Файл: Операции, производимые с данными ( Определение понятия данные ).pdf

В комплекс технических мер входят и меры по обеспечению физической недоступности объектов компьютерных сетей, например, такие практические способы, как оборудование помещения камерами и сигнализацией.

Чтобы исключить неправомерный доступ к информации применяют такие способы, как идентификация и аутентификация.

Идентификация – это механизм присвоения собственного уникального имени или образа пользователю, который взаимодействует с информацией.

  Аутентификация – это система способов проверки совпадения пользователя с тем образом, которому разрешен допуск.

Эти средства направлены на то, чтобы предоставить или, наоборот, запретить допуск к данным. Подлинность, как правила, определяется тремя способами: программой, аппаратом, человеком. При этом объектом аутентификации может быть не только человек, но и техническое средство (компьютер, монитор, носители) или данные. Простейший способ защиты – пароль.

2.7. Транспортировка данных

«Транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиент.» [5, с.18]

Прежде чем послать данные в вычислительную сеть, посылающий узел данных разбивает их на небольшие блоки, называемые пакетами данных. На узле–получателе пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для восстановления исходного вида.

В составе любого пакета должна присутствовать следующая информация:

• данные или информация, предназначенная для передачи по сети;
• адрес, указывающий место назначения пакета. Каждый узел сети имеет адрес. Кроме того, адрес имеет и приложение. Адрес приложения необходим для того, чтобы идентифицировать, какому именно приложению принадлежит пакет;
• управляющие коды – это информация, которая описывает размер и тип пакета. Управляющие коды включают в себя также коды проверки ошибок и другую информацию.

Существует три принципиально различные схемы коммутации в вычислительных сетях:

• коммутация каналов;
• коммутация пакетов;
• коммутация сообщений.

При коммутации каналов устанавливается соединение между передающей и принимающей стороной в виде непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Затем сообщение передается по образованному каналу.

Коммутация сообщений – процесс пересылки данных, включающий прием, хранение, выбор исходного направления и дальнейшую передачу блоков сообщений (без разбивки на пакеты). При коммутации сообщений блоки сообщений передаются последовательно от одного промежуточного узла к другому с временной буферизацией их на дисках каждого узла, пока не достигнут адресата. При этом новая передача может начаться только после того, как весь блок будет принят. Ошибка при передаче повлечет новую повторную передачу всего блока.

Передача пакетов осуществляется аналогично передаче сообщений, но так как размер пакета значительно меньше блока сообщения, то достигается быстрая его обработка промежуточным коммуникационным оборудованием. Поэтому канал передачи данных занят только во время передачи пакета и по ее завершению освобождается для передачи других пакетов. Шлюзы и маршрутизаторы, принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге станции назначения. Данный вид передачи данных является стандартом для сети Интернет.

В настоящее время телекоммуникационные сети строятся на цифровой основе, поэтому методы передачи данных, применяемые в вычислительных сетях, могут быть использованы для разработки стандартов передачи любой информации (голоса, изображения, данных).

Важной характеристикой современных технических каналов передачи информации является их пропускная способность — максимально возможная скорость передачи информации, измеряемая в битах в секунду (бит/с). Пропускная способность канала связи зависит от свойств используемых носителей (электрический ток, радиоволны, свет). Так, каналы связи, использующие оптоволоконные кабели и радиосвязь, обладают пропускной способностью, в тысячи раз превышающей пропускную способность телефонных линий.

Скорость передачи информации по тому или иному каналу зависит от пропускной способности канала, а также от длины закодированного сообщения, определяемой выбранным алгоритмом кодирования информации.

Современные технические каналы связи обладают, перед ранее известными, целым рядом достоинств:

— высокая пропускная способность, обеспечиваемая свойствами используемых носителей;

— надёжность, связанная с использованием параллельных каналов связи;

— помехозащищённость, основанная на автоматических системах проверки целостности переданной информации;

— универсальность используемого двоичного кода, позволяющего передавать любую информацию — текст, изображение, звук.

Рассмотрим несколько видов каналов передачи данных:

• Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой вариант витой пары - телефонный кабель.
• Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащищённостью. Для промышленного использования выпускается два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передаёт сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле.
• Оптоволоконный кабель - идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Преимущество волоконной оптики несомненно: реализуемые в оптических каналах скорости передачи информации пока недостижимы для медных кабелей. Использование светового сигнала обеспечивает абсолютную независимость от электромагнитных помех природного происхождения и возникающих в результате функционирования самых разнообразных технических устройств на производствах, транспорте, в системах связи и в быту, а также отсутствие электромагнитного излучения от линии. Последнее гарантирует скрытность информации и принципиальную невозможность несанкционированного бесконтактного доступа. Это свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации.
• Беспроводное сетевое оборудование предназначено для передачи по радиоканалам информации (данных, телефонии, видео и др.) между компьютерами, сетевыми и другими специализированными устройствами.
• Радиорелейные линии связи (РРЛ) предназначены для передачи сигналов в диапазонах дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн. Передача ведется через систему ретрансляторов, расположенных на расстоянии прямой видимости. Ретрансляторы осуществляют прием сигнала, усиление его, обработку и передачу на следующий ретранслятор. Общая протяженность РРЛ может достигать тысяч километров.
•  Переход от аналогового телевещания к цифровому практически предопределил появление технологии спутникового доступа в Интернет. Спутниковые линии связи работают в 9 - 11 диапазонах частот и, в перспективе, в оптических диапазонах. В этих системах сигнал с земной станции посылается на спутник, содержащий приемопередающую аппаратуру, там усиливается, обрабатывается и посылается обратно на Землю, обеспечивая связь на большие расстояния и перекрывая большие площади. Особый интерес представляет круговая орбита, расположенная в плоскости экватора Земли. При расстоянии до орбиты порядка 36000 километров и движении спутника в сторону вращения Земли, спутник будет неподвижным относительно земного наблюдателя. Такая орбита называется геостационарной и позволяет осуществлять связь при помощи неподвижных антенн. Недостатками геостационарной орбиты является ее уникальность и невозможность обеспечения связи для высокоширотных областей Земли. Геостационарная орбита является основной для приема сигналов на индивидуальные устройства. Ввиду уникальности орбиты она распределена между государствами. При движении спутника по другим орбитам он будет перемещаться относительно земного наблюдателя. Следовательно, для непрерывной связи нужно иметь следящие антенны и группировки спутников, следующих друг за другом.

2.8. Преобразование данных

«Преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя: например книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных.» [5, с.18]

Под преобразованием данных понимают любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам. Примерами таких преобразований могут служить: замена одной буквы на другую в тексте; замена нулей на единицы, а единиц на нули в последовательности битов; сложение двух чисел, когда из информации, представляющей слагаемые, получается результат – сумма.

Конвертация данных — преобразование данных из одного формата в другой. Обычно с сохранением основного логически-структурного содержания информации. В сфере компьютерных технологий есть множество вариантов представления данных. Например, компьютерное оборудование построено на основе определенных стандартов, которые требуют, чтобы данные содержали, к примеру, проверку бита четности. Точно так же операционная система утверждена по определенным стандартам касательно обработки файлов и данных. Кроме того, каждая компьютерная программа обрабатывает данные по-своему. Каждый раз, когда любая из этих переменных изменена, данные должны быть некоторым образом преобразованы прежде чем они смогут быть пригодны для использования другим компьютером, операционной системой или программой. Даже различные версии этих элементов обычно включают различные структуры данных. Например, изменение битов из одного формата в другой, обычно в целях прикладной совместимости или способности использования новых функций, является просто преобразованием данных. Преобразования данных могут быть столь же простыми как преобразование текстового файла из одной системы кодировки символов в другую или сложными, такими как преобразование офисных форматов файлов или преобразование изображения и аудио форматов файлов.

Есть много путей, которые используются для преобразования данных в рамках компьютерной среды. Он может быть прямой, как в случае модернизации до более новой версии компьютерной программы. В альтернативном варианте конвертация может потребовать использование специальной конвертирующей программы или может включать сложный процесс прохождения промежуточных стадий или вовлечения сложных "экспортирующих" и "импортирующих" процессов перехода от одного формата к другому. В некоторых случаях программа может распознать несколько форматов файла на стадии ввода данных и затем также способна к хранению выходных данных во многих различных форматах. Такая программа может использоваться для конвертации формата файла. Если исходный формат или целевой формат не распознан, то порой используется третья программа, которая способна переконвертировать в промежуточный формат, который может быть переформатирован с помощью первой программы. Есть много возможных сценариев.

Обработка информации на ЭВМ обычно состоит в выполнении огромного количества такого рода элементарных, технических операций.

Но всегда ли нам известно, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную?

Такую систему, в которой наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а её структура и внутренние процессы неизвестны, называют «чёрным ящиком».

Обработка информации по принципу «черного ящика» - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание. 

"Черный ящик" — это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь информация на входе и на выходе этой системы, а строение и внутренние процессы неизвестны.

Вывод:

Список рассмотренных здесь типовых операций с данными далеко не полон. Множество людей занимается созданием, обработкой, преобразованием и транспортировкой данных, выполняя свои специфические операции, необходимые для социальных, экономических, промышленных, научных и культурных процессов, поэтому полный список всех возможных операций составить невозможно.

Заключение

В начале мы дали определение основным понятиям курсовой работы. Данными называют зафиксированные на определенном носителе сведения, в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки. Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию. Информацией называют результат преобразования и анализа данных. Отличие информации от данных состоит в том, что данные – это фиксированные сведения о событиях и явлениях, а информация появляется в результате обработки данных при решении конкретных задач. Например, в базах данных хранятся различные данные, а по определенному запросу система управления базой данных выдает требуемую информацию.

Далее мы рассмотрели основные операции, производимые с данными. Полный список всех возможных операций составить невозможно из-за специфичности различных задач стоящих перед пользователем данных и решаемых им конкретных задач. В работе рассмотрены такие операции как: сбор, формализация, фильтрация, сортировка, архивация, защита, транспортировка и преобразование данных. Работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, и ее надо автоматизировать.