Понятие об информации и ее свойствах, критерии измерения информации, способы изменения информации

Целые числа  кодируются двоичным кодом достаточно просто — достаточно взять целое  число и делить его пополам  до тех пор, пока в остатке не образуется ноль или единица. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного  числа.

.

Для кодирования действительных чисел  используют 80 разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется  в нормализованную форму:

3,1415926 = 0,31415926 • 10¹

300 000 = 0,3 • 10⁶

123 456 789 = 0,123456789 • 10¹⁰

Первая часть числа называется мантиссой, а вторая — характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком).  

Под программным  обеспечением  понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

К программному обеспечению  относится также вся область  деятельности по проектированию и разработке ПО.

-                       Технология проектирования программ;

-                       Методы тестирования программ;

-                       Методы доказательства правильности программ;

-                       Анализ качества работы программ;

-                       Документирование программ;

-                       Разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение  – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.                  

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области  применения. Все эти знания сосредоточены  в выполняемых на компьютерах  программах.                   

Программное обеспечение  современных компьютеров включает миллионы программ – от игровых до научных.  

Классификация ПО 

Программы,  работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

-  прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т. д.;

-  системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копии используемой информации, выдачу справочной информации о компьютера, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;

-  Вспомогательное ПО (инструментальные системы и утилиты)

Понятно, что грани между  указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера  может входить редактор текстов, т. е. программа прикладного характера.

Прикладное ПО. Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

q            подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;

q            подготовки документов типографского качества – издательские системы;

q            обработки табличных данных – табличные процессоры;

q            обработки массивов информации – системы управления базами данных.  

Прикладная программа  – это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Например, там, где на компьютер  возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей.                   

Прикладные программы  могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление  и печатание документов и т.п.                    

Прикладные программы  могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без  помощи других программ, либо в составе  программных комплексов или пакетов.  

Наиболее  часто используемые типы прикладных программ. 

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. Как правило, пользователю предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а так же выводить полученные картинки в таком виде, чтобы они быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора или издательской системы.

Системы деловой и научной графики позволяют наглядно представлять на экране различные данные и зависимости. Системы деловой графики дают возможность выводить на экран различные виды графиков и диаграмм ( гистограммы, круговые и секторные диаграммы и т.д. )

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами – базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например персональную картотеку. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записи, составление отчетов и т.д. С такими СУБД легко могут работать пользователи даже не высокой квалификации, так  как все действия в них осуществляются с помощью меню и других диалоговых средств.

Табличные процессоры обеспечивают работу с большими таблицами чисел. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находится числа, пояснительные тексты формулы для расчета значения в клетки по имеющимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют перевычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблице различные графики и т.д. Многие из них предоставляют и дополнительные возможности. Некоторые из них расширяют возможности по обработке данных – трехмерные таблицы, создание собственных входных и выходных форм, макрокоманд, связь с базами данных и т.д. Но большинство дополнений носят декоративный характер – включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу, здесь фантазия разработчиков неисчерпаема.

Системы автоматизированного проектирования ( САПР ) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера.

q                       Интегрированные системы – сочетают в себе возможности системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности.

q                       Бухгалтерские программы – предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятий. Из-за не совместимости отечественного бухгалтерского учета с зарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественные бухгалтерские программы. Некоторые из них предназначены для автоматизации отдельных участков бухгалтерского учета -  начисление заработной платы, учета товаров, материалов на складах и т.д. 

Программы-оболочки. Весьма популярный класс системных программ  составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS.Многие пользователи настолько привыкли к удобствам, предоставляемым своей любимой программой-оболочкой, что чувствуют себя без нее «не в своей тарелке». Наиболее популярными программами-оболочками являются Norton Commander, Xtree Pro Gold, PC Shell из комплекта PC Tools. В состав операционной системы MS DOS, начиная с версии 4.0, также входит собственная программа-оболочка Shell (впрочем, не очень популярная).

Операционные оболочки, в  отличие от обычных программ-оболочек, не только дают пользователю более  наглядные средства для выполнения часто используемых действий, но и  предоставляют новые возможности  для запускаемых программ. Чаще всего  это:

·                        графический интерфейс, т.е. набор средств для вывода изображений на экран и манипулирования ими, построения меню, окон на экране и т.д.;

·                        мультипрограммирование, т.е.  возможность одновременного выполнения нескольких программ ;

·                        расширенные средства для обмена информацией между программами. 

Операционные оболочки упрощают создание графических программ, предоставляя для этого большое количество удобных средств, и расширяют  возможности компьютера. Но платой за это являются повышенные требования к ресурсам. Так, для эффективной  работы c Microsoft Windowsнеобходим компьютер АТ/386, имеющий 4 Мбайта оперативной памяти. Наиболее популярной программой-надстройкой является Microsoft Windows, иногда используется Desq View и значительно реже – другие оболочки (GEM, Geo Works и др.). 

Вспомогательные программы (утилиты) 

К системным программам можно  также отнести большое количество так называемых утилит,  т.е. программ вспомогательного назначения. Ниже мы кратко опишем некоторые разновидности этих программ. Часто утилиты объединяются в комплексы, наиболее популярны комплексы NortonUtilities, PC Tools Deluxe и Mace Utilities.          

Программы - упаковщики позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл.  Применение программ – упаковщиков очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее хранить на дискетах,  предварительно сжатые  программами – упаковщиками . Следует заметить , что различные  упаковщики не совместимы друг с другом – архивный файл , созданный одним упаковщиком , чаще всего нельзя прочесть другим.

Программы для создания резервных копий  информации на дисках позволяют быстро скопировать информацию, имеющуюся на жестком диске компьютера, на дискеты или кассеты стримера.

Антивирусные  программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения вирусом.

Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера ( количество памяти, ее использование, типы дисков и так далее ), а также проверить работоспособность устройств компьютера ( прежде всего жестких дисков).          

Программы динамического сжатия дисков  позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы сжимают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают  в ее исходном виде.

Программы для автономной печати позволяют распечатывать файлы на принтере параллельно с выполнением  другой работы на компьютере. 

Системы программирования  

Даже при наличии десятков тысяч программ для IBM PC пользователям может потребоваться что-то такое, чего не делают ( или делают, но не так ) имеющиеся программы. В этих случаях следует использовать системы программирования, т.е. системы для разработки новых программ.

Современные системы программирования для персональных компьютеров обычно предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для  разработки программ. В них входят:

q                       компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке программирования в программу машинных кодах, или интерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение текста программы на языке программирования высокого уровня;

q                       библиотеки программ, содержащие заранее подготовленные программы, которыми могут пользоваться программисты;

q                       различные вспомогательные программы, например отладчики, программы для получения перекрестных ссылок и т.д.

Системы программирования, прежде всего, различаются, естественно, по тому, кокой язык программирования они  реализуют. Среди программистов  пишущих программы для персональных компьютеров, наибольшей популярностью  пользуются языки Си, Си++, Паскаль, Бейсик

Всем компьютерам  требуется место для временного хранения информации во время обработки  других фрагментов информации. Обычно в цифровых компьютерах хранение информации выполняется на двух различных  уровнях: в первичной памяти (построенной  на полупроводниковых чипах ОЗУ  и ПЗУ) и в памяти для хранения больших объемов информации (обычно использующей жесткие диски).

Большая часть первичной  памяти системы располагается на системной плате. На системной плате  первичная память существует, как  правило, в двух или трех формах:

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Содержит постоянные программы начального запуска компьютера.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Эта память имеет  достаточно высокое быстродействие, чтобы взаимодействовать непосредственно  с процессором, и допускает считывание и запись в него с любой требуемой  частотой.

