационное моделирование, которое позволяет моделировать эксперименты в тех условиях, которые невозможно воспроизвести в натуральном эксперименте из-за опасности, сложности оборудования, дороговизны. Информационное моделирование, основанное на базе технологий искусственного интеллекта, позволяет решать научные и управленческие задачи с неполной информацией, с нечёткими исходными данными. Для подсказки решений разрабатываются методы когнитивной графики, представляющие собой приёмы и методы образного представления условий решаемой задачи. Методы информационного моделирования глобальных процессов обеспечивают прогноз многих природных, экологических катастроф, техногенных аварий, нахождение решений в социальной и политической сферах с повышенной напряжённостью.

На базе новейших информационных технологий разработаны структурные аналитические технологии (CAT), ориентированные на углубленную обработку неструктурируемой информации. Они реализуют уникальную возможность человека интерпретировать содержание текстовой информации и устанавливать связи между фрагментами текста. CAT реализованы на базе гипертекстовой технологии, лингвистических процессоров и семантических сетей.

Лингвистический процессор – пакет прикладных программ, предназначенный для перевода текстов на естественном языке в машинное представление и обратно. Семантические сети дают способ представления знаний в виде помеченного ориентированного графа, в котором вершины соответствуют понятиям, объектам, действиям, ситуациям или сложным отношениям, а дуги – свойствам или элементарным отношениям.

Структурные аналитические технологии предназначены для использования в информационно-аналитических службах предприятий, отраслей, государственного управления, СМИ и так далее и предназначены для решения разнообразных задач аналитического характера на основе структуризации предварительно отобранной текстовой информации. САТ являются авторскими инструментами создания аналитических докладов, заметок и т.д.

Интегрированные информационные технологии

Информационные хранилища. Использование баз данных на предприятии не даёт желаемого результата от автоматизации деятельности предприятия. Причина проста: реализованные функции значительно отличаются от функций ведения бизнеса, так как данные, собранные в базах, не адекватны информации, которая нужна лицам, принимающим решения. Решением данной проблемы стала реализация технологии информационных хранилищ.

Информационное хранилище (data warehouse) – это автоматизированная система, которая собирает данные из существующих баз и внешних источников, формирует, хранит и эксплуатирует информацию как единую. Оно обеспечивает инструментарий для преобразования больших объёмов детализированных данных в форму, которая удобна для стратегического планирования и реорганизации бизнеса и необходима специалисту, ответственному за принятие решений. При этом происходит «слияние» из разных источников различных сведений в требуемую предметно-ориентированную форму с использованием различных методов анализа.

Особенность новой технологии в том, что она предлагает среду накопления данных, которая не только надёжна, но по сравнению с распределёнными СУБД оптимальна, с точки зрения доступа к данным и манипулирования ими.

Для данных информационного хранилища характерны:

предметная ориентация; данные организованы в соответствии со способом их применения;

интегрированность; данные согласуются с определённой системой наименований, хотя могут принадлежать различным источникам и их формы представления могут не совпадать;

упорядоченность во времени; данные согласуются во времени для использования в сравнениях, трендах и прогнозах;

неизменяемость и целостность; данные не обновляются и не изменяются, а только перезагружаются и считываются, поддерживая концепцию «одного правдивого источника».

Метабаза содержит метаданные, которые описывают, как устроены данные, частоту изменения, откуда приходят существенные части данных (разрешаются ссылки на распределённые базы данных на разных платформах), как они могут быть использованы, кто может пользоваться данными.

Управленческому персоналу метабаза предлагает предметно-ориентированный подход, показывая, какая информация имеется в наличии, как она получена, как может быть использована. Приложениям мета-база обеспечивает интеллектуальный выбор требуемой им информации.

В информационных хранилищах используются статистические технологии, генерирующие «информацию об информации»; процедуры суммирования; методы обработки электронных документов, аудио-, видеоинформации, графов и географических карт.

Для уменьшения размера информационного хранилища до минимума при сохранении максимального количества информации применяются эффективные методы сжатия данных.

Для хранения данных обычно используются выделенные серверы, или кластеры серверов (группа накопителей, видеоустройств с общим контроллером). Для доступа к серверам и их взаимосвязи требуются технологии, удовлетворяющие следующим условиям: малая задержка, высокая пропускная способность, надёжность, возможность работы на больших расстояниях. Всем этим требованиям удовлетворяет АТМ-технология.

Использование информационных хранилищ даёт существенный выигрыш по производительности в системах принятия решений, в системах обработки большого числа транзакций с большим объёмом обновления данных.

Системы электронного документооборота. Трудно представить область человеческой деятельности, которая не связана с созданием и обращением бумажных документов. Поиск нужного письма, копирование деловых документов, их сохранность, обеспечение коллективной работы с бумажными и электронными документами приводят часто к прямым финансовым потерям. Растёт поток бумажных документов, они порождают электронные документы (например, сканированные), что приводит к большим расходам, нередко к их потере. Так, по данным компании Delphi 15% всех бумажных документов безвозвратно теряются, и рабочие группы тратят до 30% своего времени в попытках найти их. Эти потери только в США близки к триллиону долларов в год.

По оценкам Norton Nolan Institute при использовании электронного документооборота рост производительности сотрудника увеличивается на 25-50 %, сокращается время обработки одного документа более чем на 75% и уменьшаются расходы на оплату площади для хранения документов на 80%. Внедрение системы электронного документооборота избавляет пользователя от переживаний, связанных с потерей документов, предохраняет от случайного стирания электронной копии, обеспечивает быстрый поиск требуемого документа, документирует процесс создания и редактирования документов, что позволяет обрабатывать их в гораздо больших количествах, принимать решения на основе более полной подборки материалов и в значительно меньшие сроки.

