Конспекты Impact of Computing (Влияние компьютерных технологий)

5.1

Полезные и вредные последствия

Программа

Общее понимание (IOC-1): Хотя инновации в области вычислений обычно разрабатываются для достижения конкретной цели, они могут иметь непредвиденные последствия.

Цель обучения IOC-1.A: Объяснить, как эффект от вычислительной инновации может быть одновременно положительным и отрицательным. [Навык 5.C]

IOC-1.A.1 Люди создают вычислительные инновации.
IOC-1.A.2 Способ выполнения задач людьми часто меняется, чтобы incorporates новые вычислительные инновации.
IOC-1.A.3 Не каждый эффект вычислительной инновации можно предвидеть заранее.
IOC-1.A.4 Один и тот же эффект может восприниматься разными людьми как положительный и отрицательный одновременно, или даже одним и тем же человеком в разных ситуациях.
IOC-1.A.5 Достижения в области вычислений способствовали развитию творчества в других областях, таких как медицина, инженерия, связь и искусство.

Цель обучения IOC-1.B: Объяснить, как вычислительная инновация может оказывать влияние за рамками её предполагаемого назначения. [Навык 5.C]

IOC-1.B.1 Вычислительные инновации могут использоваться способами, которые не планировались их создателями:
- Всемирная паутина изначально предназначалась только для быстрого и легкого обмена информацией внутри научного сообщества.
- Целевая реклама используется для помощи бизнесу, но она может быть злоупотреблена как на индивидуальном, так и на агрегированном уровне.
- Машинное обучение и анализ данных позволили инновациям в медицине, бизнесе и науке, однако информация, открытая таким образом, также использовалась для дискриминации групп людей.
IOC-1.B.2 Некоторые способы использования вычислительных инноваций могут оказать вредное воздействие на общество, экономику или культуру.
IOC-1.B.3 Ответственные программисты стараются учитывать непредвиденные способы использования своих вычислительных инноваций и потенциальные положительные и отрицательные последствия этих новых применений.
IOC-1.B.4 Невозможно для программиста учесть все возможные способы использования вычислительной инновации.
IOC-1.B.5 Вычислительные инновации часто имели положительные непредвиденные последствия, приводя к прогрессу в других областях.
IOC-1.B.6 Быстрое распространение программы или запуск программы с большим количеством пользователей может привести к значительным последствиям, выходящим за рамки intended purpose или контроля программиста.

Источник: Описание курса и экзамена College Board AP

Свалка электронных отходов — вычислительная техника имеет как экологические издержки, так и преимущества

Каждая инновация в сфере вычислений может быть использована как для того, чтобы помочь, так и для того, чтобы нанести вред – часто одна и та же технология делает и то, и другое. Социальная сеть объединяет людей и может распространять дезинформацию; автоматизация повышает производительность и может привести к потере рабочих мест. Последствия часто бывают непреднамеренными: создатели не могут предвидеть каждое возможное применение. Оценивая вычислительную инновацию, взвешивайте её преимущества и недостатки для людей и общества, и помните, что вред не всегда является умышленным.

Вычислительная техника влияет на благополучие общества несколькими способами

Вычислительная техника также порождает творчество в других сферах, которое CED рассматривает как преимущество само по себе, а не просто как удобство: моделирование и визуализация в медицине, симуляции в инженерии, новые формы в искусстве и музыке, а также совершенно новые виды общения. Полезные эффекты инновации часто проявляются в области, далёкой от компьютерных технологий.

5.2

Цифровое неравенство

Программа

Общее понимание (IOC-1): Хотя инновации в области вычислений обычно разрабатываются для достижения конкретной цели, они могут иметь непредвиденные последствия.

Цель обучения IOC-1.C: Описать вопросы, способствующие возникновению цифрового разрыва. [Навык 5.C]

IOC-1.C.1 Доступ в Интернет варьируется в зависимости от социально-экономических, географических и демографических характеристик, а также между странами.
IOC-1.C.2 «Цифровой разрыв» относится к различному доступу к вычислительным устройствам и Интернету, основанному на социально-экономических, географических или демографических характеристиках.
IOC-1.C.3 Цифровой разрыв может затрагивать как группы, так и отдельных лиц.
IOC-1.C.4 Цифровой разрыв поднимает вопросы справедливости, доступа и влияния как на глобальном, так и на локальном уровнях.
IOC-1.C.5 На цифровой разрыв влияют действия отдельных лиц, организаций и правительств.

