Цифровая экономика, ее кадры и задачи PDF

[1. Цифровая экономика, ее кадры и задачи] Цифровая экономика представляет собой экономическую систему, в которой ключевую роль играют цифровые технологии. Она охватывает все сферы жизни, включая бизнес, государственное управление и социальные услуги. Основные задачи цифровой экономики включают: -...

[1. Цифровая экономика, ее кадры и задачи] Цифровая экономика представляет собой экономическую систему, в которой ключевую роль играют цифровые технологии. Она охватывает все сферы жизни, включая бизнес, государственное управление и социальные услуги. Основные задачи цифровой экономики включают: - **Обеспечение кибербезопасности**: Защита данных и систем от кибератак. - **Подготовка квалифицированных кадров**: Обучение специалистов для работы в IT-секторе. - **Развитие цифровых платформ**: Создание и внедрение платформ для оказания государственных и коммерческих услуг в электронном виде. - **Увеличение доступности интернета**: Обеспечение высокоскоростного доступа к интернету для всех граждан. В рамках национального проекта «Экономика данных» в России планируется значительное увеличение доли отечественного программного обеспечения и сокращение сроков предоставления государственных услуг. [2. Сквозные цифровые технологии] Сквозные цифровые технологии --- это технологии, которые пронизывают все сферы экономики и обеспечивают интеграцию различных процессов. К ним относятся: - **Искусственный интеллект (ИИ)**: Используется для анализа данных и автоматизации процессов. - **Интернет вещей (IoT)**: Объединяет устройства для обмена данными и управления ими. - **Блокчейн**: Обеспечивает безопасность и прозрачность транзакций. - **Большие данные**: Позволяют анализировать большие объемы информации для принятия обоснованных решений. Эти технологии помогают повысить эффективность работы организаций и улучшить качество предоставляемых услуг. [3. Большие данные и источники, методы и средства работы с Большими данными] Большие данные (Big Data) представляют собой массивы информации, которые слишком велики или сложны для обработки традиционными методами. Источники больших данных включают: - Социальные сети (например, Facebook, Twitter). - Датчики IoT (например, устройства умного дома). - Логи веб-сайтов и приложений. Методы работы с большими данными включают: - **Хранилища данных (Data Warehousing)**: Системы для хранения больших объемов информации. - **Аналитика данных (Data Analytics)**: Процессы анализа данных для получения полезной информации. - **Машинное обучение (Machine Learning)**: Алгоритмы, которые позволяют системам учиться на данных и делать прогнозы. Средства работы с большими данными включают платформы Apache Hadoop и Apache Spark. [4. Нейротехнологии и отрасли их использования] Нейротехнологии --- это технологии, направленные на изучение и использование нейронных процессов в мозге человека. Они находят применение в следующих отраслях: - **Медицина**: Для диагностики и лечения неврологических заболеваний. - **Образование**: Разработка адаптивных обучающих систем, основанных на нейропсихологии. - **Игровая индустрия**: Использование нейроинтерфейсов для создания интерактивных игр. Нейротехнологии могут значительно улучшить качество жизни людей с ограниченными возможностями. [5. Робототехника. История развития, перспективы и социальные последствия] Робототехника --- это область науки и техники, занимающаяся проектированием, созданием и эксплуатацией роботов. История робототехники начинается с первых автоматов в древности, а затем развивается с появлением промышленных роботов в XX веке. Перспективы робототехники включают: - Автоматизацию производства. - Развитие сервисных роботов для повседневной жизни (например, уборка, доставка). Социальные последствия могут быть как положительными (увеличение производительности), так и отрицательными (угроза потери рабочих мест). [6. Блокчейн. Плюсы и минусы] Блокчейн --- это распределенная база данных, которая обеспечивает безопасность транзакций за счет криптографической защиты. Плюсы блокчейна: - **Децентрализация**: Отсутствие единой точки отказа. - **Прозрачность**: Все транзакции видны участникам сети. Минусы: - Высокая потребность в вычислительных ресурсах (например, для майнинга). - Ограниченная скорость обработки транзакций по сравнению с традиционными системами. [7. Квантовые технологии] Квантовые технологии основаны на принципах квантовой механики и предлагают новые возможности для обработки информации. К ним относятся: - **Квантовые компьютеры**: Способны выполнять вычисления быстрее классических компьютеров благодаря использованию кубитов. - **Квантовая криптография**: Обеспечивает высокий уровень безопасности передачи данных. Перспективы квантовых технологий включают революцию в области вычислений и коммуникаций. [8. Искусственный интеллект] Искусственный интеллект (ИИ) --- это область информатики, занимающаяся созданием систем, способных выполнять задачи, требующие интеллекта человека. Драйверы рынка ИИ включают: - Увеличение объема данных. - Развитие вычислительных мощностей. Отличие от естественного интеллекта заключается в том, что ИИ работает на основе алгоритмов и моделей. Сферы применения ИИ: - Медицина: диагностика заболеваний. - Финансовый сектор: алгоритмическая торговля. [9. Виртуальная и дополненная реальность] Виртуальная реальность (VR) создает полностью искусственные среды; дополненная реальность (AR) накладывает цифровую информацию