ИНФОРМАТИКА

13.Системы управления базами данных. Система управления базами данных (СУБД) - совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Системы управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.  Существует много систем управления базами данных. Они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю разные функции и средства. Большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.  Основные функции СУБД:управление данными во внешней памяти (на дисках); управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша; журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев; поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными). Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты: ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию; процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода; подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД; а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы. По модели данных: Иерархические. Сетевые. Реляционные. Объектно-ориентированные. Объектно-реляционные. По степени распределённости: Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере). Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

14..Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Основные типы алгоритмов, их сложность и использование для решения задач. Алгори́тм — набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время. В старой трактовке вместо слова «порядок» использовалось слово «последовательность», но по мере развития параллельности в работе компьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом «порядок». Это связано с тем, что работа каких-то инструкций алгоритма может быть зависима от других инструкций или результатов их работы. Таким образом, некоторые инструкции должны выполняться строго после завершения работы инструкций, от которых они зависят. Поэтому обычно формулируют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций. Такими свойствами являются: Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего. Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.  Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.  Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма. Типы: Линейные алгоритмы .Линейным называется алгоритм, в котором все этапы решения задачи выполняются строго последовательно. Т.е. линейный алгоритм выполняется в естественном порядке его написания и не содержит разветвлений и повторений. Циклический алгоритм. Реализует повторение некоторых действий. Иными словами Циклические алгоритмы включают в себя циклы. Циклом называется последовательность действий, выполняемых много-кратно, каждый раз при новых значениях параметров. Примеры циклических алгоритмов может служить алгоритм покраски забора. Алгоритмом ветвящейся структуры будем называть такой алгоритм, котором выбирается один из нескольких возможных путей (вариантов) вычислительного процесса.Ветвью алгоритма называется каждый подобный путь. Признаком разветвляющегося алгоритма является наличие операций условного перехода, когда происходит проверка истинности некоторого логического выражения (проверяемое условие) и в зависимости от истинности или ложности проверяемого условия для выполнения выбирается та или иная ветвь алгоритма. Алгоритм предполагает выполнение Действия 1, если записанное условие истинно (выполняется), и выполнение Действия 2 ( если условие ложно (не выполняется). В частном случае может отсутствовать один из блоков "Действие 1" или "Действие 2". Под задачей понимается некоторый вопрос, на который нужно найти (вычислить) ответ. Задачи бываютмассовыми (общими) и частными (индивидуальными). Общая задача определяется: • списком параметров – свободных переменных, конкретные значения которых неопределенны; • формулировкой условий – свойств, которыми должен обладать ответ (решение задачи). Массовые задачи часто называюталгоритмическими проблемами. Частная задача получается из массовой, если всем параметрам массовой задачи придать конкретные значения – здесь исходные данные. В общем случаи для любой алгоритмически разрешимой задачи существует несколько разрешающих алгоритмов. С практической точки зрения важно не просто существование разрешающих алгоритмов, а поиск среди них наиболее простого и наименее трудоемкого. Под сложностью задачи принято понимать минимальную из сложностей алгоритмов, решающих эту задачу. Компьютерные науки пока не накопили достаточно сведений для того, чтобы задача минимизации сложности алгоритма была поставлена математически строго. Поэтому без ответов остаются такие вопросы, связанные с нижней оценкой сложности алгоритмов, а значит, и сложности задач: • Существует ли для заданной задачи алгоритм минимальной сложности? • Как убедиться, что найденный алгоритм действительно минимальный или, напротив, не минимальный? • Можно ли для рассматриваемой задачи доказать, что никакой разрешающий ее алгоритм не может быть проще найденной нижней оценки сложности? При разработке алгоритмов можно наблюдать, что для некоторых задач можно построить алгоритм полиномиальной сложности. Такие задачи называют полиномиальными. Полиноминально разрешимые задачи можно успешно решать на компьютере и даже в тех случаях, когда они имеют большую размерность. Для других задач не удается найти полиномиальный алгоритм. поэтому их называют трудноразрешимыми. К классу трудноразрешимых задач относится большое число задач алгебры, математической логики, теории графов, теории автоматов и других разделов дискретной математики. В большинстве своем это так называемые переборные задачи. Переборная задачахарактеризуется экспоненциальным множеством вариантов, среди которых нужно найти решение, и может быть решена алгоритмом полного перебора. Переборный алгоритм имеет экспоненциальную сложность и может хорошо работать только для небольших размеров задачи. С ростом размера задачи число вариантов быстро растет, и задача становится практически неразрешимой методом перебора. Многие из переборных задач являются экспоненциальными по постановке. Экспоненциальные по постановке задачи не представляют особого интереса для теории алгоритмов, поскольку для них, очевидно, невозможно получить алгоритм полиномиальной сложности.. В распознавательной форме суть задачи сводится к распознаванию некоторого свойства, а ее решение – один из двух ответов: «да» или «нет». С точки зрения математической логики задаче распознавания свойства соответствует предикат Р(х), где х – множество фактических значений входных переменных задачи. Существуют задачи, которые изначально имеют распознавательную форму. Многие задачи, которые в исходной постановке представлены в иной форме (к ним относятся задачи дискретной оптимизации), довольно просто приводятся к распознавательной формеМежду тем, имеются задачи, которые нельзя привести к распознавательной форме. Это. В первую очередь, конструктивные задачи – задачи на построение объектов дискретной математики, обладающих заданными свойствами: генерация всех подмножеств конечного множества; генерация всех n! Различных перестановок; построение плоской укладки графа; построение остовного дерева графа и т. п. Такие задачи могут быть как трудноразрешимыми, так и полиноминально разрешимыми. Они пока не попадают под существующую в теории алгоритмов классификацию. Классификация задач по сложности Задачи, как и алгоритмы принято классифицировать по сложности. Множество всех распознавательных задач, для которых существует полиномиальный разрешающий алгоритм, образуют класс Р. Ясно, что распознавательные трудноразрешимые задачи не принадлежат классу Р. Класс NP – это множество распознавательных задач, которые могут быть разрешены за полиномиальное время на недетерминированной машине Тьюринга (НМТ).

