Шифрование и электронная подпись

• Введение
• 1. Обеспечение достоверности и сохранности информации в автоматизированных системах
• 1.1 Наиболее частые ошибки оборудования
• 1.2 Неисправности и ошибки
• 1.3 Основы обработки информации
• 1.4 Устранения ошибок и программные вводы
• 1.5 Информационный массив обеспечения
• 1.6 Понятие информации, ее свойства и характеристики
• 2. Шифрование и электронная подпись
• 2.1 Шифрование
• 2.1.1 Методы шифрование
• 2.1.2 Симметричное шифрование
• 2.1.3 Асимметричное шифрование (с открытым ключом)
• 2.2 Электронная подпись
• 2.2.1 Присоединенная электронная подпись
• 2.2.2 Отсоединенная электронная подпись
• 2.2.3 Электронная подпись внутри данных
• 3. Охрана труда и техника безопасности
• 3.1 Общие положения
• 3.2 Требования безопасности перед началом работы
• 3.3 Требования безопасности при выполнении работ
• 3.4 Требования безопасности после окончания работы
• 3.5 Требования безопасности в аварийных ситуациях
• Заключение
• Список использованной литературы

Как наука находится в периоде бурного развития, расширяет свою предметную область и из технической дисциплины о методах и средствах обработки данных при помощи средств вычислительной техники превращается в фундаментальную естественную науку об информации и информационных процессах в природе и обществе.

Информатику следует относить к естественнонаучным дисциплинам в соответствии с представлением о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах. Отнесение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процессов ее обработки. В предмет информатики включается изучение отношений между источником и получателем информации.

Но информатика имеет черты технических и общественных наук, поэтому она является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания изучающую общие свойства информации, процессы, методы и средства ее обработки (сбор, хранение, преобразование, перемещение, выдача)" .

В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения. В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют, т. е. сведения об окружающем мире и протекающем в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами (субъективный подход). Информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников. С помощью всех своих органов чувств человек получает информацию из внешнего мира.

В лингвистике под информацией понимают не любые сообщения, а только те из них, которые обладают новизной или полезностью, т. е. учитывается смысл сообщения.

шифрование электронная подпись цифровая Между информатикой и кибернетикой существует тесная связь. Основанная в конце 40-х годов 20 в., кибернетика породила современную информатику, выполнила роль одного из ее источников. Сейчас кибернетика входит в информатику как составная часть. Кибернетика имеет дело со сложными системами: машинами, живыми организмами, общественными системами. Кибернетику интересуют процессы взаимодействия между такими системами или их компонентами. Рассматривая такие взаимодействия как процессы управления, кибернетику определяют как науку об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах. Информация между кибернетическими системами передается в виде некоторых последовательностей сигналов. Выходные сигналы одних участников обмена являются входными для других.

Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторая система воспринимает от окружающей среды (входная информация), выдает в окружающую среду (выходная информация) или, наконец, хранит в себе (внутренняя, внутрисистемная информация).

С точки зрения кибернетики, информацией является содержание передаваемых сигнальных последовательностей. В частности, любой текст на каком либо языке есть последовательность букв (в письменной форме) или звуков (в устной форме), которые можно рассматривать как графические или акустические сигналы.

Еще один подход к определению информации таков: средства вычислительной техники обладают способностью обрабатывать информацию автоматически, без участия человека, и ни о каком знании или незнании здесь речь идти не может. Эти средства могут работать с искусственной, абстрактной и даже ложной информацией, не имеющей объективного отражения ни в природе, ни в обществе.

В своей письменной работе я рассмотрю основные принципы обеспечения достоверности и сохранности, основанные на шифровании информации, а также создания электронной цифровой подписи.

1. Обеспечение достоверности и сохранности информации в автоматизированных системах

Проблема обеспечения (повышения) достоверности информации при ее обработке в автоматизированных системах заключается главным образом в контроле правильности информационных массивов, обнаружении ошибок и их исправлении на различных этапах обработки информации. Исследование проблемы обеспечения достоверности информации в автоматизированных системах осуществляется на трех уровнях:

Синтаксическом (связан с контролем и защитой элементарных составляющих информационных массивов — знаков или символов);

Семантическом (связан с обеспечением достоверности смыслового значения информационных массивов, их логичности, непротиворечивости и согласованности);

Прагматическом (связан с изучением вопросов ценности информации при принятии управленческих решений, ее доступности и своевременности, влияния ошибок на качество и эффективность функционирования автоматизированных систем).

Ошибки, возникающие в процессе обработки информации, связаны с помехами, сбоями и отказами технических и программных средств, ошибками пользователей и обслуживающего персонала, недостаточной точностью или ошибками в исходных, промежуточных и выходных данных, неадекватностью реализованных математических моделей реальным процессам.

Для достижения требуемой или максимальной достоверности обработки информации в автоматизированных системах используются специальные методы, основанные на введении в структуры обработки информационных массивов информационной, временной или структурной избыточности.

Информационная избыточность характеризуется введением дополнительных разрядов в используемые информационные массивы и дополнительных операций в процедуры переработки информационных массивов, имеющих математическую или логическую связь с алгоритмом переработки, обеспечивающих выявление и исправление ошибок определенного типа.

Временная избыточность связана с возможностью неоднократного повторения определенного контролируемого этапа обработки информации.