на реальный мир. Технологии VR/AR используются в таких направлениях как: - Образование: интерактивное обучение. - Игровая индустрия: создание immersive experiences. Синергетический эффект с другими сквозными технологиями позволяет улучшить взаимодействие пользователей с контентом. [10. Беспроводные технологии] Беспроводные технологии обеспечивают передачу данных без проводов через радиоволны или инфракрасное излучение. Основные виды беспроводных технологий: - Wi-Fi: Для локальных сетей. - Bluetooth: Для передачи данных на короткие расстояния. Перспективы развития беспроводных технологий связаны с увеличением скорости передачи данных и улучшением качества связи.11. Промышленный интернет вещей (IIoT) Промышленный интернет вещей включает использование IoT-технологий в промышленности для повышения эффективности процессов. Плюсы использования IIoT: Уменьшение затрат на обслуживание оборудования. Оптимизация производственных процессов. Факторы роста включают развитие сенсорных технологий, но также существуют препятствия, такие как безопасность данных. [11. Промышленный интернет, плюсы его использования и факторы, влияющие на рост и сдерживающие рост развития] Промышленный интернет вещей (IIoT) --- это концепция, основанная на использовании IoT-технологий в промышленности для повышения эффективности процессов, оптимизации производственных операций и улучшения качества продукции.**[Плюсы использования IIoT:]** - **Увеличение производительности**: Автоматизация процессов и мониторинг оборудования в реальном времени позволяют значительно повысить эффективность. - **Снижение затрат**: Оптимизация ресурсов и уменьшение времени простоя оборудования ведут к снижению операционных затрат. - **Улучшение качества продукции**: Сбор и анализ данных о производственном процессе позволяют выявлять проблемы и предотвращать их возникновение. - **Предиктивное обслуживание**: Использование аналитики больших данных для прогнозирования возможных поломок оборудования. **[Факторы, влияющие на рост IIoT:]** - **Развитие технологий связи**: Увеличение скорости передачи данных и доступность беспроводных сетей способствуют внедрению IIoT. - **Снижение стоимости сенсоров**: Доступность недорогих сенсоров делает возможным массовое использование IoT-устройств в производстве. **[Сдерживающие факторы:]** - **Проблемы с безопасностью**: Увеличение числа подключенных устройств создает новые уязвимости, что вызывает опасения по поводу кибербезопасности. - **Отсутствие стандартов**: Разнообразие технологий и протоколов затрудняет интеграцию различных систем. - **Необходимость в квалифицированных кадрах**: Для успешного внедрения IIoT требуется обучение сотрудников новым технологиям. [12. Вещественно-энергетическая картина мира. Информационная картина мира. Информация вокруг нас.] **[Вещественно-энергетическая картина мира]** охватывает физические объекты и их взаимодействия, рассматривая мир как систему, состоящую из материи и энергии. Все объекты можно разделить на макрообъекты (по размеру сопоставимые с человеком) и микрообъекты (атомы, молекулы). Энергия преобразуется из одного вида в другой, например, механическая энергия воды может быть преобразована в электрическую на гидроэлектростанции.**[Информационная картина мира]** дополняет вещественно-энергетическую картину, рассматривая информацию как ключевой элемент взаимодействия в сложных системах (биологических, социальных, технических). Информация является основой для принятия решений и управления процессами. Она охватывает не только данные, но и их обработку и передачу.Информация вокруг нас проявляется в различных формах --- от визуальной информации (графики) до текстовой (документы) и аудиальной (звуки). Каждый живой организм воспринимает информацию через органы чувств и использует её для адаптации к окружающей среде. [13. Информационные революции. Информатика. Проблемы информатизации и компьютеризации общества. Возрастание роли информационных процессов.] Информационные революции представляют собой значительные изменения в способах обработки информации благодаря новым технологиям. Первая информационная революция была связана с изобретением печатного станка, что сделало информацию более доступной. Вторая революция произошла с появлением компьютеров и интернета.Информатика как наука изучает методы обработки информации и её использование в различных сферах жизни. Проблемы информатизации общества включают неравенство доступа к информации, угрозы безопасности данных и необходимость защиты личной информации.Возрастание роли информационных процессов связано с тем, что информация становится основным ресурсом для принятия решений в бизнесе, государственном управлении и повседневной жизни. Это приводит к необходимости разработки новых технологий для обработки и анализа данных. [14. Понятие информации. Эволюция понятия информации в разных науках.] Информация определяется как данные, которые имеют значение или полезность для получателя. Эволюция понятия информации охватывает различные науки: - В математике информация может рассматриваться как количество возможных состояний системы. - В физике информация связана с термодинамическими процессами. - В социологии информация используется для анализа социальных взаимодействий. С развитием технологий понятие информации расширилось до включения не только данных, но также знаний, которые могут быть извлечены из этих данных через анализ. [15. Свойства информации. Виды информации.] Свойства