Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Оптический принцип записи и считывания информации.

В лазерных дисководах CD-ROM и DVD-ROM используется оптический принцип записи и считывания информации.

В процессе записи информации на лазерные диски для создания      участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.

В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность лазерного диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.

При соблюдении правил хранения (в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.

Лазерные дисководы и диски

Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации.

На лазерных CD-ROM (CD - Compact Disk, компакт диск) и DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Real Only Memory - только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет.

Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650-700 Мбайт, а скорость считывания информации в CD-ROM-накопителе зависит от скорости вращения диска. Первые CD-ROM-накопители были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили 52-скоростные CD-ROM-накопители, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость считывания информации (до 7,8 Мбайт/с).

DVD-диски имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт) по сравнению с CD-дисками. Во-первых, используются лазеры с меньшей длиной волны, что позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Во-вторых, информация на DVD-дисках может быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне.

Первое поколение DVD-ROM-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время 16-скоростные DVD-ROM-дисководы достигают скорости считывания до 21 Мбайт/с.

Существуют CD-R и DVD-R-диски (R - recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана, но только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW - ReWritable, перезаписываемый), которые имеют "платиновый" оттенок, информация может быть записана многократно.

Для записи и перезаписи на диски используются специальные CD-RW и DVD-RW-дисководы, которые обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска. Такие дисководы позволяют записывать и считывать информацию с дисков с различной скоростью. Например, маркировка CD-RW-дисковода "40х12х48" означает, что запись CD-R-дисков производится на 40-кратной скорости, запись CD-RW-дисков - на 12-кратной, а чтение - на 48-кратной скорости.

Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Стример (англ. tape streamer) - устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 - 2 Гбайта и больше.

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации. На данный момент стримеры являются устаревшими и поэтому используются они на практике очень редко.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков - от сотен Мбайт до нескольких Гигабайт.

 

4. Экспертные системы в правоохранительной деятельности.

 

Экспертные системы (ЭС) возникли как значительный практический результат в применении и развитии методов искусственного интеллекта (ИИ)- совокупности научных дисциплин, изучающих методы решения задач интеллектуального (творческого) характера с использованием ЭВМ.

Область ИИ имеет более чем сорокалетнюю историю развития. С самого начала в ней рассматривался ряд весьма сложных задач, которые, наряду с другими, и до сих пор являются предметом исследований: автоматические доказательства теорем, машинный перевод (автоматический перевод с одного естественного языка на другой), распознавание изображений и анализ сцен, планирование действий роботов, алгоритмы и стратегии игр.

ЭС - это набор программ, выполняющий функции эксперта при решении задач из некоторой предметной области. ЭС выдают советы, проводят анализ, дают консультации, ставят диагноз. Практическое применение ЭС на предприятиях способствует эффективности работы и повышению квалификации специалистов.

Главным достоинством экспертных систем является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека к любой информации экспертные системы подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы. При решении задач, требующих обработки большого объема знаний, возможность возникновения ошибки при переборе очень мала.

Современные информационные технологии можно определить как систему операций по сбору, хранению, обработке и передаче информации, осуществляемых по каналам связи с использованием компьютерной техники.

Основными принципами современной информационной технологии являются:

• интерактивный, «дружественный» интерфейс работы;

• интегрированность с другими программными продуктами;

• гибкость процесса изменения данных и постановки задач.

Выделяют несколько видов информационных технологий:

• ИТ обработки данных; 

• ИТ управления;

• ИТ автоматизации офиса;

• ИТ поддержки принятия решений;

• ИТ экспертных систем; и т.д.

Примерами современных информационных технологий автоматизации офиса являются электронная почта, аудиопочта, текстовый процессор, электронные таблицы, телеконференции, видеотекст и т.д.

Одной из самых популярных общеупотребительных информационных технологий является мультимедиа. Понятие мультимедиа обобщает различные технологии, объединенные с помощью соответствующих аппаратно-программных средств. К мультимедиа можно отнести:

• неподвижное изображение на экране дисплея, сопровождаемое звуковыми эффектами;

• графическое изображение со звуком;

• движущееся изображение;

• анимация, т.е. последовательность изображений, создающая эффект движущегося изображения (аналог мультипликации).

В органах внутренних дел внедрение новых информационных технологий идет через построение на основе современных компьютеров локальных, региональных и общегосударственной отраслевых информационно-вычислительных сетей, которые будут способствовать дальнейшему совершенствованию информационного обеспечения ОВД. 1

Для автоматизации работы эксперта-криминалиста создаются и используются экспертные правовые системы. Экспертные правовые системы, как и экспертные системы любого назначения — это системы искусственного интеллекта, включающие базу знаний, правила вывода и механизм вывода («машина вывода»). Экспертные правовые системы позволяют распознавать криминальную ситуацию, находить возможные направления ее расследования, давать практические рекомендации.