Кэш-память. Быстродействующая  система ОЗУ, предназначенная специально для хранения информации, которая, скорее всего, будет использована процессором.

Устройства ПЗУ  хранят информацию постоянно и используются для хранения программ и данных, которые остаются неизменными. Устройства ОЗУ хранят сохраненную в них  информацию до тех пор, пока электроэнергия подводится к ИС.

Любое прерывание в  подаче электроэнергии приводит к исчезновению содержимого памяти. Такую память называют энергозависимой. И напротив, ПЗУ является энергонезависимой  памятью.

Каждая системная  плата содержит одну или две ИС ПЗУ, в которых хранится программа  базовой системы ввода/вывода (basic input/output system — BIOS). Программа BIOS содержит основные инструкции для обмена данными  между микропроцессором и различными устройствами ввода и вывода системы. До недавнего времени эта информация постоянно хранилась внутри чипов  ПЗУ и ее можно было изменить, только заменяя чипы.

Усовершенствования  в технологии EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory — электрически-стираемое  программируемое ПЗУ) привели к  появлению устройств флэш-памяти, которые допускают запись (загрузку) новой информации BIOS в ПЗУ с  целью обновления его содержимого. Эта информация может быть переписана с диска обновления или загружена  с другого компьютера. В отличие  от ИС ОЗУ, содержимое флэш-памяти сохраняется  после отключения электропитания чипа. В любом случае модернизированная BIOS должна быть совместима с системной  платой, с которой она используется, и должна быть самой новой из доступных  версий.

Информация в BIOS представляет весь «интеллект», которым  располагает компьютер до тех  пор, пока он не сможет загрузить дополнительную информацию из другого источника, скажем, жесткого диска. Рассматриваемые совместно, программное и аппаратное (чип  ПЗУ) обеспечение BIOS называют программно-аппаратными  средствами. Эти ИС могут размещаться  в любом месте системной платы, но обычно их легко узнать по размеру  и форме (как правило, это устройства в 28-контактных, устанавливаемых в  гнезда двухрядных корпусах DIP).

В более старых конструкциях компьютеров PC, таких как XT и AT, память ОЗУ системы состояла из банков отдельных  ИС ОЗУ, устанавливаемых в гнезда DIP. В конструкциях промежуточных  клонов группы ИС ОЗУ помещались на небольшие 30-контактные дочерние платы, называвшиеся корпусами с однорядным расположением выводов (SIP). Такой  метод установки требовал меньше места на плате.

Дальнейшие усовершенствования модулей ОЗУ привел к появлению  модулей памяти с однорядным расположением  выводов (SIMM) и модулей памяти с  двухрядным расположением выводов (DIMM). Подобно модулям SIP, модули SIMM и DIMM устанавливаются на системную  плату вертикально. Однако для их установки используют не просто вставку  выводов в гнезда, а специальные  гнезда с фиксированием, которые  жестко поддерживают модуль в вертикальном положении. Как правило, ПК продаются  с не полностью заполненными гнездами ОЗУ. Это позволяет пользователям  приобретать менее дорогие компьютеры, удовлетворяющие их персональным потребностям, но при этом сохраняется возможность установки в будущем дополнительных модулей ОЗУ, если в этом возникнет необходимость.

Оперативная память. Из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная кэш-память, которая располагается как бы «между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти.

При обращении микропроцессора  к памяти сначала производится поиск  нужных данных в кэш-памяти. Поскольку  время доступа к кэш-памяти в  несколько раз меньше, чем к  обычной памяти, а в большинстве  случаев необходимые микропроцессору  данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать.

В компьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования  загрузки ОС и выполнения базовых  функций по обслуживанию устройств  компьютера. Поскольку большая часть  этих программ связана с обслуживанием  ввода-вывода, часто содержимое постоянной памяти называется ВIOS. В ней содержится также программа настройки конфигурации компьютера (SЕТИР). Она позволяет  установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для  дискет.

CMOS (полупостоянная  память). Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти, в компьютере имеется также небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS -памятью, поскольку эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением. Содержимое CMOS -памяти не изменяется при выключении энергопитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор.

Видеопамять. Еще один вид памяти в компьютерах это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера - электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран.

Кроме оперативной  памяти  существует ещё и постоянная память (ПЗУ). Её главное отличие от ОЗУ  -  невозможность  в процессе работы  изменить состояние ячеек ПЗУ.  В свою очередь и эта память делится на постоянную  и  репрограммируемую.

Функции памяти:

приём информации из других устройств;

запоминание информации;

Классификация вирусов

Чтобы бороться с врагом надо знать его в лицо. С появлением современных антивирусных средств  это стало уже не обязательно. Однако если Вы желаете побольше узнать о компьютерных вирусах, различиях  между ними и способах борьбы, то эта глава - для Вас.  
Поскольку разнообразие компьютерных вирусов слишком велико, то они, как и их биологические прообразы, нуждаются в классификации. Классифицировать вирусы можно по следующим признакам:

•по среде обитания; 
•по способу заражения среды обитания; 
•по деструктивным возможностям; 
•по особенностям алгоритма вируса.

Классификация вирусов по среде обитания

По среде обитания вирусы можно разделить на:  
Файловые вирусы, которые внедряются в выполняемые файлы (*.СОМ, *.ЕХЕ, *.SYS, *.BAT, *.DLL).  
Загрузочные вирусы, которые внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий системный загрузчик винчестера (Master Boot Record).  
Макро-вирусы, которые внедряются в системы, использующие при работе так называемые макросы (например, Word, Excel).  
Существуют и сочетания - например, файлово-загрузочные вирусы, заражающие как файлы, так и загрузочные сектора. Такие вирусы, как правило, имеют довольно сложный алгоритм работы, часто применяют оригинальные методы проникновения в систему и их труднее обнаружить. 

Классификация вирусов по способам заражения

По способам заражения  вирусы бывают резидентные и нерезидентные.  
Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными лишь ограниченное время.

Классификация вирусов по деструктивным возможностям

По деструктивным возможностям вирусы можно разделить на:  
безвредные, т.е. никак не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения свободной памяти на диске в результате своего распространения);  
неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске и графическими, звуковыми и пр. эффектами;  
опасные - вирусы, которые могут привести к серьезным сбоям в работе;  
очень опасные, могущие привести к потере программ, уничтожить данные, стереть необходимую для работы компьютера информацию, записанную в системных областях памяти и т.д.