информации включают: - **Актуальность**: Информация должна быть полезной в данный момент времени. - **Достоверность**: Информация должна быть точной и проверенной. - **Полнота**: Информация должна быть достаточной для принятия решений. Виды информации могут быть различны: - **Текстовая информация**: Документы, статьи. - **Числовая информация**: Данные в таблицах или базах данных. - **Графическая информация**: Изображения, графики. - **Аудиальная информация**: Звуковые записи. [16. Классификация информации по способу восприятия. Способы обработки информации.] Информация классифицируется по способу восприятия на: - **Визуальную информацию**: Графики, диаграммы. - **Аудиальную информацию**: Звуковые сигналы или речь. - **Текстовую информацию**: Письменные документы или сообщения. Способы обработки информации могут включать: - **Сортировку**: Упорядочивание данных по определенному критерию. - **Фильтрацию**: Отбор нужной информации из общего массива данных. - **Анализ данных**: Применение статистических методов для извлечения полезной информации. [17. Данные и знания. Множественные понятия данных.] Данные представляют собой сырую информацию без контекста; знания --- это обработанные данные с добавленной ценностью через анализ или опыт. Множественные понятия данных включают: - **Структурированные данные**: Данные организованы в таблицы (например, базы данных). - **Неструктурированные данные**: Данные без фиксированной структуры (например, текстовые документы). [18. Операции с данными.] Операции с данными могут включать: - **Создание новых записей**: Добавление новых данных в систему. - **Чтение данных**: Извлечение существующих данных для анализа или отображения. - **Обновление данных**: Изменение существующих записей. - **Удаление данных**: Удаление ненужных записей из системы. Эти операции являются основными действиями при работе с базами данных или другими системами хранения информации. [19. Кодирование - язык, знаковая система, алфавит. Формула Хартли.] Кодирование --- это процесс преобразования информации в другой формат для передачи или хранения; знаковая система определяет способы представления этой информации (например, текстовые символы). Алфавит --- это набор символов, используемых для кодирования (например, латинский алфавит).Формула Хартли используется для измерения количества информации: H=log⁡2(N)*H*=log2​(*N*) где H*H* --- количество бит информации, а N*N* --- количество возможных состояний системы. [20. Обработка данных. Цели обработки данных. Общие задачи обработки данных.] Обработка данных включает все действия по сбору, хранению и анализу информации для получения полезных выводов или знаний. Цели обработки данных могут включать: 1. Извлечение полезной информации из сырых данных. 2. Поддержка принятия решений на основе анализа данных. 3. Автоматизация процессов обработки больших объемов информации. Общие задачи обработки данных: 1. Очистка данных от ошибок или дубликатов. 2. Преобразование формата данных для совместимости с системами. 3. Анализ и визуализация результатов для дальнейшего использования. [21. Схема передачи информации. Вид сигналов.] Схема передачи информации описывает процесс, в котором сообщение передается от источника к получателю через определенные каналы связи. Основные компоненты схемы передачи информации включают: - **Источник информации (ИС)**: Генерирует сообщение, которое нужно передать. - **Передающее устройство (ПДУ)**: Преобразует сообщение в сигнал, пригодный для передачи. - **Канал связи**: Среда, по которой передается сигнал (например, проводная или беспроводная). - **Приемное устройство (ПРУ)**: Принимает сигнал и преобразует его обратно в сообщение. - **Получатель**: Лицо или система, которая получает и интерпретирует сообщение. Виды сигналов могут быть: - **Аналоговые сигналы**: Непрерывные сигналы, которые могут принимать любое значение в заданном диапазоне (например, звуковые волны). - **Цифровые сигналы**: Дискретные сигналы, представленные в виде последовательности битов (0 и 1). [22. Аналоговая и цифровая информация. Оцифровка. Цифровой сигнал. ЦАП, АЦП. Дискретизация и квантование. Кодирование информации.] **[Аналоговая информация]** представляет собой непрерывные данные, такие как звук или изображение, которые могут принимать любые значения. **Цифровая информация** --- это дискретизированные данные, представленные в виде чисел.**[Оцифровка]** --- это процесс преобразования аналогового сигнала в цифровую форму. Это включает два основных этапа: - **Дискретизация**: Процесс выборки значений аналогового сигнала в определенные моменты времени. - **Квантование**: Процесс округления дискретных значений до ближайшего значения в пределах заданного уровня точности. **[Цифровой сигнал]** состоит из последовательности битов и может быть представлен как результат оцифровки аналогового сигнала.**[Цифровой аналоговый преобразователь (ЦАП)]** преобразует цифровые данные обратно в аналоговые сигналы, тогда как **аналогово-цифровой преобразователь (АЦП)** выполняет обратную операцию.**[Кодирование информации]** --- это процесс преобразования данных в формат, пригодный для хранения или передачи (например, текстовые данные могут быть закодированы в ASCII). [23. Единицы измерения информации (Понятие бит, байт).] Единицы измерения информации включают: - **Бит**: Минимальная единица информации, которая может принимать значение 0 или 1. - **Байт**: Состоит из 8 битов и обычно используется для представления одного символа текста. Другие единицы измерения включают: - **Килобайт (KB)**: 1024 байта. - **Мегабайт (MB)**: 1024 килобайта. - **Гигабайт (GB)**: 1024 мегабайта.