WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 21 |

Задача обнаружения ошибки может быть решена довольно просто. Достаточно просто передавать каждую букву сообщения дважды. Например, при необходимости передачи слова "гора" можно передать "ггоорраа". При получении искаженного сообщения, например, "гготрраа" с большой вероятностью можно догадаться, каким было исходное слово. Конечно, возможно такое искажение, которое делает неоднозначным интерпретацию полученного сообщения, например, "гпоорраа", "ггоорреа" или "кгоорраа". Однако цель такого способа кодирования состоит не в исправлении ошибки, а в фиксации факта искажения и повторной передаче части сообщения в этом случае. Недостаток данного способа обеспечения надежности состоит в том, что избыточность кода оказывается очень большой.

Поскольку ошибка должна быть только обнаружена, можно предложить другой способ кодирования. Пусть имеется цепочка информационных бит длиной k0. Добавим к ним еще один бит, значение которого определяется тем, что новая кодовая цепочка из k0+1 бита должна содержать четное количество единиц – по этой причине такой контрольный бит называется битом четности. Например, для информационного байта 01010100 бит четности будет иметь значение 1, а для байта бит четности равен 0. В случае одиночной ошибки передачи число 1 перестает быть четным, что и служит свидетельством сбоя. Например, если получена цепочка 110110111 (контрольный бит выделен подчеркиванием), ясно, что передача произведена с ошибкой, поскольку общее количество единиц равно 7, т.е. нечетно. В каком бите содержится ошибка при таком способе кодирования установить нельзя.

Избыточность кода в данном случае, очевидно, равна k0 +L =.

kНа первый взгляд кажется, что путем увеличения k0 можно сколь угодно приближать избыточность к ее минимальному значению (Lmin = 1). Однако с ростом k0, во-первых, растет вероятность парной ошибки, которая контрольным битом не отслеживается; во-вторых, при обнаружении ошибки потребуется заново передавать много информации.

В 1948 г. Р. Хеммингом был предложен принцип кодирования информации, которое позволяет не только обнаружить существование ошибки, но и локализовать (т.е. определить, в каком бите она находится) и, естественно, ее устранить. Подобные коды, исправляющие одиночную ошибку, стали называться кодами Хемминга.

Основная идея состоит в добавлении к информационным битам не одного, а нескольких битов четности, каждый из которых контролирует определенные информационные биты. Если пронумеровать все биты передаваемые биты, начиная с 1 слева направо (стоит напомнить, что информационные биты нумеруются с 0 и справа налево), то контрольными (проверочными) оказываются биты, номера которых равны степеням числа 2, а все остальные являются информационными. Например, для 8битного информационного кода контрольными окажутся биты с номерами 1, 2, 4 и 8:

Номера битов кода Хемминга 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Передаваемые биты 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Номера информационных битов 7 6 5 4 3 2 1 Номера контролируемых битов для каждого проверочного приведены в табл. 1. При этом в перечень контролируемых битов входит и тот, в котором располагается проверочный. При этом состояние проверочного бита устанавливается таким образом, чтобы суммарное количество единиц в контролируемых им битах было бы четным.

1 Проверочные и контролируемые биты передаваемого сообщения Про в.

Контролируемые биты биты 1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 … 2 2 3 6 7 10 11 14 15 18 19 22 … 4 4 5 6 7 12 13 14 15 20 21 22 … 8 8 9 10 11 12 13 14 15 24 25 26 … 16 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 … 32 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 … Пусть, например, вместо указанной выше последовательности пришла следующая (в 5-м бите 1 заменилась 0):

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 Бит 1 указывает на наличие ошибки в каком-либо бите с нечетным номером.

Бит 2 свидетельствует о том, что из них 3, 7 и 11 верны (т.е. ошибка в 5-м или 9-м бите).

Бит 4 указывает, что ошибка не в 9-м бите.

Таким образом, однозначно устанавливается, что ошибочным является 5-й бит – можно исправить его значение на противоположное и, тем самым, восстановить правильную последовательность.

Более детальное рассмотрение кодов Хемминга позволяет сформулировать простой алгоритм проверки и исправления передаваемой последовательности бит:

(a) произвести проверку всех битов четности;

(b) если все биты четности верны, то перейти к пункту (e);

(c) вычислить сумму номеров всех неправильных битов четности;

(d) инвертировать содержимое бита, номер которого равен сумме, найденной в пункте (c);

(e) исключить биты четности, передать правильный информационный код.

