МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РД
ГБПОУ РД «КАСПИЙСКОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧИЛИЩЕ им. А. Алиева»
Информатика
Курс лекций
Каспийск 2022
2
Авторы:
Латифов Абдулатиф Саидович Кандидат Педагогических. Наук. преподаватель информатики и ИКТ
ГБПОУ РД «Каспийское медицинское училище им А. Алиева»
Умарова Шахризат Нурмагомедовна
медицинское училище им А. Алиева»
преподаватель информатики ГБПОУ РД «Каспийское
Книга предназначен для студентов СПО. Содержит лекционный материал соответствии,
государственным программам рекомендуемый ФГОС РФ, для первых курсов, закрепления
теоретических знаний и является учебным пособием для подготовки к итоговой аттестации.
Рецензент: Д.П.Н., Профессор, зав кафедры ИКТ ФГБОУ ВО ДГПУ Сурхаев
Магомед Абдулаевич
3
Содержание
Лекция 1 «Информация. Свойства информации» 5-9
Лекция 2 Автоматизированная обработка информации10-20
Лекция 3 Текстовый
процессор Word 21-26
Лекция 4 Компьютерные вирусы. Антивирусная защита 27-39
Лекция 5 Топология локальных сетей 40-57
Лекция 6 Защита информации 58-66
Лекция 7 Глобальная сеть интернет 67-73
Лекция 8 Предупреждение компьютерных преступлений 74-79
Лекция 9 Основные объекты и приемы управления Windows 80-83
Лекция 10 Медицинская информатика определение, предмет , основные цели
Лекция 11 Автоматизированное рабочее место
Лекция 12 Информационные технологии и их применения в медицине
Лекция 13 Телемедицина
Лекция 14 Информационно- поисковые системы
Лекция 15 Электронная медицинская карта пациента
Лекция 16 Информационные процессы в медицине
Лекция 17 Медицинские информационные системы и документооборот
Лекция 18 информационно – технологические системы
Лекция 19 Wеb –технологии
4
Лекция 1
Конспект лекции на тему: «Информация. Свойства информации»
План:
1. Понятие информации;
2. Классификация информации;
3. Свойства информации.
1. Понятие информации
Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio», что
означает сведения, разъяснения, изложение.
Информация - это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя
объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике,
науке и в житейских ситуациях.
В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые коголибо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо
деятельности и т.п. «Информировать» в этом смысле означает «сообщить
нечто, неизвестное раньше».
Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их
параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные
системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе
жизнедеятельности и работы.
Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо,
телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать
разное количество информации для разных людей - в зависимости от их
предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к
нему.
Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой
информации
человеку,
не
знающему
этого
языка,
но
может
быть
высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой
5
информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если
его содержание непонятно или уже известно.
Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между
сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы
потенциального, говорить об информации бессмысленно.
В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией
посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь
интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это
сообщение содержит.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией
понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв,
цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую
смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый
новый
символ
в
такой
последовательности
символов
увеличивает
информационный объём сообщения.
2. Классификация информации
Основные виды информации по ее форме представления, способам ее
кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики,
это:
- графическая или изобразительная – первый вид, для которого был реализован
способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных
рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге,
холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;
- звуковая (акустическая) – мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и
тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в
1877 г.; ее разновидностью является музыкальная информация – для этого вида
был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов,
что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;
6
- текстовая – способ кодирования речи человека специальными символами –
буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные
наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ
приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
- числовая – количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире;
особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и
денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения
используется метод кодирования специальными символами – цифрами, причем
системы кодирования (счисления) могут быть разными;
- видеоинформация – способ сохранения «живых» картин окружающего мира,
появившийся с изобретением кино.
Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено
способов их кодирования и хранения – это тактильная информация,
передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и
вкусами и др.
Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию,
представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые
приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации
больших объемов и особые способы работы с различными видами информации.
Постоянно совершенствуется программное обеспечение, обеспечивающее
коллективную работу с информацией всех видов.
3. Свойства информации
Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной
отличительной особенностью информации от других объектов природы и
общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства
исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства
методов, фиксирующих эту информацию.
7
С точки зрения информатики, наиболее важными представляются следующие
общие качественные свойства:
1.
Объективность
информации. Понятие
объективности
информации
относительно. Более объективной является та информация, в которую методы
обработки вносят меньше субъективности. Например, в результате наблюдения
фотоснимка природного объекта образуется более объективная информация,
чем при наблюдении рисунка того же объекта. В ходе информационного
процесса объективность информации всегда понижается.
2. Полнота информации. Полнота информации характеризует достаточность
данных для принятия решения. Чем полнее данные, тем шире диапазон
используемых методов их обработки и тем проще подобрать метод, вносящий
минимум погрешности в информационный процесс.
3. Адекватность информации. Это степень её соответствия реальному
состоянию дел. Неадекватная информация может образовываться при создании
новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако
полные и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной
информации в случае применения к ним неадекватных методов.
4. Доступность информации. Это мера возможности получить информацию.
Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов их обработки
приводят к тому, что информация оказывается недоступной.
5.
Актуальность
информации. Это
степень
соответствия
информации
текущему моменту времени. Поскольку информационные процессы растянуты
во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может
приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска или разработки
адекватного метода обработки данных может приводить к такой задержке в
получении информации, что она становится ненужной.
8
Вопросы и задания:
1. Дайте определение информации?
2. Приведите классификацию информации?
3. Что понимается под особым видом информации?
4. Что является характерной отличительной особенностью информации от
других объектов природы и общества?
5. Перечислите и охарактеризуйте основные свойства информации?
Литература:
1. Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11
классов / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. – 8-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2012. – 246 с.: ил.
2. Романова Ю.Д. Информатика и информационные технологии. Конспект
лекций: учеб. пособие / Ю.Д. Романова, И.Г. Лесничная. – 2-е изд., перераб и
доп. – М.: Эксмо, 2009. – 320 с. – (Учебный курс: кратко и доступно).
3. Виды информации и её свойства / [Электронный ресурс] / Режим доступа:
https://ru.wikibooks.org/wiki/Виды_информации_и_её_свойства.
9
Лекция 2
Тема: Автоматизированная обработка информации
Цель: дать представление об информационных системах и автоматизации
информационных процессов, рассмотреть возможности настольных
издательских систем.
Задачи:
Образовательные: дать понятие об информационных системах и автоматизации
информационных процессов, рассмотреть их.
Развивающие: продолжить формирование научного мировоззрения, расширять
словарный запас по разделу «Основы информатики».
Воспитательные: формировать интерес к предмету, воспитывать настойчивость
в преодолении трудностей в учебной работе.
План:
1. Введение в тему занятия, постановка цели и задач.
2. Работа по новой теме:
I. Понятие об информационных системах.
II. Классификации информационных систем.
III. Процессы в информационной системе и их автоматизация.
IV. Автоматизированное рабочее место.
3. Рефлексия.
4. Проверка освоенности учебного материала (тест по теме занятия).
5. Домашнее задание.
Ход занятия:
1. Введение в тему занятия, постановка цели и задач.
2. Работа по новой теме:
I. Понятие об информационных системах
10
Под системой понимают любой объект, который одновременно
рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах
достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов.
Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по
главным целям.
Приведем несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных
на реализацию разных целей. (Таблица 1)
Система
Элементы системы
Главная цель системы
Фирма
Люди, оборудование, материалы,
здания и др.
Производство товаров
Компьютер
Электронные и
электромеханические элементы,
линии связи и др.
Обработка данных
Телекоммуникационная система
Компьютеры, модемы, кабели,
сетевое программное обеспечение
и др. Передача информации
Информационная система
Компьютеры, компьютерные
сети, люди, информационное и
программное обеспечение
11
Таблица 1
В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество
смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору
технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть
компьютера. Системой может также считаться множество программ для
решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения
документации и управления расчетами.
Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее
создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор,
хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе
принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать
проблемы и создавать новые продукты.
В
широком
смысле информационной
системой можно
назвать
любую
организационную структуру, задача которой состоит в работе с информацией,
например библиотеку, справочную службу железных дорог, учреждение СМИ
(редакцию газеты, телецентр, радиостудию). В этом смысле информационными
системами
предприятия:
являются
все
бухгалтерия,
подразделения
управленческой
отдел
отдел
кадров,
структуры
научно-технической
информации и пр. Все эти службы существовали и до появления компьютеров,
существуют и сейчас. Разница в том, что раньше они использовали
«бумажные»
технологии
работы
с
информацией,
простые
средства
механизации обработки данных, а сейчас все шире применяют компьютеры.
(Рис 2)
В основе любой информационной системы
лежит структурированный набор данных —
структура данных.
12
Для обеспечения функционирования ИС должны существовать средства
поддержки,
которые
делятся
на системные и пользовательские. Назначение системных
обеспечение
сохранности
данных,
их
средств —
обновления
и
защиты. Назначение пользовательских средств (приложений) — обеспечение
удобства работы конечных пользователей, т.е. тех людей, в интересах которых
создана информационная система.
Информационная система (ИС) — это система, построенная на базе
компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и
передачи
значительных
объемов
информации,
имеющая
определенную
практическую сферу применения.
В
идеале
в
рамках
единая корпоративная
предприятия
информационная
должна
система,
функционировать
удовлетворяющая
все
существующие информационные потребности всех сотрудников, служб и
подразделений. Однако на практике создание такой всеобъемлющей ИС
слишком затруднено или даже невозможно, вследствие чего на предприятии
обычно функционируют несколько различных ИС, решающих отдельные
группы
задач:
управление
производством,
финансово-хозяйственная
деятельность и т.д. Часть задач бывает «покрыта» одновременно несколькими
ИС, часть задач — вовсе не автоматизирована. Такая ситуация получила
название «лоскутной автоматизации» и является довольно типичной для
многих предприятий.
II. Классификации информационных систем
Информационные
системы
классифицируются
по
разным
признакам.
Общепринятой классификации ИС до сих пор не существует, поэтому их
можно классифицировать по разным признакам, что вызвало существование
нескольких различных классификаций ИС. Рассмотрим наиболее часто
используемые классификации.
13
1) Классификация ИС по техническим средствам
Простейшая ИС работает на
одном
компьютере. Вся
информация
сосредоточена в памяти этой машины, и на ней же функционирует
программное обеспечение системы.
ИС на базе локальной сети – обслуживают учреждение, предприятие, фирму.
В такой системе циркулирующая информация может передаваться по сети
между разными пользователями; разные части общедоступных данных могут
храниться на разных компьютерах сети.
ИС на базе глобальных компьютерных сетей – все известные службы
Интернета. Наиболее масштабной из них является WWW (World Wide Web).
Однако существует множество глобальных информационных систем не
общего, а ограниченного доступа и масштаба — это корпоративные системы.
Они могут объединять между собой локальные сети предприятий одного
ведомства и способствовать их общему эффективному управлению в рамках
региона, министерства и пр. Если вам приходилось покупать железнодорожные
или авиабилеты на дальние расстояния, значит, вы пользовались услугами
транспортной
информационной
системы,
работающей
на
базе
специализированной глобальной сети.
2) Классификация по архитектуре
По степени распределённости отличают:
настольные (desktop),
или локальные ИС,
в
которых
все
компоненты
(БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере;
распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по
нескольким компьютерам.
Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:
файл-серверные ИС (ИС с архитектурой «файл-сервер»);
клиент-серверные ИС (ИС с архитектурой «клиент-сервер»).
В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и
клиентские приложения находятся на рабочих станциях.
14
В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на
рабочих станциях находятся клиентские приложения.
В
свою
очередь,
клиент-серверные
ИС
разделяют
на двухзвенные и многозвенные.
В двухзвенных ИС всего два типа «звеньев»: сервер баз данных, на котором
находятся БД и СУБД и рабочие станции, на которых находятся клиентские
приложения. Клиентские приложения обращаются к СУБД напрямую.
В
многозвенных
ИС
добавляются
промежуточные
«звенья»: серверы
приложений. Пользовательские клиентские приложения не обращаются к
СУБД напрямую, они взаимодействуют с промежуточными звеньями.
Типичный
пример
применения
многозвенности
—
современные веб-
приложения, использующие базы данных. В таких приложениях помимо звена
СУБД и клиентского звена, выполняющегося в веб-браузере, имеется как
минимум одно
промежуточное звено
— веб-сервер с соответствующим
серверным ПО.
3) Классификация по степени автоматизации
По степени автоматизации ИС делятся на:
автоматизированные: информационные системы, в которых автоматизация
может быть неполной (то есть требуется постоянное вмешательство персонала);
автоматические:
информационные
системы,
в
которых
автоматизация
является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется
только эпизодически.
«Ручные ИС» («без компьютера») существовать не могут, поскольку
существующие определения предписывают обязательное наличие в составе ИС
аппаратно-программных
средств.
«автоматизированная
информационная
Вследствие
система»,
этого
понятия
«компьютерная
информационная система» и просто «информационная система» являются
синонимами.
15
4) Классификация по сфере применения
Поскольку ИС создаются для удовлетворения информационных потребностей в
рамках конкретной предметной области, то каждой предметной области (сфере
применения) соответствует свой тип ИС. Перечислять все эти типы не имеет
смысла, так как количество предметных областей велико, но можно указать в
качестве примера следующие типы ИС:
Экономическая информационная система – информационная система,
предназначенная для выполнения функций управления на предприятии.
Медицинская информационная система – информационная система,
предназначенная для использования в лечебном или лечебнопрофилактическом учреждении.
Географическая информационная система – информационная система,
обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и
распространение пространственно-координированных данных
(пространственных данных)...
5) Классификация по назначению
Информационно-справочные или информационнопоисковые системы (ИПС) – традиционный вид
ИС.
Основная
цель
в
использовании таких систем — оперативное получение ответов на запросы
пользователей в диалоговом режиме. Характерным свойством для ИПС
является большой объем хранимых данных, их постоянное обновление. Обычно
пользователь желает быстро получить ответ на свой запрос, поэтому качество
системы во многом определяется скоростью поиска данных и выдачи ответа.
При работе ИПС не используются сложные методы обработки данных.
Хранилище
информации,
с
которой
работает
ИПС,
называется базой
данных. Примером справочной системы является ИПС крупной библиотеки,
позволяющая определить наличие в библиотеке нужной книги или произвести
подборку литературы по заданной тематике. Поисковые серверы Интернета –
это информационно-справочные системы сетевых ресурсов.
16
Управляющие системы – тип информационных систем, основное назначение
которых — выработка управляющих решений. Управляющие системы бывают
либо полностью автоматическими, либо автоматизированными.
Системы
(САУ)
автоматического
(Рис
человека.
2.1)
Это
управления
работают без
системы
техническими
участия
управления
устройствами,
производст
венными
установками,
рис 2 1
технологическими процессами. Например, САУ используются для управления
работой ускорителей элементарных частиц в физических лабораториях,
работой
химического
производственном
реактора
предприятии.
или
В
автоматической
таких
системах
линией
на
реализована
кибернетическая схема управления с обратной связью.
Роль системы управления выполняет компьютер, который работает по
программе, составленной программистами.
Управление в САУ происходит в режиме реального времени. Это значит, что
управляющие команды должны вырабатываться синхронно с управляемым
физическим процессом. Поэтому с ростом скорости работы управляемого
объекта должно повышаться быстродействие управляющего компьютера.
Автоматизированные системы управления (АСУ) можно назвать человекомашинными системами. В них компьютер выступает в роли помощника
человека-управляющего. В АСУ задача компьютера состоит в оперативном
предоставлении
человеку
необходимой
информации
для принятия
решения. При этом компьютер может выполнять достаточно сложную
обработку данных на основании заложенных в него математических моделей.
Это могут быть технологические или экономические расчеты.
Конечно, в АСУ тоже имеются ограничения на время получения ответа от
компьютера на запросы пользователей. Но эти ограничения не такие жесткие,
как в автоматических системах. Часто в автоматизированных системах
17
управления в качестве подсистемы присутствуют ИПС (информационнопоисковые системы). Крупные АСУ обеспечивают управление предприятиями,
энергосистемами и даже целыми отраслями производства.
Обучающие системы на базе компьютера – вид ИС. Простейший вариант
такой системы — обучающая программа на ПК, с которой пользователь
работает в индивидуальном режиме. Существует множество таких программ
практически по всем школьным предметам и ряду курсов профессионального
обучения. Более сложными являются системы, использующие возможности
компьютерных сетей.
Наиболее
сложными
и
масштабными
обучающими
системами
являются системы дистанционного обучения, работающие в глобальных сетях.
Дистанционное
образование
называют
образованием
XXI
века.
Уже
существуют дистанционные отделения при многих ведущих вузах страны,
формируется международная система дистанционного образования. Такие
системы открывают доступ к качественному образованию для всех людей,
независимо от их места жительства, возраста, возможных физических
ограничений. Высокоскоростные системы связи в сочетании с технологией
мультимедиа позволяют организовывать обучение в режиме реального времени
(on
line),
проводить
дистанционные
лекции,
семинары,
конференции,
моделях
знаний
определенных
принимать зачеты и экзамены.
Экспертные
системы – основаны на
в
предметных областях. Экспертные системы относятся к разделу информатики,
который
заключает
называется
в
определенной
себе
«Искусственный
знания
предметной
интеллект».
Экспертная
высококвалифицированного
области
и
используется
для
система
специалиста
в
консультаций
пользователя, для помощи в принятии сложных решений, для решения плохо
формализуемых задач. Примерами проблем, которые решаются с помощью
экспертных систем, являются: установление диагноза больного; определение
причин неисправности сложной техники (например, космического корабля);
рекомендации
по
ликвидации
неисправности;
определение
вероятных
18
последствий принятого управляющего решения и т. д. Подобно ИПС,
экспертные системы часто входят в состав АСУ в качестве подсистем.
Существуют еще геоинформационые системы (ГИС), автоматизированные
системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизации
проектирования (САПР) и другие.
6) Классификация по охвату задач (масштабности)
Персональная ИС предназначена для решения некоторого круга задач одного
человека.
Групповая ИС ориентирована на коллективное использование информации
членами рабочей группы или подразделения.
Корпоративная ИС в идеале охватывает все информационные процессы целого
предприятия, достигая их полной согласованности, безизбыточности и
прозрачности. Такие системы иногда называют системами комплексной
автоматизации предприятия.
III. Процессы в информационной системе и их автоматизация
Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого
назначения, условно можно представить в виде схемы (рис 3.), состоящей из
блоков:
ввод информации из внешних или внутренних источников;
обработка входной информации и представление ее в удобном виде;
вывод информации для представления потребителям или передачи в другую
систему;
обратная связь – это информация,
переработанная людьми данной
организации для коррекции входной
информации.
Рис3
19
Свойства АИС
Сложность. Определяется количеством входящих в нее компонентов, их
структурных связей и динамичности изменения.
Делимость. Означает, что система состоит из ряда автономных подсистем,
имеющих свои цели и задачи.
Целостность. Функционирование всех подсистем системы подчинено единой
цели.
Системный подход при построении. Любая информационная система может
быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов
построения систем.
Адаптивность, динамичность и развитие.
20
Лекция 3
Тема: Текстовый процессор Word
Текстовый
процессор —
предназначенной
для
вид
прикладной
производства
компьютерной
(включая
набор,
программы,
редактирование,
форматирование, иногда печать) любого вида печатной информации. Иногда
текстовый
процессор
называют текстовым
редактором второго
рода.
Текстовыми процессорами в 1970-е — 1980-е годы называли предназначенные
для
набора
и
печати текстов машины
индивидуального
и
офисного
использования, состоящие из клавиатуры, встроенного компьютера для
простейшего редактирования текста, а также электрического печатного
устройства.
Позднее
использоваться
для
наименование
компьютерных
«текстовый
программ,
аналогичного
процессор»
стало
предназначенных
для
использования.
Текстовые процессоры, в отличие от текстовых редакторов, имеют больше
возможностей
для форматирования текста,
внедрения
в
него графики, формул, таблиц и других объектов. Поэтому они могут быть
использованы не только для набора текстов, но и для создания различного
рода документов, в том числе официальных. Классическим примером
текстового процессора является Microsoft Word.
Современный текстовый процессор Microsoft Word предназначен для
создания, просмотра, модификации и печати текстовых документов,
предусматривает выполнение операций над текстовой и графической
информацией. С помощью Word можно быстро и с высоким качеством
подготовить любой документ — от простой записки до оригинал-макета
сложного издания.
1. Word дает возможность выполнять все без исключения традиционные
21
операции над текстом, предусмотренные в современной компьютерной
технологии:
набор
и
модификация
неформатированной
алфавитно-цифровой
информации;
форматирование символов с применением множества шрифтов TrueType
разнообразных начертаний и размеров;
форматирование страниц (включая колонтитулы и сноски);
форматирование
документа
в
целом
(автоматическое
составление
оглавления и разнообразных указателей);— проверка правописания, подбор
синонимов
и
автоматический
перенос
слов.
2. В процессоре Word реализованы возможности новейшей технологии
связывания и внедрения объектов, которая позволяет включать в
документ текстовые фрагменты, таблицы, иллюстрации, подготовленные
в других приложениях Windows.
3. MS Word — одна из первых общедоступных программ, которая позволяет
выполнять многие операции верстки, свойственные профессиональным
издательским системам, и готовить полноценные оригинал-макеты для
последующего тиражирования в типографии.
4. MS Word — это уникальная коллекция оригинальных технологических
решений, которые превращают нудную и кропотливую работу по отделке
текста иногда в увлекательное, а иногда даже в успокаивающее занятие.
Среди таких решений — система готовых шаблонов и стилей
оформления, изящные приемы создания и модификации таблиц, функции
автотекста и автозамены, копирование формата, пользовательские панели
инструментов, макроязык и многие другие
22
Недостатки:
1. высокая трудоемкость при вводе сложных математических выражений и
химических формул
2. не предназначен для изготовления полиграфической продукции особо
сложной структуры (атласов, альбомов, журнальных обложек), а также
для редактирования высококачественных иллюстраций.
Для работы с файлами существуют следующие функции:
создание нового файла (можно создавать новые документы при помощи
специальных шаблонов; в частности, в Word включены шаблоны
стандартных писем, поздравительных записок, отчетов, факсов и ряд
других офисных документов);
открытие для редактирования уже существующих файлов;
возможность одновременного открытия и работы с большим количеством
документов;
печать файлов с возможностью предварительного просмотра и
установкой желаемых параметров страниц (ширина полей, размеры
бумаги и пр.);
возможность просмотра нескольких последних открытых документов;
возможность отправки готового документа непосредственно из Microsoft
Word на факс и по электронной почте (в обоих случаях необходимо,
чтобы компьютер пользователя был оснащен модемом).
Основные
понятия
технологии обработки
текстовой
информации
23
Текстовые редакторы — это программы для создания, редактирования,
форматирования сохранения и печати документов. Современный документ
может содержать, кроме текста, и другие объекты (таблицы, диаграммы,
рисунки
Более
и
совершенные
т.
текстовые
редакторы,
д.).
имеющие
целый
спектр
возможностей по созданию документов (например, поиск и символов, средства
проверки орфографии, вставка таблиц и др.), называют иногда текстовыми
процессорами. Примером такой программы является Word из офисного пакета
Microsoft
Office.
Мощные программы обработки текста — настольные издательские системы —
предназначены для подготовки документов к публикации. Пример подобной
системы
— Adobe
PageMaker.
Редактирование – преобразование, обеспечивающее добавление, удаление,
перемещение
или
исправление
содержания
документа.
Редактирование
документа обычно производится путем добавления, удаления или перемещения
символов
или
фрагментов
текста.
Объектно-ориентированный подход дает возможность реализовывать механизм
встраивания и внедрения объектов (OLE — Object Linking Embedding). Этот
механизм позволяет копировать и вставлять объекты из одного приложения в
другое. Например, работая с документом в текстовом редакторе Word, в него
можно встроить изображения, анимацию, звук и даже видеофрагменты и таким
образом из обычного текстового документа получить мультимедиа-документ.
Форматирование — преобразование, изменяющее форму представления
документа. В начале работы над документом целесообразно задать параметры
страницы:
ее
формат
(размер),
ориентацию,
размер
полей
и
др.
24
^ Форматирование абзаца. Абзац является одним из основных объектов
текстового документа. В компьютерных документах абзацем считается любой
текст, заканчивающийся управляющим символом (маркером) конца абзаца.
Ввод конца абзаца обеспечивается нажатием клавиши {Enter} и отображается
символом
¶.
В процессе форматирования абзаца задаются параметры его выравнивания
(выравнивание отражает расположение текста относительно границ полей
страницы), отступы (абзац целиком может иметь отступы слева и справа) и
интервалы (расстояние между строк абзаца), отступ красной строки и др.
^ Форматирование символов. Символы - это буквы, цифры, пробелы, знаки
пунктуации, специальные символы, такие как @, *, &. Символы можно
форматировать (изменять их вид), задавая шрифт, размер и начертание.
Шрифт - полный набор символов определенного начертания, включая
прописные и строчные буквы, знаки препинания, специальные символы, цифры
и знаки арифметических действий. Для каждого исторического периода и
разных стран характерен шрифт определенного рисунка. Каждый шрифт имеет
свое
название,
По
способу
например Times
представления
New
Roman,
в
Arial,
компьютере
Courier
и
др.
различаются
шрифты растровые и векторные. Для представления растровых шрифтов
служат методы растровой графики, символы шрифта - это группы пикселей.
Растровые шрифты допускают масштабирование только с определенными
коэффициентами.
В векторных шрифтах символы описываются математическими формулами и
возможно произвольное их масштабирование. Среди векторных шрифтов
25
наибольшее
распространение
получили
шрифты
типа True
Type.
^ Размер шрифта. Единицей измерения размера шрифта является пункт (1 пт =
0,376 мм). В текстовом редакторе Word по умолчанию используется шрифт
Times New Roman размером 12 пт. Ниже приведены примеры представления
текста с помощью шрифта различного размера:
26
Лекция 4
Тема: Компьютерные вирусы. Антивирусная защита.
План лекции:
1. Информационная безопасность. Защита информации.
2. Компьютерные вирусы, классификация и особенности.
3. Антивирусные программы.
Зависимость современных организаций от компьютерных технологий
стала настолько сильной, что вывод из строя компьютерной сети или
программного обеспечения может остановить работу предприятия. Чтобы этого
не произошло, нужно соблюдать правила информационной безопасности. Но
для начала давайте выясним, что же такое информационная безопасность.
Информационная безопасность – это защищенность информации от любых
действий, в результате которых информация может быть искажена или утеряна,
а владельцам или пользователям информации нанесен недопустимы ущерб.