Структурная избыточность характеризуется введением в состав автоматизированных систем дополнительных элементов.

По виду реализации известные методы обеспечения достоверности обрабатываемой информации в автоматизированных системах можно разделить на две основные группы: организационные (системные и административные) и аппаратно-программные (программные и аппаратные) (рис. 1). Надежность автоматизированных систем — свойство автоматизированных систем выполнять функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих данным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность комплекса аппаратных средств определяется в основном случайными сбоями и отказами, а надежность комплекса программных средств — наличием систематических ошибок, допущенных при его разработке. Для обеспечения достоверности в автоматизированных системах используются общие типовые методы обеспечения надежности аппаратуры, целью которых служит поддержание характеристик аппаратных средств автоматизированных систем в заданных пределах. Надежность технических (аппаратных) средств достигается на этапах разработки, производства и эксплуатации.

Рис. 1: Классификация методов повышения достоверности обработки информации в Автоматизированных системах (АС — автоматизированные системы; ИМ — информационные массивы)

Для программных средств рассматривают два этапа — этап разработки и этап эксплуатации. Этап разработки программных средств является определяющим при создании надежных компьютерных систем.

На этапе эксплуатации программные средства дорабатываются, в них устраняются замеченные ошибки, поддерживается целостность программных средств и актуальность данных, используемых этими средствами.

Аппаратно-программные методы повышения достоверности перерабатываемой в автоматизированных системах информации представляют собой совокупность методов контроля и выявления ошибок в исходных и получаемых информационных массивах, их локализации и исправления.

При эксплуатации автоматизированных систем существует возможность разрушения информационных массивов, которое приводит к появлению ошибок в результатах, невозможности решения некоторых функциональных задач или к полному отказу автоматизированных систем. Основными причинами нарушения целостности и готовности информационных массивов в процессе их непосредственного использования или хранения на носителях являются ошибки и преднамеренные действия операторов и обслуживающего персонала, деструктивные действия компьютерных вирусов, агрессивность внешней среды (температура, влажность и др.), износ носителей информации, приводящие к разрушению информационных массивов или их носителей.

Проблема обеспечения целостности и готовности информации при эксплуатации автоматизированных систем заключается в разграничении доступа к информационным массивам и программно-техническим ресурсам, контроле правильности информационных массивов, обнаружении ошибок, резервировании и восстановлении информационных массивов во внутримашинной информационной базе по зарезервированным информационным массивам.

Методы повышения сохранности информации в автоматизированных системах в зависимости от вида их реализации можно разделить на организационные и аппаратно-программные.

I. Организационные методы повышения сохранности состоят в создании и использовании рациональной технологии эксплуатации информационных массивов, предусматривающей профилактические меры по снижению доли искажений информационных массивов до определенного допустимого уровня и по обеспечению своевременного предоставления необходимых аутентичных информационных массивов для автоматизированного решения задач автоматизированных систем. Основными из них являются:

1) учет и хранение информационных массивов в базах данных автоматизированных систем;

2) контроль за качеством работы операторов и обслуживающего персонала;

3) контроль износа и старения технических средств, функционирования автоматических систем, а также правильности их эксплуатации;

4) профотбор, обучение и стимулирование персонала автоматизированных систем;

5) организация труда персонала автоматизированных систем, обеспечивающая уменьшение возможностей нарушения им требований сохранности информационных массивов;

6) обеспечение противопожарной защиты и температурно-влажностного режима.

II. Аппаратно-программными методами повышения сохранности информации являются:

1) резервирование информации (обеспечивает защиту информации как от случайных угроз, так и от преднамеренных воздействий):

оперативное резервирование — создание и хранение резервных рабочих копий информационных массивов, используемых для решения функциональных задач автоматизированных систем в реальном масштабе времени;

восстановительное резервирование — создание и хранение дополнительных копий информационных массивов, используемых только для восстановления разрушенных рабочих копий информационных массивов;

долговременное резервирование — создание, длительное хранение и обслуживание архивов оригиналов, дубликатов и резервных копий информационных массивов.

2) контроль, обнаружение и исправление ошибок информационных массивов (реализуются как в аппаратном варианте, так и в виде программных модулей):

получение контрольных сумм — сумма всех символов, полученная циклическим сложением после обновления информационных массивов;

использование контрольных чисел — цифра, связанная с символами информационных массивов некоторым соотношением;

использование избыточных кодов — позволяют выявлять и автоматически исправлять имеющиеся в информационных массивах ошибки;

программная проверка по четности — обеспечивает более качественный контроль по сравнению со схемной проверкой четности;

контроль верности входных информационных массивов — контроль допустимого диапазона изменения некоторого показателя.

3) контроль верности входных данных и защита от вирусов:

обнаружение вирусов в автоматизированных системах (сканирование, обнаружение изменений, эвристический анализ, вакцинация программ, аппаратно-программная защита от вирусов);

блокирование работы программ-вирусов

устранение последствий воздействия вирусов.

Для решения данных задач используются специальные антивирусные средства.

4) блокировка ошибочных операций (действий) — использует технические и аппаратно-программные средства. Технические средства применяются в основном для предотвращения ошибочных действий людей (блокировочные тумблеры, защитные экраны и ограждения, предохранители, средства блокировки записей на магнитные ленты, дискеты и т. п.). Аппаратно-программные средства позволяют, например, блокировать вычислительный процесс при нарушениях программами адресных пространств оперативной памяти.