\ Эти единицы используются для оценки объема данных и хранения информации. [24. Системы счисления - определение. Типы СС. Позиционные и непозиционные СС.] Система счисления --- это способ представления чисел с использованием определенного набора символов (алфавита). Основные типы систем счисления: - **Позиционные системы счисления**: Значение цифры зависит от её позиции (например, десятичная, двоичная). - **Непозиционные системы счисления**: Значение цифры фиксировано и не зависит от её позиции (например, римские цифры). В позиционных системах каждая позиция соответствует степени основания системы; например, в десятичной системе основание равно 10. [25. Десятичная СС, двоичная СС, восьмеричная СС, шестнадцатеричная СС. Позиционная формула -- общий вид. Позиционные формулы для разных СС.] - **Десятичная система счисления**: Основание 10; числа представлены с использованием цифр от 0 до 9. - **Двоичная система счисления**: Основание 2; использует только два символа --- 0 и 1. - **Восьмеричная система счисления**: Основание 8; использует цифры от 0 до 7. - **Шестнадцатеричная система счисления**: Основание 16; использует цифры от 0 до 9 и буквы A-F для представления значений от десяти до пятнадцати. Общая позиционная формула для числа N*N* в системе с основанием b*b*: N=ak⋅bk+ak−1⋅bk−1+\...+a1⋅b1+a0⋅b0*N*=*ak*​⋅*bk*+*ak*−1​⋅*bk*−1+\...+*a*1​⋅*b*1+*a*0​⋅*b*0 где ai*ai*​ --- коэффициенты системы счисления. [26. Перевод чисел в 10-ую СС из других СС.] Для перевода числа из другой системы счисления в десятичную необходимо умножить каждую цифру на соответствующую степень основания системы и сложить результаты:Например, чтобы перевести число 1011210112​ из двоичной системы в десятичную: 1⋅23+0⋅22+1⋅21+1⋅20=8+0+2+1=11101⋅23+0⋅22+1⋅21+1⋅20=8+0+2+1=1110​ [27. Перевод чисел из 10-ой СС в другие СС.] Для перевода числа из десятичной системы в другую систему счисления используется метод деления на основание новой системы:Например, чтобы перевести число 13101310​ в двоичную систему: 1. Делим на 22: 13/2=613/2=6 остаток 11 2. Делим на 22: 6/2=36/2=3 остаток 00 3. Делим на 22: 3/2=13/2=1 остаток 11 4. Делим на 22: 1/2=01/2=0 остаток 11 Читаем остатки снизу вверх: 1101211012​. [28. Перевод чисел из 2-й, 8-й и 16-й СС туда и обратно.] Для перевода двоичных чисел в восьмеричную или шестнадцатеричную системы можно сгруппировать двоичные разряды по три (для восьмеричной) или по четыре (для шестнадцатеричной):Пример перевода из двоичной системы 110101012110101012​ в восьмеричную:\ Группируем по три справа налево: 110∣101∣01→∣110∣101∣010→∣6∣5∣2→D528.110∣101∣01→∣110∣101∣010→∣6∣5∣2→*D*528​.Для перевода обратно --- просто обратите внимание на группы разрядов. [29. Арифметические операции в разных СС.] Арифметические операции могут выполняться по правилам каждой системы счисления: - В двоичной системе сложение выполняется с учетом переноса при превышении значения двух. Пример сложения: text 101 \+ 11 \-\-\-\-\-- 1000 Для других систем аналогично применяются их правила сложения/вычитания/умножения/деления. [30. Представление звука в ЭВМ.] Звук представляется как цифровые данные через оцифровку аналогового сигнала. Это включает: - Преобразование звуковых волн в электрические сигналы с помощью микрофонов. - Оцифровка этих сигналов с помощью АЦП для получения цифрового представления звука.\ Затем звук может быть сохранен и обработан на компьютере для воспроизведения или анализа. [31. Обработка изображений. Растровые и векторные изображения.] **[Обработка изображений]** --- это процесс изменения или улучшения изображений с использованием различных методов и программного обеспечения. Существует два основных типа изображений: **растровые** и **векторные**. - **Растровые изображения** состоят из пикселей, каждый из которых имеет определенный цвет. Примеры форматов: JPEG, PNG, GIF. Они обеспечивают высокую реалистичность и детализированность, но теряют качество при увеличении размера. Растровая графика лучше подходит для фотографий и сложных изображений. - **Векторные изображения** представляют собой графику, основанную на математических формулах и геометрических примитивах (линии, кривые). Примеры форматов: SVG, AI, EPS. Векторная графика не теряет качества при масштабировании и занимает меньше места на диске, что делает её идеальной для логотипов и иллюстраций. Ключевое отличие между растровыми и векторными изображениями заключается в том, что растровые изображения зависят от разрешения, а векторные --- нет. [32. Кодирование цвета.] **[Кодирование цвета]** --- это процесс представления цвета в числовом формате. Наиболее распространенные модели кодирования цвета: - **RGB (Red, Green, Blue)**: Основная модель для отображения цветов на экранах. Каждый цвет задается тремя значениями (от 0 до 255) для красного, зеленого и синего компонентов. - **CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black)**: Используется в печати; цвета создаются путем наложения четырех основных красок. - **HEX-коды**: Шестнадцатеричный формат кодирования цвета, который используется в веб-дизайне. Например, \#FF5733 обозначает ярко-оранжевый цвет. Кодирование цвета позволяет точно передавать информацию о цветах в цифровых изображениях и графике. [33. Представление видео в ЭВМ.] **[Представление видео в ЭВМ]** включает преобразование видеосигнала в цифровой формат для хранения и обработки. Видео состоит из последовательности кадров (изображений), которые отображаются с определенной частотой (обычно 24-60 кадров в секунду).