Прежде всего, в защите нуждается государственная и военная тайна,
коммерческая тайна, юридическая, врачебная. Необходимо защищать и личную
информацию: паспортные данные, данные о банковских счетах, логины и
пароли на сайтах, а также любую информацию, которую можно использовать
для шантажа, вымогательства и т.п. Конечно, невозможно защититься от любых
потерь, поэтому задача состоит в том, чтобы исключить именно недопустимый
ущерб. С точки же зрения экономики, средства защиты не должны стоить
больше, чем возможные потери.
Защита
информации–это
защищаемой
информации,
деятельность
по
предотвращению
несанкционированных
и
утечки
непреднамеренных
воздействий на защищаемую информацию.
Защита информации – меры, направленные на то, чтобы не потерять
информацию, не допустить ее искажения, а также не допустить, чтобы к ней
получили доступ люди, не имеющие на это право.
27
В России вопросы, связанные с защитой информации, регулирует закон «Об
информации, информационных технологиях и о защите информации».
Средства защиты информации бывают разные:
Технические средства защиты – это замки, решетки на окнах, системы
сигнализации и видеонаблюдения, другие устройства, которые блокируют
возможные каналы утечки информации и позволяют их обнаружить.
Программные средства обеспечивают доступ к данным по паролю, шифрование
информации, удаление временных файлов, защиту от вредоносных программ и
др.
Организационные средства включают: распределение помещений и прокладку
линий связи таким образом, чтобы злоумышленнику было сложно до них
добраться; политику безопасности организации. Сервера, как правило,
находятся в отдельном (охраняемом) помещении и доступны только
администраторам
сети.
Важная
информация
должна
периодически
копироваться на резервные носители, чтобы сохранить ее в случае сбоев. И т.д.
Все это организационные средства защиты информации.
Но самое слабое звено любой системы защиты – это человек! Некоторые
пользователи могут записывать пароли на видном месте, чтобы не забыть и
передавать их другим с какой-то целью. При этом, конечно, возможность
незаконного доступа к информации значительно возрастает. Поэтому очень
важно обучить пользователей основам информационной безопасности.
Вообще, большинство утечек информации связано с «инсайдерами» (от англ.
внутри) – недобросовестными сотрудниками, работающими в организации.
Известны случаи утечки закрытой информации не через ответственных
сотрудников, а через секретарей, уборщиц и другого вспомогательного
персонала. Поэтому ни один человек не должен иметь возможности причинить
непоправимый вред (в одиночку украсть, уничтожить или изменить данные,
вывести из строя оборудование).
Но человеку свойственно ошибаться. И любое техническое устройство также
подвержено сбоям, поломкам, влиянию помех. Ошибка может произойти при
28
реализации любого информационного процесса. Велика вероятность ошибки
при кодировании информации, ее обработке и передаче. Результатом ошибки
может стать потеря нужных данных, принятие ошибочного решения, аварийная
ситуация.
В обществе хранится, передается и обрабатывается огромное количество
информации и отчасти поэтому современный мир очень хрупок, взаимосвязан и
взаимозависим. Информация, циркулирующая в системах управления и связи,
способна
вызвать
крупномасштабные
аварии,
военные
конфликты,
дезорганизацию деятельности научных центров и лабораторий, разорение
банков и коммерческих организаций. Поэтому информацию нужно уметь
защищать от искажения, потери, утечки, нелегального использования.
Информация давно уже стала продуктом и товаром, который можно купить,
продать, обменять на что-то другое. Как и всякий товар, она требует
применения
специальных
методов
для
обеспечения
сохранности.
В
информатике в наибольшей степени рассматриваются основные виды защиты
информации при работе на компьютере и в телекоммуникационных сетях.
Компьютеры
–
это
технические
устройства
для
быстрой
и
точной
(безошибочной) обработки больших объемов информации самого разного вида.
Но, несмотря на постоянное повышение надежности их работы, они могут
выходить из строя, ломаться, как и любые другие устройства, созданные
человеком. ПО также создается человеком, способным ошибаться.
Конструкторы и разработчики аппаратного и программного обеспечения
прилагают немало усилий, чтобы обеспечить защиту информации:
от сбоев оборудования;
от случайной потери или искажения информации, хранящейся в
компьютере;
от
преднамеренного
искажения,
производимого,
например,
компьютерными вирусами;
от несанкционированного (нелегального) доступа к информации (ее
использования, изменения, распространения).
29
К многочисленным, далеко небезобидным ошибкам компьютеров добавилась и
компьютерная преступность, грозящая перерасти в проблему, экономические,
политические и военные последствия которой могут стать катастрофическими.
Многие методы защиты информации от несанкционированного (нелегального)
доступа возникли задолго до появления компьютеров. Одним из таких методов
является
шифрование.
Проблема
защиты
информации
путем
ее
преобразования, исключающего ее прочтение посторонним лицом, волновала
человеческий ум с давних времен.
Шифрование – это преобразование (кодирование) открытой информации в
зашифрованную, недоступную для понимания посторонних. Шифрование
применяется, в первую очередь, для передачи секретной информации по
незащищённым каналам связи. Шифровать можно любую информацию –
тексты, рисунки, звук, базы данных и т.д.
Человечество применяет шифрование с того момента, как появилась секретная
информация, которую нужно было скрыть от врагов.
Методы
шифрования
и
расшифровывания
сообщения
изучает
наука
криптология, история которой насчитывает около четырех тысяч лет.
Она состоит из двух ветвей: криптографии и криптоанализа.
Криптография – это наука о способах шифрования информации. Криптоанализ
– это наука о методах и способах вскрытия шифров.
Бурное развитие криптографические системы получили в годы первой и второй
мировых войн. Появление вычислительной техники ускорило разработку и
совершенствование
криптографических
методов.
Основные
направления
использования этих методов — передача конфиденциальной информации по
каналам связи (например, по электронной почте), установление подлинности
передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на
носителях в зашифрованном виде.
Проблема
использования
информационных
системах
криптографических
становится
в
методов
настоящее
в
современных
время
особенно
актуальной.
30
С одной стороны, расширилось использование телекоммуникационных сетей,
по которым передаются большие объёмы информации государственного,
коммерческого, военного и частного характера, не допускающего возможность
доступа к ней посторонних лиц.
С другой стороны, появление новых мощных аппаратных и программных
средств,
эффективных
криптографических
технологий
систем,
ещё
дешифрования
недавно
снизило
надёжность
считавшихся
практически
нераскрываемыми.
Другим возможным методом защиты информации от несанкционированного
доступа является применение паролей. Пароли позволяют контролировать
доступ как к компьютерам, так и к отдельным программам или файлам. К
сожалению, иногда пароль удается угадать, тем более, что многие пользователи
в качестве паролей используют свои имена, имена близких, даты рождения.
Такие пароли использовать нельзя! Чем длиннее пароль, тем больше
количество
вариантов.
Кроме
длины,
для
надежности
пароля
важен
используемый набор символов.
Например, очень легко подбираются пароли, состоящие только из цифр. Если
же пароль состоит из 10 символов и содержит латинские буквы (заглавные и
строчные) и цифры, перебор вариантов со скоростью 10 млн. паролей в секунду
займет более 2000 лет. Надежные пароли должны состоять не менее чем из 7‐8
символов; пароли, состоящие из 15 символов и более взломать методом
«грубой силы» практически невозможно. Сложнее всего подобрать пароль,
который представляет собой случайный набор заглавных и строчных букв,
цифр и других знаков (есть минус – такой пароль сложно запомнить).
Одной из распространённых форм нарушения информационного права является
незаконное копирование программ и данных, в частности находящихся на
коммерчески распространяемых носителях информации. Для предотвращения
нелегального копирования файлов используются специальные программноаппаратные средства, например «электронные замки», позволяющие сделать с
дискеты не более установленного числа копий, или дающие возможность
31
работать с программой только при условии, что к специальному разъёму
системного блока подключено устройство (обычно микросхема), поставляемое
вместе с легальными копиями программ. Существуют и другие методы защиты,
в частности, административные и правоохранительные. Обеспечить надёжную
защиту
информации
может
только
применение
комплекса
разнообразных
самых
методов.
Антивирусная защита
Защита информации от преднамеренного искажения часто еще называется
защитой от вандализма. Проблема вандализма заключается в появлении таких
бедствий, как компьютерные вирусы и компьютерные червяки.
Что же такое компьютерный вирус?
Компьютерный вирус представляет собой специально написанный небольшой
по размерам фрагмент программы, который может присоединяться к другим
программа
(файлам)
в
компьютерной
системе.Эти программысоздают
программисты специально для нанесения ущерба пользователям ПК.
Зачем пишут такие программы?
Во-первых, с их помощью можно получить управление компьютером
пользователя и использовать его в своих целях. Например, через зараженный
компьютер злоумышленник может взламывать сайты переводить на свой счет
незаконно полученные деньги. Некоторые программы блокируют компьютер и
для продолжения работы требуют отправить платное СМС.
Во-вторых, некоторые вредоносные программы предназначены для шпионажа
– передачи по Интернету секретной информации с вашего компьютера: паролей
доступа к сайтам, почтовым ящикам, учетным записям в социальных сетях,
банковским счетам и электронным платежным системам. В результате таких
краж пользователи теряют не только данные, но и деньги.
В-третьих, иногда вирусы пишутся ради самоутверждения программистами,
которые по каким-то причинам нее смогли применить свои знания для создания
32
полезного ПО. Такие программы нарушают нормальную работу компьютера:
время от времени перезагружают его, вызывают сбои в работе операционной
системы и прикладных программ, уничтожают данные.
Наконец, существуют вирусы, написанные ради шутки. Они не портят данные,
но приводят к появлению звуковых или зрительных эффектов (проигрывание
мелодии, искажении изображения н экране, кнопки, убегающие от курсора и
т.п.)
В конце 60-х годов в сети APRAnet была обнаружена саморазмножающаяся
программа, известная сегодня как Creeper(Вьюнок) созданная Бобом Томасом.
Эта программа проявляла себя текстовым сообщением « я вьюнок… поймай
меня, если сможешь». Эта программа не причиняла вреда вычислительной
системе, но она впервые показала, что проникновение на чужой компьютер
возможно без ведома и против желания его владельца.
С появлением Вьюнка появились и первые системы защиты. Первым шагом в
борьбе против Вьюнка стала программа Reaper (Жнец), репродуцирующая
наподобие Вьюнка, но уничтожавшая все встречавшееся его копии. Копии этих
программ долго бродили по сети.
Так как вирус самостоятельно размножается и распространяется, пользователь
в случае его обнаружения, должен проверить всю вычислительную систему и
уничтожить все копии вируса. В противном случае даже оставшаяся одна копия
принесет очередные неприятности. Своим названием компьютерные вирусы
обязаны сходству с биологическими вирусами по:
Способности к саморазмножению;
Высокой скорости распространения;
Избирательности поражаемых систем;
Способности «заражать» еще незараженные системы;
Трудности борьбы с ними;
Появление новых модификаций вируса (его мутирование) и др.
Программа, внутри которой находится вирус называется «зараженной». Когда
такая программа начинает работу, то сначала управление получает вирус.
33
Вирус находит и заражает другие программы, а также выполняет вредные
действия (портит файлы или таблицу размещения файлов на диске, засоряет
оперативную память и т.п. Для своей маскировки его действия по заражению
программ и нанесению вреда могут выполняться не немедленно, а при
наступлении определенных событий. После того, как вирус выполнит нужные
ему действия, он передает управление той программе, в которой он находится.
В 1989году американский студент создал вирус, который вывел из строя около
6000 компьютеров Министерства обороны США. В 1991 году Кристофер Пайн
создал вирусы, которые изменяли свою конфигурацию. В результате действий
этого вируса были уничтожены файлы множества фирм, убытки составляли
миллионы фунтов стерлингов.
Создание и распространение компьютерных вирусов и вредоносных программ
– это уголовное преступление, которое предусматривает (в особо тяжких
случаях) наказание до 7 лет лишения свободы (Уголовный кодекс РФ, статья
273).
Сейчас существуют два основных источника заражения вредоносными
программами – флэш диски и компьютерные сети.
Какой вред наносят вирусы? Различные вирусы выполняют различные
деструктивные действия:
выводят на экран мешающие текстовые сообщения;
создают звуковые эффекты и видео эффекты;
замедляют работу ЭВМ, постепенно уменьшают объем оперативной
памяти;
увеличивают износ оборудования;
вызывают отказ отдельных устройств, зависание или перезагрузку
компьютера и крах работы всей ЭВМ;
имитируют повторяющиеся ошибки работы операционной системы;
34
уничтожают FAT-таблицу, форматируют жесткий диск, стирают BIOS,
стирают или изменяют установки в CMOS, стирают секторы на диске,
уничтожают или искажают данные, стирают антивирусные программы;
осуществляют научный, технический, промышленный и финансовый
шпионаж;
выводят из строя системы защиты информации, дают злоумышленникам
тайный доступ к вычислительной машине;
делают незаконные отчисления с каждой финансовой операции и т.д.;
1. Основные симптомы вирусного заражения ЭВМ следующие:
прекращение работы или неправильная работа ранее функционировавших
программ;
медленная работа компьютера;
увеличение размеров файлов;
появление не существовавших ранее файлов;
уменьшение объема доступной оперативной памяти;
появление сбоев в работе операционной системы;
непредусмотренные сообщения, изображения и звуковые сигналы;
частые сбои, зависания компьютера и др.
Рассмотрим основные виды вирусов. Существует большое число различных
классификаций вирусов:
2. По среде обитания:
сетевые вирусы, распространяемые различными компьютерными сетями;
файловые - инфицируют исполняемые файлы, имеющие расширение exe
и com.
К этому же классу относятся и макровирусы, написанные с помощью
макрокоманд. Они заражают неисполняемые файлы (в Word, Excel);
загрузочные - внедряются в загрузочный сектор диска или в сектор,
содержащий программу загрузки системного диска. Некоторые вирусы
35
записываются в свободные секторы диска, помечая их в FAT-таблице как
плохие;
загрузочно-файловые - интегрируют черты последних двух групп;
по способу заражения (активизации):
резидентные – при заражении оставляет в оперативной памяти компьютера
свою часть, которая потом перехватывает обращения ОС к объектам заражения;
нерезидентные – незаражают оперативную память и проявляют свою
активность лишь однократно при запуске инфицированной программы;
3. По степени опасности:
не опасные –не мешают работе компьютера, но могут уменьшать объем
свободной памяти (звуковые и видеоэффекты);
опасные - уничтожают часть файлов на диске;
очень опасные - самостоятельно форматируют жесткий диск;
4. По особенностям алгоритма:
компаньон-вирусы не изменяют файлы. Алгоритм их работы состоит в
том,
что
они
создают
для
exe-файлов
новые
файлы-спутники
(дубликаты), имеющие то же имя, но с расширением com. (com-файл
обнаруживается первым, а затем вирус запускает exe-файл);
паразитические - при распространении своих копий обязательно
изменяют содержимое дисковых секторов или файлов (все вирусы кроме
компаньонов и червей);
черви (репликаторы) - аналогично компаньонам не изменяют файлы и
секторы диска. Они проникают в компьютер по сети, вычисляют сетевые
адреса других компьютеров и рассылают по этих адресам свои копии.
Черви уменьшают пропускную способность сети, замедляют работу
серверов;
невидимки (стелс) - используют набор средств для маскировки своего
присутствия в ЭВМ. Их трудно обнаружить, т.к. они перехватывают
обращения ОС к пораженным файлам или секторам и подставляют
незараженные участки файлов;
36
полиморфики (призраки, мутанты) - шифруют собственное тело
различными
способами.
Их
трудно
обнаружить,
т.к.
их
копии
практически не содержат полностью совпадающих участков кода;
трояны - маскируется под полезную или интересную программу,
выполняя во время своего функционирования еще и разрушительную
работу или собирает на компьютере информацию, не подлежащую
разглашению. В отличие от вирусов, троянские программы не обладают
свойством само воспроизводства.
5. По целостности:
монолитные - программа представляет единый блок;
распределенные - программа разделена на части. Эти части содержат
инструкции, которые указывают как собрать их воедино, чтобы
воссоздать вирус.
Для борьбы с вирусами разрабатываются антивирусные программы.
Антивирус – это программа, предназначенная для борьбы с вредоносными
программами. Выполняют три основные задачи:
не допустить заражения компьютера вирусом;
обнаружить присутствие вируса в системе;
удалить вирус без ущерба для остальных данных.
В своей работе эти программы используют различные принципы для
поиска и лечения зараженных файлов. Для нормальной работы на ПК каждый
пользователь должен следить за обновлением антивирусов. Если антивирусная
программа обнаруживает вирус в файле, то она удаляет из него программный
код вируса. Если лечение невозможно, то зараженный файл удаляется целиком.
Имеются различные типы антивирусных программ:
Антивирусные сканеры – после запуска проверяют файлы и оперативную
память и обеспечивают нейтрализацию найденного вируса.
А нтивирусные сторожа (мониторы) – постоянно находятся в ОП и
обеспечивают проверку файлов в процессе их загрузки в ОП.
37
Полифаги – самые универсальные и эффективные антивирусные программы.
Проверяют файлы, загрузочные сектора дисков и ОП на поиск новых и
неизвестных вирусов. Занимают много места, работают не быстро.
Ревизоры – проверяют изменение длины файла. Не могут обнаружить вирус в
новых файлах (на дискетах, при распаковке), т.к. в базе данных нет сведений о
этих файлах.
Блокировщики – способны обнаружить и остановить вирус на самой ранней
стадии его развития (при записи в загрузочные сектора дисков).
Различают следующие виды:
программы-детекторы рассчитаны на обнаружение конкретных, заранее
известных программе вирусов и основаны на сравнении характерной
последовательности байтов (сигнатур), содержащихся в теле вируса, с байтами
проверяемых
программ.
Программы-детекторы
снабжаются
блоками
эвристического анализа. В этом режиме делается попытка обнаружить новые
или неизвестные вирусы по характерным для всех вирусов кодовым
последовательностям.
программы-дезинфекторы (фаги) не только находят зараженные файлы, но и
лечат их, удаляя из файла тело программы-вируса. В России получили широкое
распространение
детекторы,
одновременно
выполняющие
функции
дезинфекторов: AVP, Aidstest, DoctorWeb.
программы-ревизоры анализируют текущее состояние файлов и системных
областей диска и сравнивают его с информацией, сохраненной ранее в одном из
файлов ревизора. При этом проверяется состояние загрузочного сектора, FATтаблицы, а также длина файлов, их время создания, атрибуты, контрольные
суммы. (ADinf)
программы-фильтры (мониторы) оповещают пользователя обо всех попытках
какой-либо
программы
выполнить
подозрительные
действия.
Фильтры
контролируют обновление программных файлов и системной области диска,
форматирование диска, резидентное размещение программ в ОЗУ.
Рассмотрим основные меры по защите ЭВМ от заражения вирусами:
38
Необходимо оснастить ЭВМ современными антивирусными программами и
постоянно обновлять их версии.
При работе в сети обязательно должна быть установлена программа-фильтр.
Перед считыванием с дискет информации, записанной на других ЭВМ, следует
всегда проверять эти дискеты на наличие вирусов.
При переносе файлов в архивированном виде необходимо их проверять сразу
же после разархивации.
При работе на других компьютерах необходимо защищать свои дискеты от
записи.
Делать архивные копии ценной информации на других носителях.
Не оставлять дискету в дисководе при включении или перезагрузке ЭВМ, это
может привести к заражению загрузочными вирусами.
Получив электронное письмо, к которому приложен исполняемый файл, не
следует запускать этот файл без предварительной проверки.
Необходимо иметь аварийную загрузочную дискету, с которой можно будет
загрузиться, если система откажется сделать это обычным образом
39
Лекция 5
Тема: Патология локальных сетей
Под
сетью
понимают
взаимодействующую
совокупность
объектов,
образованную устройствами передачи и обработки данных. В зависимости от
покрываемой территории различают локальные, территориальные, смешанные
и глобальные сети.
Локальная сеть — объединение нескольких компьютеров, расположенных на
небольшом расстоянии друг от друга (обычно в пределах одного здания) для
совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других
задач. В небольшой локальной сети может быть 10-20 компьютеров, в очень
большой — порядка 1000.
Локальная сеть создается для того, чтобы:
функционировать в ограниченной географической области;
обеспечить доступ многих пользователей к передающей среде с широкой
полосой пропускания;
обеспечить
постоянную
доступность
удаленных
ресурсов,
подсоединенных к локальным службам;
обеспечить физическое соединение смежных сетевых устройств.
Назначение локальных сетей
совместное
использование
общих
аппаратных
средств
(накопителей
принтеров, модемов)
оперативный обмен данными
информационная система предприятия (учреждения)
Организация локальных сетей. Несмотря на то, что существует много
различных способов объединить компьютеры, по существу есть два типа
компьютерных сетей: однораноговая сеть и сеть клиент-сервер .
40
Одноранговая сеть - это объединение равноправных компьютеров. Обычно
одноранговая сеть объединяет не больше 10 компьютеров и организуется в
домах или небольших офисах.
Сеть клиент-сервер - чаще встречается в таких организациях, как школа,
предприятие или библиотека, а не в домашних условиях. В таком типе сетей
один компьютер, называемый сервером, является сердцем сети. Он хранит
информацию и ресурсы и делает их доступными другим компьютерам данной
сети. Остальные компьютеры, использующие сеть для получения этой
информации называются клиентами.
Сети клиент-сервер являются наилучшим вариантом для объединения в сеть
более десяти компьютеров. Они более дорогие, но в случаях, когда необходимо
хранить большой объем информации, это самый лучший выбор.
Работа сети основана на том, что все элементы оборудования тем или иным
способом соединены друг с другом. Каждый компьютер и оборудование, такое
как принтеры, сканеры, портативные компьютеры объединяются с помощью
кабеля различного размера, спутниковой связи или телефонных линий. Сегодня
существуют даже беспроводные сети, соединяющие компьютеры с помощью
радиоволн.
Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя:
компьютеры (серверы и рабочие станции);
сетевые платы (адаптеры);
каналы связи;
специальные устройства, поддерживающие
функционирование сети
(маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).
Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы — адаптера
- которая поддерживает конкретную схему подключения. Так широко
распространенными являются адаптеры Ethernet с пропускной способностью от
10 до 100 мб/с.
41
К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь
или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется. В современных
локальных сетях чаще всего применяют два типа сетевых кабелей:
неэкранированная витая пара;
волоконно-оптический кабель.
Обычно выбор кабеля для сети зависит от следующих показателей: стоимость
монтажа и обслуживания, скорость передачи данных, ограничение на величину
расстояния
передачи
информации
без
дополнительных
усилителей-
повторителей (репитеров), безопасность передачи данных.
Витая пара - представляет собой набор из восьми проводов, скрученных
попарно таким образом, чтобы обеспечивать защиту от электромагнитных
помех. Витая пара – наиболее дешевый вид кабеля. Витая пара позволяет
осуществлять максимальную скорость передачи до 10 Мбит/с. Длина кабеля не
должна превышать 1000 метров, причем скорость передачи данных при этом не
превысит 1 Мбит/с. Для повышения помехозащищенности используют
экранированную витую пару.
Каждая витая пара соединяет с сетью только один компьютер, поэтому
нарушение соединения сказывается только на этом компьютере, что позволяет
быстро находить и устранять неисправности.
Волоконно-оптические - кабели передают данные в виде световых импульсов
по
стеклянным проводам.
Волоконно-оптические
кабели
обеспечивают
наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены
электромагнитным помехам. Оптический кабель очень тонок и гибок, что
делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым
медным кабелем. Скорость передачи данных по оптическому кабелю
составляет сотни тысяч мегабитов в секунду, что примерно в тысячу раз
быстрее, чем по проводам витой пары. Оптоволоконная линия – наиболее
дорогой на сегодня вид соединения, но скорость распространения информации
в ней достигает нескольких гигабит в секунду при допустимом удалении до 50
42
километров. При этом линии связи, построенные на применении оптоволокна,
практически не чувствительны к электромагнитным помехам.
Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для организации
сетей в пределах больших помещений там, где применение обычны линий
связи затруднительно или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии
могут связывать удаленные части локальной сети на расстояниях до 25 км (при
условии прямой видимости).
WiMAX —
это
система
дальнего
действия,
покрывающая
километры
пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот
(хотя
возможно
и
использование
нелицензированных
частот)
для
предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером
конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают
разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных
телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при
котором
беспроводное
оборудование
пользователя
привязано
к
местоположению).
Wi-Fi — это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки
метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для
обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для
доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена
к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi
скорее похож на стационарный беспроводной телефон.
WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS).
WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между
базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на
специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр
QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS
подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают
различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для
каждого соединения.
43
Куда
же
«втыкать»
кабель
в
компьютере?
Нужно
промежуточное
(интерфейсное) устройство, которое называется сетевой картой или сетевым
адаптером, а в английской речи NIC – Network Interface Controller.
Сетевой адаптер, или NIC, - это встроенное устройство, которое позволяет вам
присоединить ваш компьютер в сеть. На каждом компьютере установлено
программное обеспечение, которое позволяет ему связываться с другими
компьютерами. Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для
организации сетей в пределах больших помещений там, где применение
обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того,
беспроводные линии могут связывать удаленные части локальной сети на
расстояниях до 25 км (при условии прямой видимости).
Совместно
используемые
подключенные
к
серверу
внешние
устройства
накопители
включают
внешней
памяти,
в
себя
принтеры,
графопостроители и другое оборудование, которое становится доступным с
рабочих станций.
Помимо кабелей и сетевых адаптеров, в локальных сетях на витой паре
используются другие сетевые устройства — концентраторы, коммутаторы и
маршрутизаторы.
Концентратор (называемый
также
хаб)
—
устройство,
объединяющее
несколько (от 5 до 48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее
информационные пакеты во все ветви сети одинаково.
Коммутатор (свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора,
обеспечивает
передачу
пакетов
в
заданные
ветви.
Это
обеспечивает
оптимизацию потоков данных в сети и повышение защищенности от
несанкционированного проникновения.
Маршрутизатор (роутер)— устройство, выполняющее пересылку данных
между двумя сетями, в том числе между локальными и глобальными сетями.
Маршрутизатор, по сути, является специализированным микрокомпьютером,
имеет
собственный
процессор,
оперативную
и
постоянную
память,
операционную систему.
44
Шлюз: устройство сопряжения, которое соединяет два разных типа сетей. Оно
получает
информацию,
переводит
ее
в
необходимый
формат,
а
затем пересылает перевод по месту назначения.