Классификация вирусов по особенностям алгоритма

Здесь можно выделить следующие  основные группы вирусов:  
компаньон-вирусы (companion) - Алгоритм работы этих вирусов состоит в том, что они создают для ЕХЕ-файлов файлы-спутники, имеющие то же самое имя, но с расширением СОМ. При запуске такого файла DOS первым обнаружит и выполнит СОМ-файл, т.е. вирус, который затем запустит и ЕХЕ-файл;  
 
вирусы-«черви» (worm) - вариант компаньон-вирусов. «Черви» не связывают свои копии с какими-то файлами. Они создают свои копии на дисках и в подкаталогах дисков, никаким образом не изменяя других файлов и не используя СОМ-ЕХЕ прием, описанный выше;  
сетевые черви - смотрите ниже «сетевые вирусы»;  
«паразитические» - все вирусы, которые при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое дисковых секторов или файлов. В эту группу относятся все вирусы, которые не являются «червями» или «компаньон-вирусами»;  
«студенческие» - крайне примитивные вирусы, часто нерезидентные и содержащие большое число ошибок;  
«стелс»-вирусы (вирусы-невидимки, stealth), представляют собой весьма совершенные программы, которые перехватывают обращения DOS к пораженным файлам или секторам дисков и «подставляют» вместо себя незараженные участки информации. Кроме того, такие вирусы при обращении к файлам используют достаточно оригинальные алгоритмы, позволяющие «обманывать» резидентные антивирусные мониторы;  
«полиморфик»-вирусы (самошифрующиеся или вирусы-призраки, polymorphic) - достаточно труднообнаруживаемые вирусы, не содержащие ни одного постоянного участка кода. В большинстве случаев два образца одного и того же полиморфик-вируса не будут иметь ни одного совпадения. Это достигается шифрованием основного тела вируса и модификациями программы-расшифровщика;  
макро-вирусы - вирусы этого семейства используют возможности макроязыков (таких как Word Basic), встроенных в системы обработки данных (текстовые редакторы, электронные таблицы и т.д.). В настоящее время широко распространены макро-вирусы, заражающие документы текстового редактора Microsoft Word и электронные таблицы Microsoft Excel;  
сетевые вирусы (сетевые черви) - вирусы, которые распространяются в компьютерной сети и, так же, как и компаньон-вирусы, не изменяют файлы или сектора на дисках. Они проникают в память компьютера из компьютерной сети, вычисляют сетевые адреса других компьютеров и рассылают по этим адресам свои копии. Такие вирусы иногда создают рабочие файлы на дисках системы, но могут вообще не обращаться к ресурсам компьютера (за исключением оперативной памяти). Сетевых вирусов известно всего несколько штук. Например, XMasTree, Вирус Морриса (Internet Worm).  
На сегодняшний день сетевые вирусы не представляют никакой опасности, так как они нежизнеспособны в современных сетях, как глобальных (Internet), так и локальных (NetWare, NT). Однако это не мешает обычным DOS-вирусам и макро-вирусам поражать компьютерные сети (локальные и глобальные). Делают они это, в отличие от сетевых вирусов, не используя сетевые протоколы и «дыры» в программном обеспечении. Заражению подвергаются файлы на «общих» дисках на серверах и рабочих местах, через которые эти вирусы перебираются и на другие рабочие места, а часто и передаются в Internet.  
Чтобы противостоять нашествию компьютерных вирусов, необходимо выбрать правильную стратегию защиты от них, в том числе программные антивирусные средства, грамотно используя которые Вы сможете предотвратить вирусную атаку. А если она все же произойдет, вовремя ее обнаружить, локализовать и успешно отразить, не потеряв ценной для Вас информации. 

Классификация ОС

Операционные системы могут  различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными  ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями  использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями  использования и многими другими  свойствами.

Ниже приведена классификация  ОС по нескольким наиболее основным признакам.

Особенности алгоритмов управления ресурсами

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. Поэтому, характеризуя сетевую ОС, часто приводят важнейшие  особенности реализации функций  ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного  компьютера. Так, например, в зависимости  от особенностей использованного алгоритма  управления процессором, операционные системы делят на многозадачные  и однозадачные, многопользовательские  и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку  и не поддерживающие ее, на многопроцессорные  и однопроцессорные системы.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и

многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

Однозадачные ОС в основном выполняют  функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более  простым и удобным процесс  взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения  с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных  функций, управляют разделением  совместно используемых ресурсов, таких  как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских  систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует  заметить, что не всякая многозадачная  система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Вытесняющая и невытесняющая  многозадачность. Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);

вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

Основным различием между вытесняющим  и невытесняющим вариантами многозадачности  является степень централизации  механизма планирования процессов. В первом случае механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а во втором - распределен между системой и  прикладными программами. При невытесняющей  многозадачности активный процесс  выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для  того, чтобы та выбрала из очереди  другой готовый к выполнению процесс. При вытесняющей многозадачности  решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается  операционной системой, а не самим  активным процессом.

Поддержка многонитевости. Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

Многопроцессорная обработка. Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки  многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного  процесса в системе с многопроцессорной  архитектурой: асимметричные ОС и  симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном  из процессоров системы, распределяя  прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными  задачами.

Выше были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов - процессором. Важное влияние на облик операционной системы в целом, на возможности  ее использования в той или  иной области оказывают особенности  и других подсистем управления локальными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода-вывода.

Специфика ОС проявляется и в  том, каким образом она реализует  сетевые функции: распознавание  и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам, передача сообщений  по сети, выполнение удаленных запросов. При реализации сетевых функций  возникает комплекс задач, связанных  с распределенным характером хранения и обработки данных в сети: ведение  справочной информации о всех доступных  в сети ресурсах и серверах, адресация  взаимодействующих процессов, обеспечение  прозрачности доступа, тиражирование  данных, согласование копий, поддержка  безопасности данных.

Особенности аппаратных платформ

На свойства операционной системы  непосредственное влияние оказывают  аппаратные средства, на которые она  ориентирована. По типу аппаратуры различают  операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Среди  перечисленных типов компьютеров  могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные. В любом случае специфика аппаратных средств, как правило, отражается на специфике операционных систем.

Очевидно, что ОС большой машины является более сложной и функциональной, чем ОС персонального компьютера. Так в ОС больших машин функции  по планированию потока выполняемых  задач, очевидно, реализуются путем  использования сложных приоритетных дисциплин и требуют большей  вычислительной мощности, чем в ОС персональных компьютеров. Аналогично обстоит дело и с другими функциями.

Сетевая ОС имеет в своем составе  средства передачи сообщений между  компьютерами по линиям связи, которые  совершенно не нужны в автономной ОС. На основе этих сообщений сетевая  ОС поддерживает разделение ресурсов компьютера между удаленными пользователями, подключенными к сети. Для поддержания  функций передачи сообщений сетевые  ОС содержат специальные программные  компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие  как IP, IPX, Ethernet и другие.

Многопроцессорные системы требуют  от операционной системы особой организации, с помощью которой сама операционная система, а также поддерживаемые ею приложения могли бы выполняться  параллельно отдельными процессорами системы. Параллельная работа отдельных  частей ОС создает дополнительные проблемы для разработчиков ОС, так как  в этом случае гораздо сложнее  обеспечить согласованный доступ отдельных  процессов к общим системным  таблицам, исключить эффект гонок  и прочие нежелательные последствия  асинхронного выполнения работ.

Другие требования предъявляются  к операционным системам кластеров. Кластер - слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих  приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Наряду со специальной  аппаратурой для функционирования кластерных систем необходима и программная  поддержка со стороны операционной системы, которая сводится в основном к синхронизации доступа к  разделяемым ресурсам, обнаружению  отказов и динамической реконфигурации системы. Одной из первых разработок в области кластерных технологий были решения компании Digital Equipment на базе компьютеров VAX. Недавно этой компанией  заключено соглашение с корпорацией Microsoft о разработке кластерной технологии, использующей Windows NT. Несколько компаний предлагают кластеры на основе UNIX-машин.

Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким  образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС. Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX. В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающем перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на С, который и был разработан для программирования операционных систем.

Особенности областей использования

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными  при их разработке критериями эффективности:

системы пакетной обработки (например, OC EC),

системы разделения времени (UNIX, VMS),

системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, например, в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом. Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается "выгодное" задание. Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени. В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая "выгодна" системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Некоторые операционные системы могут  совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач  может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального  времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим  пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

Особенности методов построения

При описании операционной системы  часто указываются особенности  ее структурной организации и  основные концепции, положенные в ее основу.

