РУ. Информационные процессы и технологии
 Скачать 3.52 Mb.
|
|
. Она содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний 182 принадлежит правилам. Правилоопределяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется. Все экспертные системы являются самообучающимися, т.е. чем больше вы ими пользуетесь, тем больше становиться база знаний. Модуль логического вывода (интерпретатор). Это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы. Интерфейс пользователя. Специалист использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным. Особенности экспертных систем: компетентность – в конкретной предметной области экспертная система должна достигать того же уровня, что и специалисты-люди; при этом она должна пользоваться теми же эвристическими приемами, также глубоко и широко отражать предметную область; символьные рассуждения – знания, на которых основана экспертная система, представляют в символьном виде понятия реального мира, рассуждения также происходят в виде преобразовании символьных наборов; глубина – экспертиза должна решать серьезные, нетривиальные задачи, отличающиеся сложностью знаний, которые экспертная система использует, или обилием информации; это не позволяет использовать полный перебор вариантов как метод решения задачи и заставляет прибегать к эвристическим, творческим, неформальным методам; самосознание – экспертная система должна включать в себя механизм объяснения того, каким образом она приходит к решению задачи. В самом простом варианте экспертные системы представлены в программном инструменте Мастер. Мастера применяются как в системных программах так и в прикладных для упрощения интерактивного общения с пользователем (например, при установке ПО). Главное отличие мастеров от ЭС – отсутствие базы знаний – все действия жестко запрограммированы. Это просто набор форм для заполнения пользователем. Другие подобные программы – поисковые или справочные (энциклопедические) системы. По запросу пользователя они предоставляют наиболее подходящую информацию из базы знаний (представления об объектах 183 областей знаний, их виртуальную модель). Например, программы предоставляющий возможность поиска информации в Интернете. Процесс подготовки квалифицированных специалистов длителен и сложен. Обучение в средней школе и затем в вузе занимает почти треть продолжительности жизни человека. К тому же в современном информационном обществе знания очень быстро стареют. Чтобы быть способным выполнять ту или иную профессиональную деятельность, специалисту необходимо непрерывно пополнять свое образование. В информационном обществе знать "КАК" важнее чем знать "ЧТО". Поэтому в наше время основная задача среднего и высшего этапов образования состоит не в том, чтобы сообщить как можно больший объем знаний, а в том, чтобы научить эти знания добывать самостоятельно и творчески применять для получения нового знания. Реально это возможно лишь с введением в образовательный процесс средств новых информационных технологий (СНИТ), ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания. Средства новых информационных технологий – это программно- аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе ком-пьютерной техники, а также современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, созданию, накоплению, хранению, обработке и передачи информации. Основные перспективные направления использования СНИТ в образовании: Автоматизированные обучающие системы (АОС) – комплексы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активную учебную деятельность. АОС обеспечивают не только обучение конкретным знаниям, но и проверку ответов учащихся, возможность подсказки, занимательность изучаемого материала и др. АОС представляют собой сложные человеко-машинные системы, в которых объединяется в одно целое ряд дисциплин: дидактика (научно обосновываются цели, содержание, закономерности и принципы обучения); психология (учитываются особенности характера и душевный склад обучаемого); моделирование, машинная графика и др. Основное средство взаимодействия обучаемого с АОС – диалог. Диалогом с обучающей системой может управлять как сам обучаемый, так и система. В первом случае обучаемый сам определяет режим своей работы с АОС, выбирая способ изучения материала, который соответствует его индивидуальным способностям. Во втором случае методику и способ изучения материала выбирает система, предъявляя обучаемому в соответствии со сценарием кадры учебного материала и вопросы к ним. Свои ответы обучаемый вводит в систему, которая истолковывает для себя их смысл и выдает сообщение о характере ответа. В зависимости от степени правильности ответа, либо от вопросов обучаемого система организует запуск тех или иных путей сценария 184 обучения, выбирая стратегию обучения и приспосабливаясь к уровню знаний обучаемого. Экспертные обучающие системы (ЭОС). Реализуют обучающие функции и содержат знания из определенной достаточно узкой предметной области. ЭОС располагают возможностями пояснения стратегии и тактики решения задачи изучаемой предметной области и обеспечивают контроль уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения. Учебные базы данных (УБД) и учебные базы знаний (УБЗ), ориентированные на некоторую предметную