Все эти методы позволяют повысить достоверность информации и сохранить целостность и готовность информационных массивов в процессе их непосредственного использования или хранения на носителях.

Обработка информации в АСУ имеет целью получение конечного результата, который предусмотрен алгоритмами функциональных задач.

Естественно ожидать, что при правильно спроектированном алгоритме и безошибочно написанной и отлаженной программе функциональной задачи результат не должен содержать ошибок.

Однако, как показывает опыт разработки и эксплуатации АСУ. Этих условий оказывается недостаточно для получения правильного результата. Причиной является объективно существующий закон природы — второй закон термодинамики, согласно которому любая замкнутая система со временем увеличивает энтропию или, другими словами, приходит в состояние возможно большей неупорядоченности.

Состояние неупорядоченности в АСУ возникает в первую очередь из-за проникновения в систему ошибок информации, места возникновения которых и причины мы рассмотрим ниже. Здесь же заметим, что любую систему из состояния неупорядоченности можно привести в состояние некоторого порядка, лишь выполнив определенную работу.

Возвращаясь к технологии обработки информации в АСУ, следует сказать, что для получения безошибочного результата обработки технологический процесс должен включать такие операции, которые бы (путем выполнения определенной работы по проверке и устранению ошибок) уменьшали степень неупорядоченности (ошибочности) обрабатываемой информации на всех этапах, где такая неупорядоченность (ошибки) может возникнуть.

В противном случае полученный в процессе обработки результат с высокой вероятностью окажется ошибочным и к использованию будет непригоден.

Теперь рассмотрим основные этапы технологического процесса обработки информации в АСУ и причины, порождающие ошибки информации на этих этапах.

Основными этапами обработки информации в АСУ (будем рассматривать АСУ организационного типа), как известно, являются:

1. Сбор информации на человекочитаемых документах.

2. Перенос информации на машинные носители.

3. Передача информации по каналам связи от мест се возникновения до места обработки.

4. Ввод информации в ЭВМ.

5. Обработка информации в ЭВМ программами пользователя.

6. Вывод информации из ЭВМ в виде, необходимом для дальнейшего использования.

Рассмотрим несколько подробней каждый этап:

1. Сбор информации на человекочитаемые документы. Большая часть информации, поступающая для обработки в АСУ, находится первоначально на человекочитаемых документах, в которые человек вносит информацию ручным способом или с помощью устройств механической печати. При этом, разумеется, могут возникать различного вида ошибки. В приводятся следующие причины этих ошибок:

а) низкая квалификация сотрудников, заполняющих документы;

б) неправильная интерпретация заносимых данных;

в) усталость работников;

г) несоответствие потока данных и физической способности человека переработать поступающий поток;

д) неудачная для обслуживания конструкция технических средств;

е) неудачная модель представления информации;

ж) отсутствие или недостаточная ясность рабочих инструкций.

Помимо перечисленных причин, существенное значение имеют субъективные причины, зависящие от человека, выполняющего работу: безразличие, небрежность, плохая организация, слабый контроль за выполняемой работой, преднамеренное искажение информации.

2. Перенос информации на машинные носители.

В этом случае причины ошибок могут быть связаны: с оборудованием, на котором осуществляется перенос, с оператором, который осуществляет перенос, и с документами, с которых осуществляется перенос.

1.1 Наиболее частые ошибки оборудования

Ошибками оборудования, как правило, являются:

1) перенос на носитель знаков, не соответствующих знакам" которые набираются на клавиатуре. Этот результат связан с неисправностью механической или электронной части устройств подготовки данных;

2) неудобство конструкции клавиатуры, которой пользуется оператор, и места размещения первичного документа.

Ошибки, вносимые оператором, имеют причины, сходные с аналогичными причинами, перечисленными для этапа сбора информации на человекочитаемых документах в пунктах а), б), в), г) и др.

Ошибки, причиной которых является документ, с которого производится перенос информации, связаны:

а) с неудачным форматом документа, неудобным для работы оператора;

б) с ошибочной информацией, занесенной в документ.

3. Передача информации по каналам связи.

В этом случае уместно рассмотреть причины, приводящие к искажению заведомо правильной информации, подготовленной для передачи.

Причинами искажения информации и появления в ней ошибок при передаче по каналам связи в большинстве случаен являются:

1) ошибки, вносимые оконечными комплектами аппаратуры передачи данных, связанные с неверным считыванием, формированием пакетов сообщений и их кодированием и декодированием;

2) искажения, вносимые каналом: шум канала, частотные искажения в канале, потери информации в канале по причине временной неработоспособности.

4. Ввод информации в систему.

Этап ввода информации в ЭВМ является наиболее ответственным с точки зрения обеспечение достоверности информации. Именно на этом этапе должны быть выявлены и не допущены в систему ошибки, которые накопились во вводимой информации на предыдущих этапах и возникли на этапе ввода. Причины, приводящие К возникновению ошибок во вводимой информации, на этапе ввода, могут зависеть от состояния оборудования, на котором осуществляется ввод (устройствах ввода с перфокарт, перфолент, магнитных лент), либо от организации процесса ввода.

1.2 Неисправности и ошибки

Неисправности оборудования проявляются в неверном считывании информации с носителей, неверном формировании электрического аналога считанной информации, утере информации на участке-" устройство ввода-ОЗУ", в появлении лишней информации в порции информации, вводимой в ЭВМ.

