Обеспечение достоверности и сохранности информации в автоматизированных системах

Проблема обеспечения (повышения) достоверности информации при ее обработке в автоматизированных системах заключается главным образом в контроле правильности информационных массивов, обнаружении ошибок и их исправлении на различных этапах обработки информации.² Исследование проблемы обеспечения достоверности информации в автоматизированных системах осуществляется на трех уровнях:

• 
  Синтаксическом (связан с контролем и защитой элементарных составляющих информационных массивов – знаков или символов);
• 
  Семантическом (связан с обеспечением достоверности смыслового значения информационных массивов, их логичности, непротиворечивости и согласованности);
• 
  Прагматическом (связан с изучением вопросов ценности информации при принятии управленческих решений, ее доступности и своевременности, влияния ошибок на качество и эффективность функционирования автоматизированных систем).

Ошибки, возникающие в процессе обработки информации, связаны с помехами, сбоями и отказами технических и программных средств, ошибками пользователей и обслуживающего персонала, недостаточной точностью или ошибками в исходных, промежуточных и выходных данных, неадекватностью реализованных математических моделей реальным процессам.

Для достижения требуемой или максимальной достоверности обработки информации в автоматизированных системах используются специальные методы, основанные на введении в структуры обработки информационных массивов информационной, временной или структурной избыточности.

Информационная избыточность характеризуется введением дополнительных разрядов в используемые информационные массивы и дополнительных операций в процедуры переработки информационных массивов, имеющих математическую или логическую связь с алгоритмом переработки, обеспечивающих выявление и исправление ошибок определенного типа.

Временная избыточность связана с возможностью неоднократного повторения определенного контролируемого этапа обработки информации.

Структурная избыточность характеризуется введением в состав автоматизированных систем дополнительных элементов.¹

По виду реализации известные методы обеспечения достоверности обрабатываемой информации в автоматизированных системах можно разделить на две основные группы: организационные (системные и административные) и аппаратно-программные (программные и аппаратные) (рис. 1).

Надежность автоматизированных систем – свойство автоматизированных систем выполнять функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих данным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность комплекса аппаратных средств определяется в основном случайными сбоями и отказами, а надежность комплекса программных средств – наличием систематических ошибок, допущенных при его разработке.

Для обеспечения достоверности в автоматизированных системах используются общие типовые методы обеспечения надежности аппаратуры, целью которых служит поддержание характеристик аппаратных средств автоматизированных систем в заданных пределах. Надежность технических (аппаратных) средств достигается на этапах разработки, производства и эксплуатации.²

Рис.1. Классификация методов повышения достоверности обработки информации в Автоматизированных системах

АС – автоматизированные системы; ИМ – информационные массивы;

Для программных средств рассматривают два этапа – этап разработки и этап эксплуатации. Этап разработки программных средств является определяющим при создании надежных компьютерных систем.

На этапе эксплуатации программные средства дорабатываются, в них устраняются замеченные ошибки, поддерживается целостность программных средств и актуальность данных, используемых этими средствами.¹

Аппаратно-программные методы повышения достоверности перерабатываемой в автоматизированных системах информации представляют собой совокупность методов контроля и выявления ошибок в исходных и получаемых информационных массивах, их локализации и исправления.²

При эксплуатации автоматизированных систем существует возможность разрушения информационных массивов, которое приводит к появлению ошибок в результатах, невозможности решения некоторых функциональных задач или к полному отказу автоматизированных систем. Основными причинами нарушения целостности и готовности информационных массивов в процессе их непосредственного использования или хранения на носителях являются ошибки и преднамеренные действия операторов и обслуживающего персонала, деструктивные действия компьютерных вирусов, агрессивность внешней среды (температура, влажность и др.), износ носителей информации, приводящие к разрушению информационных массивов или их носителей.

Проблема обеспечения целостности и готовности информации при эксплуатации автоматизированных систем заключается в разграничении доступа к информационным массивам и программно-техническим ресурсам, контроле правильности информационных массивов, обнаружении ошибок, резервировании и восстановлении информационных массивов во внутримашинной информационной базе по зарезервированным информационным массивам.³

Методы повышения сохранности информации в автоматизированных системах в зависимости от вида их реализации можно разделить на организационные и аппаратно-программные.

I. Организационные методы повышения сохранности состоят в создании и использовании рациональной технологии эксплуатации информационных массивов, предусматривающей профилактические меры по снижению доли искажений информационных массивов до определенного допустимого уровня и по обеспечению своевременного предоставления необходимых аутентичных информационных массивов для автоматизированного решения задач автоматизированных систем. Основными из них являются:

1) учет и хранение информационных массивов в базах данных автоматизированных систем;

2) контроль за качеством работы операторов и обслуживающего персонала;

3) контроль износа и старения технических средств, функционирования автоматических систем, а также правильности их эксплуатации;

4) профотбор, обучение и стимулирование персонала автоматизированных систем;

5) организация труда персонала автоматизированных систем, обеспечивающая уменьшение возможностей нарушения им требований сохранности информационных массивов;

6) обеспечение противопожарной защиты и температурно-влажностного режима.

II. Аппаратно-программными методами повышения сохранности информации являются:

1) резервирование информации (обеспечивает защиту информации как от случайных угроз, так и от преднамеренных воздействий):

- оперативное резервирование – создание и хранение резервных рабочих копий информационных массивов, используемых для решения функциональных задач автоматизированных систем в реальном масштабе времени;

- восстановительное резервирование – создание и хранение дополнительных копий информационных массивов, используемых только для восстановления разрушенных рабочих копий информационных массивов;

- долговременное резервирование – создание, длительное хранение и обслуживание архивов оригиналов, дубликатов и резервных копий информационных массивов.

2) контроль, обнаружение и исправление ошибок информационных массивов (реализуются как в аппаратном варианте, так и в виде программных модулей):

- получение контрольных сумм – сумма всех символов, полученная циклическим сложением после обновления информационных массивов;

- использование контрольных чисел – цифра, связанная с символами информационных массивов некоторым соотношением;

- использование избыточных кодов – позволяют выявлять и автоматически исправлять имеющиеся в информационных массивах ошибки;

- программная проверка по четности – обеспечивает более качественный контроль по сравнению со схемной проверкой четности;

- контроль верности входных информационных массивов – контроль допустимого диапазона изменения некоторого показателя.

3) контроль верности входных данных и защита от вирусов:

- обнаружение вирусов в автоматизированных системах (сканирование, обнаружение изменений, эвристический анализ, вакцинация программ, аппаратно-программная защита от вирусов);

- блокирование работы программ-вирусов

- устранение последствий воздействия вирусов.

Для решения данных задач используются специальные антивирусные средства.

4) блокировка ошибочных операций (действий) – использует технические и аппаратно-программные средства. Технические средства применяются в основном для предотвращения ошибочных действий людей (блокировочные тумблеры, защитные экраны и ограждения, предохранители, средства блокировки записей на магнитные ленты, дискеты и т.п.). Аппаратно-программные средства позволяют, например, блокировать вычислительный процесс при нарушениях программами адресных пространств оперативной памяти.¹

Все эти методы позволяют повысить достоверность информации и сохранить целостность и готовность информационных массивов в процессе их непосредственного использования или хранения на носителях.