Переход к электронным документам радикально повышает производительность труда информационных работников. А использование их вкупе с сетевыми технологиями позволяет одновременно многим пользователям из рабочей группы применять эти документы, что при бумажной технологии проблематично и дорого (копирование, сохранение и т.п.). Это же позволяет сотрудникам, взаимодействующим внутри подразделений предприятия, избежать дублирования функций и задач, что существенно снижает затраты. Сокращаются площади под архивы и затраты на их содержание, восстановление архива в случае его порчи.

Важным фактором внедрения электронного документооборота является сохранность конфиденциальности документов, доступ к которым конкурентов и других заинтересованных лиц может привести к более или менее крупным финансовым потерям, вплоть до полного банкротства.

Сохранность хранимой на электронных носителях информации легче обеспечить вследствие малого физического объёма и развитости систем защиты.

Полностью этот процесс не автоматизирован, так как для создания индустрии автоматизации делопроизводства необходимо:

знать и уметь передавать другим методологию ведения делопроизводства;

разработать комплексную технологию автоматизации делопроизводства, оформленную в виде законченных программных продуктов;

выделить программные продукты и услуги, обеспечивающие домашних пользователей, малые офисы и корпоративных пользователей.

Рассмотрим некоторые аспекты создания системы электронного документооборота (СЭД). Любой электронный документ должен быть создан посредством или приложения (имеется в виду текстовый редактор, системы создания и редактирования электронных таблиц, чертежей, баз данных и т.п.), или специальным инструментом, входящим в СЭД, для приведения документа, находящегося в неприемлемом для системы виде, в стандартизированный вид. Отсюда вырисовываются две основные задачи при организации работы с документами:

обеспечение взаимодействия средств создания электронных документов и средств администрирования документов;

обеспечение перевода внешних документов в стандарт системы.

Первая задача означает, что какими бы приложениями ни создавался документ, в СЭД должны быть средства вовлечения его в электронный документооборот. Тем самым должна быть исключена возможность как создания и хранения документов в обход системы, так и доступа к нему иными средствами, кроме тех, которые предоставляются и контролируются СЭД.

Под понятием внешних документов подразумеваются бумажные и электронные документы, созданные вне рамок СЭД. В случае бумажных документов, а также фото-, звуковых и прочих «аналоговых» документов необходима их оцифровка, т.е. перевод в адекватную электронную форму. Для печатных документов это будет сканирование и распознавание текста, для чертежей – сканирование и трассировка, для аудио- видеоматериалов – перевод в один из компьютерных форматов. Следовательно, требуется широкий спектр перекодировщиков, способных распознать более или менее распространённый формат документа и осуществить его однозначный перенос в стандарт системы электронного документооборота.

На сегодняшний день получили широкое распространение системы компьютерного бухучёта, финансовой деятельности и др. Но подобного рода системы не обеспечивают доступа и возможности работы с прочими офисными документами. Разумеется, было бы нелепо создавать на предприятии две системы документооборота – одну для финансовых документов, другую для всех остальных. Поэтому система электронного документооборота должна поддерживать все типы документов, обращающихся на предприятии, при этом обеспечить безболезненный переход с имеющихся систем, решающих локальные задачи, на единую систему электронного документооборота предприятия.

При выборе системы нужно придерживаться принципа поддержки максимально возможного количества платформ (операционных систем). Выбираемая система должна быть открыта для эксплуатируемых и новых приложений. Для этого ей необходимо удовлетворять ряду стандартов.

Обычно внедрение новых систем выполняется поэтапно. Поэтому выбираемая система должна быть модульной. Каждый из модулей обеспечивает решение определённых задач. При этом не должно составлять труда их включение в работающую систему. Модули по возможности должны быть независимы друг от друга. Например, сначала внедряется система автоматизации исполнения приказов, а можно начать с электронного архива, но в результате должна быть получена полноценная система.

Система электронного документооборота, отвечающая перечисленным принципам, состоит из трёх частей: системы управления документами, системы массового ввода бумажных документов, системы автоматизации деловых процессов.

Система управления документами должна обеспечить интеграцию с приложениями. Если на предприятии применялись всемирно известные пакеты, то интеграция осуществляется на уровне операций с файлами, т.е. операции открытия, закрытия, создания, корректировки, сохранения замещаются соответствующими операциями системы управления документами. Если приложение не предусматривает сохранения данных в файле, то приходится перехватывать операции вывода данных на печать для перевода в стандарт системы. Это сложная работа, но её достоинство в том, что сохраняются принятые на предприятии виды документов.

Следующей задачей является обеспечение хранения документов на разных носителях. К тому же надо обеспечить быстрый поиск и доступ к различным устройствам хранения информации, чтобы факторы доступности и стоимости хранения всегда были в оптимальном соотношении в зависимости от важности и актуальности информации. Для этого надо предусмотреть поддержку миграции документов между устройствами хранения, т.е. данные с дисков в зависимости оттого, как часто к ним обращаются, должны перекочёвывать на более дешёвые и менее быстрые хранители информации.

Достаточно сложной проблемой является организация быстрого поиска документов. Для организации поиска используется индексация документов. Система индексации может быть атрибутивной или полнотекстовой.

В случае атрибутивной индексации документу присваивается некий набор атрибутов, представленных текстовыми, числовыми или иными полями, по которым выполняются поиск и доступ к искомому документу. Обычно это выглядит как каталожная карточка, где сохраняются имя автора, дата, тип документа, несколько ключевых слов, комментарии. Поиск ведётся по одному или нескольким полям либо по всей совокупности. При полнотекстовом индексировании все слова, из которых состоит документ, за исключением предлогов и незначительных для поиска слов, заносятся в индекс.

Тогда поиск возможен по любому входящему слову или их комбинации. Возможна комбинация методов, что усложняет систему, но упрощает пользователю работу с ней.

Ряд проблем возникает при коллективной работе с документами.