На рассмотренном выше примере легко убедиться в справедливости данного алгоритма.

Безусловно, данный способ кодирования требует увеличения объема памяти компьютера приблизительно на одну треть при 16-битной длине машинного слова, однако, он позволяет автоматически исправлять одиночные ошибки.

6 ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ Человек выделяет в информации по крайней мере три компонента: смысл (семантика); оформление (синтаксис); личностная значимость (оценка, прагматика). Иными словами в любом сообщении можно выделить содержание, форму и наше отношение к сообщению.

Обработка (преобразование) информации — это процесс изменения формы представления информации или ее содержания.

Как правило, обработка информации – это закономерный, целенаправленный, планомерный процесс. Всегда существует цель обработки.

Процессы изменения формы представления информации часто сводятся к процессам ее кодирования и декодирования и проходят одновременно с процессами сбора и передачи информации.

Примеры изменения формы информации в результате обработки:

• специальное оборудование на метеостанции преобразует сигналы, полученные от метеозондов, в графики;

• данные анкет, полученные в результате психологических исследований, представляются в виде диаграмм;

• при сканировании рисунок преобразуется в последовательность двоичных цифр.

Процесс изменения содержания информации включает в себя такие процедуры, как численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д.

Примеры изменения содержания информации в результате обработки:

• результатом обработки данных нескольких метеостанций выступает прогноз погоды;

• анализ данных психологических исследований позволяет дать обобщенную психологическую характеристику группы "испытуемых" и рекомендации по улучшению психологического климата в этой группе;

• отсканированный текст первоначально представляется в виде рисунка (в соответствующем двоичном представлении). После его обработки программой оптического распознавания символов он преобразуется в "текстовые" коды.

Обрабатывать можно информацию любого вида и правила обработки могут быть самыми разнообразными. Общая схема преобразования информации приведена на рис. 6.

Рис. 6 Процесс преобразования информации Нам не всегда известно, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную. Систему, в которых наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны, называют черным ящиком (рис. 7).

Рис. 7 Схема преобразования информации по принципу "черного ящика" Не будет преувеличением сказать, что любой познаваемый объект всегда первоначально выступает для наблюдателя как "черный ящик".

Но чаще всего без знания правил преобразования невозможно достичь цели, ради которой информация и обрабатывается. Если эти правила строго формализованы и имеется алгоритм их реализации, то можно построить устройство для автоматизированной обработки информации. Таким устройством в вычислительной технике является процессор (рис. 8).

Рис. 8 Схема обработки информации Обработка информации всегда происходит в некоторой внешней среде (обстановке), являющейся источником входной информации и потребителем выходной информации. Непосредственная переработка входной информации в выходную осуществляется процессором. При этом предполагается, что процессор располагает памятью.

Замечание. Обработка информации в общем случае приводит и к изменению состояния самого процессора.

Процесс обработки информации в рамках данной схемы чаще всего сводится к следующим процедурам:

• вычисление процессором значений выходных параметров как некоторой функции входных;

• накопление информации, т.е. изменение состояния памяти под воздействием входной информации;

• реализация причинной связи между входом и выходом процессора;

• взаимодействие процессора со средой, реакция на изменения обстановки;

• управление поведением всей системы в целом.

Обработка информации – это процесс, происходящий во времени.

В ряде случаев он должен подчиняться заданному темпу поступления входной информации и допустимому пределу задержки в выработке информации на выходе. В этом случае говорят об обработке информации в реальном масштабе времени. Примером является управление работой машин и устройств, в том числе компьютера.

В других случаях время рассматривается как дискретная цепочка мгновенно происходящих событий. При этом важна лишь их последовательность, а не значение разделяющих события временных промежутков. Такой подход применяется обычно при обработке информации в моделировании.

Наиболее простой формой обработки информации является последовательная обработка, производимая одним процессором, в котором в любой момент времени происходит не более одного события.

При наличии в системе нескольких процессоров, работающих одновременно, говорят о параллельной обработке информации.

Обработка информации является центральной процедурой в управлении любой системой. Трактовка управления системой как процесса обработки информации является одним из основных принципов кибернетики.

