Значимость программного обеспечения в реализации информационных процессов

Программное обеспечение можно разделить на 3 категории:

Прикладные программы– обеспечивают выполнение таких работ, как редактирование текста, рисование, обработка числовых данных, управление базами данных (СУБД). К этому виду П.О. относятся бухгалтерские и обучающие программы, компьютерные игры, электронные справочники, программы статистического анализа, а также САПР (т.е. программы конструирования механизмов).

Системы программирования– обеспечивают создание новых программ.

Системные программы– выполняют вспомогательные функции: копирование информации, проверку и оптимальную работу компьютера, и т. п. Среди всех системных программ наиболее важны те, которые входят в состав ОС – операционной системы.

Системное ПО обеспечивает организацию вычислительного процесса.

Состав общесистемного программного обеспечения:

- операционные системы,

- программы-драйверы,

- программы-утилиты.

Назначение общесистемного программного обеспечения:

- автоматизация управления вычислительным процессом в ПЭВМ;

- автоматизация распределения ресурсов ПЭВМ (емкости памяти, времени процессора, других устройств ПЭВМ);

- диагностика (проверка работоспособности) устройств ПЭВМ,

- предоставление режимов дружественного интерактивного взаимодействия  пользователя с ПЭВМ.

Состав прикладных программ:

- редакторы текстов и графической информации - общепользовательские типа Word и проблемно-ориентированные типа издательские системы, табличные процессоры,

- системы управления базами данных,

- системы автоматизированного проектирования,

- бухгалтерские программы,

- системы программирования.

Определение операционной системы

Операционная система – совокупность программ, обеспечивающих работу пользовательских программ, их взаимодействие с аппаратной частью, внешними устройствами, а также распределением оперативной памяти компьютера. Операционная система (ОС) – является неотъемлемой частью ЭВМ, обеспечивая управление всеми аппаратными компонентами и, позволяя отделить остальные классы программ от непосредственного взаимодействия с аппаратурой. ОС обеспечивает выполнение основных двух задач:

- Поддержку работы всех программ, обеспечение их взаимодействия с аппаратурой.

- Предоставление пользователям возможностей общего управления машиной.

Операционная система — это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.

Операционная система управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных. Любая прикладная программа может работать только под управлением ОС. Наиболее популярными программами ОС являются:

- MS – DOS

- WINDOWS

- OS/2

- UNIX (LINUX)

Кроме того, среди системных программ следует выделить программы–оболочки, которые являются своеобразными “надстройками” над ОС. Они предназначены для упрощения диалога пользователя с ОС. Самые популярные из них – Norton Commander (NC), Volkov Commander (VC), Dos Navigator (DN).

Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Основные функции ОС

1) Управление процессором путем передачи управления программам.

2) Обработка прерываний, синхронизация доступа к ресурсам.

3) Управление памятью.

4) Управление устройствами ввода-вывода.

5) Управление инициализацией программ, межпрограммные связи.

6) Управление данными на долговременных носителях путем поддержки файловой системы.

Классификация ОС современных ЭВМ и ПЭВМ

MS DOS, WINDOWS, UNIX, область применения и свойства этих ОС.

Основные компоненты операционной системы

- Драйверы периферийных устройств – программы, обеспечивающие управление периферийными устройствами (Например, “мышь”, CD-ROM, звуковая карта, принтер).

- Файловая система – система организации информации файлов и каталогов.

- Командный процессор, или процессор командного языка (COMMAND.COM) – интерпретатор команд, вводимых пользователем на машинный язык.

Компьютерные вирусы

Компьютерным вирусомназывается программа, обычно малая по размеру (от 200 до 5000 байт), которая самостоятельно запускается, многократно копирует свой код, присоединяя его к кодам других программ («размножается») и мешает корректной работе компьютера и/или разрушает хранимую на магнитных дисках информацию (программы и данные).

Существуют вирусы и менее «злокачественные», вызывающие, например, переустановку даты в компьютере, музыкальные (проигрывающие какую-либо мелодию), приводящие к появлению на экране дисплея какого-либо изображения или к искажениям в отображении дисплеем информации, «осыпанию букв» и т.д.

Создание компьютерных вирусов можно квалифицировать с юридической точки зрения как преступление.