Несовершенство организации, как правило, влечет за собой путаницу в очередности номеров перфолент, колод перфокарт или магнитных лент, некомплектности носителей, с которых должна быть введена информация, утерю информации на бумажных или магнитных носителях из-за нарушения порядка их хранения и учета.

К этому же классу причин относятся ошибочные действия операторов, осуществляющих ввод.

5. Обработка информации в ЭВМ программами пользователя. На этом этапе обработки система также может пополниться ошибками даже в том случае, если благодаря усилиям проектировщиков и эксплуатационного персонала введенная в спетому информация верпа. Причинами появления ошибок на этом этапе являются:

1) ошибочная работа внешних накопителей, в результате которой неверно происходит запись и считывание информации;

2) сбои в работе процессора и каналов, происходящие из-за колебаний питающего напряжения, неправильных режимов функционирования элементов аппаратуры, временных отказов элементов вычислительного комплекса;

3) не полностью отлаженные программы пользователя, ошибочно реагирующие па некоторую комбинацию входной информации;

4) нарушение персоналом порядка смены машинных носителей информации, предусмотренного технологией решения задачи;

5) неверная реакция оператора на консольные сообщения операционной системы или программ пользователя.

6. Вывод информации из ЭВМ.

Это завершающий этап обработки информации в АСУ. Как и на всех предыдущих этапах обработки, здесь важно обеспечить достоверность выводимой информации и исключить возникновение ошибок.

Вывод информации производится посредством различных устройств вывода: АЦПУ, устройств вывода на перфокарты, перфоленты, магнитную лепту, телетайпы, дисплеи.

В процессе вывода и системе могут возникнуть ошибки, которые исказят информацию, уменьшат ее ценность или сделают непригодной к использованию.

Причинами ошибок, возникающих на этапе вывода, являются:

неисправная работа электронных и механических частей выводимых устройств, сбои в оборудовании вычислительного комплекса, плохая организация хранения и учета выдаваемой информации, приводящая к утере, некомплектности или путанице в многострочной выходной документации, перфокартах и перфолентах.

1.3 Основы обработки информации

Мы рассмотрели основные этапы обработки информации в АСУ и причины, приводящие к уменьшению достоверности информации в системе на разных этапах ее обработки. Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

1) причины, приводящие к уменьшению достоверности информации в системе, многообразны, многочисленны и имеются на всех этапах обработки;

2) для обеспечения нужного уровня достоверности обработки информации в системе необходимы специальные меры борьбы с ошибками, возникающими на каждом из этапов обработки. Необходима, иными словами, работа, предотвращающая увеличение энтропии в системе обработки информации.

В рассмотрены 29 видов контроля информации, которые объединены в 5 групп.

I. Счетные методы.

II. Математические методы.

III. Методы, использующие избыточность информации.

IV. Логические методы.

V. Прочие методы.

К I группе отнесены следующие методы контроля;

1. Контроль с помощью метода двойного счета заключается в повторном пересчете задачи или отдельных ее частей и сравнении полученных результатов. В случае несовпадения производится анализ этапа, на котором результаты разошлись, вносится коррекция, и счет повторяется.

Ясно, что систематическую ошибку вычислительного оборудования указанным методом обнаружить невозможно. Этот метод увеличивает время решения задачи, требует сохранности исходных и промежуточных данных и позволяет обнаружить лишь случайные ошибки, являющиеся следствием сбоев оборудования и неверных действий персонала. В условиях АСУ этот метод практически не применяется, поскольку в задачах АСУ промежуточные и выходные результаты представляют собой большие массивы данных, и их хранение и сверка сами могут стать источниками серьезных проблем, связанных с обеспечением необходимой достоверности.

2. Суть метода контроля по усеченному алгоритму состоит в стремлении уменьшить время получения правильного результата по сравнению с предыдущим методом. Если задача позволяет создать усеченный алгоритм, работающий с меньшей точностью, то

производится просчет по указанному алгоритму, результаты сравниваются. Результат считается правильным, если расхождение меньше суммарной точности вычислений по грубому и точному методу.

К сожалению, не все задачи позволяют разработать усеченный алгоритм, а его разработка и программирование требуют большой затраты времени и средств. Применительно к наиболее массовым в условиях АСУ задачам обработки данных говорить об усеченном алгоритме по существу вообще не приходится.

3. Контроль, состоящий в просчете с выходом на известный результат, применяется в основном при поиске ошибок в отлаживаемых программах; при эксплуатации задач АСУ результат, разумеется, заранее не известен и поэтому метод применить нс-возможно.

4. Счетный контроль с получением контрольных сумм широко распространен, в том числе и в области электронной обработки данных. Например, для контроля правильности вводимой с перфоленты или перфокарт информации в конце вводимой порции (пачки) перфорируется сумма, сосчитанная до ввода на клавишных машинах. Автоматическое суммирование данных в ЭВМ должно обеспечить совпадение с контрольной суммой. Обратный результат является сигналом об ошибке.

5. Контроль по итогам-это разновидность метода контрольных сумм, характерная тем, что сумма представляет результат сложения однородных величии и имеет соответствующую размерность.

6. Контроль методом счета записей состоит в том, что обрабатываемый массив записей предварительно сосчитан, и число указывающее количество записей в массиве, записано на магнитном носителе. Сверка количества обработанных записей с указанными числом позволяет судить об утерянных по разным причинам и не попавших в обработку записях.

