ИС (информационная система) является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, БД, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д.

(EDP - Electronic Data Processing, СОД) предназначены для учета и оперативного регулирования хозяйственных операций, подготовки стандартных документов для внешней среды (счетов, накладных, платежных поручений, расчета заработной платы, статистической отчетности и т.п.). Такие системы наряду с функциями ввода, выборки, коррекции информации выполняют математические расчеты без применения методов оптимизации. Эти задачи имеют итеративный, регулярный характер, выполняются непосредственными исполнителями хозяйственных процессов (рабочими, кладовщиками, администраторами и т.д.) и связаны с оформлением и пересылкой документов в соответствии с четко определенными алгоритмами. Результаты выполнения хозяйственных операций через экранные формы вводятся в базу данных.

(MIS - Management Information System, ИСУ) ориентированы на тактический уровень управления: среднесрочное планирование, анализ и организацию работ в течение нескольких недель (месяцев). Для данного класса задач характерны регламентированность (периодическая повторяемость) формирования результатных документов и четко определенный алгоритм решения задач. Решение подобных задач предназначено для руководителей различных служб предприятий. Задачи решаются на основе накопленной базы оперативных данных.

(DSS - Decision Support System, СППР) используются в основном на верхнем уровне управления, имеющего стратегическое долгосрочное значение в течение года или нескольких лет. К таким задачам относятся формирование стратегических целей, планирование привлечения ресурсов, источников финансирования, выбор места размещения предприятий и т.д. Задачи СППР имеют, как правило, нерегулярный характер. Для задач СППР свойственны недостаточность имеющейся информации, ее противоречивость и нечеткость, преобладание качественных оценок целей и ограничений, слабая формализованность алгоритмов решения. В качестве инструментов обобщения чаще всего используются средства составления аналитических отчетов произвольной формы, методы статистического анализа, экспертных оценок и систем, математического и имитационного моделирования. При этом используются базы обобщенной информации, информационные хранилища, базы знаний о правилах и моделях принятия решений.

Идеальной считается ИС, которая включает все три типа перечисленных ИС.

Локальная вычислительная сеть (или LAN, Local Area Network) представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Слово "локальная" в этом названии означает, что все соединенные ПК выполняют задачи, как правило, в пределах одного здания или соседних зданий.

В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер, называемый сервером. Сервер (host-компьютер) - главный компьютер, управляющий работой сети.

Достоинства иерархических систем:

* Отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;

* Надежная система защиты информации и обеспечения секретности.

Недостатки:

* Высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения;

* Высокие эксплуатационные расходы.

По организации взаимодействия принято выделять два типа иерархических систем:

* Сеть с невыделенным сервером - сеть, где функции рабочей станции и сервера совмещены;

* Сеть с выделенным сервером - здесь один из компьютеров выполняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг - сервер сети. На таком компьютере выполняется операционная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т.д.) подключаются к нему, производится хранение данных, печать заданий, удаленная обработка заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэтому логическую организацию такой сети можно представить топологией "звезда", где центральное устройство - сервер.

Достоинства:

* Выше скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, и на сервер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступивших одновременно от нескольких пользователей);

* Обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности;

* Проще в управлении по сравнению с равноправными.

Недостатки:

* Такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер;

* Она является менее гибкой по сравнению с равноправной. Сети с выделенным сервером являются более распространенными.

Термин "клиент-сервер" означает такую архитектуру программного комплекса, в которой его функциональные части взаимодействуют по схеме "запрос-ответ". Если рассмотреть две взаимодействующие части этого комплекса, то одна из них (клиент) выполняет активную функцию, т. е. инициирует запросы, а другая (сервер) пассивно на них отвечает.

Любая информационная система должна иметь минимум три основные функциональные части - модули хранения данных, их обработки и интерфейса с пользователем. Каждая из этих частей может быть реализована независимо от двух других.

В классической архитектуре клиент-сервер приходится распределять три основные части приложения по двум физическим модулям. Обычно ПО хранения данных располагается на сервере (например, сервере базы данных), интерфейс с пользователем - на стороне клиента, а вот обработку данных приходится распределять между клиентской и серверной частями. В этом-то и заключается основной недостаток двухуровневой архитектуры.

WWW технология адресации к файлам компьютера в сети, при которой кроме адреса файла на компьютере указывается адрес компьютера в сети или его сетевое имя и тип программы протокола, по которому будет осуществляться обмен.

На основе Web технологии построен обмен данных в сетях Интернет и других сетях. Однако чаще Web технологию связывают именно с наиболее распространенной глобальной сетью Интернет. Кроме того в Web технологию включаются принципы построения файлов с помощью которых осуществляется связь между компьютерами сети - гипертексты.

Интернет - глобальная сеть, работающая по протоколу TCP/IP.

