байт = 1024 байт

1 Мбайт = 2


Кбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 2


Мбайт = 1024 Мбайт



Современный компьютер, построенный по принципу «архитектуры Неймана», состоит из следующих основных элементов:








Для большинства пользователей устройствами ввода служат клавиатура, джойстик, дисководы, видеокамеры и пр. Устройствами вывода являются монитор или принтер.

Процессор объединяет в себе устройство управления и арифметически-логическое устройство. Он постоянно находится в рабочем состоянии благодаря имеющемуся у него элементу питания. Но устройств для хранения данных (памяти) у него нет[7 - С технической точки зрения процессоры обладают небольшими, но исключительно быстродоступными хранилищами данных (памятью), которая именуется «кэшпамятью». Основное назначение КЭШа – сохранять промежуточные результаты вычислений (грубая аналогия – функция запоминания в арифметических микрокалькуляторах), то есть функция прежде всего служебная. При команде обратиться к оперативной памяти процессор предварительно «просматривает» кэш, что не занимает много времени в связи с его маленьким объемом. Если необходимая информация там имеется, данные берутся из кэша, что позволяет еще больше увеличить быстродействие.]. Поэтому он конструктивно объединен с «внутренней памятью» – ОЗУ, RAM (оперативным запоминающим устройством, оперативная память). В отличие от процессора, ОЗУ зависит от внешнего питания, поэтому, когда подача энергии на ОЗУ прекращается, прекращается и функционирование процессора – ему неоткуда брать данные. Но благодаря объединению в один блок взаимодействие процессора с оперативной памятью происходит очень быстро. Все процессы обработки информации происходят именно в ОЗУ. Поэтому большой объем оперативной памяти является весьма существенным фактором быстродействия. Если же для выполнения команды требуется обработать больший объем данных, чем позволяет оперативная память, в работе компьютера наступает сбой. Информация, которая хранится в ОЗУ, уничтожается после выключения компьютера.

В ОЗУ следует отметить специальный блок «постоянной памяти» (ПЗУ). Оно представляет собой микросхему, в которую данные записываются один раз при изготовлении на заводе и практически не могут быть изменены впоследствии. Данные, заложенные в эту микросхему, именуются БИОС (базовая система ввода-вывода). Обычно эти данные проще поменять сразу вместе с микросхемой. В ПЗУ хранятся программы, которые компьютер запускает автоматически при включении питания. Они предназначены для проверки исправности и обслуживания аппаратуры самого компьютера. Они также выполняют первоначальную загрузку главной обслуживающей программы компьютера – так называемой операционной системы.

После того, как ОЗУ вместе с процессором заработали, может происходить обращение к средствам долговременного хранения информации – внешней памяти. В отличие от ОЗУ, информация, хранящаяся во внешней памяти, сохранятся после выключения питания. При команде «сохранить результаты работы» данные, находящиеся в ОЗУ, пересылаются во внешнюю память.

Основным носителем внешней памяти компьютера является жесткий магнитный диск (HDD – hard disk drive), который в обиходе называют винчестером[8 - Считается, что это наименование возникло из жаргонного обозначения первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с обозначением «30/30» для патронов известного охотничьего ружья «Винчестер».]. Информация также может храниться на с съемных носителях (дисках, флэш-хранителях и пр.)

Точки для подключения внешних устройств, через которые они могут обмениваться данными с ОЗУ, называются «портами». Порты бывают последовательные (COM), параллельные (LPT) и универсальные последовательные (USB). По последовательному порту информация передается по одному биту, что обуславливает относительно низкую скорость поступления данных. Ранее такие порты использовались для подключения практически всех устройств, но сейчас они уже морально устарели и применяются для подключения в основном модемов и источников бесперебойного питания. В отличие от последовательного порта, у параллельных портов имеется как минимум 8 проводов для передачи информации, что позволяет им одномоментно передавать как минимум 1 байт информации. Через параллельный порт производится присоединение принтера, сканера или соединение двух компьютеров. В настоящее время все производители компьютерной техники переходят на использование USB-портов, обладающих высоким уровнем универсальности.

На основании сказанного можно дать общую формулировку понятия ЭВМ.

