Отладка

Составление рецептов исправления неправильного функционирования системы

Ремонт

Выполнение последовательности предписанных исправлений

Обучение

Диагностика, отладка и исправление поведения обучаемого

Управление

Управление поведением системы как целого

Схема получения решения в информационной технологии экспертных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

 инструкции и информация

решение и объяснения

знания

Процесс разработки промышленной экспертной системы, опираясь на традиционные технологии, можно разделить на шесть более или менее независимых этапов, практически независимых от предметной области.

Этапы разработки ЭС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Этап 1: выбор подходящей проблемы

Этот этап включает деятельность, предшествующую решению начать разрабатывать конкретную ЭС. Он включает:

§ определение проблемной области и задачи;

§ нахождение эксперта, желающего сотрудничать при решении проблемы;

§ назначение коллектива разработчиков;

§ определение предварительного подхода к решению проблемы;

§ анализ расходов и прибыли от разработки;

§ подготовку подробного плана разработки.

При выборе области применения следует учитывать, что если знание, необходимое для решения, постоянное, четко формулируемое и связано с вычислительной обработкой, то обычные алгоритмические программы будут самым целесообразным способом решения проблем в этой области.

Экспертная система не устраняет потребность в реляционных базах данных, электронных таблицах и системах текстовой обработки. Но если результативность задачи зависит от знания, которое является субъективным, изменяющимся, символьным или вытекающим из соображений здравого смысла, тогда область может обоснованно выступать претендентом на экспертную систему.

Этап 2: разработка прототипной системы

Прототипная система является усеченной версией экспертной системы, спроектированной для проверки правильности кодирования фактов, связей и стратегий рассуждения эксперта. В разработке прототипа участвуют как минимум четыре специалиста: пользователь, инженер по знаниям, эксперт и программист. Роли разработчиков являются постоянными на протяжении всей разработки.

Разработка прототипа состоит из шести последовательно реализуемых стадий.

Идентификация проблемы - знакомство и обучение коллектива разработчиков, а также создание неформальной формулировки проблемы.

На этой стадии уточняется задача, планируется ход разработки прототипа экспертной системы и определяются:

§ необходимые ресурсы (время, люди, ЭВМ и т.д.);

§ источники знаний (книги, дополнительные эксперты, методики);

§ имеющиеся аналогичные экспертные системы;

§ цели (распространение опыта, автоматизация рутинных действий и др.);

§ классы решаемых задач и т.д.

Участвуют: эксперт, инженер по знаниям и пользователь.

Средняя продолжительность 1-2 недели.

Извлечение знаний - получение инженером по знаниям наиболее полного представления о предметной области и способах принятия в ней решений.

На этой стадии происходит перенос компетентности экспертов на инженеров по знаниям с использованием различных методов:

§ анализ текстов;

§ диалоги;

§ экспертные игры;

§ лекции;

§ дискуссии;

§ интервью;

§ наблюдение и др.

Участвуют: эксперт и инженер по знаниям.

Средняя продолжительность 1-3 месяца.

Структурирование или концептуализация знаний - разработка неформального описания знаний о предметной области в виде графа, таблицы, диаграммы или текста, которое отражает основные концепции и взаимосвязи между понятиями предметной области. Такое описание называется полем знаний.

На этой стадии выявляется структура полученных знаний о предметной области, т.е. определяются:

§ терминология;

§ список основных понятий и их атрибутов;

§ отношения между понятиями;

§ структура входной и выходной информации;

§ стратегия принятия решений;

§ ограничения стратегий и т.д.

Участвует инженер по знаниям.

Средняя продолжительность 2-4 недели.

Формализация знаний - разработка базы знаний на языке, который, с одной стороны, соответствует структуре поля знаний, а с другой - позволяет реализовать прототип системы на следующей стадии программной реализации.

На этой стадии строится формализованное представление концепций предметной области на основе выбранного языка представления знаний (ЯПЗ). Традиционно на этой стадии используются:

§ логические методы;

§ продукционные методы;

§ семантические сети;

§ фреймы;

§ объектно-ориентированные языки, основанные на иерархии классов и объектов.

Участвуют: инженер по знаниям и программист.

Средняя продолжительность 1-2 месяца.

Реализация - разработка программного комплекса, демонстрирующего жизнеспособность подхода в целом.

На этой стадии создается прототип экспертной системы, включающий базу знаний и остальные блоки, при помощи одного из следующих способов:

§ программирование на традиционных языках типа Паскаль, Си и др.;

§ программирование на специализированных языках, применяемых в задачах искусственного интеллекта: LISP, FRL, SmallTalk и др.;

§ использование инструментальных средств разработки ЭС типа СПЭИС, ПИЭС;

§ использование «пустых» ЭС или «оболочек» типа ЭКСПЕРТ, ФИАКР и др.

Участвует программист.

Средняя продолжительность 1-2 месяца.

Тестирование - выявление ошибок в подходе и реализации прототипа и выработка рекомендаций по доводке системы до промышленного варианта.