Вирусы можно разделить на классы по следующим основным признакам:

- среда обитания;

- ОС, в которой они могут функционировать;

- деструктивные функции;

- особенности алгоритма работы.

В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на группы:

- загрузочные (boot) вирусы заражают программу начальной загрузки компьютера, хранящуюся в загрузочном секторе дискеты или винчестера, и запускающиеся при загрузке компьютера;

- файловые вирусы в простейшем случае заражают пополняемые файлы, но могут распространяться и через файлы документов (системы Word for Windows) и даже вообще не модифицировать файлы, а лишь иметь к ним какое-то отношение;

- загрузочно-файловые вирусы имеют признаки как загрузочных, так и файловых вирусов;

- драйверные вирусы заражают драйверы устройств компьютера или запускают себя путем включения в файл конфигурации дополнительной строки;

- макровирусы;

- сетевые вирусы.

Принцип действия загрузочных вирусов основан на алгоритмах загрузки ОС при включении питания, которые реализуются аппаратно. Такие вирусы заменяют собой код начальной загрузки, оригинальный код либо сохраняются в другом месте, либо вирус эмулирует программу начальной загрузки. Часто при переписывании оригинального загрузчика вирус часто метит соответствующий сектор как сбойный. Код вируса может хранится и на других участках диска (например, на инженерной дорожке). Boot-вирусы распространены в меньшей степени, так как для заражения необходимо загрузиться с зараженной дискеты. Как правило, на зараженной ЭВМ может быть только один boot-вирус.

Практически все загрузочные вирусы резидентны.

(Дальнейшее поведение определяется деструктивными функциями.)

Существуют нерезидентные boot-вирусы. Такие вирусы заражают загрузочные сектора дискет, если они находятся на дисководах.

Простейшие загрузочные вирусы, резидентно находясь в памяти зараженного компьютера, обнаруживают в дисководе незараженную дискету и производят следующие действия:

- выделяют некоторую область дискеты и делают ее недоступной операционной системе (помечая, например, как сбойную - bad);

- замещают программу начальной загрузки в загрузочном секторе дискеты, копируя корректную программу загрузки, а также свой код, в выделенную область дискеты;

- организуют передачу управления так, чтобы вначале выполнялся бы код вируса и лишь затем - программа начальной загрузки.

Теперь рассмотрим принципы функционирования файловых вирусов. Файловый вирус не обязательно является резидентным, он может, например, внедриться в код исполняемого файла. При запуске зараженного файла вирус получает управление, выполняет некоторые действия и возвращает управление коду, в который он был внедрен. Действия, которые выполняет вирус, включают поиск подходящего для заражения файла, внедрение в него так, чтобы получить управление при запуске файла, произведение некоторого эффекта, например, звукового или графического. Если файловый вирус резидентный, то он устанавливается в памяти и получает возможность заражать файлы и проявляться независимо от первоначального зараженного файла.

Существует несколько способов внедрения файловых вирусов. Наиболее частый — внедрение в исполняемые файлы (com, exe, dll); создание файлов двойников; использование особенностей файловой системы. Существует также несколько методов внедрения кода вируса в исполняемый файл.

OVERWRITING — самый простой метод, при котором вирус записывает свой код вместо кода заражаемого файла, уничтожая при этом его содержимое. При таком методе заражения, система быстро выходит из строя, приложения не запускаются и поэтому такие вирусы быстро обнаруживаются.

PARASITIC — наиболее распространенный, при распространении обязательно изменяет код файла, оставляя его при этом полностью или частично работоспособным. При написании подобных вирусов необходимо учитывать вид исполняемой программы.

COMPANION — используют следующие особенности MS-DOS — если в каталоге содержаться два одинаковых файла, то операционная система будет исполнять первый из них. Средствами низкого уровня создают в том же самом каталоге новый файл с именем и расширением аналогичным файлу жертве. При этом новый файл должен располагаться до файла жертвы, переименовывается и делается скрытым. При запуске файла первым начинает исполняться файл, содержащий тело вируса.

LINK — использует особенности файловой системы MS-DOS и не изменяют содержимого файла.

ФАЙЛОВЫЕ ЧЕРВИ — при запуске файла вируса создают свою копию в других каталогах под другим именем и др.