15.Средства записи алгоритмов. Схемы и структуры алгоритмов.  Средства, используемые для записи алгоритмов, в значительной степени определяются тем, для кого предназначается алгоритм. Если для человека, то его запись может быть не полностью формализирована. На первое место выдвигается понятность и наглядность записи алгоритма. Если алгоритм предназначен для исполнителя-автомата, необходима строгая формальная запись. 1. Словесная запись алгоритмов.  Пример: алгоритм Евклида для нахождения НОД двух натуральных чисел.        Шаг 1. Если числа равны, то взять первое в качестве ответа и остановиться, иначе перейти к 2.        Шаг 2. Определить большее из двух чисел.        Шаг 3. Заменить большее число разностью большего и меньшего чисел.        Шаг 4. Перейти к шагу 1.   Словесное описание алгоритма используется на первых этапах разработки алгоритма, т.к. словесная запись недостаточно формализована (это и плюс и минус). 2. Блок-схема алгоритмов. Особенности блок-схем. Предписания алгоритма помещаются внутрь блоков, соединённых стрелками, показывающими очерёдность выполнения.  Приняты определённые стандарты графических изображений блоков (Гост 19.003-80) (стандарты есть и на документацию!)  Схемы обладают большей наглядностью, но занимают много места. Поэтому наглядность быстро теряется при записи больших алгоритмов. 3. Псевдокоды. Псевдокод - это система обозначений и правил для записи алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и формальным языком. С одной стороны, не нужна строгость в синтаксисе, как в естественном языке, с другой стороны в псевдокоде используется математическая символика и управляющие конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. Пример записи алгоритма Евклида на псевдокоде.    Алгоритм Евклида:    начало      ввод k1, k2      пока k1  k2 повторять        если k1 > k2  то k1 := k1-k2          иначе k2 := k2-k1        всё      кц (* конец цикла пока *)    вывод k1    конец 4. Запись на алгоритмическом языке. Этот способ и есть программирование. Такая запись предназначена для выполнения ЭВМ, точнее, программой - транслятором с данного языка программирования. Однако такая запись предназначена не только для машины, но и для человека - она должна легко читаться и содержать пояснения (комментарии), облегчающие её понимание.

16.Основы защиты информации. Защита информации – это применение различных средств и методов, использование мер и осуществление мероприятий для того, чтобы обеспечить систему надежности передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации. Защита информации включает в себя:  обеспечение физической целостности информации, исключение искажений или уничтожения элементов информации;  недопущение подмены элементов информации при сохранении ее целостности;  отказ в несанкционированном доступе к информации лицам или процессам, которые не имеют на это соответствующих полномочий; приобретение уверенности в том, что передаваемые владельцем информационные ресурсы будут применяться только в соответствии с обговоренными сторонами условиями. Процессы по нарушению надежности информации подразделяют на случайные и злоумышленные (преднамеренные). Источниками случайных разрушительных процессов являются непреднамеренные, ошибочные действия людей, технические сбои. Злоумышленные нарушения появляются в результате умышленных действий людей. Проблема защиты информации в системах электронной обработки данных возникла практически одновременно с их созданием. Ее вызвали конкретные факты злоумышленных действий над информацией. Основы защиты информации В связи с все возрастающей ролью информации в жизни общества вопросы информационной безопасности занимают особое место и требуют к себе все большего внимания. Первичным является понятие информационной безопасности - это защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, чреватых нанесением ущерба владельцам или пользователям информации. Безопасность данных - такое состояние хранимых, обрабатываемых и принимаемых данных, при которых невозможно их случайное или преднамеренное получение, изменение или уничтожение. Защита данных - совокупность целенаправленных действий и мероприятий по обеспечению безопасности данных. Таким образом, защита данных есть процесс обеспечения безопасности данных, а безопасность - состояние данных, конечный результат процесса защиты. Защита данных осуществляется с использованием методов (способов) защиты. Метод (способ') защиты данных - совокупность приемов и операций, реализующих функции защиты данных. Примерами их могут служить, например, методы шифрования и паролирования. На основе методов защиты создаются средства защиты (например, устройства шифрации/дешифрации, программы анализа пароля, датчики охранной сигнализации и т.д.). Механизм защиты - совокупность средств защиты, функционирующих совместно для выполнения определенной задачи по защите данных (криптографические протоколы, механизмы защиты операционных систем и т.д.). Система обеспечения безопасности данных (СОБД) - совокупность средств и механизмов защиты данных.