Существует несколько подходов к измерению количества информации.

А. Энтропийный подход.

В теории информации количество информации оценивается, мерой уменьшения у получателя неопределенности (энтропии) выбора или ожидания событий после получения информации. Количество информации тем больше, чем ниже вероятность события. Энтропийный подход широко используется при определении количества информации, передаваемой по каналам связи. Выбор при приеме информации осуществляется между символами алфавита в принятом сообщении. Пусть сообщение, принятое по каналу связи, состоит из N символов (без учета связи между символами в сообщении). Тогда количество информации в сообщении может быть подсчитано по формуле Шеннона:

где Pi - вероятность появления в сообщении символа i; k - количество символов в алфавите языка.

Анализ формулы Шеннона показывает, что количество информации в двоичном представлении (в битах или байтах) зависит от двух величин: количества символов в сообщении и частоты появления того или иного символа в сообщениях для используемого алфавита. Этот подход абсолютно не отражает насколько полезна полученная информация, а позволяет определить лишь затраты на передачу сообщения.

Б. Тезаурусный подход.

Этот подход предложен Юлием Анатольевичем Шрейдером. Он основан на рассмотрении информации как знаний. Согласно этому подходу количество информации, извлекаемое человеком из сообщения, можно оценить степенью изменения его знаний. Структурированные знания, представленные в виде понятий и отношений между ними, называются тезаурусом. Структура тезауруса иерархическая. Понятия и отношения, группируясь, образуют другие, более сложные понятия и отношения.

Знания отдельного человека, организации, государства образуют соответствующие тезаурусы. Тезаурусы организационных структур образуют тезаурусы составляющих их элементов. Так тезаурус организации образуют, прежде всего, тезаурусы сотрудников, а также других носителей информации, таких как документы, оборудование, продукция и т. д.

Для передачи знаний требуется, чтобы тезаурусы передающего и принимающего элемента пересекались. В противном случае владельцы тезаурусов не поймут друг друга.

Тезаурусы человека и любых организационных структур являются их капиталом. Поэтому владельцы тезаурусов стремятся сохранить и увеличить свой тезаурус. Увеличение тезауруса осуществляется за счет обучения, покупки лицензии, приглашения квалифицированных сотрудников или хищения информации.

В обществе наблюдаются две тенденции: развитие тезаурусов отдельных элементов (людей, организованных структур) и выравнивание тезаурусов элементов общества.

Выравнивание тезаурусов происходит как в результате целенаправленной деятельности (например, обучения), так и стихийно. Стихийное выравнивание тезаурусов происходит за счет случайной передачи знаний, в том числе и незаконной передачи.

В. Практический подход.

На практике количество информации измеряют, используя понятие «объем информации». При этом количество информации может измеряться в количестве бит (байт), в количестве страниц текста, длине магнитной ленты с видео- или аудиозаписью и т.п. Однако очевидно, что на одной странице информации может содержаться больше или меньше, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, разные люди могут разместить на странице различное количество сведений об одном и том же объекте, процессе или явлении материального мира. Во-вторых, разные люди могут извлечь из одного и того же текста различное количество полезной, понятной для них информации. Даже один и тот же человек в разные годы жизни получает разное количество информации при чтении книги.

В результате копирования без изменения информационных параметров носителя количество информации не изменяется, а цена снижается. Примером копирования без изменения информационных параметров может служить копирование текста с использованием качественных копировальных устройств. Текст копии, при отсутствии сбоев копировального устройства, будет содержать точно такую же информацию, как и текст оригинала. Но при копировании изображений уже не удастся избежать искажений. Они могут быть только большими или меньшими.

В соответствии с законами рынка, чем больше товара появляется, тем он дешевле. Этот закон полностью справедлив и в отношении копий информации. Действие этого закона можно проследить на примере пиратского распространения программных продуктов, видео продукции и т.п.

В качестве предмета защиты рассматривается информация, хранящаяся, обрабатываемая и передаваемая в компьютерных системах. Особенностями этой информации являются:

- двоичное представление информации внутри системы, независимо от физической сущности носителей исходной информации;

- высокая степень автоматизации обработки и передачи информации;

- концентрация большого количества информации в АС.

Объектом защиты информации является компьютерная система или автоматизированная система обработки данных (АСОД). В работах, посвященных защите информации в автоматизированных системах, до последнего времени использовался термин АСОД, который все чаще заменяется термином АС.

Под системой защиты информации в АС понимается единый комплекс правовых норм, организационных мер, технических, программных и криптографических средств, обеспечивающий защищенность информации в АС в соответствии с принятой политикой безопасности.

Взаимосвязанные методы, модели и алгоритмы, программные, аппаратные и организационные средства должны образовывать четкую систему, определяющую политику безопасности (ПБ) информации при ее обработке, хранении и передаче в АС.