Алгоритм работы файлового вируса:

- Если вирус резидентный, то он проверяет оперативную память на наличие в ней своей копии, и если копии нет, то копию записывает в память, делая ее резидентной. Если нерезидентный, то он сканирует диск в поиске незараженных файлов и заражает их;

- Выполняет деструктивные функции, если они есть, то возвращает управление основной программе, при этом паразиты восстанавливают программу в исходном виде. Часто перед запуском файла на исполнение вирусы лечат исполняемый файл.

Загрузочно-файловые вирусы используют принципы как загрузочных, так и файловых вирусов, и являются наиболее опасными.

3. Макровирусы. Они являются программами, написанными на макроязыках встроенные в современные системы обработки данных. Для своего размножения вирусы используют возможности макроязыков и при их помощи переносят себя из одного зараженного файла в другие. В процессе заражения часто заражаются стандартные шаблоны. При открытии текстового файла с помощью MS Word считываются и исполняются макросы, хранящиеся в теле документа и в соответствии с макросами, производится некоторая настройка редакторов. Макровирусы изменяют функции сохранения файлов т.о. чтобы в сохраненный файл записывалось тело вируса. При этом макровирус изменяют стандартные шаблоны. Макровирусы зависят от «национальности» версии и поэтому их распространение ограничивается регионами.

4. Сетевые вирусы. Используют для своего распространения сетевые протоколы или команды компьютерных сетей и электронной почты. Сетевые вирусы используют ошибки программирования в наиболее популярных почтовых клиентах и наиболее часто реализованы под MS OUTLOOK. Благодаря этим ошибкам, в электронное письмо может быть внедрен код, который будет выполнен этим клиентом при открытии письма и в результате машина может быть заражена файловым вирусом. Эти вирусы воздействуют только при конкретной версии почтовых клиентов.

В зависимости от особенностей алгоритма работы вирусы можно разделить на 4 группы.

1. Резидентность. Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в памяти свою резидентную часть. Эта часть перехватывает в дальнейшем обращении ОС к файлам с целью их заражения. Резидентные вирусы находятся в памяти и остаются активными вплоть до выключения питания. Резидентами можно считать и макровирусы, т.к. они находятся в памяти вплоть до закрытия окна редактора. При этом роль ОС играет редактор. Резидентные вирусы существуют в многозадачных системах и здесь время жизни ограничено моментом закрытия зараженного DOS-окна.

2. Использование стелс-алгоритмов. Позволяет вирусам полностью или частично скрыть себя в системе. Наиболее распространенным стелс-алгоритмом является перехват запросов ОС на чтение/запись зараженных объектов и при этом стелс-вирус, либо временно лечат зараженные файлы, либо подставляют вместо себя незараженные участки информации. Макровирусы также могут использовать стелс-алгоритмы. В этом случае производится запрет на вызов меню просмотра макроса.

- Самошифрование и полиморфичность. Используются практически всеми современными вирусами с тем, чтобы максимально усложнить процедуру обнаружения вируса. Это достигается тем, основное тело вируса шифруется, причем каждый раз по-разному, а программа расшифровки каждый раз модернизируется. Полиморфик вирусы не имеют сигнатур, и от одного зараженного файла к другому тело вируса изменяется, посредством шифрования или добавления незначащих команд.

- Нестандартные приемы - используются, для того чтобы максимально защитить свою копию от обнаружения и удаления.

В зависимости от деструктивных возможностей вирусы можно разделить на 4 группы:

- Условно безвредные. Не содержат специальных деструктивных функций и приводят только к незначительному замедлению скорости работы компьютера и уменьшению свободного дискового пространства.

- Не опасные. Содержат вывод графических, звуковых, и прочих эффектов и уменьшают скорость работы компьютера и дисковое пространство.

- Опасные. Могут привести к серьезным сбоям в работе РС.

- Очень опасные. В алгоритме работы таких вирусов заложены процедуры, способные вызвать потерю и уничтожение программ и данных, а также вывести из строя отдельные части ЭВМ.

Меры противодействия безопасности и удаления вирусов:

- избегать случайных связей;

- использование антивирусных программ с постоянным обновлением антивирусных баз;

- использование программ ревизоров.