В первую очередь необходимо предотвратить одновременное редактирование документа двумя или более пользователями. Обычно приоритет отдаётся пользователю, первому открывшему документ, и запрет всем остальным на пользование документом, исключая режим «только для чтения».

Другой важной задачей является обеспечение работы с актуализированным документом. Многие пользователи могут редактировать и вносить изменения. В этом случае сотрудникам выдаются полномочия на редактирование документа, все изменения протоколируются, чтобы дать возможность отследить этапы прохождения документа через инстанции и его эволюцию. Можно запретить вносить изменения в документ, передавать на редактирование его копии. Версии документов также протоколируются.

Если приходится иметь дело с документом не в текстовом формате, а в виде факсимильного изображения, то его редактирование невозможно, перевод в текстовый формат не рационален. Тогда как бы накладывается второй, «прозрачный», слой с комментариями и изменениями. При этом комментарии поддаются редактированию обычным образом.

При коллективной работе с документами каждому сотруднику назначается пароль и право доступа, чтобы документ оставался недоступным любопытным. Права доступа также разделяются. Одни могут выполнять полное редактирование и уничтожение документа, другие – только просматривать. Может быть разрешён доступ к отдельным полям документа. При этом все действия пользователей заносятся в протокол, чтобы администратор системы мог проанализировать ситуацию и принять соответствующие меры.

Вторую часть электронного документооборота составляет система массового ввода бумажных документов. Эта система предназначена для массового ввода документов архива и перевода их в электронный вид.

В контексте обработки документы делятся на две группы – просто документы и формы. Формы, в отличие от просто документов, содержат массу избыточной, с точки зрения электронной обработки, информации: линии, пиктограммы, графление и т.д.

Для обеспечения перечисленных операций выделяют сервер приложений, сервер сканирования и предварительной обработки изображений, и сервер обработки изображения и распознавания. Число серверов может быть различным, но необходимо предусмотреть их координацию.

При использовании серверов баз данных для каждого документа, прошедшего систему массового ввода, создаётся задание. Переход к следующей операции означает изменение статуса задания, и каждая обработка документа является выделенной транзакцией на сервере баз данных. Если обработка не выполняется по каким-либо причинам, транзакция возвращается в базу и задание остаётся невыполненным, поступает снова на обработку. Тем самым гарантируются целостность и надёжность хранения и обработки документов.

Часть операций массового ввода реализуется программно, другая – аппаратно. Более надёжной и перспективной является аппаратная реализация посредством плат обработки изображений.

Третья часть электронного документооборота – система автоматизации деловых процессов (АДП). Она предназначена для моделирования деятельности каждого сотрудника, работающего с электронным документооборотом.

Для проектирования сложных деловых процессов используются методы моделирования, способные учесть большинство ситуаций, которые могут возникнуть в реальной жизни. Деловые процессы не имеют жёсткой структуры и меняются по самым разным причинам – внешним и внутренним. Внутренние причины обусловлены желанием оптимизировать внутренние деловые процессы с целью высвобождения ресурсов и экономии средств.

В настоящее время существуют определённые проблемы с методологией описания деловых процессов. Самой распространённой в настоящее время является методология направленного графа. Разработаны графические редакторы, позволяющие в удобной форме проектировать и редактировать карты деловых процессов. Карты деловых процессов формируются на основании заданий, их статуса, параметров, определяющих роль персон, которым они предназначены. Параметры задают роль сотрудника, его полномочия и права, время исполнения задания и т.д. Графический редактор, обрабатывающий задания, размещает карты деловых процессов в специальных базах данных.

После формирования базы карт деловых процессов работает модуль преобразования карт деловых процессов в конкретное АДП-приложение, моделирующее деятельность одного сотрудника. АДП-приложение поступает на выполнение. Оно создаёт рабочее пространство пользователя и его интерфейс: окно входящих заданий пользователю и окно исходящих заданий. Для каждого задания показываются его характеристики и состояние.

Заметим, что АДП-приложения ориентированы не на конкретных сотрудников, а на роли, которые они исполняют. Это даёт возможность динамически переназначать сотрудников на роли, что позволяет гибко реагировать на изменения, происходящие на предприятии, гибко управлять заданиями, направляя их определённой ролевой категории сотрудников.

Существуют две архитектуры АДП-систем. Первая ориентирована на документ и процесс его движения между сотрудниками. Эта система похожа на электронную почту. Достоинство – использование технологии «клиент-сервер». Недостатки – сложность управления правилами деловых процессов, затруднено протоколирование процесса движения документа, и во многих случаях документ доступен только получателю.

Вторая архитектура АДП-систем ориентирована на задание как составную часть делового процесса. Логика построения таких систем выглядит как «деловой процесс-задание-документ». Поэтому документ может быть прикреплён к заданию, но может и отсутствовать. Информация о задании и его обслуживании хранится в базе данных. В этом случае легко протоколируются все движения задания. Трудности возникают при организации распределённой обработки заданий.

Поэтому при выборе АДП-систем следует учитывать стиль работы предприятия, решаемые задачи.

Геоинформационные системы. Сетевые и авторские технологии позволяют создавать геоинформационные системы (ГИС) для доступа к мировым хранилищам информации любых типов. Для работы ГИС требуются мощные аппаратные средства: запоминающие устройства большой ёмкости, подсистемы отображения, оборудование высокоскоростных сетей.

В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоёв информации. Основной слой содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и др. В процессе создания и наложения слоёв друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных. Как правило, информация представляется графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объём хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчётная информация, координационная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. ГИС позволяет извлечь любые типы данных, визуализировать их. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.

Программное ядро ГИС можно разделить на части: инструментальные геоинформационные системы, вьюеры, векторизаторы, средства пространственного моделирования, средства дистанционного зондирования.

Инструментальные геоинформационные системы обеспечивают ввод пространственных данных, хранение в структурированных базах данных, реализацию сложных запросов, пространственный анализ, вывод твёрдых копий.