В соответствии с Web технологией на компьютере сервера размещается так называемые Web документы или гипертекстовые документы (html).

Данные документы визуализируются на компьютере с помощью специальной программы навигации.

В данной модели компонент представления разделен между клиентом и сервером. Причем на сервере хранится сам документ. Клиент может получать копию данного документа и отображать объекты, включенные в документ.

На сервере выполняются основные функции по хранению, систематизации документов, обновления, кроме того, организуется доступ к требуемым документам. Клиент имеет возможность выполнять программы связанные с документом.

Гипертекстовый документ. который является основой для работы данной модели, представляет собой текстовый или графический документ. в который могут быть включены следующие дополнительные элементы - специальные служебные символы - позволяют структурировать документ, разделять его на разделы и выполнять некоторые операции форматирования. Кроме того, данный документ может создавать ссылки на другие части этого документа, может содержать фрагмент программы в виде специального кода, который будет выполняться при получении документа клиентом. Может создаваться ссылка на любой сервис (эл.почта, поиск, копирование).

Для протоколов стека TCP/IP общий стек имеет вид: протокол://имя машины.имя_домена/полное_имя_файла.

При получении запроса сервер проверяет полномочия клиента, пославшего запрос. При достаточных полномочиях сервер устанавливает логическое соединение, затем сервер обрабатывает запрос и посылает клиенту запрашиваемый документ.

Web серверы - специальные компьютеры, осуществляющие хранение Web документов и обработку запросов от других машин. Оборудование, установленное на Web сервере, должно обеспечивать предварительную загрузку и иметь большой объем дискового пространства. На сервере должно быть установлено специальное ПО.

Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней - прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Основная функция всех операционных систем - посредническая. Она заключаются в обеспечении нескольких видов интерфейса:

- интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);

- интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

- интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Даже для одной аппаратной платформы, например такой, как IBM PC, существует несколько операционных систем. Различия между ними рассматривают в двух категориях: внутренние и внешние. Внутренние различия характеризуются методами реализации основных функций. Внешние различия определяются наличием и доступностью приложений данной системы, необходимых для удовлетворения технических требований, предъявляемых к конкретному рабочему месту.

Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий - портит файлы, "засоряет" оперативную память и т.д.

В настоящее время известно более 5000 программных вирусов, их можно классифицировать по следующим признакам:

- среде обитания

- способу заражения среды обитания

- воздействию

- особенностям алгоритма

В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на сетевые, файловые, загрузочные и файлово-загрузочные. Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. В файлы, имеющие расширения COM и EXE. Файловые вирусы могут внедряться и в другие типы файлов, но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к размножению. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (Master Boot Record). Файлово-загрузочные вирусы заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.

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 в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера.

По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:

- 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.

Для обнаружения, удаления и защиты от компьютерных вирусов разработано несколько видов специальных программ, которые позволяют обнаруживать и уничтожать вирусы. Такие программы называются антивирусными. Различают следующие виды антивирусных программ:

- программы-детекторы

- программы-доктора или фаги

- программы-ревизоры

- программы-фильтры

- программы-вакцины или иммунизаторы

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. Наиболее известные из них: Aidstest, Scan, Norton AntiVirus, Doctor Web.

Программы-ревизоры относятся к самым надежным 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.

Программы-фильтры или «сторожа» представляют собой небольшие резидентные программы, предназначенные для обнаружения подозрительных действий при работе компьютера, характерных для вирусов.

Вакцины или иммунизаторы - это резидентные программы, предотвращающие заражение файлов. Вакцины применяют, если отсутствуют программы-доктора, «лечащие» этот вирус. 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.

Принципиально другой метод обнаружения вирусов заключается в проверке целостности. Антивирусная программа, работающая подобным образом, сначала сканирует жесткий диск в поисках вирусов. Убедившись, что диск чист, она считает контрольную сумму для каждого исполняемого файла и сохранит список контрольных сумм для всех исполняемых файлов каталога в том же каталоге в файле checksum. При следующем запуске она пересчитывает все контрольные суммы и проверяет их соответствие данным, хранящимся в файле checksum. Зараженный файл будет тут же обнаружен по несовпадению контрольной суммы.

Проблема данного подхода состоит в том, что авторы вирусов не собираются сидеть сложа руки. Они могут написать вирус, удаляющий файл с контрольными суммами. Что еще хуже, можно написать вирус, считающий такую контрольную сумму заново и заменяющий старое значение в файле checksum новым. Чтобы защититься от подобной атаки, антивирусная программа может попытаться спрятать файл контрольных сумм, но такой подход вряд ли будет долго работать, так как авторы вирусов обязательно тщательно изучат антивирусную программу. Лучший подход заключается в шифровании файла контрольных сумм. В идеале при шифровании должна использоваться смарт-карта с ключом, хранящимся вне компьютера, чтобы программы не могли до него добраться.