ЭВМ (электронно-вычислительная машина, компьютер) – комплекс электронных устройств, позволяющих производить предписанные программой и/или пользователем операции (последовательности действий по обработке информации и управлению устройствами) над символьной и образной информацией, в том числе осуществлять ее ввод – вывод, уничтожение, копирование, модификацию, передачу информации в сети ЭВМ и другие информационные процессы[9 - Информационные компьютерные преступления: Учебное и практическое пособие/ Крылов В.В.. – М.: Инфра-М – Норма, 1997 – стр. 55]. Современные ЭВМ обрабатывают информацию, выраженную в двоичном коде, которую генерируют сигналы электронных элементных устройств. ЭВМ имеет устройства ввода информации, устройства ее хранения, устройство обработки и устройства вывода результатов.




Компьютерная (машинная) информация


Специфика устройства компьютера предопределяет специфику информации, с которой он оперирует. Она именуется компьютерной (машинной) информацией.

Ее основным признаком является то, что она существует в виде электрических сигналов. Это свойство лежит в основе ее нормативных определений. Так, согласно ч.1 Примечания к ст. 272 УК РФ, под компьютерной информацией понимаются сведения (сообщения, данные), представленные в форме электрических сигналов, независимо от средств их хранения, обработки и передачи.

Однако данное определение является слишком широким. Оно, в частности, позволяет признать компьютерной информацией даже сигнал, передаваемый между двумя обычными проводными телефонами. Это дает формальные основания признать прослушивание такого телефона с записью разговора деянием, имеющим признаки ст. 272 УК – неправомерный доступ к компьютерной информации.

Поэтому во избежание коллизий следует исходить из того, что компьютерной информацией являются сведения, представленные в виде электрических сигналов, доступных для восприятия средствам компьютерной техники, хранящиеся на машинном носителе или передаваемые по компьютерной (информационно-телекоммуникационной) сети[10 - См., в частности, Крылов В.В. «Современная криминалистика. Правовая информатика и кибернетика». М., изд. «ЛексЭст», 2007 г., стр. 54].

Структуру компьютерной информации формируют, как и для любого вида информации, содержание и материальный носитель. Содержание компьютерной информации представляют собой электрические сигналы двоичного кода. К материальным (машинным) носителям следует отнести компьютеры, внешние носители информации (диски, флеш-карты, накопители и пр.), периферические устройства (принтеры, модемы, средства сетевой связи).

Компьютерная информация может быть условно разделена на два основных типа – исходные данные и команды для обработки данных. Исходные данные – та информация из окружающего мира (числовая, звуковая, текстовая, графическая и пр.), которая преобразуется в машиночитаемую форму и вносится в память компьютера с целью совершения с нею определенных операций. В свою очередь команды изначально существуют в виде машиночитаемого кода и их задача – совершать те или иные процессы с исходными данными, чтобы получать желательный пользователю результат. Совокупность команд иначе называют программными средствами.

Кроме того, с точки зрения местонахождения, компьютерная информация может быть поделена на данные (информация, находящаяся в памяти ЭВМ, периферийных устройств и внешних носителей) и сообщения (информация, находящаяся в информационно-телекоммуникационной сети). Следует отметить, что физически выделить предмет, на котором находится сообщение, невозможно. Оно как бы «размазано» в пространстве. Тем не менее, существует возможность перехвата сообщений и преобразования их в данные.




Классификация компьютеров. Направления их развития


Возникнув, вычислительные устройства начали стремительно развиваться. Менялась их элементная основа, росли объемы памяти и быстродействие процессоров, уменьшался размер. По мере роста возможностей ЭВМ, росли и их функции. Создаваемые машины, сохраняя базовый принцип работы и архитектуру, становились все разнообразнее.

В настоящее время существует несколько критериев для классификации.