Вьюеры предназначены для просмотра введённой ранее и структурированной по правам доступа информации, позволяя при этом выполнять информационные запросы из сформированных с помощью инструментальных ГИС баз данных, в том числе выводить картографические данные на твёрдый носитель.

Векторизаторы растровых картографических изображений предназначены для ввода пространственной информации со сканера, включая полуавтоматические средства преобразования растровых изображений в векторную форму.

Средства пространственного моделирования оперируют с пространственной информацией, ориентированной на частные задачи типа моделирования процесса распространения загрязнений, моделирования геологических явлений, анализа рельефа местности.

Средства дистанционного зондирования предназначены для обработки и дешифрования цифровых изображений земной поверхности, полученных с борта самолета и искусственных спутников.

Основные сферы применения ГИС:

геодезические, астрономо-геодезические и гравиметрические работы;

топологические работы;

картографические и картоиздательские работы;

аэросъёмочные работы;

формирование и ведение банков данных перечисленных выше работ для всех уровней управления Российской Федерации, для отображения политического устройства мира, атласа автомобильных и железных дорог, границ РФ и зарубежных стран, экономических зон и т.д.

Видеоконференция. К истокам видеоконференции можно отнести появление первого видеотелефона, созданного НИИ телевидения СССР в 1947 г. Однако разгоревшийся было шум вокруг видеотелефона, сменился глубоким разочарованием, так как никто не захотел показывать своё лицо во время телефонного разговора.

Появление Интернет-технологии оживило потребность в таких средствах. Оказалось, что трём собеседникам уже трудно говорить одновременно, не видя друг друга. В сентябре 1995 г. американские астронавты на космическом «челноке» Endeavour впервые провели из космоса видеоконференцию в реальном времени. Использовалась ИТ ProShare, разработанная корпорацией Intel.

Видеоконференция – это способность двух или более людей общаться между собой и совместно работать посредством компьютеров, удалённых друг от друга большими расстояниями. Видеоконференция предоставляет больше функций, чем видеотелефон, она позволяет видеть и слышать других участников «встречи», работать вместе с ними так, как если бы все сидели за одним экраном компьютера. Видеоконференция ускоряет деловой процесс в бизнесе, повышает эффективность использования времени и ресурсов, расширяет и повышает качество обслуживания участников, так как разрозненные данные, хранимые в локальных базах, могут обрабатываться совместно участниками конференции.

Для проведения видеоконференции необходимо укомплектовать компьютер миниатюрной видеокамерой, аудио-видеоплатами, пакетом программ для проведения видеоконференций, современным оборудованием цифровых телекоммуникационных сетей.

Технология организации и проведения видеоконференций содержит следующие этапы. Абонент дозванивается к провайдеру многоточечного обслуживания (оператору телекоммуникационных сетей) и определяет дату, время, продолжительность сеанса и список участников. Каждому участнику выдаётся код пользователя и пароль. В назначенное время участники встречи звонят провайдеру. Их проверяют на право участия в конференции и подсоединяют к сети участников, после чего они слышат всех, видят и коллективно пользуются данными.

Происходит сеанс связи. Участникам предоставлены средства совместной работы с документами посредством текстовых и графических редакторов.

При коммутируемом вызове с голосовым управлением абонент видит себя в «локальном» окне, а в «удалённом» - говорящего. Как только последний перестаёт говорить, «удалённое» окно переключается на нового оратора. Если одновременно начинают говорить несколько человек, «удалённое» окно переключается на того, кто говорит громче.

В режиме постоянного присутствия на экране видны несколько последних ораторов. Для этого «удалённое» окно делится на несколько окон.

По окончании сеанса связь рвётся, освобождаются ресурсы. Число участников конференции зависит от провайдера услуг и модуля MCU. Традиционно в конференции может принять участие до 24 абонентов.

Примеры использования телеконференций:

установление тесных отношений разработчиков различных систем;

сотрудничество с поставщиками;

организация финансовых услуг посредством создания киосков, оборудованных средством поддержки телеконференций;

проведение масштабных компьютерных проектов;

дистанционное обучение;

во всех сферах деятельности, где требуется «удалённое» общение.

Сфера применения технологий видеоконференций постепенно расширяется. Если раньше главными пользователями были юридические фирмы, предприятия здравоохранения, издательской деятельности, дизайна, то сегодня трудно назвать отрасль, где бы не применялась видеоконференц-связь. Американские исследования показали, что при телефонном разговоре в среднем можно передать 11% необходимого объёма информации. При использовании телефонной связи в совокупности с факсимильной – до 24%, посредством видеоконференций – до 60%.

Недостатками систем видеоконференций является невозможность передачи технической документации, снимков, видеороликов, а также отсутствие необходимой сетевой индустрии.

На рынке видеоконференций существует три сектора. Первый – настольные видеоконференции. Они ориентированы на бизнес-применение, совместную работу с документами с поддержкой звука и видео. Второй сектор – групповые видеоконференции, ориентированные, в основном, на звук и видео. Обычно они устанавливаются в специально оборудованных комнатах – конференц-залах. Они дороже. Третий – студийные видеоконференции. Там цены ещё выше, качество лучше, документы совместно не обрабатываются.

Технология видеоконференций породила новый вид передачи информации – видеопочту. Этот вид связи является расширением электронной почты (текстовой) и напоминает работу автоответчика. Человека, делающего вызов по видеоконференции, «приветствует» изображение вызываемого, после чего он просит оставить текст или голосовое письмо.

Получает распространение технология записи процесса видеоконференции, чтобы пользователи могли повторно просматривать отдельные её куски.

Информационные технологии дистанционного обучения

Учебный процесс, осуществляемый на основе технологий дистанционного обучения, включает в себя как обязательные аудиторные занятия, так и самостоятельную работу студентов.