Топологии локальных сетей
Локальные сети в зависимости от назначения и технических могут иметь
различные конфигурации. Общая схема соединения компьютеров в локальной
сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.
Чаще всего локальные сети могут иметь топологию «шина» (Рис 1). и «звезда».
В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю
(шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от
которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер
подключен к своему кабелю.
Рис 1.
В шинной топологии компьютеры подключены к общему для них каналу
(шине), через который могут обмениваться сообщениями. Структура типа
«шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное
устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к
неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном
месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно
обнаружить.
45
Рис 2
В радиальной топологии (топология «звезда») (Рис 2) в центре находится
концентратор, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий
их друг с другом. В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный
кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом
это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.
Рис 3
В кольцевой топологии (Рис 3) информация передается по замкнутому каналу.
Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими с хотя в
46
принципе способен связаться с любым абонентом сети. В сети, имеющей
структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с
переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через
буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих
устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может
нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры – простота
реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.
В древовидной топологии реализована иерархическая подчиненность
копьютеров. (Рис 4)
Рис.4
От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения.
Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие
занимает
многоэтажное
здание,
то
в
нем
может
быть
применена
схема "снежинка", (Рис 5). в которой имеются файловые серверы для разных
рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.
47
Рис 5
Гибридная топология является комбинацией различных топологии в одной
сети. Например, вы можете объединить несколько сетей с шиной типа «звезда»
единым кабелем. Технические устройства используемые для организации
локальных сетей. Как компьютеры взаимодействуют друг с другом?
Необходимым
условием
работы
единой
локальной
сети
является
использование сетевой операционной системы. Такие операционные системы
обеспечивают совместное использование не только аппаратных ресурсов сети
(принтеров, накопителей и т. д.), но и распределенных коллективных
технологий при выполнении разнообразных работ.
Наибольшее распространение получили сетевые операционные системы Novell
NetWare, Linux и Windows. Компьютеры могут сообщаться друг с другом,
потому что существуют наборы правил, или протоколы, которые помогают
компьютерам понимать друг друга. Протоколы необходимы для того, чтобы
процесс связи проходил без ошибок. Протоколы помогают определить, как
отправляется
информация
и
как
ее
получить.
48
Сети
породили
новые
сетевые
способ
организации
Распространенный
технологии
обработки
обработки
информации.
информации
в
сти
называется технологией «клиент-сервер». В ней предполагается глубокое
разделение функций компьютеров в сети.
При этом в функции клиента (рабочей станции) входит:
Предоставление пользовательского интерфейса, ориентированного на
нужды пользователя;
Формирование
запросов
к
серверу,
причем
не
обязательно
с
информированием об этом пользователя; в идеале пользователь вообще
не вникает в технологию общения своего компьютера с сервером;
Анализ ответов сервера на запросы и предъявление из пользователю.
Основная функция сервера – выполнение специфических действий по
запросам клиента (напромер решение сложной математической задачи,
поиск данных в БД, соединение клиента с другим клиентом.
Адресация в компьютерных сетях.
Бывает двух видов:
Физическая адресация на основе MAC-адреса)
Логическая (IP-адрес).
Остановимся на логической адрсации.
Она используется для обмена данными в интернете и между различными
локальными сетями.
IP-адрес присваивается сетевому интерфейсу узла. Обычно это сетевая
интерфейсная
плата
(NIC),
установленная
в
устройстве.
Примерами
пользовательских устройств с сетевыми интерфейсами могут служить рабочие
станции, серверы, сетевые принтеры и IP-телефоны. Иногда в серверах
устанавливают несколько NIC, у каждой из которых есть свой IP-адрес. У
интерфейсов маршрутизатора, обеспечивающего связь с сетью IP, также есть
IP-адрес.
49
В каждом отправленном по сети пакете есть IP-адрес источника и назначения.
Эта информация необходима сетевым устройствам для передачи информации
по назначению и передачи источнику ответа.
Структура IP адреса
IP-адрес представляет собой серию из 32 двоичных бит (единиц и нулей).
Человеку прочесть двоичный IP-адрес очень сложно. Поэтому 32 бита
группируются по четыре 8-битных байта, в так называемые октеты. Читать,
записывать и запоминать IP-адреса в таком формате людям сложно. Чтобы
облегчить понимание, каждый октет IP-адреса представлен в виде своего
десятичного значения. Октеты разделяются десятичной точкой или запятой.
Это называется точечно-десятичной нотацией.
При настройке IP-адрес узла вводится в виде десятичного числа с точками,
например, 192.168.1.5. Вообразите, что вам пришлось бы вводить 32-битный
двоичный эквивалент адреса — 11000000101010000000000100000101. Если
ошибиться хотя бы в одном бите, получится другой адрес, и узел, возможно, не
сможет работать в сети.
Структура 32-битного IP-адреса определяется межсетевым протоколом 4-ой
версии (IPv4). На данный момент это один из самых распространенных в
Интернете типов IP-адресов. По 32-битной схеме адресации можно создать
более 4 миллиардов IP-адресов. (Рис. 6)
Рис.6
50
Получая IP-адрес, узел просматривает все 32 бита по мере поступления на
сетевой адаптер. Напротив, людям приходится преобразовывать эти 32 бита в
десятичные эквиваленты, то есть в четыре октета. Каждый октет состоит из 8
бит, каждый бит имеет значение. У четырех групп из 8 бит есть один и тот же
набор значений. Значение крайнего правого бита в октете – 1, значения
остальных, слева направо – 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128.
Чтобы определить значение октета, нужно сложить значения позиций, где
присутствует двоичная единица.
Нулевые позиции в сложении не участвуют.
Если все 8 бит имеют значение 0, 00000000, то значение октета равно 0.
Если все 8 бит имеют значение 1, 11111111, значение октета – 255
(128+64+32+16+8+4+2+1).
Если значения 8 бит отличаются, например, 00100111, значение октета – 39
(32+4+2+1).
Таким образом, значение каждого из четырех октетов находится в диапазоне от
0 до 255.
Разделение IP адреса на сетевую и узловую части
Логический 32-битный IP-адрес представляет собой иерархическую систему и
состоит из двух частей. Первая идентифицирует сеть, вторая — узел в сети. Обе
части являются обязательными.
Например, если IP-адрес узла – 192.168.18.57, то первые три октета (192.168.18)
представляют собой сетевую часть адреса, а последний октет (.57) является
идентификатором узла. Такая система называется иерархической адресацией,
поскольку сетевая часть идентифицирует сеть, в которой находятся все
уникальные адреса узлов. Маршрутизаторам нужно знать только путь к каждой
сети, а не расположение отдельных узлов.
(Рис. 7)
51
Рис. 7
Другой пример иерархической сети – это телефонная сеть. В телефонном
номере код страны, региона и станции составляют адрес сети, а оставшиеся
цифры — локальный номер телефона.
При IP-адресации в одной физической сети могут существовать несколько
логических сетей, если сетевая часть адреса их узла отличается. Пример. Три
узла в одной физической локальной сети имеют одинаковую сетевую часть в
своем IP-адресе (192.168.50), а три других узла — другую сетевую часть
(192.168.70). Три узла с одной сетевой частью в своих IP-адресах имеют
возможность обмениваться данными друг с другом, но не могут обмениваться
информацией с другими узлами без использования маршрутизации. В данном
случае имеем одну физическую сеть и две логические IP-сети. Рис 8
52
Рис 8. Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию
Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети.
Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла,
определяется значениями первых битов адреса:
Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает
один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети
класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а
номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В
сетях класса А количество узлов должно быть больше 216 , но не превышать 224.
Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является
сетью средних размеров с числом узлов 28 - 216. В сетях класса В под адрес сети
и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.
Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом
узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8
битов.
Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом
класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в
53
качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны
получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он
зарезервирован для будущих применений.
В таблице 2 приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому
классу сетей.
Класс
Наименьший адрес
Наибольший адрес
A
01.0.0
126.0.0.0
B
128.0.0.0
191.255.0.0
C
192.0.1.0.
223.255.255.0
D
224.0.0.0
239.255.255.255
E
240.0.0.0
247.255.255.255
Таблица 2
IP-адрес и маска подсети совместно определяют то, какая часть IP-адреса
является сетевой, а какая — соответствует адресу узла.
IP-адреса делятся на 5 классов. К классам A, B и C относятся коммерческие
адреса, присваиваемые узлам. Класс D зарезервирован для многоадресных
рассылок, а класс E – для экспериментов.
54
В адресах класса A (Рис. 9) сетевая часть состоит всего из одного октета,
остальные отведены узлам. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из
8 бит (255.0.0.0). Обычно такие адреса присваиваются крупным организациям.
Рис.9
В адресах класса B (Рис. 10). сетевая часть и адрес узла состоят из двух
октетов. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 16 бит
(255.255.0.0). Обычно эти адреса используются в сетях среднего размера.
Рис. 10.
В адресах класса C (Рис. 11) сетевая часть состоит из трех октетов, а адрес узла
– из одного. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 24 бит
(255.255.255.0). Адреса класса C обычно присваиваются небольшим сетям.
55
Рис.11
Класс адреса можно определить по значению первого октета. Например, если
значение первого октета IP-адреса находится в диапазоне от 192 до 223, то это
адрес класса C. Например, адрес 200.14.193.67 относится к классу С.
Рис 12 1
Классовая и бесклассовая адресация
56
Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не позволяет
рационально использовать ограниченный ресурс уникальных IP-адресов, т.к. не
возможно использование различных масок подсетей. В классовом методе
адресации используется фиксированная маска подсети, поэтому класс сети (см.
рис 12) всегда можно идентифицировать по первым битам.
Рис. 12.
Бесклассовая IP адресация (Classless Inter-Domain Routing — CIDR) — это
метод IP-адресации, который позволяет рационально управлять пространством
IP адресов. В бесклассовом методе адресации используются маски подсети
переменной длины (variable length subnet mask — VLSM).
Возможные значения маскок подсети при бесклассовом методе адресации
(широко применяется в современных сетях):
57
Лекция 6
Тема: Защита информации
Под безопасностью информационной системы понимается защищенность
системы от случайного или преднамеренного вмешательства в нормальный
процесс ее функционирования, от попыток хищения (несанкционированного
получения) информации, модификации или физического разрушения ее
компонентов. Иначе говоря, это способность противодействовать различным
возмущающим воздействиям на информационную систему (ИС).
Под угрозой безопасности информации понимаются события или действия,
которые могут привести к искажению, несанкционированному использованию
или даже к разрушению информационных ресурсов управляемой системы, а
также программных и аппаратных средств.
Сегодня можно утверждать, что рождается новая современная технология технология защиты информации в компьютерных информационных системах и
в
сетях
передачи
данных.
Реализация
этой
технологии
требует
увеличивающихся расходов и усилий. Однако все это позволяет избежать
значительно превосходящих потерь и ущерба, которые могут возникнуть при
реальном осуществлении угроз ИС и информационным технологиям (ИТ).
Активные угрозы имеют целью нарушение нормального функционирования
ИС путем целенаправленного воздействия на ее компоненты. К активным
угрозам относятся, например:
вывод из строя компьютера или его операционной системы;
искажение сведений в базах данных;
разрушение программного обеспечения (ПО) компьютеров;
нарушение работы линий связи и т. д.
Источником активных угроз могут быть действия взломщика, вредоносные
программы и т. п.
Разглашение информации ее владельцем или обладателем, умышленные или
неосторожные
действия
должностных
лиц
и
пользователей,
которым
58
соответствующие сведения в установленном порядке были доверены по службе
или по работе, приведшие к ознакомлению с ним лиц, не допущенных к этим
сведениям. Возможен бесконтрольный уход конфиденциальной информации по
визуально-оптическим, акустическим, электромагнитным и другим каналам.
Несанкционированный
доступ -
это
противоправное
преднамеренное
овладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим права доступа
к охраняемым сведениям.
a. С Разновидности угроз информации
Логические бомбы, как вытекает из названия, используются для
искажения или уничтожения информации, реже с их помощью
совершаются кража или мошенничество. Манипуляциями с логическими
бомбами обычно занимаются чем-то недовольные служащие,
собирающиеся покинуть данную организацию, но это могут быть и
консультанты, служащие с определенными политическими убеждениями
и т. п.
Троянский конь - программа, выполняющая в дополнение к основным
действиям, т. е. запроектированным и документированным, действия, не
описанные в документации.
Вирус - программа, которая может заражать другие программы путем
включения в них модифицированной копии, обладающей способностью к
дальнейшему размножению.
Червь - программа, распространяющаяся через сеть и не оставляющая
своей копии на магнитном носителе. Червь использует механизмы
поддержки сети для определения узла, который может быть заражен.
Затем с помощью тех же механизмов передает свое тело или его часть на
этот узел и либо активизируется, либо ждет для этого подходящих
условий.
Захватчик паролей - это программы, специально предназначенные для
воровства паролей. При попытке обращения пользователя к терминалу
59
системы на экран выводится информация, необходимая для окончания
сеанса работы.
Компрометация информации (один из видов информационных
инфекций) реализуется, как правило, посредством несанкционированных
изменений в базе данных, в результате чего ее потребитель вынужден
либо отказаться от нее, либо предпринимать дополнительные усилия для
выявления изменений и восстановления истинных сведений.
b. Разновидности
несанкционированного
использования
информационных ресурсов
Несанкционированное использование информационных ресурсов, с
одной стороны, является последствием ее утечки и средством ее
компрометации. С другой стороны, оно имеет самостоятельное значение,
так как может нанести большой ущерб управляемой системе (вплоть до
полного выхода ИТ из строя) или ее абонентам.
Ошибочное использование информационных ресурсов, - будучи
санкционированным, тем не менее, может привести к разрушению,
утечке или компрометации указанных ресурсов. Данная угроза чаще
всего является следствием ошибок, имеющихся в ПО ИТ.
Несанкционированный обмен информацией - между абонентами может
привести к получению одним из них сведений, доступ к которым ему
запрещен. Последствия те же, что и при несанкционированном доступе.
Отказ от информации- состоит в непризнании получателем или
отправителем этой информации фактов ее получения или отправки. Это
позволяет одной из сторон расторгать заключенные финансовые
соглашения «техническим» путем, формально не отказываясь от них,
нанося тем самым второй стороне значительный ущерб.
Нарушение информационного обслуживания - угроза, источником
которой является сама ИТ. Задержка с предоставлением
информационных ресурсов абоненту может привести к тяжелым для него
последствиям. Отсутствие у пользователя своевременных данных,
60
необходимых для принятия решения, может вызвать его нерациональные
действия.
Скажем несколько слов о незаконном использовании привилегий.
Любая защищенная система содержит средства, используемые в
чрезвычайных ситуациях, или средства, способные функционировать с
нарушением существующей политики безопасности.
Под взломом системы понимают умышленное проникновение в
систему - когда взломщик не имеет санкционированных параметров для
входа. Способы взлома могут быть различными, и при некоторых из них
происходит совпадение с ранее описанными угрозами.
Политика безопасности - представляет собой набор законов, правил и
практического опыта, на основе которых строятся управление, защита и
распределение конфиденциальной информации.
Методы и средства построения систем информационной безопасности. Их
структура
Создание систем информационной безопасности (СИБ) в ИС и ИТ
основывается на следующих принципах. Создание систем информационной
безопасности (СИБ) в ИС и ИТ основывается на следующих принципах:
a. Системный подход к построению системы зашиты, означающий
оптимальное сочетание взаимосвязанных организационных, программных,
аппаратных, физических и других свойств, подтвержденных практикой
создания отечественных и зарубежных систем защиты и применяемых на
всех этапах технологического цикла обработки информации.
b. Принцип непрерывного развития системы. Этот принцип, являющийся
одним из основополагающих для компьютерных информационных систем,
еще более актуален для СИБ.
c. Разделение и минимизация полномочий по доступу к обрабатываемой
информации и процедурам обработки, т. е. предоставление как
пользователям, так и самим работникам ИС минимума строго
61
определенных полномочий, достаточных для выполнения ими своих
служебных обязанностей.
d. Полнота контроля и регистрации попыток несанкционированного
доступа, т. е. необходимость точного установления идентичности
каждого пользователя и протоколирования его действий для проведения
возможного расследования, а
также невозможность совершения любой операции обработки информации в
ИТ без ее предварительной регистрации.
e. Обеспечение надежности системы защиты, т. е. невозможность
снижения уровня надежности при возникновении в системе сбоев,
отказов, преднамеренных действий взломщика или непреднамеренных
ошибок пользователей и обслуживающего персонала.
f. Обеспечение контроля за функционированием системы защиты, т. е.
создание средств и методов контроля работоспособности механизмов
защиты.
g. Обеспечение всевозможных средств борьбы с вредоносными
программами.
h.
Обеспечение экономической целесообразности использования системы
защиты, что выражается в превышении возможного ущерба ИС и ИТ от
реализации угроз над стоимостью разработки и эксплуатации СИБ.
Выделяют следующие способы защиты информации.
Правовое обеспечение защиты информации. СовокупносСовокупность
законодательных актов, нормативно-правовых документов, положений,
инструкций, руководств, требования которых являются обязательными в
рамках сферы их деятельности в системе защиты информации.
Организационное обеспечение защиты информации. Имеется в виду, что
реализация
информационной
безопасности
осуществляется
определенными структурными единицами, такими, например, как
служба безопасности фирмы и ее составные структуры: режим, охрана и
др.
62
Информационное обеспечение защиты информации. Включает в себя
сведения, данные, показатели, параметры, лежащие в основе решения
задач, обеспечивающих функционирование СИБ.
Техническое
(аппаратное)
информации. Предполагается
обеспечение
широкое
защиты
использование
технических
средств как для защиты информации, так и для обеспечения
деятельности СИБ.
Программное обеспечение защиты информации. Имеются в виду
различные информационные, учетные, статистические и расчетные
программы, обеспечивающие оценку наличия и опасности различных
каналов
утечки
и
способов
несанкционированного
обеспечение
защиты
доступа
к
информации.
Математическое
математические
методы,
используемые
для
информации. Это
различных
расчетов,
связанных с оценкой опасности технических средств, которыми
располагают злоумышленники, зон и норм необходимой защиты.
Лингвистическое
обеспечение
защиты
информации. Совокупность
специальных языковых средств общения специалистов и пользователей в
сфере обеспечения информационной безопасности.
Нормативно-методическое обеспечение защиты информации. Сюда
входят нормы и регламенты деятельности органов, служб, средств,
реализующих функции защиты информации; различного рода методики,
обеспечивающие деятельность пользователей при выполнении своей
работы
в
условиях
жестких
требований
соблюдения
конфиденциальности.
Из средств ПО системы защиты выделяют еще программные средства,
реализующие механизмы шифрования (криптографии).
Определение
Криптография - это наука об обеспечении секретности и/или аутентичности
(подлинности) передаваемых сообщений.
63
На физическом
уровне, представляющем
среду
распространения
данных
(кабель, оптоволокно, радиоканал, каналообразующее оборудование), обычно
применяют средства шифрования или сокрытия сигнала. Они малоприменимы
в коммерческих открытых сетях, так как есть более надежное шифрование.
На канальном уровне, ответственном за организацию взаимодействия двух
смежных узлов (двухточечные звенья), могут быть использованы средства
шифрования
и
достоверной
идентификации
пользователя.
Однако
использование и тех, и других средств на этом уровне может оказаться
избыточным. Необязательно производить шифрование (или перешифрование)
на каждом двухточечном звене между двумя узлами.
Сетевой уровень решает задачи распространения и маршрутизации пакетов
информации по сети в целом. Этот уровень критичен в отношении реализации
средств криптозащиты. Понятие «пакет» существует и на этом уровне. На более
высоких уровнях есть понятие «сообщение». Сообщение может содержать
контекст или формироваться на прикладном уровне, защита которого
затруднена с точки зрения управления сетью.
Этапы создания систем защиты информации
Существуют 7 этапов создания систем защиты информации.
Первый этап (анализ объекта защиты) состоит в определении того, что
нужно защищать:
определяется информация, которая нуждается в защите;
выделяются наиболее важные элементы (критические) защищаемой
информации;
определяется срок жизни критической информации (время, необходимое
конкуренту для реализации добытой информации);
выявляются ключевые элементы информации (индикаторы), отражающие
характер охраняемых сведений;
классифицируются индикаторы по функциональным зонам предприятия
(производственно-технологические
процессы,
система
материально-
технического обеспечения производства, подразделения управления).
64
Второй этап предусматривает выявление угроз:
определяется, кого может заинтересовать защищаемая информация;
оцениваются методы, используемые конкурентами для получения этой
информации;
оцениваются вероятные каналы утечки информации;
разрабатывается система мероприятий по пресечению действий
конкурента или любого взломщика.
На третьем этапе проводится анализ эффективности принятых и постоянно
действующих подсистем обеспечения безопасности (физическая безопасность
документации,
надежность
персонала,
безопасность
используемых
для
передачи конфиденциальной информации линий связи и т. д.).
На четвертом этапе определяются необходимые меры защиты. На основании
проведенных
на
вырабатываются
первых
трех
необходимые
этапах
аналитических
дополнительные
меры
и
исследований
средства
по
обеспечению безопасности предприятия.
На пятом
этапе руководители
фирмы
(организации)
рассматривают
представленные предложения по всем необходимым мерам безопасности и
расчеты их стоимости и эффективности.
Шестой
этап состоит
в
реализации
принятых
дополнительных
мер
безопасности с учетом установленных приоритетов.
Седьмой этап предполагает контроль и доведение до персонала фирмы
реализуемых мер безопасности.
Контрольные вопросы
1. Какие существуют виды угроз информации? Дайте понятие угрозы.
2. Охарактеризуйте способы защиты информации.
3. Каково
назначение
криптографических
методов
защиты
информации?
Перечислите эти методы.
65
4. Дайте понятия аутентификации и цифровой подписи. В чем состоит их
сущность? В чем заключаются проблемы защиты информации в сетях, и
каковы возможности их разрешения?
5. Раскройте особенности стратегии защиты информации с использованием
системного подхода, комплексных решений и принципа интеграции в
информационных технологиях.
6. Рассмотрите этапы создания систем защиты информации.
66
Лекция 7
Тема: Глобальная сеть Интернет
Цель: познакомиться со структурой, адресацией и протоколами передачи
информации в сети Интернет.
В результате изучения данной темы Вы будете:
знать о том, какие услуги предоставлеяет пользователю сеть Итернет;
иметь представление о структуре, адресации и протоколах передачи в сети
Интернет.
1. История развития сети Интернет
Что такое Интернет? Само название сети Интернет произошло от объединения
двух слов /nto - connected Networks (связанные сети).
Интернет — это мировая компьютерная сеть, состоящая из множества
соединенных друг с другом больших и малых сетей. Это сеть сетей, дающая
возможность общения и передачи информации между любыми компьютерами
по всему миру вне зависимости от того, кому они принадлежат и каким
программным обеспечением оснащены.
Прообраз сети Интернет был создан в конце 60 - х гг. XX века по заказу
Министерства обороны США. В то время существовало очень мало мощных
компьютеров, и возникла потребность обеспечить доступ многочисленных
ученых к этим компьютерам для проведения научных исследований, главным
образом, военных. При этом Министерство обороны поставило условие, чтобы
сеть продолжала работать при уничтожении ее части, поэтому повышенная
надежность Интернета была заложена уже при ее создании.
Днем рождения Интернета можно назвать 2 января 1969 г. В этот день
Агентство перспективных исследований (Advanced Research Projects Agency—
ARPA), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США,
начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В
67
результате была создана сеть ARPANet, в основе функционирования которой
лежали принципы, на которых позже был построен Интернет.
Следующим этапом в развитии Интернет было создание сети Национального
научного фонда (National Scientific Fund — ЛОТ). Сеть NSFNet объединила
научные центры США, при этом ее основой стали пять суперкомпьютеров,
соединенных между собой
высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи подключались
к
сети
и
могли
использовать
возможности,
предоставляемые
этими
компьютерами.
Сеть NSFNet быстро заняла место ARPANet. Развитие сети потребовало ее
реорганизации, и в 1987 г. был создан хребет сети, который состоял из
тринадцати центров, расположенных в разных частях США и соединенных
друг с другом высокоскоростными линиями связи. Так появилась сеть
Интернет в США,
Одновременно
были
созданы
национальные
сети
в
других
странах.
Компьютерные сети разных стран стали объединяться, и в начале 90 - х гг.
появился Интернет в его сегодняшнем виде. Сейчас Интернет объединяет
тысячи разных сетей, расположенных по всему миру. В сети используются
практически все известные линии связи, начиная от низкоскоростных
телефонных
линий
и
заканчивая
высокоскоростными
цифровыми
спутниковыми каналами. Сотни миллионов пользователей имеют доступ к
глобальной сети.
Постоянно увеличивается размер сети и расширяется сфера ее применения.
Первоначально сетью Интернет пользовались исключительно для передачи
файлов и сообщений электронной почты, в настоящее время с ее помощью
решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Сегодня
Интернет — это, во - первых, всемирная библиотека, обладающая знаниями,
68
накопленными многими поколениями людей; во - вторых, быстрое и удобное
средство международной связи; в - третьих, общедоступное средство массовой
информации.
Сеть Интернет никому не принадлежит и не зависит ни от одного
правительства или контролирующего органа. Различные • организации в
Интернет обладают своими собственными компьютерными сетями, которыми
управляют так, как считают нужным (при соблюдении договоренностей,
определенных соответствующими протоколами). Каждая локальная сеть
всемирной сети называется узлом. Узел состоит из нескольких компьютеров серверов, каждый из которых предназначен для хранения информации
определенного типа и в определенном формате.
Сеть Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами,
которые входят в состав подключенных к ней сетей. Интернет не просто
устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути
соединения для более крупных единиц — групп компьютеров. Объединяя
различные сети, Интернет не создает при этом никакой иерархии — все
компьютеры в сети равноправны.
В начале 90 - х гг. (с задержкой в несколько лет от всего мира) Интернет
появился в России. Сначала подавляющее большинство пользователей могло
лишь отправлять и получать электронные письма, но не могло полноценно
подключаться к сети и использовать все ее возможности.