На этой стадии оценивается и проверяется работа программ прототипа с целью приведения в соответствие с реальными запросами пользователей. Прототип проверяется на следующие параметры:

§ удобство и адекватность интерфейсов ввода-вывода;

§ эффективность стратегии управления;

§ качество проверочных примеров;

§ корректность базы знаний (полнота и непротиворечивость правил).

Этап 3: развитие прототипа до промышленной ЭС

Иногда при разработке промышленной системы выделяют дополнительные этапы для перехода: демонстрационный прототип - исследовательский прототип - действующий прототип - промышленная система.

Однако чаще реализуется плавный переход от демонстрационного прототипа к промышленной системе. Понятие же коммерческой системы в нашей стране входит в понятие промышленный программный продукт или промышленная ЭС.

Стадии изменения ЭС от прототипа до коммерческой системы

Демонстрационный прототип ЭС	Система решает часть задач, демонстрируя жизнеспособность подхода (несколько десятков правил или понятий)
Исследовательский прототип ЭС	Система решает большинство задач, но не устойчива в работе и не полностью проверена (несколько сотен правил и понятий)
Действующий прототип ЭС	Система надежно решает все задачи на реальных примерах, но для сложной задачи требует много времени и памяти
Промышленная система	Система обеспечивает высокое качество решений при минимизации требуемого времени и памяти; переписывается с использованием более эффективных средств представления знаний
Коммерческая система	Промышленная система, пригодная к продаже, т.е. хорошо документирована и снабжена сервисом

После установления основной структуры ЭС инженер по знаниям приступает к разработке и адаптации интерфейсов, с помощью которых система будет общаться с пользователем и экспертом.

Этап 4: оценка системы

После завершения этапа разработки промышленной экспертной системы необходимо провести ее тестирование в отношении критериев эффективности. К тестированию широко привлекаются другие эксперты с целью апробирования работоспособности системы на различных примерах. Экспертные системы оцениваются главным образом для того, чтобы проверить точность работы программы и ее полезность. Оценку можно проводить, исходя из различных критериев, которые группируются следующим образом:

§ критерии пользователей (понятность работы системы, удобство интерфейсов и др.);

§ критерии приглашенных экспертов (оценка советов-решений, предлагаемых системой, сравнение ее с собственными решениями, оценка подсистемы объяснений и др.);

§ критерии коллектива разработчиков (эффективность реализации, производительность, дизайн, широта охвата предметной области, непротиворечивость базы знаний и т.п.).

Этап 5: стыковка системы

На этом этапе осуществляется стыковка экспертной системы с другими программными средствами в среде, в которой она будет работать, и обучение людей, которых она будет обслуживать.

Для подтверждения полезности системы важно предоставить каждому из пользователей возможность поставить перед ЭС реальные задачи, а затем проследить, как она выполняет эти задачи. Чтобы система была одобрена, необходимо представить ее как помощника, освобождающего пользователей от обременительных задач, а не как средство их замещения.

Этап 6: поддержка системы

Поддержку системы можно осуществить либо в языке программирования (например, в Си), либо в инструментальной среде. В первом случае повышается быстродействие системы, но уменьшается гибкость, поэтому данный вариант приемлем только в том случае, если система сохраняет все знания проблемной области, и эти знания не будут изменяться в ближайшем будущем. Если же система создается для изменяющейся проблемной области, то такую систему необходимо поддерживать в инструментальной среде разработки.

Недостатком экспертных систем являются значительные трудозатраты, необходимые для пополнения базы знаний. Получение знаний от экспертов и внесение их в базу знаний представляет собой сложный процесс, сопряженный со значительными затратами времени и средств.

Искусственная компетентность экспертных систем не заменяет полностью человека. Эксперт-человек способен реорганизовать информацию и знания и использовать их для синтеза новых знаний. В области творческой деятельности люди обладают большими способностями и возможностями по сравнению с самыми умными системами. Эксперты справляются с неожиданными поворотами событий и, используя новые подходы, способны проводить аналогии из других предметных областей. Эксперты адаптируют к изменяющимся условиям и приспосабливают свои стратегии к новым обстоятельствам в более широком диапазоне проблем и задач. Экспертные системы менее приспособлены к обучению на уровне новых концепций и новых правил. Они оказываются не столь эффективны и мало пригодны в тех случаях, когда надо учитывать всю сложность реальных задач.

Эксперты могут непосредственно воспринимать весь комплекс входной информации: символьной, визуальной, графической, текстовой, звуковой, осязательной и обонятельной. У экспертной системы есть только символы, с помощью которых представлены базы знаний, воплощающие те или иные концепции. Преобразование сенсорной информации в символьную сопровождается потерей части информации.

Но главное, что огромный объем знаний, которым обладают эксперты-специалисты, не удается пока встроить в интеллектуальную систему, тем более столь специализированную, какой является любая экспертная система.

