Лекция Архитектура ПК. Защита информации

1. Архитектура компьютера Защита информации

ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Академия машиностроения имени Ж.Я. Котина»
АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА
ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ

2.

Классификация устройств компьютера
Компьютер — это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления,
обработки и передачи информации.
Устройство компьютера
Устройства
обработки
Устройства
хранения
Устройства
ввода
Устройства
вывода
Коммуникационные
устройства
центральный
процессор
жесткий диск
клавиатура
монитор
Сетевая
плата
звуковые
колонки
модем
внутренняя
память
мышь
DVD-дисковод
веб-камера

3.

Фон-неймановская архитектура
В основу построения большинства ЭВМ положены принципы,
сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:
1. Принцип двоичного кодирования (для представления данных и команд используется
двоичная система счисления).
2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же
памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).
3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек).
4. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые
выполняются процессором автоматически друг за другом в заданной последовательности).
5. Принцип жесткости архитектуры (неизменяемость в процессе работы топологии,
архитектуры, списка команд).
ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (архитектуру фон Неймана)

4.

Архитектура компьютера
Архитектура ЭВМ – это описание совокупности устройств и блоков ЭВМ, а также связей между ними,
принципов работы ЭВМ.
Архитектура определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных
логических узлов ЭВМ:

5. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульность позволяет

Магистрально-модульный принцип
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистральномодульный принцип. Модульность позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему
конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.
Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена
информацией между устройствами.
К магистрали, которая представляет собой три различные шины, подключаются процессор и
оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации,
которые обмениваются информацией в форме последовательностей нулей и единиц,
реализованных электрическими импульсами.

6.

Магистрально-модульное устройство
компьютера
Процессор
Магистраль (материнская плата) включает в
себя три многоразрядные шины: шину данных,
шину адреса и шину управления, которые
представляют собой многопроводные линии.
Оперативная память
Шина данных (8, 16, 32, 64 бита)
Системная магистраль (шина)
Шина адреса (16, 20, 24, 32, 36, 64 бита)
Шина управления
Контроллеры
Устройства ввода
Контроллеры
Долговременная память
Контроллеры
Устройства вывода

7. Системная шина (магистраль)

Системная шина - это набор электронных линий, связывающих воедино
центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
Системная шина состоит
шина адреса
шина данных
(для передачи данных);
(для передачи адресов устройств,
которым передаются данные);
шина управления
(для передачи управляющих сигналов, синхронизирующих
работу разных устройств).

8. Открытая архитектура ПК

Важное
достоинство
такой
архитектуры
возможность
подключения к компьютеру новых
устройств или замена старых устройств
на более современные. Это называется
принципом открытой архитектуры.
Для каждого типа и модели устройства
используется свой контроллер, а в
составе
операционной
системы
имеется управляющая программа,
которая
называется
драйвером
устройства.
Контроллер – это электронная схема, которая
управляет работой внешнего устройства:
видеокарта (монитор)
сетевая карта (сеть)
контроллер дисковода (дисковод)

9. Общая схема компьютера

Центральная часть
Процессор
Устройства
ввода
Устройства
вывода
УУ
АЛУ
ОЗУ
ПЗУ
Внутренняя память
Внешняя память

10.

Системный блок
дисковод СD
(DVD)
блок питания
дисковод для
дискет
видеокарта
порты
процессор
винчестер
слоты расширения
оперативная память
материнская плата

11.

Структурная схема системного блока
Модем
Видео/аудио
Мышь
Микропроцессор
Клавиатура
Винчестер
СD
Основная память
ПЗУ
Принтер
ОЗУ
Монитор
Шина
адреса
Шина
Шина
данных управления

12. Микропроцессор и его структура

Микропроцессор - это центральный блок
ПК, предназначенный для управления
работой всех блоков компьютера и для
выполнения арифметических и логических
операций
1. АЛУ (арифметико-логическое устройство) – предназначено для выполнения арифметических и логических
операций над числовыми и символьными данными.
2. УУ (устройство управления) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени
определённые сигналы (управляющие импульсы), формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняем
операцией и передаёт эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ.
3. Регистры - специальные ячейки памяти, предназначенные для кратковременного хранения и обработки данных.
4. Сопроцессор – расширяет возможности ЦП, компьютерной системы, но работает как отдельный
функциональный модуль. (для ускорения вычислений, разгружают ЦП и т.д.)
5. Кэш-память – является буфером, в котором хранятся данные, с которым МП взаимодействует чаще или
взаимодействовал в процессе последних операций.

13.

Основные характеристики ПК
Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы
информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней.
Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 сек.
Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток
времени (микросекунды), за который выполняется элементарная операция (например, сложение).
Разрядность процессора – max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и
передаваться процессором целиком.
Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1 байт (8бит) называют
восьмиразрядным, в 2 байта – 16-разрядным и т.д. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые
регистры (64 разряда)
Время доступа - быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывания min порции
информации из ячеек памяти или записи в память.
Объем памяти (ёмкость) – max объем информации, который может храниться в ней.
Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)
Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью
вращения и перемещения этого носителя в устройстве

14.