Бурный рост числа пользователей Интернет в России начался в 1996 г. Сегодня
и в нашей стране Интернет превратился из диковинки в повседневный
инструмент. Это можно увидеть и по развитию русской части сети Интернет
(Рунета). Если несколько лет назад почти вся информация в сети приводилась
на английском языке и предназначалась, в основном, для иностранцев, то
сегодня
поставщики
информации
ориентируются
на
отечественных
пользователей, поэтому в Интернет можно найти самую разнообразную
информацию на русском языке. По данным поискового сервера Yandex в
69
Рунете зарегистрировано более 3, 7 млн сайтов, на которых системой
проиндексировано более 1, 7 млрд web - страниц. Еще год назад было около 2,
6 млн сайтов (рост в 1, 4 раза) и 770 млн страниц (рост в 2, 2 раза). Общий
объем проиндексированной информации превышает 41ТБ.
В последнее время ведутся активные работы по передаче новых видов
информации через Интернет. Уже сегодня можно слушать радио, а не за горами
— и Интернет - телевидение. Глобальная сеть позволяет проводить
селекторные совещания и видеоконференции. С помощью Интернет многие
служащие смогут работать дома, обмениваясь документами со своими
коллегами, которые находятся за тысячи километров от них. Все идет к тому,
что Интернет станет основным средством связи, главным способом получения
и передачи информации. Не только компьютеры, но и телефоны, телевизоры,
видеокамеры и другие устройства будут подключаться напрямую к Интернет.
Хотя на сегодняшний день это может показаться фантастикой, в скором
будущем все это станет реальностью.
Таким образом, умение использовать Интернет, так же, как и умение работать
на компьютере, на сегодняшний день является обязательным условием для
достижения успехов практически в любой области деятельности.
2. Услуги сети Интернет
Рассмотрим основные ресурсы (службы) Интернета. Самым популярным
ресурсом Интернета является всемирная паутина или WWW, которая
представляет собой огромное количество (свыше миллиарда) мультимедийных
документов,
отличительной
особенностью
которых
кроме
прекрасного
внешнего вида является возможность ссылаться друг на друга. Это означает
присутствие в текущем документе ссылки, реализующей переход на любой
документ WWW, который физически может быть размещен на другом
компьютере сети Интернет.
70
WWW (World Wide Web, всемирная паутина) - совокупность взаимосвязанных
гипермедийных документов.
Следующим ресурсом сети является FTP, который является хранилищем и
системой пересылки всевозможных файлов.
FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов) - хранилище и система
пересылки всевозможных файлов.
Старейшим ресурсом Интернета является E - mail (электронная почта).
E - mail (электронная почта) - система пересылки электронных писем.
Для ведения дискуссий в сети предназначена глобальная распределенная
система под названием Группы новостей.
Группы
новостей
-
глобальная
распределенная
система
для
обмена
сообщениями и ведения дискуссий. Одной из самых популярных систем
подобного рода являются группы новостей Usenet.
Служба telnet позволяет вам подключиться к удаленному компьютеру и
работать с его ресурсами.
Telnet - сервис для удаленного управления компьютерами.
Наконец, в Интернете есть система IRC (Chat), реализующая живое общение
пользователей в реальном режиме времени посредством ввода текста с
клавиатуры.
IRC (Chat) - служба для живого общения пользователей Интернета в реальном
режиме времени посредством ввода текста с клавиатуры.
В профессиональной деятельности в Интернете можно проводить поиск
информации по интересующей вас тематике, организовывать совместные
71
проекты с профильными фирмами. В Интернете есть специализированные
серверы, помогающие искать работу. Кроме того, фирмы, представленные во
всемирной паутине, как правило, публикуют информацию о вакантных
должностях.
По желанию можно разместить во всемирной паутине собственный документ с
информацией, которую вы хотели бы сообщить миру о себе.
Интернет можно эффективно использовать в сфере образовательных услуг. Во первых, вы можете найти материалы для диссертационной работы, курсовых и
дипломных проектов. В отличие от зачастую ограниченных книжных ресурсов
местной библиотеки к вашим услугам мировые информационные сокровища.
Через Интернет можно найти коллег по работе в разных странах и организовать
совместный научный проект. Обратившись напрямую через представительство
образовательных учреждений в WWW, вы сможете найти информацию об
интересующих научных конференциях, а также о возможности обучения или
стажировки за рубежом.
С появлением Интернета новый импульс получило заочное образование.
Использование современных сетевых технологий позволяет сейчас получить
полноценное образование или пройти переподготовку. В Интернете появляется
все
больше
и
больше
виртуальных
университетов,
предлагающих
образовательные услуги. Этот способ получил название дистанционного
обучения.
В сфере коммерческой деятельности через Интернет можно найти деловых
партнеров, получить информацию о конкурентах, проводить со специальными
мерами защиты биржевые и банковские операции, развернуть рекламную
компанию, получать консультационную поддержку и проводить маркетинговые
исследования. Наконец, вы можете совершить любые покупки в on - line
или Интернет - магазинах.
72
В Интернете можно найти собеседника, познакомиться и подружиться с ним,
завязать переписку. Библиотеки файлов содержат огромное количество
компьютерных игр, которые можно чаще всего бесплатно переписать на свой
компьютер. С помощью современных push - технологий можно организовать
постоянно - периодическую доставку новостей прямо на рабочий стол вашего
компьютера.
73
Лекция 8
Тема: Предупреждение компьютерных преступлений
Информация является объектом правового регулирования. Информация не
является материальным объектом, но она фиксируется на материальных
носителях. Первоначально информация находится в памяти человека, а затем
она отчуждается и переносится на материальные носители: книги, диски,
кассеты и прочие накопители, предназначенные для хранения информации. Как
следствие,
информация
может
тиражироваться
путем
распространения
материального носителя. Перемещение такого материального носителя от
субъекта-владельца, создающего конкретную информацию, к субъектупользователю влечет за собой утрату права собственности у владельца
информации. Интенсивность этого процесса существенно возросла в связи с
распространением сети Интернет. Ни для кого не секрет, что очень часто книги,
музыка и другие продукты интеллектуальной деятельности человека безо
всякого на то согласия авторов или издательств размещаются на различных
сайтах
без
ссылок
на
первоначальный
источник.
Созданный
ими
интеллектуальный продукт становится достоянием множества людей, которые
пользуются им безвозмездно, и при этом не учитываются интересы тех, кто его
создавал. Принимая во внимание, что информация практически ничем не
отличается от другого объекта собственности, например машины, дома, мебели
и прочих материальных продуктов, следует говорить о наличии подобных же
прав собственности и на информационные продукты.
Любой субъект-пользователь обязан приобрести эти права, прежде чем
воспользоваться интересующим его информационным продуктом.
Любой закон о праве собственности регулирует отношения между
субъектом-владельцем и субъектом-пользователем.
Законы должны защищать как права собственника, так и права законных
владельцев, которые приобрели информационный продукт законным путем.
74
Нормативно-правовую основу составляют юридические документы:
законы,
указы,
постановления,
которые обеспечивают цивилизованные отношения на информационном
рынке.
Правовые нормы правового регулирования информации
"Об информации, информационных технологиях и защите информации"
№149-ФЗ от 27.07.2006г.
Краткое содержание: Регулирует отношение, возникающее при осуществление
права: поиск, получение, передачу и производство информации. Применение
информационных технологий. обеспечение защиты информации.
Уголовный
кодекс
раздел
"Преступления
в
сфере
компьютерной
информации" № 63-ФЗ Дата принятия: 1996г.
Краткое
содержание:
преступления".
Определяет
Неправомерный
меру
доступ
наказания
к
за
"Компьютерные
компьютерной
информации.
Создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ.
Нарушение правил эксплуатации ЭВМ или сети.
"О персональных данных" №152-ФЗ от 27.07.2006г.
Краткое содержание: Его целью является обеспечить защиту прав и свобод
человека и гражданина при обработке его персональных данных и обеспечить
право на защиту частной жизни.
Конвенция Совета Европы о преступности в сфере компьютерной
информации была подписана в Будапеште. №ЕТS 185 от 23.10.2001г.
Краткое содержание: Дала классификацию компьютерным преступлениям,
рассмотрела
меры
по
предупреждению
компьютерных
преступлений,
заключила согласие на обмен информацией между странами Европы по
компьютерным преступлениям.
Правонарушения в информационной сфере.
75
Правонарушение – юридический факт (наряду с событием и действием),
действия, противоречащие нормам права (антипод правомерному поведению).
Правонарушения всегда связаны с нарушением определенным лицом (лицами)
действующей нормы (норм) ИП и прав других субъектов информационных
правоотношений. При этом эти нарушения являются общественно опасными и
могут влечь для тех или иных субъектов трудности, дополнительные права и
обязанности.
Преступления в сфере информационных технологий включают:
распространение вредоносных вирусов;
взлом паролей;
кражу номеров кредитных карточек и других банковских реквизитов
(фишинг);
распространение
противоправной
порнографического
характера,
информации
(клеветы,
материалов,
материалов
возбуждающих
межнациональную и межрелигиозную вражду и т.п.) через Интернет.
Основные виды преступлений, связанных с вмешательством в работу
компьютеров:
1. Несанкционированный доступ к информации, хранящейся в компьютере.
Несанкционированный доступ осуществляется, как правило, с использованием
чужого имени, изменением физических адресов технических устройств,
использованием информации оставшейся после решения задач, модификацией
программного
и
информационного
обеспечения,
хищением
носителя
информации, установкой аппаратуры записи, подключаемой к каналам
передачи данных
2. Ввод в программное обеспечение «логических бомб», которые срабатывают
при выполнении определённых условий и частично или полностью выводят из
строя компьютерную систему.
3. Разработка и распространение компьютерных вирусов.
4. Преступная небрежность в разработке, изготовлении и эксплуатации
программно-вычислительных комплексов, приведшая к тяжким последствиям.
76
5. Подделка компьютерной информации.
6. Хищение компьютерной информации.
Предупреждение компьютерных преступлений
При разработке компьютерных систем, выход из строя или ошибки в работе
которых могут привести к тяжёлым последствиям, вопросы компьютерной
безопасности становятся первоочередными. Известно много мер, направленных
на предупреждение преступления.
К техническим мерам относят:
защиту от несанкционированного доступа к системе,
резервирование особо важных компьютерных подсистем,
организацию вычислительных сетей с возможностью перераспределения
ресурсов в случае нарушения работоспособности отдельных звеньев,
установку оборудования обнаружения и тушения пожара,
оборудования обнаружения воды,
принятие конструкционных мер защиты от хищений, саботажа, диверсий,
взрывов, установку резервных систем электропитания,
оснащение помещений замками, установку сигнализации и многое
другое.
К организационным мерам относят:
охрану вычислительного центра,
тщательный подбор персонала,
исключение случаев ведения особо важных работ только одним
человеком,
наличие плана восстановления работоспособности центра после выхода
его из строя,
организацию
обслуживания
вычислительного
центра
посторонней
организацией или лицами, незаинтересованными в сокрытии фактов
нарушения работы центра,
универсальность средств защиты от всех пользователей (включая высшее
руководство),
77
возложение ответственности на лиц, которые должны обеспечить
безопасность центра.
К правовым мерам относят:
разработку норм, устанавливающих ответственность за компьютерные
преступления,
защита авторских прав,
совершенствование
уголовного,
гражданского
законодательства
и
судопроизводства,
общественный контроль за разработчиками компьютерных систем и
принятие международных договоров об ограничениях, если они влияют
или могут повлиять на военные, экономические и социальные аспекты
жизни стран, заключающих соглашение.
Контрольные вопросы
1. Какие нормативные правовые акты являются основополагающими в
информационной сфере?
2. Что
является
основанием
для
возникновения
юридической
ответственности за правонарушение.?
3. Сформулируйте определение "информационное правонарушение" или
"правонарушение в информационной сфере".
4. Какие
виды
юридической
ответственности
предусмотрены
за
несоблюдение информационно-правовых норм?
5. Что
понимается
под
информационным
преступлением?
Какие составы преступлений в сфере экономики можно отнести к
информационным?
6. Какие составы преступлений против общественной безопасности и
общественного
порядка
следует
отнести
к
информационным?
Литература:
1.
Е.В.Михеева Информатике: учебное пособие для студентов учреждений
сред.проф.образования М: Издательский центр «Академия», 2011.
78
2.
Е.В.Михеева Практикум по информатике: учебное пособие для студентов
учреждений сред. проф. образования М: Издательский центр «Академия», 2012.
3.
http://www.phis.org.ru/informatica/ - сайт Информатика.
4.
http://www.ctc.msiu.ru/ - электронный учебник по информатике.
5.
https://studfiles.net/preview/5388974/
6.
http://lawtoday.ru/razdel/biblo/info-prav/061.php
7.
http://emit.do.am/index/tema_1_2/0-46
79
Лекция 9
Тема: Основные Объекты и приемы управления Windows
Основными
элементами
пользовательского
интерфейса
ОС
WIN
являются следующие объекты:
1. Рабочий стол
Стартовый экран WINDOWS представляет собой системный объект,
называемый рабочим столом. Рабочий стол – это графическая среда, на
которой отображаются объекты и элементы управления WINDOWS. В
исходном состоянии на рабочем столе находятся несколько экранных
значков и панель задач.
На панели задач справа находится область уведомлений (панель
индикации), на ней находятся программы, которые запущены постоянно
(резидентные программы), часы, значок для переключения клавиатуры,
значок регулятора громкости звука и др. значки. На панели задач могут
также располагаться панели быстрого запуска, кнопки работающих
приложений и др. Слева находится кнопка «ПУСК» Настройку панели
задач и меню «Пуск» можно выполнить, щелкнув правой кнопкой мыши
на панели задач и в контекстном меню, щелкнув «Свойства», в этом же
контекстном меню можно настроить по своему усмотрению панель
инструментов на панели задач и расположение окон на рабочем столе.
2. Панель – набор кнопок, упрощающих выполнение некоторых
типичных задач (панель управления, панель задач, панель инструментов).
3.
Значок
(пиктограмма) является
графическим
представлением
объекта. То, что мы делаем со значком, на самом деле делаем с объектом
80
(удаление, копирование и т.д.). Каждому типу файлов соответствует свой
значок.
4. Ярлык является только указателем (ссылкой) на объект и служит для
ускорения запуска программ и документов. Объект и его ярлык
находятся обычно в разных местах. Ярлык можно удалить, что никак не
влияет на связанный с ним объект. Ярлык хранится в файле, который
имеет очень маленький размер (до 1 КБ).
5. Окно (элемент графического интерфейса пользователя) – автономная
область экрана, предназначенная для организации взаимодействия между
пользователем и выполняющей программой.
6. Меню –список альтернативных вариантов команд, действий, режимов,
установок и т.д., из которых пользователь должен выбрать только один
вариант (контекстное, системное, операционное (строка меню), основное
или главное (ПУСК), каскадное меню, сжатое меню)
7.
Папка
-элемент
графического
интерфейса
пользователя,
предназначенный для группировки файлов по какому-либо признаку
(папки с файлами – создают пользователи, системные папки – создает
система автоматически (корзина, мой компьютер, рабочий стол, сетевое
окружение и др.).
истемные папки служат для доступа к любым аппаратным и
программным ресурсам компьютера.
Значок «Корзина» с поверхности рабочего стола не удаляется и не
переименовывается. Пункт «Программы», «Документы» из меню пуск не
удаляются. Удалить можно только с помощью редактора «Групповая
политика» (в командной строке набрать GPEDIT.msc – конфигурация
пользователя – администрирование шаблонов – Меню пуск и панель
81
задач (двойной щелчок) – удалить меню документы - переключатель
«включен»)
1. Приложения и документы – файлы операционной системы.
Документ– любая, содержащаяся в файле совокупность данных (текст,
таблица, рисунок и т.д.)
Приложение – программа, предназначенная для решения конкретной
задачи.
К элементам
управленияотносятся:кнопка,
переключатель,
выключатель, флажок, поле, поле со списком, вкладки и т.д.
Основные приемы управления с помощью мыши:
· Щелчок – быстрое нажатие отпускание левой копки мыши;
· Двойной щелчок – два щелчка, выполненные с малым интервалом
времени между ними;
· Щелчок правой кнопкой – то же самое, что и щелчок, но с
использованием правой кнопки;
· Перетаскивание – выполняется путем перемещения мыши при нажатой
левой кнопке (сопровождается перемещением экранного объекта);
· Протягивание мыши – выполняется, как и перетаскивание, но при этом
происходит не перемещение объекта, а изменение его формы;
· Специальное перетаскивание – выполняется как и перетаскивание, но
при нажатой правой кнопке, а не левой;
· Зависание – наведение указателя мыши на значок объекта или на
элемент управления и задержка его на некоторое время (при этом обычно
82
появляется всплывающая подсказка, кратко характеризующая свойства
объекта).
Виды окон.
Окно
папки
-это
контейнер,
содержимое
которого
графически
отображает содержимое папки. Кроме окон папок имеются и другие типы
окон: диалоговые окна (окна запросов), окна справочной системы,
программные окна (окна приложений), вторичные (дочерние окна).
В строке заголовка программных оконвыводится название программы и
есть строка меню и кнопки сворачивания, у вторичного окна – выводится
описание выводимой информации, например, имя документа, строки
меню в них нет.
Диалоговые окна –служат для настройки параметров ОС или
приложения, а также выводит необходимые в процессе работы
сообщения. Диалоговые окна всегда выводятся поверх других окон
программы. Обычно при появлении окна запроса никакая работа с
данной программой невозможна до ответа на запрос и закрытия окна
запросов. Эти окна не могут менять размер, у них нет кнопок
сворачивания и разворачивания. В состав диалоговых окон входят
различные элементы управления: вкладки, кнопки, текстовые поля,
списки, переключатели, флажки, счетчики, ползунки, контекстные
меню.
83
Лекция 10
Медицинская информатика: определение , предмет, основные цели
Цели лекции:
Учебные:
Знать
определение информатики, медицинской информатики;
задачи медицинской информации
основные направления развития медицинской информатики;
основные свойства информации;
понятие дискретных и аналоговых данных
стандарты медицинских данных;
Воспитательные:
- Заинтересовать учащихся в изучении информатики как предмета,
необходимого в практической деятельности современного специалиста.
- Убедить, что владение компьютером и информационными технологиями –
элемент технической культуры современного специалиста.
Основы медицинской информатики
Медицинская
информатика –
наука,
изучающая
закономерности
информационных процессов в медико-биологических системах и способы
внедрения информационных технологий в медицинскую практику.
Являясь дисциплиной современной эпохи, как и многие фундаментальные
медико-биологические науки, медицинская информатика возникла на стыке
целого ряда дисциплин: Философии, Физики, Математики, Теории
вероятностей, Биологии и медицины, Кибернетики.
Предметом изучения медицинской информатики являются информационные
процессы в медико-биологических системах и информационные медицинские
технологии.
Перед медицинской информатикой стоят следующие основные цели:
1. Изучение закономерностей информационных процессов в медико-биологических
системах;
2. Синтез теоретического фундамента (гипотез, теорий, законов, правил);
3. Создание новых информационных технологий на основе теоретического
фундамента;
4. Поиск путей внедрения информационных технологий в медицинскую практику.
Медицинская информатика – это прикладная медико-техническая наука,
являющаяся результатом перекрестного взаимодействия медицины и
84
информатики: медицины поставляет комплекс задача – методы, а информатика
обеспечивает комплекс средства – приемы в едином методическом подходе,
основанном на системе задача – средства – методы – приемы.
Учитывая, что МИ является одним из прикладных видов информатики, МИ
можно представить состоящей из двух разделов: общей, базовой информатики
и собственно медицинской информатики.
Общая информатика рассматривает аппаратное и программное компьютерное
обеспечение, принципы создания компьютерных систем, общие для всех
приложений информатики.
Собственно
медицинская
информатика
рассматривает
медицинские
приложения информационных технологий. Причем как использование
стандартных, универсальных средств информатики для решения медицинских
задач, так и специальные медицинские информационные технологии и
системы.
Информатика - это наука, изучающая законы, методы и способы
накопления, передачи и обработки информации при помощи ЭВМ.
В старину люди пользовались простейшими средствами вычисления: пальцами
рук и ног, фалангами пальцев рук. Простейшими техническими устройствами
были деревянные палочки с зазубринами, которые назывались бирками. Потом
появились абаки – это доска, покрытая порохом, на которой легко было делать
пометки, или углубления куда складывались камушки.
Вычислительные
устройства
исторично
делят
на
механические,
электромеханические и электронные.
Механические устройства. В 1614 году Джон Непер (1550-1617) изобрел
логарифмы. Через шесть лет была создана логарифмическая линейка, которая
давала возможность быстро, правда приближенно, умножать и делить числа.
В 1623г. немецкий астроном Вильгельм Шикард изобрел механическую
вычислительную машину, но она сгорела. Сохранилась машина, которую
сконструировал в 1642 году француз Блез Паскаль (1623-1662). Эта машина
даже сегодня может складывать и отнимать многозначные числа точно, без
ошибок. В конце XVII столетия немецкий ученый Готфильд Лейбниц (16461716) усовершенствовал устройство Паскаля. Новая машина выполняла
операции умножения и деления. Модернизированная машина дошла до наших
дней в виде арифмометров.
Первый шаг до современных компьютеров сделал английский математик
Чарльз Беббидж (1792-1871), который создал аналитическую вычислительную
машину. Машина выполняла сложнейшие арифметические задачи. Основы
идей Беббиджа – устройства ввода-вывода, память и арифметическое
устройство – были настолько хорошо разработаны, что когда через сто лет
появился первый компьютер, он сильно напоминал аналитическую машину.
Так в состав аналитической машины устройство для хранения исходных
данных и результатов называлось «складом». Операции над числами, взятыми
из «склада», выполнялись устройством, которое называлось «фабрика»
85
(«мельница»). Управление всеми процессами вычислений осуществлялось
устройством «контора».
Именно Чарльзу Беббиджу принадлежит идея организации работы
вычислительной машины по заранее разработанной и введенной в память ЭВМ
последовательности
команд
(программе).
Первую
программу
для
аналитической машины Чарльза Беббиджа разработала Ада Августа Лавлейс,
дочь знаменитого поэте лорда Байрона. Она же убедила Беббиджа в
необходимости использования в его машине двоичной системы счисления.
Электромеханические машины. В конце ХІХ – в начале ХХ вв. были
изобретены электрические вычислительные машины. Американец Герман
Голерит (1860-1929) сконструировал машину-табулятор, которая обрабатывала
информацию, занесенную на перфокарты. Обрабатывание результатов
переписи населения США в 1890 году с помощью таких табуляторов
засвидетельствовало их высокую эффективность. После этого Голерит основал
фирму, которая изготовляла табуляторы.
Электронные машины. Во время второй мировой войны профессор Джон
Атанасов и его ассистент Клиффорд Берри (США) для создания логических
схем с успехом использовали электронные лампы и создали первую
электронную вычислительную машину, которая называлась "АВС". Первую
универсальную электронную вычислительную машину сконструировано в
США в 1946 году под руководством Джона Моучли и Преспера Эккерта.
Американский математик Джон фон Нейман (1903-1957) обобщил и
сформулировал принципы работы ЭВМ, которые были использованы Д.
Эккертом и Дж. Моучли. Основные из них:
принцип программного управления, который предполагает, что любая
поставленная задача реализуется процессом в полном соответствии с
программой, которая составлена заранее и введена в память компьютера
принцип независимой памяти – команды представляются в числовом виде и
хранятся в том же запоминающем устройстве, что и обрабатываемые с их
помощью данные
принцип использования двоичного кодирования, благодаря которому команды,
адреса памяти и данные хранятся и обрабатываются в виде двоичных чисел.
Информатика внедрялась в медицину с нескольких независимых направлений:
лаборатории и группы, занимающиеся медицинской кибернетикой;
производители медицинской аппаратуры;
медицинские информационно-вычислительные центры;
руководители медицинских учреждений, самостоятельно внедрявшие новую
технику.
У истоков отечественной медицинской информатики стояли крупные
руководители науки и медицины, которые активно способствовали ее
развитию, такие как В.И.Бураковский (кардиохирург, лечение врожденных
пороков сердца у детей раннего возраста), А.А.Вишневский (хирург, труды по
86
местной анестезии, искусственному кровообращению при операциях на
сердце), Е.В.Майстрах, В.В.Парин, Б.В.Петровский, В.И.Шумаков, а также кто
непосредственно занимался внедрением новых технологий: Н.М.Амосов,
В.М.Ахутин, Р.М.Баевский, М.Л.Быховский и другие.
Историю развития отечественной мед информатики удобно рассматривать на
фоне развития средств вычислительной техники.
Смена поколений связана с развитием элементарной базы – электронные лампы
(І поколение), транзисторы (ІІ поколение), интегральные схемы - чипы (ІІІ
поколение), большие интегральные схемы (ІV поколение).
І поколение. Элементарной базой компьютеров были вакуумные электронные
лампы. Тысячи ламп были в металлических шкафах, которые занимали много
места. Весила такая машина десятки тонн. Для ее работы необходима была
небольшая электростанция.
Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ была создана в 1950г. под руководством
С.А.Лебедева. Это были чрезвычайно дорогие и громоздкие машины. Они
занимали целые этажи или большие здания и требовали большого штата
обслуживающего персонала (до ста человек). Ни одно медучреждение страны
ими не располагало. Но некоторые медицинские задачи решались – это задачи
по статистической обработке данных для научно-медицинских исследований, а
также предпринимались первые попытки по автоматизации процесса
диагностики. Исследования проводились с использованием перфокарт и
счетно-перфорационных
машин,
которые
относятся
к
классу
электромеханических вычислительных устройств.
В 1959г. была создана первая лаборатория медкибернетики в институте
хирургии им. А.В.Вишневского (под руководством М.Л.Быховского). В этой
лаборатории в 1961 году была установлена первая в медучреждениях СССР
ЭВМ первого поколения «Урал-2».
ІІ поколение. Элементарной базой компьютеров были транзисторы.
Транзисторы значительно меньше ламп, и расходуют меньше энергии. Поэтому
размеры компьютера уменьшились.
В 60 – 70-е появились более компактные (занимали примерно 3-4 комнаты) и
имели штат обслуживания до 20 человек. ЭВМ появились в Институте
нейрохирургии им. А.Л.Поленова («Минск-1»), Институт экспериментальной
медицины и др. Общее количество ЭВМ превысило тысячу. Развиваются
работы по консультативной диагностике и прогнозированию течения
заболеваний. Н.М.Амосовым, М.Л.Быховским, Е.В.Гублером и др. делаются
попытки создания и обработки на ЭВМ формализованной карты истории
болезни в Институте кибернетики АН УССР, создание мониторных систем в
авиационной и космической медицине. Делаются первые шаги в телемедицине:
первые опыты по дистанционной диагностике с помощью ЭВМ на базе
Института хирургии им. А.В.Вишневского. В конце 60-х годов для
координации работ в области медицинской информатики создается Главный
вычислительный центр Минздрава СССР при Институте соц.гигиены и
организации здравоохранения им. Н.А.Семашко. Одной из задач центра
87
является разработка автоматизированной системы планирования и управления
здравоохранением (АСПУ «Здравоохранение»)
ІІІ поколения – это тип ЕС и СМ (70-80-е годы). Элементарная база –
интегральные устройства. Интегральные устройства – это небольшая
пластинка из чистого кремния, на которой есть миниатюрные электрические
элементы: транзисторы, резисторы и др. Таких элементов на квадратном
сантиметре вначале было несколько тысяч. Серии СМ для своего размещения
требовала всего одну комнату и только 5 человек для своего обслуживания.