Вычислительная техника в основном предназначена для автоматизированной обработки информации различного вида. К ней относятся: обработка запросов к базам данных, перекодирование информации, численные расчеты по формулам, аранжировка музыкальных произведений, синтез новых звуков, монтаж анимационных роликов и многое другое.

7 ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ Человеку свойственно ошибаться. Любое техническое устройство также подвержено сбоям, поломкам, влиянию помех. Ошибка может произойти при выполнении любого информационного процесса.

Велика вероятность ошибки при кодировании информации, ее обработке и передаче. Результатом ошибки может стать потеря нужных данных, принятие ошибочного решения, аварийная ситуация. Чем больше информации передается и обрабатывается, тем труднее избежать ошибок. В обществе хранится, передается и обрабатывается огромное количество информации и отчасти поэтому современный мир очень хрупок, взаимосвязан и взаимозависим. Информация, циркулирующая в системах управления и связи, способна вызвать крупномасштабные аварии, военные конфликты, дезорганизацию деятельности научных центров и лабораторий, разорение банков и коммерческих организаций. Поэтому информацию нужно уметь защищать от искажения, потери, утечки, нелегального использования.

Наиболее распространенными причинами потери и искажения информации при работе за компьютером являются:

• сбои в работе программного обеспечения компьютера;

• помехи или потери на линиях связи;

• нарушения энергоснабжения компьютера;

• физическая порча носителей внешней памяти;

• ошибочные действия пользователя;

• преднамеренное желание причинить вред другому (вирусы, спам и т.п.).

Основные методы защиты можно соотнести и причинами потери и искажения информации (табл.

2).

2 Виды и методы защиты информации при работе с компьютером Виды защиты Методы защиты От сбоев оборудова- архивирование файлов (со сжатием ния или без);

резервирование файлов;

От случайной потери требование подтверждения перед или изменения ин- выполнением команд, изменяющих формации, храня- файлы;

щейся в компьютере установка специальных атрибутов документов и программ;

разграничение доступа пользователей к ресурсам системы;

возможность отмены неверного действия или восстановления ошибочно удаленного файла;

От преднамеренного общие методы защиты информации;

искажения, ванда- профилактические меры;

лизма (компьютер- использование антивирусных проных вирусов) грамм;

От несанкциониро- паролирование;

ванного (нелегально- шифрование;

го) доступа к ин- "электронные ключи";

формации, ее ис- совокупность административных и пользования, изме- правоохранительных мер.

нения, распростра- нения Антивирусные программы можно разделить на несколько видов: детекторы, доктора (фаги), ревизоры, фильтры и вакцины.

Программы-ДЕТЕКТОРЫ проверяют, имеется ли в проверяемых файлах специфические для известных вирусов комбинации байтов. Большинство детекторов могут обнаруживать только те вирусы, которые им известны. При обнаружении вируса на экран выводится специальное сообщение. Многие детекторы имеют режимы лечения или уничтожения зараженных файлов.

Программы-РЕВИЗОРЫ работают в два этапа. Вначале они запоминают сведения о состоянии программ и системных областей диска. После этого в любой момент с помощью программы-ревизора можно сравнить текущее состояние программ и системных областей с исходным (незараженным). О выявленных несоответствиях сообщается пользователю.

Программы-ДОКТОРА (фаги) не только обнаруживают характерные для вирусов комбинации байт или изменения в файлах, но и могут автоматически вернуть файлы в исходное состояние.

Программы-ФИЛЬТРЫ располагаются резидентно (постоянно во время работы) в оперативной памяти компьютера и перехватывают те обращения к операционной системе, которые используются вирусами для размножения и нанесения вреда, и сообщают о них пользователю. Пользователь может разрешить или запретить выполнение соответствующей операции.

Программы-ВАКЦИНЫ, или иммунизаторы, модифицируют программы и диски таким образом, чтобы это не отражалось на работе программ, но тот вирус, от которого производится вакцинация, считает эти программы или диски уже зараженными и не копируется на них.

Некоторые симптомы заражения вирусом • некоторые программы перестают работать или начинают работать неправильно;

• на экран выводятся посторонние сообщения, символы;

• работа на компьютере существенно замедляется;

• некоторые файлы оказываются испорченными;

• производится операция сохранение файлов без команды на то пользователя.

Действия при заражении вирусом 1 Не торопитесь и не принимайте опрометчивых решений. Непродуманные действия могут привести не только к потере части файлов, но и к повторному заражению компьютера.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 21 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.