Источник: Описание курса и экзамена College Board AP

Цифровое неравенство — это неравный доступ к вычислительной технике и Интернету среди различных групп населения по признакам дохода, географического положения, возраста или страны. Те, кто имеет доступ, получают образование, рабочие места и услуги; те, кто его лишён, отстают всё дальше. Цифровой разрыв формируется под влиянием экономических, социальных и географических факторов, а усилия по его преодолению (доступное оборудование, общественный доступ, инфраструктура) направлены на то, чтобы сделать преимущества вычислительной техники более справедливыми.

Компьютеры в публичной библиотеке: цифровое неравенство связано с неравным доступом к устройствам, подключению и навыкам

Спутниковая тарелка в сельской местности: география всё ещё определяет, у кого быстрый интернет, а кому приходится ждать

5.3

Предвзятость в вычислениях

Программа

Общее понимание (IOC-1): Хотя инновации в области вычислений обычно разрабатываются для достижения конкретной цели, они могут иметь непредвиденные последствия.

Цель обучения IOC-1.D: Объяснить, как существует предвзятость в вычислительных инновациях. [Навык 5.E]

IOC-1.D.1 Вычислительные инновации могут отражать существующую человеческую предвзятость из-за предвзятости, заложенной в алгоритмы, или предвзятости в данных, используемых инновацией.
IOC-1.D.2 Программисты должны принимать меры по снижению предвзятости в алгоритмах, используемых для вычислительных инноваций, как способ борьбы с существующей человеческой предвзятостью.
IOC-1.D.3 Предвзятость может быть заложена на всех этапах разработки программного обеспечения.

Источник: Описание курса и экзамена College Board AP

Автомобиль без водителя на городской улице — автономные системы поднимают вопросы безопасности и предвзятости

Предвзятость может быть заложена в вычислительные системы – часто непреднамеренно. Если данные, используемые для создания системы, отражают существующую предвзятость, или если предположения разработчиков односторонни, система может выдавать несправедливые результаты (например, инструмент для найма, отдающий предпочтение одной группе). Предвзятость может возникнуть на любом этапе – сборе данных, проектировании и использовании – поэтому системы следует тестировать на справедливость в отношении различных групп. Осознание того, что «компьютер так сказал», не означает «справедливо», — важный навык.

5.4

Краудсорсинг

Программа

Общее понимание (IOC-1): Хотя инновации в области вычислений обычно разрабатываются для достижения конкретной цели, они могут иметь непредвиденные последствия.

Цель обучения IOC-1.E: Объяснить, как люди участвуют в процессах решения проблем в масштабе. [Навык 1.C]

IOC-1.E.1 Широкий доступ к информации и открытым данным облегчает выявление проблем, разработку решений и распространение результатов.
IOC-1.E.2 Наука претерпела изменения благодаря использованию распределённых методов и «гражданской науки» для решения научных задач.
IOC-1.E.3 Гражданская наука — это научные исследования, проводимые полностью или частично распределёнными лицами, многие из которых не являются учёными, которые вносят релевантные данные в исследования, используя собственные вычислительные устройства.
IOC-1.E.4 Краудсорсинг — это практика получения ввода или информации от большого количества людей через Интернет.
IOC-1.E.5 Человеческие возможности могут быть расширены за счёт сотрудничества с использованием вычислительных технологий.
IOC-1.E.6 Краудсорсинг предлагает новые модели сотрудничества, такие как связывание бизнеса или социальных инициатив с финансированием.

Источник: Описание курса и экзамена College Board AP

Краудсорсинг — это получение обратной связи, идей или финансирования от большого количества людей, обычно через Интернет. Он использует знания и усилия многих: картографические проекты, обзоры продуктов, гражданская наука и краудфандинг полностью зависят от него. Интернет позволяет краудсорсингу работать в масштабах и скорости, которые ранее были недостижимы, позволяя проекту привлекать участников со всего мира.