Кодирование видео может осуществляться с использованием различных кодеков (например, H.264, MPEG-4), которые сжимают данные для уменьшения объема файла без значительной потери качества. Процесс включает: - Оцифровку аналогового видеосигнала. - Сжатие данных для хранения или передачи. - Декодирование для воспроизведения на устройствах. [34. Кодирование текстовых данных.] **[Кодирование текстовых данных]** --- это процесс преобразования текстовой информации в числовой формат для хранения и обработки компьютером. Наиболее распространенные стандарты кодирования: - **ASCII (American Standard Code for Information Interchange)**: Использует 7 бит для представления 128 символов (буквы, цифры и специальные знаки). - **UTF-8**: Расширение ASCII, которое поддерживает все символы Unicode и может использовать от 1 до 4 байтов для каждого символа. Это позволяет представлять тексты на разных языках. Кодирование текстовых данных позволяет эффективно хранить и передавать текстовую информацию между системами. [35. Машинные коды. Цель их использования.] **[Машинные коды]** --- это низкоуровневый код, который может выполняться непосредственно процессором компьютера. Они представляют собой последовательности двоичных чисел (0 и 1), которые соответствуют конкретным инструкциям процессора.Цели использования машинных кодов: - Обеспечение высокой производительности программного обеспечения. - Оптимизация работы приложений за счет прямого взаимодействия с аппаратным обеспечением. Машинные коды являются основой всех программных решений и позволяют компьютерам выполнять сложные вычисления. [36. Операции с машинными кодами, переполнение.] Операции с машинными кодами могут включать арифметические операции (сложение, вычитание), логические операции (AND, OR) и операции сравнения.**[Переполнение]** происходит, когда результат арифметической операции превышает максимальное значение, которое может быть представлено данным типом данных. Например: - В 8-битной системе максимальное значение равно 255; если к нему прибавить 1, произойдет переполнение и результат будет равен 0. [37. Форма представления чисел с фиксированной точкой.] Числа с фиксированной точкой представляют собой способ хранения чисел, где часть числа отведена под целую часть, а часть --- под дробную. Формат фиксированной точки позволяет точно представлять числа без потерь при вычислениях.Пример представления числа с фиксированной точкой: - Число 12.75 может быть представлено как целая часть (12) и дробная часть (75), где дробная часть делится на определенный множитель (например, 100). [38. Мантисса и порядок. Естественная и нормализованная форма.] В числах с плавающей точкой **мантисса** представляет собой значащую часть числа, а **порядок** указывает положение десятичной точки относительно мантиссы. - **Естественная форма**: Число записывается как произведение мантиссы на основание возведенное в степень порядка. - **Нормализованная форма**: Мантисса всегда находится в пределах \[1;10) или \[0;1) в зависимости от системы счисления; это позволяет максимально эффективно использовать доступное пространство для хранения данных. [39. Операции над числами с плавающей точкой.] Операции над числами с плавающей точкой включают сложение, вычитание, умножение и деление. При выполнении операций необходимо учитывать мантиссу и порядок: 1. **Сложение/вычитание**: Для выполнения этих операций мантиссы должны быть приведены к одному порядку. 2. **Умножение**: Умножение мантисс производится с последующим суммированием порядков. 3. **Деление**: Деление мантисс производится с вычитанием порядков. Эти операции требуют более сложных алгоритмов по сравнению с целыми числами из-за необходимости обработки мантиссы и порядка. [40. Структура и архитектура компьютера, их компоненты.] Структура компьютера включает аппаратное обеспечение (hardware) и программное обеспечение (software). Основные компоненты архитектуры компьютера: 1. **Центральный процессор (ЦП)**: Выполняет инструкции программ. 2. **Оперативная память (ОП)**: Хранит данные временно во время выполнения программ. 3. **Устройства ввода/вывода**: Позволяют взаимодействовать пользователя с компьютером (клавиатура, мышь). 4. **Накопители данных**: Хранят информацию на постоянной основе (жесткие диски, SSD). Архитектура компьютера определяет организацию этих компонентов для выполнения вычислений и обработки данных эффективно. 41\. Свойства архитектуры ЭВМ Архитектура электронных вычислительных машин (ЭВМ) включает в себя несколько ключевых свойств: - **Единое хранилище памяти**: Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, что упрощает управление и модификацию программ во время выполнения. - **Адресуемость**: Каждое значение в памяти имеет уникальный адрес, что позволяет процессору быстро получать доступ к данным и инструкциям. - **Последовательное выполнение команд**: Команды выполняются одна за другой, что обеспечивает простоту обработки, но может ограничивать скорость выполнения. - **Ввод-вывод**: Устройства ввода-вывода обеспечивают интерфейс между компьютером и внешним миром, включая клавиатуры, мыши и мониторы. 