7. Контроль формата документа предусматривает либо контроль числа слов в документе, либо контроль наличия определенных групп слов, если число слов может быть переменным.

8. Метод перекрестного контроля является частным случаем балансовых методов и используется там, где между получаемыми числами имеется некоторая количественная связь, такая, например, как зависимость между количеством поступившего на склад товара, отпущенного товара и остатка.

9. Балансовые методы контроля используются особенно широко в бухгалтерских расчетах.

Представление системы показателей в матричном виде, где имеются сбалансированные строки и столбцы, позволяет быстро выявить ошибку, нарушающую баланс,

II. Математические методы контроля. Они используются для обнаружения ошибок, являющихся следствием неверного порядка выполнения вычислительных операций или их содержащий.

10. Способ подстановки состоит в том, что в результат решения уравнении подставляются корни. Если левая и правая части уравнений оказываются равными с заданной погрешностью, то результат считается верным. Способ позволяет обнаружить случайные и систематические ошибки.

11. Проверка с помощью дополнительных связей может использоваться в том случае, если между контролируемыми величинами имеются однозначные или корреляционные зависимости.

Примером однозначных связей являются зависимости между тригонометрическими величинами.

12. Проверка предельных значений используется для предотвращения дальнейших вычислений, если контролируемая величина оказалась в недопустимых для нее пределах.

13. Метод статистического прогноза является развитием предыдущего метода и используется в том случае, если пределы величины могут изменяться в результате статистической обработки данных наблюдений за ее движением.

К сожалению, во многих задачах АСУ (за исключением в основном задач оптимального планирования) указанная группа методов малоприменима.

III. Методы контроля, использующие избыточность.

Ноли речь идет о контроле информации, то и случае применения этой группы методов предусматривается введение в контролируемый покупатель некоторой информационной избыточности. Именно наличие избыточности (которая является своеобразной «платой» за достоверность) удается выявить искажения в контролируемой величине.

14. Контроль, но методу избыточных цифр базируется на добавлении к контролируемому числу проверочной цифры н проведении затем некоторых преобразований полученного числа. Если н числе будет допущена ошибка, то результат преобразований не совпадет с заданным результатом. Метод позволяет обнаружите ошибки, допущенные при записи, перфорации и вводе в ЭВМ. Метод практически всегда используется для защиты шифров экономических и производственных объектов (номенклатурный номер, табельный номер, шифр предприятия, отрасли и т. д.).

15. Сравнение данных из различных источников, в которых контролируемые количества должны совпадать или находиться в некоторой зависимости, позволяет Обнаружить ошибки.

16. Способ контроля путем сравнения с внешними по отношению к системе данными является разновидностью предыдущего метода.

17. Метод двойных точек является модификацией метода контроля с использованием избыточной информации.

18. Контроль, использующий принцип обратной связи, широко применяется при передаче данных по каналам связи. В случае

обнаружения на приемной стороне ошибки на передающую посылается перезапрос. При использовании эхо-контроля переданное-сообщение возвращается на пункт передачи и сравнивается с исходным;

IV. Логические методы контроля.

Основаны на логической непротиворечивости контролируемых данных и знании характера поведения контролируемых величин.

19. Метод смысловых проверок базируется на оценке семантического значения контролируемых величин и реализуется в установлении пределов их значений, превышение которых лишает контролируемую величину смысла. Так, число рабочих на предприятии не может быть дробным числом.

20. Контроль по отклонениям состоит в том, что контролируются отклонения получаемых многократно величин от их предыдущих значений. Если эти отклонения существенны, то это является сигналом для детальной проверки и выявления возможных ошибок.

21. Контроль заданной последовательности записей. Осуществляется по порядковому номеру, который присваивается записям, подлежащим обработке. Нарушение порядка в последовательности номеров свидетельствует об ошибке (например, неверном результате сортировки).

22. Метод шаблонов является методом формальной проверки правомерности наличия символов и цифр в информации, участвующей в данной фазе обработки. Например, в шифре изделия, составленном по общесоюзному классификатору, не должно быть букв.

23. Контроль за временем решения задачи-это по сути дела логический контроль, позволяющий в случае чрезмерного увеличения времени решения задачи сделать вывод о неправильной работе-машины или зацикливании программы.

24. Метод экспертных оценок используется для окончательной оценки полученной информации после обработки. Так, распоряжение на выплату пенсий, полученное па ЭВМ, окончательно просматривается инспектором и подписывается им.

V. Прочие методы контроля.

25. Контроль по меткам.

По меткам, записанным на магнитный носитель, можно проконтролировать, соответствует ли данной задаче номер носителя, дата записи информации, сроки обновления и т. д.

26. Контроль методом следствия является выборочным контролем.

Процедуры выборочного контроля могут включать описанные методы контроля. Оценка результатов такого контроля часто задерживается во времени и требует хранения необходимой информации в системе для проведения проверок.

27. Метод контрольных испытаний заключается, но существу в проверке работы программ па искусственно созданной информации. Если программа работает верно, в возникновении ошибок следует винить информацию, поступающую в процессе функционирования системы. По существу этот метод контроля представляет собой способ доотладки программ.

28. Метод контрольных программ состоит в использовании специальных программ, с помощью которых осуществляется контроль выходных данных системы обработки данных.