Память ПК - это набор устройств,
которые сохраняют данные в виде цифровой информации
Виды памяти
Внутренняя
расположена внутри системного блока и
предназначена для кратковременного
хранения информации
ПЗУ постоянно
запоминающее устройство.
Энергонезависимая память,
используется для хранения
массива неизменяемых
данных
ОЗУ — оперативная
память, которая хранит
данные, необходимые
процессору в
определённый момент
Кэш-память – высокоскоростное
хранилище временных или часто
используемых файлов для
быстрого доступа к ним
Внешняя
ВЗУ — расположена снаружи системного блока и
предназначена для долговременного хранения
информации

15.

Внешние устройства
Это устройства,
подключаемые
к
компьютеру извне
(периферийные
устройства). Они
предназначены для
ввода и выводы
информации

16. Защита информации

Защита информации - комплекс мер, направленных на обеспечение конфиденциальности, целостности и
доступности данных.
Защищаемая информация – информация, являющаяся предметом собственности и подлежащая защите в
соответствии с требованиями правовых документов или требованиями, устанавливаемыми собственником
информации.
В вычислительной технике понятие безопасности подразумевает:
надежность работы компьютера,
сохранность ценных данных,
защиту информации от внесения в нее изменений неуполномоченными лицами,
сохранение тайны переписки в электронной связи.

17. Виды угроз для информации

Возможность нарушения или нежелательного изменения одного из аспектов безопасности называется
угрозой.
Наиболее часто возникающими угрозами являются:
Угроза отказа аппаратуры;
Угроза утечки (несанкционированного доступа);
Угроза некорректной работы программных средств.

18. Атака и её виды

Атака – действие и/или последовательность действий, которые приводят к реализации угрозы.
Наиболее распространёнными атаками являются:
Перехват данных. Особенно чувствителен перехват таких данных, как имена пользователей и пароли.
Отказ в обслуживании. Например, при большом количестве запросов на установку сетевого соединения.
Подбор пароля. При отсутствии средств защиты или создании простых паролей возможен
несанкционированный доступ к информации.
Внедрение исполняемых фрагментов.
Социальная инженерия (фишинг).

19. Вредоносная программа

Вредоносная программа – программа, целью работы которой является выполнение действий,
затрудняющих работу или ущемляющих права пользователя, а также приводящих к нарушению
безопасности, например: вирусы, черви, трояны, подозрительные упаковщики и вредоносные утилиты.
Одна из наиболее опасных и серьёзных опасных угроз для безопасности информации на личном
компьютере – это компьютерные вирусы.
История компьютерных вирусов начинается в 1983 г., когда американский ученый Фред Коэн (FredCohen)
впервые ввел термин «компьютерный вирус».
Виды компьютерных вирусов:
Сетевые. Внедряются в компьютер вместе с заражёнными файлами через локальные сети или интернет.
Загрузочные. Дожидаются включения операционной системы, а потом поражают оперативную память и
распространяются на другие сектора системы.
Макровирусы. Обитают в текстовых и табличных редакторах.
Файловые. Заражают компьютер при открытии программы.

20. Методы защиты информации:

Шифрование данных. При помощи шифрования данные преобразуются в непонятную и защищённую
форму, которую может прочитать только авторизованный пользователь.
Многофакторная аутентификация. Использование двух и более методов идентификации, таких как пароль,
отпечаток пальца, или уникальный код, для обеспечения безопасности данных.
Регулярное обновление программного обеспечения. Это поможет закрыть уязвимости, которые могут быть
использованы злоумышленниками для атаки на информацию.
Обучение сотрудников вопросам безопасности и контроль доступа к конфиденциальным данным, чтобы
предотвратить внутренние угрозы.
Регулярное создание резервных копий всех важных данных. Чтобы в случае утраты информации можно
было быстро восстановить её.
Использование
антивирусного программного обеспечения. Защита
злоумышленников, которые могут попытаться получить доступ к данным.
от
вредоносного
ПО
и

21. Защита информации с помощью антивирусов

Антивирусы – специализированные программы для выявления и устранения вирусов. Чаще всего они
используют поиск заданных участков кода – сигнатур.
В качестве примеров антивирусных программ можно назвать: антивирус Касперского, Dr. Web, NOD32,
свободно распространяемые антивирусы: Avast и Clamwin.
Для полноценной защиты от появления на личном компьютере вредоносных
программ рекомендуется:
установить и своевременно обновлять систему антивирусной защиты;
проверять все носители (карты памяти, флэшки и т. д.), которые
находились за пределами Вашей системы перед использованием;
не открывать вложений, полученных от неизвестных адресатов с
неизвестными целями;
регулярно проводить полную проверку системы.

22.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ!
https://onlinetestpad.com/ru/test/182953-arkhitektura-pk