Типовой состав экспертной правовой системы

Правовая экспертная система
Правила вывода	Знания		Механизм вывода
Факты	Убеждения	Правила	Базы знаний
Объекты	Атрибуты	Условия	Ограничения

 

Используемые в экспертной правовой системе знания складываются из фактов, убеждений и правил, а базу знаний составляет информация о предмете расследования в данный момент, которая создается на основе исследований в данной конкретной области и опыта специалистов. База содержит набор правил и факты в виде объектов, атрибутов и условий. Учитываются также ограничения на достоверность фактов. База знаний формируется специалистами в соответствующей области и при функционировании может активно использовать базы данных. Чтобы ускорить и упростить создание баз знаний, существуют экспертные оболочки.

В правоохранительной деятельности экспертные системы используются, в основном, в следственной практике, хотя имеются примеры и других применений. Так экспертная система «Блок», предназначенная для борьбы с экономическими преступлениями, позволяет расследовать хищения в строительстве с использованием экономических, технологических, товароведческих, бухгалтерских, оперативных материалов и признаков, а также данных о лицах и документах в этой области. Экспертная система «Блок» может адаптироваться в процессе эксплуатации. Экспертная система «Автоэкс» предназначена для экспертизы дорожно-транспортных происшествий и позволяет, например, установить, мог ли водитель транспортного средства предотвратить происшествие.

Новым классом автоматизированных информационных систем являются системы поддержки принятия решений, которые представляют собой объединение АИС и экспертной системы. К экспертным системам можно также отнести автоматизированные информационно-распознающие системы — сложные системы со специальными техническими и программными средствами.

Для автоматизации судебно-экспертных исследований требуется использование экспертных систем и систем искусственного интеллекта. В этой области можно выделить следующие разделы.

Автоматизация сбора и обработки экспериментальных данных, полученных при расследовании, с использованием современных научно-технических способов. Для этого могут использоваться измерительно-вычислительные комплексы на базе измерительных приборов и компьютеров. Для анализа данных используются технологические банки данных.

Создание банков данных и АИПС по конкретным объектам экспертизы, например, «Металлы», «Автоэмали», «Волокно» (текстиль), «Красители» (волокна), «Помада» (губная), «Бумага», «Оружие», «Наркотические средства». Эти АИПС могут работать самостоятельно или совместно с другими информационно-вычислительными комплексами. Так, например, имеются АИПС по взрывчатым веществам гражданского и военного применения, а также боеприпасам (можно определять состав, марку взрывчатых веществ по экспериментальным данным); банки данных «Модель оружия-гильзы» (можно найти тип оружия по пуле или гильзе).

Системы анализа изображений, к которым относятся почерки, подписи, отпечатки пальцев, следы обуви, следы от пуль, портреты. Самые трудные проблемы здесь — это фотороботы для реконструкции лица, реконструкция лица по черепу. Некоторые успехи достигнуты с помощью графического процессора Adobe Photoshop.

Вспомогательные расчеты и модели — моделирование криминальных ситуаций (пожаров, взрывов, аварий, дорожно-транспортных происшествий) в зависимости от условий (где возникают, как развиваются). Для различных версий иногда полезно использовать мультипликацию, это помогает составить план расследования. С помощью расчетов можно отличать самодельное оружие от боевого и т.д.

Автоматизированное решение экспертных задач вплоть до подготовки экспертного заключения. Этой цели служат системы поддержки судебной экспертизы (СПСЭ). С их помощью можно провести исследование и оценку вещественных доказательств, подготовить и сформулировать экспертное заключение. Примерами могут служить СПСЭ:

«ЭВРИКА» (экспертиза и выдача результатов исследования кабелей), работающая в диалоговом режиме;

«Кортик» — экспертиза холодного оружия;

«Балэкс» — баллистическая экспертиза;

«Наркоэкс» — экспертиза наркотических веществ

и многие другие. Принцип работы всех СПСЭ — эксперт отвечает на вопросы компьютера. В случае неоднозначности рекомендаций СПСЭ решение принимает эксперт по своим убеждениям. Поскольку СПСЭ может быть очень много, имеются программные средства их автоматизированной разработки для конкретных приложений. Для работы с СПСЭ желательно использовать «компьютеризованное рабочее место эксперта» с необходимым программным обеспечением. Но эксперт должен понимать математический аппарат принятия решений или работать совместно с математиком.

Создание обучающих систем (тренажеров) с соответствующим техническим и программным обеспечением. Имеются, например, тренажеры «Убийство», «Следователь» и др. Многие СПСЭ имеют тренажеры для овладения методами экспертизы.2