29. Комбинированные методы контроля предполагают использование нужной комбинации описанных выше методов для контроля входной, выходной и хранящейся в системе информации, а также правильности выполнения процедур ее обработки.

Методы обеспечения достоверности при обработке информации в ЭВМ, особенно в ЭВМ третьего поколения, реализуются аппаратурно и основаны на многократной записи-считывании и сравнении результатов этих двух процедур, на использовании избыточности информации и контроле по четности.

Обеспечение достоверности при передаче информации по каналам связи — базируется на использовании методов перезапроса, избыточных и самокорректирующихся кодов.

1.4 Устранения ошибок и программные вводы

Устранение ошибок при сборе информации на человекочитаемые документы и переносе на машинные носители обеспечивается рациональными формами заполняемых документов, последующим контролем вносимой информации, двойной перфорацией или верификацией, последующим использованием методов сравнения дважды введенной информации в ЭВМ или подсчетом контрольных сумм и сравнением с введенными в ЭВМ контрольными суммами. Обеспечение достоверности выходной информации базируется на применении методов контроля пределов получаемых величин, их взаимоувязанности и непротиворечивости, последовательности расположения.

Наиболее важным этапом обработки информации с точки зрения обеспечения достоверности является ввод информации в систему. Именно на этапе ввода должны быть исключены ошибки информации, вводимой в систему для обработки. Программы ввода по существу — это программы преобразования формата вводимых машинных документов в формат, хранимый в массивах системы. Однако около 80% объема этих программ занимают процедуры контроля достоверности вводимой информации и процедуры коррекции обнаруженных ошибок.

Наиболее часто используемыми методами контроля при вводе информации являются: сравнение двух независимо отперфорированных машинных носителей, сравнение подсчитываемых сумм с введенной контрольной суммой, контроль пределов вводимых величин, контроль полноты и последовательности вводимых документов, контроль правомерности наличия символов и цифр во вводимой порции информации (метод шаблонов), балансовый контроль и некоторые другие методы из числа упомянутых выше. Необходимо так строить программы ввода, чтобы процесс устранения ошибок был по возможности экономичным и требовал минимального количества повторно перфорируемой и вводимой информации для устранения обнаруженных ошибок. Важно также, чтобы правильная информация не задерживалась, немедленно направлялась на обработку и не зависела от процедуры устранения ошибок в обнаруженной ошибочной информации.

Вопросы создания достаточно совершенных программ ввода-вывода информации, обеспечивающих необходимые проверки на достоверность, являются весьма сложными и до конца не решены, Имеются попытки создать специальные генераторы программ ввода-вывода, которые могут генерировать рабочие программы по заданию пользователя. Однако и они обладают рядом недостатков. В частности, они требуют генерации отдельной программы на каждый формат вводимой информации, что не всегда целесообразно.

Информационное обеспечение системы - одно из важнейших обеспечивающих функций, качество которой является определяющим фактором обоснованности принимаемого решения и эффективности функционирования системы. В динамике информационное обеспечение как процесс входит в понятие коммуникация. Поэтому сначала рассмотрим это понятие по источнику.

Коммуникаций - это обмен информацией, на основе которого руководство получает информацию, необходимую для принятия эффективных решений и доводит принятые решения до работников фирмы. Коммуникации — это сложный процесс, состоящий из взаимосвязанных шагов. Каждый из этих шагов очень нужен для того, чтобы сделать наши мысли понятными другому лицу. Каждый шаг — это пункт, в котором, если мы будем небрежны и не будем думать о том. что делаем, — смысл может быть утрачен.

1.5 Информационный массив обеспечения

прямое обращение потребителей к хранимой информации и возможность многократного ее использования:

наиболее полное удовлетворение информационных потребностей органов управления на всех уровнях:

оперативный поиск и выдачу информации по запросу;

предохранение информации от искажений.

Организация потоков информации. Под потоком информации понимается целенаправленное движение информации от источников до потребителей.

Рационализация потоков информации имеет цель исключить дублирование информации, минимизировать маршруты ее прохождения и обеспечить рациональный обмен информацией между органами управления.

Информационный поток характеризуется адресностью (наличием источника и потребителя информации), режимом (регламентом) передачи от источника до потребителя и объемом передаваемой информации.

По режиму передачи информация может подразделяться на поступающую потребителю принудительно, в нерегламентируемые сроки и по запросу, а также ежедневную, декадную, месячную, квартальную, годовую.

Объем информации — количественная характеристика, измеряемая с помощью условных единиц информации (биты. слова, сообщения, знаки. буквы, листы к др.).

Объем информации используется для определения информационной загруженности органов управления, принятия решений по автоматизации управленческих процедур.

Заключительным этапом формирования информационного обеспечения является организация технологического процесса переработки информации, включающая:

формирование документооборота;

определение состава операций по переработке информации, выполнение которых будет проводится с помощью средств механизации и автоматизации;

выбор состава комплекса технических средств по переработке информации. используемой при решении управленческих задач.

При проектировании документооборота необходимо обеспечивать: наличие в каждом документе необходимой и достаточной для принятия решения информации, четкую ее адресность, определение источников и потребителей информации:

организацию рациональных потоков информации за счет устранения дублирования документов и показателей, содержащихся в документах;

минимизацию маршрутов прохождения документов от источника до потребителя;

эффективный контроль за сроками исполнения документов;

максимально возможное использование средств механизации и автоматизации документооборота;

унификацию форм документов.