6. Области применения информационных систем

В последние несколько лет компьютер стал неотъемлемой частью управленческой системы предприятий. Однако современный подход к управлению предполагает еще и вложение денег в информационные технологии. Причем чем крупнее предприятие, тем больше должны быть подобные вложения.

Благодаря стремительному развитию информационных технологий наблюдается расширение области их применения. Если раньше чуть ли не единственный областью, в которой применялись информационные системы, была автоматизация бухгалтерского учета, то сейчас наблюдается внедрение информационных технологий во множество других областей. Эффективное использование корпоративных информационных систем позволяет делать более точные прогнозы и избегать возможных ошибок в управлении.

Из любых данных и отчетов о работе предприятия можно извлечь массу полезных сведений. Информационные системы как раз и позволяют извлекать максимум пользы из всей имеющейся в компании информации.

Именно этим фактом и объясняются жизнеспособность и бурное развитие информационных технологий - современный бизнес крайне чувствителен к ошибкам в управлении, и для принятия грамотного управленческого решения в условиях неопределенности и риска необходимо постоянно держать под контролем различные аспекты финансово-хозяйственной деятельности предприятия (независимо от профиля его деятельности).

Поэтому можно вполне обоснованно утверждать, что в жесткой конкурентной борьбе большие шансы на победу имеет предприятие, использующее в управлении современные информационные технологии.

Рассмотрим наиболее важные задачи, решаемые с помощью специальных программных средств.

6.1 Бухгалтерский учет

Это классическая область применения информационных технологий и наиболее часто реализуемая на сегодняшний день задача. Это вполне объяснимо. Во-первых, ошибка бухгалтера может стоить очень дорого, поэтому очевидна выгода использования возможностей автоматизации бухгалтерии. Во-вторых, задача бухгалтерского учета довольно легко формализуется, так что разработка систем автоматизации бухгалтерского учета не представляет технически сложной проблемы.

Тем не менее, разработка систем автоматизации бухгалтерского учета является весьма трудоемкой. Это связано с тем, что к системам бухгалтерского учета предъявляются повышенные требования в отношении надежности и максимальной простоты и удобства в эксплуатации.

Управление финансовыми потоками

Внедрение информационных технологий в управление финансовыми потоками также обусловлено критичностью этой области управления предприятия к ошибкам. Неправильно построив систему расчетов с поставщиками и потребителями, можно спровоцировать кризис наличности даже при налаженной сети закупки, сбыта и хорошем маркетинге. И наоборот, точно просчитанные и жестко контролируемые условия финансовых расчетов могут существенно увеличить оборотные средства фирмы.

Управление складом, ассортиментом, закупками

Можно автоматизировать процесс анализа движения товара, тем самым, отследив и зафиксировав те двадцать процентов ассортимента, которые приносят восемьдесят процентов прибыли. Это же позволит ответить на главный вопрос - как получить максимальную прибыть при постоянной нехватке средств?

«Заморозить» оборотные средства в чрезмерном складском запасе - самый простой способ сделать любое предприятие, производственное или торговое, потенциальным инвалидом. Можно просмотреть перспективный товар, вовремя не вложив в него деньги.

Управление производственным процессом

Управление производственным процессом представляет собой очень трудоемкую задачу. Основными механизмами здесь являются планирование и оптимальное управление производственным процессом.

Автоматизированное решение подобной задачи дает возможность грамотно планировать, учитывать затраты, проводить техническую подготовку производства, оперативно управлять процессом выпуска продукции в соответствии с производственной программой и технологией.

Очевидно, что чем крупнее производство, тем большее число бизнес-процессов участвует в создании прибыли, а значит, использование информационных систем жизненно необходимо.

Управление маркетингом

Управление маркетингом подразумевает сбор и анализ данных о фирмах-конкурентах, их продукции и ценовой политике, а также моделирование параметров внешнего окружения для определения оптимального уровня цен, прогнозирования прибыли и планирования рекламных кампаний. Решение большинства этих зада могут быть формализованы и представлены в виде информационной системы, позволяющей существенно повысить эффективность управления маркетингом. информационный система автоматизированный электронный

Документооборот

Документооборот является очень важным процессом деятельности любого предприятия. Хорошо отлаженная система учетного документооборота отражает реально происходящую на предприятии текущую производственную деятельность и дает управленцам возможность воздействовать на нее. Поэтому автоматизация документооборота позволяет повысить эффективность управления.

6.2 Оперативное управление предприятием

Информационная система, решающая задачи оперативного управления предприятием, строится на основе базы данных, в которой фиксируется вся возможная информация о предприятии. Такая информационная система является инструментом для управления бизнесом и обычно называется корпоративной информационной системой.

Информационная система оперативного управления включает в себя массу программных решений автоматизации бизнес-процессов, имеющих место на конкретном предприятии. Одно из наиболее важных требований, предъявляемых к таким информационным системам - гибкость, способность к адаптации и дальнейшему развитию.