Одним из основных критериев классификации является деление по характеру обрабатываемой информации. Она может быть дискретной (то есть, разбитой на маленькие единички) и недискретной (то есть такой, какой существует в окружающем мире). Машины, работающие с дискретной информацией, именуются цифровыми. К этой категории относится подавляющее большинство современных компьютеров, работающих на двоичном коде. Машины, которые могут оперировать недискретной информацией, называются аналоговыми. Они более удобны для пользователя, и первые ЭВМ были именно аналоговыми[11 - Именно аналоговые машины практически одновременно появились в СССР и США. В 1930 г. для американского ВМФ инженером Ванневаром Бушем была создана механическая интегрирующая машина для расчёта стрельбы корабельных орудий. В 1942 году был создан ее электромеханический вариант. В СССР в 1935 г. инженер Николай Минорский создал электродинамическую счётно-аналитическую машину САМ (модель Т-1). В 1945-46 гг. под руководством советского ученого Л.И. Гутенмахера было создано семейство аналоговых машин без движущихся частей, на электронной базе. Они сыграли значительную роль в реализации советских ядерных и ракетных программ.]. Однако у цифровых компьютеров, построенных на архитектуре Неймана, было преимущество компактности, дешевизны и быстродействия. В то же время, не следует забывать, что мозг живого существа, в том числе человека, также действует по принципу аналоговой ЭВМ.

Другим критерием является классификация ЭВМ по поколениям[12 - Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники / А.П. Ершов, Н.М. Шанский, А.П. Окунева, Н.В. Баско; Под ред. А.П. Ершова, Н.М. Шанского. – М.: Просвещение, 1991. – 159 с.]. Различаются ЭВМ:

• первого поколения, построенные на электронно-вакуумных лампах;

• второго поколения, построенные с использованием транзисторных элементов;

• третьего поколения, основанные на использовании интегральных микросхем;

• четвертого поколения, выполненные с использованием больших интегральных микросхем и микропроцессоров.

Другим критерием для классификации является сфера применения ЭВМ. По данному критерию компьютеры делятся на:

• универсальные, то есть способные решить любую задачу, которая может быть выражена в виде программы, в рамках разумных ограничений, накладываемых аппаратными характеристиками;

• специализированные, предназначенные для решения одной задачи или узкого круга задач (например, баллистические вычислители, бортовые компьютеры, игровые приставки).

• Также ЭВМ можно делить по назначению. С точки зрения данного критерия среди ЭВМ выделяются:

• сервер – компьютер, выделенный из группы персональных компьютеров (или рабочих станций) для обеспечения другим устройствам доступа к данным без непосредственного участия человека;

• рабочая станция – комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для решения определённого круга задач. Обычно представляет собой компьютер, конструктивно объединенный со вспомогательными устройствами ввода-вывода информации (например, комплект оборудования для оператора беспилотного летательного аппарата);

• персональный компьютер – компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем.

Одним из основных критериев для классификации компьютеров является их быстродействие – количество операций, которые машина способна исполнять за единицу времени – обычно за секунду. По данной классификации ЭВМ делятся на:

• суперЭВМ, которые обладают быстродействием не менее нескольких сотен миллионов операций в секунду. СуперЭВМ создаются путем синхронизации (параллельной обработки данных) многих мощных компьютеров. По состоянию на июнь 2013 года самым мощным в мире считается компьютер «Млечный путь – 2», созданный в Национальном университете оборонных технологий Китая со скоростью 33 860 триллионов операций в секунду[13 - China beats America to the world's fastest supercomputer title. “Daily mail”, June 17, 2013]. В РФ самым мощным суперкомпьютером является машина «Ломоносов», установленная в МГУ им. М.В. Ломоносова. По состоянию на ноябрь 2013 года она занимает 38 место в международном рейтинге суперкомпьютеров[14 - http://www.top500.org/list/2011/06/100] с быстродействием 674,11 триллионов операций в секунду и является 9-ой в Европе;

• большие ЭВМ или мэйнфреймы (Mainframe). Это мощные машины, которые, однако, уступают суперкомпьютерам и обладают производительностью в пределах 200 млн. – 1 млрд. операций в секунду. Большие ЭВМ обычно используются в качестве серверов для обеспечения работы крупных организаций (больших бирж, центров управления полетами и пр.);

• микроЭВМ, обладающие производительностью не более 200 млн. операций в секунду. К этому классу относится подавляющее большинство современных персональных компьютеров, включая ноутбуки, палм-топы (наладонники) и пр. К микроЭВМ также можно отнести микроконтроллеры, которые представляют собой комплексные устройства с блоками ввода-вывода информации и блоком обработки информации, но возможности последнего ограничены и пригодны для решения узкого круга задач. К микроконтроллерам можно отнести устройства промышленной автоматики, баллистические вычислители и пр.

