1.3 Ақпараттанудың ғылым жүйесінде алатын орны.

Дәстүрлі түрде қалыптасқан (техникалық, жаратылыстану, гуманитарлық және т.б.) ғылым жүйесіндегі информатиканың алатын орнын қарастыралық. А.П.Ершовтың анықтамасы бойынша: информатика – бұл “Іргелі жаратылыстану ғылымы” (фундаментальная естественная наука). Ал, академик Б.Н.Наумов информатиканы - “ақпараттардың жалпы қасиеттерін, процесстерді, әдістер мен оларды өңдеу құралдарын үйрететін жаратылыстану ғылымы” ретінде анықтады.

Іргелі ғылымдар - дегеніміз не және жаратылыстану ғылымдары - дегеніміз не? – осыны анықтап алайық. Іргелі ғылымдарға - әртүрлі қызметте және көптеген ғылым саласында қолданылатын негізгі түсініктері жалпы ғылыми сипатта болатын ғылымды жатқызуға болады. Мысалы, әр түрлі ғылымдардың ішінде математика және философия тәрізді пәндердің іргелі ғылымға жататынына ешқандай күмән жоқ. “Ақпарат”, “ақпараттарды өңдеу процесстері” – деген түсініктердің де жалпығылыми мәні бар болғандықтан, информатика пәнін де осы іргелі ғылымдарның қатарына жатқызуға болады.

Жаратылыстану ғылымдарына – физика, химия, биология және тағы да басқа ғылымдар кіреді. Олар біздің түсінігімізден тәуелсіз болып табылатын әлемнің объективті мәні бар істермен байланысты. Информатикадан оған – әртүрлі табиғи жасанды, биологиялық, қоғамдық жүйелерде ақпараттарды өңдеу заңдылығының бірлігін қамтитындығы жатады. Информатика ғылымы өзіне тән қасиеті арқылы әлеуметтік аймақты жетілдіру мен дамытуға себепші болатын гуманитарлық (қоғамдық) ғылымдарды да қамтиды.

Жаратылыстану ғылымдарының заңдылықтары, ұғымдары

Техникалық ғылымдардың заңдылықтары, ұғымдары

Информатика

Жалпы ғылымдардың заңдылықтары, ұғымдары

Математиканың заңдылықтары, ұғымдары

Сол себепті, информатика ғылымы жоғарыда кескінделгені сияқты ғылыми білімнің кешендік, пәнаралық аймағы болып табылады.

4. Информатиканың педагогикалық-психологиялық, әлеуметтік, құқықтық және эстетикалық аспектілері

Бүгінгі күні білім беру жүйесінде информатиканы оқытуды енгізіп, оның әдістемесін жасау – педагогикалық және психологиялық ғылымдардың алдына көптеген өзекті мәселелер қойып отыр. Бұл мәселелердің негізгілеріне компьютерлік техниканы қолдану қажеттілігін жатқызуға болады.

Компьютер - қаншалықты оқу процесінде негізгі рөл атқарғанымен, ол оқытушыны айырбастай алмайды. Информатиканы оқыту әдістемесінде - компьютер оқушыларға қарым-қатынас жасауда басқарушы әрекетін орындайды, оқыту мәселелерін таңдап алады, оларды шешу жолдарын бақылайды және оқушыларға көмек беру мөлшері мен сипатын анықтайды.

Психологиялық теорияларды жете зерттеуге, білім саласында информатика пәнін оқыту әдістемесінде, оқытуды жобалау және жаңа ақпараттық технологиямен қамтамасыз етуге байланысты мәселерді шешуде, олардың өзектілігін анықтап беруде компьютер ерекше зор рөл атқаруда. Кейбір мәліметтер компьютерді қолданып оқытудың, әсіресе оқушылардың білім алу барысында және бастапқы қарым-қатынасты модельдеу барысында таптырмайтын құрал екендігін көрсетіп отыр. Ақпараттар мен жұмыс жасау қаншама пайдалы болса, соншалықты кері әсері де болуы мүмкін. Бала интернеттегі қызыққа бір берілген соң, одан өзін алып шығу қиынға соқпақ. Сондықтан, бастауыш сыныптарға информатика элементтерін пән аралық байланыс негізінде оқытудың жүргізілуінде техникалық, гигиеналық және эргономикалық талаптардың бар мүмкіншіліктерін пайдаланған жөн.

Лекция № 2. Информатиканың арифметикалық негіздері.

Дәрістің мақсаты: Ақпарат ұғымымен, ақпараттың қасиеттерімен және санау жүйелері түрлерімен таныстыру.

Жоспар:

1. Ақпарат – информатиканың объектісі.