К таким базовым концепциям относятся:

Способы построения ядра системы - монолитное ядро или микроядерный подход. Большинство  ОС использует монолитное ядро, которое  компонуется как одна программа, работающая в привилегированном  режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот. Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также  в привилегированном режиме и  выполняющего только минимум функций  по управлению аппаратурой, в то время  как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в  пользовательском режиме. При таком  построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются  переходы между привилегированным  режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.

Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие  себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных  решений в форме стандартных  объектов, возможность создания новых  объектов на базе имеющихся с помощью  механизма наследования, хорошую  защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что  делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность  системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной  ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы  поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого  популярного набора. Концепция множественных  прикладных сред наиболее просто реализуется  в ОС на базе микроядра, над которым  работают различные серверы, часть  которых реализуют прикладную среду  той или иной операционной системы.

Распределенная организация операционной системы позволяет упростить  работу пользователей и программистов  в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые  дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного  однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации  ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма  вызова удаленных процедур (RPC) для  прозрачного распределения программных  процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять  эту задачу сразу на нескольких компьютерах  сети, а также наличие других распределенных служб.

Операционная система реального времени, ОСРВ (англ. Real-Time Operating System) — тип операционной системы. Есть много определений термина, по сути похожих друг на друга.

Самые распространённые из них:

Операционная система, в  которой успешность работы любой  программы зависит не только от её логической правильности, но и от времени, за которое она получила этот результат. Если система не может удовлетворить  временным ограничениям, должен быть зафиксирован сбой в её работе^[1]

Стандарт POSIX 1003.1 даёт определение: «Реальное время в операционных системах — это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определённый промежуток времени»^[2]

Операционная система, реагирующая  в предсказуемое время на непредсказуемое  появление внешних событий^[3]

Интерактивные системы постоянной готовности. В категорию ОСРВ их относят, исходя из маркетинговых соображений, и если интерактивную программу называют «работающей в реальном времени», то это лишь означает, что запросы от пользователя обрабатываются с задержкой, незаметной для человека.^[4]

Системы жёсткого и мягкого реального времени

Операционные системы  реального времени иногда делят  на два типа — системы жесткого реального времени и системы мягкого реального времени.^[5]

Операционная система, которая  может обеспечить требуемое время  выполнения задачи реального времени  даже в худших случаях, называется операционной системой жёсткого реального времени.

Операционная система, которая  может обеспечить требуемое время  выполнения задачи реального времени в среднем, называется операционной системой мягкого реального времени.

Системы жёсткого реального  времени не допускают задержек реакции  системы, так как это может  привести к:

потере актуальности результатов

большим финансовым потерям

авариям и катастрофам

Если не выполняется обработка  критических ситуаций либо она происходит недостаточно быстро, система жёсткого реального времени прерывает  операцию и блокирует её, чтобы  не пострадала надёжность и готовность остальной части системы. Примерами  систем жёсткого реального времени  могут быть — бортовые системы управления (на самолёте, космическом аппарате, корабле, и пр.), системы аварийной защиты, регистраторы аварийных событий.^[6]

Системы мягкого реального  времени характеризуются возможностью задержки реакции, что может привести к увеличению стоимости результатов  и снижению производительности системы  в целом. Примером может служить  работа компьютерной сети.^[7] Если система не успела обработать очередной принятый пакет, это приведет к остановке на передающей стороне и повторной посылке (в зависимости от протокола). Данные при этом не теряются, но производительность сети снижается.

Основное отличие систем жёсткого и мягкого реального  времени можно охарактеризовать так: система жёсткого реального  времени никогда не опоздает с  реакцией на событие, система мягкого  реального времени — не должна опаздывать с реакцией на событие.^[7]

Обозначим операционной системой реального времени такую систему, которая может быть использована для построения систем жёсткого реального  времени. Это определение выражает отношение к ОСРВ как к объекту, содержащему необходимые инструменты, но также означает, что эти инструменты  ещё необходимо правильно использовать.^[6]

Большинство программного обеспечения  ориентировано на «мягкое» реальное время. Для подобных систем характерно:

гарантированное время реакции  на внешние события (прерывания от оборудования);

жёсткая подсистема планирования процессов (высокоприоритетные задачи не должны вытесняться низкоприоритетными, за некоторыми исключениями);

повышенные требования к  времени реакции на внешние события  или реактивности (задержка вызова обработчика прерывания не более десятков микросекунд, задержка при переключении задач не более сотен микросекунд)

Классическим примером задачи, где требуется ОСРВ, является управление роботом, берущим деталь с ленты конвейера. Деталь движется, и робот имеет лишь маленький промежуток времени, когда он может её взять. Если он опоздает, то деталь уже не будет на нужном участке конвейера, и следовательно, работа не будет выполнена, несмотря на то, что робот находится в правильном месте. Если он подготовится раньше, то деталь ещё не успеет подъехать, и он заблокирует ей путь.

[править]Отличительные черты ОСРВ

Таблица сравнения ОСРВ и  обычных операционных систем:^[6]

Отличия от операционных систем общего назначения

Многие операционные системы  общего назначения также поддерживают указанные выше сервисы. Однако ключевым отличием сервисов ядра ОСРВ являетсядетерминированный, основанный на строгом контроле времени, характер их работы. В данном случае под детерминированностью понимается то, что для выполнения одного сервиса операционной системы требуется временной интервал заведомо известной продолжительности. Теоретически это время может быть вычислено поматематическим формулам, которые должны быть строго алгебраическими и не должны включать никаких временных параметров случайного характера. Любаяслучайная величина, определяющая время выполнения задачи в ОСРВ, может вызвать нежелательную задержку в работе приложения, тогда следующая задача не уложится в свой квант времени, что послужит причиной для ошибки.^[8]

В этом смысле операционные системы общего назначения не являются детерминированными. Их сервисы могут  допускать случайные задержки в  своей работе, что может привести к замедлению ответной реакции приложения на действия пользователя в заведомо неизвестный момент времени. При  проектировании обычных операционных систем разработчики не акцентируют  своё внимание на математическом аппарате вычисления времени выполнения конкретной задачи и сервиса. Это не является критичным для подобного рода систем.^[8]

Большинство ОСРВ выполняют  планирование задач, руководствуясь следующей  схемой.^[8] Каждой задаче в приложении ставится в соответствие некоторый приоритет. Чем больше приоритет, тем выше должна быть реактивность задачи. Высокая реактивность достигается путём реализации подхода приоритетного вытесняющего планирования (preemptive priority scheduling), суть которого заключается в том, что планировщику разрешается останавливать выполнение любой задачи в произвольный момент времени, если установлено, что другая задача должна быть запущена незамедлительно.

Описанная схема работает по следующему правилу: если две задачи одновременно готовы к запуску, но первая обладает высоким приоритетом, а  вторая низким, то планировщик отдаст предпочтение первой. Вторая задача будет  запущена только после того, как  завершит свою работу первая.

Возможна ситуация, когда  задача с низким приоритетом уже  запущена, а планировщик получает сообщение, что другая задача с более  высоким приоритетом готова к  запуску. Причиной этому может послужить  какое-либо внешнее воздействие (прерывание от оборудования), как, например, изменение  состояния переключателяустройства, управляемого ОСРВ. В такой ситуации планировщик задач поведет себя согласно подходу приоритетного вытесняющего планирования следующим образом. Задаче с низким приоритетом будет позволено выполнить до конца текущую ассемблерную команду (но не команду, описанную в исходнике программы языком высокого уровня), после чего выполнение задачи останавливается.^[8] Далее запускается задача с высоким приоритетом. После того, как она прорабатывает, планировщик запускает прерванную первую задачу с ассемблерной команды, следующей за последней выполненной.