6.3 Предоставление информации о фирме

Активное развитие сети Интернет привело к необходимости создания корпоративных серверов для предоставления различного рода информации о предприятии. Практически каждое уважающее себя предприятие сейчас имеет свой web-сервер. Web-сервер предприятия решает ряд задач, из которых можно выделить две основные:

§ создание имиджа предприятия;

§ максимальная разгрузка справочной службы компании путем предоставления потенциальным и уже существующим абонентам возможности получения необходимой информации о фирме, предлагаемых товарах, услугах и ценах.

Кроме того, использование web-технологий открывает широкие перспективы для электронной коммерции и обслуживания покупателей через Интернет.

7. Автоматизированное рабочее место (арм)

Автоматизированное рабочее место (АРМ) можно определить как совокупность информационно-программно-технических ресурсов, обеспечивающую конечному пользователю обработку данных и автоматизацию управленческих функций в конкретной предметной области.

Создание автоматизированных рабочих мест предполагает, что основные операции по накоплению, хранению и переработке информации возлагаются на вычислительную технику, а экономист выполняет часть ручных операций и операций, требующих творческого подхода при подготовке управленческих решений. Персональная техника применяется пользователем для контроля производственно-хозяйственной деятельности, изменения значений отдельных параметров в ходе решения задачи, а также ввода исходных данных в АИС для решения текущих задач и анализа функций управления.

АРМ как инструмент для рационализации и интенсификации управленческой деятельности создается для обеспечения выполнения некоторой группы функций. Наиболее простой функцией АРМ является информационно-справочное обслуживание. Хотя эта функция в той или иной степени присуща любому АРМ, особенности ее реализации существенно зависят от категории пользователя.

Принципы организации АРМ

1) Максимальная ориентация на потребности и уровень пользователя.

2) Ориентация на решение конкретных задач.

3) Формализация задач с предоставлением пользователю возможности самостоятельно автоматизировать некоторые функции и решать новые задачи.

4) Модульность построения АРМ. Модуль - это часть программы, которую можно извлечь, не нарушая ее работоспособности.

5) Эргономичность - создание комфортных условий для диалога пользователя с программой.

7.1 Требования к построению АРМ

1) Обеспечение быстродействия работы машины по формированию ответа на запросы.

2) Требование к объему запоминающего устройства.

3) Простота в изучении АРМ.

4) Возможность работы АРМ в вычислительных сетях.

АРМ выполняют децентрализованную одновременную обработку экономической информации на рабочих местах исполнителей в составе распределенной базы данных (БД). При этом они имеют выход через системное устройство и каналы связи в ПЭВМ и БД других пользователей, обеспечивая таким образом совместное функционирование ПЭВМ в процессе коллективной обработки.

В настоящее время выделяют три режима работы АРМ:

1) Одиночный - АРМ устанавливается на обособленном компьютере, все ресурсы которого используются одним специалистом. Оно ориентировано на индивидуальное решение задач.

2) Групповой на базе одного компьютера автоматизируется несколько рабочих мест.

3) Сетевой - каждое АРМ разрабатывается на базе одного компьютера и может работать как автономно, так и при подключении вычислительных ресурсов других компьютеров.

АРМ, созданные на базе персональных компьютеров, - наиболее простой и распространенный вариант автоматизированного рабочего места для работников сферы организационного управления. Такое АРМ рассматривается как система, которая в интерактивном режиме работы предоставляет конкретному работнику (пользователю) все виды обеспечения монопольно на весь сеанс работы.

Создание АРМ на базе персональных компьютеров обеспечивает:

· простоту и удобство по отношению к пользователю;

· простоту адаптации к конкретным функциям пользователя;

· компактность размещения и невысокие требования к условиям эксплуатации;

· высокую надежность;

· сравнительно простую организацию технического обслуживания.

Эффективным режимом работы АРМ является его функционирование в рамках локальной вычислительной сети в качестве рабочей станции. Особенно целесообразен такой вариант, когда требуется распределить информационно-вычислительные ресурсы между несколькими пользователями.

Более сложной формой является АРМ с использованием интеллектуального терминала, а также с удаленным доступом к ресурсам центральной (главной) ЭВМ или внешней сети. В данном случае несколько ПЭВМ подключаются по каналам связи к главной ЭВМ, при этом каждая ПЭВМ может работать и как самостоятельное терминальное устройство.

В наиболее сложных системах АРМ могут через специальное оборудование подключаться не только к ресурсам главной ЭВМ сети, но и к различным информационным службам и системам различного назначения (службам новостей, национальным информационно-поисковым системам, базам данных и знаний, библиотечным системам и т.п.)

Любая конфигурация АРМ должна отвечать общим требованиям в отношении организации информационного, технического и программного обеспечения.

Информационное обеспечение АРМ ориентируется на конкретную, привычную для пользователя, предметную область. Обработка документов должна предполагать такую структуризацию информации, которая позволяет осуществлять необходимое манипулирование различными структурами, удобную и быструю корректировку данных в массивах.