42\. Структура вычислительной машины фон Неймана Структура вычислительной машины фон Неймана включает следующие компоненты: - **Процессор**: Состоит из арифметико-логического устройства (АЛУ) для выполнения операций и управляющего устройства для контроля выполнения команд. - **Память**: Хранит как данные, так и команды, которые адресуются по уникальным адресам. - **Системная шина**: Обеспечивает связь между процессором, памятью и устройствами ввода-вывода. Современные интерпретации архитектуры фон Неймана включают улучшения, такие как многопоточность и конвейеризация, которые направлены на устранение узких мест, связанных с последовательной обработкой команд. 43\. Принципы фон Неймана Архитектура фон Неймана основывается на пяти основных принципах: 1. **Программное управление**: Программы представляют собой последовательности команд, которые могут изменять порядок выполнения. 2. **Единое хранилище для данных и команд**: Данные и команды хранятся в одной памяти. 3. **Адресуемость памяти**: Все данные имеют уникальные адреса. 4. **Последовательное выполнение команд**: Команды выполняются одна за другой. 5. **Отсутствие различия между данными и командами**: В памяти нет четкого разделения между данными и командами. 44\. Наиболее распространенные архитектурные решения Среди наиболее распространенных архитектурных решений можно выделить: - **Архитектура фон Неймана**: Классическая архитектура с единым хранилищем для данных и программ. - **Гарвардская архитектура**: Разделяет память для данных и программ, что позволяет параллельный доступ к ним. - **Многопроцессорные системы**: Используют несколько процессоров для повышения производительности. 45\. Системная шина Системная шина --- это набор проводников для передачи данных между компонентами ЭВМ. Основные типы шин включают: - **Данные**: Передает данные между процессором, памятью и устройствами ввода-вывода. - **Адреса**: Передает адреса ячеек памяти. - **Управления**: Передает сигналы управления для синхронизации работы компонентов. Основные характеристики системной шины включают пропускную способность, ширину шины (количество бит) и скорость передачи данных. 46\. Поколения ЭВМ ЭВМ делятся на несколько поколений: 1. **Первое поколение (1940--1956)**: Использование вакуумных ламп. 2. **Второе поколение (1956--1963)**: Транзисторы вместо ламп. 3. **Третье поколение (1964--1971)**: Интегральные схемы. 4. **Четвертое поколение (1971--настоящее время)**: Микропроцессоры. Каждое поколение характеризуется улучшениями в производительности, надежности и уменьшением размеров устройств. 47\. Контроллеры и порты устройств Контроллеры --- это устройства, которые управляют взаимодействием между процессором и периферийными устройствами. Порты устройств обеспечивают физическое соединение для передачи данных. Основные типы портов включают USB, HDMI и Ethernet. 48\. Микропроцессорный комплект (чипсет) Чипсет включает в себя набор микросхем, которые управляют взаимодействием между процессором, памятью и другими компонентами системы. Он определяет совместимость оборудования и влияет на производительность системы. 49\. Классификация компонентов персонального компьютера Компоненты персонального компьютера классифицируются по следующим категориям: 1. **По назначению**: - Процессоры - Оперативная память - Устройства хранения данных 2. **По исполнению**: - Встраиваемые - Модульные - Интегрированные 3. **По деятельности**: - Для обработки данных - Для хранения информации - Для ввода/вывода информации Корпус и блок питания также являются важными компонентами, обеспечивающими защиту и питание системы. 50\. Микропроцессор Микропроцессор --- это основной компонент ЭВМ, выполняющий арифметические и логические операции. Команды микропроцессора могут быть расширенными или сокращенными в зависимости от архитектуры. Параметры микропроцессора включают тактовую частоту, количество ядер и объем кэш-памяти. Rewrite [51. Видеокарта. Звуковой адаптер. Сетевой адаптер. Модем. Характеристики] - **Видеокарта**: Основной компонент для обработки графики и вывода изображения на экран. Основные характеристики включают: - Объем видеопамяти (обычно от 2 ГБ до 16 ГБ). - Частота ядра и памяти (измеряется в МГц). - Поддержка технологий (например, DirectX, OpenGL). - **Звуковой адаптер**: Устройство, отвечающее за обработку звука. Характеристики: - Количество каналов (например, стерео, 5.1, 7.1). - Частота дискретизации (обычно от 44.1 кГц до 192 кГц). - Поддержка различных аудиоформатов и технологий (например, Dolby Digital). - **Сетевой адаптер**: Устройство для подключения к сети. Характеристики: - Скорость передачи данных (обычно от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с). - Тип подключения (проводное или беспроводное). - Поддержка стандартов (например, Ethernet, Wi-Fi). - **Модем**: Устройство для подключения к интернету через телефонные линии или кабельные сети. Характеристики: - Скорость передачи данных (например, ADSL до 24 Мбит/с). - Тип подключения (DSL, кабельный, оптоволоконный). - Поддержка протоколов связи. [52. Внутренняя память] Внутренняя память компьютера делится на несколько типов: - **Оперативная память (RAM)**: Используется для временного хранения данных и программ во время работы компьютера. - **Постоянная память (ROM)**: Содержит базовые инструкции для загрузки системы и не теряет данные при отключении питания. [53. Внешняя память на магнитных носителях] Внешняя память на магнитных носителях включает устройства, использующие магнитные технологии для хранения данных: - **Жесткие диски (HDD)**: Используют вращающиеся пластины для записи и чтения