область. УБД позволяют формировать наборы данных для заданной учебной задачи и осуществлять выбор, сортировку, анализ и обработку содержащейся в этих наборах информации. В УБЗ, как правило, содержатся описание основных понятий предметной области, стратегия и тактика решения задач; комплекс предлагаемых упражнений, примеров и задач предметной области, а также перечень возможных ошибок обучаемого и информация для их исправления; база данных, содержащая перечень методических приемов и организационных форм обучения. Системы Мультимедиа. Позволяют реализовать интенсивные методы и формы обучения, повысить мотивацию обучения за счет применения современных средств обработки аудиовизуальной информации, повысить уровень эмоционального восприятия информации, сформировать умения реализовывать разнообразные формы самостоятельной деятельности по обработке информации. Системы Мультимедиа широко используются с целью изучения процессов различной природы на основе их моделирования. Здесь можно сделать наглядной невидимую обычным глазом жизнь элементарных частиц микромира при изучении физики, образно и понятно рассказать об абстрактных и n-мерных мирах, доходчиво объяснить, как работает тот или иной алгоритм и т.п. Возможность в цвете и со звуковым сопровождением промоделировать реальный процесс поднимает обучение на качественно новую ступень. Образовательные компьютерные телекоммуникационные сети. Позволяют обеспечить дистанционное обучение (ДО) – обучение на расстоянии, когда преподаватель и обучаемый разделены пространственно и (или) во времени, а учебный процесс осуществляется с помощью телекоммуникаций, главным образом, на основе средств сети Интернет. Многие люди при этом получают возможность повышать образование на дому (например, взрослые люди, обремененные деловыми и семейными заботами, молодежь, проживающая в сельской местности или небольших городах). Человек в любой период своей жизни обретает возможность дистанционно получить новую профессию, повысить свою квалификацию и расширить кругозор, причем практически в любом научном или учебном центре мира. В образовательной практике находят применение все основные виды компьютерных телекоммуникаций: электронная почта, электронные доски объявлений, телеконференции и другие возможности Интернета. ДО 185 предусматривает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д. Компьютерные телекоммуникации обеспечивают: возможность доступа к различным источникам информации через систему Internet и работы с этой информацией; возможность оперативной обратной связи в ходе диалога с преподавателем или с другими участниками обучающего курса; возможность организации совместных телекоммуникационных проектов, в том числе международных, телеконференций, возможность обмена мнениями с любым участником данного курса, преподавателем, консультантами, возможность запроса информации по любому интересующему вопросу через телеконференции; возможность реализации методов дистанционного творчества, таких как участие в дистанционных конференциях, дистанционный "мозговой штурм" сетевых творческих работ, сопоставительный анализ информации в WWW, дистантные исследовательские работы, коллективные образовательные проекты, деловые игры, практикумы, виртуальные экскурсии др. Совместная работа стимулирует учащихся на ознакомление с разными точками зрения на изучаемую проблему, на поиск дополнительной информации, на оценку получаемых собственных результатов. Компьютерные вирусы и защита от них Сегодня массовое применение персональных компьютеров, к сожалению, оказалось связанным с появлением самовоспроизводящихся программ-вирусов, препятствующих нормальной работе компьютера. Как правило, компьютер послушен своему хозяину, но если вы заметили какие-либо странности в его поведении, следует прежде всего проверить программное обеспечение на наличие вируса. Некоторые компьютерные вирусы совершенно безвредны, однако многие из них способны нанести серьезный ущерб вашей информации. Возникновение компьютерных вирусов связано с идеей создания самовоспроизводящихся программ и уходит корнями в пятидесятые годы. В I951 г. Дж. Нейман предложил метод создания самовоспроизводящихся механизмов. Затем идея вирусоподобных программ неоднократно возрождалась. И после опубликования в 1959 г. в одном из американских журналов материалов на эту тему, Ф. Шталь запрограммировал биокибернетическую модель существ, питающихся словами, размножающихся и пожирающих себе подобных. В настоящее время насчитывается десятки тысяч различных вирусов и ежемесячно их становиться больше на триста экземпляров. В России издана уникальная вирусная энциклопедия, содержащая описание компьютерных вирусов и даже демонстрацию эффектов, производимых ими. Вирус – программа, нарушающая нормальную работу других программ и способная к самовоспроизведению. Такая способность является единственным 186 средством, присущим всем типам вирусов. Такая программа, обычно малая по размеру (от 200 до 5000 байт), которая самостоятельно запускается, многократно копирует свой код, присоединяя его к кодам других программ («размножается») и мешает корректной работе компьютера и/или разрушает хранимую на магнитных дисках информацию (программы и данные). Вирус не может существовать в «полной