Такие машины могли позволить многие медучреждения. Появились сообщения
о первых автоматизированных системах профилактических осмотров
населения; начались работы по стыковке медаппаратуры с ЭВМ; появились
сообщения о первых мониторных системах (первая мониторно-компьютерная
система «Симфония» для слежения за состоянием больных во время
хирургических операций 1973г.) и автоматизированная система обеспечения
решений врача АСОРВ для наблюдения послеоперационных больных в палатах
интенсивной терапии. В 1978г. создана первая отечественная ИС «Педиатрия»
(ЛПМИ Ленинград) для реаниматационно-консультативного центра под
руководством Е.В.Гублера. Развиваются скрининговые системы. В 1983г. была
начата разработка АСПО детского возраста.
ІV поколение. Элементарной базой является большие интегральные средства.
Прогрессивным достижением науки явилось то, что большое количество
элементов размещалась на малом кристалле кремния. Кроме того, на одном
кристалле
кремния
разместилось
устройство,
которое
назвали микропроцессором. Это привело к появлению микрокалькуляторов,
ПК. Во второй половине 80-х годов появились персональные компьютеры, и
процесс информатизации медицины принял лавинообразный характер.
Появляется большое количество разнообразных систем для функциональных
исследований. Создаются первые компьютерные сети в медицине.
Основным типом ЭВМ стал ПК, совместимый с IBM PC.
V поколение. Элементарной базой стали сверхбольшие интегральные средства,
которые содержат сотни тысяч элементов на квадратном сантиметре. Был
преодолен рубеж 1 миллиард операций в секунду для однопроцессорных
компьютеров и 1 триллион операций – для многопроцессорных систем.
Сегодня решаются задачи природного общения пользователя и компьютера. С
этой целью уже созданы автоматы, которые читают и воспринимают
информацию на слух. Их функционирование базируется на распознавании
образов.
Таким образом, в результате почти полувекового развития мединформатики
информационные компьютерные системы стали важным инструментом
практического здравоохранения.
.
88
2. Медицинская информация, свойства информации, форма и носители
информации. Информативность медицинских данных. Дискретные и
аналоговые данные.
Информация (разъяснение, изложение) – важные факты, полученные с
данных.
Данные – результат наблюдения окружающей среды с помощью органов чувств
или приборов.
Данные — это числа, символы, слова, которые фиксируются в документах и
передаются средствами связи, обрабатываются средствами вычислительной
техники независимо от их содержания. Они статичны, легко воспринимаются и
передаются, связанные со знаниями, могут генерироваться людьми,
компьютерами, использоваться кем угодно и когда угодно.
Носители информации – это природная или искусственная среда, в которой
фиксируется информация: нейроны мозга человека, бумага, диски и прочее.
Информация сохраняется на носителях в закодированной форме.
Информационный поток, поступающий извне, отличается многочисленными
переменными параметрами: скоростью, изменчивостью, разнообразием,
определенным содержанием, избыточностью.
Информация почти никогда не используется в том самом месте, где она
возникает, и не применяется в момент возникновения. Ее нужно передавать в
пространстве и во времени, пользуясь искусственно созданными или
естественно возникшими каналами и средствами.
Поток, состоящий из отдельных сообщений, воплощенный в сигналах и
документах, движущийся в пространстве и во времени от источника
информации к получателю наз. информационным потоком.
Общая схема передачи информации была предложена американским ученым
Клодом Шенноном в 1949г. Она применена для биологических систем.
Общая схема системы передачи информации.
89
Источник информации - клетка, человек, орган - избирает для передачи
некоторое сообщение.
Устройство передачи информации - определенным образом его обрабатывает
или преобразовывает (например, голосовые связки, радиопередатчик) и готовит
к дальнейшей передачи. Преобразование информации – это процесс изменения
свойств объекта. Появление новых объектов можно интерпретировать как
процесс создания новой информации.
Информационный шум - помеха нормальному восприятию.
Устройство приема информации - радиоприемник, барабанная перепонка уха
- преобразует сигнал и восстанавливает по нему первоначальное сообщение и
передает получателю.
Канал связи - среда (воздух, нервная система) в которой непосредственно
осуществляется передача информации. Важной характеристикой каналов связи
есть пропускная способность: чем больше, тем лучше. Скорость обмена
данными через каналы связи измеряют в битах на секунду (бит/с), или килобайт
на секунду: 1 Кбит/с=1024 бит/с, 1 Кбайт/с = 8192 бит/с.
В нем действует источник помех - шум - искажающий сигнал, например,
плохое освещение или громкая музыка при чтении, неисправность мед.
аппаратуры.
Информация и шум. Не вся информация является ценной, достоверной,
полезной. Люди во все времена стараются собрать и сохранить для себя и
потомков полезную, ценную, достоверную информацию. Достоверная
информация – это факт. Совокупность фактов в данной области – это знания.
Одним из способов получения информации есть сообщение. Сообщение может
быть звуковое, письменное и др. Сообщение может нести как полезную так и не
полезную информацию. Та часть сообщения, которая не несет полезную
информацию, называют шумом. Поэтому необходимо разъединять понятия
объем текстового сообщения и количества информации в сообщении, а
сообщения нужно создавать так, чтобы шум в нем был минимальным.
Пример. Когда мы читаем книгу. Текст в ней является источником
информации. Глаза преобразуют эту информацию в сигналы, тут же по
нервным путям - каналам связи - до подкорковых зрительных центров
приемника информации. Ее потребителем является кора головного мозга.
Информативность медицинских данных.
Медицинская информация — это медицинские знания и данные. Свойства мед
информации: объективность,
полнота,
достоверность,
доступность,
актуальность, валидность (адекватность).
1. Объективность и субъективность информации. Т.к. понятие объективности
информации является относительным. Более объективность принято считать ту
90
информацию, в которую методы вносят меньший субъективный характер,
(пример, фотоснимок и рисунок).
2. Полнота информации. Характеризует качество информации и определяет
достаточность данных для принятия решений или для создания новых на
основе имеющихся. Чем полнее данные, тем проще подобрать метод, вносящий
минимум погрешностей в ход информационного процесса.
3. Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации
сигналов, но не все сигналы являются полезными - всегда присутствует уровень
посторонних сигналов, т.е. “информационный шум”.
4. Доступность информации. Мера возможности получить ту или иную
информацию
5. Актуальность информации. Степень соответствия информации текущему
моменту времени. Устаревшая информация может приводить к ошибочным
решениям
6. Адекватность
информации.
Это степень
соответствия реальному
объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образоваться
при создании новой информации на основе неполных или недостоверных
данных.
Информация обладает еще рядом свойств:
1. Дает знания об окружающем мире, которых в рассматриваемый точке
пространства и в определенный момент не было.
2.Сама по себе не материальна, но неотрывна от ее материальных носителей.
3. Может быть заключена в знаках, символах, как таковых или в их сочетаниях
(словах), например, в буквах (Т,Р,О,C) из которых можно складывать
различные слова: рост, трос и т.д.
4. Знаки, символы, сигналы и др. носители информации дают
информацию лишь для пользователя способного их распознать.
6. Имеет ценность.
Именно объективность, полнота, достоверность, доступность, актуальность
характеризуют информативность медицинских данных. Например, кривые
ЭКГ, ЕЕГ характеризуются исключительной информативностью для
установления диагноза и принятия решений. Валидность (от лат. validus —
сильный, крепкий) играет в теории информации узловую роль. В первую
очередь — это надежность информации, обоснованность и адекватность,
отсутствие в ней ошибок. Например, фармакологические свойства данного
препарата должны приниматься как обоснованы надежные сведения, то есть
они должны быть валидными. Именно информативность и валидность
медицинских данных делают их ценными в каждому конкретному случаю
медицинской практики. Поэтому именно этим свойствам медицинской
информации — информативности и валидности — уделяется особенное
внимание.
Медицинские знания — это выводы многовековой деятельности человека,
сформированные и воссозданы в медицинских науках. Со стороны
информатики медицина не является конкретной наукой, то есть в медицинских
91
знаниях мало прослеживается количественных законов, выраженных в
формулах. В то же время проблем и заданий профилактики, диагностики и
лечения медицинские дисциплины выдвигают достаточно много. Поэтому
написание ППЗ для медицинских предметных отраслей является более
сложным заданием, чем написание ППЗ для дисциплин, приближенных к
точным наукам (вспомните уроки программирования в школе, когда как
условия использовались четкие задачи из математики, физики, химии). Выходя
из заданий, которые выдвигаются медицинскими знаниями, специалисты в
отрасли мединформатики применяют для их решения не только классическую
математику (алгебра, теория чисел, геометрия и др.), но и разделы прикладной
математики (математический анализ, вероятностно-статистические подходы,
математическое моделирование и др.). Согласно этим методам медицинская
информатика решает задания, которые генерируются медицинскими знаниями,
и имеет как специфическое, так и универсальное ППЗ. ППЗ состоит из разных
МИС: справочно-информационных, разнообразных диагностических программ,
программ моделирования и системы распознавания, экспертных систем,
программ визуализации в компьютерных диагностических комплексах.
Медицинские данные — факты и сведения, которые воссоздают явления и
процессы физиологичного, анатомического, химико-биологического характера,
что непосредственно касаются медицины и здравоохранения. Они являются
первичным материалом, сырьем для дальнейшей обработки. Это и фактическая
медицинская информация, которая непосредственно обрабатывается
компьютером.
Любой
набор
данных,
систематизированных
и
взаимоорганизованных для быстрого поиска, формирует Базы данных и Банки
данных.
Сбор медицинских данных является непростым заданием. В ходе лечебнодиагностического процесса информационные потоки большие и сложно
организованы. Участники лечебно-диагностического процесса передают друг
другу большое количество сведений об объекте этого процесса — пациенте.
Дискретные и аналоговые медицинские данные. Медицинские данные в
связи со значительными объемами и разнообразием типы подлежат
систематизации. По способу обработки на ПК медицинские данные разделяют
на дискретные и аналоговые. Понятия дискретности, прерывистые известно из
курса математики (прерывистость функции) и физики (дискретность
корпускулярной теории света, квантовой теории).
Аналоговый способ реализуется с помощью непрерывных плавных сигналов.
Плавным сигналом есть звуковой сигнал, привычный электрический сигнал в
телефонной линии связи.
Цифровой способ реализуется с помощью импульсных сигналов. Импульсные
сигналы проходят в электрических кругах компьютера, в цифровой линии
связи.
Во время пересылки аналогового сигнала линии связи практически не могут
убрать физический шум (шум в телефонной трубке, шипение пластинки или
старой магнитофонной кассеты). Сторонние шумы в цифровых устройствах
92
есть, однако они не влияют на качество создания информации, поскольку
цифровые устройства не фиксируют и не реагируют на низкие напряжения,
которые отвечают шумы (компакт-диски, цифровые лазерные проигрыватели,
цифровое телевидение).
Устройства, которые используют для передачи информации на расстоянии –
телефон, модем, телетайп, факс.
Дискретные медицинские данные - это данные, которые вводятся в
компьютер с клавиатуры, т.е. тексты, цифры, знаки, которые требуют известной
цифровой обработки. Это может быть:
Жалобы, низкие клинические параметры, которые характеризуют общее
состояние больного
Результаты лабораторных исследований
Результаты инструментальных исследований
Диагнозы
Медицинская документация и пр.
Аналоговые медицинские данные включают:
Непрерывные кривые медико-биологические параметры, полученные с
помощью определенной аппаратуры – приборов функциональной диагностики:
реограммы,
электрокардиограммы,
электроэнцефалограммы,
кривые
температуры тела, частота дыхания, артериальное давление и пр. Эти сигналы
несут важные сведения о состояние здоровья пациента, и их расшифровывание
требует временами немедленных выводов. Расшифровывать подобную
информацию быстро и без погрешностей можно с помощью современных
компьютерных технологий;
Информационные излучения- волновые процессы разной физической природы
(инфракрасные, рентгеновские, ультразвук и пр.)которые используются в
диагностических комплексах. Информационные излучения обязательно
преобразовываются на непрерывные электрические сигналы.
Аналоговые данные не вводятся в ПК с клавиатуру. Они подаются на него с
помощью специального устройства, которые выполняет функцию
оцифровывания аналоговых сигналов. Любые данные могут быть обработаны
на ПК только с условием перевода в числовую, дискретную форму, т.е. в
цифровой код. Одним из стандартных устройств является АЦП.
АЦП – устройство, которое преобразовывает водной аналоговый сигнал на
дискретный код, т.е. цифровой
сигнал.
Обратное
преобразование
осуществляется с помощью ЦАП: при
выведение на экран изображения
внутренних
органов
в
ходе
использования методов визуализации
(УЗИ), компьютерной томографии
(КТ), получение снимков, переданных
по сети.
93
После преобразования оцифрованная информации попадает в ПК, где
обрабатывается
программным
обеспечением
и,
пройдя
обратное
преобразование с помощью ЦАП, подается на устройство вывода в виде
изображения органов, графической модели, сигнала тревоги и др. На сегодня
созданы ПК, оснащенные устройствами как прямого, так и обратного
преобразования аналогового сигнала.
число. Все команды и все данные в компьютере представлены комбинациями
битов.
Вопросы для самоконтроля
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Определение информатики, медицинской информатики;
Задачи медицинской информации
Основные направления развития медицинской информатики;
Основные свойства информации;
Понятие дискретных и аналоговых данных
Стандарты медицинских данных;
94
Лекция 11
Автоматизированное рабочее место
Вид занятия: Лекция
Цели урока:
Обучающая цель: формирование знаний о автоматизированном рабочем месте
специалиста.
Задачи:
1. Рассмотреть основные понятия автоматизированного рабочего места
специалиста;
2. Ознакомиться с примерами основных элементов АРМ специалиста;
3. Закрепление изученного материала при помощи фронтального опроса.
Развивающая цель урока: формирование и развитие коммуникативной
компетенции учащихся, умений работать самостоятельно и делать выводы.
Задачи:
1. Развивать умение работать в группе;
2. Развивать навыки самостоятельной работы с раздаточным материалом;
3. Развить способности обрабатывать и анализировать полученную информацию.
Воспитательная цель урока: Формирование познавательной активности
студентов и уважительного отношения к одногруппникам.
Задачи:
1. Воспитание аккуратности, дисциплинированности и усидчивости студентов.
Оснащённость урока:
Оборудование: 1.мультимедиапроектор
2. компьютер
3. экран
4. компьютерная презентация
5. тест в электронном и распечатанном виде
Методы и приёмы обучения: диалогический, иллюстративно –
стимулирующий, частично – поисковый, приёмы рефлексии.
Форма организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная,
групповая.
Виды работы учащихся: работа за компьютером, работа с конспектом,
групповой поиск ответов, участие в обсуждении проблем по ходу урока.
Структурно – логические связи:
Внутрипредметная связь: с темой «Персональный компьютер: назначение,
классификация. Характеристика основных устройств», «Программное
обеспечение: понятие, классификация, характеристика», «Программное
обеспечение в профессиональной деятельности техника технолога».
Межпредметные связи: с МДК.06.01 Управление структурным подразделением
организации, тема «Организация рабочего места»
95
Автоматизированное рабочее место
Возрастающие темпы информатизации общества повышают значение
вычислительной техники в управленческих процессах. Использование
возможностей современной вычислительной техники для автоматизации
процесса обработки информации позволяет увеличит производительность
труда, повысить эффективность работы с документами и ускорить обмен
управленческой информацией.
В настоящее время большое распространение получила концепция
распределенных автоматизированных систем управления, направо ленных на
локальную обработку информации. Это позволяет организовать разделение
труда управленческого персонала и автоматизировать выполнение им своих
функций. Для реализации данной идеи необходимо создание для каждого
уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих
мест на базе персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ).
Автоматизированное рабочее место (АРМ) — комплекс среди
вычислительной техники и программного обеспечения, располагающийся,
непосредственно на рабочем месте сотрудника и предназначенный для
автоматизации его работы в рамках специальности.
Автоматизированные рабочие места должны создаваться строго в
соответствии с их предполагаемым функциональным назначением. Однако
общие принципы создания АРМ остаются неизменными, к ним относят:
системность;
гибкость;
устойчивость;
эффективность.
Под принципом системности понимается следующее: автоматизированное
рабочее место должно представлять собой систему взаимосвязанных
компонентов. При этом структура АРМ должна четко соответствовать тем
функциям, для выполнения которых создается данное автоматизированное
рабочее место.
Принцип гибкости имеет огромное значение при создании современных и
эффективно работающих автоматизированных рабочих мест. Данный принцип
означает возможность приспособления АРМ к предполагаемой модернизации
как программного обеспечения, так и технических средств. В настоящее время,
когда скорость устаревания программных и технических средств постоянно
96
растет, соблюдение данного принципа становится одним из важнейших
условий при создании АРМ.
Для обеспечения принципа гибкости в реально работающих
автоматизированных
рабочих
местах
все
подсистемы
отдельно
взятого АРМ выполняются в виде отдельных, легко заменяемых модулей.
Чтобы при замене не возникало проблем несовместимости, все элементы
должны быть стандартизированы.
Большое значение имеет принцип устойчивости. Он заключается в
выполнении заложенных в АРМ функций, независимо от воздействия как
внутренних, так и внешних факторов. При возникновении сбоев
работоспособность системы должна быстро восстанавливаться, неполадки
отдельных элементов должны легко устраняться.
Принцип эффективности подразумевает, что затраты на создание и
эксплуатацию системы не должны превышать экономическую выгоду от ее
реализации. Кроме того, при создании АРМ надо учитывать, что его
эффективность будет во многом определяться правильным распределением
функций и нагрузки между работником и машинными средствами обработки
информации, ядром которых является ПЭВМ. Только при соблюдении этих
условий АРМ становится
средством
повышения
не
только
про
изводительности труда и эффективности управления, но и социальной
комфортности специалистов.
Практический опыт использования АРМ как одного из элементов
Распределенных систем управления позволяет выделить следующие требования
к эффективно и полноценно функционирующему автоматизированному
рабочему месту:
своевременное
пользователя;
удовлетворение
информационных
потребности
минимальное время ответа на запросы пользователя;
адаптация к уровню
выполняемых им функций;
подготовки
пользователя
и
специфике
возможность быстрого обучения пользователя основным приемам
работы;
надежность и простота обслуживания;
дружественный интерфейс;
возможность работы в составе вычислительной сети.
97
Рассмотрим структуру автоматизированного рабочего места и связи между
его составными частями.
Как показано на схеме, АРМ состоит из технических и программных
средств вычислительной техники, а также необходимой методик ческой
документации, позволяющей пользователю эффективно взаимодействовать с
данными средствами.
Используемая литература:
1. Информатика и ИКТ / М.С. Цветкова, Л.С. Великович. – 5-ое изд., стер. – М.:
Издательский центр «Академия», 2013г.
ЦОР:
1. http://info-tehnologii.ru/vid_inf/inf_upr/arm/index.html
2. http://www.kazedu.kz/referat/189652
98
Лекция 12
Информационные технологии и их применение в медицине
ИТ в медицине: государство никак не перейдет от теории к практике.
Вопросам информатизации сферы здравоохранения в Российской Федерации, к
сожалению, до сих пор не уделяется должного внимания. Несмотря на то, что
руководителями отрасли на самом высоком уровне признается необходимость
повышения качества медицинского обслуживания, и ведущая роль ИТ в этом
процессе является очевидной, информатизация ЛПУ пока носит разрозненный
характер.
Внедрение в государственных медицинских учреждениях современных
информационных систем не равномерно и происходит исключительно по
инициативе наиболее продвинутых в вопросах информатизации руководителей
ЛПУ. Несколько иначе обстоят дела в коммерческих и ведомственных
лечебных учреждениях, где на первое место выходят вопросы
конкурентоспособности, рентабельности и повышения качества оказываемых
услуг. Здесь решение вопросов информационно-технологического оснащения
зачастую заложено в план развития клиники еще на стадии ее проектирования и
строительства.
Информатизация от министерства
Некоторое усиление внимания Минздравсоцразвития РФ к вопросам
информатизации было отмечено в 2008 году, когда в министерстве вместо
существовавшего ранее в рамках департамента анализа и прогноза развития
здравоохранения и социально-трудовой сферы информационно-аналитического
отдела был создан департамент информатизации. Одной из причин роста
интереса к этому направлению явилась необходимость сбора данных в рамках
предоставления отчетности в соответствии с указом президента России от 28
июня 2007 года № 825 "Об оценке эффективности деятельности органов
исполнительной власти субъектов Российской Федерации".
Статистика негативных последствий отсутствия актуальной, оперативной
медицинской информации широко известна во всем мире. В нашей стране
такими данными пока не располагает никто, включая профильные ведомства.
Однако некоторые исследования в этой области все-таки проводились. По
данным Минздравсоцразвития РФ, при традиционной системе медицинского
обслуживания 39% времени врача тратится на ведение медицинской
документации и 50% – на поиск информации. Внедрение автоматизированной
системы позволяет увеличить поток больных на 10-20%, уменьшить время
постановки диагноза на 25%, снизить время ожидания пациентом очередной
процедуры в 2 раза и время поиска информации в 4 раза 1 .
Екатерина Какорина, заместитель директора департамента развития
медицинской помощи и курортного дела Минздравсоцразвития РФ, со ссылкой
99
на исследование Ralf Corporation привела данные о том, что использование
современной информационно-технической инфраструктуры в здравоохранении
в мире могло бы ежегодно экономить до 165 млрд долл за счет снижения
длительности пребывания больного в стационаре, своевременного проведения
анализов и сокращения административных расходов.
Информационные технологии могут с успехом применяться в различных
областях современной медицины. Например, в сфере обеспечения безопасности
пациентов современные автоматизированные системы способны усилить
контроль качества и безопасности лекарственных средств и медицинских услуг,
снизить вероятность врачебных ошибок, предоставить скорой помощи средства
оперативной связи и доступа к жизненно важной информации о пациенте.
Современные технологические решения в состоянии обеспечить свободный
доступ к службам здравоохранения вне зависимости от места проживания
пациента, значительно повысить доступность высокотехнологичных
медицинских услуг, медицинской экспертизы.
Кроме того, без ИКТ практически невозможно решить задачу обеспечения
доступа населения к достоверной медицинской информации. Речь идет о
публикации административных регламентов оказания госуслуг в сфере
здравоохранения; создании информационных центров и "горячих линий" для
населения; медицинских информационных ресурсов в интернете, в том числе
для целевых групп населения; сертификации частных медицинских
информационных ресурсов в интернете; информировании населения о качестве
медицинских услуг, оказываемых частными организациями; публикации
информации о центрах донорских материалов.
Информационные технологии могут найти себе применение и в области
предупреждения болезней и других угрожающих жизни и здоровью состояний.
Это достижимо посредством мониторинга, анализа и прогнозирования
эпидемиологической ситуации в стране; создания межведомственных систем
обеспечения
ветеринарного,
фитосанитарного,
радиологического,
экологического и иных видов контроля; разработки программ по работе с
населением и работодателями, направленных на профилактику заболеваний.
Незаменимы ИТ и с точки зрения повышения квалификации медицинского
персонала. Это возможно с помощью внедрения программ дистанционного
обучения и переподготовки медицинских кадров; разработки курсов по
информатике для студентов медицинских вузов; разработки программ
стимулирования использования ИКТ в медицинских учреждениях; обеспечения
доступа медицинских работников к профессиональным медицинским ресурсам,
включая электронные справочники лекарственных средств, заболеваний и т.д.;
внедрения программ национального кадрового мониторинга.
Наконец, повышению эффективности здравоохранения будут способствовать
внедрение безбумажного документооборота; разработка и внедрение типовых
автоматизированных информационных систем для государственных лечебнопрофилактических и других медицинских учреждений; создание единой
100
информационной системы органов государственной власти, уполномоченных в
сфере здравоохранения и социального обеспечения населения.
Основные проблемы автоматизации здравоохранения
О проблемах автоматизации российского здравоохранения на протяжении уже
нескольких лет говорится со всех трибун. Среди основных направлений,
заслуживающих здесь особого внимания, – ведение историй болезни пациентов
в бумажном виде, низкий уровень автоматизации документооборота в целом,
отсутствие возможности обмена первичными данными, а также отсутствие
стандартов на хранение и обмен первичными данными. Специалисты отмечают,
что существующие в ЛПУ ИТ-приложения несовместимы либо ограниченно
совместимы, персонал и пациенты имеют неполный доступ к медицинским
информационным ресурсам (к первичным данным, реестрам, справочникам),
зачастую они недостаточно подготовлены к использованию ИТ, и, что самое
главное, у работников здравоохранения и руководителей медицинских
учреждений отсутствуют стимулы к использованию информационных
технологий.
Представители ведомств, отвечающих за вопросы здравоохранения и
социального развития, отмечают ограниченный доступ, а то и вовсе отсутствие
первичных данных о заболеваниях и санитарно-эпидемиологической ситуации,
а также требований и первичных данных о качестве оказания медицинских
услуг и поставляемого медицинского оборудования и лекарственных средств.
Они
свидетельствуют
об
ограниченности
межведомственного
информационного
взаимодействия;
низком
уровне
автоматизации
территориальных органов государственной власти, уполномоченных в сфере
здравоохранения и социального обеспечения; лоскутности автоматизации
уполномоченных федеральных органов государственной власти; отсутствии
доступа населения к регламентам оказания медицинских услуг.
Одной из серьезнейших проблем сегодня является низкий уровень
оснащенности ЛПУ компьютерным оборудованием. В настоящее время из 100
человек, работающих в здравоохранении, только 3-4 имеют доступ к ПК.
Несколько более благоприятные условия сложились в Москве и СанктПетербурге, где из 100 занятых в медицине человек компьютером пользуются
8-10 сотрудников медучреждений.
Неблагоприятным для внедрения ИТ в отрасли остается кадровый состав ЛПУ.