Применяемые при дистанционном обучении информационные технологии можно разделить на три группы:

технологии представления образовательной информации;

технологии передачи образовательной информации;

технологии хранения и обработки образовательной информации.

В совокупности они и образуют технологии дистанционного обучения. При этом при реализации образовательных программ особое значение приобретают технологии передачи образовательной информации, которые, по существу, и обеспечивают процесс обучения и его поддержку.

В основе процесса обучения всегда лежит передача информации от преподавателя к студенту. В этом смысле любую технологию, применяемую в образовании, можно называть информационной. С другой стороны, нередко термин «информационные технологии» применяют по отношению ко всем технологиям, основанным на использовании компьютерной техники и средств телекоммуникации. Во избежание неправильной интерпретации, определим три понятия, имеющие первостепенное значение для дистанционного образования. Это:

образовательная информация;

образовательные технологии;

информационные технологии.

Рассмотрим каждое из этих понятий.

Образовательная информация – это знания, которые необходимо передать обучаемому для того, чтобы он мог квалифицированно выполнять ту или иную деятельность.

В дисциплинарной модели обучения, присущей очной системе образования, интерпретатором знаний выступает преподаватель. При дистанционном обучении интерпретатором в большей мере является сам студент и поэтому к качеству образовательной информации и способам её представления должны предъявляться повышенные требования.

Прежде всего, это относится к вновь создаваемым электронным учебникам, а также к информационным базам и банкам знаний, справочным и экспертным системам, используемым для целей образования. Представляемая в них информация, в отличие от полиграфической, должна иметь совершенно иную организацию и структуру. Это обусловлено как психофизиологическими особенностями восприятия информации на экране компьютера, так и технологией доступа к ней.

Образовательная информация не должна накапливаться только в одном или немногих местах. Её распределение должно иметь островной характер, так, чтобы обеспечить максимально возможный доступ студентов к ней из любых удалённых мест, без существенного увеличения загрузки телекоммуникационных каналов. Такого рода островами (центрами) информации могут стать крупные библиотеки и научно-образовательные центры, созданные на базе ведущих вузов.

Образовательные технологии - это комплекс дидактических методов и приёмов, используемых для передачи образовательной информации от её источника к потребителю и зависящих от формы её представления.

Особенностью образовательных технологий является опережающий характер их развития по отношению к техническим средствам. Дело в том, что внедрение компьютера в образование приводит к пересмотру всех компонент процесса обучения. В интерактивной среде «ученик-компьютер-преподаватель» большое внимание должно уделяться активизации образного мышления за счёт использования технологий, активизирующих правополушарное, синтетическое мышление. А это значит, что представление учебного материала должно воспроизводить мысль преподавателя в виде образов. Иначе говоря, главным моментом в образовательных технологиях дистанционного обучения становится визуализация мысли, информации, знаний.

К образовательным технологиям, наиболее приспособленным для использования в дистанционном обучении, относятся:

видео-лекции;

мультимедиа-лекции и лабораторные практикумы;

электронные мультимедийные учебники;

компьютерные обучающие и тестирующие системы;

имитационные модели и компьютерные тренажёры;

консультации и тесты с использованием телекоммуникационных средств;

видеоконференции.

Информационные технологии – это аппаратно-программные средства, базирующиеся на использовании вычислительной техники, которые обеспечивают хранение и обработку образовательной информации, доставку её обучаемому, интерактивное взаимодействие студента с преподавателем или педагогическим программным средством, а также тестирование знаний студента.

В учебном процессе важна не информационная технология сама по себе, а то, насколько её использование служит достижению собственно образовательных целей. Выбор средств коммуникации должен определяться содержанием, а не технологией. Это означает, что в основе выбора технологий должно лежать исследование содержания учебных курсов, степени необходимой активности обучаемых, их вовлечённости в учебный процесс, конкретных целей и ожидаемых результатов обучения и т.п.

Результат обучения зависит не от типа коммуникационных и информационных технологий, а от качества разработки и предоставления курсов.

При выборе технологий необходимо учитывать наибольшее соответствие некоторых технологий характерным чертам обучаемых, специфическим особенностям конкретных предметных областей, преобладающим типам учебных заданий и упражнений.

Основная роль, выполняемая телекоммуникационными технологиями в дистанционном обучении – обеспечение учебного диалога. Обучение без обратной связи, без постоянного диалога между преподавателем и обучаемым невозможно. Обучение (в отличие от самообразования) является диалогичным процессом по определению. В очном обучении возможность диалога определяется самой формой организации учебного процесса, присутствием преподавателя и обучаемого в одном месте в одно время. В дистанционном обучении учебный диалог необходимо организовать с помощью телекоммуникационных технологий в on-line или off-line режимах.

Основное преимущество off-line технологий состоит в том, что они менее требовательны к ресурсам компьютера и пропускной способности линий связи. Они могут использоваться даже при подключении к Internet по коммутируемым линиям (при отсутствии постоянного подключения к Internet).

К технологиям этого рода относятся электронная почта, списки рассылки и телеконференция. Через сервер может быть организована рассылка учебной информации, с помощью электронной почты устанавливается личное общение между преподавателем и студентом, а телеконференция позволяет организовать коллективное обсуждение наиболее сложных или вызвавших затруднения вопросов курса. Все эти технологии позволяют обмениваться сообщениями между различными компьютерами, подключенными к Internet.

Важным преимуществом offline технологий является большой выбор программного обеспечения для работы с электронной почтой и телеконференциями. Эффективность технологий offline проявляется при организации текущих консультаций, текущего контроля на основе контрольных и самостоятельных работ, проверяемых «вручную» преподавателем.

Из on-line технологий прежде всего нужно отметить chat, позволяющий осуществлять обмен текстовыми сообщениями через Internet в реальном времени. В простейшем случае «разговор» происходит между двумя пользователями. Для работы с chat существует большое количество программ. Эффективность технологий online особенно высока при организации сетевых семинарских занятий и групповых консультаций.