изоляции» сегодня нельзя представить себе вирус, который не использует код других программ, информацию о файловой структуре или даже просто имена других программ. Причина понятна: вирус должен каким-нибудь способом обеспечить себе передачу управления. Создание и распространение компьютерных вирусов (и других вредоносных программ) преследуется в России согласно Уголовному Кодексу РФ (глава 28, статья 273). Причины появления и распространения компьютерных вирусов, с одной стороны, скрываются в психологии человеческой личности и ее теневых сторонах (зависти, мести, невозможности конструктивно применить свои способности), ведь эта работа не оплачивается и не может принести известности, с другой стороны, обусловлены отсутствием аппаратных средств защиты и противодействия со стороны операционной системы персонального компьютера. В настоящее время известно более 70000 программных вирусов, но многие вирусы мало отличаются друг от друга, являются вариантами одного и того же вируса и, наоборот, один и тот же вирус может менять свой облик, кодировать сам себя. На самом деле основных принципиальных идей, лежащих в основе вирусов, не очень много (несколько десятков). Среди всего разнообразия вирусов их можно классифицировать по следующим признакам: среда обитания; способ заражения среды обитания; воздействие; особенности алгоритма. В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на: загрузочные (boot) вирусы заражают программу начальной загрузки компьютера, хранящуюся в загрузочном секторе дискеты или винчестера, и запускающиеся при загрузке компьютера; 187 файловые вирусы в простейшем случае заражают пополняемые файлы, но могут распространяться и через файлы документов (системы Word for Windows) и даже вообще не модифицировать файлы, а лишь иметь к ним какое- то отношение; загрузочно-файловые вирусы имеют признаки как загрузочных, так и файловых вирусов; сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентный вирус при заражении (инфицировании) компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т.п.) и внедряется и них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время. По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды: безвредные,не влияющие на работу компьютера, кроме уменьшения свободной памяти на диске в результате своего распространения; неопасные, не мешающие работе компьютера, но уменьшающие объем свободной оперативной памяти и памяти на дисках, действия таких вирусов проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах; опасные вирусы, которые могут привести к различным нарушениям в работе компьютера; очень опасные, воздействие которых может привести к потере программ, уничтожению данных, стиранию информации в системных областях диска. По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия. Простейшие вирусы – паразитические, они изменяют содержимое файлов и секторов диска и могут быть достаточно легко обнаружены и уничтожены. Компаньон-вирусы – вирусы не изменяющие файлы. Алгоритм работы состоит в том, что они создают для EXE файлов файлы-спутники, имеющие то же самое имя, но с расширением COM . Таким образом, при запуске приложения сначала запустится файл с расширение COM , т.е. вирус, который затем запустит и EXE-файл. Данными способом самозапуска пользуются и троянские программы. Троянская программа (Троян, троянец) – разновидность компьютерных программ, которые «претендуют» на то, что выполняют некоторую определенную функцию, в действительности же работают совершенно иначе. Некоторые трояны изначально продуманны так, чтобы вводить пользователя в заблуждение: к примеру, программа имитирует другое приложение (игру, текстовый редактор, программу инсталляции), а на самом деле выполняет некие несанкционированные пользователем действия: удаление, модификацию информации, сбор и пересылку информации третьим лицам, передача 188 управления компьютером удаленному пользователю. Либо в качестве троянца может быть использована штатная программа: некое лицо помещает для скачивания под видом «полезной» программы или обновлений программу форматирования дисков и командный файл, который запускает её с необходимыми параметрами. Вирусы-черви – проникают в память компьютера из компьютерной сети, вычисляют сетевые адреса других компьютеров и рассылают по этим адресам свои копии. Паразитические – все вирусы (кроме червей и компаньонов), которые при распространении своих копий обязательно изменяю содержимое дисковых секторов или файлов. Полиморфик-вирусы – не имеют ни одного постоянного участка кода, труднообнаруживаемые. Макровирусы – пишутся не в машинных кодах, а на WordBasic , живут в документах Word , переписывают себя в Normal.dot. Основными путями проникновения вирусов в компьютер: Самый распространённый канал заражения в 1980-90 годы – дискеты. Сейчас практически отсутствует из-за появления более распространённых и эффективных каналов и отсутствия флоппи-дисководов на многих современных компьютерах. Флеш-накопители (флешки) – в настоящее время заменяют дискеты и повторяют их судьбу – большое количество вирусов распространяется через съёмные накопители, включая цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры, цифровые плееры (MP3-плееры), сотовые телефоны. Использование