Техническое обеспечение АРМ должно гарантировать высокую надежность технических средств, организацию удобных для пользователя режимов работы, способность обработать в заданное время необходимый объем данных. Поскольку АРМ является индивидуальным пользовательским средством, оно должно обеспечивать высокие эргономические свойства и комфортность обслуживания.

Программное обеспечение прежде всего ориентируется на профессиональный уровень пользователя, сочетается с его функциональными потребностями, квалификацией и специализацией. Пользователь со стороны программной среды должен ощущать постоянную поддержку своего желания работать в любом режиме. При взаимодействии пользователя с техническими средствами предусматривается максимальное обеспечение удобств работы человека за счет совершенствования программных средств. Программное обеспечение бывает двух типов:

- общее - комплектуется с персональным компьютером;

- прикладное - программы пользователя по решению поставленных задач.

Кроме перечисленных обеспечений в структуру АРМ входит технологическое обеспечение - средства, обеспечивающие автоматизацию технологических процессов АРМ и лингвистическое обеспечение - язык пользования специальной машинной информации.

Например, основными компонентами АРМ «Управление ценными бумагами» являются:

· интегрированная база данных;

· совокупность расчетных алгоритмов, обеспечивающих обработку информации и отображение результатов;

· встроенная справочная система;

· текстовый редактор и калькулятор.

АРМ «Управление ценными бумагами» позволяет решать следующие основные задачи:

· ведение реестра акционеров;

· регистрация операций по акциям;

· начисление дивидендов;

· формирование отчетов;

· выполнение аналитических расчетов.

8. Технология применения электронного документооборота

Большое значение при изучении информационных потоков придается правильной организации документооборота, т.е. последовательности прохождения документа от момента выполнения первой записи до сдачи его в архив. Документооборот выявляется на стадии обследования экономического объекта. Любая экономическая задача обрабатывается на основании определенного количества первичных документов, проходящих различные стадии обработки: движение документа до обработки, в процессе обработки и после обработки. Движению документа до обработки придается особое значение. Документ, как правило, возникает в ходе выполнения каких-то производственно-хозяйственных операций, в различных подразделениях экономического объекта. В его составлении могут участвовать различные исполнители многих подразделений. Этим и объясняется сложность документооборота. Обычно здесь преобладают ручной способ формирования документа, низкая степень механизации и автоматизации при его составлении. Зачастую появляется несколько копий документов, которые в дальнейшем имеют свои схемы движения. Наблюдается дублирование реквизитов в разных документах, излишняя многоступенчатость т длительность их пребывания у исполнителей. Все это усложняет документооборот и увеличивает сроки обработки.

По оценкам специалистов, в мире ежедневно появляется более миллиарда новых документов. В основном это текстовая информация, и лишь 10% - это документы, приспособленные для дальнейшей автоматизированной обработки. Это свидетельствует о необходимости организации на предприятиях (организациях, банках и др.) электронного документооборота. Критериями выбора системы автоматизации документооборота являются масштабы предприятия, степень технической и технологической подготовки в области компьютерной обработки, структуре управления, наличие или отсутствие других систем автоматизации управления.

Малые и средние предприятия с небольшим объемом документооборота, имеющие один или несколько компьютеров, могут использовать для автоматизации документооборота достаточно широко распространенные и удобные текстовые редакторы. Малые и средние предприятия с большим объемом документооборота, а также все крупные предприятия должны использовать специализированные системы управления документооборотом. При выборе системы следует учитывать такие критерии: интеграция с другими автоматизированными системами и базами данных, легкость освоения, удобство работы, обеспечение работы в сетях, надежность системы и защита от несанкционированного доступа.

Особое внимание оптимальной организации документооборота должны уделять предприятия с очень большим объемом документов, где наиболее рациональным является создание собственной системы документооборота специалистами самого предприятия или по индивидуальному заказу специализирующейся фирме. Любая система должна пройти специальную сертификацию и тестирование, обеспечивающие защиту от потери, хищения и умышленной порчи документов.

На российском рынке предлагается достаточно широкий выбор прикладных программ для автоматизации управления документооборотом.

Пример электронного документооборота. Программа «1С: Электронный документооборот» предназначается для автоматизации движения в организации потоков документов, их обработки и хранения. Программа позволяет разработать шаблоны документов и установить правила их заполнения пользователями, формализовать жизненные циклы документов, установить маршрутные схемы прохождения документов; контролировать работу исполнителей и выполнение ими временных графиков, обеспечить конфиденциальное хранение и обработку документов на рабочем месте, автоматизировать большую часть рутинных операций при составлении документов, отправлять и принимать документы, вести хранилище документов и обрабатывать их.

В программе «Галактика» модуль «Управление документооборотом» предназначен для учета, хранения и обработки документов (договоров, писем, приказов, протоколов совещаний и т. д.) в электронной форме. Документы, входящие в документооборот, могут быть получены сканированием, по электронной почте или подготовлены с помощью различных текстовых редакторов. Модуль «Управление документооборотом» обеспечивает создание и ведение перечня дел фирмы, формирование полнотекстовых документов, создание классификации документов и использование ее в процессе работы, продвижение документов по маршруту обработки, ведение обработки и контроль исполнения документов, поиск документов, массовую их рассылку в подразделения и др.