Вики-марафон: краудсорсинг объединяет труд множества людей в общий ресурс

5.5

Юридические и этические вопросы

Программа

Общее понимание (IOC-1): Хотя инновации в области вычислений обычно разрабатываются для достижения конкретной цели, они могут иметь непредвиденные последствия.

Цель обучения IOC-1.F: Объяснить, как использование вычислительных технологий может вызывать правовые и этические проблемы. [Навык 5.E]

IOC-1.F.1 Материалы, созданные на компьютере, являются интеллектуальной собственностью автора или организации.
IOC-1.F.2 Легкость доступа и распространения оцифрованной информации вызывает вопросы интеллектуальной собственности, касающиеся права собственности, ценности и использования.
IOC-1.F.3 Необходимо принимать меры по защите интеллектуальной собственности.
IOC-1.F.4 Использование материалов, созданных кем-то другим, без разрешения и представление их как собственных является плагиатом и может повлечь за собой правовые последствия.
IOC-1.F.5 Некоторые примеры законного использования материалов, созданных другими людьми, включают:
- Creative Commons — публичная лицензия на авторские права, которая позволяет свободно распространять работы, охраняемые авторским правом. Она используется, когда автор хочет предоставить другим право делиться, использовать и создавать производные произведения на основе своей работы.
- open source (открытый исходный код) — программы, которые предоставляются бесплатно и могут быть перераспределены и изменены.
- open access (открытый доступ) — результаты онлайн-исследований, доступные без каких-либо ограничений на доступ и без большинства ограничений на использование, таких как авторское право или лицензионные ограничения.
IOC-1.F.6 Использование материалов, созданных кем-то, кроме вас, всегда должно сопровождаться ссылкой на источник.
IOC-1.F.7 Creative Commons, открытые исходные коды и открытый доступ обеспечили широкий доступ к цифровой информации.
IOC-1.F.8 Как и любая технология или медиум, использование вычислительных технологий для причинения вреда отдельным лицам или группам людей поднимает вопросы законодательства и этики.
IOC-1.F.9 Вычислительные технологии могут играть роль в социальных и политических вопросах, что, в свою очередь, часто поднимает правовые и этические проблемы.
IOC-1.F.10 Цифровой разрыв вызывает этические вопросы, связанные с использованием вычислительных технологий.
IOC-1.F.11 Инновации в сфере вычислительных технологий могут порождать правовые и этические споры. Примерами таких инноваций являются:
- разработка программного обеспечения, позволяющего получать доступ к загрузкам цифровых медиа и стримингу
- разработка алгоритмов, содержащих предвзятость
- наличие вычислительных устройств, собирающих и анализирующих данные путем непрерывного мониторинга деятельности

Источник: Описание курса и экзамена College Board AP

Пульт управления видеонаблюдением: системы слежки балансируют между безопасностью и вопросами конфиденциальности

Вычислительная техника вызывает вопросы права и этики:

Интеллектуальная собственность и авторское право защищают творчество авторов; использование таких материалов может требовать разрешения или лицензии. Лицензии открытого исходного кода и Creative Commons позволяют авторам делиться своими работами на оговоренных условиях.
Плагиат – использование чужих работ как своих собственных – неэтичен и часто незаконен.
Сбор и использование персональных данных поднимают вопросы конфиденциальности касательно согласия и злоупотреблений.

Три термина «открытый», которые не являются одним и тем же

Термин	Что он означает
Открытый исходный код	программы, которые бесплатно предоставляются и могут быть перераспределены и изменены кем угодно. Лицензия явно предоставляет эти права — бесплатность не то же самое, что открытый исходный код, а программа, которую нельзя изменить, не является открытым исходным кодом.
Открытый доступ	исследования и другой контент, доступный в интернете бесплатно, поэтому читателю не нужна подписка. Это ни о чем не говорит в плане права на изменение.
Creative Commons	семейство лицензий, которые автор применяет к своей работе, чтобы заранее предоставить конкретные разрешения — например, «вы можете использовать это, указав авторство» или «вы можете использовать это, но не в коммерческих целях».