Молодежь неохотно идет в медицину, причем во многом в силу того, что,
помимо лечения пациентов, значительную часть своего рабочего времени врачи
вынуждены тратить на оформление документации и составление отчетности
вручную. В итоге, в настоящий момент порядка 30% врачей и 25% медсестер –
это специалисты пенсионного возраста, 58% врачей и 63% медсестер –
специалисты в возрасте от 30 до 60 лет и только 12% медперсонала моложе 30
лет.
По данным Минздравсоцразвития РФ, 30% медработников не повышали свою
квалификацию более пяти лет, а коэффициент совместительства в российских
медицинских учреждениях, отражающий нехватку медперсонала, составляет от
101
1,4 до 1,6. В тоже время число врачей, умеющих пользоваться компьютером,
постоянно растет – если в 2002 году их доля была на уровне 60%, то в 2006
году она увеличилась до 80%. При этом 35% врачей используют интернет как
источник профессиональной информации.
Что касается профиля используемых компьютерных систем, то, как отметил
Михаил Эльянов, президент АРМИТ, около 50-55% составляют системы для
бухгалтерии, кадров, сбора и обработки статистики, 22-24% решают задачи
ОМС, доля же собственно медицинских систем не превышает 16-17%. Эти
данные были собраны в Москве. Судя по всему, на периферии ситуация еще
хуже. Таким образом, о компьютеризации именно медицины в большинстве
случаев говорить не приходится. Скорее, речь идет о компьютеризации
административных служб.
Единое информационное пространство – слова или реальность?
Высокопоставленные представители регулятора отрасли уже не первый год
говорят о создании единого информационного пространства здравоохранения.
Для этого необходимо разработать электронные паспорта медицинских
учреждений, медицинского персонала, медицинской техники и лекарственных
средств, поставщиков медицинского оборудования и лекарственных средств.
Необходимо создать единые классификаторы заболеваний и симптомов,
медицинской техники и лекарственных средств, процедур, результатов
лабораторных исследований, донорских материалов. Кроме того, необходимо
сформировать вычислительную и телекоммуникационную инфраструктуру,
унифицировать форматы обмена данными, разработать необходимое
программное обеспечение.
Единое информационное пространство здравоохранения РФ
Источник: Минздравсоцразвития РФ, выступление Какориной Е.П. на
конференции "ИТ в медицине", 18-19.10.2007
Создание единого информационного пространства здравоохранения позволит
наладить процессы учета, лицензирования и сертификации в области
медицины, а также процесс сбора и обработки статистических данных;
контролировать взаиморасчеты между ЛПУ и страховыми компаниями, а также
финансирование в области социального обеспечения граждан; ввести
электронный документооборот и упорядочить с его помощью обмен
информацией между ведомствами. Работники системы здравоохранения
получат возможность выписывать направления на лабораторные обследования
в online-режиме, результаты которых будут возвращаться также в электронном
виде; предоставлять необходимые выписки пациентам в электронном виде;
выписывать электронные рецепты и оперативно выявлять имеющиеся
противопоказания; проводить дистанционные консультации и консилиумы.
Широкое распространение должны получить пластиковые карты, электронные
браслеты в стационарах, электронные истории болезни. Появится возможность
внедрения типовых интегрированных приложений для медицинских
учреждений и браузеров для доступа пациентов.
102
Одна из первостепенных задач – создание автоматизированных систем
хранения и доступа к графической информации (рентген, томограмма, ЭКГ и
т.д.) и информации о наличии донорского материала, а также предоставление
услуг по интерпретации результатов обследований и организации электронной
очереди на донорский материал.
103
Лекция 13
Телемедицина
К системе телемедицины как к глобальному понятию в настоящее время
относят:
медицинские организации с их профессиональными и информационными,
образовательными ресурсами, медицинскими диагностическими устройствами,
базами данных, а также пользователи системы и др.,
технические средства доступа в телекоммуникационные сети,
каналы связи и сетевые средства;
датчики и другие преобразователи медицинской информации в цифровые
электрические сигналы для передачи по каналам связи.
Определены основные задачи телемедицины:
1. Профилактическое обслуживание населения.
2. Снижение стоимости медицинских услуг.
3. Обслуживание удаленных субъектов, устранение изоляции.
4. Повышение уровня обслуживания.
Направления телемедицины
Основные направления применения телемедицинских технологий определены
нормативно (Приказ МЗ РФ №344/76 от 27.08.2001 г. «Об утверждении
концепции развития телемедицинских технологий в Российской Федерации и
плана ее реализации).
1. Телемедицинская
консультация
/
теленаставничество (связь
организуется по схеме «точка–точка», что обеспечивает обсуждение больного
лечащим врачом с консультантом или методическую помощь специалиста,
преподавателя врачу или студенту).
2. Телемониторинг (телеметрия) функциональных показателей (связь
организуется по схеме «много точек–точка», когда данные многих пациентов
передаются в консультативный центр).
3. Телемедицинская лекция / семинар (связь организуется по схеме «точка–
много точек», при которой лектор может обращаться ко всем участникам
одновременно, а они, в свою очередь, могут обращаться к лектору, при
отсутствии возможности общаться друг с другом).
4. Телемедицинское совещание / консилиум / симпозиум .
Варианты телемедицинских консультаций
В зависимости от участников и используемых средств различаются следующие
варианты телемедицинских консультаций:
1. Врачебная телемедицинская консультация (специалист консультирует
врача с больным / врача без больного).
104
Объект телеконсультации – клинический случай конкретного пациента или
данные клинического обследования.
В зависимости от консультационной поддержки используют термины:
телеонкология, телеофтальмология, телегистология и др. Выделяют
направление «телехирургия и дистанционное обследование», которое
развивается в двух направлениях:
1) дистанционное управление медицинской аппаратурой в интерактивном
режиме во время диагностических манипуляций;
2) дистанционное проведение лечебных воздействий, хирургических операций
на основе использования дистанционно управляемой робототехники.
2. Телемедицинское функциональное/лабораторное обследование передача
объективных данных о больном с медицинской аппаратуры. Телемедицинские
системы динамического наблюдения используют для контроля за пациентами,
страдающими хроническими заболеваниями, в условиях стационара или на
дому.
Выделено
даже
самостоятельное
направление «домашняя
телемедицина».
3. Советы спасателям (врач-специалист консультирует сотрудников
мобильных спасательных отрядов). Сюда относят внедрение телемедицины в
практику оказания неотложной медицинской помощи и обеспечения
выживания в чрезвычайных ситуациях – телемедицина ургентных
состояний или ургентная телемедицина.
4. Советы населению (предоставление жителям возможности советоваться с
врачом).
ИСТОРИЯ ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ
Существует множество различных точек зрения на происхождение
телемедицины как явления. Одной из них является утверждение о том, что
телемедицина появилась на заре цивилизации и развивалась параллельно
совершенствованию наук о здоровье человека вместе с совершенствованием
технологий передачи информации. Это утверждение иллюстрируется такими
высказываниями как: первая дистанционная передача медицинской
информации состоялась, когда человеческий пращур провалился в яму,
вырытую им же самим для мамонта, и взывал оттуда о помощи к
соплеменникам. Видимо, ему помогли, предварительно сообщив дистанционно, то есть в ту самую яму, некоторые медицинские рекомендации. Известно,
что в дошедших до наших времён манускриптах описывается, как в древнем
Китае специалисты могли поставить диагноз пациенту по его пульсу. Часто, в
силу культурных традиций того времени, врач не имел права не только
прикасаться, но и видеть пациента. Биение пульса в те далёкие времена
определялось по содроганию нити, привязанной к запястью пациента. А сам
пациент находился при этом в другом помещении. Однако все примеры
подобного рода можно отнести, скорее, к историческим предпосылкам воз105
никновения телемедицины. Иногда приходится слышать, что телемедицина
возникла с появлением телефона. Действительно, не кто иной, как сам
Александр Белл – изобретатель телефона, используя своё изобретение, впервые
вызвал к себе доктора. Но и такое нововведение, как телеграф, не обошло своим
влиянием телемедицину – в начале ХХ века его использовали для передачи
медицинских данных. В Швеции в 1905 году была осуществлена передача
сигнала электрокардиограммы по телефонным линиям связи, а с 1922 года в
университетском госпитале Готтенбурга по радиоканалам проводились
медицинские консультации моряков, находившихся в плавании; с 1935 года
аналогична служба работает в Италии.
В 1959 году в США была проведена телевизионная консультация
психиатрического больного, в том же году в Канаду было передано
изображение флюорограммы лёгких. Первые попытки передачи медицинских
сигналов и изображений в США и в СССР были начаты в конце 50-х начале 60х годов. Первыми шагами телемедицины как дистанционной диагностики
можно считать телеметрическую запись физиологических показателей у
первых космонавтов, а также первые данные им медицинские советы. Уже во
время полётов Ю.А. Гагарина и Г.С. Титова телеметрически регистрировались
ЭКГ в одном и двух грудных отведениях, а также пневмограммы. В
дальнейшем была введена регистрация сейсмокардиограммы, разработаны
специальные методы и аппаратура для дистанционной регистрации основных
физиологических и биохимических параметров организма человека в условиях
космического полёта, для передачи этой информации на землю и принятия
своевременных мер по коррекции возникающих нарушений. В СССР в 60–70-х
годах начались опытные работы по передаче медицинских данных. В институте
хирургии им. А.В. Вишневского РАМН проводили первые клинические
испытания по дистанционной диагностике врождённых пороков сердца и
других заболеваний с использованием ЭВМ (УРАЛ-2), связанной
телеграфными линиями с медицинскими учреждениями Ярославля,
Владивостока и Хабаровска. Известность получили работы по передаче на
расстояние электрокардиограмм по телефонным линиям для срочной
консультации в кардиологических центрах с использованием специальных
отечественных систем «Волна» и «Салют» (З.И. Янушкевичус, Э.Ш. Халфен,
Т.С. Виноградова, П.Я. Довгалевский и др.). В 1965 году американский
кардиохирург М. ДеБэйки, используя спутниковый канал связи,
консультировал ход операции на сердце, выполняемой в Женеве (Швейцария).
С 70-х годов в США осуществлялась передача данных через средства
космической связи между медицинскими центрами Аризоны, Бостона, Канады.
Первым крупномасштабным применением телемедицинских методов в России
по праву считаются осуществленные под эгидой советско-американской
рабочей группы по космической биологии и медицине телемедицинские
«мосты», позволившие провести более 300 клинических консультаций
пострадавших от землетрясения в Армении в 1988 году и взрыва газопровода в
Уфе в 1989 году. Они включали одновременную аудио-, видео- и
106
факсимильную связь между зонами бедствия, московскими клиниками и
четырьмя ведущими медицинскими центрами США. За 12 недель работы
телемостов было проведено 34 видеоконференции длительностью по 4 часа, в
которых принимали участие специалисты Армении, Башкирии, Москвы (247) и
США (175). Всего было рассмотрено более 200 клинических случаев по 20
специальностям. Причем эти случаи являлись типичными для более четырех
тысяч пациентов, находившихся под наблюдением врачей-участников
видеоконференции. В результате вносились значительные изменения в
диагностический и лечебный процесс, внедрялись новые лечебные методики,
передавалось значительное количество медицинской информации. Так, был
изменён диагноз в 33 %, рекомендованы дополнительные диагностические
меры в 46 %, изменена тактика лечения в 21 % и внедрены новые методики
лечения в 10 % случаев. Успехи телемедицины определяются уровнем развития
систем связи и вычислительной техники. Сегодня они позволяют
зарегистрировать любое изображение в компьютере, приготовить его для
пересылки, передать за разумное время, а если нужно, то и в реальном
масштабе времени, на любое расстояние, принять и расшифровать эту
информацию практически без потери качества и представить для совместного
обсуждения. В последний период значительные достижения в телемедицине
обусловлены тем, что на смену аналоговому телевидению пришли цифровые
каналы передачи информации, широкое распространение получили глобальные
сетевые коммуникации. Вместе с тем, многие сущностные, информационные,
методологические, организационные, технические и финансово-экономические
аспекты ещё остаются нерешёнными. Более того, локальные решения этих
вопросов становятся всё более дорогими, а потому и малоперспективными в
отношении широкого развития. Требуется значительно больший масштаб в
постановке проблемы в целом, так как только при этом можно обеспечить
технически обоснованные и одновременно социально и экономически
приемлемые решения.
Стандарты телемедицины
Помимо унификации выпускаемой медицинской аппаратуры телемедицина
выдвигает требование стандартизации самой медицинской информации,
протоколов её передачи по сетям и линиям телекоммуникаций. Проблемами
стандартизации медицинской информации занимаются многие фирмы в США и
Европе.
Существует
несколько предложений, прежде всего,
—
рекомендательный стандарт для обмена медицинской информацией Heath
Level7 (НL7), который разработан и действует в США. Данный стандарт
является добровольным и открытым для всех. По мере накопления опыта
появляются новые версии этого стандарта. Страны Европейского союза начали
разработку стандартов на передачу и хранение медицинской информации с
1995 г., результаты изложены в отчёте «Good European Heath Record Project»
(GEHR). Работы по этому проекту велись 1994–1998 гг., и объём
107
финансирования достигал 140 млн экю. В рамках этой большой европейской
программы было развёрнуто более 130 проектов по телемедицине,
медицинской информатике и стандартизации медицинской информации.
Следует отметить также стандарт в области передачи медицинских
изображений DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)
—
индустриальный стандарт для передачи радиологических и других
медицинских изображений между компьютерами и различными медицинскими
устройствами (магниторезонансный медицинский томограф, микроскопы,
рентгеновские установки и др.). Наибольшее распространение получила версия,
допускающая использование стандартных протоколов ТСР/IР не только на
платформах UNIX, но и на персональных компьютерах. На сегодняшний день
следует признать, что ключевую роль для внедрения информационных
технологий в медицине играет стандартизация. В последние десятилетия
наибольшие усилия специалистов по медицинской информатике были
сосредоточены в двух основных предметных областях: стандартизации
медицинской терминологии и стандартизации передачи медицинских данных.
Концепция функциональных стандартов подразумевает решение следующих
основных задач медицины:
1. Медицинскую информационную систему, в состав которой входили бы
только компоненты, разработанные одним производителем, создать
невозможно. Это объясняется тем, что в настоящее время большое количество
медицинской техники оснащено компьютерами со своим программным
обеспечением. Такие программы либо не имеют возможности общаться с
другими компонентами, либо могут общаться в своем формате, либо
поддерживают тот или иной стандарт обмена информацией. Введение единого
стандарта обмена информацией позволит решить эти проблемы внутри
медицинской информационной системы.
2. В настоящий момент заканчивается период автономных медицинских
компьютерных систем, которые создаются автономно отдельными
медицинскими подразделениями для решения своих задач. Наступает другой
период - период взаимодействующих между собой медицинских компьютерных
систем. Стандарты в медицинских информационных технологиях позволяют
обмениваться информацией не только внутри своей системы, но и с внешними
системами. Это обеспечит взаимодействие региональных медицинских
учреждений с крупными центрами, а так же российских учреждений с
иностранными.
3. Стандарты способствуют облегчению внедрения в медицину современных
информационных технологий. Используя программное обеспечение,
поддерживающее стандарт, медицинские учреждения будут иметь возможность
108
постепенно внедрять информационные системы, начиная с отделов, и
постепенно создавать системы большого масштаба.
4. Программное обеспечение, поддерживающее стандарты, дольше не
устаревает, легко модернизируется и обновляется, и, как показывает практика,
работает стабильнее. К тому же оно дешевле, так как введение стандартов
вызывает всплеск конкуренции.
109
Лекция 14
Информационно – поисковые системы
1. Назначение и возможности информационно-поисковых систем
Сегодня благодаря уровню развития информационных технологий появилась
возможность хранения и обработки огромных объемов данных. Но вместе с тем
найти нужную информацию не так-то просто.
Задачу оперативного поиска необходимой для пользователя информации и
призваны решать современные информационно-поисковые системы. Для
лучшего понимания возможностей и структуры таких систем познакомимся с
некоторыми основополагающими понятиями.
ВНИМАНИЕ________________________________________________________
_____________________
Информационная система — вычислительная система, предназначенная для
хранения, поиска и выдачи информации по запросам пользователей (людей и
программ).
Существуют информационно-поисковые системы, в которых поиск и отбор
информации осуществляется по заданным в запросе признакам или условиям, и
информационно-справочные системы, работающие в интерактивном режиме и
обеспечивающие пользователей сведениями справочного характера
Когда процесс обработки данных в информационной системе сводится, в
основном, к процедурам поиска, сортировки и обновления информации, такой
процесс осуществляет информационная система поискового, или справочного,
типа (ИПС).
Разрабатывается и существует множество разнообразных ИПС. В основном
возможности таких систем сводятся к информационной поддержке принятия
решений тем или другим специалистом, поиску необходимых документов,
выдаче справок и консультаций и т. д.
2. Структура типовой системы
В наиболее общем виде любая ИПС может быть представлена как совокупность
программного комплекса (программной оболочки) и хранилища данных
(информационные массивы).
Программная оболочка включает в себя средства навигации и интерфейс,
необходимый пользователю для работы с информационными массивами. В
свою очередь, информационное хранилище представляет собой одну или
несколько тематических баз данных (например, база по законодательству
110
Российской Федерации, база по международному праву и т. д.). Структурная
схема такой системы приведена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема типовой системы
3. Информационно-поисковые системы
Среди ИПС, представленных на отечественном рынке, большой популярностью
пользуются программные продукты, трех фирм: «Гарант», «Кодекс» и
«Консультант Плюс». Фирмы «Кодекс» и «КонсультантПлюс» поддерживают
сервера с правовой информацией, с бесплатным и платным свободным
доступом к ним (www.kodeks.ru, www.cosultant.ru). Помимо перечисленных
выше, в Интернете имеются информационно-поисковые системы технического
характера, например информационная база, включающая сводную информацию
обо всех известных компьютерных вирусах, расположенная по адресу
http://www.viruslist.ru (поддерживается фирмой «Лаборатория Касперского»,
http://www.avp.ru), спра-вочно-поисковая система по пластмассам и связанной с
ними индустрии (http:// www.plastinfo.ru), и т. д. Широко распространены
прикладные ИПС — например справочная система по электронным рекламным
площадкам в Интернете (http://www.webrating.ru), база вакансий по России
(http://www.job.ru), и др.
Различают следующие виды ИПС:
профессиональные юридические системы;
отраслевые справочные системы (специализированные справочные
системы);
электронные правовые энциклопедии и справочники;
электронные обучающие системы.
Слово «профессиональные» в названии таких ИПС уже говорит о том, что по
объему хранимой и обрабатываемой в них информации, по предоставляемому
сервису они предназначены для профессиональных юристов, экономистов и
других специалистов, то есть для всех тех, кто постоянно работает с
нормативной документацией.
111
Отраслевые справочные системы предназначены для специалистов
соответствующих отраслей, указываемых, как правило, в их названии
(например, «Стройэкс-перт» или «Эксперт: Торговля»). В состав таких систем
входят как универсальные разделы по законодательству, так и
специализированные разделы нормативно-технических документов.
Электронные правовые энциклопедии и справочники представляют собой
небольшие справочные системы, созданные для определенной категории
пользователей.
В качестве примера ИПС, в которой используется более 55 000 документов из
профессиональных юридических систем, можно привести электронный
справочник «Правовая библиотека „Кодекс"» для студентов и преподавателей,
два выпуска которого на лазерных дисках выпущены весной и осенью 2003
года.
Электронные обучающие системы включают в себя курс лекций (например, по
праву), библиотеку правовых актов, которая прилагается к курсу лекций,
систему самотестирования, позволяющую обучаемому проверить, как он
усвоил ту или иную тему или весь курс.
В качестве примера электронной обучающей системы можно привести
электронный учебник «Правоведение для студентов и преподавателей
неюридических специальностей».
112
Лекция 15
Электронная медицинская карта пациента
Электронная медицинская карта
Издавна медицинские карты являются источниками новых медицинских
знаний. Исследования выписок из медицинских карт позволили обнаружить
важные медицинские причинно-следственные отношения, например, что
курение увеличивает риск раковых заболеваний, и т.д. Большинство
эпидемиологических исследований базируется на анализе медицинских карт.
Основной целью ведения медицинской карты есть содействие лечению
пациента. Медицинская карта обобщает то, что было с пациентом в прошлом, и
документирует наблюдения, диагностические выводы и планы медицинского
персонала. В определенном понимании она есть внешней памятью, к которой
специалисты здравоохранения могут обратиться в любой момент.
Медицинская карта есть также средством взаимодействия между
специалистами и врачами, между врачами и медицинскими сестрами, врачами
и пациентами и т.д. В больнице она есть основным проводником действий.
Врачи инициируют диагностические и терапевтические действия, записывая
соответствующие распоряжения на бланках рецептов и заказов (направлений).
Сотрудники, которые получают рецепты и заказ, в свою очередь, записывают
свои действия и наблюдения; например, лаборанты записывают результаты
лабораторных исследований, фармацевты регистрируют отпуск лекарства, а
медицинские сестры записывают детали своей работы с пациентами.
Амбулаторная медицинская карта помогает обеспечить последовательность
лечения от одного визита пациента к другому. Медицинская карта разрешает
медицинским работникам пересматривать данные, собранные за довольно
большие промежутки времени и самим изучать течение проблем и заболеваний
пациента.
Перейти
Медицинская карта есть основным документом, по которому можно судить, п
олучил ли пациент надлежащее лечение. В ней нередко содержится
информация о действиях медицинских работников и основания для этих
действий. Для медицинского работника, втянутого в судебное разбирательство,
содержание медицинской карты может защитить работника или
инкриминировать. Юридические требования также влияют на способы ведения
медицинских карт и на их содержание. Записи в медицинских картах должны
быть защищены от удаления и сохраняться не менее семи лет с момента
113
последнего визита пациента. Медицинские карты детей должны сохраняться до
их совершеннолетия.
Типичным недостатком бумажной медицинской карты есть ее недоступность,
то есть с картой в определенный момент времени может работать лишь один
медицинский работник. Если информация из медицинской карты сохраняется в
компьютере, то при наличии доступа к терминалу компьютера врач может
получить эту информацию за несколько секунд, вместо того, чтобы ждать
минуты и часы, необходимые для поиска и доставки бумажной медицинской
карты. Сохранение записей в электронном виде позволяет обеспечить
удаленный доступ, например, врач может пересматривать их дома. Также
возможен одновременный доступ, например, в одном кабинете медицинская
сестра может пересматривать динамические изменения артериального давления
у данного пациента, а в другом помещении врач может анализировать
результаты выполненных для этого же пациента лабораторных анализов –
ситуация, совсем невозможная при наличии только бумажной медицинской
карты.
Принципы концепции медицинских карт
Принцип 1:Обеспечение единой полной картины
Абстрактная или конкретная медицинская карта – не имеет значения, до тех
пор, пока полная карта пациента доступна через компьютер, тогда и там, когда
и где она нужна. Передается ли карта с помощью компьютерных сетей,
созданное ли какое-то хранилище информации из всех возможных источников
(больницы, кабинеты врачей, лаборатории или аптеки), каждый раз, когда она
нужна, или она вызовется только с одного конкретного хранилища (базы
данных) – это дело конструкции и внедрения.
Электронная медицинская карта должна включать в себя следующее:
- демографические данные, данные физических обзоров, оценки, результаты
проведенных исследований и результаты процедур на протяжении всей жизни
пациента;
- записи о лечение, включая все медицинские назначения, сестринские
вмешательства, терапию, замечания о ходу лечения и состояние больного при
выписке;
- дальнейшее лечение, включая назначение пациенту, плановый уход и планы
при выписке;
- средства связи со всеми пунктами помощи с указанием режима работы и
местонахождения, планов пациента и его расписания.
114
Идея электронной медицинской карты постоянная концепцией мультимедиа,
что воплощает все электронные виды информации (текст, голос, изображения,
видео и коды) и доступность из любого места. Следует отметить, что не вся
информация будет находиться в одной базе данных, она будет в
многочисленных базах данных в разных формах, временной и динамической.
Принцип 2: Оплата за информацию
Важным вопросом может стать плата работникам здравоохранения за данные и
информацию, собранную о пациенте. Данные и информация должны быть
полными и читаться компьютером соответственно определенному стандарту.
Плательщики и медицинские работники должны учитывать, что
высококачественные сведения о пациенте и информация, не менее важны, чем
деньги, персонал и средства обслуживания.
Если будет организованная система компенсации за предоставленную
информацию, медицинских работников будут иметь стимул автоматизировать
систему пользования медицинскими картами. Это повысит качество
медицинских услуг, не только благодаря предоставлению своевременного
доступа к полной информации, но и путем стандартизации определений и
элементов данных.
Вместо того, чтобы фокусировать свое внимание на плате за услугу
(компенсация медработнику за процедуру) или за постановку диагноза
(перспективная оплата, которая базируется на группах связанных с
диагностикой), плательщики должны сконцентрироваться на получении
информации о первоначальном состоянии пациента, плане лечения, состоянии
пациента и эффективности лечения. Медработники будут заинтересованы в
организации данных о пациенте таким образом, чтобы это оказывало
содействие выплате вознаграждения. Они будут также заинтересованы в том,
чтобы убедиться в действительно тщательном сборе всей необходимой
информации и выполнении всех процедур, которые требуются.
Принцип 3: Предоставление полной информации о конкретном пациенте
Данные о пациенте в электронной медицинской карте должны быть
интегрированы с необходимым объемом медицинских знаний, в данном
контексте и поддерживать принятие медицинского решения в учреждении
медицинского обслуживания. Другими словами, необходимо предоставить
специфическую информацию о пациенте медицинским работникам в том
учреждении, где принимается решения.
Интеграция данных о пациенте и медицинских знаниях, которые дает
конкретную для данного пациента медицинскую информацию, будет основой
для снижения затрат и улучшение качества лечения.
115
Принцип 4:Систематизация одной и той же информации для использования в
разных целях
Проведенное исследование электронных медицинских карт не смогло
обнаружить стандартной компьютерной карты. Слишком много пользователей
их использовали, что не дало возможности добиться консенсуса. Тем не менее,
составлен список пользователей и вариантов использования. Чтобы помочь
пациентам и медицинскому работнику принимать обоснованные решения, те
же самые данные о пациенте должны быть структурированы таким образом,
чтобы ними можно было пользоваться в зависимости от источника, проблемы
или протокола – по мере необходимости. Необходимо сформировать
автоматические динамические подборки, отобранные по источнику (например,
все данные гематологических анализов ретроспективно), по проблеме
(например, субъективные и объективные данные, связанные с возникшей
проблемой и сопоставленные со временем).