Технический прогресс в области развития средств вычислительной техники и передачи данных, организация вычислительных сетей в настоящее время позволяют существенно изменить подход к автоматизации потоков информации и документопотоку.

Прежде всего следует отметить значительную роль ПЭВМ в формировании первичных документов, самой трудоемкой операции в процессе обработки информации.

9. Защита информации в эис

1) Виды угроз безопасности ЭИС.

2) Принципы создания базовой системы защиты информации.

3) Методы и средства защиты информации.

4) Основные виды защиты, используемые в АИТ банковской деятельности.

Наряду с интенсивным развитием вычислительных средств и систем передачи информации все более актуальной становится проблема обеспечения ее безопасности. Меры безопасности направлены на предотвращение несанкционированного получения информации, физического уничтожения или модификации защищаемой информации.

Под угрозой безопасности информации понимается действие или событие, которое может привести к разрушению, искажению или несанкционированному использованию информационных ресурсов, включая хранимую, передаваемую и обрабатываемую информацию, а также программные и аппаратные средства.

Угрозы принято делить на случайные, или непреднамеренные, и умышленные. Источником первых могут быть ошибки в программном обеспечении, выходы из строя аппаратных средств, неправильные действия пользователей или администрации и т.д. Умышленные угрозы, в отличии от случайных, преследуют цель нанесения ущерба пользователям АИТ и, в свою очередь, подразделяются на активные и пассивные.

Пассивные угрозы, как правило, направлены на несанкционированное использование информационных ресурсов, не оказывая при этом влияния на ее функционирование. Пассивной угрозой является, например, попытка получения информации, циркулирующей в каналах, посредством их прослушивания.

Активные угрозы имеют целью нарушение нормального процесса функционирования посредством целенаправленного воздействия на аппаратные, программные и информационные ресурсы. К активным угрозам относятся, например, разрушение или радиоэлектронное подавление линий связи, вывод из строя ПЭВМ или ее операционной системы, искажение сведений в базах данных или в системной информации в компьютерных технологиях и т.д. Источниками активных угроз могут быть непосредственные действия злоумышленников, программные вирусы и т.п.

К основным угрозам безопасности информации относят:

1) Раскрытие конфиденциальной информации - несанкционированный доступ к базам данных, прослушивание каналов и т.п. В любом случае получение информации, являющейся достоянием некоторого лица (группы лиц) другими лицами, наносит ее владельцам существенный ущерб.

2) Компрометация информации реализуется посредством внесения несанкционированных изменений в базы данных, в результате чего ее потребитель вынужден либо отказаться от нее, либо предпринимать дополнительные усилия для выявления изменений и восстановления истинных сведений. В случае использования скомпрометированной информации потребитель подвергается опасности принятия неверных решений со всеми вытекающими отсюда последствиями.

3) Несанкционированное использование информационных ресурсов, с одной стороны является средством раскрытия или компрометации информации, а с другой - имеет самостоятельное значение, поскольку, даже не касаясь пользовательской или системной информации, может нанести определенный ущерб абонентам и администрации. Этот ущерб может варьироваться в весьма широких пределах - от сокращения поступления финансовых средств до полного выхода АИТ из строя.

4) Ошибочное использование информационных ресурсов может привести к разрушению, раскрытию или компрометации указанных ресурсов. Данная угроза чаще всего является следствием ошибок, имеющихся в программном обеспечении АИТ.

5) Несанкционированный обмен информацией может привести к получению одним из них сведений, доступ к которым ему запрещен, что по своим последствиям равносильно раскрытию содержания банковской информации.

6) Отказ от информации состоит в непризнании получателем или отправителем этой информации фактов ее получения или отправки. В условиях банковской деятельности это, в частности, позволяет одной из сторон расторгать заключенные финансовые соглашения «техническим» путем, формально не отказываясь от них и нанося тем самым второй стороне значительный ущерб.

7) Отказ в обслуживании представляет собой весьма существенную и распространенную угрозу, источником которой является сама АИТ. Подобный отказ особенно опасен в ситуациях, когда задержка с предоставлением ресурсов абоненту может привести к тяжелым для него последствиям. Так, отсутствие у пользователя данных, необходимых для принятия решения, в течении периода времени, когда это решение еще возможно эффективно реализовать, может стать причиной его нерациональных или даже антимонопольных действий.