Все три способа предоставляют права, которыми автор обладает по умолчанию согласно авторскому праву. Именно поэтому они важны для экзамена: авторское право возникает автоматически, поэтому всё, что не лицензировано явно, ограничено, и для его использования требуется разрешение.

Техническая возможность чего-либо не делает это действие законным или этичным.

Что записывается во время вашего просмотра веб-страниц

Два пути сбора данных, упомянутых в CED, и ни один из них не требует от вас ввода текста:

Веб-сайты могут регистрировать и хранить историю лиц, просматривавших их страницы — какие именно страницы, когда, сколько времени и с какого устройства.
Поисковые системы могут использовать вашу историю поиска, чтобы предлагать веб-сайты, а также для продажи таргетированной рекламы: реклама следует за поисковым запросом, поэтому товар, найденный один раз, может появляться на протяжении нескольких недель.

Ни один из них не является злонамеренным по своей природе, и оба являются механизмом работы сервисов, которые люди считают полезными. Суть, которую проверяют экзамены, заключается в том, что данные, собранные для одной цели, могут быть объединены и использованы для другой, часто без ведома человека о том, что он дал на это согласие.

Словарь Тренировать

English	Русский
Creative Commons/kriːˈeɪtɪv ˈkɒmənz/	Creative Commons
Personally identifiable information (PII)/ˈpɜːsənəli aɪˈdentɪfaɪəbl ˌɪnfəˈmeɪʃn/	Персонально идентифицируемая информация (PII)
identity theft/aɪˈdentɪti θeft/	кража личности
phishing/ˈfɪʃɪŋ/	фишинг
malware/ˈmælweə/	вредоносное ПО
multi-factor authentication/ˈmʌlti ˈfæktə ɔːˌθentɪˈkeɪʃn/	многофакторная аутентификация

5.6

Безопасные вычисления

Программа

Ключевое понимание (IOC-2): Использование инноваций в сфере вычислительных технологий может нести риски для личной безопасности и идентификации личности.

Цель обучения IOC-2.A: Описать риски для конфиденциальности при сборе и хранении персональных данных на компьютерной системе. [Навык 5.D]

IOC-2.A.1 Лично идентифицируемая информация (PII) — это сведения о человеке, которые идентифицируют, связывают, относятся к нему или описывают его. Примерами PII являются:
- номер социального страхования
- возраст
- раса
- номер(а) телефона
- медицинская информация
- финансовая информация
- биометрические данные
IOC-2.A.2 Поисковые системы могут фиксировать и хранить историю поисковых запросов пользователей.
IOC-2.A.3 Веб-сайты могут фиксировать и вести журнал посещений страниц конкретными лицами.
IOC-2.A.4 Устройства, веб-сайты и сети могут собирать информацию о местоположении пользователя.
IOC-2.A.5 Технологии обеспечивают сбор, использование и эксплуатацию информации о людях, от людей и для людей, групп и организаций.
IOC-2.A.6 Поисковые системы могут использовать историю поиска для рекомендации веб-сайтов или для таргетированной рекламы.
IOC-2.A.7 Разнородные персональные данные, такие как геолокация, файлы cookie и история браузера, могут агрегироваться для формирования знаний о человеке.
IOC-2.A.8 Lично идентифицируемая информация (PII) и другая информация, размещенная в интернете, могут использоваться для улучшения онлайнового опыта пользователя.
IOC-2.A.9 PII, хранящаяся в интернете, может использоваться для упрощения процесса онлайн-покупок.
IOC-2.A.10 Коммерческая и государственная систематизация информации может быть использована во вред, если игнорируются вопросы конфиденциальности и другие меры защиты.
IOC-2.A.11 Информация, размещенная в интернете, может быть использована не так, как планировалось, и нанести вред. Например, электронное письмо может быть переслано, твиты можно ретвитить, а посты в социальных сетях могут увидеть потенциальные работодатели.
IOC-2.A.12 Lично идентифицируемая информация может использоваться для преследования человека, кражи его личности или содействия планированию других преступных действий.
IOC-2.A.13 После того как информация помещена в интернет, ее трудно удалить.
IOC-2.A.14 Программы могут собирать ваше местоположение и записывать, где вы были, как вы туда попали и сколько времени находились в определенном месте.
IOC-2.A.15 Информация, опубликованная в сервисах социальных сетей, может быть использована другими людьми. Совмещение информации из социальных сетей и других источников может помочь вывести личную информацию о вас.