 [

9.7. Этапы  решения задачи на ЭВМ.

Рассмотрим теперь подробнее все этапы решения  задач на ЭВМ.

Следует отметить, что  отдельные этапы взаимосвязаны: последующие этапы зависят от реализации предшествующих, а после  выполнения очередного этапа может  потребоваться возврат к предыдущим этапам и поиск их новых решений.

Первым этапом постановки и решения задачи на ЭВМ являются четкая формулировка задачи (обычно на профессиональном языке), выделение исходных данных для ее решения и точные указания относительно того, какие результаты и в каком виде должны быть получены.

Второй этап — формальная (математическая) постановка задачи, т.е. представление ее в виде уравнений, соотношений, ограничений и т. п. При этом некоторые задачи, решаемые в настоящее время на ЭВМ, либо не допускают, либо не требуют математической постановки (например, задачи обработки текстов).

Третий этап — выбор метода решения. Выбор метода определяется решаемой задачей, а также возможностями ЭВМ (ее быстродействием, объемом памяти, точностью представления чисел, наличием разработанных ранее готовых программ и т. п.). Выполнение этого этапа требует наличия некоторого кругозора как в области программирования, так и в области используемых методов.

Четвертый этап — разработка алгоритма на основе выбранного метода. При выборе алгоритма желательно рассмотреть и проанализировать несколько вариантов, прежде чем сделать окончательный выбор. Следует обратить внимание на тесную взаимосвязь третьего и четвертого этапов, так как алгоритм в большой степени определяется выбранным методом, хотя один и тот же метод в свою очередь может быть реализован при помощи различных алгоритмов.

При разработке алгоритма  решения сложной задачи следует  использовать метод пошаговой детализации, следя за тем, чтобы на каждом шаге структура алгоритма оставалась простой и ясной. Следует максимально  использовать существующие типовые  или разработанные ранее алгоритмы  для отдельных фрагментов (блоков) алгоритма.

Пятый этап — выбор структуры данных. От выбора способа предоставления данных зависит и алгоритм их обработки. Поэтому четвертый и пятый этапы взаимосвязаны. Нужно выбирать структуру данных, наиболее естественную для решаемой задачи, использовать массивы для представления данных, когда это наиболее очевидный способ их организации.

Шестой этап — собственно программирование, т. е. запись разработанного алгоритма на языке программирования. Вопросы выбора подходящего языка здесь не рассматриваются.

Если разработка алгоритма выполнена хорошо, то программирование принципиальных трудностей не вызывает. Однако можно высказать некоторые  рекомендации по составлению программы, которые облегчат ее отладку и  дальнейшее использование.

Седьмой этап — тестирование и отладка программы — это проверка правильности работы программы и исправление обнаруженных ошибок.

Для выполнения тестирования необходимо подготовить тесты. Тест—это специально подобранные исходные данные в совокупности с теми результатами, которые должна выдавать программа при обработке этих данных. Разработка тестов — трудоемкая работа, часто требующая выполнения ручных просчетов. При составлении тестов нужно стремиться обеспечить проверку всех ветвей программы.

Далее даются некоторые  рекомендации по тестированию и отладке.

Проверьте работу программы (или отдельных ее частей) вручную  до выхода на машину.

Проводите тестирование и отладку отдельно для логически  самостоятельных частей программы.

Используйте отладочную печать в наиболее ответственных  местах программы. Операторы печати для отладки располагайте в отдельных  строках так, чтобы можно было легко убрать их из программы после  окончания отладки.

При тестировании, если это возможно, используйте меньшие  объемы данных, чем те, на которые  рассчитана программа.

Восьмой этап — счет по готовой программе и анализ результатов. Этот этап является итогом выполнения всех предыдущих этапов и служит подтверждением (или опровержением) их правомерности. После этого этапа, возможно, потребуется пересмотр самого подхода к решению задачи и возврат к первому этапу для повторного выполнения всех этапов с учетом приобретенного опыта.

ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА. СВОЙСТВА АЛГОРИТМА. ВИДЫ АЛГОРИТМОВ. СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ АЛГОРИТМОВ

Алгоритмом называется точное и понятное предписаниe исполнителю  совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Слово «алгоритм» происходит от имени математика Аль Хорезми, который сформулировал правила  выполнения арифметических действий. Первоначально под алгоритмом понимали только правила выполнения четырех  арифметических действий над числами. В дальнейшем это понятие стали  использовать вообще для обозначения  последовательности действий, приводящих к решению любой поставленной задачи. Говоря об алгоритме вычислительного  процесса, необходимо понимать, что  объектами, к которым применялся алгоритм, являются данные. Алгоритм решения  вычислительной задачи представляет собой  совокупность правил преобразования исходных данных в результатные.

Основными свойствами алгоритма являются:

детерминированность (определенность). Предполагает получение  однозначного результата вычислительного  процecca при заданных исходных данных. Благодаря этому свойству процесс  выполнения алгоритма носит механический характер;

результативность. Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый  по заданному алгоритму вычислительный процесс должен через конечное число  шагов остановиться и выдать искомый  результат;

массовость. Это  свойство предполагает, что алгоритм должен быть пригоден для решения  всех задач данного типа;

дискретность. Означает расчлененность определяемого алгоритмом вычислительного процесса на отдельные  этапы, возможность выполнения которых  исполнителем (компьютером) не вызывает сомнений.

Алгоритм должен быть формализован по некоторым правилам посредством конкретных изобразительных  средств. К ним относятся следующие  способы записи алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, язык операторных схем, алгоритмический  язык.

Словесно - формульный;

структурный или блок - схемный;

с помощью графов - схем;

с помощью сетей Петри.

При словесно-формульном способе алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий.

Наибольшее распространение  благодаря своей наглядности  получил графический (блок-схемный) способ записи алгоритмов.

Блок-схемой называется графическое изображение логической структуры алгоритма, в котором каждый этап процесса обработки информации представляется в виде геометрических символов (блоков), имеющих определенную конфигурацию в зависимости от характера выполняемых операций. Перечень символов, их наименование, отображаемые ими функции, форма и размеры определяются ГОСТами.

При всем многообразии алгоритмов решения задач в них  можно выделить три основных вида вычислительных процессов:

линейный;

ветвящийся;

циклический.

Линейным называется такой вычислительный процесс, при котором все этапы решения задачи выполняются в естественном порядке следования записи этих этапов.

Ветвящимся называется такой вычислительный процесс, в котором выбор направления обработки информации зависит от исходных или промежуточных данных (от результатов проверки выполнения какого-либо логического условия).

Циклом называется многократно повторяемый участок  вычислений. Вычислительный процесс, содержащий один или несколько циклов, называется циклическим. По количеству выполнения циклы делятся на циклы с определенным (заранее заданным) числом повторений и циклы с неопределенным числом повторений. Количество повторений последних зависит от соблюдения некоторого условия, задающего необходимость выполнения цикла. При этом условие может проверяться в начале цикла — тогда речь идет о цикле с предусловием, или в конце — тогда это цикл с постусловием.

Алгоритм обратной трассировки  лучей

Метод обратной трассировки  лучей позволяет значительно  сократить перебор световых лучей. Метод разработан в 80–х годах, основополагающими  считаются работы Уиттеда и Кэя. Согласно этому методу отслеживание лучей производится не от источников света, а в обратном направлении  – от точки наблюдения. Так учитываются  только те лучи, которые вносят вклад  в формирование изображения.