Политика – это набор формальных правил (официально утвержденных или традиционно сложившихся), которые регламентируют функционирование механизма информационной безопасности.

Политика реализуется средствами аутентификации и идентификации, контроля доступа (создания и утверждения набора правил, определяющих для каждого участника информационного процесса разрешение на доступ к ресурсам и уровень этого доступа). Контроль доступа невозможен без авторизации – формирования профиля прав для участника информационного обмена (аутентифицированного или анонимного) из набора правил контроля.

Политика реализуется средствами аудита и мониторинга – регулярного отслеживания событий, происходящих в процессе обмена информацией, с регистрацией и анализом предопределенных значимых или подозрительных событий. При этом мониторинг обычно производится в режиме реального времени.

Политика безопасности должна предусматривать также реагирование на инциденты, управление конфигурацией, управление пользователями (обеспечение условий их работы в среде информационного обмена в соответствии с требованиями безопасности); управление рисками (обеспечение соответствия возможных потерь от нарушения информационной безопасности мощности защитных средств); обеспечение устойчивости (поддержание среды информационного обмена в минимально допустимом работоспособном состоянии в условиях воздействия деструктивных факторов).

В инструментарий информационной безопасности входят:

-персонал – люди, которые будут обеспечивать реализацию политики безопасности;

-нормативное обеспечение – документы, создающие правовую основу для системы защиты;

-модели безопасности – схемы обеспечения безопасности, заложенные в конкретную информационную систему;

-криптография;

-антивирусное обеспечение;

-межсетевые экраны;

-сканеры безопасности – устройства проверки качества функционирования модели безопасности для данной АС;

-систем обнаружения атак – устройства мониторинга активности в информационной среде, иногда с возможностью принятия самостоятельного участия в активной деятельности;

-резервное копирование;

-дублирование (резервирование) – создание альтернативных устройств, необходимых для функционирования информационной среды, на случай выхода из строя основных;

-аварийный план – набор мероприятий – предназначенных для претворения в жизнь в случае, если события произошли не так, как предусматривалось правилами информационной безопасности;

-обучение пользователей – подготовка активных участников информационной среды для работы в условия соответствия требованиям информационной безопасности.

Все эти перечисленные средства характерны для предприятия, развивающего службу информационной безопасности.

Специалист, отвечающий за практическое воплощение политики безопасности – администратор безопасности, становится все более значимой фигурой в целом ряде организаций.

Только наличие двух специалистов – сетевого администратора и администратора безопасности, на первом из которых лежит повседневное управление функционирование автоматизированной системы, а на втором – формирование политики информационной безопасности и постоянный контроль за ее реализацией, позволяет адекватно решать вопросы обеспечения безопасности в информационных системах.

Администратор безопасности должен сочетать высокую эрудицию в области организационно-правовых знаний с глубокими знаниями вопросов аппаратно-программного обеспечения вычислительной техники, не уступающим знаниям системного администратора.

Теоретическим базисом для его деятельности должна быть теория обеспечения безопасности информации, которая возникла из прикладной теории алгоритмов, теории передачи информации, теории кодирования, криптологии, рассматриваемых с единых системных позиций.

Лекция 02 (2 часа)

«ПОНЯТИЕ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ: ЭЛЕМЕНТЫ И ПОДСИСТЕМЫ, УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАЦИЯ, САМООРГАНИЗАЦИЯ»

Формирование системного анализа в качестве самостоятельного исследовательского направления обусловлено общей тенденцией развития человечества, которая сложилась к настоящему времени. Эта тенденция проявляется: во все более глубоком рациональном вмешательстве в организационную деятельность человека, а также в процессы выработки и принятия им решений.

В 70гг ХХ столетия в научной литературе появилась масса терминов: “системная революция”, “системный подход”, “общая теория систем”, “системный анализ операций” и т.д. Это говорило об объединении усилий специалистов различных профессий для решения общих задач, связанных с изучением, проектированием и управлением сложными системами. Причём, начиная с этого времени понятие системности стало не только теоретической категорией, но осознанной необходимостью в практической деятельности. Именно это “системное движение”, привело к интеграции отдельных научных направлений по созданию науки, получившей название “системный анализ”, которая в настоящее время выступает как самостоятельная дисциплина.

Предметом изучения системного анализа является система, независимо от её природы, организации, способа существования и способа описания.

Целью рассмотрения системы является решение задач анализа, управления и проектирования.

Определение:

Система есть совокупность элементов (подсистем). При определённых условиях элементы сами могут рассматриваться как системы, а исследуемая система – как элемент более сложной системы:

- связи между элементами в системе превосходят по силе связи этих элементов с элементами, не входящими в систему. Это свойство позволяет выделить систему из среды;

- для любой системы характерно существование интегративных качеств (свойство эмерджентности), которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному её элементу в отдельности: систему нельзя сводить к простой совокупности элементов;

- система всегда имеет цели, для которых она функционирует и существует.