2. Ақпарат оның түрлері және қасиеттері.

3. Ақпараттарды бейнелеудің әртүрлі деңгейлері.

4. Ақпараттың өлшем бірліктері: ықтималдық және аумақтық тәсілдері.

5. Ақпараттарды кодтау.

6. Санау жүйелері

Кілттік сөздер: ақпарат, санау жүйесі, қасиеттер, кодтау, декодтау.

Иллюстрациялық материал: слайд, схема, кесте.

Ақпарат деп, қоғамдық өмірдегі оқиғалар, табиғат құбылыстары, техникалық құрылғылардағы процестер т.с.с. туралы әр түрлі мағлұматтарды атау қабылданған. Ақпарат біздің сөзімізде, кітаптар мен газет, журналдардың текстерінде, өлшеуіш аспаптардың көрсетулерінде кездеседі. Ол шынайы өмірдегі құбылыстар мен объектілерге қатысты әр түрлілікті бейнелейді.

Белгілі материалдық формада көрсетіліп анықталған ақпаратты хабар деп атайды, оны сигналдар арқылы жеткізеді. Сигнал – ақпараттың физикалық тасымалдап жеткізуші құралы. Көптеген физикалық шамалар табиғаты бойынша қандай да болмасын бір диапазон ішінде кез – келген мәнді қабылдай алады. Мысалы: температура, қысым, жылдамдық т.б., яғни үздіксіз болады. мұндай ақпаратты танып білу үшін және оны қадағалап реттеу үшін арнайы құрылғылар – датчиктер (түрлендіріп бергіштер) – арқылы тиісті сигнал түріне, көбінесе электр сигналы түріне түрлендіреді. Датчиктен алынатын сигнал кез – келген уақыт интервалында шексіз санды мәнге ие бола алады, яғни ол да үздіксіз өзгереді. Датчиктен алынған үздіксіз сигнал бастапқы ақпаратқа сәйкес өзгереді, сондықтан ондай сигналды аналогтық (ұқсастық, үйлесімдік) сигнал деп, ал осындай сигналдар әсер ететін қондырғыларды аналогтық қондырғылар деп атайды. Сонымен бірге дискретті (үздікті) хабарлар да бар. олар жеке – жеке анықталған мәндер жиынтығынан тұрады. Ал бұл жиынтық шекті болғандықтан мұндай хабарлардағы ақпараттың көлемі де шекті болады.

Іс жүзінде үздіксіз хабарларды үздікті түрінде бейнелеуге болады. мәні үздіксіз хабарларды ақпарат көзі мен оны қабылдағыштарға тән қате жіберуге және де ақпаратты тарататын каналда болатын кедергілерге байланысты іске асыру қиынға түседі. Сондықтан үздіксіз сигналдарды олардың деңгейі мен ұзақтығы бойынша кванттайды (кіші бөліктерге бөледі). Ақпаратты деңгейі бойынша кванттаған кезде оның алынған интервалдың ішіндегі үздіксіз өзгеретін мәндерін үздікті (дискретті) мәндер жиынтығымен алмастырады. Уақыт бойынша кванттау кезінде үздіксіз сигналды импульстер тізбегімен алмастырылады. Бұл импульстер тактілік (біркелкі ырғақтылық) деп аталатын белгілі уақыт аралығында қайталанып отырады. 1 – суретте үздіксіз ақпаратты ( кернеуінің өзгеруін) импульстік тәсілде бейнелеу көрсетілген. Егер тактілік интервалдар Т тиісті түрде таңдап алынса, ақпарат жоғалуы болмайды: тактілік интервал неғұрлым аз болған сайын дискреттік ақпаат соғұрлым аналогтық ақпаратқа жақын болады.

Ақпаратты уақыт бойынша және деңгей бойынша кванттау бір мезгілде жасалынса, онда әрбір іріктеп алынған импульстің амплитудасы сол уақыт ішіндегі аналогтық ақпараттың амплитудасына жақындай түседі. Осылайша жасалынған импульстер тізбегінің жиынтығы дискреттік немесе цифрлық сигналды құрайды. Дискреттік сигналдың әрбір мәнін санмен бейнелеуге болады. Цифрлық техникада мұндай процесті (ақпаратты бір түрден екінші түріне түрлендіруді) кодтау, ал алынған сандар жиынтығын сигналдың коды деп атайды. Нақты сигналдарды түрлендіру немесе таратып жеткізудің орнына цифрлік техникада бұл операциялар олардың кодтарымен жүргізіледі. Сонымен бірге аналогтық сигналдармен де операция жасауға болады, ол үшін аналогтық сигналдар аналогты – цифрлық түрлендіргіштер (АЦП) арқылы түрлендіріледі. Сонымен, дискреттік хабар сандар жиынтығы мен символдардан мысалы, “+” және “-” таңбаларынан тұрады. Әрбір сан цифрлерден құралады. Сандарды цифрлік таңбалармен жазу тәсілін санау жүйесі деп аталады.