Плоскость проецирования  разбита на множество пикселов. Выберем  центральную проекцию с центром  схода на некотором расстоянии от плоскости проецирования. Проведем прямую линию из центра схода через  середину пиксела плоскости проецирования. Это будет первичный луч обратной трассировки. Если этот луч попадет  в один или несколько объектов сцены, то выбираем ближайшую точку  пересечения. Для определения цвета  пиксела изображения нужно учитывать  свойства объекта, а также то, какое  световое излучение приходится на соответствующую  точку объекта только один падающий луч. Зеркало может быть затемненным, то есть поглощать часть световой энергии, но все равно остается правило: один луч падает – один отражается.

Если объект прозрачный, то необходимо построить новый луч, такой, который при преломлении  давал бы предыдущий трассируемый луч.

Для диффузного отражения  интенсивность отраженного света, как известно, пропорциональна косинусу угла между вектором луча от источника  света и нормалью. Когда выясняется, что текущий луч обратной трассировки  не пересекает какой–либо объект, а  уходит в свободное пространство, то на этом трассировка для этого  луча заканчивается.

При практической реализации метода обратной трассировки вводят ограничения. Некоторые из них необходимы, чтобы можно было в принципе решить задачу синтеза изображения, а некоторые  ограничения позволяют значительно  повысить быстродействие трассировки [2].

Алгоритм выглядит следующим  образом: из виртуального глаза через  каждый пиксел изображения испускается  луч и находится точка его  пересечения с поверхностью сцены. Лучи, выпущенные из глаза называют первичными. Допустим, первичный луч  пересекает некий объект 1 в точке H1 (рис. 1).

ДаОбзор существующих методов оптимизации алгоритма обратной трассировки лучей

Существует множество  подходов к оптимизации алгоритма  обратной трассировки лучей. Далее  представлены некоторые варианты ускорения  работы алгоритма.

1 kd–tree

Данный подход к оптимизации  метода трассировки лучей рассматриваются  в работах [3–6]. Рассмотрим структуру  бинарного пространственного разбиения, называемую kd–дерево. Эта структура  представляет собой бинарное дерево ограничивающих параллелепипедов, вложенных  друг в друга. Каждый параллелепипед в kd–дереве разбивается плоскостью, перпендикулярной одной из осей координат  на два дочерних параллелепипеда. Вся  сцена целиком содержится внутри корневого параллелепипеда, но, продолжая  рекурсивное разбиение параллелепипедов, можно прийти к тому, что в каждом листовом параллелепипеде будет  содержаться лишь небольшое число  примитивов. Таким образом, kd–дерево  позволяет использовать бинарный поиск  для нахождения примитива, пересекаемого  лучом.

1 Построение kd–дерева Алгоритм  построения kd–дерева можно представить  следующим образом. Далее по  тексту прямоугольный параллелепипед  будем называть "бокс" (box).

1) "Добавить" все примитивы  в ограничивающий бокс. Т.е построить  ограничивающий все примитивы  бокс, который будет соответствовать  корневому узлу дерева.

2) Если примитивов в  узле мало или достигнут предел  глубины дерева, завершить построение.

3) Выбрать плоскость разбиения,  которая делит данный узел  на два дочерних. Будем называть  их правым и левым узлами  дерева.

4) Добавить примитивы,  пересекающиеся с боксом левого  узла в левый узел, примитивы,  пересекающиеся с боксом правого  узла в правый.

5) Для каждого из узлов  рекурсивно выполнить данный  алгоритм начиная с шага 2.

Самым сложным в построении kd–дерева является 3–ий шаг. От него напрямую зависит эффективность  ускоряющей структуры. Существует несколько  способов выбора плоскости разбиения, рассмотрим их по порядку:

1. Выбрать плоскость разбиения  по центру. Самый простой способ  – выбирать плоскость по центру  бокса. Сначала выбираем ось  (x, y или z), в которой бокс имеет  максимальный размер, затем разбиваем  бокс по центру(рис 2).

Этот способ имеет плохую адаптивность. Интуитивно можно описать  причину плохой скорости на таких  деревьях тем, что в каждом узле достаточно много пустого пространства, через  которое луч трассируется (проходит через дерево во время поиска) в  то время как пустое пространство должно сразу же по–возможности отбрасываться

2. Выбрать плоскость по  медиане.

Можно подумать, что было бы неплохо разделять узел на два  дочерних каждый раз так, чтобы в  правом и левом поддереве количество примитивов было одинаково. Таким образом  мы построим сбалансированное дерево, что должно ускорить поиск (рис 3).

Это не очень удачная идея. Все дело в том, что сбалансированные деревья могут помочь только если искомый элемент каждый раз находится в случайном узле, то есть если распределение лучей по узлам во время поиска будет равномерно. В действительности, это не так. Лучей в среднем пойдет больше в тот узел, который больше по своей площади поверхности, а при медианном разбиении эти площади у узлов могут быть разные.

Основные цели

− разработать оптимизированный алгоритм трассировки лучей, с целью  уменьшения вычислительной сложности;

− модифицировать разработанный  алгоритм для стерео–визуализации;

− исследовать возможность  реализации алгоритма на параллельных архитектурах вычислительных систем, включая архитектуры GPU современных  видеокарт ПК;

− создать прототип программной  системы для синтеза реалистичных стереоизображений с использованием метода трассировки лучей на параллельной архитектуре GPU видеокарт ПК, проанализировать характеристики процесса синтеза в  сравнении с «классическим» решением задачи.

Вот теория Z-буфера: 
Метод z-буфера является одним из простейших и наиболее используемых методов удаления невидимых поверхностей в компьютерной графике.  
Z-буфер это область в оперативной памяти компьютера или графического контроллера, в которой для каждого пикселя изображения, формируемого на экране дисплея в процессе компьютерной сцены, хранится информация о значениях глубины. Под "глубиной" понимается расстояние от каждой точки поверхности объектов сцены до некоторой произвольной, но фиксированной поверхности, расположенной за сценой. 
Схема алгоритма удаления невидимых поверхностей весьма проста. В начале просчета данного пикселя, окажется больше, чем записанная ранее, то значение z-буфера для данного пикселя будет обновлено. В него будет занесено большее из двух значений и пикселю будет присвоен цвет рассматриваемой поверхности. Если это расстояние меньше, чем ранее записанное, то в ячейке z-буфера останется старое значение глубины и цвет пикселя не изменится. Когда будут просмотрены все пиксели и поверхности сцены , в z-буфере будет храниться информация о значениях глубины всех пикселей изображения, а в видеобуфере - изображение с удаленными невидимыми поверхностями.  
Разрешающая способность z-буфера определяет точность представления глубины. Она критична для высококачественного рендеринга сцен с большой глубиной. Чем выше разрешающая способность, тем выше дискретность z-координат и точнее выполняется рендеринг удаленных объектов. 24-разрядный z-буфер дает разрешающую способность 16 миллионов, 32-разрядный - 2 миллиарда, а 16-разрядный - только 64 тысячи. Если при рендеринге разрешающей способности не хватает, то может случиться, что две перекрывающиеся поверхности получат одну и ту же глубину, возникнет побочный эффект, называемый "triangle desposition". Для исключения ошибок в определении глубины, профессиональные платы имеют 32-разрядный z-буфер.  
Z-буферизация при аппаратной реализации сильно увеличивает производительность. Тем не менее, z-буфер занимает много памяти: например даже в разрешении 640x480 24-разрядный z-буфер будет занимать около 900 KB. Однако расходы на дополнительную память оправдывают себя, так как все больше программ, в том числе и игры используют z-буфер (например, Quake и др.) и без него производительность существенно снижается (в отсутствие аппаратного z-буфера обсчет изображений осуществляется программно, через центральный процессор и оперативную память).