этого канала ранее было преимущественно обусловлено возможностью создания на накопителе специального файла autorun.inf, в котором можно указать программу, запускаемую Проводником Windows при открытии такого накопителя. В последней версии MS Windows под торговым названием Windows 7 возможность автозапуска файлов с переносных носителей была устранена. Флешки – основной источник заражения для компьютеров, не подключённых к Интернету. Электронная почта – обычно вирусы в письмах маскируются под безобидные вложения: картинки, документы, музыку, ссылки на сайты. В некоторых письмах могут содержаться действительно только ссылки, то есть в самих письмах может и не быть вредоносного кода, но если открыть такую ссылку, то можно попасть на специально созданный веб-сайт, содержащий вирусный код. Многие почтовые вирусы, попав на компьютер пользователя, затем используют адресную книгу из установленных почтовых клиентов типа Outlook для рассылки самого себя дальше. Системы обмена мгновенными сообщениями. Также распространена рассылка ссылок на фото, музыку либо программы, в действительности являющиеся вирусами, по ICQ и через другие программы мгновенного обмена сообщениями. 189 Веб-страницы. В этом случае используются уязвимости программного обеспечения, установленного на компьютере пользователя, либо уязвимости в ПО владельца сайта (что опаснее, так как заражению подвергаются добропорядочные сайты с большим потоком посетителей), а ничего не подозревающие пользователи, зайдя на такой сайт, рискуют заразить свой компьютер. Интернет и локальные сети (черви). Черви используют так называемые «дыры» (уязвимости) в программном обеспечении операционных систем, чтобы проникнуть на компьютер. Уязвимости – это ошибки и недоработки в программном обеспечении, которые позволяют удаленно загрузить и выполнить машинный код, в результате чего вирус-червь попадает в операционную систему и, как правило, начинает действия по заражению других компьютеров через локальную сеть или Интернет. Злоумышленники используют заражённые компьютеры пользователей для рассылки спама. Вирус, как правило, внедряется в рабочую программу таким образом, чтобы при ее запуске управление сначала передалось ему и только после выполнения всех его команд снова вернулось к рабочей программе. Получив доступ к управлению, вирус прежде всего переписывает сам себя в другую рабочую программу и заражает ее. После запуска программы, содержащей вирус, становится возможным заражение других файлов. Наиболее часто вирусом заражаются загрузочный сектор диска и исполняемые файлы, имеющие расширения ЕХК, COM, SYS, ВАТ. При заражении компьютера вирусом важно его обнаружить. Для этого следует знать об основных признаках проявления вирусов. К ним можно отнести следующие: прекращение работы или неправильная работа ранее успешно функционировавших программ; медленная работа компьютера; невозможность загрузки операционной системы; исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого; изменение даты и времени модификации файлов; изменение размеров файлов; неожиданное значительное увеличение количества файлов на диске; существенное уменьшение размера свободной оперативной памяти; вывод на экран непредусмотренных сообщений или изображений; подача непредусмотренных звуковых сигналов; частые зависания и сбои в работе компьютера. Однако вышеперечисленные явления могут быть вызваны и другими причинами, а не присутствием вируса. Поэтому всегда затруднена правильная диагностика состояния компьютера. Как правило, вирусы обнаруживают обычные пользователи, которые замечают те или иные аномалии в поведении компьютера. Они в большинстве 190 случаев не способны самостоятельно справиться с вирусом, но этого от них и не требуется. Необходимо обратиться к специалистам. Профессионалы изучат вирус, выяснят, «что он делает», «как он делает», «когда он делает» и пр. В процессе такой работы собирается вся необходимая информация о данном вирусе, в частности, выделяется сигнатура вируса (последовательность байтов, которая его характеризует). Для построения сигнатуры обычно берутся наиболее важные и характерные участки кода вируса. Одновременно становятся ясны механизмы работы вируса. Например, в случае загрузочного вируса важно знать, где он прячет свой хвост, где находится оригинальный загрузочный сектор, а в случае файлового – способ заражения файла. Полученная информация позволяет выяснить, как обнаружить вирус. Для этого уточняются методы поиска сигнатур в потенциальных объектах вирусной атаки (файлах и/или загрузочных секторах). Также необходимо определить, как обезвредить вирус, если это возможно, разрабатываются алгоритмы удаления вирусного кода из пораженных объектов. К настоящему времени накоплен значительный опыт борьбы с компьютерными вирусами, разработаны антивирусные программы, известны меры защиты программ и данных. Происходит постоянное совершенствование, развитие антивирусных средств, которые в короткий срок с момента обнаружения вируса – от недели до месяца – оказываются способными справиться с вновь появляющимися вирусами. Антивирусная программа (антивирус) – любая программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления зараженных (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики – предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом. На данный момент антивирусное программное обеспечение разрабатывается в основном для ОС семейства Windows от компании Microsoft, что вызвано большим количеством вредоносных программ именно под эту платформу (а это, в свою очередь, вызвано большой популярностью этой ОС, также как и большим количеством средств разработки, в том числе бесплатных и даже "инструкций по написанию вирусов"). В настоящий момент на рынок выходят продукты и под другие платформы настольных компьютеров, такие как Linux и Mac OS X. Это вызвано началом распространения вредоносных программ и под эти платформы, хотя UNIX-подобные системы всегда славились своей надежностью. Например, известное видео "Mac or PC" шуточно показывает преимущество Mac OS над Windows и большим антивирусным иммунитетом Mac OS по сравнению с Windows. Помимо ОС для настольных компьютеров и ноутбуков, также существуют платформы и для мобильных устройств, такие как Windows Mobile, Symbian, iOS, BlackBerry, Android и др. Пользователи устройств на данных ОС также 191 подвержены риску заражения вредоносным программным обеспечением, поэтому некоторые разработчики антивирусных программ выпускают продукты и для таких устройств. Первые, наиболее простые антивирусные программы появились почти сразу после появления вирусов. Сейчас разработкой антивирусов занимаются крупные компании. Как и у создателей вирусов, в этой сфере также сформировались оригинальные приёмы – но уже для поиска и борьбы с вирусами. Современные антивирусные программы могут обнаруживать десятки тысяч вирусов. К сожалению, конкуренция между антивирусными компаниями привела к тому, что развитие идёт в сторону увеличения количества обнаруживаемых вирусов (прежде всего для рекламы), а не в сторону улучшения их детектирования (идеал – 100 %-е детектирование) и алгоритмов лечения заражённых файлов. Различают следующие виды антивирусных программ: Программы-детекторы осуществляют поиск характерной для конкретного вируса сигнатуры в оперативной памяти и в файлах и при обнаружении выдают соответствующее сообщение. Недостатком таких антивирусных программ является то, что они могут находить только те вирусы, которые известны разработчикам таких программ. Программы-доктора, или фаги, а также программы-вакцины не только находят зараженные вирусами файлы, но и «лечат» их, т.е. удаляют из файла тело программы-вируса, возвращая файлы в исходное состояние. В начале своей работы фаги ищут вирусы в оперативной памяти, уничтожая их, и только затем переходят к «лечению» файлов. Среди фагов выделяют полифаги, предназначенные для поиска и уничтожения большого количества вирусов. Наиболее известные из них: Kaspcrsky Antivirus, Norton AntiVirus, Doctor Web. Программы-ревизоры относятся к самым надежный средствам защиты от вирусов. Ревизоры запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей диска тогда, когда компьютер не заражен вирусом, а затем периодически или по желанию пользователя сравнивают текущее состояние с исходным. Обнаруженные изменения выводятся на экран монитора. Как правило, сравнение состояний производят сразу после загрузки операционной системы. При сравнении проверяются длина файла, код циклического контроля (контрольная сумма файла), дата и время модификации и другие параметры. 192 программы-фильтры, или «сторожа», представляют собой небольшие резидентные программы, предназначенные для обнаружения подозрительных действий при работе компьютера, характерных для вирусов. Вакцины (иммунизаторы) – это резидентные программы, предотвращающие заражение файлов. Вакцины предохраняют файлы от изменении и способны не только обнаружить факт заражения, но и в некоторых случаях «вылечить» пораженные вирусами файлы Вакцинация возможна только от известных вирусов. Вакцина модифицирует программу или диск таким образом, чтобы это не отражалось на их работе, а вирус будет воспринимать их зараженными и поэтому не внедрится. В настоящее время программы-вакцины имеют ограниченное применение. Своевременное обнаружение зараженных вирусами файлов и дисков, полное уничтожение обнаруженных вирусов на каждом компьютере позволяют избежать распространения вирусной эпидемии на другие компьютеры. Для того чтобы не подвергнуть компьютер заражению вирусами и обеспечить надежное хранение информации на дисках, необходимо соблюдать следующие комплексные профилактические меры защиты. В комплекс таких мер входит: регулярное архивирование информации (создание резервных копий важных файлов и системных областей винчестера); не загружать и не запускать на выполнение неизвестные программы из Интернета; входной контроль нового программного обеспечения, поступивших дискет; сегментация жесткого диска, т.е. разбиение его на логические разделы с разграничением доступа к ним; систематическое использование программ-ревизоров для контроля целостности информации; поиск вирусов должен происходить регулярно. При неаккуратной работе с антивирусными программами можно не только переносить с ними вирусы, но и вместо лечения файлов безнадежно их испортить. Полезно иметь хотя бы общее представление о том, что могут и чего не могут компьютерные вирусы, об их жизненном цикле, о важнейших методах защиты. |