Цель обучения IOC-2.B: Объяснить, как можно защитить ресурсы вычислительных технологий и как они могут быть использованы неправомерно. [Навык 5.E]

IOC-2.B.1 Меры аутентификации защищают устройства и информацию от несанкционированного доступа. К таким мерам относятся сложные пароли и многофакторная аутентификация.
IOC-2.B.2 Надежный пароль — это то, что пользователю легко запомнить, но что другому человеку будет сложно угадать, зная эту информацию о пользователе.
IOC-2.B.3 Многофакторная аутентификация — это метод контроля доступа к компьютеру, при котором пользователю предоставляется доступ только после успешного предоставления нескольких отдельных доказательств механизму аутентификации, обычно как минимум двух из следующих категорий: знание (то, что он знает), владение (то, чем он владеет) и присущность (то, кто он есть).
IOC-2.B.4 Многофакторная аутентификация требует как минимум двух шагов для разблокировки защищенной информации; каждый шаг добавляет новый уровень безопасности, который необходимо преодолеть для получения несанкционированного доступа.
IOC-2.B.5 Шифрование — это процесс кодирования данных для предотвращения несанкционированного доступа. Дешифрование — это процесс декодирования данных. Два распространенных подхода к шифрованию:
- Шифрование с симметричным ключом использует один ключ как для шифрования, так и для дешифрования.
- Шифрование с открытым ключом сочетает открытый ключ для шифрования и закрытый ключ для дешифрования. Отправителю не нужен закрытый ключ получателя для шифрования сообщения, но закрытый ключ получателя необходим для его дешифрования.
- Исключающее утверждение (EK IOC-2.B.5): Конкретные математические процедуры шифрования и дешифрования выходят за рамки данной программы и экзамена AP.
IOC-2.B.6 Удостоверяющие центры выпускают цифровые сертификаты, подтверждающие владение ключами шифрования, используемыми при безопасных коммуникациях, и основаны на модели доверия.
IOC-2.B.7 Программное обеспечение для сканирования компьютерных вирусов и вредоносного ПО может помочь защитить вычислительную систему от заражения.
IOC-2.B.8 Компьютерный вирус — это вредоносная программа, способная копировать себя и получать доступ к компьютеру unauthorized способом. Компьютерные вирусы часто прикрепляются к легитимным программам и начинают работать независимо на компьютере.
IOC-2.B.9 Вредоносное программное обеспечение (malware) — это программное обеспечение, предназначенное для нанесения ущерба вычислительной системе или захвата частичного контроля над её работой.
IOC-2.B.10 Все реальные системы содержат ошибки или конструктивные недостатки, которые могут быть использованы для их компрометации. Регулярные обновления программного обеспечения помогают устранять ошибки, которые могли бы привести к компрометации вычислительной системы.
IOC-2.B.11 Пользователи могут контролировать разрешения, предоставляемые программам для сбора информации о пользователях. Пользователям следует проверять настройки разрешений программ для защиты своей конфиденциальности.

Цель обучения IOC-2.C: Объяснить, как осуществляется несанкционированный доступ к вычислительным ресурсам. [Навык 5.E]

IOC-2.C.1 Фишинг — это техника, направленная на обман пользователя с целью получения им персональных данных. Эти данные могут затем быть использованы для доступа к чувствительным онлайн-ресурсам, таким как банковские счета и электронная почта.
IOC-2.C.2 Клавиатурный трекер (keylogging) — использование программы для записи каждого нажатия клавиш пользователем компьютера с целью получения мошеннического доступа к паролям и другой конфиденциальной информации.
IOC-2.C.3 Данные, передаваемые по публичным сетям, могут быть перехвачены, проанализированы и изменены. Одним из способов этого является через фиктивный точку доступа (rogue access point).
IOC-2.C.4 Фиктивная точка доступа (rogue access point) — это беспроводная точка доступа, предоставляющая unauthorized доступ к защищенным сетям.
IOC-2.C.5 Вредоносная ссылка может быть замаскирована на веб-странице или в сообщении электронной почты.
IOC-2.C.6 Невостребованные электронные письма, вложения, ссылки и формы в письмах могут быть использованы для компрометации безопасности вычислительной системы. Они могут исходить от неизвестных отправителей или от известных отправителей, чья безопасность была нарушена.
IOC-2.C.7 Недобросовестные (часто бесплатные) загрузки с сайтов freeware или shareware могут содержать вредоносное программное обеспечение.