116
Лекция 16
Информационные процессы в медицине
1.Актуальность темы: Вступая в XXI век, человечество открывает новый этап
развития – информационный. Для него характерна доминирующая роль
информационных ресурсов. Информатика выходит за рамки узкой технической
дисциплины относящейся к средствам вычислительной техники и
информационных технологий. Ее центральная роль заключается в
предоставлении своего аппарата и понятийной базы другим естественным,
общественным и техническим дисциплинам, в том числе и медицине.
2. Цели лекции:
Учебные:
Знать
определение информатики, медицинской информатики;
задачи медицинской информации
основные направления развития медицинской информатики;
основные свойства информации;
понятие дискретных и аналоговых данных
стандарты медицинских данных;
Воспитательные:
- Заинтересовать учащихся в изучении информатики как предмета,
необходимого в практической деятельности современного специалиста.
- Убедить, что владение компьютером и информационными технологиями –
элемент технической культуры современного специалиста.
1. Историческая справка развития медицинской информатики. Задачи
медицинской информатики
На протяжении всей своей истории человечество овладевало веществом,
энергией, информацией.
Вещество - это все, что вокруг нас, это воздух и вода, горы и травы. Мы сами,
наше тело, мускулы и нервы, кровь и кожа.
Энергия - приводит наш мир в движение: энергия хим.реакций, энергия
солнечных лучей, электроэнергия.
Информация (разъяснение, изложение) – получение в ходе переработки
данных совокупность знаний (новых, ранее не известных сведений) об этих
данных, зависимостях между ними, описывающая отраженное в данных
наблюдаемое явление. Структура молекулы, строение пластов земли, сведения
из газет и журналов - все это информация.
117
Обмен информацией так же необходим живому, как и обмен энергией и
веществом. Человек может нормально мыслить длительное время только при
условии информационного общения с внешним миром.
Каждый из нас слышал, что информацию можно собирать, хранить, передавать,
обрабатывать и использовать.
Глядя на дорогу, по которой мы идем, мы собираем информацию с помощью
органов зрения. В нервной ткани глаза информация сложным образом
преобразуется и передается в зрительные отделы головного мозга. Здесь она
подвергается дальнейшей обработке, и результат обработки немедленно
используется: нашим мышцам поступают сигналы (информация) и мы обходим
лужи.
Еще одна система сбора и обработки информации в нашем организме - система
терморегуляции. Наша кожа содержит около 300 тыс. клеток - датчиков,
собирающих информацию о температуре тела. Собранная информация
попадает в определенные участки головного мозга - центры теплоотдачи
(управляют охлаждением тела) и теплопродукции (управляют нагреванием). В
этих центрах информация обрабатывается и в случае необходимости нагрева,
например, интенсивнее прокачивается кровь по сосудам, а для охлаждения усиливается процесс потоотделения.
Если центры теплопродукции "дезинформировать" (например, раздражая их эл.
током), то они могут разогреть тело вплоть до смертельной температуры.
Существует определение информации, как понятие, описывающее действие
одной системы на другую, при котором первая что-либо отдает, а вторая
принимает. Конкретный пример такого понимания информации является опрос
врачом больного.
С информационной точки зрения человек развивается благодаря
взаимодействию двух основных информационных потоков: генетической
информации, содержащейся в зародышевых клетках и информации, которая
поступает к нему в процессе его развития из окружающей среды. Генетическая
информация стабильна. Индивид не может изменить свой пол, рост, и др.
характеристики.
Компьютеры и вычислительные сети, в частности их венечное проявление –
Internet, являются отражением текущего технологического уровня
развития человеческой цивилизации в сфере информационных технологий.
Человечество, испытывая постоянную необходимость усовершенствования
технологий невербального хранения и передачи информации, вынуждено
использовать вычислительные, в особенности, сетевые технологии, как самое
удобное технологическое решение проблемы хранения и передачи
информации.
Появление компьютеров и компьютерных сетей – закономерное историческое
событие в развитии человеческой цивилизации.
Более совершенные информационные технологии (об их принципах сейчас
нечего нельзя сказать с определенностью) при их создании могут и должны
прийти на смену электронным технологиям, существующим в нашу эпоху.
118
Основы медицинской информатики
Медицинская информатика – наука, изучающая закономерности
информационных процессов в медико-биологических системах и способы
внедрения информационных технологий в медицинскую практику.
Являясь дисциплиной современной эпохи, как и многие фундаментальные
медико-биологические науки, медицинская информатика возникла на стыке
целого ряда дисциплин: Философии, Физики, Математики, Теории
вероятностей, Биологии и медицины, Кибернетики.
Предметом изучения медицинской информатики являются информационные
процессы в медико-биологических системах и информационные медицинские
технологии.
Перед медицинской информатикой стоят следующие основные цели:
1. Изучение закономерностей информационных процессов в медико-биологических
системах;
2. Синтез теоретического фундамента (гипотез, теорий, законов, правил);
3. Создание новых информационных технологий на основе теоретического
фундамента;
4. Поиск путей внедрения информационных технологий в медицинскую практику.
Мединформатика – это прикладная медико-техническая наука, являющаяся
результатом перекрестного взаимодействия медицины и информатики:
медицины поставляет комплекс задача – методы, а информатика обеспечивает
комплекс средства – приемы в едином методическом подходе, основанном на
системе задача – средства – методы – приемы.
Учитывая, что МИ является одним из прикладных видов информатики, МИ
можно представить состоящей из двух разделов: общей, базовой информатики
и собственно медицинской информатики.
Общая информатика рассматривает аппаратное и программное компьютерное
обеспечение, принципы создания компьютерных систем, общие для всех
приложений информатики.
Собственно медицинская информатика рассматривает медицинские
приложения информационных технологий. Причем как использование
стандартных, универсальных средств информатики для решения медицинских
задач, так и специальные медицинские информационные технологии и
системы.
Информатика - это наука, изучающая законы, методы и способы
накопления, передачи и обработки информации при помощи ЭВМ.
В старину люди пользовались простейшими средствами вычисления: пальцами
рук и ног, фалангами пальцев рук. Простейшими техническими устройствами
были деревянные палочки с зазубринами, которые назывались бирками. Потом
появились абаки – это доска, покрытая порохом, на которой легко было делать
пометки, или углубления куда складывались камушки.
119
Вычислительные устройства исторично делят на механические,
электромеханические и электронные.
Механические устройства. В 1614 году Джон Непер (1550-1617) изобрел
логарифмы. Через шесть лет была создана логарифмическая линейка, которая
давала возможность быстро, правда приближенно, умножать и делить числа.
В 1623г. немецкий астроном Вильгельм Шикард изобрел механическую
вычислительную машину, но она сгорела. Сохранилась машина, которую
сконструировал в 1642 году француз Блез Паскаль (1623-1662). Эта машина
даже сегодня может складывать и отнимать многозначные числа точно, без
ошибок. В конце XVII столетия немецкий ученый Готфильд Лейбниц (16461716) усовершенствовал устройство Паскаля. Новая машина выполняла
операции умножения и деления. Модернизированная машина дошла до наших
дней в виде арифмометров.
Первый шаг до современных компьютеров сделал английский математик
Чарльз Беббидж (1792-1871), который создал аналитическую вычислительную
машину. Машина выполняла сложнейшие арифметические задачи. Основы
идей Беббиджа – устройства ввода-вывода, память и арифметическое
устройство – были настолько хорошо разработаны, что когда через сто лет
появился первый компьютер, он сильно напоминал аналитическую машину.
Так в состав аналитической машины устройство для хранения исходных
данных и результатов называлось «складом». Операции над числами, взятыми
из «склада», выполнялись устройством, которое называлось «фабрика»
(«мельница»). Управление всеми процессами вычислений осуществлялось
устройством «контора».
Именно Чарльзу Беббиджу принадлежит идея организации работы
вычислительной машины по заранее разработанной и введенной в память ЭВМ
последовательности команд (программе). Первую программу для
аналитической машины Чарльза Беббиджа разработала Ада Августа Лавлейс,
дочь знаменитого поэте лорда Байрона. Она же убедила Беббиджа в
необходимости использования в его машине двоичной системы счисления.
Электромеханические машины. В конце ХІХ – в начале ХХ вв. были
изобретены электрические вычислительные машины. Американец Герман
Голерит (1860-1929) сконструировал машину-табулятор, которая обрабатывала
информацию, занесенную на перфокарты. Обрабатывание результатов
переписи населения США в 1890 году с помощью таких табуляторов
засвидетельствовало их высокую эффективность. После этого Голерит основал
фирму, которая изготовляла табуляторы.
Электронные машины. Во время второй мировой войны профессор Джон
Атанасов и его ассистент Клиффорд Берри (США) для создания логических
схем с успехом использовали электронные лампы и создали первую
электронную вычислительную машину, которая называлась "АВС". Первую
универсальную электронную вычислительную машину сконструировано в
США в 1946 году под руководством Джона Моучли и Преспера Эккерта.
120
Американский математик Джон фон Нейман (1903-1957) обобщил и
сформулировал принципы работы ЭВМ, которые были использованы Д.
Эккертом и Дж. Моучли. Основные из них:
принцип программного управления, который предполагает, что любая
поставленная задача реализуется процессом в полном соответствии с
программой, которая составлена заранее и введена в память компьютера
принцип независимой памяти – команды представляются в числовом виде и
хранятся в том же запоминающем устройстве, что и обрабатываемые с их
помощью данные
принцип использования двоичного кодирования, благодаря которому команды,
адреса памяти и данные хранятся и обрабатываются в виде двоичных чисел.
Информатика внедрялась в медицину с нескольких независимых направлений:
лаборатории и группы, занимающиеся медицинской кибернетикой;
производители медицинской аппаратуры;
медицинские информационно-вычислительные центры;
руководители медицинских учреждений, самостоятельно внедрявшие новую
технику.
У истоков отечественной медицинской информатики стояли крупные
руководители науки и медицины, которые активно способствовали ее
развитию, такие как В.И.Бураковский (кардиохирург, лечение врожденных
пороков сердца у детей раннего возраста), А.А.Вишневский (хирург, труды по
местной анестезии, искусственному кровообращению при операциях на
сердце), Е.В.Майстрах, В.В.Парин, Б.В.Петровский, В.И.Шумаков, а также кто
непосредственно занимался внедрением новых технологий: Н.М.Амосов,
В.М.Ахутин, Р.М.Баевский, М.Л.Быховский и другие.
Историю развития отечественной мед информатики удобно рассматривать на
фоне развития средств вычислительной техники.
Смена поколений связана с развитием элементарной базы – электронные лампы
(І поколение), транзисторы (ІІ поколение), интегральные схемы - чипы (ІІІ
поколение), большие интегральные схемы (ІV поколение).
І поколение. Элементарной базой компьютеров были вакуумные электронные
лампы. Тысячи ламп были в металлических шкафах, которые занимали много
места. Весила такая машина десятки тонн. Для ее работы необходима была
небольшая электростанция.
Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ была создана в 1950г. под руководством
С.А.Лебедева. Это были чрезвычайно дорогие и громоздкие машины. Они
занимали целые этажи или большие здания и требовали большого штата
обслуживающего персонала (до ста человек). Ни одно медучреждение страны
ими не располагало. Но некоторые медицинские задачи решались – это задачи
по статистической обработке данных для научно-медицинских исследований, а
также предпринимались первые попытки по автоматизации процесса
диагностики. Исследования проводились с использованием перфокарт и
121
счетно-перфорационных машин, которые относятся к классу
электромеханических вычислительных устройств.
В 1959г. была создана первая лаборатория медкибернетики в институте
хирургии им. А.В.Вишневского (под руководством М.Л.Быховского). В этой
лаборатории в 1961 году была установлена первая в медучреждениях СССР
ЭВМ первого поколения «Урал-2».
ІІ поколение. Элементарной базой компьютеров были транзисторы.
Транзисторы значительно меньше ламп, и расходуют меньше энергии. Поэтому
размеры компьютера уменьшились.
В 60 – 70-е появились более компактные (занимали примерно 3-4 комнаты) и
имели штат обслуживания до 20 человек. ЭВМ появились в Институте
нейрохирургии им. А.Л.Поленова («Минск-1»), Институт экспериментальной
медицины и др. Общее количество ЭВМ превысило тысячу. Развиваются
работы по консультативной диагностике и прогнозированию течения
заболеваний. Н.М.Амосовым, М.Л.Быховским, Е.В.Гублером и др. делаются
попытки создания и обработки на ЭВМ формализованной карты истории
болезни в Институте кибернетики АН УССР, создание мониторных систем в
авиационной и космической медицине. Делаются первые шаги в телемедицине:
первые опыты по дистанционной диагностике с помощью ЭВМ на базе
Института хирургии им. А.В.Вишневского. В конце 60-х годов для
координации работ в области медицинской информатики создается Главный
вычислительный центр Минздрава СССР при Институте соц.гигиены и
организации здравоохранения им. Н.А.Семашко. Одной из задач центра
является разработка автоматизированной системы планирования и управления
здравоохранением (АСПУ «Здравоохранение»)
ІІІ поколения – это тип ЕС и СМ (70-80-е годы). Элементарная база –
интегральные устройства. Интегральные устройства – это небольшая
пластинка из чистого кремния, на которой есть миниатюрные электрические
элементы: транзисторы, резисторы и др. Таких элементов на квадратном
сантиметре вначале было несколько тысяч. Серии СМ для своего размещения
требовала всего одну комнату и только 5 человек для своего обслуживания.
Такие машины могли позволить многие медучреждения. Появились сообщения
о первых автоматизированных системах профилактических осмотров
населения; начались работы по стыковке медаппаратуры с ЭВМ; появились
сообщения о первых мониторных системах (первая мониторно-компьютерная
система «Симфония» для слежения за состоянием больных во время
хирургических операций 1973г.) и автоматизированная система обеспечения
решений врача АСОРВ для наблюдения послеоперационных больных в палатах
интенсивной терапии. В 1978г. создана первая отечественная ИС «Педиатрия»
(ЛПМИ Ленинград) для реаниматационно-консультативного центра под
руководством Е.В.Гублера. Развиваются скрининговые системы. В 1983г. была
начата разработка АСПО детского возраста.
ІV поколение. Элементарной базой является большие интегральные средства.
Прогрессивным достижением науки явилось то, что большое количество
122
элементов размещалась на малом кристалле кремния. Кроме того, на одном
кристалле кремния разместилось устройство, которое
назвали микропроцессором. Это привело к появлению микрокалькуляторов,
ПК. Во второй половине 80-х годов появились персональные компьютеры, и
процесс информатизации медицины принял лавинообразный характер.
Появляется большое количество разнообразных систем для функциональных
исследований. Создаются первые компьютерные сети в медицине.
Основным типом ЭВМ стал ПК, совместимый с IBM PC.
V поколение. Элементарной базой стали сверхбольшие интегральные средства,
которые содержат сотни тысяч элементов на квадратном сантиметре. Был
преодолен рубеж 1 миллиард операций в секунду для однопроцессорных
компьютеров и 1 триллион операций – для многопроцессорных систем.
Сегодня решаются задачи природного общения пользователя и компьютера. С
этой целью уже созданы автоматы, которые читают и воспринимают
информацию на слух. Их функционирование базируется на распознавании
образов.
Таким образом, в результате почти полувекового развития мединформатики
информационные компьютерные системы стали важным инструментом
практического здравоохранения.
.
2. Медицинская информация, свойства информации, форма и носители
информации. Информативность медицинских данных. Дискретные и
аналоговые данные.
Информация (разъяснение, изложение) – важные факты, полученные с
данных.
Данные – результат наблюдения окружающей среды с помощью органов чувств
или приборов.
Данные — это числа, символы, слова, которые фиксируются в документах и
передаются средствами связи, обрабатываются средствами вычислительной
техники независимо от их содержания. Они статичны, легко воспринимаются и
передаются, связанные со знаниями, могут генерироваться людьми,
компьютерами, использоваться кем угодно и когда угодно.
Носители информации – это природная или искусственная среда, в которой
фиксируется информация: нейроны мозга человека, бумага, диски и прочее.
Информация сохраняется на носителях в закодированной форме.
Информационный поток, поступающий извне, отличается многочисленными
переменными параметрами: скоростью, изменчивостью, разнообразием,
определенным содержанием, избыточностью.
Информация почти никогда не используется в том самом месте, где она
возникает, и не применяется в момент возникновения. Ее нужно передавать в
пространстве и во времени, пользуясь искусственно созданными или
естественно возникшими каналами и средствами.
123
Поток, состоящий из отдельных сообщений, воплощенный в сигналах и
документах, движущийся в пространстве и во времени от источника
информации к получателю наз. информационным потоком.
Общая схема передачи информации была предложена американским ученым
Клодом Шенноном в 1949г. Она применена для биологических систем.
Общая схема системы передачи информации.
Источник информации - клетка, человек, орган - избирает для передачи
некоторое сообщение.
Устройство передачи информации - определенным образом его обрабатывает
или преобразовывает (например, голосовые связки, радиопередатчик) и готовит
к дальнейшей передачи. Преобразование информации – это процесс изменения
свойств объекта. Появление новых объектов можно интерпретировать как
процесс создания новой информации.
Информационный шум - помеха нормальному восприятию.
Устройство приема информации - радиоприемник, барабанная перепонка уха
- преобразует сигнал и восстанавливает по нему первоначальное сообщение и
передает получателю.
Канал связи - среда (воздух, нервная система) в которой непосредственно
осуществляется передача информации. Важной характеристикой каналов связи
есть пропускная способность: чем больше, тем лучше. Скорость обмена
данными через каналы связи измеряют в битах на секунду (бит/с), или килобайт
на секунду: 1 Кбит/с=1024 бит/с, 1 Кбайт/с = 8192 бит/с.
В нем действует источник помех - шум - искажающий сигнал, например,
плохое освещение или громкая музыка при чтении, неисправность мед.
аппаратуры.
Информация и шум. Не вся информация является ценной, достоверной,
полезной. Люди во все времена стараются собрать и сохранить для себя и
124
потомков полезную, ценную, достоверную информацию. Достоверная
информация – это факт. Совокупность фактов в данной области – это знания.
Одним из способов получения информации есть сообщение. Сообщение может
быть звуковое, письменное и др. Сообщение может нести как полезную так и не
полезную информацию. Та часть сообщения, которая не несет полезную
информацию, называют шумом. Поэтому необходимо разъединять понятия
объем текстового сообщения и количества информации в сообщении, а
сообщения нужно создавать так, чтобы шум в нем был минимальным.
Пример. Когда мы читаем книгу. Текст в ней является источником
информации. Глаза преобразуют эту информацию в сигналы, тут же по
нервным путям - каналам связи - до подкорковых зрительных центров
приемника информации. Ее потребителем является кора головного мозга.
Информативность медицинских данных.
Медицинская информация — это медицинские знания и данные. Свойства мед
информации: объективность, полнота, достоверность, доступность,
актуальность, валидность (адекватность).
1. Объективность и субъективность информации. Т.к. понятие объективности
информации является относительным. Более объективность принято считать ту
информацию, в которую методы вносят меньший субъективный характер,
(пример, фотоснимок и рисунок).
2. Полнота информации. Характеризует качество информации и определяет
достаточность данных для принятия решений или для создания новых на
основе имеющихся. Чем полнее данные, тем проще подобрать метод, вносящий
минимум погрешностей в ход информационного процесса.
3. Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации
сигналов, но не все сигналы являются полезными - всегда присутствует уровень
посторонних сигналов, т.е. “информационный шум”.
4. Доступность информации. Мера возможности получить ту или иную
информацию
5. Актуальность информации. Степень соответствия информации текущему
моменту времени. Устаревшая информация может приводить к ошибочным
решениям
6. Адекватность информации. Это степень соответствия реальному
объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образоваться
при создании новой информации на основе неполных или недостоверных
данных.
125
Лекция №17
Медицинские информационные системы и документооборот
Развитие информационных технологии и современных коммуникации,
появление в клиниках большого количества автоматизированных
медицинских приборов, следящих систем и отдельных компьютеров
привели к новому витку развития медицинских информационных
систем. Современная концепция информационных систем предполагает
объединение электронных записей о больных (electronic patient records) с
архивами медицинских изображении и финансовой информацией,
данными мониторинга с медицинских приборов, результатами работы
автоматизированных лаборатории и следящих систем, наличие
современных
средств
обмена
информацией
(электронной
внутрибольничной почты, Интернета, видеоконференции и т.д.).
Выделяют 5 различающихся уровней компьютеризации для медицинских
информационных систем (американский институт медицинских записей
– Medical Records Institute, USA).
Первымуровнем МИС являются автоматизированные медицинские
записи. Этот уровень характеризуется тем, что только 50 % информации
о пациентах вносится в компьютерную систему и в различном виде
выдается её пользователям в виде отчетов. На данном уровне обычно
охватывается регистрация пациента, выписки, внутрибольничные
переводы, ввод диагностических сведений, назначения, проведение
операций. Финансовые вопросы идут параллельно «бумагообороту» и
служат, прежде всего, для разного вида отчетности.
Вторымуровнем МИС служит система компьютеризированной
медицинской записи (Computerized Medical Record System). На этом
уровне медицинские документы, которые ранее не вносились в
электронную память (прежде всего это информация с диагностических
приборов, получаемых в виде различного рода распечаток, сканограмм,
топограмм и пр.), индексируются, сканируются и запоминаются в
системах электронного хранения (как правило, на магнитооптических
накопителях).
Третьим уровнем МИС является применение электронных медицинских
записей (Electronic Medical Records). На этом уровне должна быть
развита соответствующая инфраструктура для ввода, обработки и
хранения
информации
своих
рабочих
мест.
Пользователи
идентифицируются
системой,
им
даются
права
доступа,
соответствующие их статусу. Структура электронных медицинских
записей определяется возможностями компьютерной обработки. На
126
данном уровне развития МИС электронная медицинская запись играет
активную роль в процессе принятия решений и интеграции с
экспертными системами, например при постановке диагноза, выборе
лекарственных средств с учетом настоящего соматического и
аллергического статуса пациента и т.п.
На четвертомэтапе МИС, который называют системами электронных
медицинских записей (Electronic Patient Record Systems или Computerbased Patient Record System), записи о пациенте имеют гораздо больше
источников информации. В них содержится вся соответствующая
медицинская информация о конкретном пациенте, источниками которой
могут являться как одно, так и несколько медицинских учреждений. Для
такого уровня развития необходима общегосударственная или
интернациональная система идентификации пациентов, единая система
терминологии, структуры информации, кодирования и пр.
Пятымуровнем МИС называют электронную запись о здоровье
(Electronic Health Record). Она отличается от системы электронных
записей о пациенте существованием практически неограниченных
источников информации о здоровье пациента. Появляются сведения из
областей нетрадиционной медицины, поведенческой деятельности
(курение, занятия спортом, пользование диетами и т.д.).
Рассмотрим общие принципы построения этих систем.
Офисные медицинские системы
Основная функция офисных медицинских систем – обеспечение
информационной поддержки функционирования лечебного учреждения.
Сюда относятся административных, финансовых и исполнительных
функции клинического персонала, таких как ведение и просмотр текущей
документации, составление итоговой отчетности (истории болезни, учет
больных, планы медицинского ухода за больными, лекарственные
препараты, бухгалтерский учет, счета к оплате, инвентарь, учет расходов,
кадры, контроль возможных выплат, проверка утилизации).
Другая задача, возлагаемая на офисные медицинские системы –
выполнение некоторых общих управленческих задач клиентской
организации. К ним относятся составление графиков работы врачей,
использования помещений и оборудования, назначение больным времени
приёма у врача и другие подобные функции, связанные с планированием.
Развитие офисных технологий в настоящее время претерпевает переход
на качественно новый уровень. Разработчики осознали необходимость
стандартизации процесса ведения клинических записей о пациентах.
127
Наиболее известный сегодня международный стандарт на представление
офисной медицинской информации – HL7, предназначенный для
электронного обмена документами в учреждениях здравоохранения.
Офисные системы имеют быстрый срок разработки и внедрения. Вместе
с тем они обеспечивают расширение функциональных возможностей без
разработки программного обеспечения их ядра или специальных
программных интерфейсов для связи с другими системами.
Рассмотрим в качестве примера офисную систему (Shared Medical
Systems Corporation, 1995 г. –разработчик) SMSE Care Centre. Система
обеспечивает интегрированную информационную поддержку лечебного
процесса и предлагает комплекс решений для централизованного доступа
к актуальной информации о конкретном пациенте в каждый момент
времени. Отметим функциональные возможности системы. Центральное
управление. Система состоит из нескольких приложений, каждое из
которых выполняет ту или иную функцию. Центральное окно управления
позволяют пользователю получать любую информацию из одного места.
Представление данных. Окно отображения данных обеспечивает
представление информации о пациенте в форме текстов, таблиц и
графиков. Пользователь имеет возможность переопределять форму
представления информации. Так, множество числовых данных,
полученных в результате лабораторных исследовании, может быть легко
преобразовано в графическую форму.
Список пациентов. Система обеспечивает ведение единого списка
пациентов для всех организации. Каждый пользователь может
определить собственный метод выбора необходимых ему пациентов,
описывая некоторые критерии поиска.
Настройка
параметров
представления
информации. Система
предполагает набор инструментов, которые позволяют пользователю
выбрать тип представления информации о пациенте: критерии поиска
пациентов, список эпизодов и настройки окна отображения данных и
другие возможности.
Ввод информации. Ввод информации в систему осуществляется с
клавиатуры. Это является недостатком системы, так как, во- первых,
существенно ограничивает возможные типы хранимой информации и, и
во – вторых, приводит к отсутствию возможности получения
информации непосредственно от различных специализированных
медицинских приборов.
128
Типы
документов. Система
упрощает
процесс
ведения
документооборота, обеспечивая гибкость в описании множества
документов и предопределенных настроек для каждого из них. Для
каждого типа медицинских процедур (диагностика, обслуживание
палаты, физиология, терапия и др.) назначается специфическое
множество документов, предопределенное заранее. Это множество может
быть расширенно за счет включения в него некоторых документов из
других множеств. Кроме того, каждый пользователь может создать для
себя свой собственный набор документов, но опять же на основе
существующих типов.
Существенным ограничением системы является невозможность
создавать новые типы документов на основе хранимой информации.
Особенность реализации системы.
Архитектура системы – клиент – сервер.
Приложение, основанное на основе технологии клиент – сервер, состоит
из двух компонентов: клиентского и серверного. Серверный компонент
обеспечивает хранение и механизмы доступа у данным. Клиентский
компонент, получая данные от сервера, осуществляет их локальную
обработку.