“Информация” – сөзі латынның түсіндіру, баяндау, түсінік деген ұғымдарды беретін “іnformatіo” сөзінен алынған. Қазіргі кезде ақпараттар ұғымы адам өміріне, ғылымның әртүрлі салаларына кеңінен енгізілді. Әсіресе философия, экономика, физика, математика және тағы да басқа ғылым салаларында кеңінен қолданылуда. Бірақ, бұл ақпарат ұғымы әртүрлі салада, әр түрлі мағынада қолданылуда. Ақпарат ұғымын жазбаша, ауызша немесе тіпті іс-қимыл түрінде бере аламыз. Ал, оларды күнделікті оқитын газеттерден, теледидардан, радиодан, интернеттен және т.б. ақпараттар көздерінен ала аламыз.

“Ақпарат алу дегеніміз” – бізді қоршаған дүниенің құбылыстары мен объектілерінің қасиеттері, құрылымы немесе олардың бір-біріне қатысуы жөнінде нақты мәліметтер мен деректер алу.

Ақпарат материя және энергиялармен қатар бізді қоршаған ортаның фундаментальды негізі болып табылады.

Адам ақпараттармен не атқара алады?

Адам ақпараттарды

• сақтай алады,

• шығарып бере алады;

• өңдей алады.

Ақпараттар жинақталады, беріледі, сақталады және өңделеді. Ақпараттар арқылы орындалатын әрекеттер ақпараттық процестер деп аталады.

Адам ақпараттарды үздіксіз қабылдап отыруы қажет екендігі түсінікті. Адамға су, ауа жылу қандай керек болса, ақпаратт та солай қажет. Адам қабылдайтын ақпараттар таңба (белгі) және образды түрде болуы мүмкін.

Образды ақпарат деп – дәм, иіс, сезім сияқты табиғат көздерінен алынатын ақпараттарды айтамыз.

Таңба түріндегі ақпараттарға : сөз, жазу, және тағы басқа ақпараттар жатады.

Адам өзінің сезім мүшелері арқылы ақпараттарды өз бейнесінде (образды) және белгі түрінде қабылдайды.

Ақпараттық процестің әр түрлі сатыларында ақпараттар бірнеше рет қайта кодталады, яғни ол өзінің жазылу түрін өзгертеді.

Қандай да бір алфавитті пайдаланып ақпарат жазуды кодтау деп атаймыз. Бір ғана ақпаратты әр түрлі жолда жазуға болады. Бір белгі тобынан екінші белгі тобына көшіру жолын код деп атаймыз.

Мысалы, мектепте оқитын оқушылар саны – 967 дегенді әр түрлі жүйеде кодтап, былай жазуға болады: 967₁₀, 1707_8, 3С7_16, 1111000111₂. Мұндай жазу түрлерінде оқушылар саны жөніндегі мәліметтер өзгермейді, бірақ оның жазылу түрі өзгереді. Ақпараттардың сақталу, қабылдану, берілу және өңделу жолдары ақпараттардың жазылу(кодталу) түріне көп тәуелді болады.

Ақпараттардың кодталуы оның кері кодталуына(декодталуына) қолайлы болатындай етіліп жасалуы қажет. Кодталғанда қанша аз алфавит пайдаланылса, кері кодтау соншама жеңіл болады.

Практика жүзінде ақпараттарды кодтау үшін қазір көбінесе екілік алфавит пайдаланылады. Мұнда 0 және 1 белгілері пайдаланылады. Оларды ондық алфавиттен айыру үшін екілік код деп атаймыз.

Ағылшын тілінде оны Bіnary dіgіt деген сөзінен қысқартылып Бит деп атаған. Ақпараттарды мұндай екі санмен белгілеу оларды сақтауға, беруге өңдеуге арналған құрылғылардың құрылымын жеңілдетеді.

Екілік сандар алфавитінің қарапайымдылығы оның есептеу техникасында кең тарауына себеп болады. 0 және 1 мәндері ЭЕМ-дерде магниттелген-1, магниттелмеген – 0, заряды бар - 1, заряды жоқ-0, іске қосылған-1, өшірілген –0 сияқты және басқа физикалық күйлермен көрсетіледі.

Екілік сан физикалық құрылғыны қарапайым етіп қоймай, ол орнықтылық және экономдық қасиетке ие.