 

Антивирусные средства

Создание антивирусных программ начинается с обнаружения вируса по аномалиям в работе компьютера. После этого вирус тщательно изучается, выделяется его сигнатура — последовательность байтов, которая полностью характеризует программу вируса (наиболее важные и характерные участки кода), выясняется механизм работы вируса, способы заражения. Полученная информация позволяет разработать способы обнаружения вируса в памяти компьютера и на магнитных дисках, а также алгоритмы обезвреживания вируса (если возможно, удаления вирусного кода из файлов — «лечения»).

Антивирусные программы делятся на несколько типов:

Детекторы. Их назначение — лишь обнаружить вирус. Детекторы вирусов могут сравнивать загрузочные сектора дискет с известными загрузочными секторами, формируемыми операционными системами различных версий, и таким образом обнаруживать загрузочные вирусы или выполнять сканирование файлов на магнитных дисках с целью обнаружения сигнатур известных вирусов. Такие программы в чистом виде в настоящее время редки.

Фаги. Фаг — это программа, которая способна не только обнаружить, но и уничтожить вирус, т.е. удалить его код из зараженных программ и восстановить их работоспособность (если возможно). Известнейшим в России фагом является Aidstest, созданный Д. Лозинским. К январю 1997 года эта программа была способна обнаружить и обезвредить около 1600 вирусов. Еженедельно появляются новые версии этой программы, рассчитанные на обезвреживание десятков новых вирусов.

Очень мощным и эффективным антивирусным средством является фаг Doctor Web (созданный И. Даниловым). Детектор этого фага не просто сканирует файлы в поисках одной из известных вирусных сигнатур. Doctor Web реализует эвристический метод поиска вирусов, может находить и обезвреживать, так называемые полиморфные вирусы (не имеющие определенной структуры), проверять файлы находящиеся в архивах. Для нахождения вирусов Doctor Web использует программную эмуляцию процессора, т.е. он моделирует выполнение остальных файлов с помощью программной модели микропроцессора I-8086 и тем самым создает среду для проявления вирусов и их размножения. Таким образом, программа Doctor Web может бороться не только с полиморфными вирусами, но и с вирусами, которые только еще могут появиться в перспективе. Специалисты рекомендуют использовать Aidstest и Doctor Web в комплекте.

Ревизоры. Программа-ревизор контролирует возможные пути распространения программ-вирусов и заражения компьютеров. Программы-ревизоры относятся к самым надежным средствам защиты от вирусов и должны входить в арсенал каждого пользователя. Ревизоры являются единственным средством, позволяющим следить за целостностью и изменениями файлов и системных областей магнитных дисков. Наиболее известна в России программа-ревизор ADinf, разработанная Д. Мостовым.

Сторожа. Сторож — это резидентная программа, постоянно находящаяся в памяти компьютера, контролирующая операции компьютера, связанные с изменением информации на магнитных дисках, и предупреждающая пользователя о них. В состав операционной системы MS-DOS, начиная с версии 6.0, входит сторож VSAFE. Однако, из-за того, что обычные программы выполняют операции, похожие на те, что делают вирусы, пользователи обычно не используют сторожа, так как постоянные предупреждения мешают работе.

Вакцины. Так называются антивирусные программы, ведущие себя подобно вирусам, но не наносящие вреда. Вакцины предохраняют файлы от изменений и способны не только обнаруживать факт заражения, но и в некоторых случаях «вылечить» пораженные вирусами файлы. В настоящее время антивирусные программы-вакцины широко не применяют, так как в прошлые годы некоторыми некорректно работающими вакцинами был нанесен ущерб многим пользователям.

Антивирусные программы не обеспечивают полной защиты программ и данных, не дают 100%-ной гарантии от воздействия вирусных программ. Только комплексные профилактические меры защиты обеспечивают надежную защиту от возможной потери информации. В комплекс таких мер входит:

- регулярное архивирование информации (создание резервных копий важных файлов и системных областей винчестера);

- избегание использования случайно полученных программ (старайтесь пользоваться только законными путями получения программ);

- входной контроль нового программного обеспечения, поступивших дискет;

- сегментация жесткого диска, т.е. разбиение его на логические разделы с разграничением доступа к ним;

- систематическое использование программ-ревизоров для контроля целостности информации;

- при поиске вирусов (который должен происходить регулярно!) старайтесь использовать заведомо чистую операционную системы, загруженную с дискеты. Защищайте дискеты от записи, если есть хоть малая вероятность заражения.