Технологический процесс переработки информации должен включать механизацию операций по переработке информации. Операции дифференцируют на рутинные и творческие. К рутинным относятся операции, связанные с сортировкой, заполнением, размножением документов и т. д. К творческим — операции по переработке информации, результатом выполнения которых является управленческое решение.

На основе рассмотренных требовании методика проектирования системы менеджмента должна определять:

задачи, обеспечивающие выполнение функций управления;

исполнителей задач;

информацию, необходимую для выполнения задач и функций

управления;

режим передачи информации, используемой в решении управленческих задач;

объемы поступающей органам управлений информации в соответствии с составом решаемых задач;

порядок и формы представления информации, необходимой для

управления;

время, затрачиваемое органами управления на переработку информации;

задачи по переработке информации, выполнение которых возможно с использованием средств автоматизации и механизации (ЭВМ, микропроцессоры. средства телекоммуникации, электронные пишущие машинки, терминальные устройства и Др.).

1.6 Понятие информации, ее свойства и характеристики

Информация — это знания, сведения, данные, получаемые и накапливаемые в процессе развития науки и практической деятельности людей, которые могут быть использованы в общественном производстве и управлении как фактор увеличения объема производства и повышения его эффективности.

Понятие «информация» может быть истолковано как некоторая совокупность сведений (сообщений), определяющих меру наших знаний о тех или иных событиях, явлениях, фактах и их взаимосвязи. Такое определение подчеркивает огромное многообразие содержания информации, которая проявляется в самых разнообразных физических, экономических и социальных явлениях. Информация увеличивает знания и углубляет интеллект. В первоначальном смысле термин информация означал сведения вообще. С развитием общей теории систем этот термин хотя и сохранил свое первоначальное значение, однако конкретизировался и стал употребляться в более точном смысле — для обозначения сведений, знаний наблюдателя о системе и среде ее функционирования. В более общем случае, когда наблюдателю целесообразно рассматривать систему как совокупность подсистем или элементов, информацией о системе являются сведения об организации, структуре, параметрах системы в целом и отдельных подсистем (элементов) в рамках целого.

Информация о системе получается наблюдателем в результате активного эксперимента либо наблюдения системы, а в случае абстрактных систем — путем логического вывода.

Информацию об объекте можно рассматривать как отображение этого объекта в некоторой материальной системе, которое может существовать независимо от самого объекта и независимо от того, будет ли эта информация кем-либо и когда-либо использована. Однако если информация как некоторое отображение может существовать независимо от человека, то говорить о ценности информации, о ее потребительской стоимости можно только с учетом человека, который эту информацию потребляет, и того процесса, где она используется. Таким образом, качество информации определяется адекватностью даваемого ею отображения реальной действительности, а ее эффективность — возможностями ее использования в практической деятельности, в принятии решений.

Информация об объекте существует в виде данных о нем. Данные представляют собой набор конкретных значений количественных и качественных параметров, характеризующих объект.

Пока данные не организованы соответствующим образом и не используются для какой-либо цели, они не являются информацией. Данные становятся информацией, когда осознается их смысловое прагматическое значение. С точки зрения принятия решений, можно считать, что информацией являются данные, используемые в процессе принятия решений или в связи с осуществлением тех или иных действий, оказывающие влияние на поведение системы.

Однако введенное понятие ничего не дает для построения количественной теории информации, в основе которой должно лежать указание на способ ее измерения.

Введение

количественной меры информации является весьма сложной задачей. Одна и та же информация может вызывать различные эмоции и представлять разную ценность для разных людей. Иногда краткое сообщение из одной — двух фраз несет неизмеримо больше информации для конкретного индивидуума, чем текст из многих страниц. Из двух книг равного объема мы можем извлечь совершенно различную информацию.

Любое сообщение, с которым мы имеем дело в теории информации, представляет собой совокупность сведений о некоторой системе. Очевидно, что если бы состояние системы было известно заранее, не было бы смысла передавать сообщение. Сообщение приобретает смысл только тогда, когда состояние системы заранее неизвестно, случайно.

Примером неопределенной ситуации является опыт с несколькими возможными исходами. Неопределенность ситуации заключается в том, что до проведения опыта мы не знаем в точности, какой из возможных исходов будет реализован. Информация, относящаяся к данному опыту, уменьшает его неопределенность. Количество информации при этом есть мера уменьшения неопределенности ситуации. Если все исходы равновероятны, то неопределенность ситуации зависит только от числа исходов, причем неопределенность тем больше, чем больше число исходов.

Как уже было сказано, информацию об объекте можно рассматривать как отображение этого объекта в некоторой материальной системе, которое может существовать независимо от самого объекта и независимо от того, будет ли эта информация кем-то и когда-то использована. Однако, если информация как некоторое отображение может существовать независимо от человека, то говорить о ценности информации, о ее потребительской стоимости можно только с учетом человека, который эту информацию потребляет, того процесса, где она используется.

Это вызвано тем, что различное понимание того или иного слова может сильно изменить смысл передаваемого сообщения. В процессе кодирования и передачи содержания сообщения какая-либо его часть может быть утеряна. Например, письменные замечания руководителя не могут в точности отразить то, что он чувствует и думает, сталкиваясь с некоторой ситуацией. Поэтому личная беседа руководителя с подчиненными может помочь разъяснить им тот или иной спорный вопрос. Но даже в этом случае интонация и выражение лица руководителя могут значительно изменить смысл рассматриваемых сообщений. Графическая иллюстрация расширяет возможности для уточнения сообщения, так как «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» .