Наиболее распространенными путями несанкционированного доступа к информации, сформулированными на основе анализа зарубежной печати, являются:

· перехват электронных излучений;

· принудительное электромагнитное облучение (подсветка) линий связи;

· применение подслушивающих устройств;

· дистанционное фотографирование;

· перехват акустических излучений и восстановление текста принтера;

· хищение носителей информации и документальных отходов;

· чтение остаточной информации в памяти системы после выполнения санкционированных запросов;

· копирование носителей информации с преодолением мер защиты;

· маскировка под зарегистрированного пользователя;

· мистификация (маскировка под запросы системы);

· использование программных ловушек;

· использование недостатков языков программирования и операционных систем;

· включение в библиотеки программ специальных блоков типа «Троянский конь»;

· незаконное подключение к аппаратуре и линиям связи;

· злоумышленный вывод из строя механизмов защиты;

· внедрение и использование компьютерных вирусов.

При разработке АИТ возникает проблема по решению вопросов безопасности информации, составляющей коммерческую тайну, а также безопасности самих компьютерных информационных систем.

Современные АИТ обладают следующими основными признаками:

· наличием информации различной степени конфиденциальности;

· необходимостью криптографической защиты информации различной степени конфиденциальности при передаче данных;

· иерархичностью полномочий субъектов доступа и программ к АРМ, файл-серверам, каналам связи и информации системы;

· организацией обработки информации в диалоговом режиме, в режиме разделения времени между пользователями и в режиме реального времени;

· обязательным управлением потоками информации как в локальных сетях, так и при передаче по каналам связи на далекие расстояния;

· необходимостью регистрации и учета попыток несанкционированного доступа, событий в системе и документов, выводимых на печать;

· обязательным обеспечением целостности программного обеспечения и информации в АИТ;

· наличием средств восстановления системы защиты информации;

· обязательным учетом магнитных носителей;

· наличием физической охраны средств вычислительной техники и магнитных носителей.

Организационные мероприятия и процедуры, используемые для решения проблемы безопасности информации, решаются на всех этапах проектирования и в процессе эксплуатации АИТ.

Существенное значение при проектировании придается предпроектному обследованию объекта. На этой стадии выполняются следующие действия:

· устанавливается наличие секретной (конфиденциальной) информации в разрабатываемой АИТ и оценивается уровень конфиденциальности;

· определяются режимы обработки информации, состав комплекса технических средств, общесистемные программные средства и т.д.;

· анализируется возможность использования имеющихся на рынке сертифицированных средств защиты информации;

· определяется степень участия персонала, функциональных служб, специалистов и вспомогательных работников объекта автоматизации в обработке информации, характер взаимодействия между собой и со службой безопасности;

· определяются мероприятия по обеспечению режима секретности на стадии обработки.

Создание базовой системы защиты информации в АИТ основывается на следующих принципах:

· Комплексный подход к построению системы защиты при ведущей роли организационных мероприятий, означающий оптимальное сочетание программных аппаратных средств и организационных мер защиты и подтвержденный практикой создания отечественных и зарубежных систем защиты.

· Разделение и минимизация полномочий по доступу к обрабатываемой информации и процедурам обработки, т.е. предоставление пользователям минимума строго определенных полномочий, достаточных для успешного выполнения ими своих служебных обязанностей, с точки зрения автоматизированной обработки доступной им конфиденциальной информации.

· Полнота контроля и регистрации попыток несанкционированного доступа, т.е. необходимость точного установления идентичности каждого пользователя и протоколирования его действий для проведения возможного расследования, а также невозможность совершения любой операции обработки информации в АИТ без ее предварительной регистрации.

· Обеспечение надежности системы защиты, т.е. невозможность снижения уровня надежности при возникновении в системе сбоев, отказов, преднамеренных действий нарушителя или непреднамеренных ошибок пользователей и обслуживающего персонала.

· Обеспечение контроля за функционированием системы защиты, т.е. создание средств и методов контроля работоспособности механизмов защиты.

· «Прозрачность» системы защиты информации для общего и прикладного программного обеспечения и пользователей АИТ.

· Экономическая целесообразность использования системы защиты, т.е. стоимость разработки и эксплуатации систем защиты информации должна быть меньше стоимости возможного ущерба, наносимого объекту в случае разработки и эксплуатации АИТ без системы защиты информации.

Методы и средства обеспечения безопасности информации (на примере банковской системы)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Препятствие - метод физического преграждения пути злоумышленнику к защищаемой информации (к аппаратуре, носителям информации и т.д.).

Управление доступом - метод защиты информации регулированием использования всех ресурсов компьютерной информационной системы банковской деятельности (элементов баз данных, программных и технических средств). Управление доступом включает следующие функции защиты:

· идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора);

· опознание объекта или субъекта по предъявленному им идентификатору;

· проверку полномочий (проверка соответствия дня недели, времени суток, запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту);

· разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;

· регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;

· реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе) при попытках несанкционированных действий.

Маскировка - метод защиты информации путем ее криптографического закрытия. Этот метод защиты широко применяется за рубежом как при обработке, так и при хранении информации, в том числе на дискетах. При передаче информации по каналам связи большой протяженности этот метод является единственно надежным.