Одной из характерных тенденций развития общества в настоящее время является появление больших чрезвычайно сложных систем (крупные автоматизированные, технологические, энергетические, гидротехнические, информационные и другие комплексы). С другой стороны стремление познать мир обитания человечества как сложную многофункциональную систему стало реальностью сегодняшнего дня. Все это привело к необходимости определить понятие сложной системы, разработать методические принципы её исследования, управления и проектирования.

В настоящее время однозначного, чёткого определения сложной системы нет. Известны различные подходы и предложены различные формальные признаки её определения. Так, одни учёные предлагают относить к сложным системы, имеющие 104-107 элементов. К ультросложным - системы, состоящие из 107-1030 элементов; и к суперсистемам – системы из 1030-10200 элементов. Такой подход имеет тот недостаток, что данное определение сложности является относительным, а не абсолютным. Другие предлагают к сложным относить системы, описываемые на языке теоретико-вероятностных методов (мозг, экономика, форма и т.п.).

Наиболее чётким на наш взгляд, определением сложных систем является определение:

Сложной системой называется система, в модели которой недостаточно информации для эффективного управления этой системой.

Таким образом, признаком простоты системы является достаточность информации для её управления. Если же результат управления, полученный с помощью модели, будет неожиданным, то такую систему относят к сложной.

Для перевода системы в разряд простой необходимо получение недостающей информации о ней и включение её в модель.

От сложных систем необходимо отличать большие системы.

Определение:

Система, для актуализации[1] модели которой в целях управления недостаёт материальных ресурсов (машинного времени, ёмкости памяти, других материальных средств моделирования) называется большой.

К таким системам относятся экономические, организационно-управленческие, нейрофизиологические, биологические и т.п. системы.

Способом перевода больших систем в простые является создание новых более мощных средств вычислительной техники.

Как видно из определений, понятия большой и сложной системы являются разными. Однако в литературе эти понятия определены не однозначно. Некоторые авторы вообще не используют этих понятий, другие используют их как синонимы, а некоторые считают разницу между ними чисто количественной.

Чтобы ещё раз подчеркнуть существенную разницу между понятиями «большая» и «сложная» системы приведём следующую таблицу 02-1.

Таблица 02-1

Система	Малая	Большая	Простая	Сложная
Исправный бытовой прибор для пользователя	+		+
Неисправный бытовой прибор для мастера	+			+
Шифрозамок для похитителя		+	+
Мозг, живой организм		+		+

В таблице 02-1 знаком “+” отличены классификационные признаки систем. Поясним, например, почему шифрозамок отнесён к классу больших и простых систем. Эта система – большая, так как у похитителя может не хватить ресурса времени для вскрытия замка; а простая – потому что вскрытие сводится к простому многовариантному перебору шифров.

На рисунке 02-1 показаны всевозможные сочетания признаков систем простоя-сложная, малая-большая.

Рисунок 02-1

По своим свойствам системы могут быть классифицированы по следующим признакам.

Динамические системы характеризуются тем, что их выходные сигналы в данный момент времени определяются характером входных воздействий в прошлом и настоящем (зависит от предыстории). В противном случае системы называют статическими.

Примером динамических систем является биологические, экономические, социальные системы; такие искусственные системы как завод, предприятия, поточная линия и т.д.

Детерминированной называют систему, если ее поведение можно абсолютно точно предвидеть. Система, состояния которой зависит не только от контролируемых, но и от неконтролируемых воздействий или если в ней самой находится источник случайности, носит название стохастической. Приведём пример стохастических систем, это – заводы, аэропорты, сети и системы ЭВМ, магазины, предприятия бытового обслуживания и т.д.

Различают системы линейные и нелинейные. Для линейных систем реакция на сумму двух иди более различных воздействий эквивалентна сумме реакций на каждое возмущение в отдельности, для нелинейных – это не выполняется.

Если параметры систем изменяются во времени, то она называется нестационарной, противоположным понятием является понятие стационарной системы.

Пример нестационарных систем – это системы, где процессы, например, старения являются на данном интервале времени существенными.

Если вход и выход системы измеряется или изменяется во времени дискретно, через шаг Δ t, то система называется дискретной. Противоположным понятием является понятие непрерывной системы. Например: ЭВМ, электронные часы, электросчётчик – дискретные системы; песочные часы, солнечные часы, нагревательные приборы и т.д. – непрерывные системы.

Классификация систем по их свойствам представлена на рисунке 02-2.

Рисунок 02-2

(Стрелки указывают возможный набор свойств системы).

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