Магнитные диски ПК в настоящее время являются основными носителями информации, предназначенными для длительного и надежного ее хранения. В процессе работы персонального компьютера непрерывно происходит обмен информацией между дисками и оперативной памятью, при этом наиболее интенсивно происходит обмен с жестким диском. Несмотря на высокое качество изготовления дисков и дисковых устройств, в практике регулярной работы на компьютере нередко возникают ситуации, когда не удается прочитать информацию с дисков, происходят нарушения в работе файловой системы, значительно сокращается свободное пространство на дисках или диски оказываются переполненными.

В процессе работы на компьютере нередки случаи ошибочного или случайного удаления файлов и каталогов, содержащих ценную для пользователя информацию. Конечно, если сохранились точные копии удаленных файлов, то особых проблем не возникает. Но, если копий нет, то восстановить удаленную информацию могут специально разработанные программы:

- Undelete, входящая в состав операционной системы MS DOS;

- UnErase, входящая в пакет сервисных программ Norton Utilities.

Восстановление удаленных файлов и каталогов - это воссоздание на диске файлов и каталогов точно в таком же виде, какой они имели до удаления.

Для успешного восстановления стертых файлов и каталогов очень важно выполнение условий, чтобы после удаления не производилась запись какой-либо информации на тот диск, на котором находились эти файлы, и чтобы файлы не были фрагментированы.

Физические дефекты возникают главным образом из-за механических повреждений, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска. Наличие физического дефекта делает непригодными к использованию некоторые сектора и кластеры. Если оказывается, что какой-либо файл располагается в таких дефектных секторах или кластерах, то полностью спасти находящуюся в файле информацию не представляется возможным. Дефектные сектора диска должны быть исключены из дальнейшего использования.

Логические дефекты диска связаны с повреждениями системной области диска, включающей таблицу разделов диска (жесткого), таблицу размещения файлов (FAT), загрузочный сектор, каталоги диска. Такие нарушения могут возникать при аварийном отключении питания, сбоях, зависании ошибочно работающих программ, воздействии компьютерных вирусов и других причинах. Во всех этих случаях оказываются незавершенными процедуры работы с дисками, файлами или каталогом. В результате на диске образуются потерянные кластеры, которые или не принадлежат ни одному файлу, или, наоборот, принадлежат сразу нескольким.

Логические дефекты приводят к разрушению файловой системы, "засорению" дискового пространства, когда кластеры считаются занятыми, но не принадлежат ни одному из файлов, а некоторые файлы оказываются "связанными" друг с другом общими кластерами. Для восстановления поврежденных файлов и дисков используются специально разработанные программы, такие, как CHKDSK, SCANDISK, входящие в состав операционной системы MS DOS, и программа NDD (Norton Disk Doctor), входящая в состав программ Norton Utilities.

Операционная система MS DOS записывает файлы на диск физическими блоками, называемыми кластерами. Кластер занимает один или несколько смежных секторов и может иметь размер в зависимости от емкости диска и версии операционной системы от 2 до 32 Кбайт для жестких дисков и 512 байт для гибких дисков. После форматирования диска или в том случае, когда на нем имеется достаточно свободного пространства, операционная система записывает файл в смежные, примыкающие друг к другу кластеры. Считывание информации из такого файла происходит при минимальном перемещении магнитных головок. По мере записи на диск новых файлов свободное пространство на нем уменьшается. При недостаточном размере непрерывного свободного пространства на диске операционная система использует для размещения нового файла имеющиеся свободные участки, помещая в них отдельные цепочки кластеров файла - фрагменты файла. При этом фрагменты могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга, что приводит к существенному увеличению времени на перемещение магнитных головок и соответственно времени считывания или записи файла.

Файл, который занимает на диске более одного непрерывного участка, называется фрагментuрованным.

Для увеличения свободного пространства диска производят его чистку, т.е. удаление неиспользуемых файлов. Однако удаление файлов еще больше способствует фрагментации, так как освободившиеся участки будут использоваться операционной системой для размещения фрагментов новых файлов. При этом может возникнуть ситуация, при которой свободного пространства на диске много, но все оно состоит из множества разбросанных по диску мелких участков для размещения файлов целиком. Если в процессе длительной эксплуатации диска, особенно жесткого, не принимать специальных мер, то фрагментированной окажется большая часть файлов и это может замедлить работу диска и соответственно программ, взаимодействующих с ним, в несколько раз. Кроме того, наличие фрагментации всегда ухудшает прогноз восстановления удаленных файлов и каталогов.