В данной системе под интеграцией понимается объединение различных
частей системы в единое целое. Тем самым применение этого термина
ограничивается исключительно внутренней структурой системы. Вместе
с тем здесь нельзя говорить о глобальной интеграции, то есть
рассматривать данную систему с точки зрения возможности включения
её в более универсальные медицинские комплексы в качестве
подсистемы автоматизации документооборота- разработчики не
предусмотрели такого решения. Отсутствует так же возможность
интеграции
системы
со
специализированным
медицинским
оборудованием.
Система SMSE Care Centre должна быть классифицирована как система
автоматизации документооборота.
129
Лекция 18
Информационно технологические системы
1. Построение и основные функции информационно-технологических
систем
Информационно-технологические системы (ИТС) — это системы поддержки
медико-технологических процессов и электронного документооборота в
процессе деятельности медицинских работников.
К ИТС относятся:
1) системы диспансерного наблюдения;
2) электронные истории болезни;
3) ИС отделений медицинских учреждений;
4) специализированные ИС (регистры).
Такие системы строятся по модульному принципу на основе объединения
автономных или связанных подсистем, функции которых покрывают решение
круга близких задач. В их состав могут быть интегрированы как программноаппаратные комплексы, так и АРМ медицинских работников (см. гл. 7, 8).
Результаты обработки информации со всех подсистем поступают в общую БД,
что обеспечивает получение интегральной картины состояния пациентов.
База данных является ядром структурной схемы ИТС. Наряду с центральной БД
в ИТС могут функционировать БД каждой из подсистем, обеспечивающие
хранение текущей информации до передачи ее в центральную БД или
параллельное хранение данных по наблюдаемому контингенту больных или
отдельным видам исследований. Централизованное хранилище всей
информации включает как постоянно обновляемые, так и архивные данные.
Среди множества функций ИТС основными являются:
поддержка процесса наблюдения и лечения;
ведение медицинской документации, включая формирование новых
документов с использованием логических решателей;
формирование групп пациентов, требующих повышенного внимания на основе
оценки отклонений в состоянии здоровья;
контроль за изменениями в состоянии здоровья под влиянием факторов
окружающей среды;
поддержка принятия организационных решений.
Таким образом, по функциям ИТС занимают промежуточное положение между
медицинскими технологическими системами, нацеленными на поддержку
деятельности врачей (клиницистов, функционалистов, лаборантов, гигиенистов,
фармакологов) и среднего медицинского персонала, и автоматизированными И
С ЛПУ, предназначенными главным образом для оптимизации
информационных потоков в Л ПУ и автоматизации основных видов
деятельности учреждения.
130
2. Поддержка процесса обследования и лечения в информационнотехнологических системах
Информационная
поддержка
действий
медицинского
персонала
возможностями ИТС в процессе обследования и лечения пациентов включает:
ведение медицинских карт пациентов лечащими врачами и врачамиспециалистами;
оформление больных при госпитализации в стационар (с использованием
различных классификаторов);
ведение дневниковых записей (для каждого вида патологии свои проблемноориентированные «вкладыши»-шаблоны) с использованием многочисленных
внутренних классификаторов, открытых для пополнения пользователями,
имеющими к ним доступ;
формирование этапного, переводного, заключительного (или посмертного)
эпикризов и выписки с их последующим редактированием врачами;
предоставление справочной информации по исследованиям;
автоматическое формирование направлений для проведения исследований на
основе назначений, выбранных врачом;
формирование
заключений
при
лабораторных,
функциональных,
радиологических, эндоскопических исследованиях путем выбора значений из
классификатора терминов или путем подключения внешних программ,
обрабатывающих сигналы с приборов и автоматически формирующих
заключения (с автоматическим ведением журналов учета);
предоставление консультативно-справочной информации по медикаментам,
включая
автоматический
контроль
совместимости
препаратов
и
противопоказаний с учетом отмеченных у больного заболеваний;
выбор оптимального плана лечения;
расчет дозировок лекарственных препаратов.
Все формализованные записи должны сопровождаться возможностью
текстовых записей, дополняющих стандартизованные описания состояния
больного, что позволяет врачу фиксировать особенности клинической картины
у конкретного пациента и отражать собственное мнение о наблюдаемых
проявлениях болезни.
При проведении опроса больного с помощью компьютерной программы
необходимо предусматривать ответы на следующие вопросы: что? где? когда?
при каких условиях?
Автоматизированные системы позволяют обращать внимание врача на
актуальные моменты: отсутствие обязательной информации; назначенное, но
еще не выполненное обследование; пропущенные сроки выполнения
запланированных мероприятий. В момент постановки диагноза врачу может
предлагаться дифференциальный ряд заболеваний и информация об их
возможных осложнениях.
131
Одной и з возможностей, предоставляемых ИТС, является поиск аналогов в
массиве историй болезни на предмет оценки эффективности терапии,
выбранной ранее для больных с аналогичными проявлениями заболевания. Это
помогает избежать встречавшихся в прошлом ошибок при ее подборе, что
особенно актуально для редких заболеваний.
3. Информационно-технологические системы диспансерного наблюдения
Автоматизированные системы диспансерных осмотров населения могут быть
как самостоятельными (для поддержки первичной диспансеризации или
массовых медицинских осмотров), так и являться составной частью
диспансерных
ИС,
включающих
вопросы
общей
профилактики,
диспансеризации хронических больных и инвалидов. Типовая система должна
поддерживать пять этапов работы с пациентами:
1) анкетирование пациентов (или их родителей) по специальному вопроснику с
последующей обработкой полученной информации;
2) доврачебное обследование средним медицинским персоналом, в том ^числе с
применением электронной медицинской аппаратуры — антропометрия,
измерение артериального давления, определение' остроты зрения и др. Первый
и второй этапы могут быть объединены в рамках автоматизированного
кабинета доврачебного приема. В случае выявления отклонений система
непосредственно после проведенных измерений выдает указания о
необходимости дополнительных функциональных исследований;
3) обследование терапевтом (педиатром) и врачами-специалистами с
формированием медицинской документации, определение групп: риска путем
обработки формализованных данных медицинских карт;
4) дополнительное обследование (по показаниям);
5) информационная поддержка при проведении необходимого комплекса
лечебно-оздоровительных мероприятий (использование компьютерных систем
определяется характером медицинских мероприятий).
Первая автоматизированная система диспансеризации детского населения
«ДИДЕНАС» (начало 1980-х гг.), созданная в Московском НИИ педиатрии и
детской хирургии по инициативе Ю. Е. Вельтищева, включала три подсистемы:
контроля массовых профилактических осмотров;
формирования групп риска и выявления детей с пограничными состояниями и
ранними проявлениями заболеваний;
контроля диспансеризации пациентов с хроническими заболеваниями и
состояниями, требующими длительного наблюдения.
Вся информация о детях обслуживаемого системой региона интегрировалась в
единой БД. Информационной основой для этого служила унифицированная и
формализованная медицинская документация — дородовые и первичные
врачебный и сестринский патронажи, этапные эпикризы учетной формы
«История развития ребенка». Переносу в формализованный бланк подлежала
только информация об отклонениях от нормы, что значительно уменьшало
объем работы медицинской сестры. Благодаря этому в БД накапливалась
информация о семейном анамнезе (заболеваниях, профессиональных
132
вредностях и т.д.), течении беременности и родов, раннем постнатальном и
последующем росте и развитии ребенка. Таким образом, эпикризы
обеспечивали формирование машинного аналога «Истории развития ребенка».
После каждого осмотра система формировала так называемый обобщенный
эпикриз, суммирующий все сведения о ребенке. Наиболее важным аспектом в
работе системы являлся дифференцированный подход к здоровым и больным
детям, заключающийся в автоматическом формировании групп риска
возникновения заболеваний, учитывающих степень угрозы и вероятный
характер патологии.
Решающие правила логического вида учитывали как возрастную динамику
вклада того или иного фактора в реализацию заболевания, так и
интерференцию факторов, при которой может происходить скачкообразное
возрастание их негативного влияния на здоровье ребенка. В зависимости от
направленности изменений (степень, фаза, течение, период) система делала
вывод о динамике состояния при различной патологии.
Автоматизированная система профилактических осмотров детей «АСПОН-Д»,
представляющая собой медицинскую информационно-измерительную систему,
была
создана
сотрудниками
Санкт-Петербургской
педиатрической
медицинской академии) и Научно-исследовательского и конструкторскотехнологического института биотехнических систем под руководством И. М.
Воронцова на основе технологии скринирующей диагностики нарушений
здоровья.
На первом этапе «АСПОН-Д» позволяет по 22 профилям патологии выделить
пациентов с пограничными состояниями, нуждающихся в наблюдении
участкового педиатра и в консультациях врачей-специалистов. Ее
особенностью является возможность использовать «диагностические пороги»,
предложенные Е.В.Гублером, которые путем их «передвижки» на
угрозометрической шкале позволяют формировать группы риска заданной
численности. На втором этапе осуществляется выборочное специализированное
обследование детей. Система обеспечивает формирование интегрального
заключения о здоровье в рамках понятий скринирующей (донозологической)
диагностики.
Система «АСПОН-Д» включает следующие подсистемы: паспортные данные и
анамнез; анкета родителей; лабораторные исследования; антропометрия и
функциональное обследование; программированный осмотр врачом-педиатром;
комплексная оценка и принятие решения.
В настоящее время созданный на ее основе автоматизированный комплекс для
диспансерных обследований детей и подростков «АКДО-ДИСПАН»
обеспечивает:
формирование настраиваемых списков детей с хроническими нарушениями
здоровья по формам патологических отклонений;
учет результатов дообследования ребенка (кардиоанализ, фонокардиография,
спирография,
ритмография,
реография,
велоэргометрия,
133
электроэнцефалография и др.) с помощью аппаратно-программных подсистем
комплекса и автоматическое определение групп здоровья;
транспорт информации на другие уровни детского здравоохранения для
отчетно-аналитических исследований.
Программно-аппаратный комплекс «АКДО-В» для автоматизации массового
комплексного многопрофильного обследования с целью раннего выявления
хронических заболеваний у людей в возрасте от 18 лет позволяет осуществлять
диспансеризацию спец-контингентов (атомная, нефтегазовая, химическая,
горнодобывающая промышленность, металлургия и пр.).
Автоматизированная система профилактических прививок позволяет
осуществлять персональное планирование графика прививок с учетом отводов
по медицинским показаниям: перенесенные инфекции, состояние здоровья на
начало месяца, возраст, противопоказания к прививкам, реакции организма на
предыдущие прививки, результаты выполненных прививок и проб,
действующие схемы прививок, эпидемиологическая обстановка в районе
обслуживания и другие факторы. Одновременно система обеспечивает
автоматическое формирование прививочного журнала, что освобождает
персонал от двойных записей. Данная система может быть реализована как
АРМ медицинской сестры прививочного кабинета (см. гл. 8).
4. Электронная история болезни
Электронная история болезни (ЭИБ) — это информационная система,
обеспечивающая автоматизацию ведения и формирования медицинской
документации, оперативный обмен между участниками ЛДП и поддержку их
деятельности.
Концептуальная основа компьютеризированной или электронной истории
болезни заключается в следующих принципах:
1) единство информации о пациенте, предполагающее однократный ввод
данных в систему;
2) доступность информации о больных для просмотра всеми участниками ЛДП
в любой момент времени в любом месте (с учетом ограничений по принципам
конфиденциальности на основе санкционированных прав доступа) при
одновременной защищенности от внесения изменений (см. гл. 5);
3) единые классификаторы (периодически обновляемые);
4) автоматическое вычисление производных показателей (длительность
госпитализации, количество дней до и после операции, опасность
инфекционных осложнений, наличие шока, необходимый объем инфузионной
терапии и др.) после введения первичной информации;
5) технологически функциональное включение СППР;
6) диспетчеризация (управление) в вопросах обследования пациентов.
Концепция ЭИБ определяет соответствующую технологию их построения,
включающую следующие моменты:
134
модульный принцип, обеспечивающий возможность наращивания и
модификации системы без ее перестройки в целом, что избавляет
пользователей от необходимости ее повторного освоения;
создание компьютерной сети сложной топологии, т.е. включающей иерархию
локальных сетей подразделений в многопрофильных больницах;
включение ранее созданного прикладного математического обеспечения
медицинского назначения для решения различных задач (например, расчет
специальных диет);
подключение АРМ и аппаратно-программных комплексов;
открытые для пополнения врачами-пользователями классификаторы
клинических записей (при условии модификации и пополнения общих
классификаторов
нормативно-справочной
ин
формации
только
администратором БД по указанию главного врача или его заместителя по
лечебной работе);
Рис. 5. Функциональная схема электронной истории болезни
автоматическое формирование медицинских документов и заявок на
исследования на основе ранее введенных данных;
автоматическое направление результатов исследований и осмотров больных
консультантами в соответствующие лечебные подразделения;
автоматическое формирование листа назначений (для медицинской сестры) на
основе врачебных записей;
ведение листа назначений (отметок о выполнении) медицинской сестрой.
Ядром базы данных ЭИБ является «запись пациента», представляющая собой
электронный аналог истории болезни.
Функции и общие принципы построения ЭИБ многопрофильного стационара
едины для всех учреждений, в то время как ее структура и методы реализации
определяются особенностями конкретной больницы и техническими
возможностями (особенностями) построения (рис. 5).
135
Главной задачей ЭИБ является документирование ЛДП в сочетании с
управлением этим процессом. В отличие от традиционной бумажной истории
болезни ЭИБ предоставляет лечащим врачам и заведующим отделениями
возможность просмотра записей и списков невыполненных предписаний (с
перечнями причин). Она содержит полный список диагнозов, жалоб пациента и
их возможных причин, что важно при назначении процедур и лечения.
Электронная история болезни — это не столько автоматизация ведения
медицинских записей, сколько новая технология, освобождающая медицинский
персонал от значительной части действий, не требующих осмысления, и
обеспечивающая предоставление первично обработанной информации, а также
создание новых условий для взаимодействия различных подразделений ЛПУ.
5.
Информационно-технологические
системы
отделений
лечебных
учреждений
Среди разработанных и внедряющихся в настоящее время ИС лечебных
отделений наиболее полнофункциональными являются системы отделений
реанимации и интенсивной терапии. Это объясняется рядом причин, в числе
которых нужно назвать необходимость поддержки оперативного принятия
решений врачами-реаниматологами и сложившиеся условия для внедрения и
использования ИТС — широкое применение МКС, высокотехнологичной
компьютеризированной аппаратуры. Персоналу отделения реанимации и
интенсивной терапии нет необходимости объяснять, что каждый участник ЛДП
должен иметь своевременный доступ к информации о больном.
С развитием сетевых технологий данные, получаемые с помощью МКС, стали
храниться в так называемых центральных станциях — компьютерах,
собирающих информацию с нескольких прикроватных систем и
представляющих ее на дисплее. Так были созданы первые БД отделений
реанимации и интенсивной терапии.
Информация, получаемая в процессе мониторинга, наряду с другими
количественными данными пациентов этих отделений использовалась
клиницистами и исследователями в вычислительных и экспертных системах
для объективизации оценки состояния отдельных физиологических систем
больного и тяжести его состояния в целом.
Информационно-технологическая
система
отделений
реанимации
и
интенсивной терапии нацелена на оптимизацию широкого круга задач. Она
должна минимизировать нагрузку на медицинский персонал в отношении
рутинных операций, чтобы максимально высвободить время непосредственно
на процесс лечения больных.
Важной задачей является обеспечение интеллектуальной поддержки врача при
принятии решений. Организация потоков информации и ее структурирование
обеспечивает получение подробных отчетов о состоянии дел в отделении,
помогает отслеживать динамику количественных показателей, дает
возможность
136
сепарирования данных для клинико-научного анализа. Наконец, ИТС
отделений реанимации и интенсивной терапии может обеспечивать расчет
фактической стоимости лечения пациентов.
Одной из первых систем, разработанных в России для таких отделений, была
«Информационная система отделения реанимации», созданная на базе
московской больницы им. С.П.Боткина.
Современная информационная система для отделений реанимации и
интенсивной
терапии
«ИНТЕРИС»,
реализованная
в
Российском
государственном медицинском университете, представляет собой программноаппаратный комплекс, который включает медицинскую аппаратуру,
специализированное и стандартное программное обеспечение, объединенные в
локальную сеть ПК. С «ИНТЕРИС» работают все сотрудники отделения:
заведующий, врачи, медицинские сестры. Предусмотрено АРМ в экспресслаборатории. Встроенная система идентификации пользователя определяет
права доступа к ресурсам системы (см. подразд. 9.7).
Система облегчает рутинную деятельность врача. В режиме «Лист назначений»
предусмотрено как последовательное создание назначений, так и два способа
их пакетного формирования. Для решения проблемы создания медицинских
текстовых документов в «ИНТЕРИС» реализован специальный конструктор,
позволяющий автоматически генерировать согласованный текст на основе
выбранных признаков.
Конструктор не только ускоряет формирование медицинских документов, но и
дисциплинирует врача, предлагая соблюдать принятую последовательность
записей. При этом предусмотрено несколько уровней детализации: от самого
полного до минимального. Любой документ в системе обязательно включает
дату и время его создания, а также фамилию автора.
В этой системе реализованы разные способы ввода количественной
информации в БД: автоматический (с мониторов и лабораторных
анализаторов), пакетный, ручной.
Поддержка принятия врачебных решений — одна из важнейших функций ИТС
отделений — реализована в «ИНТЕРИС» в аналитических модулях АРМ врачареаниматолога. Эти модули обеспечивают помощь врачу при оценке состояния
основных физиологических систем организма, определении неврологических
нарушений (шкала Глазго), оценке тяжести острого нарушения мозгового
кровообращения (шкала NIHSS), прогнозировании исхода заболевания
(APACHE II и SAPS II).
В системе предусмотрена генерация различных отчетов. Она предоставляет
возможность учета средств, затраченных на лечение пациента: базовой
стоимости пребывания больного в отделении, стоимости использованных
медикаментов, немедикаментозных воздействий и исследований.
Система «ИНТЕРИС» может функционировать на базе отделения реанимации и
интенсивной терапии ЛПУ как в автономном режиме, так и во взаимодействии
с больничной ИС.
137
Информационная медицинская система «МЕДИНФОС-2», разработанная для
отделения реанимации и интенсивной терапии в Ростовском НИИ акушерства и
педиатрии, обеспечивает:
ввод информации о состоянии пациента и выполненных назначениях,
измерениях, манипуляциях, клинических исследованиях;
контроль выполнения средним медицинским персоналом назначений,
измерений, клинических исследований с использованием звукового и
визуального оповещения;
сбор и регистрацию графической, аудио- и видеоинформации, поступающей от
медицинского диагностического оборудования;
мониторирование в режиме реального времени физиологических параметров
состояния больного;
поиск, выборку и статистическую обработку текстовой и графической
информации из компьютерных историй болезни пациентов по разным
критериям с использованием формализованного описания медицинских
терминов и понятий.
Разработка ИТС для клинических и функционально-лабораторных отделений
является важной и перспективной задачей. Их внедрение в практику сделает
реальностью поддержку участников ЛДП на всех этапах оказания медицинской
помощи больному и при ведении медицинской документации.
138
Лекция 19
Тема: Web- технологии
. Основные понятия
1. Что такое Интернет?
Интернет - всемирная система объединённых компьютерных сетей для
хранения и передачи информации. Часто упоминается как Всемирная сеть и
Глобальная сеть, а также просто Сеть.
На основе Интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и
множество других систем передачи данных.
2. Какой сетевой протокол лежит в основе сети Internet?
Сетевой протокол, а вернее стек протоколов TCP/IP
IP — протокол, лежащий в основе Интернета, его название так и
расшифровывается: Internet Protocol. Согласно протоколу, каждый узел в сети
имеет свой IP-адрес, состоящий из 4х байт и обычно записываемый как n.n.n.n
Каждый узел напрямую «видит» только узлы в своей подсети, с «похожими»
адресами. А другим узлам он передает пакеты через промежуточные узлы —
маршрутизаторы.
TCP протокол базируется на IP для доставки пакетов, но добавляет две важные
вещи:
установление соединения — это позволяет ему, в отличие от IP,
гарантировать доставку пакетов
порты — для обмена пакетами между приложениями, а не просто узлами
Протокол TCP предназначен для обмена данными — это «надежный» протокол,
потому что:
1. Обеспечивает надежную доставку данных, так как предусматривает
установления логического соединения;
2. Нумерует пакеты и подтверждает их прием квитанцией, а в случае потери
организует повторную передачу;
3. Делит передаваемый поток байтов на части — сегменты - и передает их
нижнему уровню, на приемной стороне снова собирает их в непрерывный
поток байтов.
3. Что такое WWW (World Wide Web)?
139
Всеми́рная паути́на (англ. World Wide Web) — распределённая система,
предоставляющая доступ к связанным между собой документам,
расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету. Для
обозначения Всемирной паутины также используют
слово веб (англ. web «паутина») и аббревиатуру WWW.
Всемирную паутину образуют сотни миллионов веб-серверов. Большинство
ресурсов всемирной паутины основаны на технологии гипертекста.
4. Что такое доменная система имен DNS?
Несмотря на то, что аппаратное и программное обеспечение в
рамках TCP/IP сетей для идентификации узлов использует IP-адреса,
пользователи предпочитают символьные имена ( доменные имена ).
В сетях TCP/IP используется доменная система имен, имеющая иерархическую
(в виде дерева) структуру. Данная структура имен напоминает иерархию имен,
используемую во многих файловых системах. Запись доменного имени
начинается с самой младшей составляющей, затем после точки следует
следующая по старшинству символьная часть имени и так далее.
Последовательность заканчивается корневым именем,
например: company.yandex.ru.
Построенная таким образом система имен позволяет разделять
административную ответственность по поддержке уникальности имен в
пределах своего уровня иерархии между различными людьми или
организациями.
Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также для
различных типов организаций. Имена этих доменов должны следовать
международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются
двухбуквенные аббревиатуры, например ru(Российская
Федерация), us (США), it (Италия), fr (Франция).
Для различных типов организаций используются трехбуквенные аббревиатуры:
net – сетевые организации;
org – некоммерческие организации;
com - коммерческие организации;
edu – образовательные организации;
gov – правительственные организации.
5. Какие другие сервисы доступны в сети Интернет? Какие протоколы
прикладного уровня связанны с ними?
140
Интернет-сервис
Протоколы прикладного уровня
WWW
HTTP - протокол передачи
гипертекста в Интернет;
HTTPS - расширение протокола
HTTP, поддерживающее
шифрование;
служба передачи файлов FTP
FTP (File Transfer Protocol) протокол, предназначенный для
передачи файлов в компьютерных
сетях;
передача электронных сообщений и
блоков данных (e-mail)
POP3 – протокол почтового клиента,
который используется почтовым
клиентом для получения сообщений
электронной почты с сервера;
IMAP - протокол доступа к
электронной почте в Интернет;
SMTP – протокол, который
используется для отправки почты от
пользователей к серверам и между
серверами для дальнейшей
пересылки к получателю;
Интернет-телефония
SIP (Session Initiation
Protocol)является протоколом
прикладного уровня и
предназначается для организации,
модификации и завершения сеансов
связи: мультимедийных
конференций, телефонных
соединений и распределения
мультимедийной информации.
6. Что такое гиппертекст?
Гиперте́кст — термин, введённый Тедом Нельсоном в 1963 году для
обозначения текста «ветвящегося или выполняющего действия по запросу».
Обычно гипертекст представляется набором текстов, содержащих узлы
перехода между ними, которые позволяют избирать читаемые сведения или
последовательность чтения. Общеизвестным и ярко выраженным примером
гипертекста служат веб-страницы — документы HTML (язык
разметки гипертекста), размещённые в Сети. В более широком понимании
термина, гипертекстом является любая повесть, словарь или энциклопедия, где
встречаются отсылки к другим частям данного текста, имеющие отношения к
141
данному термину. В компьютерной терминологии, гипертекст — текст,
сформированный с помощью языка разметки, потенциально содержащий в
себе гиперссылки.
7. Что такое web-страница?
Веб-страница (англ. Web page) — документ или информационный
ресурс Всемирной паутины, доступ к которому осуществляется с помощью веббраузера.
Веб-страницы обычно создаются на языках разметки HTML и могут
содержать гиперссылки для быстрого перехода на другие страницы.
8. Что такое web-сайт?
Веб-сайт - несколько веб-страниц, объединенных общей темой и дизайном, а
также связанных между собой ссылками и обычно находящихся на одном вебсервере
9. Что такое браузер?
Браузер — комплексноеприложение для обработки и вывода разных
составляющих веб-страницы и для предоставления интерфейса между вебсайтом и его посетителем. Практически все популярные браузеры
распространяются бесплатно или «в комплекте» с другими
приложениями: Internet Explorer (совместно с Microsoft Windows), Mozilla
Firefox (бесплатно, свободное ПО, совместно с многими дистрибутивами Linux,
например, Ubuntu), Safari (совместно с Mac OS X и бесплатно для Microsoft
Windows), Google Chrome (бесплатно), Opera (бесплатно, начиная с версии 8.5).
142
Список литературы
1. Гаврилов, М. В. Информатика и информационные технологии : учебник для
среднего профессионального образования / М. В. Гаврилов, В. А. Климов. —
4-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 383 с.
2. Гришин, В.Н. Информационные технологии в профессиональной
деятельности: Учебник / В.Н. Гришин, Е.Е. Панфилова. - М.: ИД ФОРУМ,
НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 416 c.
3. Новожилов, О. П. Информатика в 2 ч. Часть 1 : учебник для среднего
профессионального образования / О. П. Новожилов. — 3-е изд., перераб. и
доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 320 с. — (Профессиональное
образование).
4. Мойзес, О. Е. Информатика. Углубленный курс : учебное пособие для
среднего
профессионального
образования /
О. Е. Мойзес,
Е. А. Кузьменко. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 164 с.
5. Федотова, Е.Л. Информационные технологии в науке и образовании:
Учебное пособие / Е.Л. Федотова, А.А. Федотов. - М.: ИД ФОРУМ, НИЦ
ИНФРА-М, 2013. - 336 c.
6. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Специальная информатика,
Учебное пособие. М.: АСТпресс, 2021.
7. 6. Информатика: Практикум по технологии работы на компьютере./ Под ред.
Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2000 .
8. 7. А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер, Информатика, Учебник для ВУЗов –
М.: Издательство Academa, 1999.
9. 8. Денисов А., Вихарев И., Белов А.. Самоучитель Интернет. – Спб: Питер,
2001. - 461 с.
143
Интернет ресурсы
1. http://www. Iprbookshop.ru
2. http://biblio-online.ru/
3. http://biblio-online.ru
4. infourok.ru
144