При организации совместных образовательных программ особое значение приобретают сетевые технологии дистанционного обучения, поскольку именно они позволяют наиболее полно реализовать принцип распределённости образовательных ресурсов и кадрового потенциала.

Информационные технологии в моделировании и проектировании технических объектов

В настоящее время ведущие проектные и научно-исследовательские институты, инжиниринговые фирмы и производственные предприятия в своей практике всё шире применяют компьютерные системы технологического моделирования, которые в последние годы пришли на смену весьма тяжеловесным программам расчёта отдельных технологических процессов. Эти системы представляют собой «электронные конструкторы», которые позволяют достаточно быстро «собирать» практически любые технологические схемы, выполнять многовариантные расчёты режимов, балансов и основных показателей качества сырья и продукции. Лучшие системы технологического моделирования позволяют также создавать контуры автоматического регулирования технологических параметров, выполнять серии аналитических расчётов для изучения влияния технологических параметров на выбранные показатели процесса и даже решать задачи оптимизации. Кроме этого, некоторые системы позволяют собирать схемы не только установок, но и цехов, заводов и даже комплексов предприятий (хотя и с некоторым ущербом для детализации расчётов и усложнением их выполнения). Область применения систем технологического моделирования - детальный анализ состояния технологии и определение недостающей информации для действующих производств, разработка технических решений по проектированию новых и модернизации действующих производств, обоснование текущих и перспективных планов переработки сырья и т.п. Таким образом, для инженерной и исследовательской работы на современном уровне системы технологического моделирования необходимы как в проектных и научно-исследовательских институтах, так и на предприятиях.

Также применение технологического моделирования весьма эффективно при разработке решений по реконструкции и модернизации технологии. Как правило, в процессе эксплуатации предприятий периодически возникает необходимость реконструкции отдельных установок, технологической обвязки и тому подобное с предварительной проработкой вариантов технических решений. С помощью технологических моделей действующих объектов предприятия такая задача может быть решена достаточно квалифицированно и с минимальными ошибками, поскольку расчётный анализ моделей позволяет отбросить заведомо нерациональные варианты, уточнить идеи реконструкции, определить наиболее приемлемые решения с минимальными затратами времени и сил. Наконец, весьма полезны технологические модели при анализе состояния технологии и обосновании текущих и перспективных планов. В настоящее время балансы производства обычно рассчитываются по среднестатистическим выходам товарной продукции. Такой подход терпим при текущем планировании и стабильности поставок сырья. Однако планирование на относительно длительную перспективу и в условиях изменения поставок сырья по количеству и составу при таком примитивном подходе нередко приводит к существенным ошибкам.

Для квалифицированного использования моделирования необходимо создание технологических моделей, адекватных реально действующим объектам. Для этого необходимо предварительно настроить модели по результатам исследований потоков и фактическим данным моделируемого объекта таким образом, чтобы при расчётах воспроизвести с достаточной точностью фактические составы и показатели качества продукции, а также фактические режимные параметры – давления, температуры и расходы потоков. В качестве основных параметров для настройки моделей следует выбирать составы потоков, поскольку они наиболее чувствительны при отклонениях моделей от практики. Для качественного проектирования новых технологических объектов необходимо получить состав сырья с максимально возможной точностью, а модели разрабатываемого объекта следует настраивать по данным эксплуатации аналогичным действующих объектов.

В настоящее время лидирующие позиции на рынке моделирующих систем занимают продукты трёх компаний – Simulation Sciences (SimSci), Aspen Technologies и Hyprotech.

Hysys и Hysim. Продукты канадской компании Hyprotech Ltd. Hysim позволяют выполнять статическое моделирование практически всех основных процессов газопереработки, нефтепереработки и нефтехимии. Особый акцент сделан на работу с уравнением состояния Пенга-Робинсона. Программа имеет расширенный набор модификаций уравнения состояния Пенга-Робинсона, включающих работу с несимметричными коэффициентами бинарного взаимодействия и различными правилами смещения, модификации для работы с водой, гликолями и аминами. Пакет имеет оригинальный, весьма совершенный алгоритм расчёта ректификационных колонн, практически не имеет ограничений в отношении набора задаваемых спецификаций и сложности колонны. Программа имеет табличный ввод данных, по которому затем строится изображение схемы в формате AUTOCAD. Дополнительный пакет Hyprop позволяет эффективно обрабатывать экспериментальные данные по свойствам чистых компонентов и затем использовать полученные корреляции в расчётах. Программа, наряду с возможностью статического моделирования технологических схем, позволяет в той же среде производить динамическое моделирование отдельных процессов и всей технологической цепочки, а также разрабатывать и отлаживать схемы регулирования процессов. Имеется возможность выполнять расчёты основных конструктивных характеристик сепарационного оборудования, ёмкостей, теплообменной аппаратуры, тарельчатых и насадочных ректификационных колонн и оценку стоимости оборудования. Программа имеет развитый графический интерфейс, поддерживает технологию OLE-2 и хорошо интегрирована с офисными приложениями Microsoft.

Aspen Plus и Speed UP. Продукты американской компании Aspen Technologies Inc. Эти системы широко известны во всём мире, в том числе среди студентов химико-технологических специальностей. Aspen Plus – система для статического моделирования процессов, основанных на химическом и фазовом превращении. Имеет широкий набор алгоритмов, который постоянно расширяется, благодаря тому, что Aspen Plu s является системой с открытыми стандартами. Система имеет развитый графический интерфейс. Имеется возможность выполнять расчёты основных конструктивных характеристик и оценку стоимости оборудования. Speed UP – система динамического моделирования технологических процессов совместима на уровне данных с платформой Aspen Plus. Обе программы пакета сейчас объединены в новейшем интегрированном пакете Dyna Plus.