Источник: Описание курса и экзамена College Board AP

Защита персональных данных — это общая ответственность. Ключевые идеи:

Шифрование перемешивает открытый текст с ключом; только ключ может его расшифровать — Шифрование скрывает исходный текст с помощью ключа; только ключ может расшифровать его

Лично идентифицируемую информацию (PII) (имя, адрес, номера удостоверений) следует передавать осторожно, поскольку она может быть misuse'ом для кражи личности.
Угрозы включают фишинг (обман с целью раскрытия информации), вредоносное ПО и слабые пароли.
Вредоносная ссылка может быть замаскирована на веб-странице или в электронном письме: видимый вами текст и фактический адрес перехода различны, поэтому ссылка с текстом www.yourbank.com может вести куда угодно. Наведите курсор, чтобы увидеть реальную цель перед нажатием, и проявляйте наибольшую осторожность со ссылками, приходящими неожиданно и создающими срочность.
Меры защиты включают надежные, уникальные пароли, множественную проверку подлинности, шифрование (скрытие данных так, чтобы их могли прочитать только авторизованные лица) и обновление программного обеспечения.

Шифрование является основным инструментом сохранения конфиденциальности данных при передаче и хранении. Быть ответственным пользователем компьютера означает защищать информацию как свою, так и чужую.

Навык для экзамена: уметь выявлять положительные и отрицательные последствия данного новшества, объяснять риски конфиденциальности или безопасности и называть практики безопасных вычислений, устраняющие их.

Разобранный пример. Алгоритм найма обучается на прошлых кандидатах компании, которые преимущественно принадлежали к одной группе, а затем отклоняет квалифицированных заявителей из других групп. Назовите проблему и её причину: это вычислительное предвзятие, вызванное предвзятыми обучающими данными — модель усвоила историческую закономерность вместо справедливого правила. Полный ответ на экзамене указывает вред (квалифицированные люди несправедливо отклоняются) и причину (предвзятие исходит из данных, а не из кода).

Исследовать

Зашифруйте сообщение для защиты

Шифрование защищает данные, маскируя их ключом; только обладатель ключа может расшифровать их обратно. Этот простой шифр Цезаря сдвигает каждую букву — настоящее шифрование использует ту же идею, но с гораздо более сильными ключами для защиты паролей и сообщений.

Словарь Тренировать

English	Русский
encryption/enˈkrɪpʃn/	шифрование
open source/ˈəʊpən sɔːs/	open source

5.6

Советы для экзамена

Обсудите оба положительных и отрицательных последствия вычислительного новшества — сбалансированный ответ оценивается выше.
Используйте правильные термины для проблем данных: PII, конфиденциальность, безопасность и алгоритмическое предвзятие.
Объясните, как ** crowd sourcing** (crowdsourcing) и большие наборы данных создают ценность и порождают новые риски.
Различайте цифровое неравенство (доступ) и предвзятость (справедливость) и приводите конкретный пример каждого.
Подкрепите каждое утверждение конкретным новшеством и эффектом, как требует письменный ответ.

Словарь Тренировать

English	Русский
digital divide/ˈdɪdʒɪtl dɪˈvaɪd/	цифровое неравенство
Bias/ˈbaɪəs/	Предвзятость
Crowdsourcing/ˈkraʊdsɔːsɪŋ/	Краудсорсинг
Intellectual property/ˌɪntəˈlektʃuːəl ˈprɒpəti/	Интеллектуальная собственность
copyright/ˈkɒpɪraɪt/	авторское право
Open-source/ˈəʊpən sɔːs/	Открытый исходный код
Plagiarism/ˈpleɪdʒərɪzəm/	Плагиат
open access/ˈəʊpən ˈækses/	открытый доступ