Z-буферизация — в компьютерной трёхмерной графике способ учёта удалённости элемента изображения. Представляет собой один из вариантов решения «проблемы видимости». Очень эффективен и практически не имеет недостатков, если реализуетсяаппаратно. Программно же существуют другие методы, способные конкурировать с ним: Z-сортировка («алгоритм художника») идвоичное разбиение пространства (BSP), но они также имеют свои достоинства и недостатки. Основной недостаток Z-буферизации состоит в потреблении большого объёма памяти: в работе используется так называемый буфер глубины или Z-буфер.

Z-буфер представляет собой  двумерный массив, каждый элемент которого соответствует пикселу на экране. Когда видеокартарисует пиксел, его удалённость просчитывается и записывается в ячейку Z-буфера. Если пикселы двух рисуемых объектов перекрываются, то их значения глубины сравниваются, и рисуется тот, который ближе, а его значение удалённости сохраняется в буфер. Получаемое при этом графическое изображение носит название z-depth карта, представляющая собой полутоновое графическое изображение, каждый пиксел которого может принимать до 256 значений серого. По ним определяется удалённость от зрителя того или иного объекта трехмерной сцены. Карта широко применяется в постобработке для придания объёмности и реалистичности и создаёт такие эффекты, как глубина резкости, атмосферная дымка и т.д. Также карта используется в 3д-пакетах для текстурирования, делая поверхность рельефной.

Информационные  системы организационного управления (см. рис. 7.5) предназначены для автоматизации функций управленческого персонала. Учитывая наиболее широкое применение и разнообразие этого класса систем, часто любые информационные системы понимают именно в данном толковании. К этому классу относятся информационные системы управления как промышленными фирмами, так и непромышленными объектами: гостиницами, банками, юридическими конторами, торговыми фирмами и др.

Основными функциями  подобных систем являются: оперативный  контроль и регулирование, оперативный  учет и анализ, перспективное и  оперативное планирование, бухгалтерский  учет, управление сбытом и снабжением и другие экономические и организационные  задачи.

ИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала. Они широко используются при организации поточных линий, изготовлении микросхем, на сборке, для поддержания технологического процесса в металлургической и машиностроительной промышленности.

ИС автоматизированного  проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

Интегрированные (корпоративные) ИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта продукции. Создание таких систем весьма затруднительно, поскольку требует системного подхода с позиций главной цели, например получения прибыли, завоевания рынка сбыта и т.д. Такой подход может привести к существенным изменениям в самой структуре фирмы, на что может решиться не каждый управляющий.

Облачные вычисления (англ. cloud computing), в информатике — это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу(англ. pool) конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам — как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру. ^[1]

Потребители облачных вычислений могут значительно уменьшить  расходы на инфраструктуру информационных технологий (в краткосрочном и среднесрочном планах) и гибко реагировать на изменения вычислительных потребностей, используя свойства вычислительной эластичности (англ. elastic computing) облачных услуг.

По оценке IDC рынок публичных облачных вычислений в 2009 году составил $17 млрд — около 5 % от всего рынка информационных технологий^[2].

Первоначально концепция  использования вычислительных ресурсов по принципу системы коммунального  хозяйства была предложена в 1960-е  годы Джоном Маккарти^{[источник не указан 378 дней]}.

Возникновение англоязычного  термина начало активно обсуждаться  в 2008 году в одной из тематических интернет-конференций^[3]. В результате дискуссии выдвигались различные версии, по одной из которых термин сloud был впервые использован главой компании Google Эриком Шмидтом в выступлении^[4][5] и получил распространение в средствах массовой информации. Другая популярная версия предполагает, что термин cloud computing стал широко употребляться в США с 2005 года после запуска компанией Amazon.com проекта Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) и широко распространился в бизнесе, среди поставщиков информационных технологий и в научно-исследовательской среде^[6]. Термин «облако» используется как метафора, основанная на изображении Интернета на диаграмме компьютерной сети, или как образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали.

Характеристики

Национальным  институтом стандартов и технологий США зафиксированы следующие обязательные характеристики облачных вычислений^[7]:

Самообслуживание  по требованию (англ. self service on demand), потребитель самостоятельно определяет и изменяет вычислительные потребности, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных без взаимодействия с представителем поставщика услуг;

Универсальный доступ по сети, услуги доступны потребителям по сети передачи данных вне зависимости от используемого терминального устройства;

Объединение ресурсов (англ. resource pooling), поставщик услуг объединяет ресурсы для обслуживания большого числа потребителей в единый пул для динамического перераспределения мощностей между потребителями в условиях постоянного изменения спроса на мощности; при этом потребители контролируют только основные параметры услуги (например, объём данных, скорость доступа), но фактическое распределение ресурсов, предоставляемых потребителю, осуществляет поставщик (в некоторых случаях потребители всё-таки могут управлять некоторыми физическими параметрами перераспределения, например, указывать желаемый центр обработки данных из соображений географической близости);

Эластичность, услуги могут быть предоставлены, расширены, сужены в любой момент времени, без дополнительных издержек на взаимодействие с поставщиком, как правило, в автоматическом режиме;

Учёт потребления, поставщик услуг автоматически исчисляет потреблённые ресурсы на определённом уровне абстракции (например, объём хранимых данных, пропускная способность, количество пользователей, количество транзакций), и на основе этих данных оценивает объём предоставленных потребителям услуг.

С точки зрения поставщика, благодаря объединению ресурсов и непостоянному характеру потребления  со стороны потребителей, облачные вычисления позволяют экономить  на масштабах, используя меньшие  аппаратные ресурсы, чем требовались  бы при выделенных аппаратных мощностях  для каждого потребителя, а за счёт автоматизации процедур модификации  выделения ресурсов существенно  снижаются затраты на абонентское  обслуживание.

С точки зрения потребителя, эти характеристики позволяют получить услуги с высоким уровнем доступности (англ. high availability) и низкими рисками неработоспособности, обеспечить быстрое масштабирование вычислительной системы благодаря эластичности без необходимости создания, обслуживания и модернизации собственной аппаратной инфраструктуры.

Удобство и универсальность  доступа обеспечивается широкой  доступностью услуг и поддержкой различного класса терминальных устройств (персональных компьютеров, мобильных телефонов, интернет-планшетов).

]Частное облако

Частное облако (англ. private cloud) — инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

Публичное облако

Публичное облако (англ. public cloud) — инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца — поставщика услуг.

Гибридное облако

Гибридное облако (англ. hybrid cloud) — это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для 

Общественное облако

Общественное облако (англ. community cloud) — вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

Суть концепции  облачных вычислений заключается в  предоставлении конечным пользователям  удаленного динамического доступа  к услугам, вычислительным ресурсам и приложениям (включая операционные системы и инфраструктуру) через  интернет. Развитие сферы хостинга было обусловлено возникшей потребностью в программном обеспечении и  цифровых услугах, которыми можно было бы управлять изнутри, но которые  были бы при этом более экономичными и эффективными за счет экономии на масштабе.

Большинство сервис-провайдеров  предлагают облачные вычисления в форме VPS-хостинга, виртуального хостинга, и ПО-как-услуга (SaaS). Облачные услуги долгое время предоставлялись в форме SaaS, например, Microsoft Hosted Exchange и SharePoint.