Pro II и Provision. Эти широко известные программные продукты разработаны американской фирмой Simulation Sciences, Inc. Система Pro II была первоначально перенесена на платформу DOS/PC с мэйнфреймов.

В этой реализации она не имела удобного пользовательского интерфейса. В 1995 г. фирма анонсировала новый графический интерфейс для 32 разрядных платформ PC/Windows с поддержкой OLE-2 и выпустила пакет Provision. Одновременно разрабатывалась реализация и для Unix -платформ (AIX и Solaris). Практически, в Pro II/ProVision заложены возможности моделирования почти всех химических и нефтехимических производств. Также имеются широкие возможности для работы с растворами электролитов. Имеется возможность проведения гидравлических расчётов сепарационного оборудования, реакторов, насадочных и тарельчатых ректификационных колонн. Фирма имеет в своём арсенале также пакет динамического моделирования – Protiss, который сейчас также доступен через интерфейс Provision. В кооперации с Shell Development Co. разработан онлайновый симулятор Romeo.

Кроме продуктов «первого эшелона», на рынке программных средств для инженерного моделирования присутствуют продукты, предоставляющие пользователю значительно меньше возможностей, но достаточно, чтобы решать основной круг задач инженера – технолога.

CHEMCAD. Программный пакет CHEMCAD разработан фирмой ChemStations, Inc. Пакет включает средства статического моделирования основных процессов, основанных на фазовых и химических превращениях, а также средства для расчёта геометрических размеров и конструктивных характеристик основных аппаратов, и оценки стоимости оборудования.

PROSIM. Продукткомпании Bryan Research & Engineering, Inc. Пакет включает средства статического моделирования основных процессов газопереработки (включая гликолевую осушку, аминовую очистку, фракционирование), нефтепереработки (атмосферно-вакуумная перегонка). Имеются средства для расчёта геометрических размеров и конструктивных характеристик аппаратов.

Среди Российских программ следует отметить две разработки: КОМФОРТ и GIBBS.

КОМФОРТ. Эта система моделирования представляет собой инструментальное средство для выполнения поверочных и проектных расчётов материально-тепловых балансов различных химических производств. КОМФОРТ состоит из управляющей программы и модулей расчёта аппаратов. Управляющая программа с конкретным набором технологических модулей образует предметно-ориентированную моделирующую программу, позволяющую выполнять расчёты для конкретного класса химико-технологических схем (ХТС). Программа имеет средства для расчёта всех основных процессов фракционирования для газопереработки.

GIBBS. Этот моделирующий пакет разработан фирмой «Топэнергобизнес». Пакет включает средства для моделирования процессов промысловой подготовки природных газов, включая обычные установки низкотемпературной сепарации и низкотемпературные детандерные заводы с частичным или полным фракционированием жидких углеводородов, процессы обработки газа с впрыском, сбором и регенерацией ингибиторов гидратообразования, промысловой и заводской подготовки и переработки газоконденсата и нефти, включая деэтанизацию, стабилизацию и фракционирование по топливному варианту, газофракционирование. Программа имеет средства для синтеза нефтяной смеси по данным лабораторных анализов, расчёта товарных свойств фракций моторных топлив, условий образования и ингибирования газовых гидратов, расчёта дифференциальной конденсации пластовых смесей, расчёта условий образования твёрдой фазы СО2 и другие утилиты инженерного применения.

Обычно стадия проектирования выполняется с помощью специализированного программного обеспечения (CAD/CAM -приложений). Однако стадии проектирования предшествует исследование проекта, на котором выполняются отдельные общие стадии проектирования (планирование размещения объекта, снабжение энергией, теплом, водой и т.п.), оценка стоимости отдельных стадий и проекта в целом и составление сметы проекта, разработка сетевого графика выполнения проекта, анализ финансовой эффективности проекта. Хотя исследование проекта не относится к задачам моделирования химико-технологических процессов, существует специальное программное обеспечение, позволяющее выполнять такие исследования и использующее в качестве исходных данные, полученные с помощью перечисленных выше программных продуктов. К таким программам относится ICARUS PROCESS EVALUATOR (IPE), использующий в качестве исходных данные, полученные с помощью HYSYM, Aspen Plus, ProVision и CHEMCAD. Программа позволяет выбрать наиболее прибыльный проект из различных вариантов, чтобы обеспечить надёжный возврат инвестиций после осуществления проекта. Для этого выполняется полный анализ стоимости проекта на основе данных о стоимостях оборудования, труда, транспортировки, различных типов установок, зданий, сооружений и т.д. При этом может быть выполнен подробный расчёт размеров оборудования. На основе общих характеристик проекта и сметных расчётов может быть разработан сетевой график производства работ, и далее – выполнен подробный финансовый анализ.

Современные средства моделирования, которые могут быть использованы для разработки, анализа и проектирования новых производств, и для анализа работы существующих, весьма многообразны. Они позволяют автоматизировать практически все стадии инженерного труда и свести к минимуму затраты рабочего времени, трудовых ресурсов и денежных средств. При этом поставленная задача решается оптимально, с учётом накопленного опыта и данных. Совершенно очевидно, что конкурентное развитие техники и технологии невозможно без широкомасштабного использования таких средств моделирования как в проектных и исследовательских организациях, так и на производстве.

 

3.2 Безопасность пользователя информационных технологий

 

Безопасность ИС – свойство, заключающееся в способности системы обеспечить конфиденциальность и целостность информации, т.е. защиту информации от несанкционированного доступа с целью её раскрытия, изменения или разрушения.

Информационную безопасность часто указывают среди основных информационных проблем XXI в. Действительно, вопросы хищения информации, её сознательного искажения и уничтожения часто приводят к трагическим для пострадавшей стороны последствиям, ведущим к разорению и банкротству фирм и даже к человеческим жертвам.