Правильно зашифрованное и переданное сообщение может быть понято по-разному. Люди читают, видят и слышат, как правило, то, что они хотят читать, видеть и слышать. Восприятие человеком окружающей среды зависит от многих факторов, в частности от общей суммы накопленного им опыта. Работа администрации окажется неэффективной, если она не будет следить за тем, чтобы передаваемая ею информация воспринималась точно, и не будет стремиться, по возможности, минимизировать влияние субъективного подхода к восприятию сообщений среди подчиненных и других лиц. Правильное понимание сообщений облегчается в том случае, если имеются средства и время для осуществления проверки с помощью обратной связи.

Если информация используется в системах управления, то ее эффективность разумно оценивать по тому эффекту, который она оказывает на результат управления.

Информация — есть особая форма существования материи. Подобно веществу и энергии, информацию можно собирать, обрабатывать, хранить, изменять форму ее представления. Однако у нее есть и некоторые особенности, заключающиеся прежде всего в том, что она может возникать и исчезать.

Информация относится к числу воспроизводимых ресурсов. Процесс ее воспроизводства складывается из этапов производства, распространения и использования. Производство (генерация) информации есть общественный процесс познания состояния и законов развития природы и общества.

На основе собранных и обработанных данных проводится их анализ, назначением которого является обобщение фактов и установление существенных связей между явлениями. В этом состоит функция фундаментальных научных дисциплин. Далее следуют прикладные исследования, которые конкретизируют информацию о действии фундаментальных законов в определенных сферах деятельности. Эти результаты используются при реализации конкретных систем управления, при проектировании и конструировании систем различного класса.

Распространение информации необходимо для ее многократного использования. Оно осуществляется различными способами (создание специальных информационных систем, обучение, обмен опытом, средства массовой информации, публикации и т. д.).

Использование информации происходит в сфере производства и управления. Его результатом являются либо принимаемые решения, либо производимые продукты и услуги.

Выработанная системой информация должна быть отражена на материальном носителе и должна храниться в течение определенного периода времени или «цикла жизни». В связи с этим можно выделить следующие операции:

Хранение. Информация появляется в результате наблюдения и регистрации некоторого явления. Прежде чем она может быть обработана или использована, она должна храниться в какой-либо памяти на материальном носителе.

Преобразование информации. Хранящаяся информация может быть преобразована в некоторую, более удобную форму для хранения, передачи, обработки, восприятия.

Передача. Информация непрерывно передается в пространстве от источника к запоминающему устройству, на обработку, пользователю для принятия решений и т. д.

Сортировка, синтез, обработка. Обычно информация поступает в случайном порядке. Для уменьшения времени поиска требуемой информации, ее обработки требуется предварительная сортировка по заданным признакам. Нередко требуется объединить, агрегировать ряд отдельных информационных элементов для получения полного сообщения. Количественную информацию приходится обрабатывать в целях изменения ее формы или выявления значений, решая уравнения или применяя формульные выражения.

Использование. После преобразования информации в удобную для использования форму она воспроизводится в виде, необходимом для принятия решений.

Оценка. Значение информации зависит от потребности в ней, достоверности, надежности и своевременности. Массивы информации должны систематически пересматриваться с целью устранения устаревших бесполезных. данных.

Уничтожение информации может осуществляться после ее многократного использования либо при отнесении ее к классу устаревшей. Уничтожение информации является концом цикла ее жизни.

Рассмотрим некоторые наиболее важные характерные особенности информации для человеко-машинных систем организационного управления.

Целевое назначение. Информация имеет определенную цель в момент передачи ее для использования, в противном случае это просто шумы. Одна и та же информация может иметь многоцелевое назначение. Создание новых концепций, установление проблем, решение проблем, принятие решений, планирование, оперативное управление, контроль, поиск — являются основными целями информации в человеко-машинных системах.

Способ и Формат. Основными способами выдачи информации в человеко-машинных системах является визуальный и звуковой. Формат также является общей характеристикой для человека и машины. Люди получают большую часть информации в виде документов определенной формы. Широкое распространение получили средства удаленного доступа к ЭВМ.

Под документом понимают семантическую информацию, зафиксированную на любом носителе (кроме памяти человека и ЭВМ) и на любом языке с целью использования в системе управления.

Носитель информации — это любая стабильная материальная среда, на которой фиксируется информация. Документ может подвергаться записи, преобразованию, передаче, хранению, сбору, поиску, чтению, использованию. В существующих системах управления в основном используют бумажные документы.

Избыточность. Понятие избыточности имеет важное значение при построении систем. В такой системе, где стоимость ошибки в результате неправильного преобразования команд или выхода из строя какого-либо элемента может иметь критическое значение, должно быть предусмотрено создание значительной избыточности информации.

Увеличение избыточности приводит к увеличению объема сообщения (без увеличения его информативности), а следовательно, к увеличению времени доставки и ее удорожанию. Повышение достоверности обнаружением и исправлением ошибок может быть достигнуто, если избыточность вводить в информацию путем передачи значений дополнительных признаков, связанных с теми, значения которых необходимо передать.