данных. - **Магнитные ленты**: Применяются для архивирования данных и имеют высокую емкость. [54. Характеристики жесткого диска. Устройство жесткого диска. Этапы форматирования диска] - **Характеристики жесткого диска**: - Емкость (от нескольких сотен ГБ до нескольких ТБ). - Скорость вращения (обычно от 5400 до 7200 об/мин). - Интерфейс подключения (SATA, SAS). - **Устройство жесткого диска**: - Вращающиеся пластины с магнитным покрытием. - Читающие/записывающие головки. - **Этапы форматирования диска**: - Создание файловой системы. - Разделение на логические разделы. - Проверка на наличие ошибок. [55. Внешняя память на оптических носителях] Внешняя память на оптических носителях включает устройства, использующие лазеры для записи и чтения данных: - **CD**: Обычно имеет емкость до 700 МБ. - **DVD**: Емкость одного слоя до 4.7 ГБ. - **Blu-ray**: Емкость одного слоя до 25 ГБ. [56. Внешняя память -- энергонезависимая электронная память] Энергонезависимая электронная память сохраняет данные без необходимости в источнике питания: - **Флеш-память**: Используется в USB-накопителях и SSD-дисках. - **Память типа EEPROM**: Позволяет записывать и стирать данные в электрическом режиме. [57. Устройства ввода данных. Устройства вывода визуальной информации и звуковых данных, их характеристики. Прочие внешние устройства] - **Устройства ввода данных**: - Клавиатура: Основной инструмент ввода текста. - Мышь: Устройство для управления курсором. - **Устройства вывода визуальной информации**: - Мониторы: Характеризуются разрешением и типом матрицы (LCD, LED). - **Устройства вывода звуковых данных**: - Динамики и наушники: Характеризуются частотным диапазоном и мощностью. - **Прочие внешние устройства**: - Принтеры: Для печати документов. - Сканеры: Для цифровизации бумажных документов. [58. Политика информационной безопасности. Переход от информационного общества к информационным войнам] Политика информационной безопасности включает стратегии защиты информации от несанкционированного доступа и утечек. Переход к информационным войнам подразумевает использование информационных технологий для достижения политических или военных целей, включая кибератаки и дезинформацию. [59. Информационная безопасность в узком и широком смыслах] В узком смысле информационная безопасность относится к защите компьютерных систем и сетей от атак и утечек данных. В широком смысле она охватывает все аспекты защиты информации, включая физическую безопасность, управление рисками и соблюдение нормативных требований. [60. Структура понятия информационная безопасность (объект, угрозы, обеспечение безопасности)] Структура понятия информационной безопасности включает: - **Объект**: Информация и системы, которые необходимо защищать. - **Угрозы**: Потенциальные риски для безопасности информации (вирусы, хакеры). - **Обеспечение безопасности**: Меры по защите информации, включая технологии шифрования, антивирусные программы и политики доступа. 61\. Элементы обеспечения информационной безопасности. Элементы обеспечения информационной безопасности включают: Технические меры: Антивирусное ПО, межсетевые экраны, системы обнаружения вторжений. Организационные меры: Политики безопасности, обучение сотрудников, контроль доступа. Физические меры: Защита серверных помещений, видеонаблюдение, контроль доступа в здания. Правовые меры: Соблюдение законодательства о защите данных и конфиденциальности. Эти элементы должны работать совместно для создания эффективной системы защиты информации. 62\. Структуры, обеспечивающие информационную безопасность. Структуры обеспечения информационной безопасности могут включать: Отделы ИБ: Специализированные команды внутри организаций, отвечающие за разработку и реализацию политики ИБ. Аудиторские группы: Независимые группы для оценки уровня безопасности и выявления уязвимостей. Внешние консультанты: Эксперты по ИБ, которые помогают организациям улучшить их защиту. Государственные органы: Регулирующие органы, которые устанавливают стандарты и требования к безопасности данных. Эти структуры помогают обеспечить комплексный подход к защите информации. 63\. Система обеспечения информационной безопасности. Система обеспечения информационной безопасности включает в себя: Политику ИБ: Документированные правила и процедуры. Технические средства: Оборудование и программное обеспечение для защиты данных. Процессы управления рисками: Оценка угроз и уязвимостей с целью минимизации рисков. Обучение пользователей: Программы повышения осведомленности сотрудников о вопросах безопасности. Эта система должна быть динамичной и адаптироваться к изменяющимся угрозам. 64\. Понятие информационных угроз и их виды (разглашение, утечка, несанкционированный доступ). Информационные угрозы --- это потенциальные события или действия, которые могут привести к ущербу для информации. Основные виды угроз включают: Разглашение: Неавторизованный доступ к конфиденциальной информации. Утечка: Потеря контроля над данными из-за недостаточной защиты или человеческой ошибки. Несанкционированный доступ: Доступ к данным или системам без разрешения владельца. Эти угрозы требуют разработки мер по их предотвращению и минимизации последствий. 