В законе Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации», например, подчёркивается, что «...информационные ресурсы являются объектами собственности граждан, организаций, общественных объединений, государства» и защищать информационные ресурсы, естественно, следует, как личную, коммерческую и государственную собственность.

Все угрозы информационным системам можно объединить в обобщающие их три группы.

Угроза раскрытия – возможность того, что информация станет известной тому, кому не следовало бы её знать.

Угроза целостности – умышленное несанкционированное изменение (модификация или удаление) данных, хранящихся в вычислительной системе или передаваемых из одной системы в другую.

Угроза отказа в обслуживании – возможность появления блокировки доступа к некоторому ресурсу вычислительной системы.

Средства обеспечения информационной безопасности в зависимости от способа их реализации можно разделить на следующие классы методов:

организационные методы подразумевают рациональное конфигурирование, организацию и администрирование системы. В первую очередь это касается сетевых информационных систем, их операционных систем, полномочий сетевого администратора, набора обязательных инструкций, определяющих порядок доступа и работы в сети пользователей;

технологические методы, включающие в себя технологии выполнения сетевого администрирования, мониторинга и аудита безопасности информационных ресурсов, ведения электронных журналов регистрации пользователей, фильтрации и антивирусной обработки поступающей информации;

аппаратные методы, реализующие физическую защиту системы от несанкционированного доступа, аппаратные функции идентификации периферийных терминалов системы и пользователей, режимы подключения сетевых компонентов и т.д.;

программные методы – это самые распространённые методы защиты информации (например, программы идентификации пользователей, парольной защиты и проверки полномочий, брандмауэры, криптопротоколы и т.д.). Без использования программной составляющей практически невыполнимы никакие, в том числе и первые три группы методов (т.е. в чистом виде организационные, технологические и аппаратные методы защиты, как правило, реализованы быть не могут – все они содержат программный компонент). При этом следует иметь в виду, вопреки распространённому иному мнению, что стоимость реализации многих программных системных решений по защите информации существенно превосходит по затратам аппаратные, технологические и тем более организационные решения (конечно, если использовать лицензионные, а не «пиратские» программы).

Наибольшее внимание со стороны разработчиков и потребителей в настоящее время вызывают следующие направления защиты информации и соответствующие им программно-технические средства:

Защита от несанкционированного доступа информационных ресурсов автономно работающих и сетевых компьютеров. Наиболее остро эта проблема стоит для серверов и пользователей сетей Интернет и интранет. Эта функция реализуется многочисленными программными, программно-аппаратными и аппаратными средствами.

Защита секретной, конфиденциальной и личной информации от чтения посторонними лицами и целенаправленного её искажения. Эта функция обеспечивается как средствами защиты от несанкционированного доступа, так и с помощью криптографических средств, традиционно выделяемых в отдельный класс.

Защита информационных систем от многочисленных компьютерных вирусов, способных не только разрушить информацию, но иногда и повредить технические компоненты системы.

Активно развиваются также средства защиты от утечки информации по цепям питания, каналам электромагнитного излучения компьютера или монитора (применяется экранирование помещений, использование генераторов шумовых излучений, специальный подбор мониторов и комплектующих компьютера, обладающих наименьшим излучениям), средства защиты от электронных «жучков», устанавливаемых непосредственно в комплектующие компьютера и т.д.

Защита информации от несанкционированного доступа. Защита от несанкционированного доступа к ресурсам компьютера - это комплексная проблема, подразумевающая решение следующих вопросов:

присвоение пользователю, а также и терминалам, программам, файлам и каналам связи уникальных имён и кодов (идентификаторов);

выполнение процедур установления подлинности при обращениях (доступе) к информационной системе и запрашиваемой информации, т.е. проверка того, что лицо или устройство, сообщившее идентификатор, в действительности ему соответствует (подлинная идентификация программ, терминалов и пользователей при доступе к системе чаще всего выполняется путём проверки паролей, реже обращением в специальную службу, ведающую сертификацией пользователей);

проверка полномочий, т.е. проверка права пользователя на доступ к системе или запрашиваемым данным (на выполнение над ними определённых операций – чтение, обновление) с целью разграничения прав доступа к сетевым и компьютерным ресурсам;

автоматическая регистрация в специальном журнале всех как удовлетворённых, так и отвергнутых запросов к информационным ресурсам с указанием идентификатора пользователя, терминала, времени и сущности запроса, т.е. ведение журналов аудита, позволяющих определить, через какой хост-компьютер действовал хакер или кракер, а иногда и определить его IP -адрес и точное местоположение.

Брандмауэр как средство контроля межсетевого трафика. Брандмауэр, или межсетевой экран, – это «полупроницаемая мембрана», которая располагается между защищаемым внутренним сегментом сети и внешней сетью или другими сегментами сети интранет и контролирует все информационные потоки во внутренний сегмент и из него. Контроль трафика состоит в его фильтрации, т.е. выборочном пропускании через экран, а иногда и с выполнением специальных преобразований и формированием извещений для отправителя, если его данным в пропуске было отказано. Фильтрация осуществляется на основании набора условий, предварительно загруженных в брандмауэр и отражающих концепцию информационной безопасности корпорации. Брандмауэры могут быть выполнены как в виде аппаратного, так и программного комплекса, записанного в коммутирующее устройство или сервер доступа (сервер-шлюз, прокси-сервер, хост-компьютер и т.д.).

Работа брандмауэра заключается в анализе структуры и содержимого информационных пакетов, поступающих из внешней сети, и в зависимости от результатов анализа пропуска пакетов во внутреннюю сеть (сегмент сети) или полное их отфильтровывание. Эффективность работы межсетевого экрана обусловлена тем, что он полностью переписывает реализуемый стек протоколов TCP/IP, и поэтому нарушить его работу с помощью искажения протоколов внешней сети (что часто делается хакерами) невозможно.