Сложные бизнес-процессы

Вычислительные  облака состоят из тысяч серверов, размещенных в датацентрах, обеспечивающих работу десятков тысяч приложений, которые одновременно используют миллионы пользователей. Непременным условием эффективного управления такой крупномасштабной инфраструктурой является максимально  полная автоматизация. Кроме того, для  обеспечения различным видам  пользователей - облачным операторам, сервис-провайдерам, посредникам, ИТ-администраторам, пользователям приложений - защищенного  доступа к вычислительным ресурсам облачная инфраструктура должна предусматривать  возможность самоуправления и делегирования  полномочий.

Концепция облачных вычислений значительно изменила традиционный подход к доставке, управлению и  интеграции приложений. По сравнению  с традиционным подходом, облачные вычисления позволяют управлять  более крупными инфраструктурами, обслуживать  различные группы пользователей  в пределах одного облака, а также  означают полную зависимость от провайдера облачных услуг.

Преимущества облаков

Облачные вычисления - это эффективный инструмент повышения  прибыли и расширения каналов  продаж для независимых производителей программного обеспечения (ISV), операторов связи и VAR-посредников (в форме SaaS). Этот подход позволяет организовать динамическое предоставление услуг, когда  пользователи могут производить  оплату по факту и регулировать объем  своих ресурсов в зависимости от реальных потребностей без долгосрочных обязательств.

Для хостеров облачные вычисления обеспечивают огромный потенциал  роста. Индустрия облачных вычислений стремительно развивается и, по прогнозам  аналитиков, к 2012 году на ее долю будет  приходиться 9% всех расходов на ИТ. Кроме  того, акценты в отрасли все  больше смещаются от хостинга к облачным вычислениям и SaaS, и ваши клиенты  наверняка ожидают от вас движения в этом направлении.

Типы облаков

По мнению Parallels, в ближайшие 5-10 лет бОльшая часть  ИТ переместится в облака пяти различных  типов. Будут проприетарные платформенные  облака, предоставляющие различные  платформенные услуги, – Google (тип 1), Microsoft (тип 2) и другие крупные ИТ игроки (тип 3), такие как IBM, Apple, HP и Amazon.

Будут облака услуг (тип 4), где мы ожидаем возникновение  тысяч облачных провайдеров, предлагающих широкий спектр услуг. В качестве примера можно привести веб-хостинг  и хостинг приложений, вертикально  интегрированные структуры (правительство, здравоохранение, и т.д.), независимых  производителей ПО (стратегическое развитие бизнеса, системы клиентской поддержки  и т.д.), телекоммуникационные услуги (голосовая почта, VOIP). И наконец  будут облака, управляемые корпоративными ИТ (тип 5), которые будут предоставлять  услуги для внутреннего использования  и для использования сотрудниками и партнерами.

Платформенные облака

Тип1: Облако Google

Тип2: Облако Microsoft

Тип3: Другие облака(например, IBM и Apple — Amazon, Facebook, Adobe и другие)

Облака услуг

Тип4: Облака сервис-провайдеров — операторы связи, веб-хостеры, ISV, SaaS

Тип5: Внутренние облака крупных компаний (Fortune 1000)

При сегодняшнем  уровне конкуренции на рынке ИТ залогом  успеха является переход к пятому типу облаков или привлечению  сторонних ресурсов для переход  на четвертый тип. Для решения  этой задачи Parallels создает решения, экосистемы и налаживает партнерские  связи с сервис-провайдерами и  компаниями, чтобы выстроить эффективную  инфраструктуру предоставления облачных услуг. Кроме того, Parallels продолжает заниматься развитием SaaS направления, чтобы обеспечить независимым производителям ПО и сервис-провайдерам возможность предоставлять SaaS-приложения, отвечающие современным стандартам отрасли. Чтобы лучше понять, как связаны между собой SaaS и облачные вычисления, читайте нашу статью

Это самый страшный кошмар любого пользователя компьютера: ты просыпаешься в один прекрасный день и понимаешь, что у вас  завелся вирус, и вы не знаете, совсем как от него избавиться. Большинство  пользователей знают, что такое  вирус и насколько опасно это  может быть, но не все еще понимают, как распространяются компьютерные вирусы.  Существуют десятки различных способов, с помощью которых вирус может передаваться от компьютера к компьютеру, но давайте взглянем на наиболее частые способы, с которыми люди сталкиваются.

1. Вложения электронной  почты.

Золотое правило  гласит, что если вы не знаете, что  за вложение, не открывайте его. По сей  день, многие пользователи электронной  почты никогда не открывают вложения, ни за что. Вы не должны принимать такие  радикальные шаги, чтобы защитить себя, однако, используйте просто здравый  смысл при открытии вложений в  электронную почту.

2. Серфинг сайтов.

Многие веб-сайты  для взрослых, игорные сайты и  другие не надежные сайты  могут автоматически попытаться получить доступ к вашему компьютеру при посещении их. Чтобы остановить эти мошеннические действия, измените настройки  вашей антивирусной программы и брандмауэра, чтобы никакие внешние соединения, и ни одна программа не могла быть установлена без вашего разрешения.

3. Сети.

Если ваш компьютер  подключен к домашней сети или  если ваш рабочий компьютер является частью более крупной сети, вы можете поймать вирус не по своей вине. Кто-то в сети скачал инфицированный файл случайно, и через несколько  минут, вся сеть может быть заражена.

4. Фишинг.

Фишинга является одним  из главных путей, в котором люди в итоге теряют свои личные данные и заражают компьютер вирусом. Фишинг-схемы  начинаются тогда, когда вы получаете  по электронной почте письмо с  веб-сайта, от имени вашего банка, например. Вас просят нажать на ссылку и войдите  в систему, но правда в том, что  вы только что отдали все свои личные данные. Часто, когда вы посетите эти  сайты, программы-шпионы, рекламное  ПО и вирусы будут автоматически  установлены на вашем компьютере. Самое разумное будет, позвонить  в банк, чтобы узнать есть ли какие-нибудь проблемы, а не переходить по ссылкам  в письме.

5. Зараженное программное  обеспечение.

Одна из замечательных  особенностей Интернета, это огромное количество бесплатных игр и программ, но за эти бесплатные программы и  игры, часто приходиться платить  «двойную цену».

6. Хакеры.

Хакеры могут  по-прежнему создавать проблемы, если вы позволите вашей защите программного обеспечения стать не эффективной.

7. Лже антивирусное  программное обеспечение.

Это один из самых  распространенных путей инфицирования  вирусом или червем. Существуют десятки  антивирусов и анти шпионских  программ, которые вы можете бесплатно  скачать в Интернете и большинство  из них в действительности делают точно противоположное тому, для  чего предназначены.Загружайте антивирусы только с официальных сайтов разработчика.

Это, конечно не полный список. Есть еще достаточно много  способов распространения вирусов. Добавляйте в комментариях, если знаете.

Фрактальный кластер (фрактальный агрегат) — хаотический фрактал, который образуется при ассоциации твердых аэрозолей в газе в случае диффузионного характера их движения, а также в результате конденсации в сложных неравновесных условиях, например, при слипании движущихся по определенному закону твердых частицкластера (агрегата).

Фрактальные кластеры наиболее часто исследуются при помощи модели диффузионно-лимитированного  роста (англ. DLA — diffusion limited aggregation). Модель позволяет воспроизводить структуры кластеров с различной фрактальной размерностью.

Активным исследователем и автором многочисленных публикаций, посвященных свойствам фрактальных  кластеров, является Б. М. Смирнов [1-5]. Усовершенствованный подход к вопросу об излучательных процессах с участием фрактальных кластеров представлен в работе [6].