65\. Этапы развития информационной безопасности. Этапы развития информационной безопасности включают: Появление первых систем защиты данных --- использование паролей и простых методов шифрования. Развитие технологий защиты --- внедрение антивирусов и межсетевых экранов. Комплексный подход к ИБ --- интеграция различных методов защиты на уровне организации. Адаптация к новым угрозам --- использование технологий машинного обучения для обнаружения аномалий в поведении пользователей. Каждый этап способствует улучшению уровня защиты информации в организациях. 66\. Нормативно-правовые аспекты информационной безопасности. Законодательная база РФ. Нормативно-правовые аспекты информационной безопасности включают законы и регламенты, регулирующие защиту персональных данных и информацию в России. Основные документы: Федеральный закон №152-ФЗ \"О персональных данных\", который определяет правила обработки личной информации граждан. Федеральный закон №149-ФЗ \"Об информации\", устанавливающий основы правового регулирования в области информации. ГОСТ Р 50922-96 \"Системы обработки информации\", который содержит требования к системам обработки данных. Эти документы обеспечивают правовую основу для защиты информации в России. 67\. Понятие о сетях ЭВМ. Сетевое оборудование. Функциональные элементы компьютерных сетей. Сети ЭВМ (электронно-вычислительных машин) представляют собой системы соединенных компьютеров для обмена данными. Основные функциональные элементы сетей включают: Маршрутизаторы (роутеры): Устройства для передачи данных между сетями. Коммутаторы (свитчи): Устройства для соединения устройств внутри одной сети. Точки доступа (Access Points): Устройства для подключения беспроводных клиентов к сети. Сетевое оборудование обеспечивает взаимодействие между устройствами и передачу данных по сети. 68\. Технические средства компьютерных сетей. Сетевое оборудование. Среда для передачи данных. Технические средства компьютерных сетей включают устройства для передачи данных (маршрутизаторы, коммутаторы), а также кабели (витая пара, оптоволокно) или беспроводные технологии (Wi-Fi). Среда передачи данных может быть: Проводной: Использует физические кабели для передачи сигналов. Беспроводной: Использует радиоволны или инфракрасное излучение для передачи сигналов без проводов. 69\. Организация локальной сети. ЛВС с выделенным сервером. Виды серверов. Клиент-серверная технология. Локальная сеть (ЛВС) --- это сеть ограниченного масштаба (например, внутри одного здания). В ЛВС с выделенным сервером один сервер управляет ресурсами сети (файлы, принтеры). Виды серверов могут включать: Файловые серверы --- хранят данные для пользователей сети. Принт-серверы --- управляют печатью документов на принтерах сети. Клиент-серверная технология подразумевает взаимодействие между клиентами (пользовательскими устройствами) и серверами через сеть для выполнения запросов на ресурсы или услуги. 70\. Одноранговые ЛВС. Топология сети. Одноранговые ЛВС не имеют выделенного сервера; все устройства равноправны и могут обмениваться данными напрямую друг с другом (peer-to-peer). Топология сети определяет физическое или логическое расположение устройств в сети: Звездообразная топология --- все устройства подключены к центральному узлу (коммутатору). Шинная топология --- все устройства подключены к одному кабелю (шине). Каждая топология имеет свои преимущества и недостатки в плане надежности и простоты установки. 71\. Глобальные сети. Основные сетевые протоколы. Система адресации в глобальной сети. Глобальные сети охватывают большие географические области (например, интернет). Основные сетевые протоколы включают: TCP/IP --- основной протокол интернета для передачи данных между устройствами. HTTP/HTTPS --- протоколы передачи гипертекстовой информации в вебе. Система адресации в глобальной сети основана на IP-адресах, которые уникально идентифицируют устройства в сети; адреса могут быть статическими или динамическими. 72\. Сервисы Интернет. Адреса Интернет. Сервисы интернет включают веб-сайты, электронную почту, облачные хранилища и социальные сети; они обеспечивают пользователям доступ к различным ресурсам через интернет-протоколы. Адреса интернет представляют собой уникальные идентификаторы ресурсов в интернете; наиболее распространенные форматы адресов: URL (Uniform Resource Locator) --- адреса веб-сайтов; IP адреса --- числовые идентификаторы устройств в сети. 73\. Классификация ПО по назначению Программное обеспечение классифицируется по назначению на: Системное ПО --- операционные системы (Windows, Linux), драйверы устройств; Прикладное ПО --- программы для выполнения конкретных задач (офисные приложения, графические редакторы); Сетевое ПО --- программы для управления сетями (серверы приложений). 74\. Технология программирования Технология программирования включает методы разработки программного обеспечения с использованием языков программирования; она охватывает этапы проектирования, кодирования тестирования и поддержки программных продуктов с учетом современных подходов (Agile/Scrum). 75\. Системы программирования Системы программирования представляют собой набор инструментов и средств разработки ПО; они включают компиляторы/интерпретаторы языков программирования, среды разработки (IDE) и библиотеки функций для упрощения процесса создания программного обеспечения. 76\. Поколения языков программирования Языки программирования делятся на поколения по уровню абстракции: Первое поколение --- машинные языки (ассемблер). Второе поколение --- низкоуровневые языки (C). Третье поколение --- высокоуровневые языки (Python). Четвертое поколение --- языки декларативного программирования (SQL). Пятое поколение --- языки искусственного интеллекта (Prolog).