В настоящее время разработаны и широко применяются специальные программы, устраняющие фрагментацию дисков. К лучшей из них можно отнести программу-утилиту Speed Disk из пакета сервисных программ Norton Utilities.

Архиваторы - это программы, позволяющие уменьшить размер файла для экономии места на диске. Работа их заключается в следующем: найти повторяющиеся фрагменты в файлах и записать вместо них информацию о количестве повторяющихся кусков. Программ-архиваторов много. Они отличаются друг от друга методами сжатия информации. Наиболее распространенные из них - ZIP, ARJ, RAR.

Архиваторы могут упаковать в архив один или несколько файлов, а, может быть, и каталог, с включенными в него подкаталогами. В имени полученного архивного файла будет стоять расширение, указывающее на программу-архиватор, которой сделан этот архив (т.е. zip, arj или rar,...). Для того, чтобы воспользоваться информацией, запакованной в архив, необходимо архив раскрыть или распаковать. Это делается либо той же программой-архиватором, либо парной к ней программой-разархиватором.

X.500 представляет собой протокол OSI для распределенных каталогов (индексов-оглавлений), разработанный CCITT. X.500 - протокол для работы с каталогами. X.500 предлагает распределенный каталог пользователей сети Интернет. X.500 поддерживает систему просмотра, а также добавления, модификации и удаления объектов в базе данных о людях (почтовый адрес, номер телефона, электронный адрес и пр.). Основным полем при поиске является фамилия, название организации, отдела, страны. Треугольные скобки служат для выделения имени параметра, а вертикальная черта - для указания значения параметра.

Каждая секция каталога содержит часть глобальной базы данных и является доступной через сервер (именуемый Directory System Agent - DSA). Каждая база данных поддерживается локально. Для пользователя же доступна вся база данных. Хотя информация, доступная через X.500, относится к людям и организациям, данная база пригодна для хранения и другой информации, например, о ресурсах сети, приложениях или оборудовании. Каждый вход в базу (объект хранения, запись) в X.500 описывает один объект (человека, конкретный ресурс сети, или организацию) и носит название Distinguished Name (неповторимый идентификатор). Это имя включает в себя следующие поля: фамилия, имя, организация, e-mail для людей. Информация в каталоге X.500 (Directory Information Base - DIB) организована иерархически и носит название информационное дерево каталога (Directory Information Tree - DIT). На верхнем уровне - корневая запись (the World), затем следует уровень страны, уровень организации и, наконец, человека (ресурса и т.д.).

X.500 доступна через локальный сервер, интерактивно через telnet или через электронную почту (или X.25). Возможен доступ и с помощью WWW или GOPHER.

Существует три варианта интерфейсов для доступа к X.500 в интерактивном режиме:

* строчные (de, dish, fred);

* управляемые через меню (sd, ранее известные как widget)

* базирующиеся на X-Windows (Xdi, Xlookup (или xlu), pod)

Целью рекомендаций X.500 является выработка стандартов глобальной справочной службы. Процесс доставки сообщения требует знания адреса получателя, что при больших размерах сетей представляет собой проблему, поэтому необходимо иметь справочную службу, помогающую получать адреса отправителей и получателей. В общем виде служба X.500 представляет собой распределенную базу данных имен и адресов. Все пользователи потенциально имеют право войти в эту базу данных, используя определенный набор атрибутов.

Основные проблемы реализации рекомендаций X.500 проистекают из масштабности этого проекта, претендующего на роль всемирной справочной службы. Поэтому программное обеспечение, реализующее рекомендации X.500, получается весьма громоздким и предъявляет высокие требования к производительности аппаратуры.

Системный агент может использовать различную технику для обработки запросов, поступающих от пользовательского агента на те части каталога, которые не обслуживаются данным DSA:

* цепной поиск

* (chaining), когда запрос при необходимости перенаправляется другому DSA, и результаты работы последнего возвращаются пользователю; перенаправление

(referral), когда системный агент инструктирует пользовательского агента, к какому DSA обратиться за нужной информацией.

Использование цепного поиска и перенаправления требует возможности непосредственного взаимодействия DSA, что не всегда выполнимо и накладывает существенные ограничения на область применения таких систем.

Чтобы сократить время, затрачиваемое на обработку пользовательского запроса, применяется метод репликации (replication) фрагментов между системными агентами каталога. В этом случае DSA отслеживает изменения, вносимые в подотчетный ему фрагмент, и доставляет их остальным системным агентам. В этом случае относительно актуальная копия всего каталога доступна для поиска каждому DSA системы, однако использование такой схемы требует дополнительных затрат ресурсов на размещение избыточных копий информации. Следует заметить, что для почтовых систем, данный вариант организации доступа к каталогу является единственно возможным, так как отдельные фрагменты могут не иметь непосредственного соединения друг с другом.