Регламентация - метод защиты информации, создающий такие условия автоматизированной обработки, хранения и передачи защищаемой информации, при которых возможности несанкционированного доступа к ней сводились бы к минимуму.

Принуждение - такой метод защиты, при котором пользователи и персонал системы вынуждены соблюдать правила обработки, передачи и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.

Побуждение - такой метод защиты, который побуждает пользователя и персонал системы не разрушать установленные порядки за счет сложившихся моральных и этических норм (как регламентированных, так и неписаных).

Средства, с помощью которых реализуются рассмотренные методы:

Технические средства реализуются в виде электрических, электромеханических и электронных устройств. Вся совокупность технических средств делится на аппаратные и физические. Под аппаратными техническими средствами принято понимать устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику или устройства, которые сопрягаются с подобной аппаратурой по стандартному интерфейсу.

Физические средства реализуются в виде автономных устройств и систем. Например, замки на дверях, где размещена аппаратура, решетки на окнах, электронно-механическое оборудование охранной сигнализации.

Программные средства представляют из себя программное обеспечение, специально предназначенное для выполнения функций защиты информации.

Организационные средства защиты представляют собой организационно-технические и организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации вычислительной техники и аппаратуры телекоммуникаций для обеспечения защиты информации.

Морально-этические средства защиты реализуются в виде всевозможных норм, которые сложились традиционно или складываются по мере распространения вычислительной техники и средств связи в обществе.

Законодательные средства защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

Все перечисленные средства защиты разделены на формальные (выполняющие защитные функции строго по заранее предусмотренной процедуре без непосредственного участия человека) и неформальные (определяющиеся целенаправленной деятельностью человека либо регламентирующие эту деятельность).

9.1 Базы данных

Базы данных. Понятие и классификация.

Виды моделей данных.

Понятие информационного объекта. Нормализация отношений. Типы связей информационных объектов.

Построение инфологической модели.

Цель любой ИС - обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова БД - это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и, в конечном счете, автоматизации. Например, предприятие, ВУЗ и т.д.

Создавая БД, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно только в том случае, если данные структурированы.

Структурирование - это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

Пример неструктурированных данных:

Личное дело № 16493, Сергеев Петр Михайлович, дата рождения 1 января 1976 г.; л/д № 16593, Петрова Анна Владимировна, дата рожд. 15 марта 1975 г.; № личн. дела 16693, д.р. 14.04.76, Анохин Андрей Борисович.

Из примера видно, что очень сложно организовать поиск необходимых данных, хранящихся в неструктурированном виде, а упорядочить подобную информацию практически не представляется реальным.

После проведения несложной структуризации данной информации, она будет иметь следующий вид:

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения
16493 16593 16693	Сергеев Петрова Анохин	Петр Анна Андрей	Михайлович Владимировна Борисович	01.01.76 15.03.75 14.04.76

Чтобы автоматизировать поиск и систематизировать эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных. Например, дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и занимать определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество).

База данных (БД) - это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Система управления базами данных (СУБД) - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Классификация БД

По технологии обработки данных:

Централизованная БД - хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

Распределенная БД состоит из нескольких возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБМ).

По способу доступа к данным:

БД с локальным доступом.

БД с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных БД с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

файл-сервер;

клиент-сервер.

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная база данных. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной БД. Файлы БД в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность ИС падает, поэтому пользователи могут создавать на своих рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

Схема обработки информации в БД по принципу файл-сервер.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Передача файлов БД для обработки

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер БД) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту.

Схема обработки информации в БД по принципу клиент-сервер.

Рабочие станции

Структурные элементы БД

Понятие БД тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись и файл (таблица)

Запись поле

Поле - это элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации - реквизиту.

Для описания поля используются следующие характеристики:

имя, например, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;

тип, например, символьный, числовой, календарный;

длина - определяется максимально возможным количеством символов;

точность (для числовых данных).

Имя поля 1	Имя поля 2	Имя поля 3	Имя поля 4

Запись - совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи - это отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.

Файл - совокупность экземпляров записей одной структуры.

Виды моделей данных

Ядром любой БД является модель данных, которая представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

Модель данных - совокупность структур данных и операций их обработки.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.

9.2 Иерархическая модель данных

Сначала рассмотрим графическое изображение иерархической структуры.

Иерархическая структура представляет собой совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево).

9.3 Графическое изображение иерархической структуры БД

Уровень 1 А

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уровень 2 В1 В2 В3 В4 В5

Уровень 3 С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел) и связь. Узел - это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящемся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

К каждой записи БД существует только один (иерархический) путь от корневой записи. Например, для записи С4 путь проходит через записи А и В3.

Пример иерархической структуры БД:



Размещено на http://www.allbest.ru/

Группа (номер группы, староста)

Студент (номер зачетной книжки, фамилия, имя, отчество)

Для рассмотренного примера иерархическая структура правомерна, т.к. каждый студент учится только в одной определенной группе, которая относится только к одному определенному институту.

...