В настоящее время перспективы развития компьютерной техники идут в двух направлениях:

• совершенствование элементной базы ЭВМ;

• совершенствование взаимодействия компьютера с пользователем.

Элементная база совершенствуется, прежде всего, за счет уменьшения элементов, несущих единицу информации (бит). Уже в настоящее время созданы материалы, в которых изменять свое состояние может каждая молекула – например, углеродные нанотрубы[15 - См., например, П.Н. Дьячков «Углеродные нанотрубки. Материал для компьютеров XXI века» («Природа», 2000, № 11)]. То есть, каждая молекула может быть носителем информации – 0 или 1. Благодаря этому размеры вычислительных устройств и элементов памяти можно радикально уменьшить, а значит, в прежний объем вычислительных устройств можно уместить гораздо большее количество «думающих единиц», и, заставив их работать параллельно, значительно повысить производительность.

Большие возможности для совершенствования элементной базы открывает возможность использования квантовых эффектов. Теоретическим пределом работы классических вычислительных систем является использование в качестве носителя информации (бита) одного атома, обладающего определенным зарядом. Далее возможен переход только на субатомарные частицы, однако на этом уровне материя утрачивает привычное деление на «вещество-энергию». Тот же электрон является одновременно и частицей, и волной, следовательно, его положение в пространстве не может быть четко определено, а значит, не может быть использовано для передачи информации. Именно наличие положительного заряда у протона стабилизирует электрон и удерживает его в довольно ограниченной пространственной области – вокруг атомного ядра. Однако такая нестабильность субатомарных частиц позволяет с их помощью выражать одновременно несколько показателей. Если классическая элементная единица компьютера, работающая в двоичном коде, может обладать показателями либо «0», либо «1», то элементная единица, построенная на квантовом принципе (для нее уже придумано название – кубит), может в одно и то же время обладать значениями и «0», и «1», а, возможно, и иных показателей. То есть, в одну единицу времени могут параллельно идти несколько вычислительных процессов. С другой стороны, нестабильность квантовых частиц в пространстве-времени делает затруднительным использование обычного математического аппарата, поэтому для квантовых компьютеров потребовались принципиально иные алгоритмы работы, причем они оказались гораздо более громоздкие, чем классические. В настоящее время существует лишь несколько задач, с которыми модель квантовой ЭВМ могла бы справиться эффективнее классического компьютера.

Совершенствование взаимодействия компьютера и пользователя в настоящее время пытаются разрешить с помощью создания так называемого «искусственного интеллекта». Основой для такого режима работы компьютера является, во-первых, использование так называемой «размытой логики» (когда задача может иметь иные варианты решения помимо изначально заданных), а во-вторых – способность ЭВМ к самостоятельному поиску такого решения, которое не было задано изначально. В настоящее время существует довольно много программных средств, которые близко подходят к состоянию «искусственного интеллекта», и они применяются для так называемой «поддержки принятия решений» – когда вырабатывается несколько вариантов действий, предлагаемых на выбор пользователю. Последний может воспользоваться предложенными опциями, но может и избрать радикально иной путь. При этом компьютер может воспринять решение пользователя и в дальнейшем использовать его при решении аналогичных задач в дальнейшем (функция самообучения).




Юридическое определение ЭВМ и экспертная практика


Став неотъемлемой частью современного мира, ЭВМ не могли не получить законодательного урегулирования. Одной из наиболее важных проблем такого урегулирования является определение понятия ЭВМ. Без него невозможно решать вопросы привлечения к ответственности за преступления в сфере компьютерной информации, а также эффективно защищать права на программы для ЭВМ.

Тем не менее, нормативного акта, дающего четкое и однозначное определение ЭВМ, в РФ не существует. Согласно Классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы (утв. постановлением Правительства РФ от 1 января 2002 г. N 1) компьютеры относятся к группе электронно-вычислительной техники. В свою очередь, в Общероссийском классификаторе основных фондов ОК 013-94 (ОКОФ) (утв. постановлением Госстандарта РФ от 26 декабря 1994 г. N 359) указывается, что к вычислительной технике относятся аналоговые и аналого-цифровые машины для автоматической обработки данных, вычислительные электронные, электромеханические и механические комплексы и машины, устройства, предназначенные для автоматизации процессов хранения, поиска и обработки данных, связанных с решением различных задач.